Исследование влияния красителей на пропитываемость древесины

На сегодняшний день имитационную отделку древесины (создание на поверхности древесины малоценных пород текстуры ценных пород) выполняют следующими способами: крашением водными и спиртовыми (прозрачными) красителями, аэрографией, печатанием и оклеиванием текстурной бумагой или декоративными пленками [1]. Возможность имитации окрашиванием обоснована исследованием Орлова Д. М.. Он, сравнивая текстуры ценных и малоценных пород, пришел к выводу, что при имитационной отделке распространенных пород во многих случаях можно добиться хорошей имитации благодаря сходству текстуры с редкими ценными породами древесины, например, береза хорошо имитируется под серый клен, но в ряде случаев ее имитируют под орех.

Нами проводятся исследования возможности осуществления имитационного окрашивания древесины способом пропитки вдоль волокон. Этот способ позволит контрастнее выделять текстуру на общем фоне древесины, чем при поверхностном окрашивании прозрачными красителями, а также имитировать ценные породы на сложных рельефных изделиях, таких как скульптуры, чего нельзя осуществить при оклеивании декоративными пленками.

Прежде всего, необходимо выяснить способность древесины принимать красители разного вида.

Пробы проводились на породах, относящихся к разным группам пропитываемости-     легкопропитываемой     (береза),     умеренно пропитываемой (осина),   труднопропитываемой   (ель). Пропитка осуществлялась с торца образцов, четырехпроцентными водными растворами соли (медного купороса), анилиновых, акриловых и взвесевых (имеющих в составе нерастворимые частицы) красителей нагретыми до 80°С. Образцы представляли собой цилиндрические отрезки стволов древесины диаметром 50- 60 мм, длиной 100 мм. Оценка насыщенности тона производилась в программе «Adobe Photoshop CS2» по четырёхцветной автотипии: Cyan, Magenta, Yellow, Key colour- CMYK.

При нагревании растворы под действием капиллярных сил распространяются по древесине, окрашивая ее. Ввиду разницы в строении, содержании дубильных веществ, а также физических и физико-химических процессов, происходящих во время пропитки различными видами красителей, наблюдается различия в скорости насыщения, распределения и интенсивности окраски.

Каждый из рассматриваемых красителей имеет свой механизм распределения по древесине при пропитке. Крупнодисперсные взвесевые красители (древесная косметика, ООО «Новый дом» г. Ижевск) пригодны исключительно для поверхностной обработки, в структурные элементы древесины не проникают. Мелкодисперсные (тушь черная «Гамма», г. Москва) распределяется штрихами и тонкими полосками. У акриловых красителей при нагревании повышается вязкость; на границе раздела фаз, образуется непроницаемая пленка, на срезе после пропитки различим штриховой рисунок. Анилиновые красители (органические соединения, образующиеся при окислении анилина или его солей) хорошо смачивают древесину, поэтому проникают и распространяются по ней намного быстрее и глубже, чем другие исследованные красители- соли, акриловые и взвесевые. Окрашивание солевыми растворами (травление), как известно, во многом зависит от содержания дубильных веществ в составе древесины.

В случае пропитки ели удовлетворительных результатов добиться не удалось, эта порода относится к спелодревесным, позволяющим пропитывать только узкую заболоневую часть. Спелая древесина не пропитывается из-за смещения мембраны окаймленных пор от центрального положения и, как следствие, закрытия торусом отверстий пор в трахеидах [2, 3]. Торусы заболоневой части ели занимают центральное положение, поэтому после длительной выдержки в растворе анилинового красителя при температуре 80°С она принимала окраску. Повышение температуры раствора на 10°С с целью интенсификации процесса, приводит к его полной остановке, при этом наблюдается выступание смолы на поверхности образцов, появление блестящей смолянистой пленки, которая закупоривает проводящие пути в древесине и препятствует перемещению красителя вглубь.

Стабильные удовлетворительные результаты получаются при пропитке образцов из древесины березы и осины, окрашивание осуществляется всеми видами красителей.

Береза пропитывается быстрее осины, однако равномерность ее окрашивания нарушается в области сучков и участков с меньшей влажностью, что возможно связано с уплотнением древесины в этих местах. Наиболее сильное влияние проявляется при пропитке анилиновыми красителями и тушью, при окрашивании полного объема древесины. В случае применения раствора медного купороса, имеет место химическое взаимодействие соли и дубильных веществ древесины, поэтому наличие пороков и неравномерная влажность влияют в меньшей степени, древесина приобретает красивый ровный орехово- коричневый цвет.

Привлекательный вид в результате пропитки анилиновыми, акриловыми красителями и тушью получен на осине, у которой на единицу площади древесины приходится больше сосудов меньшего диаметра, чем у березы, при этом создается большее давление, окраска более насыщенная и равномерная. С другой стороны, осина совершенно не пригодна для протравного окрашивания, содержание дубильных веществ в древесине очень низкое, поэтому окрашивание химическим способом невозможно. Раствор медного купороса окрашивает древесину осины в бледный голубовато- коричневый цвет.

Исследование влияния породы показало, что лиственные породы лучше и проще пропитываются главным образом потому, что членики их сосудов имеют сквозные отверстия- перфорации, в то время как трахеиды хвойных пород являются неперфорированными элементами. Поэтому по сосудам растворы продвигаются значительно легче, чем по трахеидам [3].

The influence of saturation compositions properties to the method of their distribution inside of birch, aspen and fir wood was researched.