Отделка древесины относится к процессу облагораживания или защиты деревянной поверхности, особенно при производстве мебели , где она обычно составляет от 5 до 30 % производственных затрат. [1] [2]
Отделка — это последний этап производственного процесса, который придает деревянным поверхностям желаемые характеристики, включая улучшенный внешний вид и повышенную устойчивость к влаге и другим факторам окружающей среды. Отделка также может сделать древесину более легкой для очистки [3] и поддерживать ее в санитарном состоянии, запечатывая поры, которые могут быть питательной средой для бактерий. Отделка также может влиять на другие свойства древесины, например, на тональные качества музыкальных инструментов и твердость напольного покрытия. [4] [5] Кроме того, отделка позволяет придать древесине низкой стоимости вид дорогой и труднодоступной древесины.
Отделка древесины требует тщательного планирования, чтобы гарантировать, что готовое изделие будет выглядеть привлекательно, хорошо работать в эксплуатации и соответствовать требованиям безопасности и охраны окружающей среды. [6] Планирование отделки начинается с проектирования мебели. [6] Следует позаботиться о том, чтобы края мебели были закруглены, чтобы их можно было надлежащим образом покрыть и чтобы они были устойчивы к износу и растрескиванию. Особое внимание следует также уделить конструкции и прочности деревянных соединений, чтобы они не раскрывались в процессе эксплуатации и не растрескивали верхнюю отделку. [7] Также следует позаботиться об устранении углублений в мебели, которые трудно отделывать некоторыми системами, особенно отделками с УФ-отверждением. [8]
Планирование отделки древесины также включает в себя размышление о свойствах древесины, которая будет отделываться, так как они могут значительно повлиять на внешний вид и эксплуатационные характеристики отделки, а также тип системы отделки, которая придаст древесине желаемые характеристики. [6] Например, древесина, которая показывает большую разницу в цвете между заболонью и ядром или внутри ядра, может потребовать предварительного этапа окрашивания для уменьшения разницы в цвете. [9] В качестве альтернативы древесину можно отбелить, чтобы удалить естественный цвет древесины, а затем окрасить в желаемый цвет. [10] [11] Древесину с грубой текстурой, такую как дуб и другие твердые породы с кольцевыми порами, может потребоваться заполнить перед отделкой, чтобы покрытие могло перекрыть поры и противостоять растрескиванию. Поры в древесине с кольцевыми порами легче впитывают пигментированную морилку, и это можно использовать для подчеркивания текстуры древесины. [7] Некоторые тропические породы дерева, такие как палисандровое дерево ( Dalbergia nigra ), кокоболо ( Dalbergia retusa ) и африканский падук ( Pterocarpus soyauxii ), содержат экстрактивные вещества, такие как хиноны, которые замедляют отверждение ненасыщенных полиэфирных и УФ-отверждаемых акрилатных покрытий, поэтому для этих пород следует использовать другие системы отделки. [12] [13] [14]
Планирование отделки древесины также подразумевает понимание того, как процесс отделки влияет на результат. Необходимо осторожно обращаться с древесиной, чтобы избежать вмятин, царапин и загрязнения грязью. [6] Древесину следует размечать для резки карандашом, а не чернилами; однако избегайте твердого или мягкого карандаша. HB рекомендуется для лицевой работы, а 2H — для стыковой работы. [6] Следует проявлять осторожность, чтобы не допустить выдавливания клея из стыков, поскольку клей уменьшит впитываемость морилки и отделки. Любые излишки клея следует аккуратно удалить, чтобы избежать дальнейшего повреждения древесины.
Содержание влаги в древесине влияет на окрашивание древесины. [15] Изменения содержания влаги в древесине могут привести к разбуханию и усадке древесины, что может вызвать напряжение и растрескивание покрытий. Обеих проблем можно избежать, храня древесину в помещении в среде, где она может достичь рекомендуемого содержания влаги (от 6 до 8%), аналогичного предполагаемому конечному использованию мебели. [7]
Наконец, необходимо учесть, будет ли готовая древесина контактировать с пищевыми продуктами, в этом случае следует использовать безопасную для пищевых продуктов отделку, [16] местные экологические нормы, регулирующие использование отделочных материалов, [17] и переработку готовой древесины по окончании ее срока службы. [18]
Шлифовка выполняется перед финишной обработкой для удаления дефектов с поверхности древесины, которые повлияют на внешний вид и эксплуатационные характеристики отделочных материалов, которые впоследствии будут наноситься на древесину. [7] К таким дефектам относятся следы от резки и ожоги, царапины и вмятины, небольшие пятна клея и приподнятое зерно. [7] Шлифовку не следует использовать для устранения более крупных дефектов, таких как выбоины и различные формы изменения цвета. [7] Для удаления этих дефектов используются другие методы (см. ниже).
Ключом к подготовке поверхности без дефектов является разработка графика шлифования, который быстро устранит дефекты и оставит поверхность достаточно гладкой, чтобы крошечные царапины, полученные при шлифовании, не были видны после завершения обработки древесины. [19] График шлифования обычно начинается с наждачной бумаги, которая достаточно грубая, чтобы удалить более крупные дефекты (обычно зернистостью 80 или 100, но иногда и выше, если поверхность уже достаточно гладкая), и продолжается серией зернистостей наждачной бумаги, которые постепенно удаляют царапины от шлифования, созданные на предыдущих этапах шлифования. [19] Типичный график шлифования перед отделкой древесины может включать шлифование древесины вдоль волокон с помощью следующих зернистостей наждачной бумаги: 80, 100, 120, 150 и завершение с помощью зернистости 180, а иногда и 220. [7] Точный график шлифования — это вопрос проб и ошибок, поскольку внешний вид отшлифованной поверхности зависит от древесины, которую вы шлифуете, и отделки, которая впоследствии будет нанесена на древесину. [19] По словам Надьшаланки, [19] крупнозернистая древесина с большими порами, такая как дубовая шкура, шлифуется лучше, чем мелкозернистая древесина, и поэтому для таких пород можно использовать наждачную бумагу зернистостью 180 или даже 150 в качестве последнего этапа в графике шлифования. [19] И наоборот, царапины от шлифования легче заметить на более мелкозернистой, твердой древесине, а также на торцевой, и поэтому для них требуется более мелкая наждачная бумага (зернистость 220) на заключительном этапе шлифования. [19] Наждачная бумага, выбранная для заключительного этапа шлифования, влияет на цвет окрашенной древесины, и поэтому, когда окрашивание является частью отделки, избегайте шлифования древесины до очень гладкой поверхности. [7] С другой стороны, по словам Надьшаланки, если вы используете отделку на масляной основе, желательно шлифовать древесину, используя наждачную бумагу с более высокой зернистостью (зернистость 400), потому что масло имеет тенденцию подчеркивать царапины от шлифования. [19]
Шлифовка очень хороша для удаления дефектов на деревянных поверхностях, но она создает поверхность, которая содержит мельчайшие царапины в виде микроскопических впадин и гребней, а также щепки материала клеточных стенок древесины, прикрепленные к подлежащей древесине. [20] [21] [22] Эти гребни и щепки древесины набухают и выскакивают, соответственно, когда шлифованная древесина обрабатывается отделочными материалами на водной основе, создавая грубую пушистую поверхность. Этот дефект известен как поднятие зерна. Его можно устранить, смочив поверхность водой, оставив древесину высыхать, а затем слегка отшлифовав древесину, чтобы удалить «поднятое зерно». [19]
Более крупные дефекты, которые мешают отделке древесины, включают вмятины, выбоины, трещины, пятна и пятна клея. [7] Эти дефекты также следует удалить перед отделкой, в противном случае они повлияют на качество готовой мебели или предмета. Однако устранить крупные дефекты с деревянных поверхностей сложно.
Удаление вмятин с деревянных поверхностей довольно просто, как указал Флекснер. [7] Добавьте несколько капель деминерализованной воды на вмятину и дайте ей впитаться. Затем положите чистую ткань на вмятину и положите кончик горячего утюга на ткань, которая находится непосредственно над вмятиной, соблюдая особую осторожность, чтобы не сжечь древесину. Передача тепла от утюга к древесине заставит сжатые волокна во вмятине восстановить свои первоначальные размеры. В результате вмятина уменьшится в размере или даже полностью исчезнет, хотя для удаления больших вмятин может потребоваться несколько циклов смачивания и нагревания. Затем древесину в восстановленной вмятине следует высушить и отшлифовать до гладкости, чтобы она соответствовала окружающей древесине.
Выбоины и отверстия в древесине ремонтировать сложнее, чем вмятины, поскольку древесные волокна были разрезаны, разорваны и удалены из древесины. Более крупные выбоины и трещины лучше всего ремонтировать, заделывая пустоты куском дерева, который соответствует цвету и ориентации волокон ремонтируемой древесины. [7] Заделывание древесины требует навыков, но при правильном выполнении можно создать ремонт, который очень трудно увидеть. Альтернативой заделыванию является заполнение (иногда известное как заделка). [7] [23] Многочисленные цветные наполнители ( шпатлевки и воски) производятся в коммерческих целях и окрашены в соответствии с различными породами древесины. Успешное заполнение пустот в древесине требует, чтобы наполнитель точно соответствовал цвету и рисунку волокон древесины вокруг пустоты, что трудно осуществить на практике. Кроме того, заполненные пустоты не ведут себя как древесина во время последующих этапов отделки, и они стареют иначе, чем древесина. Следовательно, ремонт древесины с использованием наполнителей может быть заметным. [7] Поэтому лучше всего использовать заполнение с непрозрачными, а не полупрозрачными покрытиями, которые позволяют увидеть текстуру древесины.
Иногда вокруг стыков мебели присутствуют пятна и капли клея. Их можно удалить, используя комбинацию соскабливания, чистки и шлифования. [7] Эти подходы удаляют поверхностный клей, но не клей под поверхностью дерева. Подповерхностный клей уменьшит впитывание морилки древесиной и может изменить рисунок царапин, созданный шлифованием. Оба эти эффекта повлияют на то, как древесина окрашивается, когда для отделки дерева используются морилки. Чтобы решить эту проблему, может потребоваться локальное окрашивание и подкрашивание участков, ранее покрытых клеем, чтобы гарантировать, что отделка на таких участках соответствует отделке окружающей древесины. [7]
Деревянные поверхности иногда поражаются различными органическими и неорганическими пятнами. [24] Иногда такие пятна улучшают цвет и внешний вид древесины. [24] Например, древесина дуба, пораженная грибком бифштекса, имеет глубокий насыщенный, привлекательный коричневый цвет [25], и нет смысла удалять пятно с древесины перед отделкой. То же самое относится к расщепленной древесине, привлекательный внешний вид которой снова вызван грибками . С другой стороны, некоторые грибковые пятна и пятна, вызванные реакцией железа с древесиной, могут изуродовать древесину. [ 24] Эти пятна можно удалить с древесины с помощью отбеливателя . [26] [27] Отбеливатели также иногда используются для уменьшения разницы в цвете между более светлой заболонью и ядром, а также изменения цвета внутри ядра. [7] Такое отбеливание облегчает достижение однородно окрашенной древесины, когда древесина впоследствии окрашивается пигментированными морилками и красителями [7] (см. ниже). Кроме того, естественные цвета древесины выцветают под воздействием солнечного света, и более стойкие цвета можно получить, отбеливая древесину, чтобы удалить ее естественный цвет, а затем перекрашивая ее с помощью искусственных, светостойких морилок. [7]
Отбеливатели, используемые для удаления нежелательных грибковых пятен с древесины, включают двухкомпонентный перекисный отбеливатель и растворы гипохлорита натрия . [27] Первый особенно эффективен для удаления естественного цвета древесины перед ее повторным окрашиванием пигментированными морилками или красителями. [27] Щавелевая кислота особенно эффективна для удаления железных пятен с древесины. [27]
Древесину можно окрашивать, чтобы изменить ее цвет, или оставлять неокрашенной перед нанесением лака или других типов верхних покрытий. Окрашивание должно улучшить внешний вид древесины, уменьшая разницу в цвете между заболонью и сердцевиной и внутри них. Оно также обеспечивает способ придания бледно выглядящей древесине, такой как тополь, вида ценных пород дерева для мебели, таких как черное дерево, красное дерево или орех. Древесину можно окрашивать с помощью красителей или пигментированных покрытий. Эти покрытия доступны в широком ассортименте цветов, многие из которых не являются частью естественной цветовой палитры древесины, например, синие и зеленые. Пигментированные покрытия, как правило, подчеркивают волокна (а также царапины от шлифовки), тогда как красители не оказывают такого эффекта и более прозрачны. Древесину также можно окрашивать, подвергая ее воздействию химикатов, которые реагируют с древесиной, образуя цветные соединения. Химическое окрашивание древесины проводится редко, поскольку легче окрашивать древесину с помощью красителя или пигментированной морилки, однако, аммиачное окуривание — это химический метод окрашивания, который все еще иногда используется для затемнения древесины, такой как дуб, который содержит много танинов . Окрашивание древесины трудно контролировать, поскольку некоторые части древесины впитывают больше морилки, чем другие, что приводит к таким проблемам, как пятнистость и полосатость. По этой причине, как указывает Флекснер, многие предпочитают пропускать этап окрашивания при отделке древесины.
Отделка древесины начинается с шлифования вручную, обычно с использованием шлифовального блока или шлифовальной машины , соскабливания или строгания . Несовершенства или отверстия от гвоздей на поверхности можно заполнить шпатлевкой для дерева , а поры — наполнителем для дерева . Часто цвет древесины изменяют путем окрашивания , отбеливания или любым из ряда других методов.
После того, как поверхность дерева подготовлена и протравлена, наносится финишное покрытие. Обычно оно состоит из нескольких слоев воска , шеллака , олифы , лака , политуры или краски , и каждый слой обычно сопровождается шлифовкой.
Наконец, поверхность может быть отполирована или отполирована с помощью стальной мочалки , пемзы , гнилого камня или других материалов, в зависимости от желаемого блеска. Часто поверх отделки наносится последний слой воска, чтобы добавить степень защиты.
Французская полировка — это метод финишной обработки, при котором с помощью полировочного круга наносится множество тонких слоев шеллака, в результате чего получается очень гладкая глянцевая поверхность.
Окуривание аммиаком — традиционный процесс затемнения и обогащения цвета белого дуба . Пары аммиака реагируют с натуральными танинами в древесине и вызывают изменение ее цвета. [28] Полученный продукт известен как «окуренный дуб». [29]
Прозрачные покрытия предназначены для того, чтобы дерево выглядело хорошо и соответствовало требованиям, предъявляемым к покрытию. Выбор прозрачного покрытия для дерева подразумевает компромисс между внешним видом, защитой, долговечностью, безопасностью, требованиями к очистке и простотой нанесения. В следующей таблице сравниваются характеристики различных прозрачных покрытий. «Качество истирания» указывает на легкость, с которой покрытие можно обрабатывать для получения желаемого покрытия. Шеллак следует рассматривать двумя разными способами. Он используется в разбавленном виде с денатурированным спиртом в качестве покрытия и как способ управления способностью древесины впитывать другие покрытия. Спирт испаряется почти мгновенно, образуя покрытие, которое будет прилипать практически к любой поверхности, даже к стеклу, и поверх него можно использовать практически любое другое покрытие.
1 подчеркивает визуальные свойства за счет различий в текстуре древесины.
Производители, выпускающие продукцию серийно, внедряют автоматизированные системы финишной обработки flatline. Эти системы состоят из ряда станций обработки, которые могут включать шлифовку, удаление пыли, окрашивание, нанесение герметика и верхнего покрытия. Как следует из названия, основные формы деталей плоские. Отделка жидким деревом наносится с помощью автоматизированных распылителей в закрытой среде или распылительной кабине. Затем материал может поступать в печь или снова шлифоваться в зависимости от настроек производителя. Материал также может быть повторно использован на линии для нанесения еще одного слоя отделки или продолжения в системе, которая добавляет последующие слои в зависимости от компоновки производственной линии. Системы обычно используют один из двух подходов к производству.
При использовании подвесного конвейера деревянные изделия, которые подлежат отделке, подвешиваются на держателях или вешалках, которые прикреплены к конвейерной системе , которая перемещает изделия над головой или над полом. Сам конвейер может быть установлен на потолке, на стене или поддерживаться напольными креплениями. Простая подвесная конвейерная система может быть спроектирована для перемещения деревянных изделий через несколько процессов отделки древесины в непрерывном цикле. Подход подвесного конвейера к автоматизированной отделке древесины также позволяет перемещать изделия на более теплый воздух на уровне потолка, чтобы ускорить процесс сушки.
Подход с использованием буксирной линии для автоматизации отделки древесины использует мобильные тележки, которые приводятся в движение конвейерами, установленными в полу или на полу. Этот подход полезен для перемещения больших, неудобных по форме деревянных изделий, которые трудно или невозможно поднять или повесить над головой, например, четырехногую деревянную мебель. Мобильные тележки, используемые в подходе с использованием буксирной линии, могут быть спроектированы с верхними плитами, которые вращаются вручную или автоматически. Вращающиеся верхние плиты позволяют оператору иметь легкий доступ ко всем сторонам деревянного изделия во время различных процессов отделки древесины, таких как шлифовка, покраска и герметизация.
{{cite journal}}
: Цитировать журнал требует |journal=
( помощь )