В предыдущей статье рассматривалась тема, что большая часть древесины, срубаемой в лесу, при нынешнем состоянии лесопереработки выбрасывается, пропадает зря, обращается в отходы. Это настолько значительное количество древесины, что если из нее делать полезный продукт, то можно в несколько раз увеличить объем и стоимость производимой в отрасли продукции.
Разумеется, технологии использования этой части древесины есть. Это не только щепа для сжигания, но и, к примеру, древесно-волокнистые (ДВП) и древесно-стружечные плиты (ДСП). Стоит отметить, что есть еще древесно-слоистый пластик, так что специалисты для древесно-стружечных плит используют сокращение ДСтП. Но бы будем пользоваться всем привычным сокращением, понимая под ним древесно-стружечную плиту. Технологии появились не вчера, плиты производятся в достаточно большом объеме. Однако, весь объем выбрасываемой древесины не поглотили, и пиломатериал не вытеснили, в том числе и из мебельного производства.
Причина тому проста — низкие механические свойства ДВП и ДСП, проще говоря, низкая прочность. Пиломатериал довольно прочен. Прочность на изгиб, несколько отличаясь по породам, в среднем составляет 1000 кгс/см2. Для сравнения, прочность на изгиб для ДСП составляет от 30 до 500 кгс/см2, а для ДВП — от 50 до 150 кгс/см2. Иными словами, лучшая ДСП вдвое менее прочная, чем древесина, а самая лучшая ДВП — в 6,5 раз менее прочная. Низкая прочность ДВП известна даже не из цифр, а из опыта любого, кто работал с этим материалом. ДВП легко ломается даже при небольшом усилии. Отсюда и популярность мебели из массива древесины. Шкаф, к примеру, из цельной доски будет вдвое прочнее шкафа из ДСП, стало быть и прослужит дольше. У мебели из ДСП есть свои «родовые болезни», такие как быстрое разрушение мест посадок крепежа.
Дальше можно разводить руками, а можно и подумать, почему изделие получается столь низкой прочности. Главное отличие древесины от ДВП и ДСП состоит в том, что волокна целлюлозы длинные и проходят вдоль всего ствола, и, соответственно, вдоль доски или бруса, из него выпиленного. ДСП производится из стружки, длиной от 5 до 40 мм, а ДВП — из щепы, длиной 5-10 мм, размалываемой до волокон. Таким образом, волокна в плитах короткие, и большую нагрузку нести не могут. Прочность ДВП и ДСП, в сущности, зависит от связующего полимера.
Для сравнения, древесно-слоистый пластик, производимый из листов шпона, склеиваемых полимером под давлением и нагревом, имеет очень большую прочность на изгиб, доходящую до 2800 кгс/см2. Удивительно прочный и износостойкий материал, широко применяемый в строительстве. Но это шпон, сохраняющий структуру волокон древесины.
Какое может быть решение проблемы? Оно может быть таково. Надо получать из различной древесины, в том числе обрезков, сучьев, тонкомерной древесины и так далее, как можно более длинные волокна древесной целлюлозы. Затем эти волокна укладываются в пресс-форму упорядоченным образом, пропитываются полимером и прессуются. Материал по прочности должен получиться не меньше, чем у доски. Волокна можно укладывать продольно, как в природной древесине, можно с чередованиями слоев — вдоль и поперек, также можно делать слои с переплетенными полосами, и даже нечто вроде древесно-волокнистой ткани с полотняным или саржевым плетением и затем прессовать слоями. Такой материал уже должен получиться намного прочнее натуральной древесины.
Немного, буквально шаг в сторону. Использование древесных волокон может быть связано не только с производством древесных плит, но и с целым рядом других сфер.
Получить длинные волокна из древесины можно. Эта технология в виде заготовки липового лыка существовала издревле, по современным данным, с каменного века. Лыко — это луб, живая часть ствола непосредственно под корой. Липовый лык, мягкий и толстый, поддавался сдиранию руками. Потом лыко вымачивали в воде неделю, для лучшего отделения волокон, сушили и вили из него веревки для сетей и грубой рогожи, банные мочалки, кухонные тряпки, кисти и тому подобное. Сейчас этот промысел почти вышел из употребления.
Отделить волокна можно не только с луба, но и со всей древесины; для этого ее надо распарить в автоклаве при температуре 170 градусов. Тогда весь ствол можно разделить на волокна. Но в этом есть техническая сложность, требующая изобретательства. С распаренной древесиной руками работать уже нельзя. Нужна какая-то машина для сдирания древесных волокон, причем лучше такая машина, которая могла бы разделять распаренный ствол на волокна внутри автоклава.
Что это дает? Очень многое. Во-первых, в дело можно употреблять почти все отходы лесозаготовки и лесопиления: ветки, сучья, вершинки, а также горбыль и разные обрезки. Совсем мелкие обрезки, обрубки, хворост можно пустить на изготовление фурфурола, из которого делают весьма прочную полимерную смолу. Во-вторых, при такой переработке древесины на длинные волокна выгоднее использовать тонкие стволы, а не толстые; тонкие быстрее и легче распариваются. Это, в свою очередь, позволяет перейти к интенсивному лесоводству. Например, сосна с радиусом ствола в 5 см достигает своих размеров примерно за 5-6 лет. Есть и более быстрорастущие деревья. Таким образом, можно засаживать лесные деляны молодым подростом, за несколько лет они достигают размеров, пригодных для переработки на волокно, срубаются, и деляна засаживается снова. Такое хозяйство, хотя и не дает привычного для лесопереработчиков пиломатериала, но при этом возможно вблизи фабрики, что избавляет от многих затратных статей, вроде устройства лесовозных дорог и затрат на дальний вывоз заготовленного леса к месту переработки. Кстати, такое лесное хозяйство сочетается с земледелием; земля после перелога под лесом восстанавливает свое плодородие без минеральных удобрений.
Итак, бережливое лесное хозяйство вполне возможно, и даже будет рентабельным, поскольку конечный материал можно делать целиком из древесины и продуктов его переработки. Но для этого нужно сначала разрешить технологические проблемы получения длинных, как можно более длинных волокон древесины наиболее простым и удобным способом, подходящим для массового производства, а также сконструировать необходимые для этого машины.
