книги из ГПНТБ / Буглай Б.М. Технология отделки древесины учебник

Для уменьшения расхода лака, как и при непрозрачной от­ делке, поверхность иногда грунтуют. Грунтование в этом случае должно быть выполнено так, чтобы грунт не закрыл текстуру и цвет древесины. Для этого используют либо более дешевые про­ зрачные лаки, которыми покрывают древесину первым слоем, либо специальные грунтовочные составы, приготовленные из растворов пленкообразующего материала (высыхающего масла, смолы, нит­ роцеллюлозы) и порошка-наполнителя (молотой пемзы, мела и др.). В последнем случае грунтовочный состав втирают в дре­ весину так, чтобы ее поверхность только пропиталась раствором пленкообразующего материала, а порошок наполнителя оказался втертым в поры древесины. Излишки грунтовочного состава уда­ ляют перед высыханием, насухо протирая поверхность. Такой спо­ соб грунтования позволяет лучше закрыть поры древесины и по­ лучить сплошное лаковое покрытие с минимальным расходом лака. Грунтовочные составы, содержащие порошки наполнителя,

она выполнена составами, хорошо подобранными по цвету к об­ щему тону поверхности.

Типовая схема строения прозрачного лакокрасочного покрытия приведена на рис. 1,0.

Прозрачные покрытия обычно наносят только на ценные деко­ ративные породы древесины. Так как такие породы становятся все более дефицитными, все чаще используют имитационные по­ крытия. Имитация может быть достигнута нанесением печатного рисунка на хорошо подготовленную светлую древесину листвен­ ных пород, например березы, и покрытием этого рисунка про­ зрачным лаком. Однако большее распространение получают ком­ бинированные покрытия. В этом случае поверхность древесины

можно наносить не только на древесину, но и на древесностружеч­ ные и древесноволокнистые плиты, клееную фанеру и т. д.

Сходное в декоративном отношении имитационное покрытие

пленками в виде специальной бумаги, с напечатанным на ней ри­ сунком и пропитанной термореактивной смолой. Такую бумагу напрессовывают в горячем прессе на поверхность древесины или древесностружечной плиты, предварительно покрытую слоем тер­ мореактивного клея.

Под действием тепла происходит отверждение клея и смолы и образуется монолитное покрытие, имеющее достаточные защит-

§ 2. Защитные свойства покрытий

Древесина биологически нестойкий материал; она гигроско­ пична. Незащищенная поверхность древесины легко загрязняется и повреждается при механических воздействиях. Под воздействием света и воздуха незащищенная поверхность древесины темнеет.

Защита поверхности древесины от загрязнения, непосредствен­ ного воздействия света, влаги и воздуха — основное назначение покрытий. Одновременно твердые покрытия в известной мере за­

Защитные свойства покрытий неодинаковы и зависят от целого

гдо 20 мг/м2 за 10 суток). Зна­ чительно более проницаемы плен­

держащих пигментов. Поэтому изделия, эксплуатируемые на от­ крытом воздухе, как правило, защищают пигментированными ла­ кокрасочными материалами. Слой краски задерживает проникно­

свыше 3 лет находившихся в неотапливаемом помещении. Как видно из рисунка, покрытие снижает среднее значение и умень­ шает годовые колебания влажности древесины, связанные с изме­ нениями влажности окружающей среды.

Абсолютно влаго- и паронепроницаемых лакокрасочных покры­ тий нет. Все органические покрытия в той или иной мере прони­ цаемы.

§ 3. Декоративные свойства покрытий

Под декоративными свойствами покрытий понимают их спо­ собность улучшать (украшать) внешний вид поверхности мате­ риала. Декоративность покрытий определяется их оптическими свойствами и может характеризоваться прозрачностью, цветом и блеском.

пород (осины, липы, ольхи и др.) окраска бледная, невыразитель­ ная и не представляет собой большой ценности в декоративном отношении. Как правило, отделка изделий из такой древесины за-, ключается в создании непрозрачных покрытий. Наоборот, древе­

сины и в то же время повышают ее деко­ ративные качества, так как на срезах их получается более краси­ вая и разнообразная текстура.

Поскольку рисунок текстуры отражает анатомическое строение древесины, он не лежит в одной плоскости, а является объемным, что придает ему особую красоту, обусловленную игрой света на разных уровнях от поверхности изделия. Однако наблюдать объ­ емность текстуры можно лишь при определенных условиях и только на поверхностях, имеющих соответствующие прозрачные покрытия. На сухой, необработанной поверхности объемность тек­ стуры не просматривается и декоративные качества древесины любой породы выявляются слабо. Это зависит от оптических свойств древесины.

Как известно из оптики, при падении света на поверхность прозрачного или полупрозрачного тела возникают явления отра­

него света всегда отражается н тем больше, чем больше этот по­ казатель отличается от единицы. Для нормального, т. е. отвесного, падения света количество отраженного света (% от падающего) равно

^ = ю о ( " ~ 1 ) 2 % ,

мер стекла, с м=1,6, потеря света на отражение поверхностью та­ кого стекла (в воздухе) составит

^= 1 0 0 - ^ = ^ 5 % .

Свет отражается как наружной, так и внутренней поверх­ ностью тела, т. е. при каждом переходе его из среды с одной опти­ ческой плотностью в другую среду.

Таким образом, многократный проход света даже через очень тонкие, плоские, прозрачные слои всегда связан с ослаблением его интенсивности.

Доля отраженного света еще более возрастает, если угол па­ дения света на поверхность значительно отличается от нормаль­ ного.

Эти обстоятельства оказывают большое влияние на прозрач­ ность и декоративные свойства древесины. Хотя основной компонент древесины — целлюлоза и ее спутники относительно прозрачны, сама древесина в натуральном состоянии и особенно сухая мало прозрачна из-за пористого строения. Дело в том, что лучи света, проникая в древесину, должны проходить через стенки и наполнен­ ные воздухом полости клеток. При этом на каждой границе древе­ сина— воздух и воздух — древесина свет преломляется и отра­ жается, в результате этого лучи рассеиваются, не проникая глубоко в древесину, и даже поверхностный слой древесины прак­

прозрачность древесины, по крайней мере в верхних, поверхност­ ных слоях. Достичь этого можно, если в поверхностном слое вы­ теснить из полостей клеток воздух, заменив его прозрачным мате­ риалом, показатель преломления которого был бы близок к пока­ зателю преломления древесины. В этом случае потери света на отражение при прохождении через стенки клеток значительно уменьшается. Покажем это на примере.

Показатель преломления древесины относительно воздуха 1,52—1,55. Если клетки заполнены воздухом, то при каждом пе­ реходе света через границу стенки клетки должно теряться на от­ ражение минимум около 4,5%. Заполним полости клеток какимлибо прозрачным пленкообразователем с показателем преломле­ ния, близким к показателю преломления древесины, так чтобы

относительный показатель составлял, например, 1,1. Минималь­ ные потери на отражение света при переходе через границы сред

важно, чтобы пленкообразователь имел показатель преломления, близкий к показателю древесины, хорошо смачивал древесину и проникал в поры (лучшими в этом отношении являются низкомо­ лекулярные пленкообразователи, особенно масла). Эффект увели­ чения прозрачности поверхностного слоя древесины и выявления ее текстуры можно получить не только за счет вытеснения из по­ лостей клеток воздуха жидкостями, но и за счет механического сближения стенок клеток путем прессования древесины. Напрессовка на поверхность древесины прозрачных пленок всегда сопро­ вождается некоторым выявлением текстуры и тем большим, чем больше давление. Проявление текстуры сопровождается потемне­ нием поверхности древесины, так как свет глубже проникает в дре­ весину и больше поглощается ею.

Большое значение имеет цвет прозрачных покрытий. Поскольку в большинстве случаев натуральная древесина обладает красивой текстурой и цветом, желательно, чтобы натуральный цвет ее не искажался покрытием, поэтому предпочтительны бесцветные про­ зрачные покрытия. Практически, однако, большинство прозрачных покрытий обладает желтовато-коричневым цветом. Это считается допустимым по двум причинам: во-первых, большинство пленкообразователей (высыхающие масла, смолы и др.) имеют желтова­ тую окраску, во-вторых, древесине большинства пород также свой­ ственны желтовато-коричневые тона и нанесение на поверхность прозрачной желтоватой пленки не вызывает заметного искажения натурального цвета. Однако для очень светлой древесины, напри­ мер лимонного дерева или волнистой (свилеватой) березы, тре­ буются практически совершенно бесцветные покрытия. Даже слегка окрашенные покрытия в этих случаях заметно снижают де­ коративные качества древесины.

В практике нередко требуется усилить натуральный цвет дре­ весины, сделать ее более яркой или темной, сохраняя, однако, видимой текстуру. Достичь этого можно путем окрашивания кра* сителем поверхности самой древесины и нанесения затем прозрач­ ного бесцветного покрытия (см. рис. 1,е) или нанесением прозрач­ ного, но окрашенного в требуемый цвет покрытия. Первый путь предпочтителен, так как цвет поверхности древесины не будет зави­ сеть от толщины лакового покрытия.

Под прозрачным цветным покрытием древесина будет ка­ заться более светлой или темной в зависимости от колебаний толщины покрытия. Поглощение света таким покрытием проис­ ходит по закону

ности оказывает блеск. Влияние на блеск оказывают оптические свойства (коэффициенты поглощения и преломления света) и структура поверхности покрытия. Решающее влияние на блеск по­ крытия оказывает структура поверхности.

Структуру технических поверхностей можно представить в виде большого числа элементарных площадок, неровности которых со­ ставляют меньше половины длины световой волны; размеры же самих площадок по сравнению с ней относительно велики. Каждая такая площадка отражает свет, как элементарное зеркало.

Когда элементарные площадки расположены хаотично, напри­ мер после шлифования древесины или покрытия, свет отражается диффузно и поверхность представляется матовой.

Если в расположении элементарных площадок поверхности появляется некоторое преобладающее направление, появляется и преобладающее направление отражения, т. е. блеск. Покрытие шероховатой поверхности слоем лака вызывает блеск, поскольку лак заливает все мелкие неровности. Доля отражаемого в основ­ ном направлении света и, следовательно, блеск тем больше, чем больше площадок расположено в плоскости главной ориентации, т. е. чем глаже поверхность. Когда все элементарные площадки лежат в одной плоскости, поверхность зеркально отражает свет. Чтобы получить покрытия с таким блеском, требуется специаль­ ная операция — полирование поверхности.

Поверхности, у которых наряду с блеском есть значительное диффузное отражение света, принято называть глянцевыми и полуглянцевыми.

Каждый из этих видов покрытий имеет свои положительные стороны. Основным требованием к блеску поверхности любых по­ крытий является его равномерность по всей площади. На матовой поверхности не должно быть блестящих мест, на блестящей — матовых.

Характер блеска оказывает влияние на прозрачность покры­ тия. Диффузное отражение, например у матовых покрытий, сни­ жает прозрачность и вызывает как бы вуалирование расположен­ ной под покрытием древесины и тем большее, чем толще покры­ тие. Поэтому декоративные качества древесины с особо красивой текстурой лучше всего выявляются под совершенно бесцветными и прозрачными полированными покрытиями.

Все цвета разделяются на две группы: ахроматические, пред­ ставляющие собой белые и черные и все промежуточные между ними серые цвета, и хроматические, или цветные, представляющие

Ахроматические цвета оценивают по светлоте тона, т. е. по тому, насколько один цвет темнее или светлее другого, хромати­

ным отношением количества отраженных лучей к количеству лу­ чей, падающих на тело, и может определяться приборами (фото­ метрами) .

Н а с ы щ е н н о с т ь характеризуется процентным отношением количества хроматического цвета, свойственному данному веще­ ству, к общему количеству света, им отражаемому.

Таким образом, качество красящих веществ с точки зрения цветовых свойств может быть оценено их насыщенностью и свет­ лотой (яркостью). Качество хроматических (цветных) красящих веществ тем выше, чем больше их насыщенность и светлота. Бе­ лые красящие вещества тем ценнее, чем больше их светлота, а чер­ ные— чем меньше их светлота.

способные прочно закрепляться на материале в результате непо­ средственного взаимодействия с окрашиваемым материалом. Кра­ сители бывают естественного и синтетического происхождения.

Так как красители растворимы, в зависимости от степени дисперсности растворов они способны проникать на большую или меньшую глубину и окрашивать поверхности, не скрывая строе­ ния (структуры) материала.

Крашение особенно широко применяется в текстильной про­ мышленности. В деревообработке его применяют для усиления естественного цвета древесины, имитации ценных пород и т. д.

Разновидность красящих веществ — протравы, т. е. химикаты (соли и щелочи), способные изменять натуральный цвет некоторых пород древесины. Сами по себе они не обладают цветностью, как пигменты и красители, но нанесенные на древесину, они вступают в химическое взаимодействие с дубильными веществами, содержа­ щимися в древесине некоторых пород, и вызывают окрашивание. В отличие от обычного крашения красителями такой способ носит название травления, а применяемые для этого химикаты называ­ ются п р о т р а в а м и .

применяются. Они имеют вид тонко измельченного порошка того

(клея, масла и др.), закрепляющего порошок пигмента на поверх­ ности изделия. Готовые составы из смеси пигмента с раствором пленкообразующего называют к р а с к а м и (клеевые, масляные и др.).

На поверхности изделия краска после высыхания образует цвет­ ную непрозрачную пленку, скрывающую цвет и строение окрашен­ ного материала.

Вбыту краской часто называют как готовые красочные составы, так и сухие пигменты и красители, а также растворы красителей, тем самым смешивая в одном термине различные по существу понятия.

Втехнике отделки древесины пигменты применяют в красках для непрозрачной окраски некоторых видов мебели, сельскохозяй­ ственных машин, вагонов, строительных деталей и для подцветки грунтовочных составов для прозрачных покрытий.

Пигменты могут быть неорганическими (естественного или ис­ кусственного происхождения) и органическими. Органические кра­ сители получают только искусственным путем. Среди них разли­ чают органические пигменты и красочные лаки.

О р г а н и ч е с к и е п и г м е н т ы , как показывает само назва­ ние, представляют собой полученные синтезом органические крася­

полученные путем превращения органических красителей в нераст­ воримые в воде соединения (лаки) при обработке их солями метал­ лов (бария, кальция и др.). При этом краситель обычно фикси­ руется на каком-либо субстрате, т. е. инертном теле, бесцветном или обладающем слабой окраской (тяжелом шпате,- гипсе, као­ лине и др.), и сообщает ему свою окраску.

Органические пигменты и лаки по сравнению с неорганическими пигментами обладают более высокой дисперсностью, яркостью и насыщенностью цветового тона. Однако большинство из них менее

Подавляющее большинство красителей, применяемых в настоя­ щее время для крашения древесины, получаются путем синтеза.

По химическому составу почти все красители — сложные орга­ нические вещества циклического строения и в большей своей части являются производными циклических углеводородов: бензола, наф­ талина, антрацена и др. Полупродуктом для первых синтетических красителей явился анилин, отчего первые синтетические красители и получили название анилиновых. Это название нередко употреб-

2* 19