Автор: инж. Людмил Георгиев
Дървесината е органичен материал. Нейните пори, както и кожата на човека, могат да всмукват и изпаряват влага, т. е. тя е паропропусклива („диша“). За запазване на тази й способност в Западна Европа са разработени специални покрития на базата на естествени масла и восъци, напълно съответстващи на нейните свойства. Маслата проникват дълбоко в порите на дървесината и я защитават отвътре. Восъкът образува на повърхността й еластично „дишащо” покритие, което я защитава външно. Така дървесината се запазва красива и еластична за дълго време.
През последните години в света нараства интересът към естествените материали. И това е разбираемо, тъй като е известно, че традиционните синтетични бои и лакове за дърво са продукти на органичната синтетична химия и отделят вредни канцерогенни вещества, които се съдържат в тях. Органични съединения като ксилол, етилбензол, ацетон, толуол и други проникват през белите дробове и кожата в кръвта ни, причинявайки различни болести. Най-често се чувства умора и стрес. Ежедневно 80% от нашето време преминава в закрити помещения, в които без наличието на благоприятна атмосфера е невъзможно да се води активен и здравословен начин на живот.
Очевидно е, че обратното на понятието синтетични довършителни материали са естествените материали. Но странното е, че може да се чуят много други, по-неясни дефиниции: „на основата на естествени съставки“, „екологично чисти“, „екологични“, „на водна основа“, „безвредни“ и т. н. Всички тези понятия се използват в рекламните материали на синтетичните бои и лакове (алкидни, акрилни, полиуретанови) за дървесина. Натуралните масла и восъци са произведени само от възобновяеми растителни (отглеждани без използване на изкуствени торове, генетично немодифицирани) суровини, минерали (минерални пигменти и пълнители, глина), продукти от жизнената дейност на организмите (пчелен восък, млечен казеин, шеллак, и т. н.) и питейна вода. Те създават дишащи повърхности, които спомагат за обмяната на въздуха и запазване на здравословния микроклимат в помещенията.
Общи изисквания към натуралните масла
Растителните масла са доказано средство за обработване на дървени повърхности. В техния състав от 85 до 100% са само природни компоненти. За производството на довършителни натурални масла приложение са намерили лененото, тунговото, камелиевото, портокаловото и други масла, спадащи към групата на изсъхващите. В някои случаи за получаване на покрития с ефект на импрегниране с восък към състава на маслата се добавят и природни восъци. Восъкът създава усещане за „кадифе“ при допир до повърхността. Намаслената повърхност има възможност да диша и запазва своя естествен характер. Поради сравнително бавното изсъхване маслата проникват в дълбочина до 5 mm и импрегнират дървесината вътрешно, докато полагането на тънък восъчен слой увеличава външната му защита. Отлични са и физико-химичните им свойства. Техният химически състав обикновено е от въглерод, водород и кислород под формата на органични съединения на глицерин и мастни киселини-глицериди. Най-голямо практическо значение имат трите мастни киселини: олеинова, палмитинова и стеаринова. В присъствието на малки количества от тези мастни киселини в маслото маслеността му се увеличава значително. За разлика от водоразтворимите лакове изсъхването на маслата не се постига с термично физическо изпаряване. Извършва се чрез протичане на химическа реакция между кислорода и молекулите на маслата, т. е. окислителна полимеризация. В резултат се получава стабилен еластичен филм с добра твърдост, устойчивост на удари и химически въздействия. Чрез намасляването се подчертава шарката на материала и се изтъква естествената красота на дървесината. С цел намаляване на времето за съхнене се използват преоксидирани (преварени) масла.
За разреждане или ароматизиране на маслата се използват други, нисковискозни масла като балсамов терпентин или портокалово масло. Те не са подходящи самостоятелно в чистата си форма за третиране на дървесината. Съществуват и невтвърдяващи се растителни масла като камелиевото масло, които не са особено подходящи за продължителна защита на дървени повърхности. Със смесването на различни видове масла могат да се изолират специфичните функции.
Разнообразните растителни масла за третиране на дървесина се използват за покриване на дървени изделия в интериора и по фасадите. Това може да бъде масло за дървени стълби и тераси, например тиково масло, масло за мебели, дървени подови настилки или плотове. Често масло се използва за обработване на дървени ламперии и обшивки. За външно приложение се използват и маслата с УВ филтри и антигъбични добавки.
Свойства и видове натурални масла
Лененото масло е растително масло, извлечено от ленено семе.
То се отнася до бързо изсъхващите масла, тъй като лесно се полимеризира в присъствието на кислорода от въздуха („изсъхва“). Тази способност се дължи на високото съдържание на ненаситени мастни киселини: 15-30% линолова, 44-61% линоленова и 13-29% олеинова, 9-11% палметинова и стеаринова. Температура му на замръзване е от -16 до -27°С. Плътността му е 0,926-0,936 г/куб. см, стойността му на осапунване (превръщането на 1 г мазнина в сапун) е 187-196, йодната му стойност (грамовете йод, присъединяващи се към 100 грама органично вещество) е 60-204. Не се разтваря във вода, а в органични разтворители. Изключение правят низшите алкохоли.
Лененото масло има голямо техническо значение. От него се приготвят бързосъхнещи лакове, безири, течни сикативи. Маслото се получава от ленено семе чрез студено пресоване. В ленените семена съдържанието му е до 48%. Чрез технологията студено пресоване на ленено семе маслото запазва своите лечебни свойства и може да се използва за медицински цели. Лененото масло от семена може да има цвят от кафяв до златист в зависимост от степента на пречистване. То е рядко и притежава добри проникващи свойства. Според различните температурни условия времето за изсъхване на повърхността е около 12 – 36 часа. Получава се гладък, сух, брилянтен филм, който не се топи при нагряване до 260°С и не се разтваря в диетилов етер. Лененото масло значително подчертава шарката на дървото. Втвърдява и повърхността му. Предлага добра защита срещу влага и замърсявания и е лесно за употреба. Не замърсява околната среда, т. е. е екологично. С течение на времето повърхностите, третирани с ленено масло, придобиват кехлибарено жълтеникав цвят поради образуването на Linoxsid (изсъхнало ленено масло, представляващо смес от вещества, получени при кислородната полимеризация на маслото). Този ефект може да се намали при прибавянето на малко от леко червеникавия алканов корен (пигментно растение, съдържащо тъмночервения до червено-лилав пигмент алканин), който още повече подсилва дървесния декор.
Tунговото масло е получено от семената (ядките) на тунговото дърво, съдържащи до 70% тунгово масло. Представлява слабоподвижна жълтеникава течност с неприятна миризма, бързо изсъхваща във въздуха. Тунговото масло е разтворимо в повечето органични разтворители. Има плътност 0,933-0,945 г/куб. см, коефициент на пречупване на 1,51-1,52, стойност на осапунване 188-197, йодна стойност 154-176. Съдържа ненаситени и наситени киселини. От ненаситените: елеостеаринова – 66-82% (в такива големи количества се среща само в тунгово масло), олеинова 4-13%, линоленова 9-11%. От наситените: стеаринова около 2,5%, палмитинова 3,7%. Неосапуняеми вещества 0.4-1%. Tунговото масло е сравнително токсично. Получава се от семената на лаково дърво, което расте в Китай и Япония. Има жълт или тъмнокафяв цвят и неприятна миризма. На въздуха бързо се сгъстява и се втвърдява по цялата дебелина. То се използва за приготвяне на бои и лакове.
Китайското камелиево масло се извлича от семената на китайското камелиево дърво. Цветът на маслото варира от прозрачен до леко жълтеникав. Консистенцията е рядка, не се втвърдява, има слаб аромат. Нанесено върху дървени повърхности, нисковискозното камелиево масло прониква бързо в дълбочина и прави дървесината лесна за полиране. Маслото е ясно и не променя цвета на дървото, подчертава обаче шарката му. В чистата си форма не се втвърдява и поради това не предлага трайна защита на дървото срещу влага и мърсотия. Маслото е много подходящо за разреждане на гъсти растителни масла като тунговото, като подобрява техните размазващи и проникващи свойства. Камелиевото масло може да се използва за намазване на парцала, с който се правят шеллак политури. 5% от портокаловото масло може също да се прибавя към камелиевото.
Портокаловото масло се получава от портокалови кори чрез пресоване. Това е течност с жълт или жълто-кафяв цвят, с характерен свеж аромат и много приятен вкус. За производството на 1 кг етерично масло са нужни 50 кг пресни кори от плода. Съдържа алдехиди – 90% (D-лимонен), алкохоли (етанол, амил, фенилетил), естери на органични киселини (мравчена, оцетна, каприлова). Кожицата на плода съдържа флавоноидни гликозиди. Намира приложение като добавка от 5% до 20% към тунговото масло за отнемане на неговия специфичен мирис. Така тунговото масло става по-течно и по-лесно прониква в дървесината.
Общи изисквания към натуралните восъци
Натуралните восъци представляват пластични, леко размекващи се при нагряване продукти. Повечето от тях се топят в интервала 40-90°С. Восъците не се омокрят от вода. Водоустойчиви са, имат ниска електрическа проводимост и са запалими. Те не се разтварят в студен етанол. Добре се разтварят в бензин, хлороформ, бензен и диетилов етер. Повечето натурални восъци съдържат естери на едноосновните наситени карбоксилни киселини и алкохоли с 12-46 въглеродни атома в молекулата. Такива восъци по химичните си свойства са близки до мазнините (триглицериди). Осапунват се само в алкална среда. Восъците могат да бъдат твърди или течни, с гъста консистенция. Те придават на дървената повърхност антистатични и водоотблъскващи свойства, гладкост, копринен матов блясък. Могат да се използват както самостоятелно, така и за допълнителна защита на повърхности, вече покрити с масло или глазура.
Свойства и видове натурални восъци
Естественият восък за третиране на дървесина се приготвя на базата на пчелния восък и растителните карнаубски (бразилски палмов восък) или канделилов восък с добавяне на разтворител.
Пчелният восък се отделя от специални жлези на пчелите. От него те изграждат пити. Съставен е от смес на сложни естери – 72%, наситени неразклонени въглеводороди-12-15% и карбоксилни киселини – 15%. Количествата на последните зависят от условията, при които се хранят пчелите и от други фактори. Предствлява бяло до жълто-кафяво вещество (с лек жълт оттенък) с характерен мирис на мед. Под действието на слънчевата светлина тънките слоеве на восъка избеляват. При температура 35°C восъкът става пластичен. Топи се при температура 62-68°С. Затопленият пчелен восък прониква добре в дървените повърхности. Неразтворим е във вода и глицерин. Слабо разтворим е в алкохол, но е разтворим в мазнини, етерични масла, парафин, терпентин, бензол, хлороформ, етер. Плътността му е 0,959-0,967 г/куб. см.
Карнаубският восък се оделя от листата на палмата Copernicia cerifera, която расте в североизточните бразилски щати на Пиауи, Сеара и Рио Гранде до Норте. За получаването му восъчните палмови листа се сушат и се стриват до получаването на прах. Прахът се изварява във вода и се изсипва в калъпи. От 2000 листа се приготвя приблизително 16 кг восък. Състои се от 80% естери на триоконтанол и тетракозанова и хексакозанова карбоксилни киселини. Съдържа също 10% алкохоли като октакозанол хептакозанол, несрещащи се в другите восъци. Съдържа също 1-1,5% въглеводороди и 0.5% фитостерол. Пречистеният карнаубски восък е твърдо крехък продукт с жълто-зелен цвят. Плътността му е 0,990-0,999 г/куб. см. Размекването му настъпва при температура от 40-45°С. Топи се при температура 82-86°С. Разтваря се в кипящ алкохол. Химичният му състав е подобен на пчелния восък.
Използва се като добавящо средство, повишаващо твърдостта на пчелния восък или за подобряване на затваряемостта на порите при различните политури. Подходящ е за смазка и на триещи се дървени части.
Канделиловият восък се извлича от билката канделила (Pedilanthus Pavonis Boas), растяща в Мексико. От 1 хектар получават от 2 до 8 тона восък, който съдържа до 40% въглеводороди. Топи се при температура 65-69°С. Плътността му е 0,969-0,993 г/куб. см. Този восък заема междинно положение между пчелния и карнаубския.
Изброените восъци осигуряват отлична защита на дървото от влага и мръсотия, придават на третираната повърхност приятни тактилни свойства и голям декоративен ефект.
Нормативни изисквания към натуралните продукти
За производителите и потребителите на натурални довършителни продукти за дървесина в Европа са важни следните стандарти на DIN. В Германия има доброволно сдружение на компании InVeNa, които обявяват напълно съставките на цялата си продуктовата гама. По това се различават производителите на натуралните продукти от тези на синтетичните.
DIN 53 160 регламентира проверката на детски цветни играчки за устойчивост на пот и слюнка: изпълнение на части 1 и 2 – устойчивост на покритието по предмети от бита, отсъствие на оцветяване – 5-а степен, мебелен фактор на опасност R2, т. е. детето да може да гризе и облизва играчката. От материална гледна точка тя ще е безопасна за него.
Емисионен стандарт DIN EN 71, част 3 (Безопасност на детските играчки). Това е изискване за производителите на детски играчки за съдържанието на опасни химикали (например олово, хром, живак) по външната им страна.
Индустриалният стандарт DIN 68861, част 1В (Мебелни повърхности): Поведение при химически натоварвания. Този стандарт информира, че мебелите, покрити с дадения материал, ще издържат влиянието на различни въздействия. Той няма да се обелва и да изпуска в атмосферата токсични вещества. Повърхностите са класифицирани по видове на съпротивленията. Проверява се съпротивлението на готовите мебелни повърхности, изложени на въздействието на различни химикали. За проверката се използват 27 химични вещества (напр. перилни препарати, различни храни и др.). Повърхностното покритие се излага за определен период от време на въздействието на определено вещество, след което се установява и оценява нивото на промяната. Оценките варират от 1А (най-устойчива на въздействията група) до 1F (най-малко устойчива група). Продуктите, втвърдяващи се по физически начин, обикновено се отнасят към 1C група, втвърдяващите се по химически начин (висококачествени) – към група на съпротивление 1В. Лабораторните тестове на мебелните покрития се извършват по критерии като Т1 за химическо съпротивление, T2 за износоустойчивост, T4 – за устойчивост на надраскване и T7 – за топлоустойчивост. Мебелните повърхности могат да се почистват в съответствие с EN 13300 (устойчивост на мокро триене).
Подготовка на повърхността и нанасяне на натуралните продукти
Обработваната дървена повърхност трябва да бъде суха. Допустимата й максимална влажност е 12%. От нея се отстраняват стари слоеве на бои, замърсявания и масла. Окончателното шлифоване се извършва с ръчна шлайфмашина. Зърнистостта на абразивния материал е Р120-180. След шлифоването отделеният прах трябва напълно да се премахне. Съвременните шлайфмашини са снабдени с автоматични устройства за изсмукване на праха.
Преди нанасяне натуралното масло трябва добре да се разбърка, защото пигментите и восъкът постепенно се утаяват.
Натуралното довършително масло за дървесина се нанася на тънък слой върху подготвената суха, чиста и гладка повърхност с широка четка или валяк в два или три слоя. След нанасянето на всеки слой излишното масло трябва да бъде избърсано с мека кърпа без влакна. След първия слой е достатъчно да се изчака в продължение на 40 минути. След полагане на завършващия слой маслото трябва напълно да проникне и да се втвърди в продължение на около 8 часа. При нормални условия (20°С и 50% относителна влажност) времето за изсъхване на маслото е 8-12 часа. Пълно изсъхване и окончателна якост се постигат след 7-10 дни. Ако нанасянето на маслото е върху пода, той не трябва да се натоварва през деня.
Маслото за мебели може да включва в състава си определено количество восък и това трябва да бъде взето предвид при последващото навосъчаване.
За защитата на мебели под открито небе се използва специално масло за градински мебели, а за различни огради, колове, дървени предмети от екстериора – масло за външна употреба.
В зависимост от консистенцията восъкът се нанася при нормални условия с четка, мека кърпа, неоставяща мъх или специална четка. Восъкът се нанася върху дървесината по направление на влакната. Слоят трябва да бъде тънък и равномерен. При необходимост восъкът може да се подгрее на водна баня, при което той става по-мек и по-лесно се нананся. След нанасяне на първия слой се изчаква около 1 час, за да може да проникне. След това излишното количество се отстранява. За да се придаде на дървесината блясък, трябва да се нанесе втори восъчен слой. След 12 часа повърхността може да се полира. За големи площи се препоръчва да се използва полировъчна машина. Пълно изсъхване и окончателна якост се постига след 7-10 дни.
Предимства на натуралните продукти
Предимствата на натуралните масла и восъци са, че са съставени от природни възобновяеми суровини, произвеждат се по екологично чист метод, не съдържат отровни вещества като консерванти или антиоксиданти, след изтичане на експлоатационния срок се разлагат по естествен начин под влияние на атмосферата, без да замърсяват околната среда.
Сравнение на натуралните продукти със синтетичните
| Нови покрития | |
| Натурални масла и восъци | Традиционни (синтетични) лакове |
| Дълбоко проникват в структурата на дървесината | Образуват плътен паронепропусклив филм на повърхността |
| Създават пореста еластична повърхност | Имат ниска еластичност |
| Отлично защитават срещу влага и други атмосферни натоварвания | Добре защитават срещу влага и други атмосферни натоварвания |
| Позволяват на дървото да диша | Не позволяват на дървото да диша |
| След няколко години | |
| С течение на времето не се лющят и не се напукват | С течение на времето се напукват и олющват |
| Лесно възстановяване, без да е необходимо много време за шлифоване | Възстановяване е възможно само след прешлифоване на повърхността |
| За обновяване е достатъчнода се нанесе само един слой покритие | Трудоемко обновяване |
| Неограничен брой цикли на замръзване/размръзване на покритието | Ниска устойчивост на температурни промени |
Източник: СПИСАНИЕ ДМТ
