УДК 684.093.58

ОСОБЕННОСТИ  ФОРМИРОВАНИЯ  ПОКРЫТИЙ  НА ПОВЕРХНОСТИ ТЕРМООБРАБОТАННОЙ  ДРЕВЕСИНЫ  ЛИСТВЕННИЦЫ

 

FEATURES  OF  FORMING  COATINGS  ON  THE SURFACE  OF THE  HEAT-TREATED  LARCH  WOOD

 

Мелешко А.В., Логинова Г.А.

(Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева, г. Красноярск, РФ)

Meleshko A. V., Loginova G.A.

(The Siberian State University of science and technology named after academician M. F. Reshetnev, Krasnoyarsk, Russia)

 

Представлены результаты экспериментальных исследований процесса формирования лакокрасочных покрытий водоразбавляемым акриловым лаком фирмы TENOS и  лакокрасочным материалом на основе масла фирмы Renner на поверхности древесины лиственницы, термообработанной конвективным методом нагрева в водяного пара на экспериментальной установке в диапазоне от 160 до 200 °С.

The results of experimental researches of process of formation of coatings water-borne acrylic lacquer company TENOS and paint material based on oil company Renner on the surface of larch wood, treated convective heating method in water vapor in a pilot plant in the range of from 160 to 200 °S.

 

Ключевые слова: отделка древесины лиственницы, подготовка поверхности, светлота термообработанной древесины и поверхности покрытия

Key words: finish larch wood, preparation of surface, lightness of heat treated wood and the surface of the coating

 

Термомодифицированная древесина (ТМД) находит все более широкое применение в производстве изделий, эксплуатируемых в атмосферных условиях: оконных и дверных блоков, наружной облицовки домов, изготовления садовой мебели и объектов малых архитектурных форм, поскольку она остается экологичным материалом, обеспечивающим стабильность форм готовых изделий, не требующим обработки антисептиками, имеющим один цвет по всему объему, который может варьироваться в зависимости от режимов и породы обработки от светло-желтого до темно-коричневого. Однако, термомодифицированная древесина является относительно новым и не вполне изученным материалом для российского рынка [1].

Производители ТМД в большинстве случаев рекомендуют при необходимости создавать укрывистые покрытия. Однако,  при этом в большинстве случаев возникают сложности сохранения декоративных свойств изделий в процессе их эксплуатации, особенно в атмосферных условиях. Как правило, даже при выполнении операции обессмоливания, в течение  года на поверхности изделий  появляются желтые пятна, как результат пробития смолы если не на поверхность изделия, то под лакокрасочное покрытие. Прозрачные покрытия на изделиях мебели, малых архитектурных формах улучшают дизайн изделий, повышают их декоративные и гигиенические свойства, а также долговечность изделий [2,3]. Конечно, при создании прозрачных покрытий, возникновение более темных участков, обусловленных пробитием смолы под покрытие, не ухудшают значительно декоративные свойства изделий, главной задачей производителей является подбор системы лакокрасочных материалов, исключающей пробитие смолы на поверхность.

С целью расширения сфер использования древесины лиственницы в лаборатории гидротермической обработки древесины исследуются возможности её термомодификации. Необходимо отметить, что после термообработки смола, содержащаяся в древесине лиственницы, становится хрупкой, легко шлифуется и при повторном нагревании не плавится, и как следствие, не вытекает на поверхность готового изделия.

Целью данной работы является исследование процессов формирования лакокрасочных покрытий на термообработанной древесине лиственницы.

Подготовка поверхности образцов под отделку производилась путем трехразового шлифования номерами шкурок 100, 150 и 240 по FERA. Определение шероховатости шлифованной поверхности осуществлялось с помощью микроскопа МИС-11. Результаты измерения Rmax представлены на рисунке 1. Требуемую шероховатость поверхности, при которой Rmax=16 мкм, можно обеспечить только при модифицировании древесины при температурах не выше 180°С, а при Т=200 °С время выдержки не должно превышать 6 часов. При более высоких температурах древесина лиственницы становится хрупкой и выкрашивается при шлифовании, а шероховатость поверхности возрастает.

Рисунок 1 – Зависимость шероховатости шлифованной поверхности древесины лиственницы при разных режимах термообработки

 

Термическое модифицирование приводит к значительному изменению цвета (светлоты) древесины, который количественно определяется величиной диффузно отраженного светового потока фотоэлектрического блескомера БФ 5. Установлено, что увеличение температуры термробработки со 160. до 200.°С приводит к уменьшению светлоты поверхности на 6,4 и 12,8 %; соответственно. Увеличение времени выдержки с 6 до 10 часов также влечет за собой уменьшение светлоты древесины от 6,5 до 12,9 % (рисунок 2).

 

Рисунок 2 – Зависимость светлоты древесины лиственницы от режима термоообработки

 

Для создания покрытий на образцах термообработанной древесины использовали материалы, предназначенные для наружных работ: акриловый водоразбавляемый быстросохнущий лак Aqvatop 2600-24 Base T фирмы TENOS и  защитное  покрытие  на основе масла и эмульсии полимеров в воде марки YS-M300/ntr фирмы Renner.

 

Рисунок 3 – Изменение светлоты поверхности древесины лиственницы (Т=160 С) при нанесении ЛКМ

 

При нанесении лакокрасочных покрытий на всех образцах наблюдается изменение светлоты поверхности. Для примера в данной статье на рисунке 3 наглядно представлено изменение светлоты древесины лиственницы, модифицированной при Т=160 °С в зависимости от времени выдержки.

Экспериментально установлено, что при нанесении масла древесина лиственницы стала темнее в среднем на 4 %, а при нанесении лака Aqvatop – на 7.%. Исследования светостойкости показали, что древесина без покрытия не стойка к воздействию ультрафиолетового излучения; материалы на акриловой основе достаточно эффективно защищают древесину от УФ-излучений: изменение светлоты составило для лака Aqvatop – 0,4 %, для эмали – 0,1 %.

Кроме того, нанесение акрилового лака позволяет снизить водопоглощение ТМД от 2 до 5 раз.

Основные результаты и выводы. В результате проведенных исследований установлено, что

1. Шероховатость поверхности Rmax=16 мкм можно обеспечить только при модификации древесины температурой, не превышающей 180°С.

2. Подбором режимов термического модифицирования лиственницы можно задавать определенную светлоту изделию, при создании прозрачных покрытий исключить операцию крашения.

3. При нанесении прозрачных покрытий необходимо учитывать, что поверхности всех становятся темнее в среднем на 4 – 7 %.

4. Изменение интенсивности светлоты древесины предпочтительней регулировать изменением продолжительности термообработки, чем повышением температуры.  

5. Создание защитных покрытий лакокрасочными материалами, стойкими к атмосферному воздействию, значительно повысит эксплуатационные характеристики ТМД.

6. Рекомендуется использование мягких режимов термообработки, с увеличением их продолжительности.

 

Список использованных источников

1. Орлов А.А, Логинова Г.А., Романова Н.А. Исследование свойств термомодифицированной древесины и параметров сформированных лакокрасочных покрытий на ее поверхности. Братск. Технологии. Методы. Системы, 2016.  258 с.

2. Логинова Г.А., Орлов А.А. Формирование лакокрасочных покрытий на поверхности изделий из термодревесины // Лесной и химический комплексы – проблемы и решения: сб.статей по материалам Всероссийской научно-практической конференции посвященной 80-летию СибГТУ. Красноярск: СибГТУ, 2010. Т.1. С.114-117

3. Колинько Т.А., Логинова Г.А. Особенности формирования лакокрасочных покрытий на поверхности термодревесины. // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки : Всероссийская научно-практическая конф. Сб. статей студ., асп. и молодых уч. / Красноярск: СибГТУ, 2010. Т.1. С.189-191.