Текст целиком и полностью написан исключительно автором данного блога.
Все изделия, приведённые рисунки (кроме отдельно оговоренных) и фотографии выполнены автором.
Пост не содержит никакой запрещенной, или ограниченного пользования, информации. Пост касается исключительно описания процесса работы с деревом и изготовления из него различных полезных предметов.
Данный пост является изложением исключительно собственного мнения и опыта работы, не является услугами по просветительской деятельности и не подлежит лицензированию в соответствии с Федеральным законом «Об образовании».
Монетизация на моём канале отключена. С рекламы, которая здесь появляется, никакого гешефта я не имею.
Краткое пояснение для хейтеров: Я не претендую на истину в последней инстанции, а рассказываю исключительно о своём опыте. Никаких средств я не рекламирую. Каждый в полном праве решать: принимать эту информацию или нет.
Периодически ко мне обращаются с вопросами о технологии пропитки/покрытия моих изделий из дерева, почему в различных случаях я использую различные варианты и как выбираю именно тот или иной режим. Периодически я давал ответы на такие вопросы прямо в комментариях, как-то был более подробный ответ в одной из первых публикаций, но и он не раскрывал всех подробностей и вариантов. Поэтому попробую рассказать об используемых мною технологиях (а их я использую несколько различных) и вариантах их применения более подробно.
Но сначала надо дать ещё несколько пояснительных комментариев.
Я в основном делаю деревянные резные ложки, а это обуславливает следующее:
1. Готовое изделие надо защитить от воздействия воды, причём кипятка в том числе, а также от старения под воздействием света и кислорода воздуха;
2. Желательно (я бы даже сказал «строго обязательно»!) для защиты использовать средства безопасные с пищевой точки зрения.
3. Как правило, мои изделия имеют относительно небольшие размеры – в большинстве случаев габариты не превышают 25х6х3 сантиметра.
4. Так как изначально древесина может быть влажной, взятой из засохших или повреждённых деревьев, то перед выполнением работ по пропитке древесины крайне желательно произвести её сушку и даже стерилизацию во избежание появления впоследствии трещин или развития плесневых или иных грибов в объёме изделия.
5. Так как я применяю различные техники резьбы/изготовления, то периодически для сборки использую тот или иной клей, а это тоже может оказывать влияние на выбор конкретного технологического режима обработки.
6. Кроме деревянных ложек я периодически изготавливаю и другую различную мелочёвку (расчёски, заколки для волос, брошки, мелкие фигурки, магнитики на холодильник), а также бывает и деревянная посуда и какие-то иные изделия, может быть даже и значительно большего размера чем обычная деревянная ложка. Весь спектр может быть даже и сложно перечислить.
Эти указанные параметры обуславливают использование различных вариантов технологий покрытия/пропитки моих готовых изделий.
Итак, есть несколько различных вариантов, попробую рассмотреть их по порядку. Но сначала расскажу про термообработку.
Практически все свои изделия перед нанесением покрытия я предварительно прогреваю в печи. Это обеспечивает полное удаление влаги из объёма древесины, её стабилизацию, а также стерилизацию.
Выполненная термосушка/термостабилизация изделия снижает (практически предотвращает) вероятность растрескивания изделия в последующем при эксплуатации (если конечно была правильно проведена последующая обработка поверхности/объёма древесины). При выполнении термосушки у меня практически никогда не происходило растрескивания (по крайней мере не припомню ни одного случая за последние 5 лет), а вот при сушке на воздухе при обычной (комнатной) температуре такое появление трещин иногда бывает (даже при использовании вроде бы сухой древесины), причём иногда даже специальные ухищрения (в виде использования влажных газет, плёнок, механических стяжек и др.) не спасают.
В случае применения клея, термосушка обеспечивает лучшую полимеризацию клея, и для вододисперсионного клея (ПВА) эта сушка повышает влагостойкость. Но есть особенность: в случае использования суперклея (цианакрилатный) температурное воздействие может привести к потере прочности клеевого шва, предельно допустимая температура зависит от конкретного химического состава клея, но, как правило, не бывает ниже +100°С.
Так какую же температуру при сушке/термообрабтке я обычно использую? На этот вопрос есть несколько вариантов ответов.
Кроме ранее сказанного при цианакрилатный клей (+100°С), я обычно использую более высокие температуры и это опять же обусловлено несколькими факторами.
Во-первых, влага в древесине находится в порах, которые имеют небольшой размер (0,1…0,5 мм), поры не всегда имею выход на поверхность изделия.
Во-вторых, часть влаги в той или иной мере связана с химическими соединениями входящими в состав древесины.
В третьих, иногда желательно несколько тонировать изделие за счёт термообработки.
Каждый из перечисленных параметров обуславливает свой температурный режим.
Так как древесина имеет мелкие, а иногда и запечатанные, поры, то температура кипения (а соответственно и испарения-сушки) превышает 100°С – это связано с капиллярным эффектом. В случае открытых капилляров указанного размера для обеспечения полной сушки достаточно температуры 105…110°С, и продолжительность воздействия должна обеспечивать прогрев древесины до указанной температуры на весь объём. Учитывая низкую теплопроводность древесины, достижение температурного равновесия занимает несколько часов даже при толщине изделия меньше одного сантиметра, поэтому желательно температуру внешней среды сделать несколько выше.
При переходе воды из жидкой фазы в газообразную создается давление больше 1000 атмосфер, при этом давлении закрытые поры раскрываются и не препятствуют выходу воды наружу. При температурном воздействии свыше 100°С в окружающем воздухе вся вода находится в газообразном состоянии (в виде перегретого пара), поэтому сушка древесины будет происходить и даже в абсолютно влажной атмосфере (например, состоящей только из паров воды). Именно на этом эффекте и основан принцип сушки древесины при вываривании в соляном растворе, имеющем температуру кипения больше 100°С.
В принципе возможна сушка на воздухе и при более низких температурах, например, при +60°С. При этой температуре вследствие разных парциальных давлений паров воды в порах и в окружающем воздухе будет происходить постепенный выход воды из пор и испарение в окружающую среду. Но часть влаги останется в закрытых порах. Кроме того, при таком температурном режиме не обеспечивается стерилизация древесины.
В случае желания наиболее полного удаления влаги из древесины, надо извлечь и химически связанную (образовавшую так называемые водородные связи с молекулами целлюлозы, лигнина и других соединений древесины) влагу, но это происходит при более высокой температуре. Обычно считается, что для удаления такой влаги необходима температура выше 120°С. Но тут начинает сказываться другой фактор – термодеструкция соединений древесины.
Древесина в своём составе содержит целлюлозу (40…50%), лигнин (около 50%), а также гемицеллюлозу, различные сахара и минеральные соли, ну а также влагу.
При температуре свыше 125°С начинается постепенная деструкция гемицеллюлозы с образованием левоглюкозана, а также карамелизация сахаров. Кроме того, ускоряются реакции частичного окисления поверхности вследствие взаимодействия и кислородом воздуха. Поэтому при длительном воздействии температур свыше 125°С происходит постепенное потемнение древесины. Следующей температурой, приводящей к деструкции целлюлозы считается 175°С и затем 220°С. При нагреве до температуры 220°С происходит разрушение целлюлозы и образование обугленного остатка, при температуре свыше 250°С (по разным данным от 245 до 270°С) происходит самовоспламенение целлюлозы.
Отсюда следует вывод: если нужно затемнить древесину, то её можно прогреть при температурах 130…200°С. Конкретный температурно-временной режим зависит как от вида (породы) древесины, так и желаемого эффекта. Некоторые породы темнеют легко, а некоторые отказываются совершенно, и при превышении определённого температурного предела мгновенно из белого древесного состояния переходят углеобразное.
Для термосушки можно использовать различные виды оборудования. Просто просушить можно и в микроволновке, но надо соблюдать осторожность - легко перегреть и сжечь древесину. Можно использовать термообработки и электродуховку с хорошей терморегулировкой. Например, у меня дома такая:
Есть и специальные электрические печи с точной терморегулировкой. Впрочем, очень точная и не требуется, достаточно поддержки температурного режима с погрешностью не больше 10°С.
Я обычно для своих изделий использую температуру 130°С для сушки/стерилизации/стабилизации и продолжительность выдержки составляет 8…16 часов. При этом потемнение древесины происходит, но незначительное. Если есть желание получить более тёмную древесину, а также термообработать после склеивания с использованием ПВА или эпоксидного клея, то применяю воздействие температурой 150°С. Для более сильного окрашивания в тёмные тона можно применить выдержку и при 180°С, но продолжительность будет значительно меньше – 1-2-3 часа.
Перехожу непосредственно к вариантам режимов обработки/пропитки.
1. В случае непищевых (не контактирующих с пищей) изделий мною возможен вариант использования покупных синтетических лаков. Технология нанесения может быть различна, зависит от конкретного варианта поставки и написана на упаковке.
Например, лак в аэрозольном баллончике естественно наносится иначе, чем лак из банки/бутылки.
Таким образом я могу обрабатывать брошки, заколки для волос, декоративные фигурки.
Да, при производстве расписных деревянных ложек используют различные красители и пигменты, лаки, грунтовки, шпаклёвки, имеющие различный химический состав. Но это выбор каждого человека – пользоваться такими вещами, или нет. Лично я не пользуюсь.
2. Также для непищевых изделий возможен вариант нанесения на поверхность покупной системы «масло с твёрдым воском».
Химический состав этой штуки может быть разным в зависимости от производителя, но как правило содержит модифицированные (частично окисленные) растительные масла, воски (пчелиный и/или карнаубский), скипидар, канифоль, специальные добавки для ускорения полимеризации (сиккативы), пигменты и/или красители для придания определённого цвета и другие добавки. Так как часть добавок прописана неконкретно, то их влияние на организм в случае попадания в пищевой тракт мне непонятно. Собственно поэтому и для обработки деревянных ложек или иной посуды мною не применяется. А вот для каких-то декоративных вещиц использование вполне возможно.
3. Зачастую можно встретить рекомендации по обработке деревянных поверхностей минеральным (вазелиновым) маслом. Данное масло получают путем перегонки определённой фракции нефти. Теоретически масло может использоваться при контакте с пищевыми продуктами (оно нетоксично). Однако надо учитывать ряд нюансов.
Во-первых, данное масло не полимеризуется, и после нанесения на поверхность древесины оно частично впитывается, но остаётся в порах жидким. Вследствие этого при контакте с другими поверхностями, например с тканью одежды, на них будут оставаться невысыхающие жирные пятна, которые правда легко отстирываются. Данное покрытие (вазелиновое масло) при контакте с водой постепенно вымывается и требуется постоянное его восстановление.
А во-вторых, хоть вазелиновое масло и допущено к контакту с пищевыми продуктами, но при попадании в организм имеет выраженный слабительный эффект, интенсивность которого зависит от количества употреблённого вазелинового масла.
4. Наиболее распространённым вариантом для обработки деревянных ложек, а также многих деревянных изделий является льняное масло.
Льняное масло является пищевым, относится к высыхающим (полимеризаующимся) маслам. Именно на его основе и изготавливается натуральная олифа.
Но льняное масло имеет ряд особенностей.
Во-первых – запах. Вследствие содержания в своём составе пресловутых суперполезных омега 3 и омега 6 жирных кислот масло пахнет как рыбий жир. Кто-=то этот запах воспринимает нормально, а кому-то очень не нравится.
Во-вторых, масло высыхает, но высыхает не очень быстро, полное высыхание масла может быть от нескольких часов (тонкий слой) до нескольких недель.
В-третьих, масло меняет цвет древесины на более тёмный и/или желтоватый.
В-четвёртых, льняное масло (в отличие от химического вазелинового) является природным, а соответственно во влажных условиях может подвергаться поражению плесенью.
Хотя льняное масло и пищевое, но имеет специфический вкус и запах, поэтому раньше его практически в пищу не употребляли, а предпочитали вместо него обычное подсолнечное (постное) масло. А льняное использовали преимущественно для обработки древесины, поэтому его зачастую так и называли «деревянное масло». Придерживаясь исторических условий, я считаю, что использование льняного масла для обработки деревянных ложек является предпочтительным. Варианты технологии пропитки/обработки поверхности будут описаны чуть позже.
5. Ещё один вариант обработки древесины для придания стойкости к воздействию воды/влаги/кислорода воздуха – это использование льняного масла с растворённым в нём пчелиным воском. Зачастую эту смесь называют «густое масло» или «жидкий воск». В отличие от предыдущего варианта, изменение цвета древесины незначительное. Но есть ряд особенностей.
Во-первых, масло с воском высыхает несколько дольше, чем просто льняное масло.
Во-вторых, при нагреве (например, при окунании в кипящую воду) воск плавится и смывается. Соответственно при окунании такого изделия в кипящий суп, воск окажется в супе. Поэтому таким составом я обрабатываю только изделия у которых в процессе эксплуатации не предполагается контакт с горячими жидкостями. Например, можно обрабатывать те же расчёски, заколки, брошки, декоративные фигурки, шкатулки и т.п., или внешние поверхности деревянной посуды. При этом посуду, естественно, нельзя мыть в посудомоечной машине.
Отдельный комментарий: Вообще любые деревянные изделия (и деревянные ложки в том числе) вообще-то не рекомендуется мыть в посудомоечной машине, а также при мойке использовать интенсивные моющие средства и жесткие (металлические) мочалки, так как это приводит к разрушению защитного покрытия и быстрому старению деревянного изделия.
Для изготовления масло-восковой композиции соединяют жидкое масло и твердый пчелиный воск. Для этого в масло добавляют мелко нарезанный воск (или нарезанную восковую крошку заливают маслом – это непринципиально) и нагревают на водяной бане до полного растворения, а затем охлаждают. В зависимости от соотношения масло: воск пожет получиться консистенция от «жидкий кефир» – «жидкая сметана» – «густая сметана» – «твёрдый гуталин». Обычные диапазоны соотношений масло: воск от 10:1 до 1:1 (на указанный объём масла приведено количество граммов пчелиного воска). Лично я обычно использую композицию в соотношении примерно 10:3 – получается не очень твёрдый состав, который удобно наносить на поверхности зубной щёткой.
И собственно о технологиях обработки деревянных изделий льняным маслом.
Опять-таки возможно несколько вариантов.
Вариант 1. Наиболее распространённый способ нанесения – обмазывание. В этом случае на поверхность наносят некоторое количество масла и его размазывают по поверхности пальцем, кисточкой, тампоном. Однако в этом случае плёночный слой масла оказывается очень тонким, поверхностным и при эксплуатации быстро разрушается. Для увеличения долговечности выполняют 2 или более слоя. Например, нанесли первый слой, подождали 30 минут, нанесли второй слой масла, подождали сутки и нанесли третий слой. Тем не менее при интенсивной эксплуатации ложек с таким покрытием через несколько месяцев может потребоваться повторное нанесение защитного слоя, но декоративный вид изделия всё равно утрачивается. Поэтому я эту технологию использую для своих изделий только в крайнем случае – если изделие слишком большое и не получается обработать иным способом.
Вариант 2. Холодное изделие погружается в банку с льняным маслом и там выдерживается некоторое время. После чего извлекается, дают стечь излишкам масла, просушивают и стирают излишки масла впитывающей бумагой (салфетки, туалетная бумага, промокашка, фильтровальная бумага и т.п.). Покрытие получается более прочное, чем в первом случае, но это именно что покрытие – масло глубоко в поры не впитывается. Поэтому я этот вариант для ложек не применяю, а вот для различных декоративных фигурок или предметов не контактирующих с водой – использую.
Вариант 3. Горячее изделие непосредственно сразу после термосушки погружаю в банку с льняным маслом и оставляю в нём до охлаждения. А потом повторяю все процедуры описанные в предыдущем случае. При использовании этого варианта вследствие охлаждения воздуха в порах древесины происходит всасывание жидкости (масла) в поры. И чем была выше температура нагрева древесины, тем больше поры заполняются маслом. Проблема этого варианта в том, что в глубине пор масло может отверждаться достаточно долго, а соответственно будет и запах масла. Тем не менее, это один из основных вариантов, используемых мною.
Вариант 4. Изделие после пропитки по предыдущему варианту просушивают в течение некоторого времени (от суток до нескольких недель – по желанию или возможности) и повторно термообрабатывают. Этот процесс зачастую называют «закалка» (естественно, к закалке металлических деталей это не имеет никакого отношения). При этом температура печи обычно несколько ниже – от +90 до +130°С, продолжительность воздействия несколько часов (обычно от 6 до 12). При таком воздействии ускоряется и усиливается отверждение плёнки масла и на поверхности зачастую образуется плотный «лаковый» слой. Но есть и минус (куда же без него!) – при этой термообработке из пор древесины неотверждённое масло частично выдавливается на поверхность и в результате могут образоваться капли. Эти капли необходимо быстро удалить, пока они не полностью затвердели. В противном случае необходимо применять шлифовку, а это может несколько ухудшить внешний вид изделия. Именно такой режим обеспечивает создание одного из наиболее прочных и долговечных покрытий для древесины, поэтому, наряду с предыдущим вариантом, этот также является у меня предпочтительным и наиболее часто применяемым при обработке деревянных ложек.
Вариант 5. В этом случае деревянное изделие помещают в масло и прогревают (проваривают) в течение длительного времени. Естественно это не рекомендуется выполнять при непосредственном нагреве на газовой или электрической плите, так как кроме большой вероятности возгорания большого количества масла, есть еще и неприятная возможность просто перегреть, в результате чего древесина может разрушиться («сгореть»). Обычно этот процесс выполняют либо на водяной бане, либо в печи (духовке). На водяной бане температура +100°С (кипящая вода), а в печи может быть как ниже (+60…+90°С), так и несколько выше (+120…+150°С). Такой процесс вываривания выполняют в течение нескольких часов. Этот вариант имеет несколько минусов, вследствие чего я его в настоящее время для своих изделий не использую. Прежде всего, в результате многократных температурных воздействий происходит частичное окисление льняного масла, и его характеристики постепенно ухудшаются. Кроме того, если изделие полностью не помещается в объёме ёмкости с маслом, то процесс надо проводить в несколько этапов, периодически переворачивая изделие. В результате на поверхности, которая была обработана на первом этапе и извлечена из масла на воздух могут образоваться капли, которые отверждаются в процессе обработки и их бывает проблематично удалить. В случае с использованием рыхлой (шпальт) или крупнососудистой древесины может быть излишнее поглощение масла, в результате изделие может выделять масло в течение длительного времени и пачкать соприкасающиеся поверхности. Но этот вариант обработки обеспечивает наиболее прочное покрытие, особенно в сочетании с последующей закалкой.
Вариант 6. Это сочетание одного из предыдущих вариантов обработки с последующим нанесением на поверхность густого масла (масло с пчелиным воском). Для деревянных ложек этот вариант я не использую, а вот для других своих изделий иногда применяю.
В этой статье я не касался обработки поверхности обжигом, но это и не относится непосредственно к технологиям пропитки и создания защитного покрытия. Хотя обжиг всей поверхности и может придать некоторые защитные свойства, особенно в сочетании с последующей пропиткой маслом.
Вот собственно говоря и всё, что я хотел и имею возможность сообщить о применяемых мною технологиях обработки и создания защитных покрытий/пропиток для моих деревянных изделий.
Дочитали до конца поста? Не забываем ставить лайк и оставлять комментарии!