Термососна и Термоясень от Украинского производителя

За многие тысячелетия, на протяжении которых человек использует и обрабатывает древесину, было создано и внедрено в производство не так уж много технологий, которые означали скачок на качественно новый уровень в этой сфере деятельности. Одной из таких технологий стало термическое модифицирование древесины, благодаря которому, кроме технологичности, высокой декоративности и экологичности, древесина стала еще и долговечной, а геометрия изделий из нее - постоянной.

Древесина - доступный, восстанавливаемый и экологически чистый материал, который имеет отличные физико-механические и декоративные свойства, но одновременно биологические поражения, изменение размеров и рассыхания являются теми факторами, которые ограничивают использование массивной древесины и уменьшают срок эксплуатации изделий из нее. Эти проблемы решают с помощью:

- Нанесение на поверхность древесины материалов, которые обычно формируют влаго-и воздухонепроницаемые пленки - лакокрасочных материалов;

- Пропитка антисептиками;

- Использование дорогих тропических сортов древесины;

- Создание композиционных материалов, где в качестве наполнителя используют измельченную древесину, а как связующее - не всегда безобидные формальдегидные и другие смолы (типичным примером такого материала является ДСП, Декинг)

- Замены на металлические или металлопластиковые конструкции, в которых чаще всего как пластик используют поливинилхлорид (ПВХ) - источник вредных хлорорганических соединений.

Все преимущества и недостатки этих методов очевидны. Еще примерно в первой четверти прошлого века ученые начали исследования по разработке методов существенного улучшения эксплуатационных характеристик древесины и увеличение срока ее долговечности.

В конце прошлого и начале нынешнего тысячелетия на некоторых всемирно известных деревообрабатывающих выставках появился новый высокотехнологичный продукт - Thermowood. По сравнению с обычной древесиной он имел уникальные свойства и значительно более высокую цену. Но разницу в цене компенсировало существенное увеличение долговечности и улучшения эксплуатационных характеристик. Ничем не уступал обычной древесине и внешний вид нового материала, наоборот - был лучшим. Несмотря на это, технология получения продукта заинтересовала многих и ее начали внедрять в развитых странах мира.

В названии метода получения этого продукта отображается его смысл - метод «термической модификации древесины». При модификации древесина изменяет свои свойства под действием высокой температуры и, в большинстве случаев, давления без использования химических веществ. Продукт, получаемый в процессе термической модификации, - это термодревесина, что является экологически чистым материалом. Некоторые иностранные аналоги названия этого продукта - thermowood, thermoholz, "термодревесина", Plato-Wood т.д..

Процесс термического модифицирования древесины требует от его исполнителей знаний во многих областях науки и техники - физике, химии, технологии обработки давлением, коррозии металлов, теории тепломассопереноса т.д.. Оборудование для изготовления термодревесины достаточно дорогое, а сложный технологический процесс требует высококвалифицированных кадров, поэтому термическая модификация относится к категории hi-tech. Именно поэтому стоимость термодревесины значительно выше стоимости обычной.

Термическое модифицирование древесины - сложная цепочка физико-химичних преобразований, которые изменяют структуру древесины и ее химический состав. Упрощенно процесс термического модифицирования древесины можно подать как два физико-химических процессах.

1. Распад гемицеллюлоз на низкомолекулярные вещества.

Основой питания биологических вредителей древесины является гемицеллюлозы и аморфная часть целлюлозы. Следует отметить, что поражение древесины различными видами грибков и плесени возможно только при повышенной влажности. Гемицеллюлозы гигроскопическими, а потому интенсивно впитывают и связывают влагу, повышает влажность древесины. Таким образом, именно гемицеллюлозы создают благоприятные условия для развития на древесине грибков и плесени.

В процессе термической модификации происходит распад гемицеллюлозы и аморфной части целлюлозы. В древесине существенно уменьшается количество веществ, которые являются средой для развития грибков и большинства насекомых-вредителей;

2. Переполимеризация лигнина.

Лигнин и образован псевдолигнин проходит процесс переполимеризации и перераспределения по объему клетки. Они предоставляют стенкам клеток большей плотности, твердости, повышают гидрофобность (отталкивание воды), тем самым уменьшают их способность впитывать влагу и набухать. Переполимеризований лигнин заполняет внутреннюю полость клетки - формируется закритопориста структура с низкой способностью связывать воду. Влага не может проникать внутрь клетки и оставаться там. Термически модифицированная древесина ведет себя почти как ткань - влага проникает только в полости между клетками (нитками) и быстро испаряется.

Термическое модифицирование приводит к лигнификации древесины - только не биохимической (которая происходит при созревании древесины и в течение следующих сотен лет), а ускоренной - физико-химической.

Преимущества термодревесины

После термической модификации обычные породы древесины по своим характеристикам приближаются к известным экзотических тика и Ириком (первый класс требований по стандарту EN 113 «Вещества для консервирования древесины. Методика испытания для определения защитных свойств по дереворазрушающих базидогрибком. Определение уровня токсичности»).

Термодревесина является достаточно устойчивой к воздействию влаги, грибков и всех насекомых-вредителей, кроме термитов. По сроку эксплуатации она способна конкурировать с лучшими тропическими породами. Биологическая долговечность такой древесины в 15-25 раз выше обычной. Древесина после термообработки впитывает влагу гораздо меньше, а главное - довольно быстро (от нескольких часов до нескольких суток) высыхает до первоначального значения влажности. Равновесная влажность термодревесины даже во влажных помещениях составляет 8-12%. Геометрические размеры деталей из термодревесины значительно меньше (на 30-90%) изменяются под действием влаги и температуры окружающей среды, что важно для паркета, окон, дверей и т.д.. Термодревесина сравнению с обычной имеет лучшие теплоизоляционные характеристики - теплопроводность уменьшается на 25-30% - и меньшую на 5-20% массу.

Еще одним преимуществом термодревесины является улучшение внешнего вида. Термическое модифицирование древесины приводит к изменению ее цвета по всему объему в диапазоне коричневых оттенков - от светло-желтого до почти черного. Вследствие этого лучше проявляется текстура древесины. Таким образом, этот вид отделки позволяет придать малоценным породам древесины внешнего вид как в экзотических пород с состаренного дерева. Так, древесину бука можно модифицировать под красное дерево. Используя термодревесину, можно изготавливать популярные сейчас напольные покрытия без использования химических веществ, разного рода морилок, красителей и протравить. Кроме этого, изделия из термодревесины не нужно обрабатывать антисептиками, пропитывать, тонировать и красить.

Технико-экономические характеристики свидетельствуют, что по сравнению с такими методами модификации, как гидрофобизация, пропитка горячими растительными маслами, изменения ацетилированием и пропитки полимеризующих материалам термическое модифицирование является экономически более целесообразным и выгодным.

Благодаря перечисленным свойствам термодревесину широко стали использовать в европейских странах, США и Канаде.

Недостатки термодревесины

После термической модификации улучшаются почти все характеристики древесины, но, как и все на Земле, этот метод не лишен недостатков.

В термодревесины незначительно возрастает хрупкость при использовании самых жестких режимов обработки. Поэтому важное значение имеет правильный подбор пород древесины и режимов их обработки для сведения к минимуму этого недостатка.

При термической обработке из древесины удаляют легкогорючие составляющие. Благодаря этому термодревесина загорается хуже, чем обычная, а в процессе горения выделяет меньшее количество энергии, однако сама проблема горения остается. Поэтому при необходимости изделия из термодревесины нужно обрабатывать антипиренами.

При длительном воздействии солнечных лучей термодревесина, как и обычная, постепенно приобретает серый цвет. Если изделия из этой древесины эксплуатировать под действием солнечных лучей, то для сохранения цвета их нужно покрывать защитными материалами (масла с ультрафиолетовыми фильтрами), например OSMO (Германия) или «WOCA» (Дания).

При термической модификации в древесине образуются легкие летучие вещества с характерным запахом. Наиболее «неприятные» вещества - фурфурол и древесный уксус. Для их удаления надо выдерживать древесину в проветриваемых помещениях или дополнительно обрабатывать. При низком и среднем уровнях модифицирования этих веществ образуется достаточно мало и пока древесина проходит весь процесс механической обработки они выветриваются.

Основными производителями термодревесины в мире являются финские компании. Определенный объем рынка принадлежит предприятиям Германии, Голландии, Испании, Италии, Франции, Эстонии, Польши, России.