Tomu, jak prodloužit dřevu jakožto konstrukčnímu materiálu životnost a zachovat jeho estetické vlastnosti pomocí vhodné impregnace, jsme se věnovali v nedávném článku. Tentokrát se tým vědců spolu s Ing. Gašparíkem z Fakulty lesnické a dřevařské ČZU zaměřil na to, jakou měrou ovlivňuje barevnou stálost působení vysokých teplot, kterým dřevo podléhá během jeho zpracování.
Dubové dřevo, jež bylo pro tento výzkum použito, je od nedávna jedno z nejžádanějších na trhu. Pro své stejnoměrně zbarvené jádro, tvrdost, pevnost a trvanlivost je velice oblíbené v nábytkářství.
Barva dřeva představuje jeden z hlavních znaků jeho kvality. Je to faktor, který zásadně ovlivňuje zákazníka při jeho prvním kontaktu s produktem. A i když je tato vlastnost výsledkem především struktury a složení dřeva samotného, je do značné míry ovlivněna i výrobními procesy, jako je například tepelná úprava.
Experiment, jehož cílem bylo tyto tepelné účinky vyhodnotit, byl prováděn na dvou druzích dubu: na dubu letním (Quercus robur L.) stáří 75 let a na sub-fosilním* dubu nalezeném v nivě řeky Sura v ruské autonomní Marijské republice. Vzorky dubu letního byly rozděleny na vzorky ponechané přírodně bez úpravy a na vzorky tepelně upravené. Dub sub-fosilní byl roztříděn na skupiny A, B, C podle věku a sloužil pouze pro porovnání s konečným odstínem vzorků dubu letního.
Termokomora
Samotný proces proběhl ve spolupráci s Volga State University of Technology v Marijské republice, která poskytla zkušebnu, měřicí přístroje a termo komory. V těchto „pecích“ byly vzorky vystaveny teplotám 160, 180, 210 a 240 stupňů Celsia po dobu pěti hodin a následně byly ponechány pozvolnému chladnutí.
Ke změně barvy dřeva po tepelné úpravě dochází, jelikož teplota spustí degradaci složek ligninu, celulózy a hemicelulózy. Obecně platí, že k trvalé změně odstínu dojde ve dřevě při působení teplot v rozmezí 180–250 stupňů Celsia. Po vyhodnocení tepelně upravených vzorků vyšlo najevo, že k maximální změně barvy (ke ztmavnutí) došlo zároveň s maximální teplotou 240 °C. Celková změna barvy měla velice rychlý nástup v rozmezí teplot 160–180 °C. Při teplotách 180–210 °C byl proces barevné změny zmírněn a opět gradoval při teplotách 210–240 °C. V tomto rozmezí teplot byl odstín vzorků téměř totožný s odstínem dubu sub-fosilního, jehož ztmavnutí je výsledkem procesu fosilizace.
„Výsledky experimentu mohou být užitečné k odstranění nežádoucí transformace barvy dřeva během jeho zpracování, a tedy k zachování přirozené vizuální podoby u výsledných produktů. Dále je možné podle odstínu barvy termicky upraveného dřeva subjektivně určit teplotu úpravy, a tím i např. vhodnost použití produktů z takto upraveného dřeva,“ naznačuje možné aplikace studie Ing. Gašparík.
* sub-fosilní dřevo – dřevo v procesu zkamenění, následkem konzervace stovek až tisíců let v řekách či bažinách pod nánosy bahna bez přístupu vzduchu
Ing. Miroslav Gašparík, PhD.
Je absolventem Technické univerzity v oboru Dřevařské inženýrství ve Zvolenu, kde poté za práci „Plastifikace dřeva mikrovlnným ohřevem pro účely ohýbání“ získal doktorát. Od roku 2013 působí jako odborný asistent na Katedře základního zpracování dřeva Fakulty lesnické a dřevařské ČZU. Předmětem jeho bádání jsou plastifikace a tvarování dřeva a dřevných materiálů, jakož i manipulace s materiálem a bezpečnost a ochrana zdraví při práci v pedagogické oblasti.
Zpracoval: Jakub Málek