Продолжаю описание технологии изготовления деревянных ложек.
Предыдущая часть здесь
На этот раз коснусь процессов сушки древесины, заготовок в процессе изготовления и завершённых изделий, а также нанесения на них защитно-декоративных покрытий.
При изготовлении изделий из продаваемого в магазинах готового пиломатериала (реек, досок, щитов и т.п.,), как правило, вопроса о проведении сушки не стоит. Эти материалы, как правило, имеют уже достаточно низкую влажность (7…15%), и при изготовлении из них предметов (ну и после изготовления тоже) растрескивания или значительной деформации не происходит. Поэтому в дальнейшем речь пойдет о сушке материала добываемого другими путями и изготавливаемых из него изделий.
Сначала о сушке сырья (заготовок).
Я не являюсь сторонником рубки деревьев для этой цели. В наше время сейчас в лесу достаточно много валежника, есть остатки от санитарных рубок или обрезки деревьев. Можно приобрести дрова, в том числе в небольшом объёме – для барбекю, которые продаются, например, в сетевых магазинах.
Влажность получаемого сырья зачастую высокая и может превышать даже 100% (по отношению к массе абсолютно сухой древесины).
Влажность древесины зависит как от породы, так и времени и состояния в момент сбора, а также условий её последующего хранения. Причем даже древесина с одной и той же влажностью, но полученная разными путями, в дальнейшем сохнет по-разному. Например: влажность живых деревьев существенно меняется от периода вегетации (зима-весна-лето-осень), а также считается что она меняется от лунного цикла (полно- или новолуние). У свежесрубленной древесины, как правило, влажность выше, чем у засохшей на корню. Но даже при одной и той же влажности свежесрубленной древесины и валежника, сушка свежесрубленной древесины протекает значительно медленнее и имеется больший градиент (перепад) по толщине.
В подавляющем большинстве случаев, добытая древесина не сразу идёт в дело, а некоторое время проводит на хранении.
В этом случае надо решить несколько задач:
– не допустить растрескивания;
– производить или не производить сушку (мокрая древесина режется, как правило, легче);
– не допустить поражения древесины плесневыми и иными дереворазрушающими грибами и насекомыми.
При хранении необходимо учитывать, что влажная древесина легче поражается грибами (плесневыми в том числе), вследствие чего: а) снижаются её прочностные характеристики, б) в объёме древесины появляются черные, бурые, зеленоватые или синие прожилки, пятна, разводы, в) развиваются гнилостные процессы. Наиболее вероятно это происходит в условиях высокой влажности, например в случае длительного нахождения валежника в лесу, в тени при возможности попадания осадков, в герметичной упаковке (например, полностью в закрытом полиэтиленовом пакете).
На фото ниже приведена ложка, вырезанная из спиленного ствола клёна, который около года лежал на земле. Видны чёрные полосы вследствие развившихся плесневых грибов. Поражённый слой составлял около 1 сантиметра по толщине от внешней поверхности древесины в глубину и полностью его удалить при изготовлении ложки не удалось.
При сушке древесины происходит её усадка. В зависимости от влажности и породы древесины величина усадки может колебаться от 1 до 30 %. Наиболее сильно усадка происходит в радиальном направлении, наименьшая – вдоль волокон. Неравномерная и неодновременная усадка по объёму древесины в большинстве случаев приводит к появлению трещин. Снизить вероятность появления трещин можно за счёт снижения скорости потери влаги в процессе сушки.
При сушке (хранении) неокорённых (без удаления коры) поленьев, содержащаяся в объёме древесины влага преимущественно уходит через торцевые поверхности. В этом случае возможно появление радиальных трещин на торцевой поверхности и распространяющихся вглубь вдоль волокон. Глубина таких трещин может составлять 10…15 см и более. Поэтому для снижения вероятности растрескивания, торцы (в том числе места удаления боковых веток) древесины защищают, покрывая маслами или красками, или заматывают полиэтиленовой плёнкой. В этом случае процесс высыхания идёт практически исключительно через боковую поверхность (кору). Однако 100% гарантировать отсутствие растрескивания не удаётся даже при хранении заготовок в относительно прохладном и влажном месте (например, под навесом, в сарае). При этом трещины могут образоваться под корой и в местах разрыва коры. Появление трещины приводит к усилению испарения через новую образовавшуюся поверхность, в результате чего она усиленно растёт в размерах и происходит её раскрытие (расширение).
На мой взгляд, наиболее оптимальным вариантом является хранение заготовок максимально возможной длины. В этом случае количество торцов минимально. По мере необходимости от общего брёвнышка отпиливается заготовка заданной длины, а остаток (новый торец) защищается вновь.
При сушке поленьев без коры происходит растрескивание в первую очередь внешней поверхности ствола, так как заболонь (внешняя растущая часть дерева по которой происходит нарастание годовых колец и движение воды и питательных веществ) является более рыхлой, имеет большую влажность и при сушке максимально уменьшается в размерах. Так как она контактирует с воздухом, то теряет влагу (и соответственно уменьшается в размере) в первую очередь.
При сушке половинок поленьев, удаление влаги происходит с поверхности раскола (распила) и рост трещин происходит преимущественно от центральной части древесины (сердцевины) в радиальном направлении, трещины идут от центра к боковой поверхности.
При сушке (хранении) заранее расколотых поленьев на сравнительно небольшие сегменты (на 4-6 и более), появление трещин значительно менее вероятно.
Для облегчения процесса сушки и снижения вероятности растрескивания возможно предварительно вываривание древесины, или заготовки, или уже готового изделия в воде, соляном растворе или масле. В процессе такого нагрева происходит расширение воздуха содержащегося в порах древесины, и пузырьки воздуха буквально пробивают себе дорогу на поверхность, выталкивая воду и расширяя имеющиеся поры. Вследствие этого древесина сохнет значительно быстрее по всему своему объёму, при этом градиент (перепад) влажности по толщине значительно снижается, а значит и снижается риск растрескивания. Однако вываривание в воде, соляном растворе (рапе) или масле может привести к существенному изменению цвета поверхности, что необходимо учитывать при работе. Глубина изменения цвета зависит от вида древесины и направления волокон. Как правило она составляет 2…5 мм, по торцам может превышать 10…30 мм.
Резание сырой древесины, как правило, существенно легче. Кроме того в этом случае исключен длительный период предварительной сушки древесины. Поэтому раньше в основном вырезание велось преимущественно именно из такой древесины, и только на следующем этапе производили высушивание полуфабрикатов или уже практически готовых изделий. Но необходимо учитывать, что в процессе сушки вырезанного из сырой древесины изделия возможна его деформация. Впрочем этот момент может быть учтён и использован в работе, о чём уже говорилось в предыдущей части.
Сушка баклуш, полуфабрикатов и готовых изделий.
В процессе изготовления ложек, особенно из сырой древесины, во избежание порчи изделий необходимо применять определённые технологические решения. Остановлюсь на этом поподробнее.
При вырезании ложки из сырой древесины, для снижения риска растрескивания изделия необходимо максимально быстро произвести удаление возможно большего объёма ненужной древесины. Поэтому процессы изготовления баклуши и в дальнейшем вырезания ложки необходимо выполнить как можно более быстро. Для этого ранее использовалось разделение труда (баклушечник и резчик). Однако это не обеспечивает непрерывного процесса в силу наличия естественных перерывов (на еду, сон, другие задачи).
Поэтому есть необходимость на первых этапах по возможности сохранить влажность древесины по всему её объёму с минимальными перепадами. Для этого можно во время перерыва заготовки просто поместить в воду, но на длительный срок делать это не желательно. Как правило, заготовки закрывают влажным укрывным материалом. Раньше в качестве такого материала использовалась сырая трава или рыхлая земля, сейчас заготовки укутывают влажной тканью или полиэтиленовой плёнкой. Это снизит или даже полностью предотвратит высыхание заготовки и будет способствовать более равномерному распределению влаги по её объёму.
После вырезания изделия, до этапа чистовой обработки, необходимо произвести аккуратную сушку. Эта сушка осуществляется фактически в несколько этапов: сначала в относительно влажных и прохладных условиях, затем во всё более сухих. Фактически процесс сушки составляет несколько суток. Во время сушки, для снижения риска растрескивания, заготовку желательно защитить при помощи бандажа. То есть заготовка обматывается материалом, сжимающим её, но не препятствующим удалению влаги. В качестве такого бандажа может использоваться шпагат или лента из эластичного материала (например, резиновый жгут или лента шириной 2…10 мм), которые наматываются на ложку (преимущественно на область черпала) с натягом. В процессе сушки объём изделия уменьшается, поэтому шпагат с некоторой периодичностью (например, 2-3 раза в сутки) желательно перематывать.
По окончании вырезания (но до покрытия декоративно-защитным слоем) желательно произвести горячую сушку при повышенных температурах. Так как влага находится в порах древесины, то для её полного удаления температуры в +100 градусов Цельсия недостаточно. Необходимы более высокие температуры. Считается, что полное испарение воды из пор древесины возможно при температурах не менее +105…110 градусов. Но эту температуру надо достичь во всём внутреннем объёме древесины. Кроме того, большая часть пор находится в закрытом состоянии и на прямую не контактирует с атмосферой. Поэтому реально изделие надо выдержать при более высоких температурах.
При температурах выше +140 градусов Цельсия уже начинается постепенная деструкция целлюлозосодержащих материалов. Поэтому, если конечно нет желания изменить цвет изделия за счёт термообработки, изделие желательно выдерживать при температурах 120…140 градусов в течение нескольких часов. Раньше для этого использовалась русская печь, сейчас в домашних условиях вполне подойдёт кухонная духовка или специальный термошкаф с регулируемой температурой.
Я предпочитаю действовать в таком порядке:
Плавно и постепенно сушу заготовки после первичного вырезания (при температуре +10…20 градусов, в условиях отсутствия прямого солнечного света и при сравнительно высокой относительной влажности). На это уходит (в зависимости от влажности древесины) от 1 до 5 суток. Затем произвожу вырезание декоративного рисунка. Дальше сушу в комнатных условиях ещё несколько суток. После достижения практической сухости изделия, его помещаю в термошкаф, в котором происходит постепенное повышение температуры от комнатной до +120…140 градусов, и затем выдерживаю при этой температуре ещё 2…6 часов. После такой температурной выдержки ложки, достигается абсолютная сухость древесины (0% влажности). Кроме того, при этом происходит её стерилизация, то есть убиваются содержащиеся в ней микробы и плесневые грибы.
Если высушенное в таких условиях изделие на следующем этапе не защитить внешним покрытием, то постепенно влажность древесины повысится как за счёт поглощения влаги из воздуха, так и при контакте с жидкостями. Поэтому для обеспечения длительного срока службы, применение защитного покрытия является крайне желательным. Кроме того, это покрытие придаёт более декоративный вид.
После сушки ложки и до её пропитки маслом возможно наличие ещё одной составляющей техпроцесса, а именно – обработка её морилкой для придания большего декоративного вида. Морилки могут быть как на водной, так и спиртовой основе. Естественно, что для обработки ложек контактирующих с пищевыми продуктами предпочтительно использовать морилки на основе нетоксичного природного сырья (из чаги, дубовой коры, шишек и др.).
Кроме обработки морилкой возможно использование несколько иного процесса – а именно термообработки. При длительном выдерживании деревянного изделия при повышенных температурах (150 и более градусов) происходит частичная деструкция целлюлозы, карамелизация содержащихся и образующихся в древесине сахаров и других соединений. В результате чего древесина (в зависимости от породы) приобретает более тёмный цвет, который ещё более усиливается при пропитке маслом. Например, на фото ниже приведены две ложки вырезанные из одного поленца яблони, но левая прошла дополнительную термообработку при температуре 180°С в течение более 3 часов.
Ещё одним вариантом обработки древесины до нанесения защитного покрытия является её обжиг открытым пламенем. Возможна как лёгкая обработка немного меняющая цвет, так и глубокий обжиг вплоть до образования угольного слоя на поверхности.
Раньше ложки после вырезания высушивались, и это, как правило, являлось последним этапом её изготовления. Исключение составлял сегмент не массового производства. В этом случае ложки либо расписывали красками, либо пропитывали высыхающими маслами. То есть наносили декоративно-защитное покрытие.
Рассмотрим эту составляющую технологического этапа.
Возможно несколько вариантов как самого покрытия, так и способов его нанесения.
В качестве декоративно-защитного покрытия лично я в основном использую пропитку (вываривание) изделия в растительном масле. Для этого изделие помещаю в холодное растительное масло (льняное) и также в термошкафу произвожу нагрев-выдержку-последующее охлаждение. Температура нагрева также составляет +120…140 градусов, выдержка в горячем состоянии 2…4 часа и последующее плавное охлаждение и выдержка в остывшем масле ещё в течение 8…12 часов. После этого изделия вынимаю и даю стечь остаткам масла, а затем протираю бумажными салфетками или ветошью для удаления излишнего его количества. В принципе возможно не полное погружение ложки в масло – за счёт пор в древесине и длительности процесса масло всё равно пропитывает полностью весь объём изделия. Но для облегчения пропитывания предпочтительно сначала всю поверхность ложки окунуть в масло (можно в несколько приёмов) и только потом погрузить в масло основную часть (черпало) и поместить в термошкаф.
Также изредка использую и другие варианты пропитки. Например:
После вываривания в масле, извлекаю ложку из горячего масла и даю ей остыть на воздухе. При этом происходит интенсивное впитывание масла с поверхности в поры древесины. В результате (по сравнению с первым вариантом) общее количество масла уменьшается и его полимеризация происходит быстрее.
Ещё один вариант покрытия – это обработка холодной или горячей (извлечённой сразу из горячего термошкафа) ложки маслом или маслом с воском при помощи тампона. В этом случае обработка проводится в несколько этапов с интервалом в несколько часов для впитывания масла. Излишки масла после нанесения должны быть удалены через 15…30 минут после нанесения. Обычно количество таких обработок составляет 3…5.
Вместо, или дополнительно к пропитке маслом, в качестве декоративно-защитного покрытия используется масло-восковая мастика (в горячем льняном масле предварительно растворяется пчелиный воск: 1 часть воска на 5…10 частей масла, возможно при изготовлении мастики добавление небольшого количества канифоли). Покрытие поверхности изделия можно производить как горячей, так и холодной мастикой.
У каждого из вариантов имеются свои достоинства и недостатки, и используется тот или иной вариант в зависимости от предпочтений, возможностей и решаемых задач. Например, первый вариант (выварка в горячем масле с последующим охлаждением в нём) обеспечивает наиболее полную пропитку маслом как в объёме так и на поверхности, в результате чего изделие будет в процессе эксплуатации меньше поглощать воду. Однако в этом случае имеется наибольший расход масла и требуется наиболее длительная сушка после изготовления. Кроме того, при не очень аккуратном выполнении техпроцесса, возможно появление наплывов масла на поверхности вследствие его выпотевания при последующей сушке.
Но не все изделия можно обработать таким способом, в частности вследствие их размеров (слишком большие). Поэтому применяются другие варианты.
Готовое изделие затем проходит сушку в течение 2…3 и более недель для полной полимеризации масла. Ускорение полимеризации происходит при воздействии солнечного света, однако надо учитывать, что нагрев (даже сравнительно небольшой) на первых порах может приводить к выделению незаполимеризовавшегося масла из пор. Поэтому, во избежание образования подтеков масла на поверхности, надо неоднократно протирать её ветошью, удаляя или равномерно распределяя по поверхности выделившиеся капли масла.
В качестве ещё одного варианта может быть рассмотрено нанесение лакового покрытия из синтетических лаков (нитро, алкидных, фталевых, эпоксидных, полиэфирных, полиуретановых и т.п.) или грунтовки с последующей росписью. Этот вариант лично я при изготовлении ложек не использую, поэтому и не описываю. Но при изготовлении других декоративных изделий (например, бусы, кулоны, браслеты, заколки, кольца) использование такого варианта отделки считаю вполне допустимым.
Следующая часть здесь