CC BY
20
УДК 674.048 Астр. Л.А. Гаврилюк; проф. 1.М. Озартв, д-р техн. наук -
НЛТУ Украши, м. Львiв
АНАЛ1З СКЛАД1В АНТИСЕПТИК1В ДЛЯ ПРОСОЧУВАННЯ ЧОРНОВИХ МЕБЛЕВИХ ЗАГОТОВОК
Розглянуто антисептичш засоби захисту деревини, описано класифкащю та вимоги до антисептиюв. Проаналiзовано 1х склади та вплив на фiзико-механiчнi та декоративнi властивостi деревини, особливу увагу придiлено неорганiчним водороз-чинним антисептикам. Зроблено висновки про придатшсть для просочування чорно-вих меблевих заготовок.
Ключов1 слова: деревина, антисептики, бюзахист деревини, просочування, чор-новi меблевi заготовки.
Щороку на промислових ринках шдустр1ально розвинених кра1н з'яв-ляються нов1 матер1али для буд1вництва. Чимало з них з часом втрачають перспективу 1 про них згодом забувають. Незмшним же матер1алом протягом вЫе1 ютори розвитку людства залишаеться деревина. До позитивних власти-востей деревини вщносять високу мщшсть та тепло1золяцшш властивост1, природну декоратившсть, простоту оброблення 1 вщносну легюсть монтажу.
Однак, разом з перевагами, у деревини е й недолжи, зокрема: горю-чють, швидка втрата мщност 1 декоративних властивостей тд впливом ат-мосферних опад1в, а також схильшсть до руйнування грибами, бактер1ями 1 комахами [1]. Вщновлення пошкоджено! деревини пов'язане з1 значними ма-тер1альними витратами, а часом { просто е неможливим. Тому х1м1чний за-хист деревини повинен починатися одразу ж шсля виготовлення пиломатерь ал1в, оскшьки збшьшуе 11 довгов1чшсть { е важливим природоохоронним { ре-сурсоощадним заходом, що забезпечуе зниження обсяпв л1созагот1вель { збе-реження люових масив1в. Правильно оргашзоват технолопчш процеси просочування деревини дають змогу продовжити в 3-5 раз1в термш 11 експлуата-ци, що забезпечуе значну економш деревини [2].
Залежно вщ породи { будови, деревина мае р1зну стшюсть проти гнит-тя. За стшюстю проти гниття породи деревини подшяють на чотири класи (рис. 1) [3]. З практики вщомо так традицшш методи захисту деревини:
• камерне суш1ння до вологост1 матер1алу нижче вщ 20 %, за яко1 створюються умови, несприятлив1 для розвитку грибшв;
• конструктивне ршення, яке полягае у використант волого1 деревини в сере-довишд з р1вноважною волопстю меншою за 20 % 1 захист 11 вщ зволоження;
• х1м1чний захист шляхом глибокого просочування або шляхом поверхневого оброблення деревини оргатчними чи неоргатчними солями, токсична д1я яких припиняе розвиток грибюв.
Стшю Середньостшю Малостшю Нестши
• сосна • ясен • ядро дуба • ядро модрини • ялина • ялиця (смерека) • перифершна частина кедра • заболонь модрини • центральна зона бука • заболонь берези • заболонь бука • заболонь граба • заболонь дуба • заболонь клена • ядро в'яза • вшьха • осика • заболонь липи • центральна зона берези
Рис. 1. Класифжащя порьд за стшшстю до гниття
Хiмiчнi засоби захисту деревини повинш вiдповiдати таким вимогам: мати високу захисну здатшсть; бути еколопчними для людей, тварин i навко-лишнього середовища за високо! токсичностi для всiх або бшьшосл руйшв-никiв деревини; легко та глибоко проникати у капшярно-пористу структуру як сухо!, так i волого! деревини, надiйно фiксуватися в нш, не чинячи негативного впливу на фiзико-механiчнi властивостi деревини; добре розчиняти-ся у вод^ не мати осаду; не спричиняти корози металiв; не пiдвищувати пг-роскопiчнiсть i горючiсть деревини; не мати рiзкого запаху; розчини антисеп-тикiв повиннi залишатися стабiльними у процес просочування; безпечнiсть процесу просочування деревини, вщсутшсть шкiдливих вiдходiв, можливють регенерування вiдходiв [4-6].
Деякi антисептики надають деревинi небажаного забарвлення або по-гiршують адгезiю кле'в та лакофарбових матерiалiв, що значно знижуе область !х застосування. Важливо не лише зберегти товарну щнтсть люо- та пиломатерiалiв, але i не допустити iстотного пiдвищення !х вартостi, тому щ-на i рекомендованi витрати часто мають вирiшальне значення пiд час вибору захисного засобу. Усi захиснi препарати виготовляють iз велико! кiлькостi рiзних складових. Вони мають рiзну захисну дда, рiзнi умови застосування та iншi властивостi [3].Класифiкацiю хiмiчних засобiв захисту показано на рис. 2.
Х1м1чш засоби захисту
за х1м1чним складом
• оргашчш
• неоргашчш
• комбшоваш
за розчиншстю
• водорозчинш
Рис. 2. Класифжащя хШчних засобiв захисту
Оскшьки предметом нашого дослщження е антисептики для захисту чорнових меблевих заготовок, то варто зазначити, що, ^м захисних власти-востей препарату, визначальними характеристиками е еколопчшсть, вщсут-нiсть негативного впливу на здатшсть деревини до склеювання, фарбування. Антисептики не повинш також спричиняти корозда металiв (крiплення, фур-шгури) та змiнювати природнiй колiр деревини.
Оскшьки жоден з представлених на ринку засобiв не вщповщае всьо-му комплексу даних вимог, то шдбирати !х необхiдно залежно вщ умов експлуатацii' виробiв з деревини. Проаналiзувавши лiтературнi джерела, ми зауважили, що на цей час пропонують багато нових антисептиюв, але вико-
за ступенем вимивання з деревини
• легковимивш (ЛВ)
• вимивш (В)
• важковимивш (ВВ)
• невимивш (НВ)
ристання давно вщомих складiв на практицi на сьогодш не втратило CBoeï актуальности
Орган1чн1 неол1йн1 антисептики (диштрофенолят натрто, пентах-лорфенол (C6Cl5OH), пентахлорфенолят натрж> (C6Cl5NaH2O), оксидифенiл технiчний (C12H10O), оксидифенолят натрiю (N8C12H9OH9), нафтонат мiдi [Cu (CioHi7O)2]) характеризуються високою токсичнютю до грибiв i комах, стшюстю до вимивання, але мають неприемний запах, фарбують деревину та е отруйними для людини. Розчиняються вони в гаш, мазутi, дизпаливi i смолах. 1з загостренням екологiчноï ситуацiï застосування антисептикiв на осно-вi хлорфенольних сполук обмежуеться у всьому свiтi. Встановлено, що у разi потрапляння пентахлорфеноляту натрiю у воду можливе масове знищення риби, забруднення Грунтових вод, а внаслщок спалювання утворюеться висо-котоксична отрута - дюксан.
Антисептичнi оливи - це певш органiчнi сполуки, яю мають високу токсичнiсть до бюруйшвниюв. До таких олив належать кам'яновугшьна про-сочувальна олива (КМ), антраценова просочувальна олива (АМ) та сланцева просочувальна олива (СМ). Зазначимо, що КМ та АМ - це продукти перероб-лення кам'яновугiльноï смоли, отриманоï внаслiдок звичайного коксування (за температури 800... 1000°С) кам'яного вугшля. Вони е дуже отруйними антисептиками щодо всiх бiоруйнiвникiв деревини.
На загал просочувальнi оливи е непгроскотчними; вони не спричиню-ють корозiï металiв; не вимиваються з деревини; не знижують ïï мщносп, але пiдвищують горючiсть, роблять поверхню деревини темною i брудною. Мають рiзкий запах. У наш час стойь питання про заборону використання олив у зв'язку з виявленням у ïх складi канцерогенних речовин. Як бачимо, оргашчш антисептики не вщповщають поставленим вимогам; тому вони не можуть бути використаш для захисного оброблення чорнових меблевих заготовок.
Неоргашчш водорозчинн1 антисептики характеризуються значною токсичнютю до грибiв i комах та легко випаровуються з деревини. ïх застосо-вують для просочування деревини в закритих примщеннях, а також для при-готування антисептичних паст. До цiеï групи належать переважно солi рiзних металiв: зокрема фторид натрiю та iншi сполуки фтору, деякi сполуки ртут i миш'яка.
Фторид натр1ю (NaF) - найбiльш широко застосовують для захисту деревини в будiвництвi. Вш становить бiлий порошок без запаху, який мю-тить у собi 76-96 % чистого антисептика. Розчиннють у гарячiй водi становить 3,5-4 %. Зазвичай використовують робочий розчин 3 %-воï концентрацiï. Питома вага фториду натрто складае 2,76, вш нелеткий, негорючий, добре проникае в деревину з вологютю 40-50 %, не знижуе мiцнiсть деревини, слабо викликае корозiю металiв. Для тварин не становить вели^ небезпеки.
Кремн1ефторид натр1ю (Na2SiF6) - це бший кристалiчний порошок, часто з шрим або жовтуватим вщгшком, без запаху. G малою розчинним у холоднш водi (0,65 %). Гранична розчиннють в гарячш водi дорiвнюе 2,5 %. Мае таю ж властивосп, як i фторид натрто. Для пiдвищення антисептичних властивостей до розчишв кремнiефториду натрiю додають кальциновану соду, амiак або iншi луги.
Кремшефторид амошю (NН4SiF6) використовують для захисту люо-матер1ал1в вщ ураження синявою. За токсичшстю та шшими показниками незначно вщр1зняеться вщ фториду натрто, але викликае значну корозто ме-тал1в. Додавання до розчину 3 %-вого хромату амошю великою м1рою зни-жуе цю негативну властивють.
Кремшефторид цинку (ZnSiF6 • 10Н20) добре розчиняеться у вод1 1 легко проникае в деревину. Його застосовують в розчинах 5-10 %-во1 концен-трацп. Один 1з основних компонента антисептичного складу "Fluralsil", який мютить до 70 % кремшефториду цинку; 20 % шрчанокислого цинку, до 10 % фториду натрж> 1 невелику юльюсть фарбуючих речовин, яю гальмують роз-виток гриб1в 1 синяви. Хоча цей препарат мае хорош! антисептичш власти-воста, проте спричинюе сильну короз1ю метал1в, що ставить тд сумшв до-цшьшсть його використання для захисту чорнових меблевих заготовок.
Найчисельшша е група мщно-хромових препарапв 1з додаванням бури, фтористого або кремшефтористого натр1ю - хромомщний (ХМ-11), хро-момщнофторисл (ХМК, ХМФ), хромомщнохлороцинковий (ХМХЦ), хро-мофторомиш'яков1 препарати ("Динал1т УАЛЛ", "Диналгг УА") та ш. Засто-сувати антисептики ще1 групи для просочування чорнових меблевих заготовок не варто, осюльки вони мають властивють зафарбовувати деревину у зе-лений кол1р, а препарат ХМХЦ спричинюе короз1ю чорних метал1в.
Останшм часом у всьому свт значно виросла защкавлешсть борвмю-ними бювогнезахисними препаратами [7]. "Мебор" рекомендують для захисту деревини в буд1вництв1. Це водорозчинний препарат, який мютить у пев-них сшввщношеннях мщь 1 бор. Його застосовують для просочування деревини в умовах, яю виключають можливють вимивання антисептика.
МБ-1 - один 1з найбшьш перспективних препарапв для захисту деревини в буд1вництв1. До його складу входять таю компоненти: Си804-5Ы20 -3,1 %; Ыа2В40г10Ы20 - 6,1 %; (МЫ4)2С03 - 4,5 %; Ы3В03 - 3,9 %. Шд час ви-готовлення препарату кожний 1з компонента розчиняють окремо. Для утво-рення м1дно-ам1ачного комплексу 1 цим самим для попередження утворення осаду в розчин сульфату мда додають карбонат амошю або бшьш доступний пдроксид амошю. У розчин тетраборату натр1ю для тдвищення його розчин-носп додають борну кислоту. Попм обидва розчини зливають, перем1шують 1 отриманим розчином просочують деревину. Просочувальний розчин МБ-1, як 1 просочена ним деревина, не спричинюють корозп метал1в.
Запропоноваш способи 1 режими захисного оброблення деревини розчином МБ-1таю: нанесення на поверхню, вимочування, прогр1вання - холодна ванна, автоклавне просочування. На основ1 МБ-1 розроблеш модифшаци, одна з яких мютить додатковий компонент - сульфат амошю, запропонова-ний з метою тдвищення антитренних властивостей препарату 1 застосуван-ня його для вогнезахисту способом нанесення на поверхню.
"Рибор" - ефективний водорозчинний антисептик без запаху 1 кольо-ру, не токсичний для людей 1 тварин, тому може бути рекомендований для спещальних випадюв захисту деревини. "Рибор" легко проникае в деревину, не псуе 11 зовшшнього вигляду, не спричинюе корозп метал1в. Поверхня об-роблено1 деревини добре покриваеться лаками 1 фарбами.
До борвмюних препаратiв належить "Кобор", який складаеться iз су-мiшi ефiрiв борноï кислоти та дiяльноï фракцiï високо киплячих продуктiв синтезу iзопрену. Основною складовою "Кобору" е борат метилбутандюл-1,3. За концентрацiï "Кобору" в деревиш 2,8-3,1 % за масою повнютю приг-лушуеться рiст найбшьш активних дереворуйнiвних грибiв. "Кобор" набув практичного використання для захисту деревини в закритих конструкщях, а також деревини, призначеноï для покриття лаком. Особливютю цього препарату е те, що вш розчиняеться як у вод^ так i в оргашчних розчинниках, що значно розширюе сферу його застосування. Антисептик не змшюе кольору деревини, не витжае на поверхню, не спричинюе корозп i не знижуе мiцностi деревини.
Для бю- i вогнезахисту може бути використаний також " Динор" - пен-таеритритборат кальцiю. За наявносп амiаку в певних умовах вш перетво-рюеться в деревинi у важковимивну комплексну сполуку. До складу "Дино-ру" входять сполуки, яю е малотоксичними для людини i навколишнього се-редовища. З огляду на це значно полегшуються заходи з техшки безпеки як шд час виробництва "Динору", так i шд час його застосування.
Навиь короткий огляд складiв захисних препарапв, запропонованих останнiм часом, дае змогу зробити висновок, що дослiдники досить аргумен-товано продовжують орiентуватись на багатокомпонентш препарати i для створення ïх, широко використовуючи новi продукти, не вiдмовляються вiд включення до складу класичних антисептичних сполук. Останне, вочевидь, правильно, оскшьки сполук iз високими антисептичними властивостями не так багато, а варiанти комб^вання ïх ще далеко не вичерпаш. Але, не зважа-ючи на вщносно правильнi шляхи побудови препарапв, практичне використання набувае лише деяю з них. Причиною е неповнота дослщжень, що про-водяться (даеться тiльки рецептура, показники токсичносп i це вважають достатне, щоб описати препарат). Проте препарат може набути практичного застосування за умови, якщо вiдомi технолопчш та експлуатацiйнi власти-востi, а також дано про його безпечнють для людини та економiчнi показники, що характеризують варiанти його використання.
Незважаючи на рiзноманiття антисептиюв, необхiдно врахувати, що кожен з них е ефективним тшьки проти певних захворювань деревини. Уш-версального антисептика вщ всiх бiоруйнiвникiв не юнуе. Жодна з фiрм, що виготовляють антисептики, не вказуе, вщ якого виду руйнувань склад е бшьш ефективним, i вiд якого менш ефективним. В анотацiях просто перераховують "стандартний" набiр. Тому тшьки поеднання конструкцшного та хiмiчного захисту може гарантувати довговiчнiсть споруд та виробiв з деревини.
Враховуючи сказане, можемо зробити такий висновок: без активних заходiв захисту деревини вiд бiоруйнувань термш ïï експлуатацiï е невеликим, тому розроблення нових видiв антисептиюв, яю матимуть високi захиснi властивосп, глибоко проникатимуть в деревину, забезпечуватимуть тривалий захист i, водночас, залишатимуться екологобезпечними, е актуальною проблемою для науковцiв та практиюв.
Л1тература
1. Акишенков С.И. Защитная обработка древесины : лекции / С.И. Акишенков. - Л. : ЛТА, 1986. - 64 с.
2. Козак Р. Бюшкщники деревини та способи захисту вщ них / Р. Козак, Р. Салабай // Деревообробник. - Львiв : Вид-во "Деревообробник". - 2009. - № 14. - С. 6-7.
3. Озарив 1.М. Основи бювогнезахисту деревини : навч. поабн. / 1.М. Озарюв, Ю.М. Губер, Л.Я. Сорока, З.П. Копинець. - Львiв : РВВ НЛТУ Украни, 2007. - 72 с.
4. Расев А.И. Гидротермическая обработка и консервирование древесины : учебн. по-соб. / А.И. Расев, А.А. Косарин. - М. : Изд-во "Форум", 2010. - 416 с.
5. Калниньш А.Я. Консервирование и защита лесоматериалов : справочник / А.Я. Калниньш и др. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1971. - 424 с.
6. Калниньш А.Я. Консервирование древесины : учебн. пособ. / А.Я. Калниньш. - М. : Гослесбумиздат, 1962. - 143 с.
7. Эрмуш Н.А. Новые борсодержащие защитные средства для древесины и древесных материалов в строительстве / Н.А. Эрмуш // Биоповреждения в строительстве. - М. : Стройиз-дат, 1984. - С. 140-149.
Гаврилюк Л А., Озаркив И.М. Анализ составов антисептиков для пропитки черновых мебельных заготовок
Рассмотрены антисептические средства защиты древесины, описаны классификация и требования к антисептикам. Проанализированы их составы и влияние на физико-механические и декоративные свойства древесины, особое внимание уделено неорганическим водорастворимым антисептикам. Сделаны выводы о пригодности для пропитки черновых мебельных заготовок.
Ключевые слова: древесина, антисептики, биозащита древесины, пропитка, черновые мебельные заготовки.
Gavrylyuk LA., Ozarkiv I.M. Analysis of the composition of antiseptic impregnation of roughblanks for furniture
In the present paper, classification and requirements of antiseptic agents for wood protection was described. The substance of wood preservatives, their impact on physical, mechanical and decorative properties of timber is analyzed. The particular consideration -was given for no organic, water-thinned antiseptics. Conclusions, about the suitability for the impregnation of rough-sawn stocks, were also made in the following article.
Keywords: wood, antiseptics, biological protection of wood, impregnation, roughblanks for furniture.
УДК 674.046 Асист. Р.Й. Салдан, канд. техн. наук;
доц. Р.О. Козак, канд. техн. наук; доц. О.О. Шепелюк, канд. техн. наук -
НЛТУ Украти, м. Львiв
ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ ТА ТРИВАЛОСТ1 ПРОВАРЮВАННЯ ДЕРЕВИНИ БУКА НА МЕХАН1ЧНУ М1ЦН1СТЬ РАД1АЛЬНОГО СТРУГАНОГО ШПОНУ
Дослщжено вплив температури i тривалост проварювання деревини бука на мехашчну мщшсть радiального струганого шпону. Встановлено, що з шдвищенням температури проварювання вщ 85 до 90 °С та тривалост вщ 63 до 71 год межа мщ-ност при розтягу вздовж та поперек волокон зменшуеться. При цьому тривалють проварювання бшьше впливае на зменшення межi мщносп шпону вздовж волокон, а температура проварювання - на межу мщносп шпону поперек волокон, що пояс-нюеться змшою хiмiчного складу деревини.
Ключовг слова: бук, струганий шпон, проварювання, тривалють, температура, межа мщносп.
