Введение
Прозрачный твердый защитный слой или пленка.
Ла́к — это прозрачное твердое защитное покрытие или пленка. Его не следует путать с морилкой для дерева. Обычно он имеет желтоватый оттенок из-за производственного процесса и используемых материалов, но может быть также и пигментирован по желанию. Он продается в различных оттенках. Лаки в основном используются для отделки древесины, где, окрашенная она или нет, желательна видимость характерных тонов и текстуры дерева. Лаковые покрытия по своей природе глянцевые, но доступны также сатиновые/полуматовые и матовые варианты.
История
Слово "лак" происходит от средневекового латинского vernix, означающего "благоухающая смола", возможно, произошедшего от среднегреческого berōnikón или beroníkē, означающего "янтарь" или "стекло янтарного цвета". Неверная этимология связывает это слово с греческим Береникой, древним названием современного Бенгази в Ливии, где предположительно применялись первые лаки в Средиземноморье и продавались смолы из деревьев ныне исчезнувших лесов. Ранние лаки создавались путем смешивания смолы – например, сосновой живицы – с растворителем и нанесения кистью для получения золотистого и затвердевшего эффекта, который можно увидеть в современных лаках. Техника лакирования была хорошо известна в Древнем Египте. Лакирование также упоминается в истории Восточной и Южной Азии: в Индии, Китае и Японии, где практика лакового дела, разновидность нанесения лака, была известна с очень давних времен. Китайцы эпохи Тан использовали средневековые химические эксперименты для производства лака для одежды и оружия, применяя сложные химические формулы к шелковой одежде подводных ныряльщиков, крему для полировки бронзовых зеркал и другие составы.
Безопасность
Из-за пожароопасности многие упаковки продуктов содержат инструкции по безопасному хранению и утилизации лаков и сушильных масел, поскольку они легко воспламеняются, а материалы, используемые для их нанесения, могут самовозгораться. Многие лаки содержат растительные масла (например, льняное масло), синтетические масла (например, полиуретаны) или смолы в качестве пленкообразователя в сочетании с органическими растворителями. Все они являются легковоспламеняющимися в жидком состоянии. Все сушильные масла, некоторые алкидные смолы (включая краски) и многие полиуретаны выделяют тепло (экзотермическая реакция) в процессе отверждения. Таким образом, пропитанные маслом тряпки и бумага могут тлеть и воспламеняться даже через несколько часов после использования, если не соблюдены необходимые меры предосторожности. Поэтому многие производители указывают правильные способы утилизации тряпок и других материалов, использованных для нанесения покрытия, например, помещая их в емкость с водой.
Компоненты лака
Лаки традиционно представляют собой комбинацию сушильного масла, смолы, разбавителя или растворителя, а также металлического сушителя для ускорения высыхания. Однако различные типы лаков имеют различные компоненты. После нанесения пленкообразующие вещества в лаках либо затвердевают непосредственно после полного испарения растворителя, либо отверждаются после испарения растворителя посредством процессов отверждения, в первую очередь химической реакции между маслами и кислородом воздуха (автоокисления), а также химических реакций между компонентами лака. Смоляные лаки высыхают при испарении растворителя и быстро затвердевают после высыхания. Акриловые и водорастворимые лаки высыхают при испарении воды, но требуют продолжительного периода отверждения для испарения органических растворителей, поглощенных частицами латекса, и, возможно, химического отверждения этих частиц. Масляные, полиуретановые и эпоксидные лаки остаются жидкими даже после испарения растворителя, но быстро начинают отверждаться, последовательно переходя из жидкого или сиропообразного состояния в липкое, затем в сухое, клейкое, сухое на ощупь и, наконец, в твердое. Факторы окружающей среды, такие как температура и влажность, играют важную роль во времени высыхания и отверждения лаков. В классических лаках скорость отверждения зависит от типа используемого масла и, в некоторой степени, от соотношения масла к смоле. Время высыхания и отверждения всех лаков можно ускорить, подвергнув их воздействию источника энергии, такого как солнечный свет, ультрафиолетовое излучение или тепло.
Масло для сушки
Существует множество различных видов сушильных масел, включая льняное, тунговое и ореховое. Они содержат высокий уровень полиненасыщенных жирных кислот. Сушильные масла отвердевают в результате экзотермической реакции между полиненасыщенной частью масла и кислородом воздуха. Изначально термин "лак" относился к покрытиям, полностью состоящим из смолы, растворенной в подходящих растворителях, таких как этанол (спирт) или терпентин. Преимущество лаков на основе смолы в прошлые века заключалось в их очень высокой скорости отверждения по сравнению с маслами; в большинстве случаев они отвердевали практически сразу после полного испарения растворителя. В отличие от них, необработанные или "сырые" масла могут отвердевать неделями или месяцами, в зависимости от температуры окружающей среды и других факторов. В современных условиях, кипяченые или частично полимеризованные сушильные масла с добавлением сиккативов или сушителей (химических катализаторов) отверждаются менее чем за 24 часа. Однако, даже после высыхания на ощупь и в течение значительного времени, из масляной пленки выделяются определенные нетоксичные побочные продукты процесса отверждения. Издавна существовала традиция комбинировать сушильные масла со смолами для получения благоприятных свойств обоих веществ.
Содержание
Для создания лака можно использовать множество различных видов смол. К природным смолам, используемым для лака, относятся янтарь, смола каури, дамар, копал, розин (колофония или сосновая смола), сандарак, бальзам, элеми, мастика и шеллак. Лаки также могут быть созданы из синтетических смол, таких как акрил, алкидные или полиуретановые смолы. В составе лака могут отсутствовать какие-либо добавленные смолы, поскольку высыхающие масла способны создавать лакоподобный эффект самостоятельно.
Растворитель
Первоначально для растворения смолы и разжижения сушильных масел использовался терпентин или спирт. Изобретение нефтяных дистиллятов привело к появлению заменителей терпентина, таких как уайт-спирит, растворитель для красок и минеральный спирт. Современные синтетические лаки могут быть изготовлены на водной основе вместо углеводородных растворителей.
Скрипка
Лакировка скрипки – многоступенчатый процесс, включающий в себя один или несколько из следующих этапов: грунт, пропитка, основа, цветные слои и прозрачный финишный слой. Некоторые системы используют сушильный масляный лак, как описано ниже, в то время как другие – спиртовой лак, изготовленный из смолы (или смол), растворенной в спирте. Подкраска при ремонте или реставрации выполняется исключительно с использованием лаков на основе растворителей. В качестве сушильного масла могут использоваться ореховое или льняное масло в сочетании с янтарем, копалом, канифолью или другими смолами. Традиционно масло подготавливалось путем варки или выдержки на воздухе и под солнечным светом, но современное уплотненное масло получают путем нагрева масла при высокой температуре без доступа кислорода. Очищенная смола иногда доступна в виде полупрозрачного твердого вещества, которое затем "размягчают" путем варки или плавления в котле на огне без использования растворителей. Затем сгущенное масло и подготовленная смола варятся вместе и разбавляются терпентином (вдали от открытого огня) до консистенции, удобной для нанесения кистью. Состав и процессы изготовления лака для скрипки очень разнообразны, и некоторые высоко ценимые старинные образцы демонстрируют дефекты (например, трещины, кракелюры), связанные с несовместимостью компонентов лака. В некоторых системах отделки скрипки в качестве пропитки или основы используется верниче бьянка (яичный белок и гуммиарабик). Также есть свидетельства того, что в некоторых составах основы использовались мелкодисперсные минералы, возможно, вулканический пепел. Некоторые скрипки, изготовленные в конце XVIII века, использовали бычью кровь для получения насыщенного темно-красного цвета. Сегодня этот лак выцвел бы и сейчас представлял собой теплый темно-оранжевый оттенок.
Содержание
Большинство смоловых или же гумовых лаков состоят из натурального вещества растительного или животного происхождения, растворенного в растворителе, который называется спиртовым или лаковым. Растворитель может быть спиртом, терпентином или на основе нефтепродуктов. Некоторые смолы растворимы как в спирте, так и в терпентине. Обычно, нефтепродуктовые растворители, то есть уайт-спирит или растворитель для красок, могут заменять терпентин. К смолам относятся янтарь, дамар, копал, канифоль, сандарак, элеми, бензоин, мастика, бальзам, шеллак и множество лаков. Синтетические смолы, такие как фенольная смола, могут использоваться в качестве вторичного компонента в определенных лаках и красках. На протяжении столетий было разработано множество рецептур, включающих сочетание смол, масел и других ингредиентов, таких как определенные воски. Считалось, что они придают музыкальным инструментам особые звуковые качества, и поэтому их иногда бережно хранили в секрете. Взаимодействие различных ингредиентов сложно предсказать или воспроизвести, поэтому опытные мастера по отделке часто были высоко ценимыми специалистами.
Шеллак
Шеллак – это широко используемый однокомпонентный смоляной лак, растворимый в спирте. Его не следует использовать на наружных поверхностях или в местах, где он будет подвергаться частому контакту с водой, например, вокруг раковины или ванны. Источником шеллачной смолы является хрупкое или чешуйчатое выделение самки лакового червеца, Kerria lacca, обитающего в лесах Ассама и Таиланда и собираемого с коры деревьев, на которой он откладывает его для обеспечения прочного сцепления с стволом. Шеллак является основой французской полировки, которая на протяжении веков была предпочтительным покрытием для качественной мебели. Специально "отвощенный" шеллак подвергается обработке для удаления воскосодержащих веществ из исходного шеллака и может использоваться в качестве грунтовки и пропитки для шлифования под другие покрытия, такие как полиуретаны, алкидные смолы, масла и акриловые материалы. Готовый шеллак обычно доступен в "прозрачном" и "янтарном" (или "оранжевом") вариантах, как правило, в виде "трехфунтового раствора" – три фунта сухого шеллака на один американский галлон спирта. Другие натуральные оттенки, такие как рубиновый и желтый, можно приобрести в специализированных магазинах пигментов или товаров для деревообработки. Сухой шеллак доступен в виде очищенных хлопьев, "стиклака", "кнопочного лака" или "семенного лака". "Белопигментированная" шеллачная грунтовка широко доступна в розничной продаже и рекламируется как быстросохнущая внутренняя грунтовка, "решающая проблемы", поскольку она хорошо прилипает к различным поверхностям и блокирует запахи и следы дыма. Очистку шеллака можно проводить чистым спиртом или аммиачными очистителями.
Алкид
Современные лаки, производимые в промышленных масштабах, используют ту или иную форму алкидной смолы для создания защитной пленки. Алкидные смолы обладают хорошей устойчивостью к растворителям, влаге и ультрафиолетовому излучению. Алкиды представляют собой химически модифицированные растительные масла, которые эффективно работают в широком диапазоне условий и могут быть модифицированы для ускорения процесса отверждения и, следовательно, более быстрого затвердевания. Обычно это достигается путем добавления металлических сушителей, таких как соли кобальта. Более качественные (и дорогие) лаки для наружных работ изготавливаются на основе высокоэффективных алкидных смол и содержат УФ-абсорберы, что улучшает сохранение блеска и увеличивает срок службы покрытия. В состав типичных коммерчески доступных "масляных" лаков также могут входить различные смолы в сочетании с алкидными смолами.
Спарный лак
Спарный лак (также называемый морским или яхтным лаком) изначально разрабатывался для покрытия мачт и реев судов и лодок, чтобы защитить древесину от воздействия моря и погодных условий. Мачты и реи изгибаются под нагрузкой парусов. Основными требованиями были водостойкость и эластичность, чтобы лак не трескался и сохранял адгезию при изгибе конструкции. Эластичность также являлась необходимым условием для защиты от атмосферных воздействий, поскольку покрытие с трещинами пропускало воду, даже если оставшаяся плёнка была водонепроницаемой. Внешний вид и блеск имели второстепенное значение. Часто используются модифицированное тунговое масло и фенольные смолы. Первые лаки не обладали устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. Даже после появления более современных синтетических смол, устойчивых к УФ-лучам, настоящий спарный лак сохранял эластичность как главное преимущество, даже если это требовало компромисса в отношении УФ-защиты. Поэтому спарный лак не всегда является оптимальным выбором для наружных деревянных конструкций, не подверженных изгибу. Однако, широкое представление о "морских продуктах" как о "прочных" привело к тому, что бытовые лаки для наружных работ стали маркироваться как "Spar varnish" и продаваться как обладающие высокой устойчивостью к погодным условиям и ультрафиолетовому излучению. Достоверность этих заявлений может варьироваться в зависимости от конкретного продукта. Лишь недавно появились спарные лаки, сочетающие в себе эффективную эластичность и устойчивость к ультрафиолетовому излучению.
Масла для сушки
Сушильные масла, такие как льняное и тунговое, сами по себе не являются лаками, хотя в современном понимании часто достигают того же результата.
Полиуретан
Полиуретановые лаки обычно представляют собой твердые, износостойкие и долговечные покрытия. Они популярны для паркета из твердых пород дерева, но некоторые мастера по отделке дерева считают их сложными или неподходящими для отделки мебели или других изделий с мелкими деталями. Полиуретаны по твердости сопоставимы с некоторыми алкидными смолами, но обычно формируют более прочную пленку. По сравнению с простыми масляными или шеллачными лаками, полиуретановый лак образует более твердую, значительно более прочную и водонепроницаемую пленку. Однако толстый слой обычного полиуретана может расслаиваться под воздействием тепла или ударов, что приводит к образованию трещин в пленке и появлению белых пятен. Эта тенденция усиливается при длительном воздействии солнечного света или при нанесении на мягкие породы дерева, такие как сосна. Это также частично связано с меньшей проникающей способностью полиуретана в древесину. Для решения этой проблемы используются различные методы подготовки поверхности, включая применение определенных масляных лаков, специально подготовленного "отвощенного" шеллака, прозрачного проникающего эпоксидного грунта или "модифицированного маслом" полиуретана, разработанного для этой цели. Полиуретановый лак также может не обладать "отполированным вручную" блеском сушильных масел, таких как льняное или тунговое масло; однако он способен к гораздо более быстрому и интенсивному наращиванию пленки, достигая результата за два слоя, для которого может потребоваться несколько слоев масла. Полиуретан также можно наносить поверх чисто масляного покрытия, но из-за относительно длительного времени высыхания масел, выделения определенных химических побочных продуктов и необходимости доступа кислорода из воздуха, необходимо убедиться, что масла достаточно просохли, чтобы принять полиуретан. Одним из недостатков лака на основе полиуретана является склонность к пожелтению со временем. Это связано с тем, что гидроксильные группы обычной алкидной смолы реагируют с TDI с образованием уретано-алкидной смолы. Это вносит высокую степень ароматичности и, следовательно, склонность к пожелтению. В отличие от сушильных масел и алкидных смол, которые высыхают после испарения растворителя и при взаимодействии с кислородом из воздуха, настоящие полиуретановые покрытия высыхают после испарения растворителя, а затем либо в результате различных реакций химических веществ в исходной смеси, либо в результате реакции с влагой из воздуха. Некоторые полиуретановые продукты являются "гибридами" и сочетают в себе различные свойства своих исходных компонентов. "Модифицированные маслом" полиуретаны, как на водной, так и на растворительной основе, в настоящее время являются наиболее широко используемыми покрытиями для деревянных полов. Наружное применение полиуретанового лака может быть проблематичным из-за его повышенной восприимчивости к разрушению под воздействием ультрафиолетового света. Все прозрачные или полупрозрачные лаки и, по сути, все пленочные полимерные покрытия (например, краски, морилки, эпоксидные смолы, синтетические пластмассы и т. д.) в различной степени подвержены этому повреждению. Пигменты в красках и морилках защищают от повреждений, вызванных УФ-излучением. УФ-абсорберы добавляются в полиуретан и другие лаки (например, яхтный лак) для защиты от повреждений, вызванных УФ-излучением, но их эффективность снижается в течение 2–4 лет в зависимости от количества и качества добавленных УФ-абсорберов, а также от интенсивности и продолжительности солнечного воздействия. Воздействие воды, влажности, экстремальных температур и других факторов окружающей среды влияет на все виды отделки.
Лаки
Слово "лак" относится к быстросохнущим лакам или краскам на основе растворителей. Хотя их названия могут иметь схожее происхождение, лак – это не то же самое, что шеллак, и он не растворяется в спирте. Лак растворяется в разбавителе для лака, который является легковоспламеняющимся растворителем, обычно содержащим бутилацетат и ксилол или толуол. Лак обычно наносится распылением в вытяжной камере, которая удаляет избыточный распыл и снижает риск возгорания. Как правило, прозрачное покрытие для дерева, разработанное для распыления, является лаком, а если оно предназначено для нанесения кистью – то это лак. Таким образом, подавляющее большинство деревянной мебели покрыто лаком. Лак отличается от лака тем, что его можно повторно растворить с помощью растворителя (например, того, в котором он был растворен при нанесении) и он не претерпевает химических изменений, превращаясь в твердое вещество, как другие лаки.
Акрил
Лаки на основе акриловой смолы обычно являются водорастворимыми лаками с самым низким показателем преломления среди всех покрытий и высокой прозрачностью. Они устойчивы к пожелтению. Акриловые лаки имеют преимущество в виде возможности очистки водой и отсутствия запаха растворителей, но обычно проникают в древесину хуже, чем масла. Иногда им не хватает удобства нанесения кистью и способности к самовыравниванию, свойственных лакам на основе растворителей. Как правило, они обладают хорошей устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. В сфере искусства лаки обеспечивают защиту от пыли и более твердую поверхность, чем незащищенная краска – они также могут содержать ультрафиолетовые фильтры, которые помогают защитить произведения искусства от выцветания под воздействием света. Акриловый лак следует наносить поверх изолирующего слоя (постоянного защитного барьера между картиной и лаком, предпочтительно мягкого глянцевого гелевого медиума), чтобы облегчить удаление лака и общую консервацию. Акриловые лаки, используемые в качестве такого финального съемного защитного слоя для произведений искусства, обычно изготавливаются на основе уайт-спирита, а не на водной основе.
Двухкомпонентная эпоксидная
Различные системы эпоксидных смол были разработаны в качестве лаков или напольных покрытий, где два компонента смешиваются непосредственно перед применением. Иногда компоненты смешиваются в равных объемах и обозначаются как 1:1, но это не всегда так, поскольку в продаже доступны соотношения смешивания 2:1, 3:1, 4:1 и даже 5:1. Отдельные компоненты обычно называют частью А и частью В. Все двухкомпонентные эпоксидные системы имеют время жизни или время переработки, в течение которого смешанный материал может быть использован. Обычно время жизни составляет несколько часов или меньше, но оно сильно зависит от температуры. Используются как эпоксидные системы на водной основе, так и на основе растворителей. Эпоксидные смолы имеют тенденцию желтеть в течение относительно короткого времени.
Перевод
Используется, когда требуется быстросохнущее, прочное и твердое покрытие, например, для кухонных шкафов и офисной мебели. Поставляется в двух компонентах: смоле и кислотном катализаторе. Первый компонент – это смесь аминосмолы и алкидной смолы. Кислотный катализатор добавляется непосредственно перед нанесением в пропорции, указанной производителем. Большинство составов дают минимальное пожелтение. Однако у этого покрытия есть два недостатка. Во-первых, в процессе отверждения оно выделяет формальдегид, который является токсичным и канцерогенным веществом. Во-вторых, при нанесении слишком большого количества слоев покрытие может потрескаться или образовать сеть мелких трещин.