Лак — это тип твердого и обычно блестящего покрытия или отделки, наносимого на такие материалы, как дерево или металл. Чаще всего он изготавливается из смолы, извлеченной из деревьев, и воска и используется с древних времен. [1]
Азиатские лакированные изделия , которые можно назвать «настоящим лаком», представляют собой предметы, покрытые обработанным, окрашенным и высушенным соком Toxicodendron vernicifluum или родственных деревьев, нанесенным в несколько слоев на основу, которая обычно является деревянной. Он высыхает до очень твердого и гладкого поверхностного слоя, который является прочным, водонепроницаемым и привлекательным на ощупь и на вид. Азиатский лак иногда расписывают рисунками, инкрустируют ракушками и другими материалами или вырезают , а также посыпают золотом и подвергают другим дополнительным декоративным обработкам.
В современных технологиях лак означает ряд прозрачных или пигментированных покрытий , которые высыхают путем испарения растворителя, образуя твердую, прочную отделку. Отделка может иметь любой уровень блеска от ультраматовой до высокоглянцевой , и ее можно дополнительно полировать по мере необходимости. Лаковые отделки обычно тверже и более хрупкие, чем масляные или латексные краски, и обычно используются на твердых и гладких поверхностях. [ необходима цитата ]
Что касается современных отделочных материалов, покрытия на основе шеллака, растворенного в спирте , часто называют шеллаком или лаком , чтобы отличить их от синтетического лака, часто называемого просто лаком , который состоит из синтетических полимеров (таких как нитроцеллюлоза , ацетат бутират целлюлозы («CAB») или акриловая смола ), растворенных в разбавителе для лака , смеси различных органических растворителей . [2] Хотя синтетический лак более долговечен, чем шеллак, традиционные покрытия на основе шеллака, тем не менее, часто предпочитают из-за их эстетических характеристик, как в случае с французской политурой , а также из-за их «полностью натуральных» и, как правило, безопасных для пищевых продуктов ингредиентов.
Английское слово lacquer происходит от архаичного французского слова lacre , «вид сургуча», от португальского lacre , которое само по себе является необъяснимым вариантом средневекового латинского lacca «смолистое вещество», от арабского lakk ( لك ), от персидского lāk ( لاک ), от хинди lākh ( लाख ); пракрит lakkha , 𑀮𑀓𑁆𑀔 ), [3] [4] [5] [6] само от санскритского слова lākshā ( लाक्षा ) для лакового червя , представляющего число сто тысяч (100 000), использовавшегося в качестве отделки древесины в древней Индии и соседних регионах. [7]
Блеск лака — это мера блеска для данного лака. [8] У разных производителей есть свои собственные названия и стандарты блеска. [8] Наиболее распространенные названия от наименее блестящего до наиболее блестящего: матовый, матовый, яичная скорлупа, сатиновый, полуглянцевый и глянцевый (высокий).
В Индии шеллак, полученный из лака насекомых , использовался с древних времен. Шеллак — это секреция лакового червя ( Tachardia lacca Kerr. или Laccifer lacca ). Он используется для отделки дерева, лакированных изделий, косметики для кожи, украшений, красителя для текстиля, производства различных сортов шеллака для покрытия поверхностей. [7] [9] [10]
Лаки на основе урушиола отличаются от большинства других тем, что они медленно сохнут и застывают путем окисления и полимеризации , а не только путем испарения . Активным ингредиентом смолы является урушиол, смесь различных фенолов, взвешенных в воде, плюс несколько белков. Для того, чтобы она застыла должным образом, ей требуется влажная и теплая среда. Фенолы окисляются и полимеризуются под действием ферментов лакказы , образуя субстрат, который при надлежащем испарении содержащейся в нем воды становится твердым. Эти лаки создают очень твердые, долговечные покрытия, которые одновременно красивы и очень устойчивы к повреждениям водой, кислотой, щелочью или истиранию. Смола добывается из деревьев, произрастающих в Восточной Азии, таких как лаковое дерево Toxicodendron vernicifluum и восковое дерево Toxicodendron succedaneum . [11] Свежая смола из деревьев T. vernicifluum вызывает контактный дерматит, вызванный урушиолом , поэтому при ее использовании требуется большая осторожность. Китайцы лечили аллергическую реакцию измельченными моллюсками, которые, как предполагается, мешают лаку должным образом высохнуть. [12] Мастерство лакирования достигло в Азии очень высокого уровня развития, и было изготовлено множество богато украшенных изделий.
Было подтверждено, что лаковое дерево существовало в Японии около 12 600 лет назад в начале периода Дзёмон . Это было подтверждено радиоактивным углеродным датированием лакового дерева, найденного в ракушечном кургане Торихама , и является старейшим лаковым деревом в мире, найденным по состоянию на 2011 год. [13] Лак использовался в Японии еще в 7000 году до н. э., в период Дзёмон. Доказательства существования самых ранних лаковых изделий были обнаружены на раскопках Какиношима «B» на Хоккайдо . Украшения, сотканные из лакированной красной нити, были обнаружены в могильной яме, датируемой первой половиной начального периода Дзёмон. Кроме того, на раскопках Какиношима «A» была найдена почти полностью нетронутая глиняная посуда с носиком, окрашенным киноварным лаком, которая была изготовлена 3200 лет назад. [14] [15] [13]
Во времена династии Шан (1600–1046 гг. до н. э.) впервые были разработаны сложные методы, используемые в процессе лакирования, и он стал высокохудожественным ремеслом, [16] хотя в Китае были обнаружены различные доисторические лакированные изделия, относящиеся к периоду неолита . [16] Самый ранний сохранившийся китайский лакированный предмет, красная деревянная чаша, [17] был обнаружен на месте культуры Хэмуду (5000–4500 гг. до н. э.) в Китае. [18] К династии Хань (206 г. до н. э. – 220 г. н. э.) многие центры производства лака прочно обосновались. [16] Знание китайских методов лакирования распространилось из Китая во времена династий Хань , Тан и Сун . В конечном итоге оно было введено в Корею и Японию. [19]
Торговля лакированными предметами осуществлялась различными путями на Ближний Восток. Известные области применения лака в Китае включали гробы, музыкальные инструменты, мебель и различные предметы домашнего обихода. [16] Лак, смешанный с порошкообразной киноварью, используется для производства традиционной красной лакированной посуды из Китая.
С XVI по XVII век лак впервые был представлен Европе в больших масштабах благодаря торговле с Японией . До XIX века лакированные изделия были одним из основных предметов экспорта Японии, а европейские королевские особы, аристократы и религиозные деятели, представленные Марией-Антуанеттой , Марией Терезией и Обществом Иисуса, коллекционировали японские лакированные изделия, роскошно украшенные маки-э . [20] [21] Термины, связанные с лаком, такие как « Japanning », «Urushiol» и « maque », что означает лак на мексиканском испанском языке, произошли от японского языка. [22] [23]
Деревья должны быть не моложе десяти лет перед рубкой, чтобы вытекла смола. Она застывает в процессе, называемом «акваполимеризация», поглощая кислород для застывания; размещение во влажной среде позволяет ей поглощать больше кислорода из испарения воды.
Лаковые деревья в Таиланде, Вьетнаме, Бирме и Тайване, называемые Thitsi , немного отличаются; они не содержат урушиол, но содержат похожие вещества, называемые лаккол или тициол. Результат похож, но мягче, чем китайский или японский лак. Бирманский лак застывает медленнее, и его расписывают вручную мастера без использования кистей.
Сырой лак можно «окрасить» добавлением небольшого количества оксидов железа , что даст красный или черный цвет в зависимости от оксида. Есть некоторые свидетельства того, что его использование даже старше 8000 лет из археологических раскопок в Японии и Китае. Позже, для получения цветов, добавляли пигменты. Он используется не только как отделка, потому что если его смешать с молотыми обожженными и необожженными глинами, нанесенными на форму со слоями конопляной ткани, он может производить предметы без необходимости в другой сердцевине, такой как дерево. Этот процесс называется «кансицу» в Японии. При лакировании китайского музыкального инструмента гуцинь , лак смешивают с порошком оленьего рога (или керамическим порошком), чтобы придать ему большую прочность и выдержать касание пальцами.
Существует ряд форм урушиола. Они различаются длиной цепи R, которая зависит от вида растения, производящего урушиол. Урушиол также может различаться по степени насыщенности в углеродной цепи. Урушиол можно изобразить следующим образом:, где:
R = (CH 2 ) 14 CH 3 или
R = (CH 2 ) 7 CH=CH(CH 2 ) 5 CH 3 или
R = (CH 2 ) 7 CH=CHCH 2 CH=CH(CH 2 ) 2 CH 3 или
R = (CH 2 ) 7 CH=CHCH 2 CH=CHCH=CHCH 3 или
R = (CH 2 ) 7 CH=CHCH 2 CH=CHCH 2 CH=CH 2
Типы лаков различаются в зависимости от места, но их можно разделить на необработанные и обработанные.
Базовый необработанный лак называется сырым лаком (生漆: ki-urushi на японском, shengqi на китайском). Он производится непосредственно из самого дерева с отфильтрованными некоторыми примесями. Сырой лак содержит около 25% воды и имеет светло-коричневый цвет. Он бывает стандартного сорта, изготовленного из китайского лака, который обычно используется для грунтовых слоев путем смешивания с порошком, и высококачественного сорта, изготовленного из японского лака, называемого kijomi-urushi (生正味漆), который используется для последних отделочных слоев.
Обработанная форма (в которой лак непрерывно помешивается до тех пор, пока большая часть воды не испарится) на китайском языке называется гуанци (光漆), но в Японии встречается под многими разными названиями в зависимости от вариации, например, кидзиро-уруши (木地呂漆) — это стандартный прозрачный лак, иногда используемый с пигментами, а куророиро-уруши (黒呂色漆) — то же самое, но предварительно смешанное с гидроксидом железа для получения лака черного цвета. Нашидзи-уруши (梨子地漆) — это прозрачный лак, но смешанный с гуммигутом для получения лака с желтым оттенком, и особенно используется для техники посыпки золотом. Эти лаки обычно используются для средних слоев. Японские лаки этого типа обычно используются для верхних слоев и имеют префикс дзё- (上), что означает «верхний (слой)».
Обработанные лаки могут иметь масло, добавляемое в них для придания им блеска, например, шуай-уруши (朱合漆) смешивают с льняным маслом. Другие специальные лаки включают иккакэ-уруши (釦漆), который является густым и используется в основном для нанесения листового золота или серебра.
Лаки для погружения на основе растворителя, содержащие нитроцеллюлозу , смолу, полученную путем нитрования хлопка и других целлюлозных материалов, дебютировали в 19 веке вместе с другими коммерческими применениями нитроцеллюлозы. Они использовались, например, на латунных изделиях, таких как музыкальные инструменты. Более быстросохнущие и более долговечные версии этих лаков были разработаны в начале 1920-х годов, когда конец Первой мировой войны вызвал огромный переизбыток мощностей по производству нитроцеллюлозы, и вскоре значительно вытеснили большую часть использования более медленно сохнущих красок и лаков, которые им предшествовали; они широко использовались в автомобильной промышленности и других отраслях в течение следующих 30 лет, пока дальнейшие химические достижения не заменили их. До их появления серийно выпускаемые автомобильные покрытия были ограничены по цвету, легко повреждались и долго сохли, [24] : 295–301, причем японский черный был самым быстросохнущим и, следовательно, самым экономичным в использовании.
Проблема с использованием нитроцеллюлозы в лаках заключалась в ее высокой вязкости, что требовало разбавления продукта большим количеством разбавителя для нанесения, оставляя только очень тонкую пленку отделки, недостаточно прочную для использования на открытом воздухе. Эта проблема была преодолена путем снижения вязкости полимера (термин фактически появился позже эмпирического решения, поскольку современная структурная теория Штаудингера объясняла вязкость полимерного раствора длиной молекулярных цепей, еще не доказанных экспериментально в 1920-х годах) с помощью термической обработки, либо с 2% минеральной кислотой, либо в автоклаве при значительном давлении. [25]
Первая практичная нитроцеллюлозная эмаль Glossy White S.2567, все еще предназначенная для использования внутри помещений, была представлена в 1919 году в Великобритании компанией Nobel Explosives . [26] В 1923 году автомобильная марка Oakland компании General Motors была первой, кто представил один из новых быстросохнущих нитроцеллюлозных лаков, ярко-синий, произведенный компанией DuPont под торговой маркой Duco . [24] : 295–301 В 1924 году другие марки GM последовали этому примеру, и к 1925 году нитроцеллюлозные лаки полностью разрушили традиционный бизнес по производству красок для автомобилей, бытовой техники, мебели, музыкальных инструментов, шкатулок и других продуктов. [24] : 295–301 Генри Форд и, в Великобритании, Герберт Остин одновременно представили нитроцеллюлозные лаки, и вскоре рынок процветал.
Нитроцеллюлозные лаки также используются для того, чтобы сделать запалы для фейерверков водонепроницаемыми. Нитроцеллюлоза и другие смолы и пластификаторы растворяются в растворителе, и каждый слой лака растворяет часть предыдущего слоя. Эти лаки были огромным шагом вперед по сравнению с более ранними покрытиями для автомобилей и мебели, как в простоте нанесения, так и в сохранении цвета. Предпочтительным методом нанесения быстросохнущих лаков является распыление, и разработка нитроцеллюлозных лаков привела к первому широкому использованию распылителей. Нитроцеллюлозные лаки создают твердое, но гибкое, долговечное покрытие, которое можно полировать до высокого блеска. Недостатки этих лаков включают в себя опасную природу растворителя, который является легковоспламеняющимся и токсичным, и опасности нитроцеллюлозы в процессе производства. Лакированная марка растворимой нитроцеллюлозы тесно связана с более высоконитрированной формой, которая используется для изготовления взрывчатых веществ. Они становятся относительно нетоксичными примерно через месяц, поскольку к этому моменту из лака испарится большая часть растворителей, использованных при его производстве.
Лаки с использованием акриловой смолы , синтетического полимера, были разработаны в 1950-х годах. Акриловая смола - бесцветный, прозрачный термопластик , полученный путем полимеризации производных акриловой кислоты . Акрил также используется в эмалевых красках , преимущество которых в том, что их не нужно полировать для получения блеска. Эмали, однако, медленно сохнут. Преимуществом акрилового лака является его исключительно быстрое время высыхания. Использование лаков в автомобильных покрытиях было прекращено, когда были разработаны более прочные, долговечные, устойчивые к погодным условиям и химикатам двухкомпонентные полиуретановые покрытия. Система обычно состоит из грунтовки, цветного покрытия и прозрачного верхнего слоя, обычно известных как прозрачные покрытия.
Из-за рисков для здоровья и экологических соображений, связанных с использованием лаков на основе растворителей, много работы было сделано для разработки лаков на водной основе. Такие лаки значительно менее токсичны, более экологичны и во многих случаях дают приемлемые результаты. Хотя испарения лаков на водной основе значительно менее опасны, и у них нет проблем с горючестью, как у лаков на основе растворителей, продукт все равно довольно быстро высыхает. Несмотря на то, что их запах слабее, лаки на водной основе все еще могут выделять в воздухе частицы, которые могут попасть в легкие, поэтому по-прежнему необходимо носить надлежащую защитную одежду. Все больше и больше цветных лаков на водной основе заменяют прозрачные и цветные лаки на основе растворителей в подкапотных и внутренних применениях в автомобилях и других подобных промышленных применениях. Лаки на водной основе также широко используются в отделке деревянной мебели.
Одним из недостатков лака на водной основе является то, что он имеет тенденцию быть очень реактивным по отношению к другим свежим покрытиям, таким как быстросохнущая грунтовка (за исключением грунтовок на водной основе), герметик и даже некоторые краски, имеющие аспект краски/грунтовки. Просачивание танина также может быть проблемой, в зависимости от марки используемого лака. Если это произошло, то нет простого решения, поскольку лак очень реактивен по отношению к другим продуктам.
Лак на водной основе, используемый для отделки древесины, также не рассчитан на наружный износ, если не указано иное.
Так же, как china является общим названием для фарфора , japanning является старым названием для описания европейской техники имитации азиатских лакированных изделий . [27] Поскольку азиатские лаковые работы стали популярными в Англии, Франции, Нидерландах и Испании в 17 веке, европейцы разработали методы имитации. Европейская техника, которая используется для мебели и других предметов, использует отделку на основе смолы, похожей на шеллак. Техника, которая стала известна как japanning, включает в себя нанесение нескольких слоев лака, каждый из которых высушивается при нагревании и полируется. В 18 веке japanning приобрел большую популярность. Хотя традиционно это было покрытие керамики и дерева, japanning было популярным (в основном черным) покрытием ускоряющейся металлообработки. К двадцатому веку этот термин свободно применялся к покрытиям на основе различных лаков и политур помимо традиционного шеллака.
... Наряду с ценными породами древесины с Востока древние импортировали лак, смолистую корку, образующуюся на некоторых деревьях при укусе лакового насекомого. В Индии лак использовался в качестве сургуча, красителя и лака ... Санскрит, laksha; хинди, lakh; персидский, lak; латынь, lacca. Западное слово «лак» произошло от этого термина ...
... Само слово «лак» происходит от термина «лакша» из дохристианского священного индийского языка санскрита и первоначально относилось к шеллаку, смоле, вырабатываемой особыми насекомыми («лаковыми насекомыми») из сока индийского фигового дерева...
... Слово лак происходит, по сути, от санскритского «Laksha» и имеет то же значение, что и хинди слово «Lakh», которое означает сто тысяч ... огромное количество тех паразитических насекомых, которые заражают растения Acacia catecu, Ficus и Butea frondosa ... большое количество красноватого смолистого вещества ... использовавшегося в древние времена в Индии и других частях Азии ...
... Шеллак, натуральная смола, выделяемая чешуйчатым лаковым насекомым, на протяжении столетий используется в Индии в качестве декоративного покрытия для поверхностей. Слово lacquer в английском языке происходит от санскритского слова laksha, что означает сто тысяч ...