Val av emballagevirke

Vid valet av virke för emballagetillverkning finns det ett antal faktorer att ta hänsyn till.

Trä är ett levande material och egenskaperna varierar mellan trädslag, växtplatser och även inom samma träd. Normala variationer inom samma trädslag i ostörd fiberstruktur för egenskaperna densitet, hållfasthet/styrka och elasticitetsmodul/styvhet är:

• Densitet ± 20 procent.
• Hållfasthet ± 40 procent.
• Elasticitetsmodul ± 25 procent.

Genom dessa naturliga egenskapsvariationer är kvoten mellan den genomsnittliga materialhållfastheten och tillåten utnyttjad hållfasthet, säkerhetsmarginalen, större i jämförelse med andra konstruktionsmaterial.

Virke för exportemballage – ISPM

Emballage som ska användas vid export ska alltid tillverkas av virke som är godkänt, det vill säga att det inte innebär risk för spridning av insektsarter till andra delar av världen, där de kan orsaka stora skador. I grunden finns en internationell överenskommelse kring regelverken för att behandla trä så att spridning kan undvikas. Det är viktigt att den som köper in virke som ska användas för export känner till och följer reglerna genom att välja en leverantör som har ISPM-märkta varor.

Regelverket omfattar behandling av virke, barkning av virke samt märkning av virke. Vid förpackningshandbokens utgivning tillämpas International Standards For Phytosanitary Measures No. 15, ISPM 15. I regelverken anges vilka behandlingar som är godkända och hur märkningen av emballagen ska se ut. Internationellt finns två godkända huvudmetoder, torkning eller behandling med metylbromid. Kemikaliebehandling är inte tillåten i Sverige men kan ibland komma som krav eller förfrågan från kunder i andra världsdelar. Kemikaliehanterat emballage som tillverkas i länder där metylbromid är tillåtet märks med MB – metylbromid.

ISPM 15 anger att om torkning väljs som behandling ska virket torkas i minst 56 °C i minst 30 minuter. I många länder tillverkas emballage av rått virke och därefter torkas den färdiga produkten. I Sverige hanteras kravet vanligen genom att virket torkas vid sågverken, vilket innebär en betydligt längre torktid än kravnivån. Den längre torktiden minskar risken för mögel i sammanfogningspunkterna på emballaget. Jordbruksverket ansvarar för att godkänna tillverkarna i alla led fram till emballagetillverkaren. Om ett virkesparti ska hyvlas innan det används för emballagetillverkning måste både sågverket, hyvleriet och emballagetillverkaren ha godkänts av Jordbruksverket och tilldelats en beteckning, landskod, länsbokstav och ett löpnummer, samt behandlingsmetod HT för torkning. Se figur 1.1, för tillåtna märkningar.

Emballagetillverkarens beteckning ingår i den godkända märkning som ska stämplas eller brännas in på samtliga delar av emballage och kollin som är avsedda för export. Det innebär att även om emballaget består av enstaka virkesbitar ska dessa märkas. Ofta behöver märkningen på ett spikat emballage vara synlig från olika håll och behöver därför appliceras på två motstående sidor. Förutom torkningen av virke är det viktigt att inte ha så stora sammanhängande ytor av bark på virket att det finns risk för att insekter kan överleva och spridas. Hur mycket som tillåts anges i standarden för ISPM 15. Kvarvarande bark får antingen ha en sammanhängande yta på maximalt 50 cm² eller ha en bredd på högst 30 mm.

Jordbruksverket genomför årligen tillsyn av alla tillverkare och leverantörer och anger på sin hemsida information om vilka företag som är godkända leverantörer för export av träemballage. Läs mer på jordbruksverket.se.

 

ISPM, International Standard for Phytosanitary Measures, har utformats av IPPC, International Plant Protection Convention, som är en dotterorganisation till FAO, Food and Agriculture Organization of the UN. Läs mer på fao.org.

Figur 1.1  Exempel på tillåtna varianter av ISPM 15-märket.

 Exempel på ISPM-märkt emballage. Foto Johan Ardefors.

Emballagevirkets egenskaper

Virket ska hålla för den belastning som emballaget ska utsättas för. Samtidigt måste emballaget vara kostnadseffektivt.

För standardiserade emballageprodukter anges virkesdimensioner och kvaliteter i respektive standard för produkten. Emballagekunder som köper skräddarsydda produkter brukar också ställa krav på virkets dimensioner och kvalitet. Dessa krav anges vid underlag för upphandling och varierar för olika gods, destinationer, kunder och även inom emballaget beroende på vilka delar som utsätts för belastning.

Ska emballageprodukten tillverkas industriellt bör virkeskvaliteten vara sådan att det fungerar bra i processen. En högre vankantsdel ger en lägre materialkostnad samtidigt som en för hög andel vankant kan försvåra tillverkningen när det blir svårare att känna av måtten på bitarna.

Träförpackningar är starka
i förhållande till sin vikt

Hållfasthetssortering

För större emballage kan det behövas hållfasthetssorterat konstruktionsvirke i de bärande delarna. Konstruktionsvirke sorteras maskinellt eller visuellt.

De äldre visuella sorteringsreglerna, T-virkesreglerna, har ersatts av gemensamma nordiska sorteringsregler. I Sverige är de utgivna som svensk standard SS 230120 medan den gemensamma nordiska benämningen är INSTA 142. Reglerna gäller för furu, gran, silvergran, lärk, sitkagran och douglasgran. Virket kallas även fortsättningsvis T-virke och sorteringsklasserna är T0, T1, T2 och T3. En visuell kompletteringssortering krävs också för parametrar som maskiner inte kan bedöma, såsom kvistar, men dessutom bland annat snedfibrighet, toppbrott, tjurved, svampangrepp, årsringsbredd, sprickor, hål, deformation och vankant.

För bedömning av kvistarnas betydelse för hållfastheten finns mätregler i sorteringsreglerna som anger hur kvistarnas storlek ska mätas och hur de ska bedömas:

• Storlek i förhållande till dimension hos virket.
• Placering på kantsida och flatsida.
• Placering i virkets längdriktning.

Virke sorterat enligt SS 230120 märks med sorteringsklass T0, T1, T2 eller T3, och hållfasthetsklass C14, C18, C24 respektive C30. C-klasserna är enligt standarden SS-EN 338. Visuellt sorterat konstruktionsvirke ska vara CE-märkt enligt SS-EN 14081-1.

Vid maskinell hållfasthetssortering bestäms en fysikalisk egenskap som är kopplad till hållfastheten, till exempel statisk eller dynamisk elasticitetsmodul. I vissa maskiner kombineras olika bestämningar av egenskaper, såsom densitet, elasticitetsmodul eller inre struktur, med hjälp av röntgen. Den idag vanligaste maskinprincipen bygger på bestämning av den dynamiska elasticitetsmodulen genom mätning av resonansfrekvensen vid ”knackning” i virkesänden.

Maskinell sortering utförs enligt standarden SS-EN 14081-1 som också ger detaljerade märkningsregler. Hållfasthetssorterat konstruktionsvirke måste CE-märkas enligt SS-EN 14081-1.

Karakteristiska grundvärden för beräkning av bärförmåga och styvhet hos konstruktionsvirke i hållfasthetsklasserna C14 – C50 anges i standarden SS-EN 338.

Det kan också i vissa fall finnas ytterligare önskemål om lådvirket efter mottagningen av godset ska användas som byggnadsvirke i mottagarlandet. Vilken klass av hållfasthetssortering som krävs beror på vilka krav som ställs av kunden. Normalt fungerar hållfasthetsklass C14 för de flesta emballageändamål.

 Tabell 1.1 Visuell sortering av konstruktionsvirke

 

Tabell 1.2 Maskinell sortering av konstruktionsvirke 

De hållfasthetsklasser som är markerade med orange färg är tillverkningsstandard för svenska producenter av hållfasthetssorterat konstruktionsvirke.

 

Handelssortering

Traditionellt har handelssorten G4-3 enligt SS-EN 1611-1 använts och föreskrivits för emballagevirke.

Sorteringsreglerna för G4-3 är generösa för andra särdrag och tillåter barkdrag, kådlåpor, kådved, reaktionsved, kraftigt avvikande fiberstruktur, blånad, fast röta, mjuk röta på mindre ytor och ej aktiva insektsangrepp. I många fall är kraven högre på emballagevirket än vad som anges i G4-3. Anledningen är att vissa virkesfel kan leda till osäkerhet vid bedömningen i tullen i vissa länder. Vanligen accepteras därför inte insektsangrepp och mjuk röta. Det kan även finnas problem med blånad som ibland förväxlas med mögel.

Vankant ska undvikas i delar med hög belastning, som i medar. Vankanterna ska också vara fria från bark.

Sprickor har mindre betydelse från hållfasthetssynpunkt än kvistar och fiberriktning. Sprickor kan förekomma i mindre omfattning, de ska dock inte vara genomgående.

Snedfibrighet medför minskad hållfasthet. Det finns ingen enkel mätmetod men vanligtvis är toleransen för snedfibrighet mellan 10 – 20 procent.

Fiberavvikelser förekommer runt kvistar och ju större kvist desto större fiberavvikelse. Såväl levande kvistar som torrkvistar kan ha starkt hållfasthetsnedsättande egenskaper. Vid ett vanligt förekommande belastningsfall, böjning på högkant, är kvistens läge av betydelse. En kantsidekvist nedsätter därvid hållfastheten mer än en lika stor flatsideskvist.

 

 

Tabell 1.3  Tolerans kvistar på flatsida för G4-3 enligt SS-EN 1611-1, 10 procent av bredden + tabellvärde i mm. Maximalt tillåtet per sämsta meter.

¹⁾ Kraven kan vara högre. 

 

Tabell 1.4 Tolerans kvistar på kantsida för G4-3 enligt SS-EN 1611-1, 10 procent av bredden. Maximalt tillåtet per sämsta meter.

¹⁾ Kraven kan vara högre. 

 

Tabell 1.5 Tolerans vankant för G4-3 enligt SS-EN 1611-1

 

Tabell 1.6 Tolerans sprickor för G4-3 enligt SS-EN 1611-1

 

Tabell 1.7 Tolerans deformationer för G4-3 enligt SS-EN 1611-1 – under förutsättning att förpackningens hållfasthet inte riskeras

 

 

Vankant

Torkspricka

Ändspricka

Snedfibrighet

 

Figur 1.2  Deformationer

a) Flatböj, b) kantkrok, c) skevhet, d) kupighet. 

 

Vanliga virkesdimensioner

Tabell 1.8  Tvärsnittsmått för hyvlat virke.

 

Hyvlat virke

Måtten för hyvlat virke gäller vid fuktkvoten 20 % och enligt nedanstående tabell (anges endast i SS-EN 336 under benämningen toleransklass 2). Från börmåttet tillåts följande avvikelser på virket:

Medelvärdet för aktuell tjocklek och bredd får inte underskrida börmåttet. I en gammal standard, SS 232712, gäller en annan fuktkvot och andra toleranser.

Virket kapas vanligen i de standardiserade längderna 1 800, 2 100,  2 400 – 5 400 mm, det vill säga multiplar av 300 mm mellan 1 800 och 5 400 mm. Hos sågverk samt bygg- och trävaruhandlare lagerhålls normalt längder upp emot 5 400 mm. Större längder och exaktkapade längder kan beställas. Virke vid större längder är ofta fingerskarvat.

Tabell 1.9 Tvärsnittsmått och tillåtna avvikelser för hyvlat virke. 

 

Trä och fukt

Fuktkvoten har stor betydelse för träets egenskaper och motståndskraft mot angrepp från mikroorganismer. Fuktigt trä är tyngre och krymper vid torkning. Torkningsrelaterade formförändringar och sprickor riskerar spikkrypning, vilket talar för att använda virke med rätt fuktkvot för ändamålet. En högre fuktkvot underlättar spikinträngning och kan minska sprickbildning vid spikning. Om förpackningar däremot tillverkas av fuktigt virke och lagras i slutna utrymmen kan kondens bildas som skadar innehållet eller andra förpackningar. För att undgå mikrobiell påväxt bör emballagevirkets medelfuktkvot understiga 18 %.

Fuktkvot

Trä är ett hygroskopiskt material. Det innebär att materialet känner av den omgivande luftens fuktighet och temperatur och hela tiden strävar efter att komma i jämvikt med omgivningens klimat. Olika träslag har olika hygroskopicitet och beständighet, vilket innebär att träslagen är lämpade för olika ändamål.

Fuktkvoten definieras som vattnets vikt i fuktigt material och vikten av det uttorkade materialet.

Jämviktsfuktkvoten kallas den fuktkvot som träet har då det är i jämvikt med omgivningens klimat. Om träets fuktkvot är högre än den så kallade jämviktsfuktkvoten kommer träet att torka och om den är lägre kommer träet att fuktas upp. När fuktkvoten ändras under fibermättnadspunkten kommer därför träet att svälla eller krympa beroende på om det tar upp eller avger fukt.

Dimensioner, hållfasthet och beständighet mot nedbrytning är exempel på viktiga egenskaper hos trä som påverkas av fuktkvoten.

 

Tabell 1.10  Fysikaliska data för furu och gran.
Värdena för hållfasthet och elasticitetsmodul är genomsnittsvärden och avser små, felfria provkroppar vid en medeltemperatur av 20 °C.

Uppgifter utan parentes anger egenskaper parallellt med fiberriktningen (II) och uppgifter inom parentes egenskaper vinkelrätt mot fiberriktningen (L).
Samtliga värden är angivna för virke med 12 % fuktkvot.
Trots vissa skillnader mellan furu och gran ska de betraktas som byggstatiskt lika.

Observera
För beräkning av bärförmåga och styvhet ska de karakteristiska värden som anges i Eurokod 5, med tillhörande nationell bilaga Boverkets författningssamling, BFS 2015:6-EKS 10, användas.

MPa = N/mm2

 

 

Figur 1.3  Fuktkvotens variation i ett virkesstycke vid sågverket efter torkning. Elektrisk resistansfuktkvotsmätare med isolerade hammarelektroder mäter 16 % enligt SS-EN 13183-2. Virket kan ingå i ett parti virke med målfuktkvot 16 %. 

Målfuktkvot

Nysågat virke torkas normalt i sågverkens virkestorkar till en viss målfuktkvot. Begreppet målfuktkvot beskriver den önskade medelfuktkvoten för ett virkesparti samt de enskilda virkesstyckenas tillåtna fuktkvot och definieras enligt standarden SS-EN 14298. Varje virkesstycke i ett parti är unikt och påverkas olika av torkningen beroende på vad det har för densitet, hartssalter, lagringstid före torkning, postningar, råfuktkvoter och så vidare. Detta innebär att enskilda virkesstycken i ett virkesparti kommer att ha en viss spridning i fuktkvot som bildar ett medelvärde – eller en medelfuktkvot för virkespartiet.

Fuktkvoten varierar inte bara mellan enskilda virkesstycken i ett virkesparti – det varierar också i ett virkesstyckes tvärsnitt. När virke torkar sker det utifrån och in. Om inga speciella åtgärder vidtas kommer därför virkesstyckets inre delar att vara betydligt fuktigare än dess yta efter torkningen vid sågverket. Denna skillnad i fuktkvot i virkestvärsnittet benämns fuktkvotsgradient.

När virket har torkats ned till 16 % i en virkestork blir virkesytan mycket torr, ofta 6 – 7 %, medan fuktkvoten mitt i virket kan ligga på omkring 19 – 22 %. Beroende på tiden mellan torkning och paketering, utomhustemperatur och relativa fuktigheten, RF, kommer denna skillnad i fuktkvot att bibehållas. Den låga ytfuktkvoten är ett bra skydd mot mikrobiell påväxt.

Utjämning av fuktkvotsgradienten tar ofta lång tid. Men om virket mellanlagras opaketerat under en längre tid kan ytfuktkvoten bli hög. När ett virkesstyckes fuktkvot mäts är det egentligen ett värde på tvärsnittets medelfuktkvot som fås. Virkesstyckets medelfuktkvot kan mätas på två sätt. Ett mycket noggrant sätt är att först väga en virkesbit, sedan torka den i ugn i 103 °C och därefter väga den helt torra virkesbiten igen, enligt SS-EN 13183-1.

Ett mer praktiskt sätt, men inte lika noggrant, är att använda en elektrisk resistansfuktkvotsmätare med isolerade hammarelektroder och mäta ytfuktkvoten i en viss punkt vid ett djup på 0,3 gånger virkestjockleken. Ytfuktkvoten är viktig att kontrollera före inbyggnad eftersom den är avgörande när det gäller risk för mikrobiell påväxt. Mätningen utförs på ett antal virkesstycken i samma parti för att få fram ett korrekt medelvärde. Detta mått anses representera tvärsnittets medelfuktkvot.

En låg fuktkvotsgradient är en viktig kvalitetsfaktor som förhindrar ojämn krympning och kupning.

Tabell 1.11  Målfuktkvot
Tillåten variation för medelfuktkvoten enligt SS-EN 14298.

Vid mätning av fuktkvoten i samtliga virkesstycken i ett parti med målfuktkvoten 16 % tillåts det genomsnittliga värdet på hela partiets fuktkvot (partiets medelfuktkvot) att hamna mellan 13,5 och 18 % för att vara godkänt. För de enskilda virkesstyckena i ett parti ska fuktkvoten hos 93,5 procent av dessa hamna mellan 11,2 och 20,8 %.

Träets fuktrörelser

När virket torkar avgår första det fria vattnet i fibrernas cellhålighet. När fuktkvoten sedan når fibermättnad, vid cirka 30 % fuktkvot, börjar fukten i cellväggarna att lämna virket och det är detta som gör att det börjar krympa. Virket börjar först krympa i de yttre delarna och efterhand längre in. Om torkningstemperaturen är för låg eller torkningen går för snabbt uppstår torksprickor. Virkesbiten har ofta krökta årssringar vilket innebär att krympningen sällan går rent radiellt eller tangentiellt. En tumregel för furu och gran är att för varje procentenhet som fuktkvoten minskar så krymper virket 0,26 procent.

 

Figur 1.4  Mätning av fuktkvot