Zbornik gozdarstva in lesarstva 76, s. 147 - 166 GDK: 829.1:84(045) Prispelo / Recived: 23. 03. 2005 Izvirni znanstveni lanek Sprejeto / Accepted: 25. 05. 2005 Original scientific paper VREDNOTENJE POVRŠINSKIH SISTEMOV IN IZBIRA PREMAZNEGA SISTEMA Z VEKRITERIJSKIM ODLOITVENIM MODELOM Leon OBLAK1, Borut KRIEJ2 Izvleek: Zahtevana ali priakovana kakovost površinskega sistema je odvisna od ustrezne izbire podlage in premaznega sistema ali obloge. Opredeljena je z namenom uporabe in priakovano trajnostjo izdelka kot celote. e pri vrednotenju kakovosti površinskih sistemov (njihovih fizikalnih, mehanskih in kemijskih lastnosti) praktino ni nobenih ovir, te nastanejo pri konni izbiri premaznih sistemov. Izmed ve ponujenih in kvalitativno ovrednotenih premaznih sistemov se je namre treba odloiti za optimalnega. Prikazan je model vekriterijskega odloanja, s pomojo katerega je problem izbire najustreznejšega premaznega sistema med ve alternativami možno uspešno rešiti. Kljune besede: površinski sistem, premazni sistem, odloanje, vekriterijski odloitveni model EVALUATING SURFACE SYSTEMS AND CHOOSING COATING SYSTEM WITH THE MULTI-CRITERIA DECISION-MAKING MODEL Abstract: The required or expected quality of a coating system depends on the suitable choice of a substrate and a coating system or lining. It is determined with the purpose of use and the expected durability of the product as a whole. If there are no obstacles in evaluating the quality of surface systems (their physical, mechanical and chemical properties), these arise in the final choice of coating systems. From among many available and qualitatively assessed coating systems, one has to decide for the best one. The multi-criteria decision-making model is presented herein, that can help solve the problem of choosing the most appropriate coating system from among many alternatives successfully. Key words: surface system, coating system, decision-making, multi-criteria decision-making model 1 doc. dr. L. O., Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Rožna dolina, C. VIII/34, 1000 Ljubljana 2 B. K., Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Rožna dolina, C. VIII/34, 1000 Ljubljana 148 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 76 VSEBINA CONTENTS 1 UVOD .............................................................................................. 149 INTRODUCTION 2 LASTNOSTI PREMAZNEGA IN POVRŠINSKEGA SISTEMA........................................................................................ 150 PROPERTIES OF THE COATING AND SURFACE SYSTEM 3 MATERIALI IN METODE .......................................................... 151 MATERIALS AND METHODS 4 MODEL VEKRITERIJSKEGA ODLOANJA...................... 153 MULTI-CRITERIA DECISION-MAKING MODEL 5 REZULTATI .................................................................................. 162 RESULTS 6 RAZPRAVA IN ZAKLJUKI ..................................................... 163 DISCUSSION AND CONCLUSIONS 7 SUMMARY..................................................................................... 164 8 VIRI ................................................................................................. 165 REFERENCES 149 Oblak, L., Kriej, B.: Vrednotenje površinskih sistemov in izbira premaznega sistema… 1 UVOD INTRODUCTION Površina izdelkov lesne industrije je navadno sestavljena iz podlage (lesa ali lesnega tvoriva) in premaznega sistema (enega ali ve slojev istega ali razlinih premazov) ali podlage in obloge (umetno-smolne folije ali umetno-smolnega laminata), kar skupaj tvori površinski sistem (slika 1). PODLAGA (les, lesno tvorivo) THE GROUNDWORK (wood, wood chips) PREMAZNI SISTEM (impregnacija, lu temeljni in kon žilo, ni premazi) COATING SYSTEM (impregnation, bark-liquor base and final coatings , ) POVRŠINSKI SISTEM kakovost = ?+ = OBLOGA (umetno-smolna folija, umetno-smolni laminat) LINING (synthetic-resin foil, synthetic-resin laminate) SURFACE SYSTEM Q = ? Slika 1: Shematski prikaz sestava »površinski sistem« Figure 1: Schematic presentation of the “surface system” Od površinskega sistema priakujemo, da bo imel ustrezne estetske lastnosti in glede na namen uporabe izdelka doloene odpornostne lastnosti. Pomembno je tudi asovno ohranjevanje le teh, kar zagotavlja priakovano trajnost površinskega sistema. Odloilnega pomena pri vsem tem je visoka skladnost podlage s premaznim sistemom ali oblogo in obratno. Kakovost in uporabna vrednost izdelka sta v veliki meri odvisni prav od kakovosti in trajnosti površinskega sistema. Fizikalne, mehanske in kemijske lastnosti podlage, premaznega sistema ali obloge so dololjive s klasinimi metodami, ne poznamo pa lastnosti posameznih površinskih sistemov, ki jih lahko tvorimo. Tako pogosto najdemo izdelke iz kakovostne podlage, na kateri je premazni sistem iz kakovostnih premazov ali je na njej kakovostna obloga, ki pa pri uporabi ne izpolnjujejo priakovanih lastnosti. Lastnosti površinskega sistema niso vsota ali povpreje lastnosti 150 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 76 njegovih gradnikov, ampak lastnosti novega kompozita, nastalega iz že naštetih gradnikov po nekem tehnološkem postopku. Tako iz podatkov o lastnostih gradnikov lahko samo sklepamo in priakujemo, da bo imel nastali površinski sistem podobne lastnosti kot osnovni gradniki, kar pa ni nujno. Število razpoložljivih gradnikov, možnih kombinacij med gradniki površinskega sistema, tehnoloških postopkov in možnih odmikov v enem tehnološkem postopku lahko povsem realno poveuje stopnjo negotovosti glede priakovane kakovosti proizvedenega površinskega sistema (PAVLI et al. 2003). 2 LASTNOSTI PREMAZNEGA IN POVRŠINSKEGA SISTEMA PROPERTIES OF THE COATING AND SURFACE SYSTEM Vsi izdelki so oblikovani in proizvedeni za znan namen rabe in za predvidljive obremenitve, od koder izhajajo tudi neka splošno uveljavljena priakovanja in zahteve o kakovosti površinskega sistema nekega izdelka. Na splošno lahko govorimo o mehansko- fizikalnih in odpornostnih lastnostih nekega površinskega sistema izdelka, ki naj jih ta ima, da bo služil svojemu namenu predvideni as in tako zadovoljil priakovanja uporabnikov. Pri izdelkih, namenjenih za uporabo v interieru, ki so vsi bolj ali manj izpostavljeni predvidljivim obremenitvam, so pomembne predvsem naslednje mehansko-fizikalne in odpornostne lastnosti: • prožnost premaznega sistema ali obloge, • oprijemnost premaznega sistema ali obloge na podlago, • odpornost površinskega sistema proti razenju, • odpornost površinskega sistema proti udarcem, • odpornost površinskega sistema proti toploti, • odpornost površinskega sistema proti tekoinam (vodi, alkoholu, acetonu, olju ipd.) in • vpliv asa na spreminjanje teh lastnosti (staranje). Poznavanje naštetih lastnosti za neki površinski sistem nam omogoa vrednotenje kakovosti tega površinskega sistema in daje osnovo za primerjavo z drugimi (PAVLI et al. 2004). 151 Oblak, L., Kriej, B.: Vrednotenje površinskih sistemov in izbira premaznega sistema… 3 MATERIALI IN METODE MATERIALS AND METHODS 3.1 MATERIALI MATERIALS Za podlago smo vzeli iverno plošo, oplateno z bukovim furnirjem, naše variante (alternative) pa so bili poliuretanski (PU) premazni sistemi, ki smo jih oznaili s številkami od 1 do 6. 3.2 METODE ZA DOLOANJE LASTNOSTI POVRŠINSKIH PREMAZNIH SISTEMOV METHODS FOR DETERMINING PROPERTIES OF SURFACE COATING SYSTEMS Za vrednotenje in izbiro z vekriterijskim odloitvenim modelom smo šestim premaznim sistemom izmerili ali ocenili: • oprijemnost premaznega sistema na podlago, • odpornost površinskega sistema proti razenju - trdoto sistema, • odpornost površinskega sistema proti udarcem, • odpornost površinskega sistema proti toploti in • odpornost površinskega sistema proti tekoinam (vodi, alkoholu, acetonu in olju). 3.2.1 Merjenje oprijemnosti z metodo odtrgovanja (SIST EN ISO 4624) Measuring adhesion with the pull off method (SIST EN ISO 4624) Na površino površinskega sistema nalepljene peate (površina peata je 1 cm2) odtrgujemo na trgalnem stroju in merimo silo, potrebno za loitev premaznega sistema ali obloge od podlage (adhezija – oprijemnost v MPa). V primeru razslojevanja podlage ali premaznega sistema oziroma obloge je oprijemnost premaznega sistema ali obloge na podlago veja od vrednosti kohezijske trdnosti podlage, premaznega sistema ali obloge in je neznana. 152 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 76 3.2.2 Merjenje trdote s preskusom razenja (SIST EN ISO 1518) Hardness measuring with the scratch test (SIST EN ISO 1518) Površino površinskega sistema potezno obremenjujemo s konico polokrogle oblike premera 1 mm, s konstantno silo na konico (od 1 N do 20 N) v dolžini vsaj 60 mm, s hitrostjo od 30 mm/s do 40 mm/s. Posledica takega obremenjevanja je plastina deformacija v obliki vidne sledi (odtisa konice) ali raze (porušitve premaznega sistema oziroma obloge). Merilo trdote oziroma odpornosti premaznega sistema proti razenju je širina odtisa v desetinkah milimetra pri izbrani sili na konico ali velikost sile na konico, pri kateri le-ta razi premazni sistem oziroma oblogo. 3.2.3 Ocenjevanje odpornosti proti udarcu (SIST ISO 4211-4) Evaluating resistance to impact (SIST EN ISO 4211-4) Na jekleno kroglico premera 14 mm, ki leži na površini površinskega sistema, prosto spušamo utež mase 500 g s standardiziranih višin (10 mm, 25 mm, 50 mm, 100 mm, 200 mm ali 400 mm). Mesto takega udarca na površinskem sistemu opazujemo in glede na obliko nastale deformacije ocenimo njegovo odpornost proti udarcem z oceno od 1 do 5. Ocena odpornosti 5 pomeni, da na mestu udarca niso nastale nobene spremembe ter da je površinski sistem odporen proti udarcem, ocena odpornosti 1 pa pomeni, da je na mestu udarca nastala udrtina in se je znotraj in zunaj le-te pojavilo veje število razpok in/ali lušenje premaznega sistema oziroma obloge, kar je znamenje, da je površinski sistem popolnoma neodporen proti udarcem. 3.2.4 Ocenjevanje odpornosti proti suhi toploti (SIST EN 12722) Evaluating resistance to dry heat (SIST EN 12722) Standardizirano telo, segreto na izbrano temperaturo, položimo za 20 minut na površino površinskega sistema. Po razbremenitvi opazujemo nastale posledice zaradi uinkovanja toplote ter ocenimo odpornost površinskega sistema proti suhi toploti z oceno od 1 do 5. Ocena odpornosti 5 pomeni, da na izpostavljenem mestu ni bilo nobenih sprememb ter da je površinski sistem odporen proti toploti, ocena odpornosti 1 pa pomeni, da je na mestu uinkovanja toplote nastala veja poškodba z jasno vidno spremembo v barvi ali strukturi 153 Oblak, L., Kriej, B.: Vrednotenje površinskih sistemov in izbira premaznega sistema… premaznega sistema, obloge ali površinskega sistema, kar pomeni, da površinski sistem ni odporen proti izbrani temperaturi. 3.2.5 Ocenjevanje odpornosti proti hladnim tekoinam (SIST EN 12720) Evaluating resistance to cold liquids (SIST EN 12720) Površino površinskega sistema s standardiziranimi ali dogovorjenimi hladnimi tekoinami (T = 23 oC ± 3 oC) in standardiziranimi sredstvi (tamponi, pokrivne aše) doloen as (voda – 24 h, alkohol – 1 h, aceton – 2 min in olje – 24 h) obremenjujemo in nato razbremenjeno površino na mestu obremenjevanja ocenjujemo po standardiziranem protokolu. Odpornost površinskega sistema proti hladnim tekoinam številno ovrednotimo z oceno odpornosti od 1 do 5. Ocena odpornosti 5 pomeni, da na mestu obremenjevanja niso nastale nobene spremembe na površini in je površinski sistem odporen proti izvedeni obremenitvi, ocena odpornosti 1 pa pomeni, da so na mestu obremenjevanja nastale veje poškodbe (spremenjena je struktura premaznega sistema ali obloge, ali sta oba degradirana do podlage, filtrirni papir je kontaminiran ali zalepljen na površino preskušanca), kar je znamenje, da površinski sistem ali obloga nista odporna proti hladnim tekoinam. 4 MODEL VEKRITERIJSKEGA ODLOANJA MULTI-CRITERIA DECISION-MAKING MODEL Odloanje je proces, v katerem je treba izmed ve variant (alternativ, razliic, možnosti) izbrati tisto, ki najbolj ustreza postavljenim ciljem oziroma zahtevam. e želimo, da bo naša odloitev res optimalna, moramo upoštevati vrsto dejavnikov, ki vplivajo na kakovost odloitve. V takih primerih si odloevalec pomaga z razlinimi metodami in raunalniškimi programi za podporo odloanju (RAJKOVI / BOHANEC 1995). Ena izmed metod, ki se uspešno uporablja v praksi pri reševanju zahtevnih odloitvenih problemov, je metoda vekriterijskega odloanja. Bistvo te metode je, da razbijemo odloitveni problem na manjše podprobleme, ki jih potem obravnavamo loeno. Tako variante razgradimo na posamezne parametre in jih loeno ocenimo. Z združevanjem teh ocen dobimo konno oceno, ki je osnova za izbor najustreznejše variante (KROPIVŠEK / OBLAK 1997). 154 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 76 Definiranju problema sledi doloitev in izdelava spiska kriterijev, ki se nam zdijo pomembni. Za potrebe modela moramo te kriterije strukturirati, t.j. hierarhino urediti, pri emer upoštevamo medsebojne odvisnosti in vsebinske povezave. Tako dobimo drevo kriterijev. Vsakemu kriteriju v tem drevesu doloimo mersko lestvico oz. zalogo vrednosti, ki jo lahko zavzame pri vrednotenju. S pomojo programskega paketa za podporo odloanju definiramo funkcije koristnosti. V našem primeru smo uporabili program DEXi (JEREB / BOHANEC / RAJKOVI 2003). Na podlagi teh funkcij doloimo najboljšo med vsemi variantami, ki jih prej opišemo z vrednostmi osnovnih kriterijev. 4.1 VARIANTE OPTIONS Za vrednotenje in ocenjevanje smo izbrali šest variant oz. šest površinskih sistemov z enako podlago in šestimi razlinimi poliuretanskimi premaznimi sistemi. Tako so naše alternative premazni sistemi PU1, PU2, PU3, PU4, PU5 in PU6. 4.2 KRITERIJI ZA ODLOANJE DECISION-MAKING CRITERIA Prvi korak v procesu odloanja je doloitev kriterijev, ki nam bodo rabili kot osnova za ocenjevanje variant – premaznih sistemov. Te kriterije smo razdelili v dve strukturirani skupini in dobili naslednje drevo kriterijev: I. Mehansko-fizikalne odpornostne lastnosti • oprijemnost • trdota - odpornost proti razenju • odpornost proti udarcem • odpornost proti toploti II. Odpornost proti tekoinam • voda • alkohol 155 Oblak, L., Kriej, B.: Vrednotenje površinskih sistemov in izbira premaznega sistema… • aceton • olje 4.3 ZALOGE VREDNOSTI ESTIMATED VALUES Površinski sistemi lahko znotraj posameznih kriterijev zavzamejo razline vrednosti, ki definirajo njihove lastnosti oziroma so odsev lastnosti gradnikov sistema (podlage, premaznega sistema, obloge) in njihove medsebojne skladnosti. Da bo izdelek - površinski sistem služil svojemu namenu, mora imeti take lastnosti, da bo v uporabi prenesel vse predvidene obremenitve, ne da bi se mu pri tem nedopustno zmanjšale estetske (sijaj, barva) in funkcionalne lastnosti (odpornost proti tekoinam, razenju, udarcem, toploti ipd.). Skratka, vrednosti, s katerimi merimo lastnosti površinskih sistemov, morajo dosegati in presegati neke kriterije sprejemljivosti oziroma minimalne zahteve, ki so izhodiše za celovito oceno nekega površinskega sistema. Kriteriji sprejemljivosti nastajajo že desetletja na osnovi domaih in tujih laboratorijskih raziskav in empirinih potrditev in se bodo z novimi dognanji še dopolnjevali in spreminjali. Pri našem vrednotenju in aplikaciji odloitvenega modela smo uporabili kriterije sprejemljivosti, ki so pri nas in veinoma tudi v tujini splošno uveljavljeni. 4.3.1 Zaloge vrednosti za oprijemnost Estimated adhesion values Oprijemnost - adhezija premaznega sistema na podlago mora biti veja od 2,5 MPa. Dolgoletna merjenja in raziskave v laboratoriju za površinsko obdelavo na Oddelku za lesarstvo na Biotehniški fakulteti so pokazale, da se pri izmerjeni vrednosti oprijemnosti okoli 2 MPa in manj premazni sistemi ob minimalni zunanji ali notranji obremenitvi lušijo - odstopajo od podlage, prav tako pa se lušijo od podlage po relativno kratkem asu tudi brez delovanja zunanjih ali notranjih obremenitev zaradi negativnega vpliva asa na velikost notranjih napetosti v premaznem sistemu. Na podlagi teh ugotovitev smo izkustveno oblikovali naslednje zaloge vrednosti: • nesprejemljiva oprijemnost na podlago (manj kot 2,5 MPa) • sprejemljiva oprijemnost na podlago (od 2,5 MPa do 3 MPa) 156 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 76 • dobra oprijemnost na podlago (ve kot 3 MPa do 5 MPa) • odlina oprijemnost na podlago (ve kot 5 MPa) 4.3.2 Zaloge vrednosti za trdoto - odpornost proti razenju Estimated hardness values – resistance to scratching Sprejemljiva je trdota oziroma odpornost proti razenju površinskega sistema, pri kateri standardizirana konica, obremenjena s silo 5 N, ne razi površine in njena sled ni širša od 0,5 mm. Realne so naslednje zaloge vrednosti: • nesprejemljiva odpornost proti razenju (razi pri sili do 5 N) • sprejemljiva odpornost proti razenju (ne razi pri sili do 5 N) • dobra odpornost proti razenju (ne razi pri sili od 5 N do 7 N) • odlina odpornost proti razenju (ne razi pri sili veji od 7 N) 4.3.3 Zaloge vrednosti za odpornost proti udarcem Estimated values for resistance to blows Pri ocenjevanju odpornosti površinskih sistemov proti udarcem smo pri kombinaciji »podlaga + premazni sistem« izbrali višino prostega pada uteži 10 mm, pri kombinaciji »podlaga + obloga« pa 25 mm. Poleg ocene 5 za odpornost površinskega sistema proti udarcem je sprejemljiva še ocena 4 (na mestu udarca je vidna deformacija v obliki udrtine, premazni sistem ali obloga nista razpokana). Zaloge vrednosti v tem primeru so: • nesprejemljiva odpornost proti udarcem (ocena 1, 2 ali 3) • sprejemljiva odpornost proti udarcem (ocena 4) • odlina odpornost proti udarcem (ocena 5) 4.3.4 Zaloge vrednosti za odpornost proti suhi toploti Estimated values for resistance to dry heat Pri ocenjevanju odpornosti proti suhi toploti se standardizirano telo najpogosteje segreva na temperaturo 70 oC, 85 oC ali 110 oC. V našem primeru smo ocenjevali odpornost proti toploti pri temperaturi 85o C. Poleg ocene 5 za odpornosti površinskega sistema proti toploti je sprejemljiva še ocena 4 (majhna sprememba sijaja ali barve, vidna le v soju 157 Oblak, L., Kriej, B.: Vrednotenje površinskih sistemov in izbira premaznega sistema… odbite svetlobe ali težko vidne, majhne poškodbe na nekaj izoliranih mestih). V tem primeru lahko postavimo naslednje zaloge vrednosti: • nesprejemljiva odpornost proti suhi toploti (ocena 1, 2 ali 3) • sprejemljiva odpornost proti suhi toploti (ocena 4) • odlina odpornost proti suhi toploti (ocena 5) 4.3.5 Zaloge vrednosti za odpornost proti hladnim tekoinam Estimated values for resistance to cold liquids Pri odpornosti proti hladnim tekoinam je poleg ocene 5 sprejemljiva še ocena 4, ki pomeni majhno spremembo sijaja ali barve, ki je vidna le v soju odbite svetlobe. Za ta kriterij smo oblikovali lingvistine zaloge vrednosti: • nesprejemljiva odpornost proti hladnim tekoinam (ocena 1, 2 ali 3) • sprejemljiva odpornost proti hladnim tekoinam (ocena 4) • odlina odpornost proti hladnim tekoinam (ocena 5) Za raunalniško podporo odloitvenega modela smo izbrali programski paket DEXi (JEREB / BOHANEC / RAJKOVI 2003). Merske lestvice oz. zaloge vrednosti kriterijev so pri uporabi metode izražene z lingvistinimi spremenljivkami in so urejene od slabih (nesprejemljivih) proti boljšim vrednostim. Zaloge vrednosti za naše kriterije prikazuje tabela 1. 158 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 76 Preglednica 1: Zaloge vrednosti za kriterije v odločitvenem modelu Table 1: Estimated value for criteria in the decision-making model Kriterij / Criterion Zaloga vrednosti / Estimated value PREMAZNI SISTEM COATING SYSTEM slab / sprejemljiv / dober / zelo dober / odličen bad / acceptable / good / very good / excellent I. Mehansko-fizikalne odpornostne lastnosti I. Mechanical-physical resistance properties slabe / dobre / zelo dobre / odlične bad / good / very good / excellent • oprijemnost na podlago adhesion to the surface nesprejemljiva / sprejemljiva / dobra / odlična unacceptable / acceptable / good / excellent • odpornost proti razenju resistance to scratching nesprejemljiva / sprejemljiva / dobra / odlična unacceptable / acceptable / good / excellent • odpornost proti udarcem resistance to blows nesprejemljiva / sprejemljiva / odlična unacceptable / acceptable / excellent • odpornost proti toploti resistance to heat nesprejemljiva / sprejemljiva / odlična unacceptable / acceptable / excellent II. Odpornost proti tekočinam II. Resistance to liquids slaba / dobra / zelo dobra / odlična bad / good / very good / excellent • odpornost proti vodi resistance to water nesprejemljiva / sprejemljiva / odlična unacceptable / acceptable / excellent • odpornost proti alkoholu resistance to alcohol nesprejemljiva / sprejemljiva / odlična unacceptable / acceptable / excellent • odpornost proti acetonu resistance to acetone nesprejemljiva / sprejemljiva / odlična unacceptable / acceptable / excellent • odpornost proti olju resistance to oil nesprejemljiva / sprejemljiva / odlična unacceptable / acceptable / excellent Legenda: italic - najslabša vrednost Key: italic – worst value bold - najboljša vrednost bold – best value 4.4 ODLOČITVENO DREVO DECISION-MAKING TREE Ko imamo definirane kriterije za odločanje in zaloge vrednosti za posamezne kriterije, lahko oblikujemo odločitveno drevo. Pri tem moramo paziti, da so kriteriji strukturirani oz. hierarhično urejeni, pri čemer moramo upoštevati medsebojne odvisnosti in vsebinske povezave. Drevo za odločanje o izbiri premaznega sistema je prikazano na sliki 2. 159 Oblak, L., Kriej, B.: Vrednotenje površinskih sistemov in izbira premaznega sistema… sla b / s pr ej em lji v / d ob er / ze lo do be r / o dl i en ba d / a cc ep ta bl e / g oo d / ve ry g oo d / ex ce lle nt me ha ns ko -fi zik aln e od po rn os tne la stn os ti me ch an ica l-p hy sic al re sis ta nc e p ro pe rti es od po rn os t p ro ti tek o  ina m re sis ta nc e t o liq ui ds sla be / do br e / ze lo do br e / od li ne ba d / g oo d / v er y g oo d / ex ce lle nt sla ba / do br a / ze lo do br a / od li na ba d / go od / ve ry g oo d / ex ce lle nt op rij em no st na p od la go ad he sio n to th e s ur fa ce 1 / 2 / 3 / 4 1 / 2 / 3 / 4 1 / 2 / 4 1 / 2 / 4 1 / 2 / 4 1 / 2 / 4 1 / 2 / 4 1 / 2 / 4 L eg en da / : Z al og e vr ed no st i n a s po dn je m n iv oj u po m en ijo / : 1 n es pr ej em lji va / 2 sp re je m lji va / ac ce pt ab le 3 d ob ra / 4 o dl i na / L eg en d E st im at ed va lu e a t t he le ve l b el ow re pr es en t un ac ce pt ab le go od ex ce lle nt od po rn os t pr ot i r az en ju re sis ta nc e t o sc ra tc hi ng od po rn os t pr ot i u da rc em re sis ta nc e t o bl ow s od po rn os t pr ot i t op lo ti re sis ta nc e t o he at od po rn os t pr oti vo di re sis ta nc e t o wa te r od po rn os t pr oti al ko ho lu re sis ta nc e t o al co ho l od po rn os t pr ot i a ce ton u re sis ta nc e t o ac et on e od po rn os t pr ot i o lju re sis ta nc e t o oi l Slika 2: Drevo za odloanje o izbiri premaznega sistema Figure 2: Decision-making tree for coating system selection 160 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 76 4.5 ODLOITVENA PRAVILA DECISION-MAKING RULES Naslednji korak pri oblikovanju vekriterijskega odloitvenega modela je definiranje funkcij koristnosti oz. odloitvenih (“e-potem”) pravil. Pravila je treba oblikovati za vse kriterije, ki imajo v odloitvenem drevesu pod seboj razvejeno strukturo, to pomeni za vse razen za kriterije na spodnjih vejah odloitvenega drevesa. Prikažemo jih lahko v obliki tabele za vsako skupino kriterijev. Pri postavljanju odloitvenih pravil je treba paziti na konsistentnost med definiranimi pravili za doloene kombinacije vrednosti kriterijev. Ker je oblikovanje odloitvenih pravil ena kljunih nalog odloevalca, si pri tem pomagamo z raunalniškimi programi. Odloitvena pravila, oblikovana s pomojo raunalniškega programa DEXi za najvišji nivo odloitvenega drevesa, so prikazana na sliki 3. Slika 3: Odloitvena pravila za najvišji nivo odloitvenega drevesa - premazni sistem Figure 3: Decision-making rules for the highest level of the decision-making tree - coating system 161 Oblak, L., Kriej, B.: Vrednotenje površinskih sistemov in izbira premaznega sistema… Pri postavitvi odloitvenih pravil smo upoštevali dejstvo, da so mehansko-fizikalne odpornostne lastnosti v praksi pomembnejše od odpornosti proti tekoinam, nekatere mehansko-fizikalne odpornostne lastnosti (npr. oprijemnost premaznega sistema na podlago) pa so sploh pogoj za obstoj površinskega sistema. Zato smo premazne sisteme s slabimi mehansko-fizikalnimi odpornostnimi lastnostmi ocenili kot slabe, ne glede na njihovo odpornost proti tekoinam. Samo za ta nivo odloitvenega drevesa je treba definirati 16 odloitvenih pravil. Za celotni odloitveni model moramo zapisati kar 241 pravil. Seveda je to delo brez podpore raunalniških programov, ki omogoajo reševanje takih problemov, praktino nemogoe. 4.6 PODATKI DATA Za odloitev o izbiri najboljšega premaznega sistema potrebujemo podatke o vseh šestih variantah (premaznih sistemih) za kriterije na spodnjih vejah odloitvenega drevesa. Tabela 2 prikazuje podatke o lastnostih šestih poliuretanskih premaznih sistemov oz. šestih variant našega vekriterijskega modela, ki smo jih dobili z opravljenimi meritvami. Preglednica 2: Podatki o lastnostih šestih poliuretanskih premaznih sistemov Table 2: Data on six polyurethane coating system properties Mehansko-fizikalne in odpornostne lastnosti Mechanical-physical resistance properties Odpornost proti tekoinam Resistance to liquids Premazni sistem Coating system Oprijem Adhesion MPa Razenje Scratching N Udarci Blows 10 mm Toplota Heat 85 oC Voda Water 24 h Alkohol Alcohol 1 h Aceton Aceton 2 min Olje Oil 24 h PU1 3,1 7 3 5 3 3 2 5 PU2 3,8 9 4 4 5 3 3 5 PU3 6,1 5 4 4 5 3 4 5 PU4 3,8 7 3 4 5 3 3 5 PU5 2,8 5 2 5 5 5 1 5 PU6 3,3 4 3 5 5 3 1 5 162 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 76 5 REZULTATI RESULTS Primerjava premaznih sistemov, ki je bila napravljena glede na postavljene kriterije, je dala rezultate vrednotenja variant (premaznih sistemov), ki so prikazani na sliki 4. Slika 4: Rezultati vrednotenja variant (premaznih sistemov) Figure 4: Results of assessing the options (coating systems) Premazni sistem PU3 je ocenjen z oceno »zelo dober«, PU5 z oceno »dober«, trije premazni sistemi (PU1, PU2 in PU4) z oceno »sprejemljiv«, premazni sistem PU6 pa z oceno »slab«. e želimo podrobnejšo analizo rezultatov, moramo analizirati vrednotenje vseh kriterijev, ki smo jih vkljuili v odloitveni model. Rezultati vrednotenja vseh variant in kriterijev so prikazani na sliki 5. 163 Oblak, L., Kriej, B.: Vrednotenje površinskih sistemov in izbira premaznega sistema… Slika 5: Rezultati vrednotenja variant in kriterijev Figure 5: Results of assessing the options and criteria 6 RAZPRAVA IN ZAKLJUKI DISCUSSION AND CONCLUSIONS Z metodo vekriterijskega odloanja in s pomojo raunalniškega programa DEXi smo za posamezne premazne sisteme (podlaga je bila pri vseh enaka, zato lahko govorimo o premaznih sistemih in ne o površinskih sistemih) dobili generalno kvalitativno oceno njihovih mehansko-fizikalnih in odpornostnih lastnosti. Torej smo iz množice (ta postane pri vejem številu variant povsem nepregledna) izmerjenih vrednosti in ocen premaznih sistemov dobili samo en podatek, ki posamezni premazni sistem definira kot bolj ali manj uporabnega. V raziskavi šestih variant je bila zabeležena najvišja ocena "zelo dober", ki jo je dobil premazni sistem PU3. Premazni sistem PU5 je dobil oceno »dober«, oceno »zadovoljiv« pa so dobili trije premazni sistemi (PU1, PU2 in PU4). Negativno oceno »slab« je dobil premazni sistem PU6. V primeru enake ocene dveh ali ve variant je v fazi odloanja na osnovi kvalitativnih mehansko-fizikalnih in odpornostnih lastnosti treba izhajati iz namena uporabe izdelka oziroma površinskega sistema in s tem priakovanih lastnosti oziroma zahtev takega sistema v uporabi. V takem primeru je za konno odloitev treba postaviti prioritetne lastnosti iskanega optimalnega površinskega oziroma premaznega sistema in z dedukcijo dobljene ocene izbrati najboljšega. 164 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 76 Ob podmeni, da bo na primer površinski sistem v uporabi izpostavljen alkoholu (mizne ploše v nekaterih gostinskih prostorih), bomo izbrali sistem, ki ima najvišjo oceno odpornosti proti alkoholu, ki je v tem primeru prevladujoi kriterij. e pa bo odloujoi kriterij odpornost proti udarcem, bomo izbrali sistem z najvišjo oceno tega kriterija. V primeru, da je prioritetnih pogojev ve (odpornost proti razenju, udarcem in alkoholu ali odpornost proti vodi, toploti in razenju), kar je v praksi obiajno, moramo upoštevati dejstvo, da so si nekatere lastnosti sistemov kvalitativno v nasprotni medsebojni odvisnosti. V takih primerih je dokonni izbor optimalnega premaznega ali površinskega sistema rezultat kompromisne strokovne odloitve. 7 SUMMARY The quality of surface system depends on suitable choice of the substrate and the coating system or lining. What needs to be considered is that the properties of the surface system are not a sum or an average of the substrate and the coating system or lining. The surface system needs to be thoroughly analysed if its physical, mechanical and chemical properties are to be established. Assessment and evaluation of surface systems is a demanding task in itself, but it can be performed successfully by means of suitable methods for determining the surface system properties. Bigger problems arise when one has to decide from among many evaluated surface systems for the best one in the anticipated circumstances and in the anticipated purpose of use. Therefore, the choice of surface and coating systems is a problem, which needs to be dealt with systematically, using up-to-date methods and decision-making systems. One of such methods, enabling us to choose from among many options the one that best fits the set aims or demands is the method of multi-criteria decision-making. In practice, it is frequently used in solving demanding decision-making problems. The essence of this 165 Oblak, L., Kriej, B.: Vrednotenje površinskih sistemov in izbira premaznega sistema… method is to break the decision-making problem into smaller sub-problems, dealt with individually. In this way, options are devised into individual parameters that are later evaluated individually. By combining these estimations we get the final evaluation, which is a basis for the selection of the most suitable option. The multi-criteria decision-making model, which was established in this research, enables us to choose the best option from among the alternatives, based on the list of relevant criteria for evaluation of coating systems for which we determine estimated values, and on the basis of decision-making rules, determined in accordance with the demands according to mechanical-physical and resistance properties of coating systems. What needs to be considered is that a number of factors may be subject to evaluation errors. Therefore each option is advised to be described with the “what if” analysis, where we determine sensitivity of individual options to individual parameters. 8 VIRI REFERENCES JEREB, E. / BOHANEC, M. / RAJKOVI, V., 2003. DEXi: Raunalniški program za veparametrsko odloanje. Moderna organizacija, Kranj, 91 s. KROPIVŠEK, J. / OBLAK, L., 1997. Izbira optimalne variante z veparametrskim odloitvenim modelom. Les, 49, 3, s. 45-50. RAJKOVI, V. / BOHANEC, M., 1995. Veparametrski odloitveni modeli. Organizacija, 28, 7, s. 427 - 438. PAVLI, M. / KRIEJ, B. / TOMAŽI, M. / PETRI, M., 2004. Selection of proper methods for evaluation of finished interior surface quality. Copenhagen: COST E- 18. PAVLI, M. / KRIEJ, B. / TOMAŽI, M. / PETRI, M., 2003. Kakovost površinskih sistemov pohištva slovenskih proizvajalcev = Quality of surface furniture systems of Slovenian producers. Les, 55, 10, s. 322-327. SIST EN ISO 4624:2004 - Barve in laki – Merjenje oprijema z metodo odtrganja filma (Pull-off test) (ISO 4624:2002) - Paints and varnishes - Pull-off test for adhesion (ISO 4624:2002). 166 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 76 SIST EN ISO 1518:2001 - Barve in laki - Preskus z razenjem (ISO 1518:1992) - Paints and varnishes - Scratch test (ISO 1518:1992). SIST ISO 4211-4:1995 - Pohištvo - Preskusi površin - 4. del: Ugotavljanje odpornosti proti udarcu - Furniture - Tests for surfaces - Part 4: Assessment of resistance to impact (ISO 4211-4:1988). SIST EN 12722:1997 - Pohištvo - Ugotavljanje odpornosti površine proti suhi vroini - Furniture - Assessment of surface resistance to dry heat (ISO 4211-3:1993 modified). SIST EN 12720:1997 - Pohištvo - Ugotavljanje odpornosti površine proti hladnim tekoinam - Furniture - Assessment of surface resistance to cold liquids (ISO 4211:1979 modified). UDK 630 * 1/9 + 674 (06) (497.12) = 863 ISSN = 0351-3114 GDK 1/9 (06) (497.12) = 863 Slovenian Forestry Institute University of Ljubljana, Biotehnical faculty: Dep. of Forestry and Renewable Forest Resources & Dep. of Wood Science and Technology RESEARCH REPORTS Forestry and Wood Science and Technology 76 ZbGL no. 76 p. 1- 206 Ljubljana 2005