Среди технологий обработки древесины одним из наиболее интересных и увлекательных моментов является придание заготовке прочности и стойкости к негативным воздействиям окружающей среды. Традиционно в домашних условиях применяется несколько вариантов обработки – нанесение защитного слоя и пропитка консервационными рецептурами. Но как показывает практика, такие методы не дают большого эффекта, через 2-3 года приходится исправлять дефекты покрытия и заново делать обработку. Такое положение дел часто подталкивает к поиску новых решений проблемы защиты изделий из дерева, например, такого метода как стабилизация древесины в домашних условиях.
Что такое стабилизация древесины
В процессе механической обработки древесины используются разные приемы и методы – пиление, строгание, шлифовка, резьба. Во время всех этих работ происходит нарушение природного порядка расположения волокон. Часть волокон раскрывается по всей длине, часть нарушается в поперечном разрезе. В итоге после всех манипуляций получается изделие нужной формы. Но вместе с получением нужной формы, само дерево становится еще более не защищенным к внешнему воздействию. Обработанные волокна по-прежнему сохранят способность впитывать влагу, что чревато развитием грибковых инфекций и гнили.
Изменить такое положение дел можно, только прибегнув к применению технологии стабилизации или обработке дерева специальным составом способным проникнуть глубоко в поры и буквально закупорить поры. Процесс стабилизации древесины по своему характеру носит комплексный характер. В процессе стабилизации дерево приобретает не только качества, повышающие его прочность и твердость, но и более интересный внешний вид.
Основные цели стабилизации
Несмотря на трудоемкость процесса и довольно долгое время, которое будет потрачено на стабилизацию, результат позволит обеспечить легкость обработки заготовки. Так, в процессе обработки специальные составы позволяют добиться следующих свойств материала:
- Повысить плотность и твердость дерева;
- Обеспечить устойчивость к воздействию влаги, перепадам давления и температуры, уберечь от воздействия ультрафиолета;
- Дерево приобретает устойчивость к высоким температурам и открытому пламени;
- На пропитанный полимерами материал лучше ложатся лакокрасочные покрытия;
- Древесина становится непроницаемой для биологических вредителей;
- Волокна, пропитанные полимером, перестают быть подвержены деформации, дерево становится легче обрабатывать и клеить;
- При обработке ручным и инструментальным способом можно получить более качественный результат – материал меняет свои свойства, его становится легче обрабатывать.
Способы стабилизации
Сегодня для работы в домашних условиях применяются такие же методы как для обработки древесины на промышленных установках. Сам процесс условно можно разделить на два этапа. Первый этап называется пропиткой и заключается в насыщении волокон специальным составом. Во время пропитки происходит вытеснение воздуха в целлюлозных трубках и замена его полимерным составом. Второй этап заключается в полимеризации состава, вследствие чего изменяются качества волокон дерева.
Для применения того или иного метода стабилизации выбирается оптимальный состав веществ и технология проведения работ. В домашних условиях чаще всего применяются следующие методы обработки дерева:
- Холодная пропитка – для начинающих мастеров самый простой и надежный способ получить хороший результат. Суть метода заключается в вымачивании древесины в консервационном растворе или веществе. Для пропитки чаще всего используются натуральные масла – конопляное, ореховое или льняное. Процесс длится от 72 часов до 3-4 недель. Масла применяют как в чистом виде, так и с добавлением красителя, для придания материалу необходимого цвета. Удобство метода заключается в его простоте, все операции выполняются без специального оборудования.
- Способ горячей пропитки применяется для глубокого проникновения консервационного вещества в слой материала. Сложность операции заключается в необходимости поддержания высокой температуры раствора в пропиточной ванне на протяжении нескольких дней.
- Использование вакуума для обработки дерева позволяет получить более насыщенный полимерами материал, и практически полностью удалить воздух из волокон. Этот метод в отличие от предыдущих, требует наличия специального оборудования – вакуумной камеры и компрессора, что делает его более затратным.
- Обработка давлением схожа с предыдущим методом, с той лишь разницей, что воздух из волокон удаляется не вакуумом, а избыточным давлением. В процессе обработки заготовка заливается жидким раствором полимера и помещается в камеру для создания избыточного давления. Срок такой обработки может длиться от 12 часов до нескольких суток.
Полимеризация веществ происходит по-разному – для одних достаточно высыхания при обычной температуре, для других этот процесс обязательно должен происходить при повышенной температуре или под воздействием других факторов, например, ультрафиолета.
Проектирование вакуумных камер
Еще один ключевой момент создания вакуумной камеры – проектирование. С данной проблемой сталкивается большинство производителей действительно качественного сырья.
В действительности отыскать полезную информацию по данному вопросу бывает трудно. Есть производители, которые готовы поделиться материалами по производству сушильных камер. Кроме того, многие компании предлагают услуги по проектированию такого оборудования, а также улучшения и восстановления устаревших установок.
Проектирование вакуумных камер
Согласно проектам, конструкция такого оборудования представлена следующими элементами:
- Двери;
- Компоненты нагревания;
- Тепловой и вакуумный узлы;
- Автоматика;
- Монтирование твердотопливного резервуара, который работает на дровах, угле и подобном.
Если в наличии есть устаревшая или неэффективная установка, то реставрировать ее можно в специализированных сервисах. Такие услуги, как говорилось ранее, предлагают многие фирмы.
Стабилизирующие составы для дерева
Для достижения нужного результата в домашних условиях используется несколько типов веществ для стабилизации древесины. Условно можно провести классификацию по нескольким признакам, например, по происхождению веществ или по способу их применения. Если за основу брать классификацию по типу происхождения веществ для стабилизации, то классификация будет иметь следующий вид:
- Материалы натурального происхождения – соляной раствор, березовый сок, льняное, ореховое или конопляное масло, олифа на основе растительного сырья;
- Материалы на основе нефтепродуктов – нефтяная олифа и масляные пропитки на ее основе;
- Синтетические материалы – эпоксидная смола и другие полимерные составы.
По своему составу пропитки могут быть – однокомпонентные и многокомпонентные. Например, препарат «Буравид» представляет собой однокомпонентный раствор полимера, который не требует дополнительной подготовки перед применением. А эпоксидная смола представляет собой двухкомпонентный состав – саму смолу и отвердитель, без которого процесс полимеризации не происходит.
Полимерные составы
Современные полиэфирные масла чаще всего применяются для изготовления полимерных пропиток дерева. Эти составы на основе однокомпонентных масел позволяют обеспечить стабилизацию древесины с глубоким проникновением и надежной фиксацией. Большинство составов используют технологии вакуумной пропитки и обработки давлением с последующей термической полимеризацией при температуре 100-150 градусов.
В процессе пропитки применяются жидкие составы полимеров, а во время термической обработки полимер изменяет свое физическое состояние по всей глубине структуры дерева. Среди наиболее популярных сегодня составов для стабилизации древесины в домашних условиях можно рекомендовать «Анакрол-90», «100терм», «Буравид», «Пентакрил».
Емкость для вакуумной камеры
Одним из главных элементов изготовления сушильной камеры является выбор емкости. Чтобы подобрать правильный контейнер, важно учесть несколько важных критериев.
- Используемый материал. Каждый элемент должен производиться из металла, который не подвергается коррозии. Чаще комплектация отсека производится из сплавов алюминия и нержавеющей стали;
- Герметизация. Следует помнить, что используемый материал должен быть защищен от влаги и атмосферного воздуха с помощью уплотнения;
- Система вентилирования. Двигатели установок должны плавно обдувать сырье, что обеспечит стабильную интенсивность воздушного потока;
- Когда будет учтен каждый из описанных выше пунктов, тогда можно будет выбрать действительно качественное и надежное оборудование для пиломатериалов.
Емкость для вакуумной камеры
Пошаговая инструкция по стабилизации древесины
Наглядно представить процесс стабилизации древесины в домашних условиях поможет пошаговая инструкция метода вакуумной пропитки с последующей термической полимеризацией. Это один из самых сложных процессов, требующих наличия специального оборудования – вакуумной камеры. Но, несмотря на кажущуюся сложность, все работы можно проводить в условиях домашней мастерской, при этом получать довольно высокий результат обработки заготовок.
Для работы здесь используется доступный полимерный материал «Буравид», а вакуумная камера используется обычный компрессор от бытового холодильника, так что собрать такой агрегат можно самостоятельно.
Для работы отобраны два бруска березы, материал предварительно прошел небольшую обработку – выровнены грани и сделана фаска. Сушка осуществлялась при нормальной комнатной температуре.
Для работы используется пропитка «Буравид», полимерное средство готовое к применению.
Образцы помещаются в емкость и заливаются пропиткой.
Чтобы пропитка проходила равномерно бруски прижимаются грузом, в данном случае используется гайка от баллона.
Для получения приятного оттенка можно использовать специальный краситель пигмент, но в данном случае обработка будет осуществляться без красителя, чтобы ясно понимать, как изменится цвет дерева только под действием полимера.
Еще до помещения емкости в вакуумную камеру начинается процесс замещения воздуха полимером – на рисунке видно, как из березового сувеля начинают отходить пузырьки воздуха.
Емкость помещают в вакуумную камеру. После закрытия крышки включается компрессор и в камере создается разреженное пространство.
Через смотровое стекло камеры видно, воздух пузырьками покидает древесину.
Спустя 72 часа бруски извлекаются из камеры. Такой вид имеет березовый сувель.
А такой вид имеет доска из обычной березы.
Следующий этап – запекание полимера при температуре 100 градусов.
Чтобы не допустить реакции пропитки и горячего воздуха необходимо сделать защитное покрытие. Для этого берется пищевая пленка, поверх которой бруски оборачиваются алюминиевой фольгой.
Упаковка ставится в металлический лоток и ставится на 1 час в прогретую до 100 градусов газовую духовку.
Такой вид приобрел брусок березы.
А это березовый сувель. На поверхности появились видимые трещины в местах где волокна имели слабую плотность. Трещины в дальнейшем можно заделать эпоксидным составом. Но там, где волокна изначально имели высокую плотность, полимеризованный состав «Буровида» придал материалу высокую плотность и прочность.
До начала работ брусок березы весил 101 грамм, а после полимеризации его вес стал равняться 194,5 граммам. Березовый сувель до стабилизации весил 225 грамм, а после полимеризации смолы стал весить 335,1 грамм.
Применение стабилизированной древесины
Процесс стабилизации древесины позволяет существенно упростить создание многих предметов имеющих деревянные вставки и элементы. На практике использование стабилизации дает возможность применять мягкие сорта древесины для изготовления рукоятей инструмента. Из такого материала получаются удобные ручки для напильников, рукояти резцов и стамесок они не боятся ударов, да и служат они намного дольше, чем ручки из мягких пород дерева. Стабилизированная древесина отлично подходит и для изготовления ножей. Деревянные накладки получаются прочными и удобными.
Приемы стабилизации используются и мастерами оружейниками – из стабилизированного дерева получаются отличные ложе и приклады для ружей. А еще, стабилизацию часто применяют мастера моделисты, именно из такого материала получаются модели парусников и исторических кораблей.
Незаменима технология стабилизации дерева и для мастеров мебельного дела, в такой пропитке нуждаются практически все детали мебели из натуральной древесины. Благодаря стабилизации изделия служат намного дольше, ведь дерево, пропитанное полимерной смолой не подвержено короблению и изменению формы.
Виды защитных средств древесины от грибов и насекомых
По характеру действия защитные средства древесины делят на антисептики (препятствующие распространению микроорганизмов), антипирены (предохраняющие от воспламенения) и защитные средства комбинированного действия.
По растворимости их делят:
- водорастворимые – ВР,
- растворимые в легких органических растворителях – Л,
- растворимые в маслах и тяжелых нефтепродуктах (масла) – М.
И по вымываемости:
- легковымываемые – ЛВ,
- вымываемые – В,
- трудновымываемые – ТВ,
- невымываемые – НВ.
Для пропитки древесины чаще используют антисептики на водной основе, поскольку они являются более безопасными.
