Jak impregnovat dřevo pro pevnost?

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.

Obsah

1. Co je stabilizace dřeva
2. Hlavní cíle stabilizace
3. Způsoby stabilizace
4. Stabilizační směsi na dřevo
5. Polymerní kompozice
6. Pokyny krok za krokem pro stabilizaci dřeva
7. Aplikace stabilizovaného dřeva

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.