Dla osiągnięcia tych celów konieczne jest zapewnienie surowcowi drzewnemu trwałości dochodzącej do kilkudziesięciu lat. Możliwe jest to dzięki nowoczesnej technice przygotowania zabezpieczania surowca do produkcji okien drewnianych.
Oczywiście, zanim surowiec drzewny dostarczony do producenta stolarki okiennej stanie się oknem drewnianym wymaga zastosowania licznych zabiegów przygotowawczych. Proces przygotowania surowca różni się w zależności od gatunku drewna oraz miejsca jego pochodzenia. Ostatnie kilkanaście lat zmian ekonomicznych i politycznych w naszej gospodarce umożliwiło dostęp do drewna pochodzącego nie tylko z zasobów Lasów Państwowych, ale także pozwoliło na produkcję stolarki okiennej z drewna gatunków nieznanych dotąd. Mnogość obecnie dostępnych gatunków drewna spowodowała, że często ich nazwy są tak dalece obce potencjalnym klientom, że producenci zmuszeni byli do stosowania pewnych uproszczeń. Dlatego okna z drewna azjatyckiego (do kraju trafia ok. 50 gatunków) sprzedawane są klientom pod „wspólną nazwą” drewna „mahoniowego” lub „meranti” albo „teku” itd. Bo co większości klientów powie informacja, że ich okna wykonano z drewna gatunku: Merbau, Sali, Pradoo lub Takien? Pewnie niewiele.
Drewno z gatunków rodzimych
Do produkcji stolarki okiennej stosowane jest dość powszechnie kilka gatunków drewna występującego w lasach naszego kraju. Ze względu na dostępność surowca najczęściej stosowane są elementy wykonane z drewna sosnowego. Oprócz tego w produkcji stolarki okiennej znajdują zastosowanie elementy z drewna dębowego, rzadziej świerkowego lub jodły. Należy podkreślić, że drewno jodłowe, mimo niskiej gęstości (ok. 450 kg/m 3) jest stosunkowo trudne w obróbce. Głównie ze względu na występowanie w nim licznych wad struktury: drobnych sęków wypadających, mało spoistych włókien i charakterystycznego ukształtowania twardzieli. Podobne problemy stwarza obróbka, także lekkiego (gęstość ok. 470 kg/m 2) drewna świerkowego, które dodatkowo uważane jest za materiał stosunkowo kruchy. Dodatkowo drewno świerkowe występuje w ograniczonych ilościach. Nieco inaczej wygląda sprawa zastosowania drewna dębowego. Jest ono, ze względu na swoje właściwości (gęstość ok. 710 kg/m 3) surowcem bardzo pożądanym do produkcji elementów stolarki okiennej. Charakteryzuje się dużą trwałością i wytrzymałością. Dębina jest drewnem twardym, mogącym nieco utrudniać proces obróbki, ale w zamian otrzymujemy elementy okien o wysokiej trwałości i znacznej odporności na działanie czynników atmosferycznych. Posiadających znaczną stabilność wymiarową i sztywność. Podobne właściwości posiada drewno orzecha (w zasadzie należy do naszego obszaru geograficznego, ale powszechne jest w południowej części Europy). Do naszych producentów trafia z terenów Rumunii lub Bułgarii albo z krajów południa byłego Związku Sowieckiego. Oprócz wysokiej trwałości charakteryzuje się także walorami estetycznymi rzadko spotykanymi w drewnie innych drzew.
W przypadku okien ekskluzywnych, często producenci „na zamówienie” gotowi są wykonać okna z innych rodzajów drewna np. z modrzewia lub jesionu.
Przygotowanie drewna rodzimego polega na jego suszeniu do stanu wilgotności ok. 12–15%. Suszenie surowca odbywa się metodami przemysłowymi w specjalnych suszarniach zapewniających nie tylko podwyższoną temperaturę (70–105°C), ale także cyrkulacyjny obieg powietrza pozwalający na intensyfikacje procesu odparowywania wody z drewna. Ponadto drewno rodzime wymaga zabezpieczenia środkami wykluczającymi rozwój mikroorganizmów na powierzchni i w strukturze drewna. Konieczne jest także zabezpieczenie drewna przed wzrostem wilgotności podczas użytkowania gotowego okna. Należy pamiętać, że drewno, którego wilgotność wzrasta powyżej 20%, przekracza tzw. „suchy stan ochronny” i narażone jest na agresję ze strony grzybów. Należy także pamiętać, że w większości przypadków, do rozwoju mikroorganizmów niszczących drewno konieczna jest obecność powietrza. W celu wyparcia wody oraz wyparcia części powietrza ze struktury drewna przeprowadza się jego impregnację.
Drewno gatunków egzotycznych
Stają się coraz powszechniej stosowanym surowcem w produkcji okien. Obecnie sprowadzane do kraju jest kilkanaście gatunków drewna, głównie z obszaru południowej Azji – terenów Tajlandii, Laosu, Chin, Kambodży i Wietnamu oraz Indii. Drewno z tego obszaru charakteryzuje się znaczną zwięzłością i jednolitością struktury. Powoduje to powstawanie znacznych trudności z przeprowadzeniem impregnacji. Należy jednak pamiętać, że większość gatunków tropikalnych to drzewa, z których otrzymuje się drewno o dużej odporności naturalnej. Wykazują one także odporność na agresje ze strony owadów oraz rozkład przez grzyby i mikroorganizmy. Ich przygotowanie przed obróbką jest ograniczone do przetarcia powierzchni. W praktyce suszenie przy użyciu stosowanych w naszym kraju technologii nie jest skuteczne. Struktura większości gatunków drewna tropikalnego powoduje konieczność długotrwałego suszenia metodami naturalnymi – sezonowania. Niektóre gatunki wykazują tendencję do powstawania drobnych pęknięć na powierzchni. Ze względu na wysoką gęstość (650–1250 kg/m 3), drewno z trudem poddaje się impregnacji lub nasycaniu preparatami grzybo- i owadobójczymi. Należy podkreślić, że zabiegi te w większości przypadków są zbędne. W trakcie sezonowania drewno egzotyczne zwykle nie wykazuje tendencji do paczenia się podczas schnięcia. Jedynym procesem zalecanym jako przygotowanie do zastosowania, jest przetarcie (oszlifowanie) jego powierzchni.
Suszenie surowca drzewnego
Stanowi jeden z podstawowych zabiegów technologicznych poprawiających własności użytkowe i technologiczne surowca drzewnego.
Surowe drewno ma stosunkowo wysoką wilgotność własną. Ogranicza ona nie tylko możliwości w zakresie obróbki drewna ale także może stanowić o skróceniu okresu użytkowania elementów wykonanych z mokrego drewna. Dlatego drewno, przed obróbką musi zostać wysuszone. W drewnie wyróżnia się wodę kapilarną (tzw. wolną) zajmującą wnętrze komórek, wodę higroskopijną przyłączoną do ścian komórkowych i wodę pozostającą w związkach chemicznych drewna. Drewno w stanie naturalnym, poddane wstępnej obróbce tartacznej ma wilgotność niejednorodną. Dla bielu, którego zadaniem jest przewodzenie wody w pniu waha się w zakresie 70–140%. Natomiast w twardzieli ilość wody zależy od gatunku drewna i wynosi ok. 30–70%. Zatem każde drewno musi zostać poddane wstępnemu suszeniu na wolnym powietrzu, celem osiągnięcia w nim tzw. stanu równowagi higroskopijnej. W warunkach naszego klimatu drewno osiąga poziom wilgotności równoważnej po ok. 8–9 miesiącach i jest on stanem wilgotności między 12–20%, czyli stanem tzw. powietrznosuchym. Jednocześnie należy zauważyć, że podczas wstępnego suszenia drewna następuje w nim szereg procesów polegających na skręcaniu się oraz kurczeniu się włókien. Stan naprężeń wewnętrznych w suszonym drewnie można sprawdzać metodą widełkową. Oznacza to, że ewentualne paczenie się elementów suszonych metodami gwałtownymi zostanie w znacznym stopniu ograniczone. Oczywiście drewno suszone na powietrzu pozostaje wciąż zbyt wilgotne, aby możliwa była jego dalsza obróbka i np. klejenie warstwowe. Dlatego drewno musi zostać dodatkowo dosuszone do stanu wilgotności ok. 10–12%. Czynność tą przeprowadza się w suszarniach ogrzewanych ze źródeł zewnętrznych. W zależności od rodzaju suszarni oraz przeznaczenia surowca suszenie odbywa się w temperaturze 70°C – do ponad 130°C. Często, dla poprawy skuteczności suszenia surowca drzewnego, proces prowadzony jest w urządzeniach pozwalających na regulowanie ciśnienia roboczego komory suszarni i wyposażonych w układ zapewniający obieg powietrza, wspomagany mechanicznie i regulowany elektronicznie. Po prostu szybkie suszenie prowadzi do oszczędności energii. Sam proces suszenia przebiega różnie w zależności od stosowanej metody. W przypadku „dosuszania” drewna wystarczające jest przeprowadzenie procesu w suszarni ciągłej tzw. tunelowej. Pozwala ona na przygotowanie surowca na krótko przed np. klejeniem warstwowym ram i ramiaków. Jednak podstawowe suszenie drewna przeprowadza się w suszarkach cyklicznych, czyli komorowych lub w suszarkach podciśnieniowych metodą próżniową. Ta ostatnia metoda powoduje, że woda z wnętrza elementów drewnianych usuwana jest szczególnie szybko i skutecznie. Metoda podciśnieniowa uważana jest za najbardziej ekonomiczną.
Drewno wysuszone nie może być przechowywane w sposób przypadkowy. Zasady magazynowania drewna suszonego polegają m.in. na niedopuszczeniu do ponownego „wciągnięcia” przez nie wilgoci z powietrza. W tym celu drewno suszone musi być przechowywane w pomieszczeniach zamkniętych, intensywnie mechanicznie wentylowanych, a często konieczne jest utrzymywanie w takim magazynie podwyższonej temperatury (np. w okresie zimowym).
Impregnacja drewna
Impregnacja to po prostu nasycanie drewna substancjami, które zapobiegną zwiększaniu się wilgotności drewna w okresie jego użytkowania. Oprócz tego impregnaty mają zapewnić drewnu, dzięki składnikom biocydowym dodanym do ich składu, ograniczenie możliwości zasiedlenia elementu drewnianego przez szkodniki np. owady. Preparaty impregnujące dzielimy na wymywalne (te zwykle stosowane są do zabezpieczania elementów wewnątrz budynków – np. więźb) oraz niewymywalne. Te ostatnie znajdują szerokie zastosowanie do przygotowania surowca dla produkcji okien drewnianych. W przypadku okien impregnacja przeprowadzana metodą powierzchniową, przez smarowanie, natrysk lub kąpiel jest niewystarczająca. Dlatego do przygotowania elementów do produkcji okien stosuje się metodę ciśnieniową i próżniowo-ciśnieniową. Zapewniają one dotarcie preparatu impregnującego do głębokich warstw elementów drewnianych i często ich polimeryzację. Ponadto metoda ciśnieniowa powoduje, że substancje chemiczne z impregnatów zostaną trwale umieszczone pomiędzy włóknami drewna. Należy dodać, że impregnowanie wskazanymi metodami ma także pewien mankament technologiczny (np. preparat Imprex, Imprex Aquadur lub Glassohyd Holzschutzgrunt z serii BW). W praktyce bowiem, wraz ze zmianą otoczenia (temperatury np. wzrost przez nasłonecznienie, wilgotności powietrza itd.). Niektóre impregnaty mają tendencję do wydostawania się na powłoki ochronne (malarskie) gotowych okien. Dlatego zawsze w przypadku stosowania impregnacji, konieczne jest wykonanie podkładu gruntującego (a właściwie odcinającego) przed nałożeniem powłok malarskich, np. lazurów.
Ostatnie etapy przygotowania surowca drzewnego to jego cięcie i przetarcie powierzchni oraz klejenie. Proces cięcia elementów służących do produkcji okien ma bezpośredni wpływ na obniżenie zużycia materiału i powstawanie ewentualnych odpadów. Natomiast klejenie elementów jest już w zasadzie etapem produkcji okna, a nie przygotowania surowca. Dzięki klejeniu warstwowemu, istnieje możliwość zagospodarowania elementów drewnianych, gorszej (nie nadającej się do warstw licowych) jakości lub elementów wysęcznikowanych. Dzięki klejeniu drewna możliwe jest także poprawienie jego właściwości i zapobieżenie paczeniu się elementów gotowego okna.
