В помощь маляру. Анатомия и физиология древесины. Часть II

Древесина мягких пород дерева

Древесина мягких пород дерева называется «гомоксильной», поскольку проводящие и передающие функции выполняются одним и тем же типом клеток - трахеидами.

Клетки, образующие раннюю древесину, имеют тонкие стенки и широкий клеточный канал, поскольку они должны пропускать обильный поток сырого сока. С другой стороны, клетки, образующие позднюю древесину, имеют толстые стенки и узкие каналы. Прямым следствием этой цитологической характеристики является заметная разница в цвете годичных колец. Паренхиматические лучи мягкой древесины в основном состоят из одного ряда перекрывающихся клеток.

Смолистые каналы, как в осевом, так и в радиальном направлениях часто можно найти в древесине деревьев, относящихся к группе голосеменных, в частности, к ним относятся хвойные породы. Микроскопическая структура мягкой древесины выглядит так (на примере древесины сосны):

Древесина сосны.jpg 

Древесина твердых пород дерева

Древесина деревьев, относящихся к группе покрытосеменных, называется «гетероксильной», поскольку она содержит клетки, специализирующиеся на передающей функции, и клетки, которые действуют как опоры, а также паренхиматические и секретирующие клетки.

Сосуды представляют собой клетки, специализирующиеся на транспортной функции, и обычно они имеют широкие клеточные протоки; их распределение внутри годового кольца непостоянно. У некоторых пород (вяз, ясень, каштан) все сосуды скапливаются в зоне ранней древесины, которая представляет собой пористую поверхность, видимую невооруженным глазом (древесина образует пористое кольцо). У других видов (вишня, слива) сосуды проходят через все кольцо, хотя их концентрация в весенней древесине выше. Наконец, сосуды у других пород (орех, явор, бук) можно найти как в ранней, так и в поздней древесине (древесина с высокой пористостью). Волокна, которые действуют как механические опоры, обычно занимают большую часть древесины в таких деревьях.

Древесина твердых пород.jpg

Паренхиматические клетки могут образовывать как одиночные лучи (образованные последовательностью отдельных соединяющихся между собой клеток), так и многорядные лучи (т.е. образованные множеством рядов соседних клеток). Последние часто видны невооруженным глазом.

Дефекты древесины

С технологической точки зрения древесина всегда содержит дефекты и изъяны, которые, в зависимости от назначения материала, могут привести к трудностям при обработке или снизить стоимость конечной продукции. Типы дефектов, встречающиеся в древесине, могут быть различной природы и происхождения. Существуют дефекты из-за формы ствола или особых условий роста, например раздвоенных стволов, у которых есть двойная сердцевина или стволов с неправильным поперечным сечением из-за эксцентричной сердцевины, которые приводят к овальной форме в поперечном разрезе. Также могут встречаться наросты или складки.

Еще один тип дефектов, которым часто подвержены деревья, - это трещины. Они могут быть:

• травматического происхождения, то есть вызванных ударами транспортных средств, падающими рядом деревьями, ветром или обильным снегопадом

• климатического происхождения, из-за мороза или удара молнии

• биологического происхождения, в случае, если деревья были поражены грибами или насекомыми

Если дерево росло в необычных условиях и подвергалось определенным нагрузкам, то это приведет к образованию так называемой «реактивной древесины» с особыми анатомическими характеристиками, формирующимися обычно в частях ствола или ветвей с наклоном или изгибом, которые стараются вернуть первоначальное положение, которое было нарушено. Для лиственной древесины реактивную древесину также называют тяговой древесиной, а для хвойной - кренью. С ней будет труднее работать, и ее можно использовать далеко не для всех изделий.

Еще один дефект древесины, который необходимо учитывать и который имеет особое значение при окраске, связан с сучками. Сучок - это та часть ветки, которая остается внутри ствола. Так как листва - важная часть дерева, дерево неизбежно будет содержать сучки. С технологической точки зрения они доставляют ряд неудобств при обработке.

Во-первых, при вертикальном росте ствола узел направлен в разные стороны, близкие к горизонтали. Следовательно, это приводит к отклонению волокон в области, прилегающей к самому сучку.

Здоровый сучок.JPG

Более того, поскольку сучок образован более плотной древесиной, чем ствол, и поскольку большая его часть состоит из реактивной древесины, это приводит к неправильному поведению при обработке, а также к проблемам при шлифовании как вокруг сучка, так и самой его поверхности.

Эти недостатки усугубляются, если сучок образуется веткой, которая из-за слома или других естественных причин утратила свои жизненно важные функции. В этом случае оставшийся обломок, который часто все еще имеет свою кору, будет медленно покрыт новыми древесными тканями, образовавшимися в течение последующих сезонов, формируя инородное тело в древесине и образуя так называемый мертвый или сухой, несросшийся сучок.

Мертвый сучок.JPG

На мертвой ветке часто селятся грибки и насекомые. По мере того, как дерево растет, внутри него образуется участок поврежденной ткани, известный как гнилой сучок.

 Гнилой сучок.JPG

Вторичные компоненты древесины

Если рассматривать древесину с точки зрения ее химического состава, можно отметить, что она образована комплексом химических продуктов с высокой молекулярной массой, а также минеральными компонентами. Ее основными составляющими, которые находятся в клеточных стенках, являются целлюлоза и лигнин, а также гемицеллюлоза и пектиновые вещества.

Танины и смолы являются второстепенными компонентами древесины, и о них следует особенно помнить, в связи с трудностями, возникающими при окрашивании пород дерева, в которых они содержатся.

Танины входят в группу фенольных соединений и обычно содержаться в составе практически любых овощей. Фактически, они могут присутствовать и в древесине, а также в листьях, коре, корнях и плодах дерева. Они растворимы в воде, спиртах и ацетоне. Танины выглядят как аморфные вещества желтоватого или красноватого цвета и по большей части используются в кожевенной промышленности. Их способность соединяться с веществами белковой природы в шкуре животных используется для получения кожи. При окраске древесины, содержащей особенно высокий процент дубильных веществ, дефекты покраски возникают из-за появления на поверхности разной окраски или изменения структуры лакокрасочного продукта. Этого можно избежать, предварительно обработав поверхность древесины раствором перекиси водорода или ацетоном.

Смолы, с другой стороны, это выделения некоторых растений (хвойных, зонтичных, молочайных) различного химического состава. Их консистенция варьируется от жидкой до стеклообразной, а цвет варьируется от белого до темно-желтого. Смолы не растворяются в воде. Их сложная химическая композиция включает четыре основных составляющих - эфирные масла, кислотные компоненты, спиртовые компоненты и углеводороды.

Особые трубчатые структуры древесины, известные как «смоляные каналы», со стенками, покрытыми секретирующими клетками, занимаются образованием смолы. Сама смола выделяется в ответ на определенные раздражители, в основном травматического происхождения, чтобы починить повреждения, вызванные внешними причинами. В случае внутренних повреждений смола также выделяется, образуя так называемые «смоляные карманы».

Смоляной карман.JPG

Смола часто выделяется вокруг сучков хвойных деревьев после того, как сама древесина была обработана и впоследствии окрашена. Такие выделения часто приводят к структурным дефектам и ухудшают внешний вид окрашенной поверхности.

В заключение

Дерево - чрезвычайно изменчивый органический материал. По своим свойствам отличаются не только разные виды деревьев, но даже отдельные экземпляры в пределах одного вида. Под воздействием стресса или определенных процессов древесина может вести себя по-разному, что часто пагубно сказывается на результатах процесса ее обработки.

Элементарные знания о ее структуре и компонентах могут быть полезны для предотвращения и понимания определенного поведения во время использования древесины, будь то дефекты стабильности размеров, обрабатываемости или результатов, полученных от склеивания и окраски.

Первая часть материала об анатомии и физиологии древесины.