Mezi technologiemi zpracování dřeva je jedním z nejzajímavějších a nejzajímavějších aspektů dodávat obrobku pevnost a odolnost vůči negativním vlivům prostředí. Tradičně se doma používá několik možností ošetření – nanesení ochranné vrstvy a impregnace konzervačními přípravky. Ale jak ukazuje praxe, takové metody nedávají velký účinek, po 2-3 letech musíte opravit vady povlaku a znovu provést ošetření. Tento stav věcí často vede k hledání nových řešení problému ochrany dřevěných výrobků, například takové metody, jako je stabilizace dřeva doma.
Co je stabilizace dřeva
V procesu mechanického zpracování dřeva se používají různé techniky a metody – pilování, hoblování, broušení, řezbářství. Při všech těchto pracích dochází k narušení přirozeného řádu vláken. Některá vlákna jsou odhalena po celé délce, některá jsou v průřezu přerušena. Výsledkem je, že po všech manipulacích se získá produkt požadovaného tvaru. Ale spolu se získáním požadovaného tvaru se samotný strom stává ještě více nechráněným před vnějšími vlivy. Ošetřená vlákna si stále zachovají schopnost absorbovat vlhkost, což může vést k rozvoji plísňových infekcí a hnilobě.
Tento stav lze změnit pouze použitím stabilizační technologie nebo ošetřením dřeva speciálním složením, které dokáže proniknout hluboko do pórů a póry doslova ucpat. Proces stabilizace dřeva je svou povahou složitý. Dřevo v procesu stabilizace získává nejen vlastnosti zvyšující jeho pevnost a tvrdost, ale také zajímavější vzhled.
Hlavní cíle stabilizace
Přes pracnost procesu a poměrně dlouhou dobu, která bude vynaložena na stabilizaci, výsledek zajistí snadné zpracování obrobku. Při zpracování tak speciální kompozice umožňují dosáhnout následujících materiálových vlastností:
- Zvyšte hustotu a tvrdost dřeva;
- Zajistit odolnost proti vlhkosti, tlaku a teplotním změnám, chránit před ultrafialovým zářením;
- Strom se stává odolným vůči vysokým teplotám a otevřenému plameni;
- Materiály impregnované polymery lépe přilnou k nátěrům barev a laků;
- Dřevo se stává neprostupným pro biologické škůdce;
- Vlákna impregnovaná polymerem již nepodléhají deformaci, dřevo se snadněji zpracovává a lepí;
- Při ručním a instrumentálním zpracování můžete dosáhnout lepšího výsledku – materiál mění své vlastnosti, je snadněji zpracovatelný.
Způsoby stabilizace
Dnes se pro práci doma používají stejné metody pro zpracování dřeva v průmyslových zařízeních. Samotný proces lze rozdělit zhruba do dvou fází. První stupeň se nazývá impregnace a spočívá v nasycení vláken speciálním složením. Během impregnace je vzduch v celulózových trubicích vytlačen a nahrazen polymerní kompozicí. Druhý stupeň spočívá v polymeraci kompozice, v jejímž důsledku se mění vlastnosti dřevěných vláken.
Pro aplikaci té či oné stabilizační metody se volí optimální složení látek a technologie práce. Doma se nejčastěji používají následující metody zpracování dřeva:
- Impregnace za studena je pro začínající řemeslníky nejjednodušší a nejspolehlivější způsob, jak dosáhnout dobrého výsledku. Podstatou metody je namáčení dřeva v konzervačním roztoku nebo hmotě. K impregnaci se nejčastěji používají přírodní oleje – konopný, ořechový nebo lněný. Proces trvá od 72 hodin do 3-4 týdnů. Oleje se používají jak v čisté formě, tak s přídavkem barviva, aby materiál získal požadovanou barvu. Pohodlí metody spočívá v její jednoduchosti, všechny operace se provádějí bez speciálního vybavení.
- Metoda impregnace za horka slouží k hlubokému pronikání konzervační látky do vrstvy materiálu. Složitost operace spočívá v nutnosti udržovat vysokou teplotu roztoku v impregnační lázni po dobu několika dnů.
- Použití vakua ke zpracování dřeva umožňuje získat materiál více nasycený polymery a téměř úplně odstranit vzduch z vláken. Tato metoda na rozdíl od předchozích vyžaduje speciální vybavení – vakuovou komoru a kompresor, což ji prodražuje.
- Tlakové ošetření je obdobné jako u předchozího způsobu, jen s tím rozdílem, že vzduch není z vláken odstraněn podtlakem, ale přetlakem. Během procesu zpracování je obrobek naplněn roztokem kapalného polymeru a umístěn do komory, aby se vytvořil přetlak. Doba takového zpracování může trvat od 12 hodin do několika dnů.
Polymerace látek probíhá různými způsoby – někomu stačí sušení za normálních teplot, u jiného musí tento proces probíhat za zvýšených teplot nebo pod vlivem jiných faktorů, například ultrafialového záření.
Stabilizační směsi na dřevo
Pro dosažení požadovaného výsledku doma se ke stabilizaci dřeva používá několik druhů látek. Klasifikace může být obvykle provedena podle několika kritérií, například podle původu látek nebo podle způsobu jejich použití. Vezmeme-li za základ klasifikaci podle typu původu látek pro stabilizaci, pak bude mít klasifikace následující podobu:
- Materiály přírodního původu – solný roztok, březová míza, lněný, ořechový nebo konopný olej, sušicí olej na bázi rostlinných surovin;
- Materiály na bázi ropných produktů – ropný sušicí olej a olejové impregnace na jeho bázi;
- Syntetické materiály – epoxidové pryskyřice a další polymerní sloučeniny.
Impregnace mohou být podle složení jednosložkové nebo vícesložkové. Například lék “Buravid” je jednosložkový polymerní roztok, který před použitím nevyžaduje další přípravu. A epoxidová pryskyřice je dvousložková kompozice – samotná pryskyřice a tvrdidlo, bez kterého nedochází k procesu polymerace.
Polymerní kompozice
Moderní polyesterové oleje se nejčastěji používají k výrobě polymerních impregnací dřeva. Tyto kompozice na bázi jednosložkových olejů zajišťují stabilizaci dřeva s hlubokou penetrací a spolehlivou fixací. Většina formulací využívá technologie vakuové impregnace a tlakové úpravy, po které následuje tepelná polymerace při teplotě 100-150 stupňů.
Při procesu impregnace se používají kapalné polymerní kompozice a při tepelném zpracování polymer mění svůj fyzikální stav v celé hloubce struktury dřeva. Mezi dnes nejoblíbenější kompozice pro domácí stabilizaci dřeva můžeme doporučit Anacrol-90, 100term, Buravid a Pentacryl.
Pokyny krok za krokem pro stabilizaci dřeva
Podrobný návod na metodu vakuové impregnace s následnou tepelnou polymerací vám pomůže vizualizovat proces stabilizace dřeva doma. Jedná se o jeden z nejsložitějších procesů, který vyžaduje speciální vybavení – vakuovou komoru. Ale i přes zdánlivou složitost lze veškerou práci provádět v domácí dílně a zároveň získat poměrně vysoký výsledek při zpracování obrobků.
K práci se zde používá dostupný polymerní materiál „Buravid“ a vakuová komora používá běžný kompresor z domácí chladničky, takže si takovou jednotku můžete sestavit sami.
Pro práci byly vybrány dvě březové tyče, materiál předtím prošel mírným opracováním – srovnaly se hrany a udělalo se zkosení. Sušení bylo prováděno při normální pokojové teplotě.
Pro práci používáme impregnaci Buravid, polymerový produkt připravený k použití.
Vzorky se umístí do nádoby a naplní se impregnací.
Aby impregnace probíhala rovnoměrně, jsou tyče lisovány závažím, v tomto případě je použita matice z válce.
Chcete-li získat příjemný odstín, můžete použít speciální pigmentové barvivo, ale v tomto případě bude zpracování probíhat bez barviva, aby bylo jasné, jak se barva dřeva změní pouze pod vlivem polymeru.
Ještě před umístěním nádoby do vakuové komory začíná proces nahrazování vzduchu polymerem – obrázek ukazuje, jak z březového suvelu začnou unikat vzduchové bubliny.
Nádoba je umístěna ve vakuové komoře. Po uzavření víka se kompresor zapne a v komoře se vytvoří řidší prostor.
Skrz pozorovací sklo kamery můžete vidět vzduch opouštějící dřevo v bublinách.
Po 72 hodinách se tyčinky vyjmou z komory. Toto je vzhled břízy suvel.
A takto vypadá deska z obyčejné břízy.
Další fází je pečení polymeru při teplotě 100 stupňů.
Aby se zabránilo reakci impregnace a horkého vzduchu, je nutné provést ochranný nátěr. Chcete-li to provést, vezměte přilnavou fólii, na které jsou tyče zabaleny do hliníkové fólie.
Obal se vloží do kovového tácu a vloží se na 1 hodinu do plynové trouby předehřáté na 100 stupňů.
Toto je vzhled březového bloku.
A tohle je bříza suvel. V místech, kde měla vlákna nízkou hustotu, se na povrchu objevily viditelné praskliny. Praskliny lze později opravit epoxidem. Ale tam, kde vlákna zpočátku měla vysokou hustotu, polymerizované složení Burovidu dalo materiálu vysokou hustotu a pevnost.
Před zahájením prací vážil březový blok 101 gramů a po polymeraci jeho hmotnost byla 194,5 gramů. Před stabilizací vážil březový suvel 225 gramů a po polymeraci pryskyřice začal vážit 335,1 gramů.
Aplikace stabilizovaného dřeva
Proces stabilizace dřeva může výrazně zjednodušit tvorbu mnoha předmětů s dřevěnými vložkami a prvky. V praxi použití stabilizace umožňuje použití měkkých druhů dřeva pro výrobu násad nástrojů. Tento materiál vytváří pohodlné rukojeti pro pilníky, rukojeti fréz a dlát se nebojí nárazů a vydrží mnohem déle než rukojeti z měkkého dřeva. Stabilizované dřevo se také skvěle hodí na výrobu nožů. Dřevěné obklady jsou odolné a pohodlné.
Stabilizační techniky používají i mistři puškaři – ze stabilizovaného dřeva jsou vynikající pažby a pažby zbraní. Stabilizaci navíc často využívají mistři modeláři, z tohoto materiálu se vyrábí modely plachetnic a historických lodí.
Technologie stabilizace dřeva je nepostradatelná i pro nábytkáře, takovou impregnaci vyžadují téměř všechny nábytkové díly z přírodního dřeva. Díky stabilizaci vydrží výrobky mnohem déle, protože dřevo napuštěné polymerovou pryskyřicí nepodléhá deformaci ani změně tvaru.
Dřevo je ušlechtilý a krásný materiál. Vlákna se však v průběhu času mění, procesy probíhající ve dřevě nevratně vedou k jeho destrukci. Stabilizace dřeva umožňuje zachovat jeho původní vlastnosti. Díky této manipulaci jsou destruktivní procesy ve vláknech materiálu zcela zastaveny, navíc získává atraktivnější vzhled.
Popis technologie
Účelem stabilizace je chránit dřevo před vlhkostí. Materiál je ošetřen speciální směsí, díky které jsou vlákna pevnější a odolnější.
V průmyslových objemech se tento způsob stabilizace dřeva prakticky nepoužívá, protože ve velkých objemech jsou náklady na zpracování vysoké.
V důsledku vystavení speciálnímu roztoku jsou všechny vnitřní procesy v kusu dřeva pozastaveny, stává se trvanlivější a vlákna podléhají polymeraci.
Kompozice působící na materiál ucpávají póry a vyplňují veškerý volný prostor mezi vlákny.
Ne každé dřevo je vhodné pro stabilizaci. Následující plemena dobře reagují na zpracování:
Některé horniny jsou méně náchylné ke stabilizaci a měly by být zpracovávány pod tlakem:
- dub;
- jilm;
- ořech a podobné druhy s hustotou dřeva.
Amarant a eben jsou odolné vůči stabilizaci a neměly by být tímto způsobem zpracování ošetřovány.
Hlavním procesem přeměny materiálu je vyplnění pórů dřeva speciálním složením. Technologické nuance se mohou lišit v závislosti na použitém složení. Polymerace se provádí lakem ve vakuu nebo jiným způsobem a efektu lze dosáhnout impregnací materiálu pryskyřicemi a oleji.
Léčba Anacrolem-90
Nádoba, ve které bude umístěn blok nebo dřevěný výrobek, by měla být zcela naplněna kompozicí. Dále se ve speciální komoře vytvoří vakuové podmínky.
Proces impregnace je doprovázen uvolňováním vzduchových bublin, což naznačuje, že kompozice proniká do dřeva a vytlačuje vzduch. Po vymizení „vroucího“ efektu by měl být obrobek udržován v roztoku asi půl hodiny pod tlakem. Pro tyto účely můžete použít speciální čerpadlo nebo kompresor.
Po dokončení všech fází zpracování by se měl proces opakovat, ale ne dříve než po 30 minutách. Detektorem dokončení plnění vláken polymerní kompozicí je ztráta „vznášejících“ vlastností dřeva. Pokud produkt plave v nádobě naplněné roztokem, znamená to, že póry nejsou zcela zaplněny a proces je nutné opakovat.
Konečným dotykem je sušení při teplotě blízké 100 ⁰C.
Přidáte-li do Anacrolu-90 barvivo, dá po stabilizaci dřevu zajímavý barevný efekt.
Stabilizační sloučeniny
Nejčastěji se používají kompozice s vysokou polymerační schopností. Nejčastěji se používá:
- polymery;
- olej;
- pryskyřice;
- barvy a laky.
Tekuté sklo
Výrobek je pro domácí použití a má rozumnou cenu. Po ošetření dřeva tímto přípravkem se na jeho povrchu vytvoří dodatečný ochranný film, který nedovolí všem druhům barviv proniknout dovnitř.
Nejčastěji se kompozice používá ke stabilizaci zdrojů pro dekorativní výrobky, které přijdou do styku s agresivními chemikáliemi. Kompozice spolehlivě chrání před houbami, včetně plísní, a také chrání před vysokými teplotami, vystavením vlhkosti a ultrafialovým paprskům.
Epoxidová pryskyřice
Tento produkt je použitelný pro téměř všechny druhy dřeva, s výjimkou jehličnatých druhů.
Při stabilizaci tyčí byste měli věnovat pozornost tekutosti roztoku. Rychlost plnění dřevěných pórů přímo závisí na této vlastnosti. Je lepší nepoužívat příliš hustou kompozici nebo ji rozpustit v alkoholu.
Při zahřívání pryskyřice ve vakuu může dojít k jejímu varu, takže celý proces vyžaduje monitorování.
Solanka
K přípravě této kompozice stačí rozpustit 1 polévkovou lžíci. l. sůl v 1000 ml vody. Způsob zpracování tímto prostředkem je nejlevnější, ale pracnější. Pro stabilizaci dřeva by se mělo vařit v solném roztoku alespoň 2 hodiny.
Birch Juice
Nejekologičtější a nezávadné složení, které při zahřívání neuvolňuje toxiny. Zároveň je šťáva výborným polymerizátorem.
Pro zajištění hlubokého pronikání stabilizační kompozice hluboko do dřeva je nutné proces provádět ve vakuové komoře a zpracování by mělo být dokončeno v sušicí komoře nebo peci při 90 ⁰C.
Další výhodou březové mízy je, že ji lze snadno smíchat s přírodními barvivy.
Sušící olej
Tato látka je považována za optimální pro stabilizaci dřeva určeného pro všechny druhy řemesel, stejně jako nábytku a dekorativních prvků pro venkovní instalaci. Potřebné viskozity vysychavého oleje se dosáhne přidáním rozpouštědla.
Na dřevo, které bude použito na vnější obklady, se používají kompozitní a alkydové roztoky, pro stabilizaci nábytku a dekorativních prvků je vhodnější vysoušecí olej na bázi přírodních složek.
Масла
Jako stabilizátor lze použít i přírodní lněné semínko nebo jakýkoli jiný olej.
Polymerní stabilizátory
Polymery působí rychle, protože jsou schopny během krátké doby maximálně vyplnit póry materiálu. Používají se pro zpracování dřeva pomocí vakua. Některá řešení lze použít i doma.
“Buravit”
Nízkoviskózní polymerní kompozice, která je schopna rychle proniknout do pórů dřeva a vyplnit i ta nejmenší volná místa. Díky optickým pigmentům v produktu získává ošetřený materiál sytější vzor vlákna.
“Anacrol90”
Určeno pro stabilizaci ve vakuové komoře.
Hlavní účinnou látkou roztoku je polyester, který se vlivem vysokých teplot přeměňuje na polymer. Složení zajišťuje odolnost ošetřeného dřeva vůči chemickým činidlům, ale i mechanickému namáhání.
“100TERM”
Kompozice je roztok střední viskozity obsahující polymery, které mění svou hustotu vlivem tepla. Tento produkt je oblíbený pro použití v průmyslovém i domácím prostředí.
Polymer je dodáván v plechových plechovkách, které jsou vhodné pro skladování a přepravu.
“Pentacryl”
Tento výrobek je bezpečný pro použití v domácnosti, protože neobsahuje toxické látky. Zároveň proniká hluboko do struktury dřeva a také nasycuje vlákna pigmenty rozpustnými v tucích, díky nimž je design jasnější a výraznější. Kompozice je vyrobena na bázi alkydů.
Оборудование
Zpracování materiálů pomocí polymerů vyžaduje další vybavení. Hlavním zařízením pro stabilizaci dřeva je vakuová komora a sušárna.
Vakuovou komoru lze sestavit doma pomocí:
- plastové nádoby;
- Vakuová pumpa;
- trubky a ventily;
- kompresor; tlakoměr
Místo sušárny můžete použít troubu, ale měli byste počítat s těkavostí barev a laků pod vlivem teplot a zajistit dobré větrání.
Vlastnosti stabilizovaného materiálu
Strom, který prošel takovým zpracováním, získává nové vlastnosti:
- odolnost proti vlhkosti;
- odolnost vůči chemickým vlivům, včetně agresivních organických látek;
- vysoká pevnost;
- dlouhá životnost;
- odolnost vůči změnám teploty a vlhkosti;
- odolnost vůči ultrafialovému záření, žádný efekt vyblednutí;
- zachování celistvosti konstrukce při krátkodobém kontaktu s otevřeným ohněm.
Stabilizované dřevo si přitom zachovává původní barvu (pokud se nepoužijí barviva) a tvar. Přes zvýšenou hustotu lze získaný materiál opracovat do požadovaného tvaru. Lze jej pilovat, brousit, řezat, brousit a leštit.
Výhody stabilizace
Takto ošetřené dřevo se pevností i strukturou podobá kameni. To je nejen konstrukční výhoda, ale také dekorativní.
Tato stabilizační metoda je právem považována za jednu z nejúčinnějších. Kvůli hlubokému působení na vlákna, vyplnění pórů a celého vnitřního prostoru polymerem, podléhá ošetření celá struktura. Tohoto efektu nelze dosáhnout jinými způsoby, například povrchovým nátěrem vrstvou laku, která chrání pouze vrchní vrstvu.
Aplikace technologie
Ke zpevnění dřeva se používá metoda stabilizace. Materiál určený pro:
- výroba nábytku;
- výroba dekorativních prvků;
- řemesla a hračky;
- výroba rukojetí pro nože, nástroje a další produkty.
Metody stabilizace doma
Dřevo můžete zpevnit vlastníma rukama, bez použití specializovaného vybavení.
Proces epoxidové pryskyřice
Technologie má své vlastní vlastnosti. Samotný proces je podobný výše popsanému. Klíčovým indikátorem, kterému je třeba se vyhnout, je však pryskyřice vroucí ve vakuu. Pokud tento okamžik zmeškáte, může dojít k poškození dřeva.
Epoxidová pryskyřice má poměrně vysokou viskozitu, takže je třeba ji ředit alkoholem, což zabere spoustu času. Samotný proces stabilizace také vyžaduje značné množství času a pečlivé sledování procesu.
Impregnace oleje
Velmi oblíbený způsob, jak stabilizovat dřevo doma, protože nevyžaduje další vybavení a je levnější než zpracování speciálními polymery.
Pro konzervaci dřeva je vhodný téměř jakýkoli olej – sezamový, tungový, ořechový. Stabilizace lněným olejem je rozšířená, protože jeho cena je nižší.
Tato metoda nevyžaduje vystavení vysokým teplotám a nazývá se „studená impregnace“. Proto je vhodný pro stabilizaci dřeva v domácnosti.
Je důležité vzít v úvahu některé nuance tohoto zpracování:
- kus dřeva musí být po celou dobu namáčení zcela ponořen v oleji;
- polymerace trvá poměrně dlouho – od 3 dnů do 2 týdnů, záleží na druhu dřeva;
- vlákna musí být zcela nasycena, jinak bude stabilizace neúplná.
Dřevo můžete také zpevnit vlastníma rukama pomocí solného roztoku, březové mízy, tekutého skla nebo sušícího oleje.
