Защитно-декоративная отделка древесины

Количество и размер пор древесины зависят от породы. Поры глубоко впитывают лакокрасочные материалы, что повышает их расход. Для предотвращения этого перед нанесением лакокрасочного материала на древесину крупнопористых пород (дуб, ясень) выполняют операцию порозаполнения, а мелкопористых – грунтования. Наличие внутри- и межклеточных ходов обусловливает различную проницаемость жидкостей в поперечном и продольном направлениях. Это затрудняет получение однородной окраски древесины. При поглощении поверхностными слоями древесины наносимых на нее жидкостей и растворителей, она набухает на ней появляются неровности в виде поднявшегося ворса, «серебристых» пор, коробления краев пор, микротрещин.

Разные породы древесины имеют разную твердость. При отделке изделия из дерева мягких пород для его укрепления необходимо нанести твердый слой грунта или шпатлевки, служащего подложкой для основного покрытия. В противном случае поверхность легко истирается, крошится, покрывается царапинами. Поверхность древесины твердых пород перед отделкой не укрепляют.

Каждая порода древесины имеет определенную текстуру – естественный природный рисунок, образованный на поверхности волокнами в годичных слоях, сердцевинными лучами, смоляными ходами, разрезами пор, расположением сучков, заболони и ядра. Текстура древесины ценных пород тщательно подчеркивается при отделке специальными составами.

Также при отделке древесины учитывается ее цвет, который зависит от породы. Цвет древесины красного дерева, дуба, палисандра, ореха, чинары нецелесообразно изменять, если поверхность имеет равномерный цветовой тон. При нарушении равномерности цвета изделие подкрашивают. Сохранение естественного цвета древесины или его коррекция крашением определяется декоративно-художественными особенностями изделий и требованиями заказчиков.

Древесина, как природный полимерный материал, разнородна по химическому составу и содержит ряд химических компонентов – целлюлозу, лигнин, масла, смолы, красящие и дубильные вещества. Некоторые из них препятствуют образованию равномерной пленки лакокрасочных материалов, наносимых на ее поверхность. Зачастую при отделке пород древесины, содержащих фенольные вещества, необходимо предварительно нанести на поверхность слой изоляционного грунта. Смолы, входящие в состав древесины хвойных пород, ухудшают адгезионную способность – прочность «схватывания» лакокрасочного материала с древесиной, способствуют проявлению пятен на прозрачных покрытиях. Чтобы это предотвратить, древесину обессмоливают. В то же время дубильные вещества, содержащиеся в древесине, благодаря специальной обработке могут быть использованы для придания поверхности изделия различных оттенков коричневого цвета.

Для получения качественных отделочных покрытий влажность древесины не должна превышать 8±2%. Древесину такой влажности применяют в мебельном производстве, обеспечивая соответствующие параметры сушкой на щадящих режимах и поддержанием в цехе относительной влажности воздуха 60%.

Виды отделки

Различают три основных вида отделки древесины – прозрачную, непрозрачную и имитационную. Прозрачными лаками покрываются изделия, облицованные шпоном или декоративными (чаще текстурными) бумагами, а также из массивной древесины, имеющей красивую текстуру. Поверхность изделий, выполненных из малоценных пород древесины, плитных или листовых материалов, покрывают непрозрачной пленкой, краской, эмалью, пластиком или бумагой.

Имитационная отделка улучшает декоративные свойства поверхности обычных древесных и композиционных материалов путем наклейки либо пленок, чаще всего имитирующих текстуру ценных пород древесины либо фактуру тканей, камня, и на основе пропитанных бумаг с глубокой степенью отверждения смолы. Имитационная отделка позволяет экономить шпон, упростить подбор текстурного рисунка смежных лицевых элементов мебели, в первую очередь – дверей, экономить плитные материалы при раскрое.

Покрытия, полученные нанесением на поверхность жидких лакокрасочных материалов, условно делятся на прозрачные и непрозрачные. Первые позволяют сохранить естественный цвет и текстуру дерева, в том числе и с изменением их за счет отбеливания, коррекции цвета подкрашиванием поверхности. В этом случае применяют бесцветные полиэфирные, полиуретановые, реже – нитроцеллюлозные лаки и ряд других. Непрозрачные лакокрасочные покрытия полностью закрывают цвет и текстуру отделываемой поверхности за счет использования материалов различных цветов, обладающих высокой укрывистостью. Такими материалами являются краски, эмали, порошки, грунтовки и шпатлевки на основе карбамидоформальдегидных, полиэфирных и других смол. Комбинированные покрытия сочетают использование пленочных покрытий с нанесением на них лакокрасочных материалов.

Технологии покраски

Отбеливание и крашение используются для изменения цветового тона, усиления естественного цвета древесины, ее окраски. Обычно отбеливают светлые породы древесины – березу, бук, ясень, иногда дуб. Чаще всего используют перекись водорода или комбинированные составы на ее основе с добавлением жидкого стекла, а также 8–10%-ный водный раствор щавелевой кислоты.

Для крашения применяют водорастворимые органические красители, представляющие собой смесь прямых и кислотных красителей, составленную для получения нужного цвета и оттенка, как правило, красно-коричневых тонов – красного дерева, ореха светлого, среднего или темного и других. В ряде случаев используются поренбейцы – композиции из пигментов, красителей, пленкообразователей и органических растворителей.

Грунтование применяют для сокращения расхода дорогостоящих лаков, красок, эмалей за счет снижения впитывающей способности подложки и обеспечения прочного сцепления последующих покрытий с древесиной. Некоторые грунтовки предназначены для создания цветового фона под печать текстуры древесины, для повышения электропроводности изделий при отделке в электрическом поле высокого напряжения. Различают грунтовки карбамидные, нитрокарбамидные, полиэфирные, на базе ПВА-дисперсии, полиакриламида. В состав грунтовок входят пленкообразователи, растворители, поверхностно-активные вещества и ряд целевых добавок.

Для заполнения пор древесины в основном кольцесосудистых пород используются специальные грунтующие составы, содержащие наполнители. Чаще всего это порозаполнители либо на масляной основе, либо безмасляные канифольные.

При непрозрачной отделке для заполнения и сглаживания неровностей поверхности древесины распространены шпатлевки – смесь пигментов, минеральных наполнителей и связующих веществ. На мебельных предприятиях широкое применение получили нитроцеллюлозные быстросохнущие и акриловые водостойкие шпатлевки.

В зависимости от агрегатного состояния лакокрасочных материалов покрытия могут выполняться на основе жидких лакокрасочных материалов либо порошков или пленок. Сегодня на рынке представлены водоэмульсионные и порошковые материалы и составы, не включающие летучие составляющие. Такие материалы, называемые стопроцентными лаками и красками, наносятся в виде расплавов. Все больше применяют воднодисперсионные материалы, отличающиеся экологичностью, безопасностью, сравнительно низкой ценой. Однако покрытия на основе подобных материалов обладают практически теми же физико-механическими и эксплуатационными показателями, что и покрытия на основе органических растворителей.

В мебельном производстве особое место занимают жидкие лаки, представляющие собой растворенные в воде или органических растворителях пленкообразователи. Они определяют конечное качество изделий. Номенклатура жидких лаков для покрытий древесины достаточно широка: к ним относятся нитроцеллюлозные, полиуретановые, акриловые, алкидно-карбамидные, полиэфирные лаки.

Нитролаки давно применяются в мебельной промышленности. Они характеризуются высоким содержанием летучих веществ – смеси органических растворителей (сухой остаток не более трети объема), что является нарушением экологических требований. Но у этих лаков имеется много плюсов: они быстро сохнут, обладают хорошими физико-механическими и декоративными характеристиками, достаточно дешевы, а также легко наносятся на изделия пневматическим распылением, наливом на лаконаливных машинах, окунанием, кистью либо тампоном. С их помощью может формироваться либо прозрачное, либо матовое покрытие древесины, а также имитационная отделка различных плитных материалов.

Полиуретановые лаки включают гидроксилсодержащие насыщенные полиэфиры и изоцианаты, взаимодействие которых приводит к последующему образованию полиуретана. Основными преимуществами таких лаков являются малый расход за счет образования тонкослойного, чаще – матированного покрытия, обладающего высокой твердостью, эластичностью, прочностью, стойкостью к износу, действию влаги, температуры, различных химикатов. При этом не требуется последующего шлифования и полирования покрытия. Для получения качественного покрытия мебели для кухни, ванной комнаты, в первую очередь – светлых тонов, применяются акриловые лаки, которые характеризуются высокой физико-химической стойкостью к истиранию, влаге, кофе, алкоголю, практически не желтеют со временем.

Полиэфирные лаки представляют собой растворы ненасыщенных полиэфирных смол в стироле и в органических растворителях. Отверждение покрытий происходит в результате сополимеризации полиэфирной смолы со стиролом, протекающей в присутствии отвердителя и ускорителя реакции. Различают полиэфирные лаки парафиносодержащие и беспарафиновые.

В первых лаках содержится парафиновая добавка, создающая на поверхности покрытия тонкий парафиновый защитный слой, который изолирует лаковый раствор от кислорода воздуха, препятствуя протеканию реакции сополимеризации и одновременно замедляя испарение стирола из лаковой пленки. Эти лаки характеризуются высоким содержанием пленкообразователей (до 97%), что определяет их широкое применение в мебельной промышленности. Нанесение лака осуществляется последовательно двумя растворами – с инициатором и с ускорителем с помощью двух лаконаливных головок лаконаливной машины при комнатной температуре.

Парафиносодержащие лаки применяют для отделки горизонтальных поверхностей при получении покрытий с зеркальным блеском либо матовых покрытий фасадных поверхностей дорогой мебели. Поскольку усадка этих лаков мала, а отверждение при нанесении толстого слоя осуществляется надежнее и быстрее, то сформировать покрытие толщиной 0,3–0,4 мм можно максимум за два прохода. Если при подготовке поверхности древесины под нанесение лака не предполагается ее подкрашивание красителями на водной основе, то допускается отделка такими лаками непосредственно по шероховатой поверхности, поскольку лак не вызывает разбухания поверхностного слоя и поднятия ворса, что исключает операцию промежуточного шлифования. При отделке парафиносодержащими лаками грунтование и порозаполнение подложки практически не применяется.

Недостатки лаков, содержащих парафин, – невысокая адгезия с древесиной, низкая вязкость и высокая текучесть, короткий период жизнеспособности – 30 мин., невозможность обрабатывать вертикальные поверхности без введения в лак специальных добавок.

Беспарафиновые лаки содержат до 70% пленкообразователей. Период жизнеспособности растворов этих лаков достигает 20 ч. В сравнении с лаками, содержащими парафин, покрытия на основе беспарафиновых лаков характеризуются более высокой эластичностью и адгезией к различным подложкам, они более просты в использовании. Их часто применяют в качестве полиэфирного грунта с последующим нанесением полиуретанового лака или эмали.

Номенклатура полиэфирных лаков достаточно широка как для отделки мебельных деталей, деревянных музыкальных инструментов при формировании прозрачных, глянцевых, высокоглянцевых и матовых покрытий, так и изделий под последующую полировку при нанесении лаков разными способами – наливом или распылением, сушкой покрытия при комнатной температуре или ультрафиолетовом отверждении. Сегодня на российском рынке широко представлена лакокрасочная продукция ведущих зарубежных фирм: Akzo Nobel (Голландия), Henkel, Basf, Heidelberg, Alpina (Германия), Teknos (Финляндия), SayerLack (Италия), Becker (Швеция), а также российских производителей – VGT, «Краско», «Декарт» и ряда других.

Покрытие «под старину»

На малых мебельных предприятиях, занимающихся изготовлением эксклюзивной мебели или ее реставрацией, применяют натуральные масла и пчелиный воск. В отличие от лаков, масло проникает в поры древесины без образования пленки, на которой остаются следы от кисти и другие дефекты покрытия. При применении быстросохнущих сортов масел на поверхности не образуется литой поверхности, на которой оседала бы пыль. Воск может использоваться в качестве отделочного материала как самостоятельно, так и в виде поверхностного отделочного слоя по нанесенным ранее лакам. Во многих случаях дизайнеры предлагают при отделке мебели из дуба, дубовых интерьерных настенных панелей и эксклюзивном дубовом паркете использовать покрытие воском (вощение) – так называемое «дуб под старину». Образуемое восковое покрытие обеспечивает устойчивую к воздействию влаги пленку, выравнивает поверхность изделия, заполняя образовавшиеся в ходе эксплуатации неровности, оттеняет натуральный цвет текстуры древесины.

Отделочные масла традиционно используются при работе с крупнопористой древесиной дуба, ясеня, березы и даже для древесины хвойных пород, получающих при обработке маслами янтарный оттенок. Масла обладают водоотталкивающими свойствами, что представляет определенный интерес при отделке садовой мебели, так как последующие слои нанесенных масел сохраняют древесину от вредного прямого воздействия ультрафиолетового излучения солнечного спектра.

К плюсам масляного покрытия относится то, что оно не является твердым износостойким, а также не используется в качестве покрытий для внутренних поверхностей мебели, особенно шкафов из-за возможности загрязнения содержимого. Наиболее известны в деревообработке льняное, тунговое, датское и тиковое масла.

Льняное масло (сырое) рекомендуется использовать лишь для отделки изделий небольших размеров. Масло сохнет до трех суток, в течение которых на обработанной поверхности будет осаждаться пыль, приводя к снижению качества отделки. Более технологично в применении вареное льняное масло – олифа, сохнущая в течение суток.

Чистое тунговое масло, известное под названием «китайское древесное масло», является самым стойким из отделочных масел. Оно обладает высокими гидрофобными свойствами, хорошо сопротивляется нагреванию и спиртам. Покрытие высыхает в течение суток. Для качественного покрытия требуется нанесение 5–6 слоев масла с промежуточным тонким шлифованием между слоями.

В состав датского или тикового масла собственно масло входит в качестве основы, в которую добавляются сиккативы – катализаторы, ускоряющие процесс высыхания слоя отделочного материала на масляной основе до шести часов. На отделанной поверхности от воздействия температуры, спирта и даже воды могут появляться белые пятна, однако они быстро пропадают.

Масляные композиции наносятся на очищенную подготовленную поверхность древесины обильным слоем. Необходимо дать возможность маслу впитаться в течение нескольких минут, а затем протереть поверхность чистой ветошью, чтобы убрать излишки масла. Как правило, через 5–6 ч выдержки при комнатной температуре наносится второй слой масла и снова дается выдержка. Для обеспечения качественного покрытия требуется нанесение 5–6 слоев масла. После сушки последнего слоя поверхность изделия полируется мягкой тканью. Если после длительной сушки на обработанной поверхности проявятся следы пыли, их сошлифовывают «шкуркой-нулевкой» вдоль волокон перед нанесением очередного слоя масла. Для получения качественного покрытия надо четко придерживаться рекомендаций изготовителя масла, указанных на упаковке. Изготовителем могут предлагаться составы с различными добавками, что предполагает, например, другие периоды времени при сушке.

Для вощения поверхностей на рынке представлен широкий спектр готовых полировальных композиций на основе пчелиного воска – мастики, полироли, пасты. Полировка восковыми составами придает желтые оттенки – от прозрачного для беленых поверхностей светлой древесины до темно-коричневого цвета «под старину». С помощью восковых составов «залечивают» дефекты эксплуатации мебели – трещины, царапины, потертости.

Полировальные составы на основе воска имеют жидкую консистенцию, что позволяет наносить их на поверхность кистью. Обычно вощение производят в два-три слоя. Полировальная паста по консистенции густая и наносится на поверхность безворсовым тампоном, а после высыхания полируется мягкой тканью.

Воск может наноситься непосредственно на открытую «белую» древесину. Восковую композицию для улучшения адгезии с древесиной наносят в подогретом состоянии тонким слоем, поскольку толстый слой покрытия сложнее располировывать до блеска, лучше после высыхания нанести второй тонкий слой. После полного высыхания поверхность нужно отполировать мягкой тканью или войлоком. Перед вощением целесообразно покрыть поверхность лаком.

В России наиболее известны масла и восковые композиции фирм Teknos (Финляндия), Borma wachs и Sayer Lack (Италия).

Защитно-декоративная отделка поверхностей должна соответствовать их утилитарному назначению. Например, поверхности мебельных элементов – дверей, ящиков, столешниц, должны хорошо очищаться от жировых отпечатков пальцев и не бояться контакта с чистящими средствами, а для тех изделий, которые, как правило, редко берут в руки (деревянные корпуса старинных часов, шкатулки, элементы интерьера), покрытие воском является вполне целесообразным.