In questo articolo analizzeremo la stampa su legno. Lo faremo, certo, ma scrivendolo ci siamo accorti che quando si parla di legno in realtà si intendono spesso suoi derivati. Il legno è un materiale organico. Viene usato in modo massiccio nel settore dell’arredamento e dell’edilizia, ma trova impiego in numerosi settori, dagli strumenti musicali ai giocattoli. Quando si parla di stampa su legno, non si intende tanto stampa decorativa, quanto imitativa del legno su carta.
La Struttura e le Proprietà del Legno Naturale
Cominciamo però dalla base. “Per fare un tavolo ci vuole il legno. Per fare il legno ci vuole l’albero”, cantava Sergio Endrigo. Tutto parte da qui, infatti: dagli alberi. Il legno serve alle piante a portare in alto, alla luce, le parti verdi in cui avviene la funzione clorofilliana. In questo articolo ci riferiremo sempre alle piante dicotiledoni; escluderemo cioè palme, bambù e altre specie, il cui tessuto di sostegno si chiama “stipite”.
Anatomia del Tronco e Tipi di Taglio
Per l’arredamento e l’edilizia viene usato il fusto dell’albero. La chioma viene usata come legna da ardere. Nel tronco degli alberi si identificano due macro sezioni: quella esterna si chiama zona corticale, ed è composta da corteccia, libro e cambio. Quella interna è il legno propriamente detto, ed è composta da alburno, durame e midollo. La corteccia viene eliminata in sede di lavorazione. Il libro è uno strato formato da condotti nei quali discende la linfa. Il cambio è un sottile strato tra corteccia e legno, che produce nuove cellule che determinano l’accrescimento del fusto in senso radiale.
La parte più interna è formata dall’alburno e dal durame, sezioni che possono essere distinguibili o meno tra loro. Li si riconosce perché nei climi temperati la successione delle stagioni determina i cosiddetti “anelli di accrescimento”, gli elementi che poi formano le venature. Il cuore del tronco si chiama midollo.
Il legno nasce cilindrico: questa è infatti la forma del tronco. In alcuni casi viene impiegato nella sua interezza, come legno massiccio. In questo caso il tronco viene tagliato in modo da mantenere una sezione rotonda, oppure - più spesso - rettangolare. Quest’ultima forma è generalmente più duttile e pratica, sia per le successive lavorazioni che per la conservazione e lo stoccaggio.
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Il legno viene suddiviso sulla base del taglio: se è centrale si chiama taglio con cuore; se un lato è tangenziale alla linea di diametro del tronco si chiama taglio cuore spaccato; se non include il cuore si chiama taglio fuori cuore. Dal tipo di taglio dipendono stabilità dimensionale (deformazioni e svergolamento) e rischio di fessurazione della tavola o della trave: nel primo caso sono molto alti, nel secondo sono alti, nel terzo sono limitati.
Porosità, Igroscopicità e Umidità
Dal punto di vista fisico, il legno è un materiale poroso: circa il 50-60% del suo volume è costituito da cavità. Sono i capillari, che finché l’albero è vivo trasportano la linfa. Questa particolare conformazione del tronco, interamente percorso da capillari, è il motivo principale della cosiddetta igroscopicità del legno. Tale materiale, infatti, assorbe acqua dall’aria e la trattiene in forma liquida, nei pori oppure nella parete cellulare. La sua struttura porosa può essere sfruttata anche per impregnarlo di liquidi protettivi, coloranti o adesivi. Quando si parla di stampa diretta su legno, bisogna tenere conto di questa caratteristica. Infatti, se non si prevede un pretrattamento che chiuda i pori in superficie la quantità di inchiostro necessaria sarà molto maggiore.
L’umidità del legno ne influenza tutte le caratteristiche fisiche, meccaniche e tecnologiche: dall’elasticità alla sua tendenza anisotropa al ritiro e rigonfiamento lineari e volumetrici. La stabilità dimensionale del legno è un aspetto fondamentale da considerare, anche quando si parla di stampa. Può essere garantita se in fase di lavorazione il legno ha un’umidità che si manterrà in equilibrio con le condizioni ambientali anche nel successivo impiego.
Cosa succede quando non si essicca la legna secca
Non esiste una “umidità perfetta” del legno, ottimale e costante in ogni caso. Con un’umidità inferiore al 20% i fenomeni di degrado fungino più noti e frequenti non si innescano. Sopra al 20% le sue caratteristiche meccaniche si riducono, benché non in modo drastico. Se non entra direttamente in contatto con l’acqua, l’umidità del legno resta al di sotto del 20%, a meno di avere condizioni di umidità relativa dell’aria prossime al 100%. In ambiente normale, l’umidità del legno varia fra il 10 e il 20%. Se si vogliono evitare gli effetti collaterali della variazione di umidità, occorre mantenere condizioni climatiche costanti, ma questo è difficile anche nelle abitazioni private, dove a seconda della stagione l’umidità varia di 6-8 punti percentuali. La soluzione migliore è cercare di tenere il manufatto in equilibrio col clima (temperatura e umidità relativa) in cui è in servizio, valutando la situazione caso per caso.
Tradizionalmente i legni vengono classificati in base alla loro durezza. Da questa dipendono spesso anche le loro destinazioni d’uso.
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I Materiali Derivati dal Legno: Dal Massiccio ai Pannelli
Il problema del legno massiccio è però il suo costo. Ma il legno - perdonateci il paragone - è un po’ come il maiale, non si butta via niente. Ecco quindi che molto spesso i tronchi o le parti di scarto vengono tagliati e poi ricomposti in vari modi. I materiali di partenza possono essere piallacci, trucioli o fibre di legno. Vengono lavorati e ricomposti, usando colle speciali, così da essere utilizzabili.
Piallacci e Fibre
Il tronco può essere tranciato o sfogliato, in modo da ottenere fogli più o meno sottili, detti rispettivamente “piallacci” o “sfogliati”. La sfogliatura è un processo semplice ed economico, e quindi più adatto alle produzioni di massa. Richiede però materiale con elevate caratteristiche geometriche, ovvero un buon diametro e una buona rettilineità dei tronchi. Il taglio a strati è invece adatto a lavorazioni più pregiate, come l’impiallacciatura. In questo modo si riesce anche a mantenere la fiammatura del legno, il disegno. I piallacci ottenuti tramite sfogliatura o tranciatura vengono essiccati, levigati, selezionati ulteriormente e tagliati nel formato desiderato.
I fasci di fibre vengono ottenuti con un processo di sfibratura, dopo che il legno grezzo è stato sottoposto a una prima riduzione in minuzzolo. Le fibre si legano nel pannello intrecciandosi tra loro e sfruttando l’azione adesiva del legno stesso. È possibile anche aggiungere altre sostanze adesive alla miscela.
Pannelli Truciolari: Produzione e Caratteristiche
Ti ricordo che il truciolare è un materiale che, in base alla tipologia, può avere caratteristiche anche molto diverse fra di loro ed è tutto sommato abbastanza economico. I pannelli piani pressati incollati con resine sintetiche o truciolari sono composti da legno massiccio (principalmente di scarso valore, piccolo e fragile), trucioli (di segatura, di pialla) e legno riciclato o vecchio. I pezzi vengono sminuzzati in modo meccanico.
Per la realizzazione dei pannelli truciolari base, le particelle ripulite vengono ridotte alla granulometria desiderata, e sono essiccate fino al raggiungimento di un’umidità compresa tra il 3% e il 6%. Vengono suddivisi in frazioni granulometriche, che sono miscelate in maniera omogenea e servono a comporre gli strati interni ed esterni. I trucioli vengono essiccati, controllati e incollati con agenti leganti. I più comuni sono resine ureiche, melamminiche e fenoliche. Esistono però anche pannelli legati con cemento, gesso e la stessa lignina che è contenuta nelle fibre del legno. Nella fase successiva della lavorazione si mescola alle particelle, tramite nebulizzazione o strisciamento, il collante scelto e si passa alla formazione del “materasso”, grazie alla distribuzione regolare delle particelle su una superficie. Vengono quindi incollati in superfici piane, orientati in direzione parallela alla superficie stessa.
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Le caratteristiche principali dei pannelli truciolari includono:
- Buona lavorabilità e facilità di taglio: facile da lavorare con il giusto utensile e l’attrezzatura idonea. Per una produzione limitata consiglio senza ombra di dubbio tutti gli utensili di serie in metallo duro HW (HM Widia).
- Resistenza meccanica variabile: per aumentarla i pannelli possono essere rivestiti con laminati plastici o impiallacciatura.
- Elevata porosità: assorbe l’acqua nella versione base.
I pannelli truciolari possono essere classificati in base alla struttura del pannello, ovvero monostrato, multistrato (composti da particelle orientate o non orientate all’interno di ciascuno strato), a separazione progressiva simmetrica, pannelli estrusi con tubi.
Altri Tipi di Pannelli Derivati dal Legno
Oltre al truciolare, esistono diverse altre tipologie di pannelli derivati dal legno, ognuna con specifiche caratteristiche e impieghi.
Pannelli a Base di Fibre
- Pannelli in fibra di legno porosi: pannelli impiegati soprattutto nell’isolamento termico e acustico. Il legno viene ridotto in fibra nello sfibratore, steso su un primo percorso di essiccazione e - se serve - miscelato con additivi.
- Pannelli in fibra di legno duri e medio-duri: a differenza dei pannelli di fibra porosi vengono pressati ad alta temperatura. I processi produttivi avvengono per via umida. I trucioli vengono disintegrati tramite saturazione con vapore acqueo; la pressione viene ulteriormente innalzata e infine le fibre vengono spruzzate o spalmate su uno schermo a pressione atmosferica. È la lignina a legare le fibre, quindi non sempre servono ulteriori adesivi.
- Pannelli di fibra di legno a media densità o MDF: pannelli realizzati per via secca. Le fibre di legno, mescolate con colle molto resistenti ed essiccate, vengono compattate in presse continue. A differenza del truciolare, può essere lavorato come se fosse legno massiccio senza che si sbricioli, cioè intagliato e fresato. Presenta una superficie estremamente liscia e compatta, e viene quindi verniciato, dipinto o stampato facilmente.
Pannelli a Base di Trucioli e Lamelle
- OSB (Oriented Strand Board): pannelli per lo più a tre strati composti da trucioli piatti (strand in inglese). I trucioli degli strati esterni, geometricamente simili, sono orientati parallelamente alla direzione di produzione. I trucioli dello strato interno vengono invece orientati a caso o perpendicolarmente alla direzione di produzione.
- Compensato: plywood in inglese, è un pannello creato componendo fogli di piallaccio con fibre giustapposte. Sono incollati con adesivi durevoli e resistenti all’umidità, in presenza di pressione e calore. Alternando la direzione delle fibre dei diversi strati, la rigidità e la resistenza del pannello di compensato sono massimizzate in entrambe le direzioni.
- Legno stratificato: materiale composto da fogli di piallaccio con fibre parallele tra loro.
- Pannelli di legno massiccio monostrato e multistrato: pannelli composti da tavole o lamelle di uguale spessore, incollate tra loro.
- Legno lamellare: travi solide e resistenti usate in ambito strutturale; riducono i difetti del legno massiccio. Vengono prodotte incollando a freddo e sotto pressione lamelle parallele fra loro, impilate e incollate una sull’altra.
- Legno compensato di tavole: materiale solido e resistente che riduce i difetti del legno massiccio. Usato in ambito strutturale, viene prodotto incollando a freddo e sotto pressione lamelle o tavole che formano pannelli di legno multistrato stabilizzati dal punto di vista igrometrico.
La Stampa e la Nobilitazione dei Materiali Legnosi: Creare l'Effetto Legno
Il legno massiccio o i materiali impiallacciati con specie pregiate vengono stampati di rado. Normalmente e tradizionalmente vengono verniciati o dipinti con vernici pigmentate. Le vernici hanno valore lucidante e decorativo, ma anche protettivo: servono a isolare il legno poroso da acqua e sporco. Quando si parla però di composti e derivati del legno, la stampa entra in ballo prepotentemente.
Tecniche di Nobilitazione e Stampa
Da decenni ormai è diffusa la pratica della “nobilitazione” di pannelli poco pregiati - solitamente truciolari, multistrato o pannelli di fibra di legno. Questa nobilitazione avviene attraverso l’incollaggio sulla superficie di carta stampata con tecnologia rotativa a imitazione del legno. La carta, trattata nella maggior parte dei casi con resina melamminica, viene applicata sotto pressione e a caldo, e diventa così parte integrante del pannello.
Negli ultimi anni sta prendendo piede anche la stampa digitale, che viene fatta direttamente sul materiale. Solitamente si usano MDF o comunque pannelli che presentino una superficie abbastanza liscia e omogenea. La tecnologia più usata è quella UV e UV LED, che offre buone prestazioni in termini di resistenze e di qualità di stampa. Per migliorare la coerenza cromatica, la resa quantitativa dell’inchiostro e la qualità di stampa, le superfici legnose vengono pretrattate con sostanze a base polimerica, poliuretanica o acrilica. Questi liquidi di pretrattamento vengono spruzzati sulla superficie o stesi con rulli e passati in forni per asciugare, e costituiscono la vera e propria base per la stampa.
Cosa succede quando non si essicca la legna secca
Per produzioni industriali vengono usate macchine single pass, ma possono essere usate anche stampanti flatbed ad alta produttività con sistemi automatizzati di carico e scarico del materiale. I vantaggi della stampa digitale sono diversi: lavorando on-demand, possono essere praticamente annullati i costi di magazzino; si possono creare infiniti pattern e design a imitazione del legno; con alcune tecnologie si possono riprodurre le venature del legno a registro con la stampa. In tutti i casi, a seconda degli usi finali, possono essere aggiunti post trattamenti per aumentare le resistenze all’abrasione, al graffio, al calpestio, all’umidità.
La Sfida dell'Effetto Tattile e Visivo
Nell’industria dell’arredamento e dell’interior design, una delle sfide più grandi è creare un “effetto legno” convincente e verosimile. Oltre alla resa cromatica, complicata dal metamerismo, è di vitale importanza restituire l’effetto tattile del legno: tridimensionalità delle venature, temperatura, naturalità. Ci sono vari modi per ottenere risultati di livello da medio a ottimo - anche a seconda della qualità e delle resistenze richieste per il prodotto finito, dei costi, dei volumi produttivi.
Nell’ambito della stampa tradizionale, i rotoli di carta melamminica vengono stampati con combinazioni di tinte spot che vanno dal beige al marrone scuro. In questo caso, l’effetto tridimensionale delle venature viene delegato a trattamenti analogici come presse a caldo, che imprimono la texture desiderata. Solitamente il prodotto che deriva da questo processo è di qualità media, e le venature non sono a registro con la stampa.
Passando al digitale, alcune tecnologie prevedono l’uso della quadricromia tipica del mercato delle arti grafiche, magari con l’aggiunta di alcuni colori speciali. Altre, per ridurre il rischio di metamerismo, mutuano l’uso di combinazioni di tinte marroni da altri settori, come la stampa digitale su ceramica e vetro. Per quanto riguarda la riproduzione delle venature, alcune delle più avanzate tecnologie digitali riescono a riprodurre la texture del legno perfettamente a registro con la stampa. Questo può avvenire sia con tecnologia additiva, sia con tecnologia chimico-sottrattiva.
Glossario Termini Chiave
- Anisotropia: proprietà di un materiale che ha caratteristiche diverse a seconda della direzione lungo la quale vengono considerate.
- Igroscopicità: capacità di un materiale di assorbire l’umidità presente in aria.
- Massello: legno da lavorazione costituito da un pezzo unico, usato solitamente per parquet e mobili pregiati. Il massello non è impiallacciato né placcato.
- Minuzzolo: letteralmente “pezzettino minuto, piccolissima parte di cosa sminuzzata”.
- Proprietà tecnologica: definisce l’attitudine di un materiale a essere sottoposto a diverse lavorazioni. Per esempio, sono proprietà tecnologiche malleabilità, fusibilità, saldabilità, truciolabilità.