Древесина легко разлагается без достаточной консервации. Помимо мер по консервации древесины , существует ряд различных химических консервантов и процессов (также известных как обработка древесины , обработка пиломатериалов или обработка давлением ), которые могут продлить срок службы древесины, пиломатериалов и связанных с ними продуктов, включая конструкционную древесину . Они обычно повышают долговечность и устойчивость к разрушению насекомыми или грибками.
Как предположил Ричардсон, [1] обработка древесины практикуется почти с тех пор, как используется сама древесина. Есть записи о сохранении древесины, относящиеся к Древней Греции во времена правления Александра Великого , где древесину моста пропитывали оливковым маслом . Римляне защищали корпуса своих кораблей , смазывая древесину смолой. Во время промышленной революции консервация древесины стала краеугольным камнем деревообрабатывающей промышленности. Изобретатели и ученые, такие как Бетелл, Бушери, Бернетт и Киан, совершили исторические открытия в области консервации древесины с помощью консервирующих решений и процессов. Коммерческая обработка давлением началась во второй половине XIX века с защиты железнодорожных шпал с помощью креозота . Обработанная древесина использовалась в основном в промышленности, сельском хозяйстве и коммунальных услугах, где она используется до сих пор, пока ее использование значительно не выросло (по крайней мере, в Соединенных Штатах) в 1970-х годах, когда домовладельцы начали строить террасы и проекты приусадебных участков. Инновации в производстве изделий из обработанной древесины продолжаются и по сей день, при этом потребители все больше интересуются менее токсичными материалами.
Древесина, прошедшая промышленную обработку одобренными консервантами, представляет ограниченный риск для населения и должна быть утилизирована надлежащим образом. 31 декабря 2003 года деревообрабатывающая промышленность США прекратила обработку пиломатериалов для жилых домов мышьяком и хромом ( хромированный арсенат меди , или CCA). Это было добровольное соглашение с Агентством по охране окружающей среды США . CCA был заменен пестицидами на основе меди, за исключением некоторых промышленных применений. [2] CCA по-прежнему может использоваться для наружных изделий, таких как грузовые прицепы и нежилые конструкции, такие как пирсы, доки и сельскохозяйственные постройки. Промышленные химикаты для консервации древесины, как правило, недоступны непосредственно для населения, и для их импорта или покупки может потребоваться специальное разрешение, в зависимости от продукта и юрисдикции, в которой они используются. В большинстве стран операции по консервации промышленной древесины являются промышленной деятельностью, подлежащей уведомлению и требующей лицензирования соответствующих регулирующих органов, таких как EPA или аналогичных организаций. Условия отчетности и лицензирования сильно различаются в зависимости от конкретных используемых химикатов и страны использования.
Хотя для обработки пиломатериалов используются пестициды , консервация пиломатериалов защищает природные ресурсы (в краткосрочной перспективе), позволяя изделиям из древесины служить дольше. Предыдущие неэффективные методы работы в промышленности в некоторых случаях оставили после себя загрязненную почву и воду вокруг участков обработки древесины. Однако в соответствии с утвержденной в настоящее время отраслевой практикой и нормативным контролем, например, реализованным в Европе, Северной Америке, Австралии, Новой Зеландии, Японии и других странах, воздействие этих операций на окружающую среду должно быть минимальным. [ нейтралитет оспаривается ] [ нужна ссылка ]
С древесиной, обработанной современными консервантами, обычно безопасно обращаться, если соблюдать соответствующие меры предосторожности и меры индивидуальной защиты. Однако в некоторых обстоятельствах обработанная древесина может представлять определенные опасности, например, во время горения или образования рыхлых частиц древесной пыли или других мелких токсичных остатков, или когда обработанная древесина вступает в прямой контакт с продуктами питания и сельскохозяйственными продуктами. [ нужна цитата ]
Консерванты, содержащие медь в форме микроскопических частиц, недавно были представлены на рынке, обычно под «микронизированными» или «микро» торговыми названиями и обозначениями, такими как MCQ или MCA. Производители заявляют, что эти продукты безопасны, и EPA зарегистрировало эти продукты.
Американская ассоциация защиты древесины (AWPA) рекомендует сопровождать всю обработанную древесину информационным листком для потребителей (CIS), в котором указаны инструкции по безопасному обращению и утилизации, а также потенциальные опасности для здоровья и окружающей среды, связанные с обработанной древесиной. Многие производители вместо этого предпочли предоставить паспорта безопасности материалов (MSDS). Хотя практика распространения MSDS вместо CIS широко распространена, продолжаются дебаты относительно этой практики и того, как лучше всего сообщать конечному пользователю о потенциальных опасностях и способах их снижения. Ни MSDS, ни недавно принятые международные паспорта безопасности (SDS) не требуются для обработанных пиломатериалов в соответствии с действующим федеральным законодательством США.
Химические консерванты можно разделить на три большие категории: консерванты на водной основе, консерванты на масляной основе и консерванты на основе легких органических растворителей (LOSP).
Технология консервации меди в виде частиц ( микронизированных или дисперсных) была внедрена в США и Европе. В этих системах медь измельчается до микрочастиц и суспендируется в воде, а не растворяется, как в случае с другими медными продуктами, такими как ACQ и азол меди. В производстве находятся две системы измельчения меди. Одна система использует систему четвертичного биоцида (известную как MCQ) и является производной ACQ. Другой использует азольный биоцид (известный как MCA или μCA-C), полученный из азола меди.
Две системы твердых частиц меди, одна продается как MicroPro, а другая как Wolmanized с использованием рецептуры μCA-C, получили сертификат экологически предпочтительного продукта (EPP). [3] [4] Сертификат EPP был выдан Scientific Certification Systems (SCS) и основан на сравнительной оценке воздействия жизненного цикла с отраслевыми стандартами.
Размер частиц меди, используемых в «микронизированных» медных шариках, колеблется от 1 до 700 нм, в среднем менее 300 нм. Более крупные частицы (например, частицы микронного размера) меди не проникают должным образом через стенки клеток древесины. В этих микронизированных консервантах используются наночастицы оксида или карбоната меди, безопасность которых, как утверждается, вызывает опасения. [5] В 2011 году экологическая группа обратилась в Агентство по охране окружающей среды с просьбой отозвать регистрацию продуктов из микронизированной меди, сославшись на проблемы безопасности. [6]
Четвертичная щелочная медь (ACQ) представляет собой консервант, состоящий из меди, фунгицида и соединения четвертичного аммония (четвертичного аммония), такого как хлорид дидецилдиметиламмония , инсектицид , который также усиливает фунгицидную обработку. ACQ стал широко использоваться в США, Европе, Японии и Австралии после ограничений на CCA. [7] Его использование регулируется национальными и международными стандартами, которые определяют объем потребления консерванта, необходимый для конкретного конечного использования древесины.
Поскольку древесина, обработанная ACQ, содержит большое количество меди, она в пять раз более агрессивна по отношению к обычной стали . Необходимо использовать крепежные детали , соответствующие требованиям ASTM A 153 класса D или превосходящие их, например, с керамическим покрытием, поскольку простая оцинкованная сталь и даже обычные марки нержавеющей стали подвергаются коррозии. В 2004 году в США было введено обязательное использование консервантов древесины, не содержащих мышьяк, практически для всей древесины, используемой в жилых помещениях.
Стандарты Американской ассоциации защиты древесины (AWPA) для ACQ требуют удержания 0,15 фунта/куб фута (2,4 кг/м 3 ) для надземного использования и 0,40 фунта/куб фута (6,4 кг/м 3 ) для контакта с землей.
Компания Chemical Specialties, Inc (CSI, теперь Viance) получила в 2002 году президентскую премию «Зеленая химия » Агентства по охране окружающей среды США за коммерческое внедрение ACQ. Его широкое использование позволило устранить значительные количества мышьяка и хрома, ранее содержавшиеся в CCA.
Консервант на основе медного азола (обозначаемый как CA-B и CA-C в соответствии со стандартами Американской ассоциации защиты древесины / AWPA) является основным консервантом для древесины на основе меди, который получил широкое распространение в Канаде, США, Европе, Японии и Австралии после ограничений на CCA. . Его использование регулируется национальными и международными стандартами, которые определяют объем потребления консерванта, необходимый для конкретного конечного использования древесины.
Азол меди аналогичен ACQ с той разницей, что растворенный медный консервант дополнен азольным кобиоцидом, таким как органические триазолы , такие как тебуконазол или пропиконазол , которые также используются для защиты продовольственных культур, вместо четвертичного биоцида, используемого в ACQ. [8] Азольный кобиоцид дает медно-азольный продукт, который эффективен при более низких показателях удерживания, чем требуется для эквивалентных характеристик ACQ. Общий внешний вид древесины, обработанной консервантом на основе азола меди, аналогичен CCA с зеленым оттенком.
Древесина, обработанная азолом меди, широко продается под брендами Preserve CA и Wolmanized в Северной Америке, а также под брендом Tanalith в Европе и на других международных рынках.
Стандартное удержание AWPA для CA-B составляет 0,10 фунта/куб фута (1,6 кг/м 3 ) для надземных применений и 0,21 фунта/куб фута (3,4 кг/м 3 ) для применений, контактирующих с землей. Азол меди типа C, обозначаемый как CA-C, был представлен под брендами Wolmanized и Preserve. Стандартное удержание AWPA для CA-C составляет 0,06 фунта/куб фута (0,96 кг/м 3 ) для надземных применений и 0,15 фунта/куб фута (2,4 кг/м 3 ) для применений, контактирующих с землей.
Нафтенат меди , изобретенный в Дании в 1911 году, эффективно использовался во многих сферах, включая: столбы заборов , холст, сетки, теплицы, опоры, шпалы, ульи и деревянные конструкции, контактирующие с землей. Нафтенат меди зарегистрирован в Агентстве по охране окружающей среды как пестицид с неограниченным использованием, поэтому не существует федеральных требований по лицензированию его использования в качестве консерванта для древесины. Нафтенат меди можно наносить кистью, погружением или обработкой давлением.
Гавайский университет обнаружил, что нафтенат меди в древесине при нагрузке 1,5 фунта/куб футов (24 кг/м 3 ) устойчив к атакам формозских термитов. 19 февраля 1981 года Федеральный реестр изложил позицию Агентства по охране окружающей среды относительно рисков для здоровья, связанных с различными консервантами для древесины. В результате Служба национальных парков рекомендовала использовать нафтенат меди на своих объектах в качестве одобренной замены пентахлорфенола , креозота и неорганических мышьяков . В 50-летнем исследовании, представленном AWPA в 2005 году Майком Фрименом и Дугласом Кроуфордом, говорится: «В этом исследовании была произведена повторная оценка состояния обработанных деревянных столбов на юге Миссисипи и статистически рассчитан новый ожидаемый срок службы после их использования. Было установлено, что коммерческие консерванты для древесины , как пентахлорфенол в масле, креозот и нафтенат меди в масле, обеспечивал превосходную защиту штифтов, при этом продолжительность жизни теперь превышает 60 лет. Удивительно, но обработанные креозотом и пентой штифты обеспечивают 75% от рекомендованного AWPA удерживания, а нафтенат меди - . 50% требуемого удержания AWPA обеспечило превосходные характеристики на этом участке в опасной зоне AWPA. Необработанные южные сосновые столбы прослужили на этом испытательном полигоне 2 года». [9]
Стандарт AWPA M4 по уходу за деревянными изделиями, обработанными консервантом, гласит: «Пригодность системы консервации для обработки в полевых условиях должна определяться типом консерванта, первоначально использованного для защиты продукта, и наличием консерванта для обработки в полевых условиях. Потому что Многие консервирующие продукты не упаковываются и не маркируются для использования широкой публикой, поэтому для обработки в полевых условиях может потребоваться использование системы, отличной от первоначальной обработки. При использовании этих материалов пользователи должны внимательно прочитать и соблюдать инструкции и меры предосторожности, указанные на этикетке продукта. Консерванты нафтената меди, содержащие минимум 2,0% металлической меди, рекомендуются для материалов, первоначально обработанных нафтенатом меди, пентахлорфенолом, креозотом, раствором креозота или водными консервантами». [10] Стандарт M4 был принят [11] Международным строительным кодексом (IBC) 2015 года, раздел 2303.1.9 «Древесина, обработанная консервантом», и Международным жилищным кодексом (IRC) 2015 года R317.1.1 «Обработка в полевых условиях». Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта AASHTO также приняла стандарт AWPA M4.
Водный нафтенат меди продается потребителям под торговой маркой QNAP 5W. Нефтесодержащие нафтенаты меди с 1%-ным содержанием меди в виде растворов металлов продаются потребителям под торговыми марками Copper Green, а Wolmanized Copper Coat, 2%-ный раствор меди в виде металлов, продаются под торговыми марками Tenino.
При обработке CCA медь является основным фунгицидом , мышьяк — вторичным фунгицидом и инсектицидом , а хром — фиксатором, который также обеспечивает устойчивость к ультрафиолетовому (УФ) свету. CCA, известный своим зеленоватым оттенком, который придает древесине, является консервантом, широко распространенным на протяжении многих десятилетий.
В процессе обработки давлением водный раствор CCA наносится с использованием цикла вакуума и давления, а затем обработанная древесина складывается для просушки. В ходе процесса смесь оксидов реагирует с образованием нерастворимых соединений, помогая решить проблемы с выщелачиванием.
В ходе этого процесса можно применять различное количество консерванта при разных уровнях давления, чтобы защитить древесину от возрастающих уровней воздействия. Повышенная защита может применяться (в порядке возрастания воздействия и лечения) при: воздействии в атмосферу, имплантации в почву или попадании в морскую среду.
В последнее десятилетие были высказаны опасения, что химические вещества могут выщелачиваться из древесины в окружающую почву , в результате чего их концентрации превышают естественные фоновые уровни. Исследование, цитируемое в журнале Forest Products Journal, показало, что 12–13% хромированного арсената меди выщелачивается из обработанной древесины, захороненной в компосте , в течение 12-месячного периода. Как только эти химикаты выщелачиваются из древесины, они, скорее всего, связываются с частицами почвы, особенно в глинистых почвах или в почвах, которые скорее щелочные , чем нейтральные. В Соединенных Штатах Комиссия по безопасности потребительских товаров США в 2002 году опубликовала отчет, в котором говорится, что воздействие мышьяка при прямом контакте человека с древесиной, обработанной CCA, может быть выше, чем считалось ранее. 1 января 2004 года Агентство по охране окружающей среды (EPA) в добровольном соглашении с промышленностью начало ограничивать использование CCA в обработанной древесине в жилом и коммерческом строительстве, за исключением гонта и черепицы , постоянных деревянных фундаментов и некоторых коммерческих применений. Это было сделано с целью сократить использование мышьяка и повысить экологическую безопасность, хотя Агентство по охране окружающей среды осторожно указало, что они не пришли к выводу, что находящиеся в эксплуатации деревянные конструкции, обработанные CCA, представляют неприемлемый риск для общества. Агентство по охране окружающей среды не призывало к демонтажу или демонтажу существующих деревянных конструкций, обработанных CCA.
В Австралии Австралийское управление по пестицидам и ветеринарным препаратам (APVMA [12] ) с марта 2006 года ограничило использование консерванта CCA для обработки древесины, используемой в определенных целях. CCA больше нельзя использовать для обработки древесины, используемой при «тесном контакте с людьми». такие приложения, как детское игровое оборудование, мебель, жилые настилы и поручни. Использование в жилых, коммерческих и промышленных целях с низким уровнем контакта остается неограниченным, как и во всех других ситуациях. Решение APVMA ограничить использование CCA в Австралии было мерой предосторожности, хотя в отчете [13] не было обнаружено никаких доказательств того, что древесина, обработанная CCA, представляет необоснованный риск для людей при нормальном использовании. Как и Агентство по охране окружающей среды США, APVMA не рекомендовало демонтаж или удаление существующих деревянных конструкций, обработанных CCA.
В Европе Директива 2003/2/EC ограничивает маркетинг и использование мышьяка, включая обработку древесины CCA. Древесину, обработанную CCA, не разрешается использовать в жилых или бытовых постройках. Разрешено к использованию на различных промышленных и общественных объектах, таких как мосты, дорожные ограждения, линии электропередачи и телекоммуникационные опоры. В Великобритании отходы древесины, обработанные CCA, были классифицированы в июле 2012 года как опасные отходы Департаментом окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства. [14]
К ним относятся медь HDO (бис-(N-циклогексилдиазениумдиокси)-медь или CuHDO), хромат меди, цитрат меди, кислый хромат меди и аммиачный арсенат меди-цинка (ACZA). Лечение CuHDO является альтернативой CCA, ACQ и CA, используемым в Европе и на стадии утверждения в США и Канаде. ACZA обычно используется для морских применений.
Борная кислота , оксиды и соли ( бораты ) являются эффективными консервантами древесины и поставляются под многочисленными торговыми марками по всему миру. Одним из наиболее распространенных используемых соединений является тетрагидрат октабората динатрия Na 2 B 8 O 13 ·4H 2 O , обычно сокращенно DOT. Древесина, обработанная боратом, малотоксична для человека, не содержит меди и других тяжелых металлов. Однако, в отличие от большинства других консервантов, соединения бората не закрепляются в древесине и могут частично вымываться при неоднократном воздействии воды, которая утекает, а не испаряется (при испарении борат остается, поэтому это не проблема). Несмотря на то, что выщелачивание обычно не снижает концентрацию бора ниже эффективного уровня для предотвращения роста грибков, бораты не следует использовать там, где они будут подвергаться неоднократному воздействию дождя, воды или контакта с землей, если открытые поверхности не обработаны для отталкивания воды. [15] Соединения бората цинка менее подвержены выщелачиванию, чем соединения бората натрия, но все же не рекомендуются для подземного использования, если древесина предварительно не загерметизирована. [16] Недавний интерес к низкотоксичной древесине для жилых помещений, а также новые правила, ограничивающие использование некоторых средств для консервации древесины, привели к возрождению использования древесины, обработанной боратом, для балок перекрытия и внутренних элементов конструкции. Исследователи из CSIRO в Австралии разработали органобораты, которые гораздо более устойчивы к выщелачиванию, но при этом обеспечивают хорошую защиту древесины от термитов и грибковых поражений. [17] [18] Стоимость производства этих модифицированных боратов будет ограничивать их широкое распространение, но они, вероятно, будут пригодны для определенных нишевых применений, особенно там, где низкая токсичность для млекопитающих имеет первостепенное значение.
Недавние опасения по поводу воздействия металлических консервантов для древесины на здоровье и окружающую среду вызвали рыночный интерес к неметаллическим консервантам для древесины, таким как пропиконазол , тебуконазол и имидаклоприд , более известные как PTI. Стандарты Американской ассоциации защиты древесины (AWPA) для PTI требуют удержания 0,018 фунта/куб фута (0,29 кг/м 3 ) для надземного использования и 0,013 фунта/ку фута (0,21 кг/м 3 ) при применении в сочетании с стабилизатор воска. AWPA не разработало стандарт для средств защиты PTI от контакта с землей, поэтому в настоящее время PTI ограничивается наземными применениями, такими как палубы. Все три компонента PTI также используются в производстве пищевых культур. Очень низкие требуемые количества PTI в древесине, обработанной давлением, дополнительно ограничивают последствия и существенно снижают транспортные расходы и связанное с этим воздействие на окружающую среду при доставке консервирующих компонентов на заводы по обработке давлением.
Консервант PTI придает дереву очень слабый цвет. Производители обычно добавляют краситель или незначительное количество раствора меди, чтобы идентифицировать древесину как обработанную давлением и лучше соответствовать цвету других изделий из древесины, обработанных давлением. Деревянные изделия PTI очень хорошо подходят для нанесения красок и морилок, не допуская просачивания. Добавление воскового стабилизатора позволяет снизить удерживание консерванта, а также существенно снижает склонность древесины к короблению и раскалыванию при высыхании. В сочетании с обычным обслуживанием настила и применением герметика стабилизатор помогает сохранять внешний вид и эксплуатационные характеристики с течением времени. Изделия из древесины, обработанные PTI под давлением, не более коррозийны, чем необработанная древесина, и одобрены для всех типов контакта с металлами, включая алюминий.
Изделия из древесины, обработанные PTI под давлением, относительно новы на рынке и еще не широко доступны в строительных магазинах. Тем не менее, есть некоторые поставщики, продающие продукцию PTI для доставки в любую точку США на основе заказа партии.
Силикат натрия получают путем сплавления карбоната натрия с песком или нагревания обоих ингредиентов под давлением. Он используется с 19 века. Он может служить средством сдерживания нападения насекомых и обладает незначительными огнестойкими свойствами; однако он легко вымывается из древесины влагой, образуя на поверхности древесины чешуйчатый слой.
Компания Timber Treatment Technology, LLC продает TimberSIL, консервант для древесины на основе силиката натрия. Запатентованный процесс TimberSIL окружает древесные волокна защитной нетоксичной матрицей из аморфного стекла. В результате получается продукт, который компания называет «Стеклянная древесина», который, по их утверждению, является огнестойким класса А , химически инертным, устойчивым к гниению и разложению и превосходящим по прочности необработанную древесину. [19] В настоящее время компания Timbersil участвует в судебном процессе по поводу своих претензий. [20] [21]
Ряд европейских производителей натуральных красок разработали консерванты на основе силиката калия (жидкое калиевое стекло). В их состав часто входят соединения бора, целлюлоза, лигнин и другие растительные экстракты. Представляют собой поверхностное нанесение с минимальной пропиткой для внутреннего применения.
В Австралии был разработан консервант бифентрин на водной основе для повышения устойчивости древесины к насекомым. Поскольку этот консервант наносится распылением, он проникает только на внешние 2 мм поперечного сечения древесины. Высказывались опасения относительно того, обеспечит ли эта система с тонкими оболочками защиту от насекомых в долгосрочной перспективе, особенно при длительном воздействии солнечного света.
Для огнезащиты древесины используются огнезащитные химические вещества, которые остаются стабильными в условиях высоких температур. Огнезащитный состав наносится под давлением на предприятии по обработке древесины, как описанные выше консерванты, или наносится в качестве поверхностного покрытия.
В обоих случаях обработка обеспечивает физический барьер для распространения пламени. Обработанная древесина обугливается, но не окисляется. По сути, это создает конвективный слой, который равномерно передает тепло пламени древесине, что значительно замедляет распространение огня на материал. Существует несколько коммерчески доступных строительных материалов на основе древесины, для которых используется обработка давлением (например, те, которые продаются в США и других странах под торговыми названиями «FirePro», «Burnblock», «Wood-safe», «Dricon», «D-Blaze»). ,» и «Pyro-Guard»), а также покрытия заводского изготовления под торговыми марками «PinkWood» и «NexGen». Некоторые покрытия, наносимые на месте, а также бромированные антипирены потеряли популярность из-за проблем с безопасностью, а также из-за проблем, связанных с последовательностью нанесения. Также существуют специальные обработки древесины, используемой в условиях воздействия погодных условий.
Единственный огнезащитный состав с пропиткой, коммерчески доступный в Австралии, - это NexGen. Компания Guardian, в которой формиат кальция использовался в качестве «мощного модификатора древесины», была снята с продажи в начале 2010 года по неустановленным причинам.
К ним относятся пентахлорфенол («пента») и креозот . Они выделяют сильный нефтехимический запах и обычно не используются в потребительских товарах. Обе эти обработки давлением обычно защищают древесину в течение 40 лет в большинстве случаев.
Креозот был первым консервантом для древесины, получившим промышленное значение более 150 лет назад, и он до сих пор широко используется для защиты промышленных деревянных компонентов, где важен длительный срок службы. Креозот — это консервант на основе смолы , который обычно используется для опор и железнодорожных шпал (Великобритания: железнодорожные шпалы). Креозот является одним из старейших консервантов древесины и первоначально был получен из древесного дистиллята , но сейчас практически весь креозот производится путем перегонки каменноугольной смолы . Креозот регулируется как пестицид и обычно не продается населению.
В последние годы в Австралии и Новой Зеландии льняное масло было включено в составы консервантов в качестве растворителя и водоотталкивающего средства для «обработки древесины конвертами». Это включает в себя обработку наружных 5 мм поперечного сечения деревянного элемента консервантом (например, перметрином 25:75), оставляя сердцевину необработанной. Хотя обработка конвертов не так эффективна, как методы CCA или LOSP, она значительно дешевле, поскольку в ней используется гораздо меньше консервантов. Крупные производители консервантов добавляют в обработку конвертов синий (или красный) краситель. Древесина синего цвета предназначена для использования к югу от тропика Козерога, а красная – для других мест. Цветной краситель также указывает на то, что древесина обработана для защиты от термитов/белых муравьев. В Австралии продолжается рекламная кампания этого типа лечения.
В этом классе обработки древесины используется уайт-спирит или легкие масла, такие как керосин , в качестве растворителя-носителя для доставки консервирующих соединений в древесину. В качестве инсектицидов обычно используются синтетические пиретроиды, такие как перметрин, бифентрин или дельтаметрин. В Австралии и Новой Зеландии в наиболее распространенных составах используется перметрин в качестве инсектицида, а пропиконазол и тебуконазол в качестве фунгицидов. Несмотря на то, что в этой формуле все еще используется химический консервант, она не содержит соединений тяжелых металлов.
С введением строгих законов о летучих органических соединениях (ЛОС) в Европейском Союзе LOSP имеют недостатки из-за высокой стоимости и длительного времени процесса, связанного с системами улавливания паров. LOSP эмульгируются в растворителях на водной основе. Хотя это значительно снижает выбросы ЛОС, древесина во время обработки разбухает, лишая себя многих преимуществ составов LOSP.
Различные эпоксидные смолы, обычно разбавленные растворителем, например ацетоном или метилэтилкетоном (МЭК), можно использовать как для консервации, так и для герметизации древесины. К 2027 году рынок покрытий для древесины в целом превысит 12 миллиардов долларов. [22]
Биологическая модифицированная древесина обрабатывается биополимерами из сельскохозяйственных отходов. После высыхания и отверждения мягкая древесина становится прочной и прочной. Благодаря этому процессу быстрорастущая сосновая древесина приобретает свойства, аналогичные тропическим лиственным породам. Производственные мощности для этого процесса находятся в Нидерландах и известны под торговой маркой NobelWood.
Из сельскохозяйственных отходов, таких как жом сахарного тростника, производят фурфуриловый спирт . Теоретически этот спирт может быть получен из любых ферментированных отходов биомассы и поэтому может называться «зеленым химикатом». В результате реакций конденсации из фурфурилового спирта образуются преполимеры. Быстрорастущая древесина хвойных пород пропитана водорастворимым биополимером. После пропитки древесину сушат и нагревают, что инициирует реакцию полимеризации между биополимером и клетками древесины. В результате этого процесса образуются клетки древесины, устойчивые к микроорганизмам. На данный момент единственной породой древесины, которая используется для этого процесса, является Pinus radiata . Это самая быстрорастущая порода деревьев на Земле, имеющая пористую структуру, которая особенно подходит для процессов пропитки.
Этот метод применяется к древесине в основном для строительной отрасли в качестве облицовочного материала. В настоящее время этот метод развивается с целью достижения аналогичных физических и биологических свойств других пород древесины, пропитанных полифурфурилом. Помимо пропитки биополимерами древесину можно также пропитать огнезащитными смолами. Такое сочетание создает древесину I класса прочности и сертификата пожарной безопасности Еврокласса B.
Химическая модификация древесины на молекулярном уровне используется для улучшения ее эксплуатационных свойств. Опубликовано множество систем химических реакций для модификации древесины, особенно с использованием различных типов ангидридов; однако наиболее изучена реакция древесины с уксусным ангидридом . [23]
Физические свойства любого материала определяются его химической структурой. Древесина содержит множество химических групп, называемых свободными гидроксилами . Свободные гидроксильные группы легко поглощают и выделяют воду в зависимости от изменений климатических условий, которым они подвергаются. Это основная причина, по которой на стабильность размеров древесины влияют набухание и усадка. Также считается, что переваривание древесины ферментами начинается со свободных гидроксильных групп, что является одной из основных причин склонности древесины к гниению. [24]
Ацетилирование эффективно превращает соединения со свободными гидроксилами в древесине в ацетатные эфиры . Это делается путем реакции древесины с уксусным ангидридом , который получается из уксусной кислоты . Когда свободные гидроксильные группы преобразуются в ацетоксигруппы , способность древесины поглощать воду значительно снижается, что делает древесину более стабильной по размерам и, поскольку она больше не переваривается, чрезвычайно прочной. Обычно в хвойных породах содержание ацетила составляет от 0,5 до 1,5%, а в более прочных лиственных породах – от 2 до 4,5%. Ацетилирование выводит древесину далеко за пределы этих уровней с соответствующими преимуществами. К ним относится увеличенный срок службы покрытий за счет того, что ацетилированная древесина действует как более стабильная основа для красок и полупрозрачных покрытий. ацетилированная древесина нетоксична и не создает экологических проблем, связанных с традиционными методами консервации.
Ацетилирование древесины впервые было проведено в Германии в 1928 году Фуксом. В 1946 году Тарков, Стамм и Эриксон впервые описали использование ацетилирования древесины для стабилизации древесины от набухания в воде. С 1940-х годов многие лаборатории по всему миру изучали ацетилирование различных типов древесины и сельскохозяйственных ресурсов.
Несмотря на огромное количество исследований по химической модификации древесины, и, в частности, по ацетилированию древесины, коммерциализация далась нелегко. Первый патент на ацетилирование древесины был подан Суидой в Австрии в 1930 году. Позже, в 1947 году, Штамм и Тарков подали патент на ацетилирование древесины и плит с использованием пиридина в качестве катализатора. В 1961 году компания Копперс опубликовала технический бюллетень по ацетилированию древесины без катализа, но с органическим сорастворителем [25]. В 1977 году в России Отлеснов и Никитина были близки к коммерциализации, но процесс был прекращен, предположительно из-за стоимости. -эффективности достичь не удалось. В 2007 году лондонская компания Titan Wood с производственными мощностями в Нидерландах добилась рентабельной коммерциализации и начала крупномасштабное производство ацетилированной древесины под торговой маркой «Accoya». [26]
Меднение или медная обшивка — это практика покрытия древесины, чаще всего деревянных корпусов кораблей, металлической медью. Поскольку металлическая медь одновременно отталкивает и токсична для грибков, насекомых, таких как термиты и морские двустворчатые створки, это сохранит древесину, а также послужит мерой против обрастания, предотвращая прикрепление водных обитателей к корпусу корабля и снижение скорости корабля. и маневренность. По той же причине современные краски для морского дна часто включают в свои составы значительное количество меди, хотя их не рекомендуется использовать для алюминиевых корпусов из-за возможности гальванической коррозии . [27]
Эти виды устойчивы к гниению в их естественном состоянии благодаря высокому содержанию органических химических веществ, называемых экстрактивными веществами , в основном полифенолов , придающих им антимикробные свойства. [28] Экстрактивные вещества — это химические вещества, которые откладываются в сердцевине некоторых пород деревьев при превращении заболони в сердцевину ; хотя они присутствуют в обеих частях. [29] Сосна хуон ( Lagarostrobos Franklinii ), мербау ( Intsia bijuga ), железная кора ( Eucalyptus spp.), тотара ( Podocarpus totara ), пурири ( Vitex lucens ), каури ( Agathis australis ) и многие кипарисы , такие как прибрежное красное дерево ( В эту категорию попадают Sequoia sempervirens ) и западный красный кедр ( Thuja plicata ). Однако многие из этих видов имеют тенденцию быть непомерно дорогими для общего строительного применения.
Сосна Хуон использовалась для изготовления корпусов кораблей в 19 веке, но чрезмерная заготовка и чрезвычайно медленная скорость роста сосны Хуон сделали ее теперь специальной древесиной. Сосна Хуон настолько устойчива к гниению, что упавшие много лет назад деревья до сих пор имеют коммерческую ценность. Мербау по-прежнему является популярной древесиной для настила и имеет длительный срок службы при наземном применении, но его заготовка ведется неэкологичным образом , и он слишком тверд и ломок для общего использования. Ironbark — хороший выбор, если он доступен. Его собирают как со старых порослей, так и с плантаций в Австралии , он очень устойчив к гнили и термитам . Чаще всего его используют для столбов заборов и пней домов. Красный кедр восточный ( Juniperus Virginiana ) и черная акация ( Robinia pseudoacacia ) уже давно используются для изготовления устойчивых к гниению столбов и перил заборов на востоке Соединенных Штатов , а черную акацию в наше время также выращивают в Европе. Прибрежное красное дерево обычно используется для аналогичных целей на западе Соединенных Штатов . Тотара и пурири широко использовались в Новой Зеландии в европейскую колониальную эпоху, когда местные леса «минировались», даже в качестве столбов для заборов, многие из которых действуют до сих пор. Тотара использовалась маори для строительства больших вака (каноэ). Сегодня это специальная древесина из-за ее редкости, хотя запасы более низкого качества продаются для использования в ландшафтном дизайне. Каури — превосходная древесина для изготовления корпусов и палуб лодок. Сегодня это тоже особая древесина, и древние бревна (возрастом более 3 000 лет), добытые в болотах, используются токарями по дереву и производителями мебели.
Естественная долговечность или стойкость древесных пород к гниению и насекомым всегда зависит от сердцевины (или «истинной древесины»). Заболонь всех пород древесины без консервирующей обработки следует считать недолговечной.
Еще одним многообещающим средством защиты древесины являются натуральные вещества, полученные из устойчивых к гниению деревьев и отвечающие за естественную долговечность, также известные как натуральные экстрактивные вещества . Было описано, что несколько соединений отвечают за естественную долговечность, в том числе различные полифенолы , лигнины , лигнаны , такие как гмелинол , поликатиновая кислота ), хинокитиол , α-кадинол и другие сесквитерпеноиды , флавоноиды , такие как мескитол , и другие вещества. [30] [31] [32] Эти соединения в основном обнаруживаются в сердцевине древесины , хотя они также присутствуют в минимальных концентрациях в заболони . [33] Танины , которые также действуют как защитные вещества, присутствуют в коре деревьев. [34] Обработка древесины натуральными экстрактивными веществами, такими как хинокитиол , дубильные вещества и различные древесные экстракты, была изучена и предложена в качестве еще одного экологически чистого метода консервации древесины. [35] [36] [37] [38]
Тунговое масло на протяжении сотен лет использовалось в Китае в качестве консерванта для деревянных кораблей. Масло проникает в древесину, а затем затвердевает, образуя в древесине непроницаемый гидрофобный слой толщиной до 5 мм. В качестве консерванта он эффективен для наружных работ над и под землей, но тонкий слой делает его менее полезным на практике. Он не доступен в качестве лечения давлением.
Выйдя за рамки сушки древесины в печи, термообработка может сделать древесину более долговечной. Нагревая древесину до определенной температуры, можно сделать древесное волокно менее привлекательным для насекомых.
Термическая обработка также может улучшить свойства древесины по отношению к воде, с более низкой равновесной влажностью, меньшей деформацией под действием влаги и устойчивостью к атмосферным воздействиям. Он достаточно устойчив к атмосферным воздействиям, поэтому его можно использовать незащищенным, на фасадах или на кухонных столах, где ожидается намокание. Однако нагревание может уменьшить количество летучих органических соединений [29] , которые обычно обладают противомикробными свойствами. [39]
Существует четыре аналогичных метода термической обработки: Westwood, разработанный в США; Retiwood, разработанный во Франции; Thermowood, разработанный в Финляндии компанией VTT; и Platowood, разработанный в Нидерландах. Эти процессы обрабатывают обработанную древесину в автоклаве, подвергая ее давлению и теплу вместе с азотом или водяным паром для контроля сушки в ходе поэтапного процесса обработки в течение от 24 до 48 часов при температуре от 180 ° C до 230 ° C в зависимости от породы древесины. Эти процессы повышают долговечность, стабильность размеров и твердость обработанной древесины как минимум на один класс; однако обработанная древесина становится темнее по цвету, и происходят изменения в некоторых механических характеристиках: в частности, модуль упругости увеличивается до 10%, [ нужна ссылка ] , а модуль разрыва уменьшается на 5–20%; [ нужна цитация ] таким образом, обработанная древесина требует сверления для забивания гвоздей, чтобы избежать раскола древесины. Некоторые из этих процессов оказывают меньшее механическое воздействие на обработанную древесину, чем другие. Древесина, обработанная этим процессом, часто используется для облицовки или сайдинга, полов, мебели и окон.
Для борьбы с вредителями, которые могут обитать в древесном упаковочном материале (т.е. ящиках и поддонах ), МСФМ 15 требует термической обработки древесины при температуре 56 °C в течение 30 минут для получения штампа HT . Обычно это требуется для уничтожения нематоды соснового увядания и других видов вредителей древесины, которые могут перевозиться по всему миру.
Древесину и бамбук можно закопать в грязь , чтобы защитить их от насекомых и гниения. Эта практика широко используется во Вьетнаме для строительства фермерских домов, состоящих из деревянного каркаса, бамбукового каркаса крыши и стен из бамбука с глиной, смешанной с рисовым сеном. Хотя древесина, находящаяся в контакте с почвой, обычно разлагается быстрее, чем древесина, не контактирующая с ней, вполне возможно, что преобладающие во Вьетнаме преимущественно глинистые почвы обеспечивают определенную степень механической защиты от нападения насекомых, что компенсирует ускоренную скорость гниения.
Кроме того, поскольку древесина подвержена бактериальному гниению только при определенных диапазонах температуры и влажности, погружение ее в водонасыщенную грязь может замедлить гниение, насыщая внутренние клетки древесины за пределы диапазона разложения влаги.
Вероятно, первые попытки защитить древесину от гниения и нападения насекомых заключались в нанесении кистью или втирании консервантов в поверхность обработанной древесины. Методом проб и ошибок медленно определялись наиболее эффективные консерванты и способы их применения. Во время промышленной революции спрос на такие вещи, как телеграфные столбы и железнодорожные шпалы (Великобритания: шпалы), способствовал взрыву новых технологий, появившихся в начале 19 века. Самый резкий рост числа изобретений произошел между 1830 и 1840 годами, когда Бетелл, Бушери, Бернетт и Кайан творили историю консервации древесины. С тех пор были внедрены многочисленные процессы или улучшены существующие процессы. Целью современной консервации древесины является обеспечение глубокого и равномерного проникновения при разумных затратах и без ущерба для окружающей среды. Сегодня наиболее распространены процессы нанесения с использованием искусственного давления, с помощью которого эффективно обрабатываются многие виды древесины, но некоторые породы (например, ель, пихта Дугласа, лиственница, болиголов и пихта) очень устойчивы к пропитке. Обработка этой древесины с использованием надрезания была несколько успешной, но с более высокими затратами и не всегда удовлетворительными результатами. Методы консервации древесины можно грубо разделить на процессы без давления и процессы под давлением.
Существует множество способов обработки древесины без давления, которые различаются в первую очередь по процедуре. Наиболее распространенные из этих методов лечения включают нанесение консерванта посредством кисти или распыления, погружения, замачивания, замачивания или посредством горячей и холодной ванны. Существует также множество дополнительных методов, включающих обугливание, нанесение консервантов в пробуренные отверстия, процессы диффузии и вытеснения сока.
Нанесение консервантов кистью — это давно практикуемый метод, который часто используется в современных столярных мастерских. Технологические разработки позволяют также распылять консервант на поверхность древесины. Некоторая часть жидкости втягивается в древесину в результате капиллярного действия до того, как брызги стечет или испарится, но если не образуется лужа, проникновение ограничено и может оказаться непригодным для длительного воздействия атмосферных воздействий. Методом распыления также можно наносить каменноугольный креозот, нефтеразбавляемые растворы и водные соли (в некоторой степени). Тщательная обработка кистью или распылением креозота каменноугольной смолы может продлить срок службы столбов или столбов на 1–3 года. Два или более слоев обеспечивают лучшую защиту, чем один, но последующие слои не следует наносить до тех пор, пока предыдущий слой не высохнет или не впитается в древесину. Перед обработкой древесину следует закалить .
Погружение заключается в простом погружении древесины в ванну с креозотом или другим консервантом на несколько секунд или минут. Достигается такое же проникновение, как и при процессах нанесения кистью и распылением. Его преимущество заключается в минимизации ручного труда. Для этого требуется больше оборудования и большее количество консерванта, и он не подходит для обработки небольших партий древесины. Обычно процесс окунания полезен при обработке оконных створок и дверей. За исключением нафтената меди, обработка этим методом консервантом на основе медной соли больше не допускается.
В этом процессе древесину погружают в резервуар с водно-консервирующей смесью и оставляют на более длительный период времени (от нескольких дней до недель). Этот процесс был разработан в 19 веке Джоном Кайаном . Достигаемая глубина и степень удержания зависят от таких факторов, как порода, влажность древесины, консервант и продолжительность вымачивания. Большая часть абсорбции происходит в течение первых двух или трех дней, но будет продолжаться более медленными темпами в течение неопределенного периода времени. В результате, чем дольше древесина может оставаться в растворе, тем лучшую обработку она получит. При обработке выдержанной древесины и вода, и консервирующая соль впитываются в древесину, что приводит к необходимости пропитки древесины второй раз. Столбы и столбы можно обрабатывать непосредственно на подверженных опасности участках, но их следует обрабатывать на высоте не менее 30 см (0,98 фута) над будущим уровнем земли.
Глубина, получаемая во время регулярных периодов замачивания, варьируется от 5–10 мм (0,20–0,39 дюйма) до 30 мм (1,2 дюйма) для сосны. Из-за низкой абсорбции сила раствора должна быть несколько выше, чем в процессах под давлением, около 5% для выдержанной древесины и 10% для свежей древесины (поскольку концентрация медленно снижается по мере диффузии химикатов в древесину). Крепость раствора следует постоянно контролировать и при необходимости корректировать добавкой соли. После того, как древесина удалена из резервуара для обработки, химическое вещество будет продолжать распространяться внутри древесины, если она имеет достаточное содержание влаги. Древесину следует утяжелить и сложить так, чтобы раствор достиг всех поверхностей. (Наклейки на распиленные материалы следует размещать между каждым слоем доски.) Этот процесс находит минимальное применение, несмотря на его прежнюю популярность в континентальной Европе и Великобритании .
Названный в честь Джона Говарда Кайана , который запатентовал этот процесс в Англии в 1833 году, процесс кианизации заключается в вымачивании древесины в 0,67% консервирующем растворе хлорида сулемы . Он больше не используется.
Запатентованный Чарльзом А. Сили, этот процесс достигается путем погружения выдержанной древесины в последовательные ванны с горячими и холодными консервантами. Во время горячих ванн воздух в древесине расширяется. Когда древесину помещают в холодную ванну (консервант также можно заменить), в просвете ячеек создается частичный вакуум, в результате чего консервант втягивается в древесину. Некоторое проникновение происходит во время принятия горячих ванн, но большая часть проникновения происходит во время холодных ванн. Этот цикл повторяется со значительным сокращением времени по сравнению с другими процессами замачивания. Каждая ванна может длиться от 4 до 8 часов, а в некоторых случаях и дольше. Температура консерванта в горячей ванне должна составлять от 60 до 110 °C (от 140 до 230 °F) и от 30 до 40 °C (от 86 до 104 °F) в холодной ванне (в зависимости от консерванта и породы дерева). Средняя глубина проникновения, достигаемая с помощью этого процесса, колеблется от 30 до 50 мм (от 1,2 до 2,0 дюйма). При этой обработке можно использовать как консервирующие масла, так и водорастворимые соли. Из-за более длительных периодов обработки этот метод сегодня мало применяется в промышленной консервации древесины.
Как поясняется в «Справочнике Улига по коррозии», этот процесс включает в себя две или более химических ванн, которые вступают в реакцию с клетками древесины и приводят к осаждению консерванта в клетках древесины. В этом процессе обычно используются два химических вещества: этаноламин меди и диметилдитиокарбамат натрия, который вступает в реакцию с осаждением диметилдитиокарбамата меди. Осажденный консервант очень устойчив к пиявкам. С момента его использования в середине 1990-х годов его производство было прекращено в Соединенных Штатах Америки, но так и не было коммерциализировано в Канаде. [40]
.jpg/1280px-thumbnail.jpg)
Процессы давления на сегодняшний день являются наиболее надежным методом сохранения жизни древесины. Процессы под давлением – это процессы, при которых обработка проводится в закрытых цилиндрах с приложенным давлением или вакуумом. Эти процессы имеют ряд преимуществ перед безнапорными методами. В большинстве случаев достигается более глубокое и равномерное проникновение и более высокая абсорбция консерванта. Другое преимущество состоит в том, что условия обработки можно контролировать, чтобы можно было варьировать удерживание и проникновение. Эти процессы давления могут быть адаптированы к крупномасштабному производству. Высокие первоначальные затраты на оборудование и затраты на электроэнергию являются самыми большими недостатками. Эти методы обработки используются для защиты шпал, опор и конструкционной древесины и сегодня находят применение во всем мире. Различные процессы давления, используемые сегодня, различаются в деталях, но общий метод во всех случаях один и тот же. Обработка проводится в баллонах. Лесоматериалы загружаются в специальные трамвайные вагоны, так называемые тележки или тележки , и в цилиндр. Затем эти цилиндры подвергаются давлению, часто с добавлением более высокой температуры. В качестве окончательной обработки часто используется вакуум для удаления излишков консервантов. Эти циклы можно повторять для достижения лучшего проникновения.
При обработке LOSP часто используется процесс вакуумной пропитки. Это возможно из-за более низкой вязкости используемого уайт-спирита.
Целью полноклеточного процесса является сохранение как можно большего количества жидкости, впитываемой древесиной в течение периода давления, таким образом оставляя максимальную концентрацию консервантов в обработанной области. Обычно для этого процесса используют водные растворы консервирующих солей, но можно также пропитать древесину маслом. Желаемая удерживаемость достигается за счет изменения крепости раствора. Уильям Бернетт запатентовал эту разработку в 1838 году, состоящую из пропитки целых клеток водными растворами. Патент охватывал использование хлорида цинка на водной основе, также известного как обжигание . Полноклеточный процесс с использованием масла был запатентован в 1838 году Джоном Бетеллом. В его патенте описывалось впрыскивание смолы и масел в древесину путем приложения давления в закрытых цилиндрах. Этот процесс используется до сих пор с некоторыми улучшениями.
В отличие от статических процессов с полной и пустой ячейкой, процесс колебаний является динамическим процессом. Благодаря этому процессу давление внутри пропиточного цилиндра меняется между давлением и вакуумом в течение нескольких секунд. Были противоречивые утверждения о том, что с помощью этого процесса можно отменить закрытие ямы елью. Однако наилучшие результаты, достигнутые с помощью этого процесса при использовании ели, не превышают глубины проникновения более 10 мм (0,39 дюйма). Необходимо специализированное оборудование, поэтому требуются более высокие инвестиционные затраты.
Этот подход, разработанный доктором Бушери из Франции в 1838 году, заключался в прикреплении мешка или контейнера с консервирующим раствором к стоящему или свежесрубленному дереву с еще прикрепленной корой, ветвями и листьями, тем самым впрыскивая жидкость в поток сока. За счет транспирации влаги из листьев консервант вытягивается вверх через заболонь ствола дерева.
Модифицированный процесс Бушери заключается в укладке свежеспиленных, неочищенных бревен на опускающиеся полозья со слегка приподнятым пнем, затем закреплении водонепроницаемых заглушек или просверливании нескольких отверстий на концах и заливке раствора медного купороса или другого водорастворимого консерванта в крышки или отверстия из приподнятого контейнера. Консервирующие масла при использовании этого метода, как правило, не проникают должным образом. Гидростатическое давление жидкости проталкивает консервант по длине в заболонь и сквозь нее, тем самым выталкивая сок из другого конца древесины. Через несколько дней заболонь полностью пропитается; к сожалению, проникновение в ядро древесины происходит незначительно или вообще не происходит. Таким способом можно обрабатывать только зеленую древесину. Этот процесс нашел широкое применение для пропитки столбов, а также более крупных деревьев в Европе и Северной Америке, а также возобновил использование для пропитки бамбука в таких странах, как Коста-Рика, Бангладеш, Индия и штат Гавайи.
Этот метод (сокращенно HPSD), разработанный на Филиппинах, состоит из герметичной крышки цилиндра, изготовленной из пластины мягкой стали толщиной 3 мм и закрепленной 8 комплектами болтов, дизельного двигателя мощностью 2 л.с. и регулятора давления с давлением 1,4–14 кг/мин. м 2 вместимость. Колпачок надевается на пень шеста, дерева или бамбука, и консервант впрыскивается в древесину под давлением двигателя.
Этот процесс, впервые испытанный и запатентованный в 1911 и 1912 годах, заключается в проделывании неглубоких щелевидных отверстий в поверхностях обрабатываемого материала, что позволяет добиться более глубокого и равномерного проникновения консерванта. Надрезы, сделанные в распиленном материале, обычно параллельны волокнам древесины. Этот процесс распространен в Северной Америке (с 1950-х годов), где перед обработкой подготавливают изделия из пихты Дугласа и окурки различных пород. Он наиболее полезен для древесины, которая устойчива к боковому проникновению, но позволяет консерванту перемещаться по волокнам. В регионе, в котором она производится, перед обработкой принято надрезать все спиленные пихты Дугласа толщиной 3 дюйма (76 мм) или более.
К сожалению, пропитка ели, самой важной конструкционной древесины на больших территориях Европы, показала, что при пропитке достигается неудовлетворительная глубина обработки. Максимального проникновения в 2 мм (0,079 дюйма) недостаточно для защиты древесины в местах, подверженных атмосферным воздействиям. Современные режущие станки состоят по существу из четырех вращающихся барабанов, оснащенных зубцами, иглами или лазерами, которые прожигают надрезы в древесине. Консерванты можно распределять вдоль волокон на расстояние до 20 мм (0,79 дюйма) в радиальном и до 2 мм (0,079 дюйма) в тангенциальном и радиальном направлении.
В Северной Америке, где распространены древесины меньшего размера, глубина надреза от 4 до 6 мм (от 0,16 до 0,24 дюйма) стала стандартной. В Европе, где широко распространены большие размеры, необходима глубина разреза от 10 до 12 мм (от 0,39 до 0,47 дюйма). Надрезы видны, и их часто считают ошибкой древесины. Разрезы, выполняемые лазером, значительно меньше, чем разрезы спицами или иглами. Затраты на каждый тип процесса составляют примерно 0,50 евро/м 2 для спицевого/традиционного разреза по всему периметру , для лазерного разреза – 3,60 евро/м 2 и для игольчатого разреза – 1,00 евро/м 2 . (Цифры относятся к 1998 году и могут отличаться от сегодняшних цен.)
Альтернативный вариант увеличивает проницаемость древесины с помощью микроволновой технологии. Существует некоторая обеспокоенность тем, что этот метод может отрицательно повлиять на структурные характеристики материала. Исследования в этой области провел Центр кооперативных исследований при Мельбурнском университете, Австралия.
Обугливание древесины приводит к образованию огнеупорных, устойчивых к насекомым и атмосферным воздействиям поверхностей. Деревянные поверхности воспламеняются с помощью ручной горелки или медленно перемещаются по костру. Затем обугленную поверхность очищают стальной щеткой, чтобы удалить незакрепленные кусочки и обнажить волокна. При необходимости можно нанести масло или лак. [41] Обугливание древесины раскаленным железом — традиционный метод в Японии , где он называется якисуги или сё суги бан (буквально «огненный кипарис»).
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )