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

§ 2. Имитация текстуры на поверхности

древесины методом типографской печати

Печатание на древесине возможно разными способами. В по­ лиграфии различают три способа печати: высокую, плоскую и глу­ бокую. Они отличаются видом печатных форм, с которых произ­ водится оттиск рисунка или текста.

Предназначенная для высокой печати печатная форма (клише, набор, гравюра) имеет выступы и впадины, причем при печатании краска наносится только на выступающие элементы формы, кото­ рые и дают оттиск. Промежутки — впадины между выступающими высокими элементами формы оттиска не дают. Схема получения

кой и химической обработкой делится на зажирепные и увлаж­ ненные участки. При нанесении на такую поверхность печатная краска пристает только к зажиренным участкам, которые и дают оттиск. Увлажненные участки формы остаются чистыми, образуя пробелы. К плоской печати относятся литография, фототипия и офсет.

При глубокой печати, как и при высокой, поверхность печатной формы имеет выступы и впадины. Однако в отличие от высокой печати печатающими, т. е. дающими оттиск, являются не выступы, а впадины на поверхности печатной формы. Для этого первона­ чально вся поверхность формы заливается печатной краской. За­ тем тем или иным способом краску тщательно удаляют с поверх­ ности выступов, оставляя ее только в углублениях. При печатании краска из углублений переносится на бумагу или другой материал (рис. 105, в).

При высокой и плоской печати оттиск практически может иметь только одну густоту тона, одинаковую для всей поверхности печатной формы. При глубокой печати впадины различной глубины на печатной форме позволяют получить оттиски разной тональ­ ности— от темных до светлых — с переходящими полутонами. Способом глубокой печати можно получать наиболее художествен­ ные изображения и в том числе наиболее совершенную имитацию текстуры древесины ценных пород.

Современная техника позволяет для глубокой печати получать фотохимическим путем печатные формы (клише), с большой точ­ ностью передающие рисунок оригинала. Оригиналом обычно мо­ жет быть натуральная древесина ценной породы, текстуру кото­ рой хотят имитировать. Приготовленную из такой древесины мо­ дель фанерованного щита фотографируют и фотографическими методами и травлением воспроизводят на полированной поверх­ ности пластины из красной меди.

Глубокая печать, как и другие способы печати, может быть од­ ноцветной и многоцветной (два или три цвета).

Для многоцветной печати с оригинала, применяя различные светофильтры, получают не один, а два или три фотоснимка и приготавливают соответствующее количество печатных форм, каж­ дая из которых предназначается для нанесения краски одного цвета.

ная печать позволяет получить наиболее точно и художественно выполненную имитацию текстуры древесины любых пород де­ ревьев.

Современные станки для печати, в том числе и для глубокой печати на древесине, имеют цилиндрические печатные формы — омедненные цилиндры с вытравленным на них рисунком текстуры имитируемой древесины. Принципиальная схема работы такого станка показана на рис. 106.

Печатная краска наносится на формный цилиндр 1 питатель­ ным вальцом 2, вращающимся в ванне с краской 3. Плотно при­ легающий к поверхности формного цилиндра ракль 4 очищает с его поверхности все излишки краски, оставляя ее только в вы­ травленных углублениях 5. В контакте с формным цилиндром вращается обрезиненный печатный валик 6, переносящий краску из углублений формного цилиндра на поверхность детали 7. Для печатания текстуры на больших щитах и панелях такие станки

имеют диаметр формных цилиндров, достигающий 533 мм, или развернутую длину рисунка 1675 мм, что достаточно для перекры­ тия наиболее длинных деталей современной корпусной мебели. На более длинных деталях, например панелях, древесностружечных плитах, рисунок должен повторяться, поэтому требуется тщатель­ ное изготовление печатной формы, чтобы место стыка рисунка не было заметно на изделии.

В зависимости от назначения станки выпускают с горизонтально или вертикально расположенными печатными вальцами для нане­ сения рисунка на пласти и на кромки деталей. Средняя производи­ тельность таких станков составляет 300—400 футляров за 7 ч, или 75—100 комплектов деталей мебельных изделий.

Наряду со станками для одноцветной печати выпускаются станки для двух- и трехкрасочной печати. Эти станки снабжены соответственно двумя или тремя последовательно расположенными печатающими механизмами.

Краски для глубокой печати должны быть стойкими к свету, к действию лаков, содержащих перекиси, быстросохнущими, с хо­ рошей адгезией к древесине и слоям лакокрасочного покрытия.

Кроме описанного машинного способа нанесения текстуры спо­ собом глубокой печати, известны и применяются некоторыми пред­ приятиями менее совершенные и менее механизированные способы нанесения текстуры; с плоских печатных гравированных форм руч­ ными печатными вальцами, с помощью так называемых фотошаб­ лонов и др. Способы эти малопроизводительны, а качество печати значительно уступает качеству машинной глубокой печати, поэтому способы эти неперспективны и имеют ограниченное применение.

Во всех случаях тем или иным способом рисунок должен на­ носиться на поверхность древесины, предварительно окрашенную так, чтобы цвет ее совпадал с цветовым фоном имитируемой по­ роды. Такое фоновое окрашивание может быть выполнено с за­ крытием и без закрытия естественной текстуры древесины.

При фоновом окрашивании без закрытия естественной текстуры хорошо отшлифованную поверхность лиственной древесины окра­ шивают красителями (под цвет фона имитируемой породы) и грунтуют, как это обычно делается при прозрачной отделке. За­ тем на поверхность печатанием наносят рисунок имитируемой тек­ стуры. Поверхность лакируют и, если надо, облагораживают обыч­ ными способами.

Несмотря на некоторое просвечивание натуральной древесины сквозь нанесенный рисунок, такая имитация оказывается доста­ точно высококачественной, так как сохраняется свойственная на­ туральной древесине глубина рисунка; само же покрытие полу­ чается менее хрупким, чем при непрозрачном фоновом окраши­ вании. Сокращается также трудоемкость процесса.

Недостаток этого способа — повышенные требования к каче­ ству древесины, на которой выполняется имитация, и недостаточ­

вание. Такое окрашивание может выполняться по хвойной и ли­ ственной древесине, фанерованным и нефанерованным древесно­ стружечным плитам и т. д. Поверхность нефанерованных плит и хвойной древесины шпаклюют, шлифуют и окрашивают непрозрач­ ной фоновой грунтовкой. Поверх грунтовки наносят текстуру и ла­ ковое покрытие. Так как рисунок текстуры и лак при такой отделке наносят на слой непрозрачной краски и шпаклевки, покрытия по­ лучаются относительно толстыми и хрупкими, легко повреждаются и трудно поддаются реставрации. Поэтому чаще текстуру печатают по фоновой укрывистой грунтовке, нанесенной на лиственную дре­ весину березы или бука, по древесноволокнистой или древесно­ стружечной плите, фанерованной шпоном этих пород. В этом слу­ чае обычно не требуется сплошного шпаклевания, процесс полу­ чается проще, а качество отделки выше.

Актуальной является задача выпуска древесностружечных плит с таким качеством поверхности, при котором фоновое окрашива­ ние под печать можно было бы выполнять непосредственно по плите без ее шпаклевания.

§ 3. Имитация текстуры древесины ценных пород

текстурной бумагой

Имитация текстуры ценной древесины способами печатания не­ посредственно на поверхности обрабатываемой детали требует применения специальных печатных машин на деревообрабатываю­ щем предприятии. Надобность в этом отпадает, если текстуру дре­ весины печатать на бумаге и этой бумагой оклеивать обрабаты­ ваемые детали и изделия. Печатать текстуру на бумаге можно на полиграфических предприятиях. Чаще всего ее печатают спосо­ бом глубокой печа.ти или офсетной многоцветной печати на бумаге плотностью 80—120 г/м2.

Оригиналами для изготовления печатных форм обычно служат

разной величины, предназначенной для определенных деталей из­ делия.

Нарезанную на нужные размеры текстурную бумагу смачивают водой (для разбухания) и наклеивают на детали или изделия обычно вручную глютиновым или крахмальным клеем. При высы­ хании бумага дает усадку и плотно, без складок, приклеивается к поверхности древесины. Оклеенные таким образом поверхности затем покрывают лаком, сушат, шлифуют и полируют обычным способом.

Такой способ имитации применяется некоторыми предприя­ тиями для отделки корпусов радиоприемников и других столярных изделий. Имитация таким образом ценных пород, особенно при многоцветной печати, может быть высокохудожественной.

Однако этому способу отделки свойственны и большие недо­ статки. Прежде всего это низкая прочность облицовочного слоя. Так как плотная бумага не пропитывается лаком, покрытия оказы­ ваются нанесенными на относительно мягкую подложку, твердость которой уступает твердости строганой фанеры большинства дре­ весных пород, применяемых для облицовки изделий. Подложка лакового покрытия оказывается иеводостопкой, так как неводо­ стойки бумага и клей, которым она приклеивается к древесине. Покрытие легко может быть разрушено из-за расслаивания его по бумаге. Применять в этом случае высокопрочные лаковые по­ крытия нет смысла, поскольку они наносятся на недостаточно прочную бумажную основу.

В технологическом отношении этот способ не является про­ грессивным, так как базируется в основном на ручных операциях (оклеивание деталей бумагой). Некоторые предприятия вместо бумаги применяют ткань с отпечатанной текстурой. Это, конечно,

реактивными смолами. Способ этот в настоящее время приобрел значение самостоятельного вида отделки, и надо ожидать, что со

Текстуру имитируемой породы от руки рисуют на поверхности детали струей распыленной краски. Яркость и четкость наноси­ мых линий зависят от скорости перемещения аэрографа и расстоя­ ния его от отделываемой поверхности. Изменяя это расстояние, скорость перемещения аэрографа, угол наклона и форму струи, получают рисунок, состоящий из сочетания линий различных по­ лутонов и четкости.

Качество рисунка во многом зависит от квалификации рабо­ тающего и удачного выбора имитируемой текстуры. Текстура ими­ тируемой породы должна быть ярко выражена, с характерным, но не сложным рисунком. Легче других имитируется этим спосо­ бом текстура таких древесных пород, как палисандр, индийский орех, миамбе, цебрано.

Для нанесения рисунка можно пользоваться концентрирован­ ными растворами гуминового и кислотных красителей, масляноказеиновой темперой.

Рисунок можно наносить через вырезы трафарета, имитируя таким образом художественные наборы фанеры (маркетри) или

выполнять тематические рисунки на детской мебели. После высы­ хания краски на поверхность наносят слой прозрачного лака. Дальнейшая отделка аналогична отделке натуральной древе­ сины.

Как и в случае печатания, при аэрографии рисунок должен наноситься на поверхность древесины, предварительно окрашенной так, чтобы цвет ее совпадал с цветовым фоном имитируемой породы.

Общий недостаток имитации текстуры ценных пород способом аэрографии — низкая производительность (около 1—2 м2/ч) и зависимость качества имитации от квалификации исполнителя.

А к в а г р а ф и я — способ нанесения на поверхность детали ри­ сунка окунанием детали в воду, на поверхности которой находится пленка краски.

Как известно, жидкие масла расплываются по поверхности воды, образуя не смешивающуюся с водой пленку. Расплывшиеся по поверхности воды масляные эмалевые краски, содержащие разно­ цветные пигменты, образуют пленку с причудливыми цветными узорами, которая может быть нанесена на деталь простым окуна­ нием. Рисунок может быть затем закреплен на детали путем покрытия прозрачным лаком. Легче всего таким способом полу­ чать рисунки, напоминающие поверхность мрамора или гранита. Такая имитация несовершенна, и способ имеет ограниченное при­ менение только в некоторых производствах, например каран­ дашном.

Д е к а л ь к о м а н и я — нанесение на изделие напечатанного на бумаге рисунка, подобно тому, как это делается с переводными дет­ скими картинками.

Применяемая при декалькомании переводная бумага — калькома представляет собой непроклеенную бумагу, на которой в по­ следовательном порядке нанесены пленки крахмального клея, же­ латина, краски в виде красочного рисунка, причем фон рисунка наложен поверх самого рисунка и, наконец, тонкая защитная пленка водорастворимого клея.

Для нанесения рисунка изделие покрывают слоем масляносмоляного лака. После частичного высыхания лака, когда он еще сохраняет значительный отлип, на изделие накладывают калькому бумагой вверх. Калькому затем разглаживают тампоном и рези­ новым валиком так, чтобы не было морщин, и смачивают водой. При смачивании крахмальный слой под бумагой легко раство­ ряется и бумагу можно осторожно отделить. На изделии остается неповрежденный рисунок, ранее находившийся на бумаге. После сушки рисунок закрепляют на изделии прозрачным лаком.

Такой способ применяется в машиностроении и приборострое­ нии для нанесения на изделия многоцветных фабричных знаков, орнаментов и т. д. Для имитации текстуры древесины этот спо­ соб не получил распространения главным образом из-за трудности перевода рисунка на большие поверхности без повреждения его и низкой производительности труда.

ности волокон, однотонно окрашивая все анатомические элементы древесины. Выявления текстуры древесины при этом не проис­ ходит.

Хотя, на первый взгляд, между поверхностным и глубоким крашением древесины должна существовать лишь количественная разница, в действительности между этими процессами имеются существенные различия.

При глубоком (сквозном) крашении в некоторых случаях мо­ жет быть обогащение ее естественной текстуры. Это связано с осо­ бенностью продвижения красильного раствора внутрь древесины. Влага, а с ней и очень тонкодисперсные растворы красителей мо­ гут продвигаться в древесине по капиллярам, т. е. полостям кле­ ток, имеющим трубчатое строение, и путем диффузии через стенки клеток.

Процессы диффузии влаги через стенки растительных клеток очень медленны, поэтому при кратковременном поверхностном кра­ шении диффузии красителя через стенки клеток практически нет.

При глубоком крашении процессы диффузии могут иметь зна­ чение лишь при капиллярном продвижении. Проникнув внутрь дре­ весины по капиллярам сосудов и трахеид, тонкодисперсный краси­ тель может прокрашивать стенки клеток, диффундируя в их межмицеллярные промежутки.

Если применять смесевые красильные растворы различной дис­ персности, возможно отфильтровывание в полостях клеток одного красителя от другого. В этом случае возможно получение таких эффектов крашения, когда вся толща древесины окрашивается в один цвет, в то время как внутренние полости сосудов окраши­ ваются в другой.

Все сказанное здесь, конечно, действительно лишь по отноше­ нию к древесине таких пород, которые хорошо поддаются про­ питке, т. е. имеют относительно крупные, незатиллованные и про­ ницаемые для жидкостей полости клеток. К таким породам прежде всего относятся береза, бук, липа, клен, ольха и др.

Глубокое крашение древесины этих пород возможно на корню (у растущего дерева), в кряжах и заготовках, в шпоне и облицо­ вочной фанере.

При крашении на корню у растущего дерева в комлевой его части снимают кольцо коры и сверлят каналы, к которым по труб­ кам подводят красильный раствор. Благодаря сосущей силе кроны красильный раствор поднимается по стволу дерева и окрашивает древесину.

Крашение на корню не получило практического применения. Кроме неудобств, связанных с организацией крашения в лесу, при этом способе краситель должен расходоваться на крашение не только деловой части древесины, но и отходов, которые будут

получены при переработке ствола. Кроме того, ствол часто ока­ зывается окрашенным неравномерно; окрашенные полосы в нем часто чередуются с полосами полного непрокрашивания.

Глубокое крашение кряжей, заготовок и шпона можно выпол­ нять способом горяче-холодных ванн и в автоклавах. В первом случае древесину первоначально выдерживают в горячем растворе красителя. При этом происходит прогревание древесины, расшире­ ние и выход из нее части нагретого воздуха. Затем материал поме­ щают в красильный раствор комнатной температуры: происходит охлаждение древесины и находящегося в ней воздуха и за счет об­ разующегося при этом некоторого вакуума — всасывание раствора внутрь древесины.

Рис. 107. Влияние влажности древесины березы на полноту сквозного окраши­ вания красителем кислотным красным 2с по методу горяче-холодных ванн

Возможны и некоторые модификации этого способа, например прогрев древесины паром или в поле высокой частоты перед поме­ щением ее в ванну.

Основные параметры режима глубокого крашения в горяче-хо­ лодных ваннах — температура ванн, влажность и размеры пропи­ тываемого материала, а также время обработки.

Верхний предел температуры горячей ванны практически огра­ ничен точкой кипения. Для уменьшения паровыделения темпера­ тура должна быть не выше 90° G. Температура холодной ванны с учетом коллоидального характера красильных растворов жела­ тельна 30—35° С, влажность древесины перед крашением не выше 20%. Влияние влажности на степень прокрашивания в горячехолодных ваннах березовых заготовок размерами 500X55x55мм показано на рис. 107. Крашение велось при температуре горячей

Так как красильный раствор продвигается в древесину почти исключительно с торцов, а возникающая вследствие нагрева и ох­ лаждения воздуха разность давления относительно невелика,. в го­ ряче-холодных ваннах можно успешно прокрашивать лишь корот­ кие заготовки (длиной 500—600 мм). .

Глубокое крашение в автоклавах возможно способом полного и ограниченного поглощения.

При крашении способом полного поглощения древесину поме­ щают в автоклав, заливают красильным раствором и подвергают гидравлическому давлению. Поглощенный раствор остается в дре­ весине, за исключением незначительной части, которая после сня­ тия давления выталкивается сжатым внутри древесины воздухом.

Для более полного пропитывания иногда применяют пропарнвание в автоклаве перед пропиткой для удаления воздуха из дре­ весины и создания в ней вакуума в момент пропитки.

Влажность перед пропиткой, %

Рис. 108. Влияние влажности древесины березы на полноту сквозного окрашивания красителем кислотным 2с в автоклаве

давлению. сжатым воздухом, в результате чего внутри нее соз­ дается избыточное давление. Не снижая этого давления, в автоклав вводят раствор и дают гидравлическое давление, значительно пре­ вышающее первоначальное давление воздуха. Под влиянием этого давления раствор входит в древесину, еще более сжимая находя­ щийся в ней воздух. После снятия давления сжатый внутри воздух выталкивает из древесины введенный в нее раствор, и только меньшая часть введенной в древесину влаги остается в ней.

Основные параметры режима крашения способом полного по­ глощения следующие: время пропарки, температура красильного раствора, влажность древесины, давление и время пропитки. Не­ обходимое время пропарки зависит от температуры пара, размеров и влажности заготовок. Практически при давлении пара 1 —1,5 атм пропарку ведут в течение 30—45 мин.

Температура красильного раствора желательна в пределах от 70 до 80° С.

Оптимальная влажность древесины для пропитки под давле­

неравномерно, с резко очерченными зонами неприкрашенных мест, что вызывается появлением воздушных подушек из сжатого внутри древесины воздуха. При влажности около точки насыщения во­ локна и несколько выше проникший в капилляры краситель лучше диффундирует через влажные стенки клеток. При более высокой влажности заполняющая капилляры влага мешает продвижению красильного раствора.

Необходимое давление и время пропитки зависят от породы древесины, вязкости раствора и размеров заготовок. Для краше­ ния мебельных заготовок из березы, бука обычно пользуются дав­ лением 6—8 атм. Время пропитки при этом составляет 30—40 мин.

При глубоком крашении древесины березы смешанными кра­ сителями можно имитировать красное дерево, орех и т. д. Изве­ стен, например, следующий рецепт красильного раствора для ими­ тации красного дерева путем глубокой пропитки березы (г на 1 л раствора):

При продвижении такого раствора по капиллярам внутрь дре­ весины тонкодисперсиый оранжевый краситель, диффундируя в их стенки, окрашивает все ткани древесины в оранжевый цвет, в то

На срезах окрашенная древесина имеет оранжевую окраску с тем­ ными прожилками сосудов, имитирующими фактуру древесины красного дерева.

Как показывает опыт, основной недостаток всех способов глу­ бокого крашения древесины растворами красителей — наличие в окрашенной древесине отдельных неокрашенных участков, вы­ званных теми или иными пороками или патологическими измене­ ниями в тканях древесины. Предварительная сортировка или от­

Большую роль в этом отношении играет недостаточная дисперс­ ность растворов органических красителей, часто препятствующая свободной диффузии красильного раствора через стенки клеток древесины. Значительно лучшие результаты дают протравы. Яв­ ляясь низкомолекулярными неорганическими веществами, про­ травы (соли) образуют тонкодисперсные истинные растворы, хо­ рошо диффундирующие в древесину. Это позволяет достигать сквозного протравного крашения шпона очень простым способом. Так, для глубокого крашения в коричневый цвет буковый строга­ ный шпон окунают в 4%-ный раствор хромпика, мокрый склады­ вают в стопу и выдерживают 10—12 ч. За это время вследствие диффузии раствора шпон прокрашивается в коричневый цвет, напоминающий цвет ореховой древесины.