Сушка и защитная обработка древесины. Сушка древесины своими руками — очень ли это сложно? Этапы нанесения на деревянную поверхность нитролаков

Свежесрубленная древесина обычно имеет влажность 50—70%, а пиломатериалы после распиловки бревен — 60—75%. Влажная древесина легко рубится, колется, гнется. В то же время она тяжелая, слабо удерживает металлические крепления; ее трудно пилить, строгать, сверлить. Она не поддается склеиванию и отделке; при отсутствии хорошей вентиляции быстро загнивает. Изделия, изготовленные из сырой древесины, по мере высыхания изменяют размеры и форму, шиповые соединения рассыхаются и ослабляются.

Сушка древесины повышает ее механическую прочность; прочность склеивания узлов и деталей; возможность отделки; прекращает жизнедеятельность грибов и исключает возможность их появления; уменьшает массу изделий.

В процессе сушки влага испаряется прежде всего с поверхностей, соприкасающихся с воздухом, возникает разница (перепад) во влажности наружных и внутренних слоев и влага движется от внутренних слоев к наружным. Прежде всего испаряется и продвигается изнутри к поверхности свободная влага, затем (значительно более медленно) — связанная. Скорость испарения и продвижения влаги зависит от породы древесины, размеров просушиваемого материала, условий сушки.

Если влажная древесина попадает в помещение с сухим и теплым воздухом и при этом сушится относящаяся к числу медленно сохнущих порода в виде толстых досок или брусков, то влага из поверхностных слоев древесины будет испаряться значительно быстрее, чем поступать из внутренних слоев к наружным.

Когда влажность наружных слоев становится ниже 30%, начинается их усушка. В то же время внутренние слои с влажностью выше 30% сохраняют свой объем. Вследствие этого в наружных слоях возникают растягивающие усилия, а во внутренних — сжимающие. Если растягивающие усилия больше силы сцепления между волокнами, появляются разрывы в виде наружных трещин.

В следующей стадии сушки, когда влажность внутренних слоев становится меньше 30%, под влиянием усушки уменьшаются их размеры и объем.

Ввиду того что в первой стадии сушки наружные слои сохли относительно быстро и при этом находились в растянутом состоянии, величина их усушки будет меньше, чем у более медленно сохнущих и при этом находящихся в сжатом состоянии внутренних слоев. Вследствие этого в наружных слоях возникнут сжимающие напряжения, а во внутренних — растягивающие. Последние вызовут появление внутренних трещин. Сжатие наружных слоев называется затвердением наружной поверхности древесины и также является серьезным дефектом сушки.

Чтобы избежать указанных дефектов при сушке, необходимо создать такие условия, чтобы скорости испарения и движения влаги внутри материала были одинаковы. При повышении температуры воздуха ускоряется продвижение влаги в древесине, а при увеличении влажности воздуха уменьшается скорость испарения влаги поверхностными слоями материала. Таким образом, можно выбрать такие сочетания температуры и влажности воздуха, при которых появление вредных напряжений в материале будет исключено.

Различные породы древесины сохнут по-разному. Одни из них больше подвержены короблению и растрескиванию, другие — меньше. Доски и бруски крупных сечений требуют более длительного времени сушки, чем более мелкие. В связи с этим в каждом конкретном случае устанавливают определенный режим сушки в зависимости от породы древесины, толщины материала, а также от его назначения, требований к качеству.

Существуют два основных способа сушки древесины: сушка на открытом воздухе (естественная, или атмосферная) и в специальных сушильных камерах, или сушилках (искусственная, или камерная сушка).

При атмосферной сушке пиломатериалы укладывают в штабеля (7) рядами, между которыми должны помещаться прокладки. Доски в каждом ряду кладут с промежутками, равными четверти или половине ширины доски. Штабеля размещают на бетонных или деревянных фундаментах. Верх штабеля покрывают односкатной или двускатной крышей. Для предохранения от растрескивания торцы пиломатериалов обмазывают известковым или меловым составом, напускают доски каждого вышележащего ряда так, чтобы они создавали тень для торцов досок нижележащего ряда. Площадка

для склада должна быть достаточных размеров для размещения на ней штабелей с необходимым числом проходов и проездов между ними; быть открытой и доступной для господствующих в данной местности ветров, достаточно высокой, чистой и сухой.

Сушка на воздухе — наиболее простой, но вместе с тем очень длительный процесс. Продолжительность сушки зависит от породы древесины, толщины пиломатериалов, времени года и климатических условий данного района. В среднем для центральных областей РСФСР, Украины и Белоруссии срок сушки хвойных досок толщиной 35—50 мм может составить от 20 до 60 сут. Способ требует больших площадей для размещения склада. Но самым существенным недостатком атмосферной сушки является то, что влажность древесины не может быть меньше влажности, равновесной окружающей среде, т. е. 15—20% (воздушно-сухое состояние).

Эти недостатки полностью устраняются при камерной сушке. В камерах можно сушить древесину в любое время года и довольно быстро (в течение 3—8 сут). При этом древесина обезвреживается, так как при высоких температурах (60—80°С и выше) погибают споры и грибницы дереворазрушзющих грибов, а также насекомые — вредители древесины. Камерная сушка позволяет высушивать материал до влажности 12—8% и йиже, что особенно важно для столярных работ.

В деревообрабатывающих мастерских, не имеющих сушильных камер и обрабатывающих небольшие количества древесины, пиломатериалы обычно укладывают на некоторое время на открытом

воздухе для предварительной сушки, доводя их влажность до воздушно-сухого состояния, а затем досушивают их (в виде черновых заготовок) в помещении на специально устроенных для этого стеллажах, под которыми установлены калориферы. Над стеллажами делают вытяжку для отвода отсыревшего теплого воздуха.

Особую трудность представляет сушка древесины в кряжах, используемых, например, для монументальной или станковой скульптуры. Если с кряжа снять кору, то испарение влаги будет происходить с большой поверхности, подверженной непосредственному воздействию воздуха, и значительно быстрее, чем продвижение влаги из внутренних слоев к наружным. В результате появится большой перепад влажности между внутренними и наружными слоями древесины. Вследствие этого, а также большей усушки древесины по длине годичного слоя, чем по его толщине (при сохранении размера и объема более влажной древесины центральной части кряжа), в древесине наружных слоев возникают напряжения — растяжения, которые вызывают разрывы ткани наружных слоев. Так как связь или сцепление волокон по длине годичных колец (по окружности их) ослаблена присутствием сердцевинных лучей, то указанные разрывы происходят в направлении от заболони к сердцевине (8, а).

При сушке кряжа с корой (8, б) испарение влаги происходит главным образом с поверхности торцов, древесина которых усыхает больше в центральной части, чем на периферии, защищенной корой. Вследствие этого сокращение длины годичных колец в центральной части кряжа будет происходить интенсивнее, чем сокращение колец, расположенных около коры. Это вызовет образование трещин в центральной части кряжа, расположенных, как и в первом случае, в радиальном направлении. У коры сердцевинные трещины будут тонкими, а в средней части по радиусу торца — более широкими.

Чтобы избежать указанных дефектов, необходимо создать такие условия, чтобы испарение влаги с торцовых и боковых поверхностей кряжа происходило примерно с одинаковой скоростью и как можно медленнее. Для этого необходимо прежде всего закрыть торцы кряжа — закрасить их масляной краской или замазкой из глины и олифы. Целесообразно не снимать кору, а сделать на ней топором поперечные вырубки (9, а), чтобы дать доступ воздуху к древесине. Если кряж короткий, то кору снимают в средней его части, оставляя на концах кольца шириной 20—25 см (9, б).

Сушить кряжи нужно постепенно, сначала на улице под навесом, затем в неотапливаемом, но сухом помещении и, наконец, в комнатных условиях (для станковой скульптуры).

Защитную обработку древесины производят с целью предохранения ее от гниения, поражения насекомыми и быстрого сгорания. Для предохранения от поражения грибами древесину пропитывают или обмазывают антисептиками.— веществами, способными убить грибы и предупредить их развитие в дальнейшем. Обработка этими веществами называется антисептированием.

Антисептики подразделяются на водорастворимые и маслянистые, растворимые в органических растворителях.

Водорастворимые антисептики — порошкообразные или кристаллические вещества минерального происхождения, применяемые в пиде 3—6%-ных водных растворов. Наиболее распространенными из них являются фтористый натрий и пентохлорфенолят натрия.

Из масло- и органикорастворимых антисептиков основным является пентахлорфенол — кристаллическое вещество желтовато-серого цвета. Он очень токсичен для дереворазрушающих грибов, насекомых и древоточцев, химически достаточно инертен, нелетуч, и воде практически нерастворим, но хорошо растворяется во многих органических растворителях нефтяного происхождения. Растворы пснтахлорфенола в легких летучих растворителях используют для пропитки столярных изделий. При этом древесина хорошо склеивается, окрашивается, полируется.

Огнезащита древесины производится путем пропитки се химическими веществами, называемыми антипиренами. Эти иещества плавятся при нагревании и покрывают поверхность огнезащитной пленкой, прекращающей доступ кислорода воздуха к древесине, или разлагаются с выделением большого количества негорючих газов, оттесняющих воздух. В результате древесина тлеет, но не горит.

В качестве антипиреиов применяют соли аммония, фосфорной и борной кислот и их смеси. Пропитка древесины производится в пропиточных цилиндрах под давлением.

Для предохранения древесины от огня ее окрашивают огнезащитными красками. Чаще всего применяют силикатные краски на основе жидкого стекла. Их наносят кистью в два приема с промежуточной сушкой не менее 12 ч.

Краски обычно бывают белого цвета и полностью закрывают текстуру древесины.

К числу мероприятий, увеличивающих долговечность древесины, относится также лицевая отделка готовых изделий: окраска, лакирование, полирование и др.

Самым распространенным, а в большинстве случаев и необходимым видом обработки древесины является лакирование. Для проведения данной работы выбирается специальный лак по дереву.

Лак для дерева бывает на:

• масляной основе (после нанесения образует стойкую глянцевую пленку с высокими показателями влагозащиты). Недостатком масляного лака можно назвать длительное время сушки каждого слоя – 48 часов;
• спиртовой основе (после нанесения образуется эластичная полуглянцевая основа со средней степенью влагостойкости).

Самыми лучшими на сегодняшний день являются нитролаки, образующие плотную пленку с высокими характеристиками прочности и влагостойкости. Дерево после высыхания гладкое с приятным глянцевым блеском. Одним из основных достоинств нитролаков можно считать кратковременную сушку – на высыхание первого слоя уйдет два часа. Рекомендуется наносить нитролак в пять-шесть слоев для получения идеально гладкой с высокими эксплуатационными характеристиками основы.

Подготовка к нанесению лака

Деревянное изделие должно быть сухим и чистым. Любые загрязнения следует очистить щеткой или наждачной бумагой, остатки пыли удалить влажной тряпкой. Завершающим этапом является обезжиривание с применением растворителя.

Грунтование древесины

В случае наличия выбоин и сколов у деревянных изделий, в том числе и у мебели из дерева, рекомендуется предварительная грунтовка. Для нее используют специально предназначенные пасты (для крупнопористых пород) или жидкие грунтовки (используются для мелкопористых пород).

Технология покрытия древесины масляным лаком

Состав следует наносить равномерно, избегая образования подтеков. Для работы применяется кисть с густой щетиной. После того, как первый слой лака высох, дерево нужно отшлифовать наждачной бумагой № 3, № 4 без усилия вдоль направления волокон.

Перед нанесением второго слоя следует удалить ветошью образовавшуюся от шлифовки пыль. После вторичного высыхания необходимо провести шлифовку с применением специального пемзового порошка, который наносится не на изделие, а на чуть смоченную ветошь. Отшлифованная основа протирается насухо и наносится третий лаковый слой. Завершающий этап – полировка изделия. Для этих целей используется ватный или тряпичный тампон (100% хлопок), смоченный в льняном или подсолнечном масле. Процедура позволяет максимально выровнять покрытие, сделать его равномерным.

Этапы нанесения на деревянную поверхность нитролаков

Внимание! Перед нанесением нитролака деревянное изделие должно быть полностью высушено! В ином случае лак не будет держаться. В помещении, где будет производиться обработка, должно быть не менее 17-18 градусов тепла. Во избежание интоксикации следует организовать сквозное проветривание.

Состав наносится с использованием пульверизатора. Каждый слой необходимо распылять в направлении, перпендикулярном предыдущему слою. Для послойной просушки требуется не менее одного часа. Всего рекомендуется наносить четыре слоя, чтобы основание приобрело требуемые технические и эксплуатационные свойства. После сушки каждого слоя поверхность обрабатывается наждачной бумагой (№5 и №6). Нанести четвертый слой, выждать сутки и обработать шлиф-шкуркой № 4 с одновременным керосиновым или бензиновым увлажнением.

Процесс покрытия полиуретановым лаком

После нанесения и высыхания образуют прочное, твердое, эластичное, надежное покрытие с высокими технико-эксплуатационными характеристиками, устойчивостью к воздействию негативных факторов окружающей среды. Полиуретановый состав должен наноситься только путем распыления или наливания, состоит из двух компонентов: лаковой основы и затвердителя, которые смениваются перед нанесением (смесь должна быть нанесена на обрабатываемую поверхность в течение ближайших восьми часов после смешивания). Распределяется наливом или распылением в несколько слоев, шлифуется мелкозернистой наждачной бумагой, полируется с применением политурной воды.

Особенностью можно назвать быстрое отвердевание под воздействием источника ультрафиолетового излучения. Покрытие высыхает за несколько секунд и может буквально сразу же после нанесения обрабатываться и шлифоваться. УФ-лаки – прерогатива масштабных производственных процессов, когда время на сушку изделия строго ограничено технологией. После обработки образуется прочное, эластичное покрытие с хорошей износостойкостью.

Восковая и масляная обработка деревянной поверхности

Масло в отличие от лака пропитывает древесные волокна без образования глянцевой пленки. Восковой состав позволяет выровнять поверхность, придать ей дополнительную прочность, защиту от влаги, пыли и ультрафиолета. Изделия, а также готовые пиломатериалы не изменяют своего природного оттенка, а лишь начинает по-особенному блестеть.

Технология нанесения масла

Масло наносится на дерево тампоном или кистью с мягким ворсом. Дерево перед обработкой должно быть очищено от пыли и грязи. Масляный слой распределяется обильно. Рекомендовано оставить состав на несколько минут, затем удалить сухой ветошью излишки. Спустя шесть часов наносится второй слой и оставляется, не вытираясь как минимум на восемь часов. Для максимального эффекта нужно пять – шесть слоев с интервалом в сутки, после чего требуется отполировать мягкой ветошью.

Технология нанесения воска

Воск разрешено использовать на необработанной поверхности. Растопленный до жидкого состояния воск равномерно наносится кистью, второй слой – тряпичной ветошью, спустя час после первого слоя. Особенность вторичного нанесения: состав распределяется по поверхности сразу круговыми движениями, затем прямыми движениями по направлению волокон древесины. Отполированная поверхность должна сушиться в течение 8-10 часов. Завершающим этапом является полировка с применением сухой ветоши.

Древесина плодовых пород - это ценный материал, который может использоваться для строительства, но чаще задействуется для отделки, изготовления декоративных изделий и инструментов, так как обладает красивой текстурой.

Чтобы готовая вещь получилась не просто красивой, но и долговечной, особое внимание уделяется обработке материала. Существуют особенности сушки древесины плодовых пород , которые обязательно нужно учитывать, чтобы обработанная поверхность в последствие не имела дефектов.

Когда древесина плодовых деревьев высушена правильно, она очень прочна, не растрескивается, легко поддается обработке, резке, распиловке, полировке и шлифовке.

Как сушить древесину яблони

Древесина яблони - самый распространенный материал среди всех видов древесины плодовых деревьев. Это связано с широким распространением самого растения.

Перед тем как сушить древесину яблони , нужно создать правильные условия и подобрать температурный режим, который обеспечит сохранность структуры. После обработки ядро должно приобрести красно-коричневый оттенок и желто-розовую заболонь, лучи сердцевины должны быть малозаметными.

Древесина яблони является сильно усыхающей, тяжелой, твердой, обладает средней стойкостью к биологическим повреждениям, а также средней плотностью. Коэффициент усушки даже выше, чем у твердолиственной древесины.

Все это говорит о том, что сушить древесину яблони нужно в специальном режиме, чтобы избежать коробления и растрескивания.

1. пиломатериалы складываются в штабеля в месте, защищенном от атмосферных воздействий;
2. производится атмосферная просушка до достижения определенного уровня влажности (20-25%);
3. осуществляется влаготеплообработка и мягкая просушка;
4. проводится финальная просушка при температуре до 60 градусов до влажности 12%.

Когда процесс проводится грамотно, он занимает 25-30 дней, что занимает немало времени. Но форсирование сушки древесины яблони приводит снижению качества.

Яблоня с ее красивой текстурой и замечательными свойствами используется преимущественно для создания:

• декоративных изделий;
• дизайнерской мебели;
• музыкальных инструментов;
• дорогой посуды.

Даже щепа и сучья нашли применение, они задействуются при копчении продуктов, чтобы придать им особую золотую корочку.

Как сушить древесину груши

Груша - втрое по распространенности плодовое дерево после яблони. Древесина груши при правильной просушке имеет мягкую текстуру, на месте спила слабо различимы сосуды, лучи и годовые кольца. Оттенок очень приятный, может варьироваться от розового до бурого, от желтого до красного, что зависит от возраста спиленного дерева и от того, как использовалась вещь, находилась ли под прямыми солнечными лучами.

Если сушить древесину груши правильно, она имеет высокую плотность, но при этом сохраняет гибкость, легко поддается покраске, шлифовке, полировке. Груша сильно усыхает, легко отдает влагу, при том, что в свежесрубленном состоянии имеет влажность 90-100%.

Процесс сушки древесины груши стоит проводить по такой схеме:

1. пропарка при 110 градусах до посветления (оптимальный цвет - равномерный розовато-коричневый) и достижения 130% влажности;
2. сушка при температуре 70 градусов до влажности 30-35%;
3. сушка при температуре 50 градусов до влажности 22%;
4. влаготеплообработка и просушка при температуре 30 градусов до достижения влажности 9%.

Сушка древесины груши в идеале занимает 20-25 дней, после чего можно начинать обработку. Наиболее этот материал востребован для изготовления:

• мебели для гостиной;
• мебели для спальни;
• шкатулок и декоративных изделий;
• имитации черного дерева.

Как сушить вишню и черешню

За особый розовый оттенок пользуется популярностью древесина вишни и черешни. В некоторых странах, в Германии в частности, эти деревья специально разводятся для получения древесины. В России промышленное разведение осуществляется в Краснодарском крае.

Особое отличие вишни и черешни - розовато-коричневый оттенок, который становится тем более глубоким и насыщенным, чем старше дерево, хорошо проступает красный цвет. Структура древесины однородная, волокна расположены прямо, хорошо видны годовые кольца. Мастера особенно ценят вишню за то, что при полировке даже без использования специальных составов она приобретает характерный глянцевый блеск.

Правильная сушка древесины плодовых пород вишни и черешни позволяет получить материал, который легко поддается обработке, резке, приобретает устойчивость к гниению.

Так как древесины черешни и вишни является малоусыхающей и практически не коробится, процесс сушки достаточно прост:

1. укладка в штабели;
2. сушка под рассеянными лучами солнца до 12 дней;
3. пропарка;
4. мягкая сушка при температуре 40 градусов;
5. вторая фаза сушки при температуре 70 градусов до 15 дней;
6. влаготеплообработка и просушка до влажности 8-10%.

Сушка вишни или черешни обычно занимает около 30 дней. Именно столько нужно, чтобы получить действительно качественную древесину, из которой можно сделать:

• паркет;
• сувениры;
• строганый шпон;
• эксклюзивную мебель;
• музыкальные инструменты (пианино, рояли);
• курительные трубки;
• маломерную посуду.

Сушка других плодовых пород

Кроме яблони, груши и вишни широко используется древесины:

• сливы;
• абрикоса;
• айвы;
• персика;
• шелковицы;
• черемухи;
• рябины;
• хурмы;
• грецкого ореха.

Особенности сушки древесины плодовых пород связаны с особенностями структуры, плотностью, влажностью, устойчивостью к биологическим агентам. В любом случае, для каждой породы условия индивидуальны, а грамотный процесс просушивания занимает от 20 до 40 дней.

Хотя для получения идеального результата оптимальна промышленная сушка, она возможна и в домашних условиях, если изучены особенности процесса, имеется профессиональный влагомер и подобраны хорошие сушилки.

Путем поглощений и отдачи молекул воды в молекулярной структуре древесины она разбухает при поглощении влаги и усыхает при ее уходе. Благодаря анизотропии древесины величины усушки и разбухания различны в трех главных направлениях.

На основании эмпирических данных можно ориентироваться на следующие значения:

Тангенциальное направление (в направлении годичных слоев) - около 10%;

Радиальное направление (в направлении сердцевинных лучей) - около 5%;

Продольное направление (вдоль волокон) - приблизительно 0,1%.

При этом усушка и разбухание протекают пропорционально изменению влажности древесины. В таблице 1 как пример представлены различные величины усушки согласно DIN 68100 для некоторых пород древесины.

1 Метод расчета от значений тангенциального и радиального к годичному кольцу, соответственно, к зоне прироста.

Согласно DIN 1052-1 имеются расчетные значения для величин усушки и разбухания (табл. 2). Для определенных древесных пород в большинстве случаев применяется расчет, основанный на тангенциальных и радиальных значениях, так как действительные границы годичных колец в разрезе древесины непредсказуемы.

Разбухание и усушка древесины и древесных материалов имеют, конечно, большое значение для лакокрасочного покрытия, так как покрытие должно сохранять прочность сцепления (адгезию) и эластичность (исключение растрескивания) при изменении размера древесины.

Твердость древесины

Другим важным технологическим свойством древесины является ее твердость. Твердость определяется как «сопротивление материала проникновению инородного твердого тела под воздействием внешней силы». Определение твердости древесины в основном проводится методом определения твердости по вдавливанию шарика по Бринеллю (НВ) при содержании влаги и = 12% (DIN EN 1534). На определение твердости влияют объемная плотность, направление волокон, доля ранней и поздней древесины, содержание лигнина и смол, а также влажность. Значение НВ для ели, например, составляет 1,2 перпендикулярно направлению волокон и 3,2 вдоль волокон. Твердость, а с ней и выбор древесины играют важную роль в особенности для лакокрасочных покрытий пола и паркета. Твердость по Бринеллю, бесспорно, свидетельствует о возможных повреждениях пола и лакокрасочного покрытия пола от каблуков. Так, согласно сообщению Эммлера, на полу с твердостью по Бринеллю меньше 25 МПа обнаруживаются глубокие вмятины от каблуков, тогда как на ламинате, напротив, никаких следов не остается.

Любому самодельщику известно, что даже хорошо обработанная сырая древесина становится со временем ворсистой и плохо поддается отделке. Такую древесину потом трудно шлифовать, а лаковые и красочные покрытия на ней трескаются и осыпаются. Изделия из сырой древесины коробятся и покрываются глубокими трещинами, которые возникают из-за неравномерного высыхания ее слоев (дело в том, что при сушке верхние слои пиломатериалов высыхают и уменьшаются в объеме быстрее, чем внутренние).

Минимальная влажность древесины растущего дерева бывает зимой, а максимальная - ранней весной. Конечно, заготовку древесины, кроме осины, лучше осуществлять в период, когда в ней почти нет соков. В этом случае она меньше растрескивается и коробится. Чем сильнее усыхает древесина, тем многочисленнее и глубже в ней трещины. Древесина мягких пород усыхает меньше, чем твердых. При этом мягкая древесина высыхает быстрее, не так сильно коробится и растрескивается, чем твердая. По степени усушки древесину различных пород деревьев подразделяют на три группы: малоусыхающая - ель, ива, тополь, сосна, кедр; среднеусыхающая - дуб, липа, осина, ясень, вяз; сильноусыхающая - лиственница, береза, клен, яблоня.

Как же высушить древесину, чтобы в ней не образовались трещины? Это вопрос вопросов для каждого мастера. В любой древесине содержится определенный процент влаги. И удалять последнюю следует так, чтобы древесина - этот благородный, теплый, солнечный материал - не покоробилась. Заготавливать древесину надо поздней осенью или зимой. В это время в ней минимум влаги, она меньше растрескивается, а мастеру остается лишь только досушить ее.

Способы сушки древесины

Способов сушки в принципе много. И в зависимости от условий и обстоятельств мастер сам принимает решение, как он поступит с данным материалом. Учтите, что здесь речь пойдет не о промышленной сушке древесины, хотя некоторые ее приемы годятся и для сушки в «индивидуальном порядке».