Pochodzenie i budowa surowca
Box elder burl to anglojęzyczna nazwa określająca narośla (tzw. zrakowacenia) występujące na pniach i gałęziach klonu jesionolistnego (Acer negundo). Gatunek ten, wywodzący się pierwotnie z Ameryki Północnej, charakteryzuje się stosunkowo szybkim wzrostem i podatnością na uszkodzenia mechaniczne oraz infekcje. Czeczota powstaje w wyniku zaburzeń w funkcjonowaniu miazgi twórczej (kambium), wywołanych przez stres środowiskowy, działanie grzybów, bakterii lub owadów. Prowadzi to do chaotycznego, zawiłego przyrostu tkanki drzewnej, w której włókna splatają się w nieregularne wzory, tworząc liczne oczka, sęczki i zawirowania.
Cechą charakterystyczną tego surowca jest częsta obecność naturalnych, czerwonych lub różowych przebarwień w strukturze drewna. Zjawisko to jest wynikiem reakcji obronnej drzewa na obecność grzyba Fusarium negundi. W stanie surowym tkanka zrakowaciała jest wysoce niejednorodna, porowata i podatna na pęknięcia, co w naturalnej formie dyskwalifikuje ją jako pełnoprawny materiał konstrukcyjny. Z tego powodu w rzemiośle nożowniczym surowiec ten występuje niemal wyłącznie w postaci drewna stabilizowanego, gdzie naturalne pory i puste przestrzenie międzykomórkowe zostają podciśnieniowo wypełnione żywicami termoutwardzalnymi.
Właściwości użytkowe
Parametry fizyczne i mechaniczne opisywanego materiału należy rozpatrywać dwutorowo: dla drewna surowego oraz dla produktu po procesie stabilizacji. W stanie naturalnym klon jesionolistny jest drewnem stosunkowo miękkim i lekkim. Orientacyjna gęstość w stanie powietrzno-suchym wynosi około 490 kg/m³, natomiast orientacyjna twardość Janka oscyluje w granicach 720 lbf. Zakres skurczu przy zmianie wilgotności jest umiarkowany, jednak z uwagi na chaotyczny układ włókien w czeczocie, surowe drewno wykazuje silną tendencję do paczenia się we wszystkich kierunkach.
Proces stabilizacji drastycznie zmienia właściwości użytkowe materiału. Dzięki wysokiej porowatości wyjściowej, box elder burl doskonale chłonie żywice (najczęściej na bazie akrylu). Po utwardzeniu termicznym powstaje kompozyt drewniano-polimerowy. Gęstość, twardość oraz odporność na ścieranie ulegają znacznemu podwyższeniu, a materiał staje się całkowicie nieprzepuszczalny dla wody. Konkretne wartości twardości i gęstości dla gotowych bloków lub okładzin są zmienne i zależą od rodzaju użytej żywicy oraz stopnia jej penetracji. W celu uzyskania precyzyjnych danych dla danej partii materiału, należy bezwzględnie odnieść się do karty materiałowej dostarczonej przez podmiot przeprowadzający stabilizację.
Obróbka, klejenie i wykończenie
Obróbka stabilizowanej czeczoty klonu jesionolistnego wymaga zastosowania technik właściwych dla twardych tworzyw sztucznych i gęstych gatunków drewna. Zawiły układ włókien sprawia, że materiał jest podatny na wyrwania podczas strugania lub frezowania, dlatego zaleca się stosowanie ostrych narzędzi skrawających oraz wysokich prędkości obrotowych przy jednoczesnym powolnym posuwie. Szlifowanie pasami ściernymi przebiega sprawnie, jednak generuje drobny, drażniący pył, będący mieszaniną drobin drewna i utwardzonej żywicy. Wymaga to stosowania odpowiednich systemów odciągowych oraz masek przeciwpyłowych.
Przygotowanie powierzchni do klejenia wymaga szczególnej uwagi. Z uwagi na nienasiąkliwość stabilizowanego drewna, kleje nie penetrują jego struktury. Powierzchnie stykowe z trzpieniem noża (tangiem) muszą zostać głęboko zmatowione gruboziarnistym papierem ściernym (np. gradacji 40-60) i dokładnie odtłuszczone. Do montażu stosuje się wyłącznie wysokiej jakości kleje epoksydowe. Wykończenie powierzchni nie wymaga stosowania olejów ani wosków zabezpieczających przed wilgocią. Materiał doskonale poddaje się polerowaniu mechanicznemu na tarczach bawełnianych z użyciem past polerskich, co pozwala na uzyskanie trwałego, wysokiego połysku i uwydatnienie trójwymiarowego rysunku słojów.
Trwałość, konserwacja i zachowanie w czasie
Stabilizowany box elder burl charakteryzuje się wybitną stabilnością wymiarową. Nie ulega pęcznieniu pod wpływem wilgoci ani kurczeniu w suchym środowisku, co eliminuje ryzyko powstawania szczelin między okładzinami a stalą. Odporność na działanie potu, krwi oraz łagodnych detergentów jest bardzo wysoka, co czyni ten materiał odpowiednim do intensywnie użytkowanych narzędzi tnących.
Kwestią wymagającą uwzględnienia jest zachowanie barwy w czasie. Naturalne, czerwone przebarwienia pochodzące od grzybów, a także sztuczne barwniki wprowadzane do żywicy podczas procesu stabilizacji, mogą wykazywać wrażliwość na długotrwałą ekspozycję na promieniowanie ultrafioletowe. Wystawienie rękojeści na ciągłe działanie ostrego światła słonecznego może z czasem prowadzić do blaknięcia lub zmiany odcienia pigmentów. Bieżąca konserwacja ogranicza się do przecierania powierzchni wilgotną ściereczką i ewentualnego odświeżenia połysku za pomocą pasty polerskiej w przypadku zmatowienia w wyniku uszkodzeń mechanicznych.
Zastosowanie i dobór
Materiał ten znajduje zastosowanie przede wszystkim w produkcji rękojeści noży klasy premium, noży typu custom oraz ekskluzywnych narzędzi codziennego użytku (EDC). Złożony, unikalny dla każdego kawałka rysunek słojów sprawia, że jest to surowiec wysoce ceniony ze względów estetycznych. Często poddaje się go procesowi podwójnego barwienia podczas stabilizacji, co pozwala na uzyskanie silnych kontrastów między twardszymi i bardziej miękkimi partiami czeczoty.
Wybór stabilizowanej czeczoty stanowi interesującą alternatywę dla innych popularnych materiałów rękojeści. W przeciwieństwie do surowców pochodzenia zwierzęcego, takich jak poroże jelenia czy poroże łosia, stabilizowana tkanka drzewna jest w pełni jednorodna pod względem odporności na wilgoć i nie wykazuje tendencji do pękania przy zmianach mikroklimatu. Z kolei w zestawieniu z ciężkimi, egzotycznymi gatunkami drewna, takimi jak heban, palisander czy purpleheart, stabilizowany klon oferuje znacznie bardziej zawiły wzór przy zachowaniu porównywalnej lub wyższej odporności na warunki atmosferyczne. Stanowi również klasyczną, organiczną przeciwwagę dla nowoczesnych kompozytów syntetycznych, takich jak włókno węglowe, oferując ciepło w dotyku charakterystyczne dla naturalnego drewna.
Ograniczenia i typowe błędy
Głównym ograniczeniem podczas pracy ze stabilizowanym drewnem jest jego wrażliwość na wysokie temperatury powstające podczas obróbki ściernej. Zbyt mocne dociskanie materiału do taśmy szlifierskiej lub praca tępym pasem prowadzi do miejscowego przegrzania. Skutkuje to topieniem się żywicy, przypalaniem włókien drzewnych i powstawaniem trudnych do usunięcia, ciemnych smug na powierzchni rękojeści. Obróbka musi przebiegać z częstym chłodzeniem materiału na wolnym powietrzu.
Kolejnym wyzwaniem wynikającym z biologicznej natury czeczoty jest obecność ukrytych wad strukturalnych. Nawet po procesie stabilizacji, wewnątrz bloku mogą znajdować się wtrącenia kory (tzw. bark inclusions) lub mikropęknięcia, do których nie dotarła żywica. Odkrycie takich ubytków na etapie profilowania rękojeści wymusza ich ręczne wypełnienie. Stosuje się w tym celu rzadkie kleje cyjanoakrylowe (często w połączeniu z pyłem drzewnym) lub żywice epoksydowe, które po utwardzeniu należy zeszlifować na równo z resztą powierzchni. Zignorowanie tych ubytków prowadzi do gromadzenia się w nich zanieczyszczeń podczas użytkowania noża.
Źródła
- Wood Handbook — Wood as an Engineering Material, Forest Products Laboratory, USDA
- The Wood Database — dane gęstości i twardości Janka