Древесина легко разрушается без достаточной консервации. Помимо мер по структурной консервации древесины , существует ряд различных химических консервантов и процессов (также известных как обработка древесины , обработка пиломатериалов или обработка под давлением ), которые могут продлить срок службы древесины, пиломатериалов и связанных с ними продуктов, включая инженерную древесину . Они, как правило, повышают долговечность и устойчивость к разрушению насекомыми или грибками.
Как предположил Ричардсон, [1] обработка древесины практикуется почти так же давно, как и само использование древесины. Существуют записи о консервации древесины, восходящие к Древней Греции во времена правления Александра Македонского , где древесину мостов вымачивали в оливковом масле . Римляне защищали корпуса своих кораблей, протирая древесину смолой. Во время промышленной революции консервация древесины стала краеугольным камнем деревообрабатывающей промышленности. Изобретатели и ученые, такие как Бетелл, Бушери, Бернетт и Киан, внесли исторический вклад в консервацию древесины с помощью консервирующих растворов и процессов. Коммерческая обработка под давлением началась во второй половине 19 века с защиты железнодорожных шпал с помощью креозота . Обработанная древесина использовалась в основном в промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных целях, где она используется до сих пор, пока ее использование значительно не возросло (по крайней мере, в Соединенных Штатах) в 1970-х годах, когда домовладельцы начали строить террасы и проекты для заднего двора. Инновации в области обработанной древесины продолжаются и по сей день, и потребители все больше интересуются менее токсичными материалами.
Древесина, которая была обработана под давлением в промышленных масштабах с использованием одобренных консервантов, представляет ограниченный риск для населения и должна быть утилизирована надлежащим образом. 31 декабря 2003 года индустрия обработки древесины в США прекратила обработку жилой древесины мышьяком и хромом ( хромированным арсенатом 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 изделий, предназначенных для наружного применения, таких как прицепы для коммунальных нужд, и для нежилых конструкций, таких как пирсы, доки и сельскохозяйственные здания. Химикаты для промышленной консервации древесины, как правило, не доступны напрямую населению и могут требовать специального разрешения на импорт или покупку, в зависимости от продукта и юрисдикции, где они используются. В большинстве стран операции по промышленной консервации древесины являются уведомляемыми промышленными видами деятельности, которые требуют лицензирования со стороны соответствующих регулирующих органов, таких как EPA или эквивалент. Условия отчетности и лицензирования сильно различаются в зависимости от конкретных используемых химикатов и страны использования.
Хотя пестициды используются для обработки древесины, консервация древесины защищает природные ресурсы (в краткосрочной перспективе), позволяя изделиям из древесины служить дольше. Предыдущие плохие методы работы в промышленности оставили в некоторых случаях наследие в виде загрязненной почвы и воды вокруг мест обработки древесины. Однако в соответствии с нынешними утвержденными методами работы в отрасли и нормативным контролем, например, применяемыми в Европе, Северной Америке, Австралии, Новой Зеландии, Японии и других странах, воздействие этих операций на окружающую среду должно быть минимальным. [ нейтральность оспаривается ] [ необходима цитата ]
Древесина, обработанная современными консервантами, в целом безопасна для обработки, при условии соблюдения соответствующих мер предосторожности и мер индивидуальной защиты. Однако обработанная древесина может представлять определенную опасность в некоторых обстоятельствах, например, при горении или при образовании свободных частиц древесной пыли или других мелких токсичных остатков, или когда обработанная древесина вступает в прямой контакт с продуктами питания и сельским хозяйством. [ необходима цитата ]
Консерванты, содержащие медь в виде микроскопических частиц, недавно были выведены на рынок, как правило, с торговыми наименованиями «микронизированный» или «микро» и обозначениями, такими как MCQ или MCA. Производители заявляют, что эти продукты безопасны, и EPA зарегистрировало эти продукты.
Американская ассоциация по защите древесины (AWPA) рекомендует, чтобы вся обработанная древесина сопровождалась Информационным листом для потребителей (CIS), чтобы сообщать инструкции по безопасному обращению и утилизации, а также потенциальные опасности для здоровья и окружающей среды обработанной древесины. Многие производители решили вместо этого предоставлять Паспорта безопасности материалов (MSDS). Хотя практика распространения MSDS вместо CIS широко распространена, продолжаются дебаты относительно этой практики и того, как лучше всего сообщать конечному потребителю о потенциальных опасностях и мерах по их снижению. Ни MSDS, ни недавно принятые Международные паспорта безопасности (SDS) не требуются для обработанной древесины в соответствии с действующим федеральным законодательством США.
Химические консерванты можно разделить на три основные категории:
Технология консервации медью в виде частиц ( микронизированных или диспергированных) 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 с частицами меди. Одна система использует систему биоцида quat (известную как MCQ) и является производной от ACQ. Другая использует биоцид азола (известный как MCA или μCA-C), полученный из азола меди.
Две системы с использованием частиц меди, одна из которых продается как MicroPro, а другая как Wolmanized с использованием формулы μCA-C, получили сертификацию экологически предпочтительного продукта (EPP). [3] [4] Сертификация EPP была выдана Scientific Certifications Systems (SCS) и основана на сравнительной оценке воздействия на протяжении жизненного цикла с отраслевым стандартом.
Размер частиц меди, используемых в «микронизированных» медных шариках, варьируется от 1 до 700 нм, в среднем менее 300 нм. Более крупные частицы (например, частицы микронного масштаба) меди не проникают в стенки клеток древесины в достаточной степени. Эти микронизированные консерванты используют наночастицы оксида меди или карбоната меди, в отношении которых существуют предполагаемые проблемы безопасности. [5] В 2011 году группа по защите окружающей среды обратилась в EPA с просьбой отменить регистрацию микронизированных медных продуктов, ссылаясь на проблемы безопасности. [6]
Щелочная медная четвертика (ACQ) — это консервант, изготовленный из меди, фунгицида и четвертичного аммониевого соединения (кват), такого как дидецилдиметиламмонийхлорид , инсектицид , который также усиливает фунгицидную обработку. ACQ получил широкое распространение в США, Европе, Японии и Австралии после ограничений на CCA. [7] Его использование регулируется национальными и международными стандартами, которые определяют объем поглощения консерванта, необходимый для конкретного конечного использования древесины.
Поскольку в ней содержится большое количество меди, обработанная ACQ древесина в пять раз более коррозионна по отношению к обычной стали . Необходимо использовать крепеж, соответствующий или превосходящий требования ASTM A 153 Class D, например, с керамическим покрытием, поскольку простая оцинковка и даже обычные сорта нержавеющей стали подвергаются коррозии. США начали вводить обязательное использование не содержащих мышьяк консервантов для древесины практически для всех видов древесины для жилого использования в 2004 году.
Стандарты Американской ассоциации защиты древесины (AWPA) для ACQ требуют удержания 0,15 фунта/куб. фут (2,4 кг/м 3 ) для надземного использования и 0,40 фунта/куб. фут (6,4 кг/м 3 ) для контакта с землей.
Компания Chemical Specialties, Inc (CSI, теперь Viance) получила Президентскую премию Green Chemistry Challenge Award Агентства по охране окружающей среды США в 2002 году за коммерческое внедрение ACQ. Его широкое использование позволило устранить значительные количества мышьяка и хрома, ранее содержавшиеся в CCA.
Медный азольный консервант (обозначается как CA-B и CA-C в соответствии со стандартами Американской ассоциации по защите древесины/AWPA) — это основной консервант 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 похож на ACQ, с той разницей, что растворенный консервант меди дополнен азольным ко- биоцидом , таким как органические триазолы, такие как тебуконазол или пропиконазол , которые также используются для защиты продовольственных культур, вместо биоцида quat, используемого в ACQ. [8] Азольный ко-биоцид дает продукт азола меди, который эффективен при более низких показателях удержания, чем требуется для эквивалентной производительности ACQ. Общий вид древесины, обработанной консервантом азол меди, похож на CCA с зеленой окраской.
Древесина, обработанная медным азолом, широко продается под брендами Preserve CA и Wolmanized в Северной Америке, а также под брендом Tanalith в Европе и на других международных рынках.
Стандартное удерживание AWPA для CA-B составляет 0,10 фунта/куб. фут (1,6 кг/м 3 ) для надземных применений и 0,21 фунта/куб. фут (3,4 кг/м 3 ) для контактных приложений с землей. Медный азол типа C, обозначаемый как CA-C, был представлен под брендами Wolmanized и Preserve. Стандартное удерживание AWPA для CA-C составляет 0,06 фунта/куб. фут (0,96 кг/м 3 ) для надземных применений и 0,15 фунта/куб. фут (2,4 кг/м 3 ) для контактных приложений с землей.
Нафтенат меди , изобретенный в Дании в 1911 году, эффективно использовался для многих целей, включая: столбы ограждения , холст, сетки, теплицы, столбы электропередач, железнодорожные шпалы, ульи и деревянные конструкции, контактирующие с землей. Нафтенат меди зарегистрирован в Агентстве по охране окружающей среды как пестицид с неограниченным использованием, поэтому для его использования в качестве консерванта древесины не существует федеральных требований по лицензированию для аппликаторов. Нафтенат меди можно наносить кистью, окунанием или обработкой под давлением.
Гавайский университет обнаружил, что нафтенат меди в древесине при нагрузке 1,5 фунта/куб. фут (24 кг/м 3 ) устойчив к атакам формозских термитов. 19 февраля 1981 года Федеральный регистр 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 проведена переоценка состояния обработанных деревянных столбов в южном Миссисипи и статистически рассчитан новый ожидаемый срок службы после обработки. Было установлено, что коммерческие консерванты для древесины, такие как пентахлорфенол в масле, креозот и нафтенат меди в масле, обеспечивают превосходную защиту столбов, а срок службы, по расчетам, теперь превышает 60 лет. Удивительно, но столбы, обработанные креозотом и пентахлорфенолом при 75% рекомендуемого срока хранения AWPA и нафтенат меди при 50% требуемого срока хранения AWPA, показали превосходные результаты на этом участке AWPA Hazard Zone 5. Необработанные столбы из южной сосны продержались 2 года на этом испытательном участке». [9]
Стандарт AWPA M4 по уходу за обработанными консервантами деревянными изделиями гласит: «Соответствие системы консервации для полевой обработки определяется типом консерванта, изначально использованного для защиты продукта, и доступностью консерванта для полевой обработки. Поскольку многие консерванты не упакованы и не маркированы для использования широкой публикой, для полевой обработки может потребоваться использование системы, отличной от первоначальной обработки. Пользователи должны внимательно прочитать и следовать инструкциям и мерам предосторожности, указанным на этикетке продукта, при использовании этих материалов. Консерванты на основе нафтената меди, содержащие не менее 2,0% металлической меди, рекомендуются для материалов, изначально обработанных нафтенатом меди, пентахлорфенолом, креозотом, раствором креозота или консервантами на водной основе». [10] Стандарт M4 был принят [11] Международным строительным кодексом (IBC) 2015 г., раздел 2303.1.9 «Обработанная консервантом древесина», и Международным жилищным кодексом (IRC) 2015 г., раздел R317.1.1 «Обработка в полевых условиях». Американская ассоциация государственных должностных лиц автомагистралей и транспорта (AASHTO) также приняла стандарт AWPA M4.
Нафтенат меди на водной основе продается потребителям под торговой маркой QNAP 5W. Нафтенат меди на масляной основе с 1% меди в качестве металлического раствора продается потребителям под торговой маркой Copper Green, а Wolmanized Copper Coat, 2% меди в качестве металлического раствора, продается под торговой маркой Tenino.
При обработке CCA медь является основным фунгицидом , мышьяк — вторичным фунгицидом и инсектицидом , а хром — фиксатором, который также обеспечивает устойчивость к ультрафиолетовому (УФ) излучению. Известный по зеленоватому оттенку, который он придает древесине, CCA — это консервант, который был очень распространен в течение многих десятилетий.
В процессе обработки давлением водный раствор CCA наносится с использованием цикла вакуума и давления, а затем обработанная древесина укладывается для сушки. В ходе процесса смесь оксидов реагирует с образованием нерастворимых соединений, помогая решать проблемы выщелачивания.
Процесс может применять различные количества консерванта при различных уровнях давления для защиты древесины от возрастающих уровней воздействия. Увеличивающаяся защита может применяться (в порядке возрастания воздействия и обработки) для: воздействия атмосферы, имплантации в почву или вставки в морскую среду.
В последнее десятилетие высказывались опасения, что химикаты могут выщелачиваться из древесины в окружающую почву , что приводит к концентрациям, превышающим естественные фоновые уровни. Исследование, цитируемое в Forest Products Journal, обнаружило, что 12–13% хромированного арсената меди выщелочивается из обработанной древесины, захороненной в компосте в течение 12 месяцев. После того, как эти химикаты выщелочиваются из древесины, они, вероятно, связываются с частицами почвы, особенно в почвах с глиной или почвах, которые являются более щелочными , чем нейтральные. В Соединенных Штатах Комиссия по безопасности потребительских товаров США опубликовала отчет в 2002 году, в котором говорилось, 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 жилищном и коммерческом строительстве, за исключением дранки и черепицы , постоянных деревянных фундаментов и некоторых коммерческих применений. Это было сделано в попытке сократить использование мышьяка и улучшить экологическую безопасность, хотя EPA осторожно указало, что они не пришли к выводу, что деревянные конструкции, обработанные CCA, находящиеся в эксплуатации, представляют неприемлемый риск для общества. EPA не призывало к удалению или демонтажу существующих деревянных конструкций, обработанных CCA.
В Австралии Австралийское управление по пестицидам и ветеринарным препаратам (APVMA [12] ) ограничило использование консерванта CCA для обработки древесины, используемой в определенных областях применения с марта 2006 года. CCA больше не может использоваться для обработки древесины, используемой в областях применения с «тесным контактом с человеком», таких как детское игровое оборудование, мебель, жилые настилы и перила. Использование для жилых, коммерческих и промышленных целей с низким контактом остается неограниченным, как и его использование во всех других ситуациях. Решение APVMA об ограничении использования 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. Подобно Агентству по охране окружающей среды США, APVMA не рекомендовало демонтировать или удалять существующие деревянные конструкции, обработанные 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 конструкциях. Ее разрешается использовать в различных промышленных и общественных работах, таких как мосты, ограждения безопасности автомагистралей, линии электропередач и телекоммуникационные столбы. В Соединенном Королевстве отходы древесины, обработанные CCA, были классифицированы в июле 2012 года как опасные отходы Департаментом по охране окружающей среды, продовольствию и сельским делам. [14]
К ним относятся медь HDO (бис-(N-циклогексилдиазениумдиокси)-медь или CuHDO), хромат меди, цитрат меди, кислотный хромат меди и аммиачный медно-цинковый арсенат (ACZA). Обработка CuHDO является альтернативой CCA, ACQ и CA, используемым в Европе и находящимся на стадии одобрения для США и Канады. ACZA обычно используется для морских применений.
Борная кислота , оксиды и соли ( бораты ) являются эффективными консервантами для древесины и поставляются под многочисленными торговыми марками по всему миру. Одним из наиболее распространенных используемых соединений является тетрагидрат октабората натрия Na 2 B 8 O 13 · 4H 2 O , обычно сокращенно DOT. Древесина, обработанная боратом, малотоксична для человека и не содержит меди или других тяжелых металлов. Однако, в отличие от большинства других консервантов, соединения бората не фиксируются в древесине и могут частично выщелачиваться при многократном воздействии воды, которая стекает, а не испаряется (испарение оставляет борат, поэтому это не проблема). Несмотря на то, что выщелачивание обычно не снижает концентрацию бора ниже эффективных уровней для предотвращения роста грибков, бораты не следует использовать там, где они будут подвергаться многократному воздействию дождя, воды или контакта с землей, если только открытые поверхности не обработаны для отталкивания воды. [15] Цинк-боратные соединения менее подвержены выщелачиванию, чем натрий-боратные соединения, но все еще не рекомендуются для использования под землей, если древесина предварительно не запечатана. [16] Недавний интерес к низкотоксичной древесине для использования в жилых помещениях, наряду с новыми правилами, ограничивающими некоторые средства защиты древесины, привел к возрождению использования обработанной боратом древесины для балок пола и внутренних структурных элементов. Исследователи из CSIRO в Австралии разработали органобораты, которые гораздо более устойчивы к выщелачиванию, при этом по-прежнему обеспечивая древесину хорошей защитой от термитов и грибковых атак. [17] [18] Стоимость производства этих модифицированных боратов ограничит их широкое распространение, но они, вероятно, подойдут для определенных нишевых применений, особенно там, где низкая токсичность для млекопитающих имеет первостепенное значение.
Недавние опасения по поводу воздействия металлических консервантов древесины на здоровье и окружающую среду создали рыночный интерес к неметаллическим консервантам древесины, таким как пропиконазол - тебуконазол - имидаклоприд, более известным как PTI. Стандарты Американской ассоциации защиты древесины (AWPA) для PTI требуют удержания 0,018 фунта/куб. фут (0,29 кг/м 3 ) для надземного использования и 0,013 фунта/куб. фут (0,21 кг/м 3 ) при применении в сочетании с восковым стабилизатором. AWPA не разработала стандарт для консерванта PTI, контактирующего с землей, поэтому PTI в настоящее время ограничен надземными применениями, такими как палубы. Все три компонента PTI также используются в пищевых культурах. Очень низкие требуемые количества PTI в обработанной под давлением древесине еще больше ограничивают эффекты и существенно снижают расходы на перевозку и связанное с этим воздействие на окружающую среду при доставке компонентов консерванта на заводы по обработке под давлением.
Консервант PTI придает древесине очень мало цвета. Производители обычно добавляют краситель или следовое количество раствора меди, чтобы идентифицировать древесину как обработанную под давлением и лучше соответствовать цвету других обработанных под давлением деревянных изделий. Изделия из древесины PTI очень хорошо подходят для нанесения краски и морилки без просачивания. Добавление воскового стабилизатора обеспечивает более низкое удержание консерванта, а также существенно снижает тенденцию древесины к короблению и растрескиванию при высыхании. В сочетании с обычным уходом за террасной доской и нанесением герметика стабилизатор помогает сохранять внешний вид и эксплуатационные характеристики с течением времени. Изделия из обработанной под давлением древесины PTI не более едкие, чем необработанная древесина, и одобрены для всех типов контакта с металлами, включая алюминий.
Изделия из обработанной под давлением древесины PTI появились на рынке относительно недавно и пока не получили широкого распространения в магазинах строительных материалов. Однако некоторые поставщики продают продукцию PTI с доставкой 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 быть средством отпугивания насекомых и обладает незначительными огнестойкими свойствами; однако он легко вымывается из древесины влагой, образуя хлопьевидный слой на поверхности древесины.
Timber Treatment Technology, LLC продает TimberSIL, консервант для древесины на основе силиката натрия. Запатентованный процесс TimberSIL окружает древесные волокна защитной, нетоксичной, аморфной стеклянной матрицей. Результатом является продукт, который компания называет «Glass Wood», который, по их утверждениям, является огнестойким классом А , химически инертным, устойчивым к гниению и распаду, а также превосходит по прочности необработанную древесину. [19] В настоящее время Timbersil участвует в судебном разбирательстве по своим искам. [20] [21]
Есть ряд европейских производителей натуральных красок, которые разработали консерванты на основе силиката калия (калиевого жидкого стекла). Они часто включают соединения бора, целлюлозу, лигнин и другие растительные экстракты. Они представляют собой поверхностное нанесение с минимальной пропиткой для внутреннего использования.
В Австралии был разработан консервант бифентрин на водной основе для повышения устойчивости древесины к насекомым. Поскольку этот консервант наносится распылением, он проникает только в наружные 2 мм поперечного сечения древесины. Возникли опасения относительно того, обеспечит ли эта система тонкой оболочки защиту от насекомых в долгосрочной перспективе, особенно при длительном воздействии солнечного света.
Для огнезащиты древесины используется огнезащитный химикат, который остается стабильным в условиях высоких температур. Огнезащитный состав наносится под давлением на деревообрабатывающем заводе, как и 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 по материалу. Существует несколько коммерчески доступных строительных материалов на основе древесины, использующих обработку под давлением (например, те, которые продаются в Соединенных Штатах и других странах под торговыми наименованиями «FirePro», «Burnblock», «Wood-safe», «Dricon», «D-Blaze» и «Pyro-Guard»), а также заводские покрытия под торговыми наименованиями «PinkWood» и «NexGen». Некоторые покрытия, наносимые на месте, а также бромированные антипирены утратили популярность из-за проблем безопасности, а также проблем, связанных с постоянством нанесения. Существуют также специальные виды обработки для древесины, используемой в условиях воздействия погодных условий.
Единственным пропиточным антипиреном, коммерчески доступным в Австралии, является «NexGen». «Guardian», в котором в качестве «мощного модификатора древесины» использовался формиат кальция, был снят с продажи в начале 2010 года по неуказанным причинам.
К ним относятся пентахлорфенол («пента») и креозот . Они испускают сильный нефтехимический запах и, как правило, не используются в потребительских товарах. Оба эти вида обработки давлением обычно защищают древесину на 40 лет в большинстве случаев применения.
Креозот был первым консервантом для древесины, который приобрел промышленное значение более 150 лет назад, и он до сих пор широко используется для защиты промышленных деревянных компонентов, где длительный срок службы имеет важное значение. Креозот — это консервант на основе смолы , который обычно используется для столбов электропередач , железнодорожных шпал или брусьев . Креозот — один из старейших консервантов для древесины, изначально его получали из древесного дистиллята , но сейчас практически весь креозот производится путем перегонки каменноугольной смолы . Креозот регулируется как пестицид и обычно не продается широкой публике.
В последние годы в Австралии и Новой Зеландии льняное масло включали в составы консервантов в качестве растворителя и водоотталкивающего средства для «обработки оболочки» древесины. Это подразумевает обработку только внешних 5 мм поперечного сечения деревянного элемента консервантом (например, перметрином 25:75), оставляя сердцевину необработанной. Хотя и не так эффективно, как методы CCA или LOSP, обработка оболочки значительно дешевле, поскольку в них используется гораздо меньше консерванта. Основные производители консервантов добавляют синий (или красный) краситель в обработку оболочки. Синяя древесина предназначена для использования к югу от тропика Козерога, а красная — в других местах. Цветной краситель также указывает на то, что древесина обработана для устойчивости к термитам/белым муравьям. В Австралии проводится постоянная рекламная кампания этого типа обработки.
Этот класс обработки древесины использует уайт-спирит или легкие масла, такие как керосин , в качестве растворителя-носителя для доставки консервирующих соединений в древесину. Синтетические пиретроиды обычно используются в качестве инсектицида, такие как перметрин, бифентрин или дельтаметрин. В Австралии и Новой Зеландии наиболее распространенные составы используют перметрин в качестве инсектицида, а пропиконазол и тебуконазол в качестве фунгицидов. Хотя все еще используется химический консервант, этот состав 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 рекуперации паров. LOSP были эмульгированы в растворители на водной основе. Хотя это и значительно снижает выбросы ЛОС, древесина разбухает во время обработки, что сводит на нет многие преимущества формул LOSP.
Различные эпоксидные смолы, обычно разбавленные растворителем, таким как ацетон или метилэтилкетон (МЭК), могут использоваться как для сохранения, так и для герметизации древесины. Рынок покрытий для древесины в целом превысит 12 миллиардов долларов к 2027 году. [22]
Биологически модифицированная древесина обрабатывается биополимерами из сельскохозяйственных отходов. После сушки и отверждения мягкая древесина становится прочной и крепкой. Благодаря этому процессу быстрорастущая сосна приобретает свойства, схожие с тропической древесиной твердых пород. Производственные мощности для этого процесса находятся в Нидерландах и известны под торговым названием «NobelWood».
Из сельскохозяйственных отходов, таких как жом сахарного тростника, производится фурфуриловый спирт . Теоретически этот спирт может быть получен из любых ферментированных отходов биомассы и поэтому может называться зеленым химикатом. После реакций конденсации из фурфурилового спирта образуются преполимеры. Быстрорастущая древесина хвойных пород пропитывается водорастворимым биополимером. После пропитки древесина высушивается и нагревается, что инициирует реакцию полимеризации между биополимером и клетками древесины. В результате этого процесса клетки древесины становятся устойчивыми к микроорганизмам. В настоящее время для этого процесса используется только одна порода древесины — Pinus radiata . Это самая быстрорастущая порода деревьев на Земле, имеющая пористую структуру, которая особенно подходит для процессов пропитки.
Технология применяется к древесине в основном для строительной промышленности в качестве облицовочного материала. Технология дорабатывается для достижения аналогичных физических и биологических свойств других видов древесины, пропитанных полифурфурилом. Помимо пропитки биополимерами древесину можно также пропитывать огнестойкими смолами. Такое сочетание создает древесину с классом прочности I и сертификатом пожарной безопасности Еврокласса B.
Химическая модификация древесины на молекулярном уровне использовалась для улучшения ее эксплуатационных свойств. Было опубликовано много химических реакционных систем для модификации древесины, особенно тех, которые используют различные типы ангидридов; однако, реакция древесины с уксусным ангидридом была наиболее изучена. [23] [24] [25]
Физические свойства любого материала определяются его химической структурой. Древесина содержит большое количество химических групп, называемых свободными гидроксилами . Свободные гидроксильные группы легко поглощают и выделяют воду в зависимости от изменений климатических условий, которым они подвергаются. Это главная причина, по которой на размерную стабильность древесины влияют разбухание и усыхание. Также считается, что переваривание древесины ферментами начинается на свободных гидроксильных участках, что является одной из основных причин, по которой древесина склонна к гниению. [26]
Ацетилирование эффективно изменяет соединения со свободными гидроксилами в древесине в ацетатные эфиры . [27] Это делается путем реакции древесины с уксусным ангидридом , который получается из уксусной кислоты . Когда свободные гидроксильные группы преобразуются в ацетоксигруппы , способность древесины впитывать воду значительно снижается, что делает древесину более стабильной по размерам и, поскольку она больше не усваивается, чрезвычайно долговечной. В целом, хвойные породы дерева естественным образом имеют содержание ацетила от 0,5 до 1,5%, а более прочные лиственные породы — от 2 до 4,5%. Ацетилирование выводит древесину далеко за пределы этих уровней с соответствующими преимуществами. К ним относятся продленный срок службы покрытий, поскольку ацетилированная древесина действует как более стабильная подложка для красок и полупрозрачных покрытий. Ацетилированная древесина нетоксична и не имеет экологических проблем, связанных с традиционными методами консервации.
Ацетилирование древесины впервые было осуществлено в Германии в 1928 году Фуксом. В 1946 году Тарков, Штамм 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 видов древесины и сельскохозяйственных ресурсов.
Несмотря на обширные исследования по химической модификации древесины, и, в частности, по ацетилированию древесины, коммерциализация давалась нелегко. Первый патент на ацетилирование древесины был подан Suida в Австрии в 1930 году. Позже, в 1947 году, Stamm и Tarkow подали патент на ацетилирование древесины и досок с использованием пиридина в качестве катализатора. В 1961 году компания Koppers опубликовала технический бюллетень по ацетилированию древесины без использования катализа, но с органическим сорастворителем [28] В 1977 году в России Отлеснов и Никитина приблизились к коммерциализации, но процесс был прекращен, предположительно из-за невозможности достижения экономической эффективности. В 2007 году Titan Wood, лондонская компания с производственными мощностями в Нидерландах, достигла рентабельной коммерциализации и начала крупномасштабное производство ацетилированной древесины под торговой маркой «Accoya». [29]
Медное покрытие или медная обшивка — это практика покрытия древесины, чаще всего деревянных корпусов судов, медным металлом. Поскольку металлическая медь является как репеллентом, так и токсичной для грибка, насекомых, таких как термиты, и морских двустворчатых моллюсков, это сохранит древесину, а также послужит противообрастающей мерой, предотвращая прикрепление водной флоры и фауны к корпусу судна и снижение скорости и маневренности судна. Современные морские краски для днища часто включают в свои составы значительное количество меди по той же причине, хотя они не рекомендуются для алюминиевых корпусов из-за возможности гальванической коррозии . [30]
Эти виды устойчивы к гниению в естественном состоянии из-за высокого уровня органических химических веществ, называемых экстрактивными веществами , в основном полифенолов , которые обеспечивают им антимикробные свойства. [31] Экстрактивные вещества — это химические вещества, которые откладываются в сердцевине определенных видов деревьев, когда они преобразуют заболонь в сердцевину ; однако они присутствуют в обеих частях. [32] 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 секвойя вечнозеленая ( Sequoia sempervirens ) и западный красный кедр ( Thuja plicata ), попадают в эту категорию. Однако многие из этих видов, как правило, слишком дороги для общего применения в строительстве.
Сосна Хуон использовалась для корпусов кораблей в 19 веке, но чрезмерная вырубка и чрезвычайно медленный темп роста сосны Хуон делают ее теперь специальной древесиной. Сосна Хуон настолько устойчива к гниению, что упавшие много лет назад деревья все еще имеют коммерческую ценность. Мербау по-прежнему является популярной древесиной для настила и имеет долгий срок службы в надземных применениях, но ее заготавливают неустойчивым образом , и она слишком твердая и хрупкая для общего использования. Железная кора является хорошим выбором, если она доступна. Ее собирают как со старых деревьев, так и с плантаций в Австралии , и она очень устойчива к гниению и термитам . Чаще всего ее используют для столбов забора и пней домов. Восточный красный кедр ( Juniperus virginiana ) и белая акация ( Robinia pseudoacacia ) долгое время использовались для столбов забора и перил, устойчивых к гниению, на востоке Соединенных Штатов , а белая акация также высаживается в наше время в Европе. Секвойя береговая обычно используется для аналогичных целей на западе Соединенных Штатов . Тотара и пурири широко использовались в Новой Зеландии в эпоху европейского колониализма, когда местные леса «добывались», даже в качестве столбов для ограждений, многие из которых все еще используются. Тотара использовалась маори для строительства больших вака (каноэ). Сегодня это специальная древесина из-за ее редкости, хотя более низкосортные запасы продаются для использования в ландшафтном дизайне. Каури — превосходная древесина для строительства корпусов и палуб лодок. Теперь это также специальная древесина, и древние бревна (возрастом более 3000 лет), которые были добыты из болот, используются токарями по дереву и мебельщиками.
Естественная долговечность или устойчивость к гниению и насекомым у древесных пород всегда основана на сердцевине (или «истинной древесине»). Заболонь всех пород древесины следует считать недолговечной без обработки консервантом.
Натуральные вещества, очищенные от естественно устойчивых к гниению деревьев и отвечающие за естественную долговечность, также известные как натуральные экстрактивные вещества , являются еще одними перспективными консервантами древесины. Было описано несколько соединений, отвечающих за естественную долговечность, включая различные полифенолы , лигнины , лигнаны (такие как гмелинол , пликатовая кислота ), хинокитиол , α-кадинол и другие сесквитерпеноиды , флавоноиды (такие как мескитол ) и другие вещества. [33] [34] [35] Эти соединения в основном идентифицированы в сердцевине древесины , хотя они также присутствуют в минимальных концентрациях в заболони . [36] Танины , которые также, как было показано, действуют как защитные вещества, присутствуют в коре деревьев. [37] Обработка древесины натуральными экстрактивными веществами, такими как хинокитиол , танины и различные древесные экстракты, была изучена и предложена в качестве еще одного экологически чистого метода сохранения древесины. [38] [39] [40] [41]
Тунговое масло использовалось сотни лет в Китае , где его использовали в качестве консерванта для деревянных кораблей. Масло проникает в древесину, а затем затвердевает, образуя непроницаемый гидрофобный слой до 5 мм в древесине. Как консервант оно эффективно для наружных работ над и под землей, но тонкий слой делает его менее полезным на практике. Оно недоступно для обработки под давлением.
Выходя за рамки сушки древесины в печи, термообработка может сделать древесину более долговечной. Нагревая древесину до определенной температуры, можно сделать древесное волокно менее аппетитным для насекомых.
Термическая обработка также может улучшить свойства древесины по отношению к воде, с более низкой равновесной влажностью, меньшей деформацией влаги и устойчивостью к погодным условиям. Она достаточно устойчива к погодным условиям, чтобы ее можно было использовать без защиты, на фасадах или в кухонных столах, где ожидается смачивание. Однако нагревание может уменьшить количество летучих органических соединений, [32] которые обычно обладают антимикробными свойствами. [42]
Существует четыре похожих метода термообработки — Westwood, разработанный в США; Retiwood, разработанный во Франции; Thermowood, разработанный в Финляндии компанией VTT; и Platowood, разработанный в Нидерландах. Эти процессы автоклавируют обработанную древесину, подвергая ее давлению и нагреву, а также азоту или водяному пару для контроля сушки в поэтапном процессе обработки, варьирующемся от 24 до 48 часов при температуре от 180 °C до 230 °C в зависимости от породы древесины. Эти процессы повышают долговечность, размерную стабильность и твердость обработанной древесины как минимум на один класс; однако обработанная древесина темнеет по цвету, и происходят изменения в определенных механических характеристиках: в частности, модуль упругости увеличивается до 10%, а модуль разрыва уменьшается на 5–20%. [43] [44] Таким образом, обработанная древесина требует сверления для забивания гвоздей, чтобы избежать раскалывания древесины. Некоторые из этих процессов оказывают меньшее воздействие, чем другие, по своему механическому воздействию на обработанную древесину. Древесина, обработанная этим процессом, часто используется для облицовки или сайдинга, напольных покрытий, мебели и окон.
Для борьбы с вредителями, которые могут находиться в древесном упаковочном материале (например, ящиках и поддонах ), ISPM 15 требует термической обработки древесины при температуре 56 °C в течение 30 минут для получения штампа HT . Обычно это требуется для обеспечения уничтожения нематоды увядания сосны и других видов вредителей древесины, которые могут перевозиться на международном уровне.
Древесину и бамбук можно закапывать 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 бамбука с грязью, смешанной с рисовым сеном, для стен. Хотя древесина, контактирующая с почвой, обычно разлагается быстрее, чем древесина, не контактирующая с ней, возможно, что преобладающие во Вьетнаме 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 значениях температуры и влажности, погружение ее в насыщенный водой ил может замедлить гниение, пропитывая внутренние клетки древесины за пределами диапазона их гниения.
Вероятно, первые попытки защитить древесину от гниения и нашествия насекомых состояли в нанесении консервантов кистью или втирании их в поверхности обработанной древесины. Методом проб и ошибок постепенно определялись наиболее эффективные консерванты и способы их нанесения. В период промышленной революции спрос на такие вещи, как телеграфные столбы и железнодорожные шпалы (Великобритания: железнодорожные шпалы), способствовал взрыву новых технологий, которые появились в начале 19 века. Самый резкий рост изобретений произошел между 1830 и 1840 годами, когда Бетелл, Бушери, Бернетт и Киан творили историю консервации древесины. С тех пор было внедрено множество процессов или усовершенствованы существующие процессы. Целью современной консервации древесины является обеспечение глубокого, равномерного проникновения с разумными затратами, не подвергая опасности окружающую среду. Наиболее распространенными сегодня способами нанесения являются те, которые используют искусственное давление, с помощью которого многие виды древесины эффективно обрабатываются, но несколько видов (такие как ель, пихта Дугласа, лиственница, тсуга и пихта) очень устойчивы к пропитке. С использованием надрезания обработка этих пород древесины была несколько успешной, но с более высокой стоимостью и не всегда удовлетворительными результатами. Можно грубо разделить методы сохранения древесины на процессы без давления и процессы под давлением.
Существует множество процессов обработки древесины без давления, которые различаются в первую очередь по своей процедуре. Наиболее распространенные из этих обработок включают нанесение консерванта путем нанесения кистью или распылением, погружением, замачиванием, вымачиванием или посредством горячей и холодной ванны. Существует также множество дополнительных методов, включающих обугливание, нанесение консервантов в просверленные отверстия, диффузионные процессы и вытеснение сока.
Нанесение консервантов кистью — давно практикуемый метод, который часто используется в современных столярных мастерских. Технологические разработки позволяют также распылять консерванты на поверхность древесины. Часть жидкости втягивается в древесину в результате капиллярного действия, прежде чем спрей стекает или испаряется, но если не происходит лужения, проникновение ограничено и может не подходить для длительного воздействия атмосферных условий. Используя метод распыления, можно также наносить креозот на основе каменноугольной смолы, растворы на масляной основе и соли на водной основе (в некоторой степени). Тщательная обработка креозотом на основе каменноугольной смолы кистью или распылением может добавить от 1 до 3 лет к сроку службы столбов или стоек. Два или более слоев обеспечивают лучшую защиту, чем один, но последующие слои не следует наносить, пока предыдущий слой не высохнет или не впитается в древесину. Перед обработкой древесину следует выдержать .
Погружение заключается в простом погружении древесины в ванну с креозотом или другим консервантом на несколько секунд или минут. Достигается проникновение, подобное проникновению при обработке кистью и распылением. Преимущество этого метода заключается в минимизации ручного труда. Он требует больше оборудования и большего количества консерванта и не подходит для обработки небольших партий древесины. Обычно процесс погружения полезен при обработке оконных рам и дверей. За исключением нафтената меди, обработка консервантом на основе солей меди больше не допускается при использовании этого метода.
В этом процессе древесина погружается в емкость с водо-консервирующей смесью и замачивается в течение более длительного периода времени (от нескольких дней до недель). Этот процесс был разработан в 19 веке Джоном Кайаном . Глубина и удерживание зависят от таких факторов, как порода, влажность древесины, консервант и продолжительность замачивания. Большая часть поглощения происходит в течение первых двух или трех дней, но будет продолжаться более медленными темпами в течение неопределенного периода времени. В результате, чем дольше древесина остается в растворе, тем лучше она будет обработана. При обработке выдержанной древесины и вода, и консервирующая соль впитываются в древесину, что делает необходимым выдерживать древесину во второй раз. Столбы и столбы можно обрабатывать непосредственно на подверженных риску участках, но их следует обрабатывать не менее чем на 30 см (0,98 фута) выше будущего уровня земли.
Глубина, полученная во время регулярных периодов замачивания, варьируется от 5 до 10 мм (от 0,20 до 0,39 дюйма) до 30 мм (1,2 дюйма) для соснового сока. Из-за низкого поглощения прочность раствора должна быть несколько сильнее, чем в процессах под давлением, около 5% для выдержанной древесины и 10% для сырой древесины (потому что концентрация медленно уменьшается по мере того, как химикаты диффундируют в древесину). Прочность раствора следует постоянно контролировать и, при необходимости, корректировать с помощью солевой добавки. После того, как древесина будет извлечена из резервуара для обработки, химикат продолжит распространяться внутри древесины, если она имеет достаточную влажность. Древесину следует прижать и сложить так, чтобы раствор мог достичь всех поверхностей. (Наклейки для распиленных материалов следует размещать между каждым слоем досок.) Этот процесс находит минимальное применение, несмотря на свою былую популярность в континентальной Европе и Великобритании .
Названный в честь Джона Говарда Кьяна , который запатентовал этот процесс в Англии в 1833 году, кианизация заключается в замачивании древесины в 0,67% растворе консерванта хлорида ртути . Больше не используется.
Запатентованный Чарльзом А. Сили, этот процесс обеспечивает обработку путем погружения выдержанной древесины в последовательные ванны с горячими и холодными консервантами. Во время горячих ванн воздух расширяется в древесине. Когда древесину меняют на холодную ванну (консервант также можно менять), в просвете ячеек создается частичный вакуум, заставляя консервант втягиваться в древесину. Некоторое проникновение происходит во время горячих ванн, но большая его часть 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 или в некоторых случаях дольше. Температура консерванта в горячей ванне должна быть 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 при этом процессе, составляет от 30 до 50 мм (от 1,2 до 2,0 дюймов). При этой обработке можно использовать как консервирующие масла, так и водорастворимые соли. Из-за более длительных периодов обработки этот метод сегодня мало применяется в коммерческой отрасли консервации древесины.
Как объясняется в «Справочнике по коррозии» Улига, этот процесс включает две или более химических ванн, которые вступают в реакцию с клетками древесины и приводят к осаждению консерванта в клетках древесины. Два химиката, обычно используемых в этом процессе, — это этаноламин меди и диметилдитиокарбамат натрия, который реагирует с осаждением диметилдитиокарбамата меди. Осажденный консервант очень устойчив к выщелачиванию. С момента его использования в середине 1990-х годов он был прекращен в Соединенных Штатах Америки, но он никогда не был коммерциализирован в Канаде. [45]
.jpg/1280px-thumbnail.jpg)
Процессы под давлением являются наиболее постоянным методом сохранения жизни древесины на сегодняшний день. Процессы под давлением - это те, в которых обработка проводится в закрытых цилиндрах с применением давления или вакуума. Эти процессы имеют ряд преимуществ по сравнению с методами без давления. В большинстве случаев достигается более глубокое и равномерное проникновение и более высокая абсорбция консерванта. Еще одним преимуществом является то, что условия обработки можно контролировать, так что удержание и проникновение можно изменять. Эти процессы под давлением можно адаптировать к крупномасштабному производству. Высокие начальные затраты на оборудование и затраты на электроэнергию являются самыми большими недостатками. Эти методы обработки используются для защиты шпал, столбов и структурных пиломатериалов и находят применение во всем мире сегодня. Различные процессы под давлением, которые используются сегодня, отличаются в деталях, но общий метод во всех случаях один и тот же. Обработка проводится в цилиндрах. Древесину загружают в специальные трамвайные вагоны, так называемые тележки или буги , и в цилиндр. Затем эти цилиндры подвергаются давлению, часто с добавлением более высокой температуры. В качестве окончательной обработки часто используется вакуум для извлечения 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-носителя.
Цель процесса с полной ячейкой — сохранить как можно больше жидкости, впитавшейся в древесину в течение периода давления, таким образом оставляя максимальную концентрацию консервантов в обработанной области. Обычно в этом процессе используются водные растворы консервирующих солей, но также возможно пропитывать древесину маслом. Желаемое удержание достигается путем изменения концентрации раствора. Уильям Бернетт запатентовал эту разработку в 1838 году пропитки целых ячеек водными растворами. Патент охватывал использование хлорида цинка на водной основе, также известного как Burnettizing . Процесс с полной ячейкой с маслом был запатентован в 1838 году Джоном Бетеллом. Его патент описывал инъекцию смолы и масел в древесину путем применения давления в закрытых цилиндрах. Этот процесс используется и сегодня с некоторыми усовершенствованиями.
В отличие от статических процессов с полной ячейкой и пустой ячейкой, процесс флуктуации является динамическим процессом. В этом процессе давление внутри пропиточного цилиндра меняется между давлением и вакуумом в течение нескольких секунд. Были противоречивые утверждения о том, что с помощью этого процесса можно обратить вспять закрытие ямок елью. Однако наилучшие результаты, которые были достигнуты с помощью этого процесса елью, не превышают проникновения глубже 10 мм (0,39 дюйма). Необходимо специализированное оборудование, и поэтому возникают более высокие инвестиционные затраты.
Разработанный доктором Бушери из Франции в 1838 году, этот подход состоял в прикреплении мешка или контейнера с консервирующим раствором к стоящему или свежесрубленному дереву с корой, ветвями и листьями, тем самым впрыскивая жидкость в поток сока. За счет транспирации влаги из листьев консервант втягивается вверх через заболонь ствола дерева.
Модифицированный процесс Бушери заключается в размещении свежесрубленных, неочищенных пиломатериалов на наклонных салазках, при этом пень слегка приподнят, затем крепятся водонепроницаемые крышки или сверлится ряд отверстий в концах, и вставляется раствор сульфата меди или другого консерванта на водной основе в крышки или отверстия из приподнятого контейнера. Консервирующие масла, как правило, не проникают удовлетворительно при этом методе. Гидростатическое давление жидкости заставляет консервант продольно проникать в заболонь и через нее, тем самым выталкивая сок из другого конца древесины. Через несколько дней заболонь полностью пропитывается; к сожалению, в сердцевину проникновение происходит в незначительной степени или вообще отсутствует. Таким образом можно обрабатывать только зеленую древесину. Этот процесс нашел широкое применение для пропитки столбов, а также более крупных деревьев в Европе и Северной Америке и пережил возрождение использования для пропитки бамбука в таких странах, как Коста-Рика, Бангладеш, Индия и штат Гавайи.
Разработанный на Филиппинах, этот метод (сокращенно HPSD) состоит из цилиндрического колпачка, изготовленного из мягкой стальной пластины толщиной 3 мм, закрепленной 8 комплектами болтов, дизельного двигателя мощностью 2 л. с. и регулятора давления с производительностью 1,4–14 кг/м 2 . Колпачок надевается на пень столба, дерева или бамбука, и консервант вдавливается в древесину под давлением двигателя.
Впервые испытанный и запатентованный в 1911 и 1912 годах, этот процесс заключается в создании неглубоких щелевидных отверстий в поверхностях обрабатываемого материала, чтобы можно было получить более глубокое и равномерное проникновение консерванта. Надрезы, сделанные в распиленном материале, обычно параллельны волокнам древесины. Этот процесс распространен в Северной Америке (с 1950-х годов), где изделия из пихты Дугласа и комли шестов различных пород готовятся перед обработкой. Он наиболее полезен для древесины, которая устойчива к боковому проникновению, но допускает транспортировку консерванта вдоль волокон. В регионе, где он производится, общепринятой практикой является надрез всей распиленной пихты Дугласа толщиной 3 дюйма (76 мм) или более перед обработкой.
К сожалению, пропитка ели, самой важной строительной древесины на больших территориях в Европе, показала, что при пропитке достигаются неудовлетворительные глубины обработки. Максимальное проникновение в 2 мм (0,079 дюйма) недостаточно для защиты древесины в выветренных положениях. Современные машины для надрезания состоят в основном из четырех вращающихся барабанов, оснащенных зубьями или иглами или лазерами, которые выжигают надрезы в древесине. Консерванты можно распределять вдоль волокон до 20 мм (0,79 дюйма) в радиальном направлении и до 2 мм (0,079 дюйма) в тангенциальном и радиальном направлении.
В Северной Америке, где распространены меньшие размеры древесины, глубина надреза от 4 до 6 мм (от 0,16 до 0,24 дюйма) стала стандартом. В Европе, где распространены большие размеры, необходима глубина надреза от 10 до 12 мм (от 0,39 до 0,47 дюйма). Надрезы видны и часто считаются дефектом древесины. Надрезы лазером значительно меньше, чем надрезы спицами или иглами. Стоимость каждого типа процесса составляет приблизительно для спицеобразной/обычной круговой насечки 0,50 евро/м 2 , лазерной насечки 3,60 евро/м 2 и игольной насечки 1,00 евро/м 2 . (Цифры относятся к 1998 году и могут отличаться от текущих цен.)
Альтернатива увеличивает проницаемость древесины с помощью микроволновой технологии. Есть некоторые опасения, что этот метод может отрицательно повлиять на структурные характеристики материала. Исследования в этой области были проведены Центром совместных исследований в Университете Мельбурна, Австралия.
Обугливание древесины приводит к образованию огнестойких, устойчивых к насекомым и погодным условиям поверхностей. Деревянные поверхности поджигают с помощью ручной горелки или медленно перемещают по огню. Затем обугленную поверхность очищают стальной щеткой, чтобы удалить свободные части и обнажить волокна. При необходимости можно нанести масло или лак. [46] Обугливание древесины раскаленным железом является традиционным методом в Японии , где его называют якисуги или сё суги бан (буквально «огненный кипарис»).
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )