लकड़ी की आयामी स्थिरता की जांच करने की विधियां और तकनीक

जब नमी लकड़ी के संपर्क में आता है, तो पानी के अणु कोशिका भित्ति में प्रवेश कर जाते हैं और हाइड्रोजन बॉन्डिंग के माध्यम से कोशिका भित्ति के घटकों से बंध जाते हैं। सेल की दीवार में पानी समा जाने के बाद, पानी के प्रवेश करने की मात्रा के अनुपात में लकड़ी की मात्रा बढ़ जाती है, फलस्वरूप फाइबर संतृप्ति बिंदु तक पहुंचने तक इसकी सूजन पैदा होती है। पूर्ण रूप से पानी समाने के बाद यह लुमेन में स्वतंत्र रूप में रहता है और आगे सूजन पैदा नहीं करता। यह प्रक्रिया उलटी भी हो सकती है जब लकड़ी से पानी जलवाष्प बनकर उड़ जाता है उस समय भी यह प्रक्रिया लकड़ी में होने वाले आयामी परिवर्तनों के लिए जिम्मेदार होता है। यद्यपि लकड़ी पूरेइतिहास में उपयोग किए जाने वाले कुछ प्राकृतिक उत्पादों में से एक है, जिसके गुणों में लगभग कोई बदलाव नहीं होता है, पर नमी की मात्रा में बदलाव के साथ आयाम बदलने की प्रवृत्ति के चलते लकड़ी के उपयोग में समस्या पैदा होती है।

भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाओं के माध्यम से विभिन्न तकनीकों के साथ लकड़ी के गुणों को संशोधित करने और सुधारने का बड़ा प्रयास किया गया है और इसके प्रभावों का व्यापक रूप से समीक्षा की गई है। आयामी स्थिरता के लिए बुनियादी तौर पर लकड़ी के ट्रीटमेंट के दो तरीके हैंः 1) एक वे जो जलवाष्प या द्रव अवशोषण की दर को कम तो करते हैं लेकिन सूजन को ज्यादा कम नहीं करते हैं। 2) दूसरा वे जो सूजन कम करते हैं, पर जल अवशोषण की दर को कम नहीं करते हैं।

लकड़ी की आयामी स्थिरता के लिए किये जानें वाले ट्रीटमेंट के विभिन्न तरीकों की व्याख्या निम्नलिखित है ।

हीट ट्रीटमेंटः हीट ट्रीटमेंट का उपयोग वर्षों से किया जा रहा है। पिछले दशक से इसका उपयोग व्यावसायिक रूप में किया जा रहा है। यह तकनीक पर्यावरण के अनुकूल है और इसमें केमिकल की जरूरत नहीं होती है। आयामी स्थिरता, नमी सोखने और लकड़ी के अन्य गुणों पर हीट ट्रीटमेंट के प्रभाव की व्यापक समीक्षा की गई, जिसमें पाया गया कि विभिन्न शील्ड गैसों में 160 से 220 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर हीट ट्रीटमेंट, हेमिसेल्यूलोज और लिग्निन के असर को कम करता है। नतीजतन, यह प्रक्रिया एक बढ़िया आयामी स्थिरता प्रदान करती है और सिकुड़ने की क्षमता को कम करने में मदद करतौ। विभिन्न प्रकार के वैरिएबल जैसे लकड़ी की प्रजातियां, मीडिया गैस के प्रकार, अधिकतम तापमान और अधिकतम तापमान का समय,

नमी पर संतुलन, और सिकुड़न कम करने की दक्षता इत्यादि लकड़ी की आयामी स्थिरता पर हीट ट्रीटमेंट के प्रभाव को प्रभावित करती है। केमिकल मोडिफिकेशनः लकड़ी के गुणों में सुधार के लिए लकड़ी के केमिकल मोडिफिकेशन के काफी प्रयास किये गए। लकड़ी के आयामी गुणों पर आम तौर पर एसिटेलाइजेशन और फरफ्यूरीलेशन द्वारा केमिकल मोडिफिकेशन किया जाता है। इसके साथ ट्रीटमेंट की स्थिति और लकड़ी को आयामी रूप से स्थिर होने के कारणों की जाँच की जा सकती है।

एसिटेलाइजेशनः एसिटेलाइजेशन, केमिकल मोडिफिकेशन की एक विधि है, जो लकड़ी के हाइड्रॉक्सिल ग्रुप और एसिटिक एनहाइड्राइड अणु के बीच पैदा होती है। लकड़ी और एसिटिक एनहाइड्राइड के बीच बनने वाले एस्टर लिंकेज हाइड्रॉक्सिल समूहों को संशोधित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप लकड़ी के साथ पानी के होने वाले संपर्क को रोकता है। एसिटेलाइजेशन को आयामी स्थिरता में सुधार करने के लिए कुशलता पाया गया, इसलिए, कवक के कारण होने वाले क्षय के खिलाफ जैव प्रतिरोधी गुण प्रार्प्त करने में सहुलिया हुई।

फरफ्यूरीलेशनः फ्यूरफ्यूरिल अल्कोहल के साथ लकड़ी के उत्पादों के केमिकल मोडिफिकेशन को फरफ्यूरीलेशन कहा जाता है। फ्यूरफ्यूरिल अल्कोहल जिसका आणविक आकार काफी छोटा होता है, जो लकड़ी की कोशिका की दीवारों मे इमप्रिगनेट कर सकता है और उत्प्रेरक, गर्मी या विकिरण के प्रवेश का उपयोग करके लकड़ी की संरचना के भीतर पोलीमराइज कर सकता है। फरफ्यूरिल अल्कोहल बायोमास के कचरे से उत्पन्न होता है और यह एक प्राकृतिक और रेन्युएबल मटेरियल है जिसमें कोई अतिरिक्त धातु या हैलोजन नहीं होता है। इससे यह साबित होता है कि फ्यूरफ्यूरिलेट किया गया लकड़ी आयामी रूप से स्वीकार्य उत्पाद है। इसलिए फरफ्यूरीलेशन पर्यावरण के अनुकूल भारी धातुओं के साथ लकड़ी के ट्रीटमेंट का एक विकल्प है।

सरफेस हाइड्रोफोबाइजेशनः हाइड्रॉक्सिल ग्रुप, जो लकड़ी की कोशिका भित्ति के घटकों में निहित होते हैं, आसपास की हवा से नमी या वाष्प के सोखने के लिए जिम्मेदार होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप आयामी परिवर्तन होते हैं। इसलिए, लकड़ी का आयामी स्थिरीकरण हमेशा लकड़ी के हाइड्रोफिलिक से हाइड्रोफोबिक होने से जुड़ा होता है।लकड़ी की सतह का हाइड्रोफोबाइजेशन सतह के हाइड्रॉक्सिल ग्रुप और आसपास की नमी के बीच संपर्क को अवरुद्ध करके किया जाताहै, जो पर्यावरण से पानी के अवशोषण को रोकने का काम करता है।

कोटिंग प्रोटेक्शनः पानी के साथ सीधे संपर्क को रोक कर लकड़ी में जल अवशोषण को रोकने के लिए कोटिंग्स का उपयोग किया जा सकता है, और इस तरह लकड़ी को डाइमेंशनल रूप से स्थिर किया जा सकता है। अच्छी तरह की गई सरफेस कोटिंग नमी अवशोषण की दर को पर्याप्त रूप से धीमा कर देती है, जो लकड़ी के मॉइस्चर ग्रेडिएंट को कम करती है। सुपर हाइड्रोफोबिक सरफेस पर पानी के संपर्क कोण 150 डिग्री से ज्यादा और स्लाइडिंग कोण 10 डिग्री से कम होने की कई विशेषताएं हैं, जैसे कि पानी को हटाना, चिकनाई पैदा करना, स्वयं-सफाई करना, एंटीफ्लिंग, इत्यादि। सतह पर अच्छे खुरदरापन के साथ कम सरफेस इनर्जी वाली कोटिंग एक सुपरहाइड्रोफोबिक सतह बना सकता है।

इमप्रिगनेशन ट्रीटमेंटः लकड़ी के सेल लुमेन को अवरुद्ध कर लकड़ी के आयाम को स्थिर किया जा सकता है, जो पानी के अवशोषण और सेल वॉल स्ट्रक्चर के तंतुओं की सूजन को कम करता है। कोशिका भित्ति के भीतर जल में अघुलनशील पदार्थों का जमाव लकड़ी की कोशिका भित्ति की संरचना को आंशिक रूप से या पूर्ण रूप से सूजी हुई अवस्था में रखने के लिए एक प्रभावी और व्यावहारिक तरीका है। यह विभिन्न उपयुक्त एजेंटों, जैसे रेजिन और मोम के साथ इमप्रिगनेशन ट्रीटमेंट कर प्राप्त किया जा सकता है, जिसके द्वारा वायुमंडलीय नमी के कारण होने वाले आयामी परिवर्तन को काफी कम किया जा सकता है।

वैक्स इमप्रिगनेशनः लकड़ी की गुणवत्ता में सुधार और इसके उपयोग को बढ़ाने के लिए इसमें मोम लगाना एक प्रभावी तरीका है। उनके हाइड्रोफोबिक गुणों के कारण, कोटिंग इंडस्ट्री में लकड़ी की सतहों पर जल विकर्षक के रूप में मोम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वुड मॉडिफाइंग एजेंट के रूप में इसका उपयोग आयामी स्थिरता, मौसम के प्रभाव आदि में सुरक्षित रखने, वाइट रॉट और ब्राउन रॉट जैसे कवक के प्रतिरोधी और यांत्रिक गुणों में सुधार करता है। वैक्स इमप्रिगनेशन में नमी को सोखने की दर धीमा करने के लिए बड़े सेल लुमेन में भरा जाता है। इसके गुणों को संशोधित करने के लिए  लकड़ी की सेल वाल के भीतर मोम भी जमा किया जा सकता है।मोम का उपयोग सूजन और सिकुड़न कम करने के लिए एक एजेंट के रूप में किया जाता है, जिससे आयामी स्थिरता में सुधार होता है। हालांकि, वैक्स इम्प्रेग्नेशन के दौरान, मोम के अणुओं और लकड़ी के सबस्ट्रेट्स के बीच कोई रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं होती है। लकड़ी के विभिन्न प्रकार से मोडिफिकेशन का बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया और लकड़ी को नमी के कारण होने वाले आयामी परिवर्तन से बचाने के लिए इसका उपयोग किया गया। सभी किये जानें वाले उपाय के फायदे और नुकसान हैं। इसप्रकार इसकी समीक्षा के आधार पर यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है किः

लकड़ी के हाइड्रोफोबिक सरफेस बनाने के लिए कोटिंग और प्लाज्मा ट्रीटमेंट दोनों का उपयोग किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप लकड़ी के पानी व नमी के सोखने में कमी या देरी हो सकती है, और लकड़ी को आयामी रूप से स्थिर भी किया जा सकता है। नमी से लकड़ी की सूराक्षा के लिए कोटिंग का उपयोग करने की एक सीमा है क्योंकि आयामी परिवर्तन से बचने के लिए लकड़ी के पूरे स्ट्रक्चर को कोट नहीं किया जा सकता है।

लकड़ी की आयामी स्थिरता और यांत्रिक गुणों में सुधार के लिए वैक्स ट्रीटमेंट एक बढ़िया तरीका है। हालांकि, मोम लकड़ी के चिपकने की प्रक्रिया को कम करता है, और मोम का कम गलनांक भी इसके उपयोग को सीमित करता है। आयामी स्थिरता में सुधार के लिए एसिटेलाइजेशन और फरफ्यूरीलेशन पर्यावरण के अनुकूल तरीके हैं। हीट ट्रीटमेंट लकड़ी की आयामी स्थिरता में काफी सुधार कर सकता है पर इससे लकड़ी की ताकत प्रभावित होती हैं।
 

AUTHOR: S. C. Sahoo, Scientist, Indian Plywood Industries Research &Training Institute, (IPIRTI)