Введение

Обработка или защита деревянной поверхности

Деревообработка (или отделка древесины) – это процесс облагораживания или защиты деревянной поверхности, особенно в производстве мебели, где она обычно составляет от 5 до 30% производственных затрат. Отделка – это заключительный этап производственного процесса, придающий деревянным поверхностям желаемые характеристики, включая улучшенный внешний вид и повышенную устойчивость к влаге и другим воздействиям окружающей среды. Отделка также облегчает очистку древесины и поддержание ее гигиеничности, запечатывая поры, которые могут служить питательной средой для бактерий. Отделка может влиять и на другие свойства древесины, например, на тональные качества музыкальных инструментов и твердость напольных покрытий. Кроме того, отделка позволяет придать недорогой древесине вид дорогостоящих и труднодоступных пород.

Планирование финиша

Для отделки древесины требуется тщательное планирование, чтобы готовое изделие выглядело привлекательно, хорошо функционировало и соответствовало требованиям безопасности и экологическим нормам. Планирование отделки начинается с проектирования мебели. Также следует уделять внимание устранению выемок и углублений в мебели, которые сложно качественно обработать некоторыми системами, особенно при использовании УФ-отверждаемых покрытий. Планирование отделки древесины также включает в себя учет свойств древесины, подлежащей обработке, поскольку они существенно влияют на внешний вид и характеристики покрытия, а также на выбор системы отделки, которая придаст древесине желаемые свойства. В качестве альтернативы древесину можно отбелить для удаления естественного цвета, а затем тонировать в нужный оттенок. Древесина с выраженной текстурой, такая как дуб и другие лиственные породы с кольцевой пористостью, может потребовать предварительного заполнения пор, чтобы покрытие могло их перекрыть и предотвратить образование трещин. Поры в древесине с кольцевой пористостью легче впитывают пигментированные морилки, что можно использовать для подчеркивания текстуры древесины. Планирование отделки древесины также подразумевает понимание того, как сам процесс отделки влияет на конечный результат. Необходимо бережно обращаться с древесиной, чтобы избежать вмятин, царапин и загрязнений. Изменения влажности древесины могут приводить к ее набуханию и усадке, что создает напряжение и вызывает растрескивание покрытий. Обе эти проблемы можно избежать, храня древесину в помещении в условиях, обеспечивающих ее выравнивание до рекомендуемого уровня влажности (6-8%), соответствующего предполагаемому конечному использованию мебели, а также соблюдая местные экологические нормы, регулирующие использование отделочных материалов и переработку готовых изделий из древесины по окончании срока их службы.

Песочные работы

Шлифовка проводится перед финишной обработкой для удаления дефектов с поверхности древесины, которые могут повлиять на внешний вид и эксплуатационные характеристики последующих отделочных материалов. График шлифования обычно начинается с наждачной бумаги, достаточно грубой для удаления крупных дефектов (обычно зернистость 80 или 100, но иногда выше, если поверхность уже достаточно гладкая), и переходит к серии наждачной бумаги с постепенно уменьшающейся зернистостью, которая удаляет царапины, оставленные предыдущими этапами шлифования. Эти шлифовальные гребни и щепки древесины набухают и поднимаются, соответственно, при нанесении на шлифованную древесину отделочных материалов на водной основе, создавая шероховатую, ворсистую поверхность. Этот дефект известен как подъем волокон. Его можно устранить, смочив поверхность водой, дав древесине высохнуть, а затем слегка отшлифовав ее для удаления поднятых волокон. Существует множество цветных шпатлевок (заполнителей и восков), производимых промышленным способом, окрашенных в соответствии с различными породами древесины. Для успешного заполнения пустот в древесине необходимо, чтобы заполнитель точно соответствовал цвету и текстуре древесины вокруг пустоты, что на практике бывает сложно. Кроме того, заполненные пустоты ведут себя не так, как древесина на последующих этапах отделки, и стареют иначе. Следовательно, ремонт древесины с использованием шпатлевки может быть заметным. Иногда такие пятна улучшают цвет и внешний вид древесины, и нет необходимости удалять их перед финишной обработкой. То же самое относится к древесине, пораженной гнилью, привлекательный вид которой обусловлен грибками. С другой стороны, некоторые грибковые пятна и пятна, вызванные реакцией железа с древесиной, могут деформировать древесину. Отбеливатели также иногда используются для уменьшения разницы в цвете между светлой заболонью и ядром, а также для выравнивания цветовых вариаций внутри ядра. Полученный продукт известен как "дымчатый дуб".

Сравнение различных прозрачных отделений

Прозрачные покрытия предназначены для того, чтобы древесина выглядела привлекательно и соответствовала требованиям, предъявляемым к покрытию. Выбор прозрачного покрытия для древесины предполагает компромисс между внешним видом, защитой, долговечностью, безопасностью, требованиями к очистке и простотой нанесения. В следующей таблице сравниваются характеристики различных прозрачных покрытий. «Качество шлифовки» указывает на легкость, с которой покрытие можно обработать для достижения желаемого результата. Шеллак следует рассматривать в двух аспектах: он используется в разбавленном виде с денатурированным спиртом в качестве отделочного материала, а также для изменения способности древесины впитывать другие покрытия. Спирт испаряется почти мгновенно, образуя покрытие, которое прилипает практически к любой поверхности, даже к стеклу, и на него можно наносить практически любое другое покрытие. Внешний вид Защита Долговечность Безопасность Простота нанесения Обратимость Качество шлифовки Воск Тусклый, ровный блеск, если не отполирован. Низкая, кратковременная. Требует частого повторного нанесения. Безопасен после испарения растворителей в пастообразном воске. Легко. Наносится тканью или кистью и втирается в древесину, излишки оставляют для затвердевания перед полировкой тканью до желаемого уровня блеска. Сложно. Растворители разжижают воск, заставляя его глубже проникать. Шлифовка создает тепло. Рекомендуется соскабливание. Матовый до атласного блеска, можно отполировать до блеска. Масло твердого воска Матовый до атласного блеска. Умеренная защита и водостойкость. Умеренная долговечность после отверждения. Может потребоваться периодическое повторное нанесение. Безопасно после испарения ЛОС с низким содержанием. Легко. Наносится очень тонкими слоями тканью, аппликатором, валиком или кистью. Сложно. Растворители разжижают воск, заставляя его глубже проникать. Шлифовка создает тепло. Рекомендуется соскабливание. Матовый до атласного блеска, можно отполировать до блеска. Шеллак От почти прозрачного (светлейшего) до насыщенного оранжевого (гранатового). Умеренная защита от воды, слабая защита от растворителей. Умеренная. Безопасен после испарения растворителя, используется в качестве покрытия для пищевых продуктов и таблеток. Быстрое испарение растворителя затрудняет нанесение кистью. Рекомендуется кисть из щетины быка или барсука. Легко наносить аппликатором, но французская полировка сложна. Полностью обратимо с использованием спирта. Отлично. Нитроцеллюлозный лак Прозрачный, атласный и глянцевый. Умеренная защита. Мягкий и несколько прочный. Требуются нетоксичные растворители. Необходима хорошая защита, особенно при покраске. Умеренно. Доступен в банках, для крупномасштабных работ требуется распылительное оборудование. Шлифовка между слоями не требуется. Отличная мягкая отделка. Предварительный лак Прозрачный, любой блеск от 5% до 90%. Хорошая общая защита от влажного и сухого тепла. Соответствует британским и европейским стандартам для «общего использования». Используются токсичные растворители. Требуется вытяжная кабина. Умеренно. Требуется распылительное оборудование. Шлифовка между слоями не требуется. Необратимо после 5 дней. Отличная общая отделка для мебели, более твердая, чем стандартный лак. Лак с преобразованием или кислотный лак Прозрачный, любой блеск от 5% до глянца. Отличная защита от многих веществ. Соответствует британским и европейским стандартам для «интенсивного использования». Используются токсичные растворители, включая толуол. Умеренно. Требуется распылительное оборудование. Используется только в профессиональных мастерских. Шлифовка между слоями не требуется. Сложно обратить вспять. Отличная твердая отделка. Промытое льняное масло Желтое теплое сияние, подчеркивает текстуру древесины1, темнеет с возрастом. Низкая. Низкая. Относительно безопасно после отверждения, металлические сушители ядовиты. Легко. Наносится тонкими слоями тканью или кистью, излишки вытираются. Время отверждения может быть длительным. Сложно. Необходимо удалить всю насыщенную древесину (строгание/шлифовка/соскабливание). Отвердевает матовым. Масло тунговое Теплое сияние, подчеркивает текстуру древесины1, светлее льняного. Низкая, но обладает водостойкостью. Низкая. Относительно безопасно после полного отверждения. Чистое масло тунговое не содержит металлических сушилок. Многие продукты, маркированные как масло тунговое, представляют собой смеси масла и лака. Умеренно. Наносится тонкими слоями тканью или кистью, излишки вытираются. Первый слой обычно разбавляется. Требуется частичное отверждение, так как для достаточного количества слоев требуется длительный цикл отделки. Сложно. Необходимо удалить всю насыщенную древесину (строгание/шлифовка/соскабливание). Отвердевает твердым и матовым, можно отполировать до атласного блеска. Алкидный лак Не такой прозрачный, как лак, желтоватый/оранжевый оттенок, подчеркивает текстуру древесины. Хорошая защита, также доступен с УФ-устойчивостью. Прочный. Относительно безопасно после испарения ЛОС, используются растворители на нефтяной основе. Умеренно. Кистью, валиком или распылителем. Для нанесения кистью требуется хорошая техника, чтобы избежать пузырей и полос. Можно удалить с помощью смывок краски. Отвердевает твердым и гибким, глянцевым или атласным. Полиуретановый лак на масляной основе Небольшое пожелтение, доступен в различных степенях блеска. Отличная защита от многих веществ, прочное покрытие. Прочный после примерно 7 дней отверждения. Относительно безопасно после испарения ЛОС, используются растворители на нефтяной основе. Умеренно. Наносится слоями кистью, валиком или распылителем. Среднее время отверждения, шлифовка требуется между слоями. Легко при разбавлении и нанесении аппликатором. Можно удалить с помощью смывок краски. Отвердевает твердым. Легко шлифовать стальной ватой или синтетическими аппликаторами для уменьшения блеска или полировать до высокого глянца. Полиуретановый лак на водной основе Прозрачный или краска, любой блеск от 1% до 80%. Отличная защита. Новые продукты (2009 г.) также устойчивы к УФ-излучению, если это указано. Прочный после двухдневного отверждения. Безопаснее, чем полиуретановый лак на масляной основе, меньше летучих органических соединений. Легко. Наносится кистью, валиком или распылителем. Быстрое высыхание требует осторожности при технике нанесения, чтобы избежать пузырей и полос. Шлифовка требуется между слоями. Можно удалить с помощью смывок краски. Отлично. Отвердевает твердым и может быть отполирован до блеска. Используйте разделительный агент. Толстое покрытие может создавать ощущение пластика. Двухкомпонентный полиуретан Прозрачный. Более высокая защита, чем обычный полиуретановый лак. Прочный после отверждения, обычно менее часа. Низкое или отсутствие ЛОС, нереактивный после отверждения. Обычно распыляется, оборудование необходимо очистить от смешанного продукта сразу после использования. Необратимо. Легко шлифуется. Шлифовка не требуется между слоями. Масляные лаковые смеси (например, датское масло, тиковое масло, «отделка маслом тунгового дерева») Усиливает естественную текстуру, как высыхающее масло, но более защитное и быстросохнущее. Низкая, но выше, чем у чистого масла. Достаточно прочный, но может потребоваться периодическое повторное нанесение для сильно используемых поверхностей, таких как столы и столешницы. Относительно безопасно после испарения ЛОС, используются растворители на нефтяной основе. Легко. Наносится тонкими слоями тканью или кистью, излишки вытираются. Слишком много применений может привести к липкому наслоению. Сложно. Необходимо удалить всю насыщенную древесину (строгание/шлифовка/соскабливание). Высыхает твердым. Можно отполировать до матового или глянцевого блеска. Часто покрывается пастообразным воском для дополнительной защиты. Эпоксидная смола Толстая, глянцевая и прозрачная. Некоторые составы могут помутнеть или пожелтеть под воздействием УФ-излучения. Высокий уровень защиты. Гибкий и прочный. Безопасен после отверждения. Легкое нанесение методом заливки на плоские поверхности, сложно равномерно наносить на более сложные формы. Очищается ацетоном в жидком состоянии. Необратимо после отверждения. Гибкость затрудняет шлифовку, но она возможна.
1 подчеркивает визуальные свойства из-за различий в текстуре древесины.

Автоматизированные методы отделки древесины

Производители, выпускающие продукцию массово, используют автоматизированные системы финишной обработки плоских поверхностей. Эти системы состоят из ряда технологических участков, которые могут включать шлифовку, удаление пыли, морение, нанесение грунтовки и финишного покрытия. Как следует из названия, основные формы деталей – плоские. Жидкие отделочные материалы для дерева наносятся автоматическими распылителями в закрытом помещении или покрасочной камере. Затем материал может быть отправлен в сушильную камеру или отшлифован повторно, в зависимости от конфигурации оборудования производителя. Материал также может возвращаться на линию для нанесения дополнительного слоя покрытия или продолжать движение в системе, наносящей последовательные слои в зависимости от компоновки производственной линии. В таких системах обычно применяется один из двух подходов к производству.

Подход на подвесной линии

При использовании подвесной линии изделия из дерева, подлежащие отделке, подвешиваются на держатели или вешалки, прикрепленные к конвейерной системе, которая перемещает изделия над головой или над уровнем пола. Сам конвейер может быть закреплен на потолке, стене или поддерживаться напольными опорами. Простая конвейерная система может быть спроектирована для перемещения деревянных изделий через несколько этапов отделки в непрерывном цикле. Подвесная линия в автоматизированной отделке древесины также позволяет поднимать изделия к более теплому воздуху под потолком, чтобы ускорить процесс сушки.

Подход на буксирной линии

При помощи тяговых линий для автоматизации отделки древесины используются мобильные тележки, приводимые в движение конвейерами, смонтированными в полу или на полу. Этот подход полезен для перемещения крупных деревянных изделий сложной формы, которые трудно или невозможно поднять или подвесить, например, четырехногих деревянных предметов мебели. Мобильные тележки, используемые в системе с тяговыми линиями, могут быть оснащены вращающимися верхними платформами, которые приводятся в движение вручную или автоматически. Вращающиеся верхние платформы обеспечивают оператору легкий доступ ко всем сторонам деревянного изделия на протяжении различных этапов отделки, таких как шлифовка, покраска и покрытие лаком.