Красители

Красящие вещества, легкорастворимые в воде, спирте, масле и во многих других жидкостях, а также в растворах смол и клеев называются - красители.

Крашение происходит вследствие проникновения его раствора на большую или меньшую глубину окрашиваемого материала. Крашение древесины придает ей заданный цвет или тон и вместе с тем делает естественную текстуру ее более четкой, сочной.

Прозрачное окрашивание древесины преследует различные цели:

закрепление естественной окраски древесины или придание ей более глубокого тона;

имитацию простых пород под цвет ценных;

придание древесине красивого вида путем окраски в любой цвет;

сокрытие дефектов, имеющихся на поверхности древесины (синева, пятна, темные полосы, плохой подбор по тону окраски и так далее).

Окрашивание осуществляется растворами различных красителей (водными или спиртовыми). При этом наносимый раствор лишь впитывается в древесину, окрашивая ее волокна, но не образуя никакой пленки. Продукция, окрашивая древесину, должен не скрывать ее текстуру, а, наоборот, несколько усиливать ее. Окрашенную поверхность древесины покрывают прозрачными светлыми лаками, образующими пленку, предохраняющую окрашенную древесину от атмосферных влияний.

До XX века основная их масса представляла собой вещества, получаемые в результате обработки (кипячения или вытяжки) различных растительных и животных продуктов. Натуральные - дают прочную и высокоустойчивую окраску, но не обладают стабильностью и сравнительно дороги. В настоящее время они почти вытеснены синтетическими высокостабильными с широкой гаммой цветов и оттенков, но сравнительно слабосветоустойчивыми.

Начало производству синтетических красителей было положено выдающимся русским химиком Н. Н. Зининым, впервые получившим в 1842 г. синтетический анилин.

Возможность широкого промышленного получения синтетических самых разнообразных цветовых оттенков, доступных по цене, обеспечила синтетическим красителям широкое распространение, почти полностью вытеснив натуральные.

Синтетические красители - это сложные химические соединения, в подавляющем большинстве относящиеся к соединениям ароматического ряда. Исходными материалами для синтеза служат ароматические и гетероциклические соединения, добываемые из каменноугольной смолы или коксовых газов.

Анилиновые красители. Из различных групп анилиновых для окраски древесины применяются следующие: прямые, основные, кислотные и сернистые.

Прямые - иначе называемые субстантивными (самостоятельными), хорошо растворяются в воде. Древесина окрашивается ими без специальной подготовки поверхности. Они просты в применении, имеют много цветов и оттенков. Недостатком их является тусклость тона окраски и их малая устойчивость к свету. Из прямых темно-зеленый входит в состав раствора для имитации березы под орех.

Основные - представляют собой соли ароматических оснований. Растворяются в подкисленной воде. Отличаются яркими и чистыми цветами. Хорошо окрашивают только древесину, содержащую дубильные вещества. В остальных случаях необходима предварительная обработка поверхности танидами, жирными кислотами и так далее. Их применяют для глубокой пропитки. Окраска при крашении древесины очень ровная и текстуры не скрывает.

Основные красители имеют широкое применение в спичечном производстве. В мебельном производстве из основных красителей употребляют основной коричневый, метиленовый голубой, родамин Ж (красный с желтоватым оттенком) и родамин С (фиолетово-красный).

Кислотные красители являются по преимуществу солями натрия, реже калия и кальция. Хорошо растворимы в воде, окрашивают древесину за счет связи кислотной части молекулы красителя с лигнином. Имеют яркие и чистые цвета. Светоустойчивость выше, чем у основных красителей, к воде малоустойчивы.

Прочность окраски можно повысить предварительной обработкой поверхности древесины хромпиком (К2СГ2О7) или медным купоросом (CuS04). Для этого на поверхность древесины наносят 0,5%-ный раствор хромпика или 0,5-0,2%-ный раствор медного купороса. После высыхания наносится раствор кислотного красителя.

Сернистые красители получают путем сплавления с серой или сернистыми щелочами различных синтетических красителей, главным образом из группы ароматических соединений.

Сернистые красители нерастворимы в воде и щелочах, но могут быть переведены в растворимое состояние при нагревании с водным раствором сернистого натрия (Na2S) или гидросульфата натрия (Na2S204). Полученный раствор наносится на поверхность древесины и закрепляется при высушивании на воздухе в результате окисления, образуя прочную несмываемую окраску. Они наиболее светостойки и дешевы, но цвета тусклые, текстуру вуалируют. Их применяют для окраски хвойных пород, так как в этом случае не требуется обессмо-ливания древесины.

Синтетические - в подавляющем большинстве имеют вид мелкого порошка, отличающегося способностью хорошо растворяться в воде. Качество их улучшается с повышением дисперсности тонкости помола).

Прямые, основные и кислотные красители применяются для окрашивания древесины в виде 0,1-0,2%-ных водных растворов с добавкой для смягчения жесткой воды 0,1% соды. Для полного растворения вода нагревается до 80-90° С. Прибавление к раствору 5%-ного нашатырного спирта (20-25%-ной концентрации) увеличивает проницаемость раствора в древесину и повышает прочность окраски.

Для получения окрашивающего раствора из сернистых смешивают краситель с содой в соотношении 1:2 или 2:3 и затирают пасту с небольшим количеством воды. Затем прибавляют отдельно приготовленный раствор сернистого натрия (0,1 - 0,8%-ной концентрации) и нагревают до кипячения. Приготовленный раствор фильтруют и охлаждают до 20° С.

Прочность окраски сернистыми красителями и цвет улучшаются, если окрашенную поверхность после высыхания обработать раствором 0,5%-ного хромпика или 2%-ным раствором уксусной кислоты.

Протравные - кроме перечисленных групп синтетических, называемых анилиновыми, применяются синтетические протравные, называемые также ализариновыми.

Они не окрашивают непосредственно древесину и другие волокнистые вещества, а требуют предварительной обработки поверхности протравами - составами, содержащими алюминий, кальций, хром, железо и другие металлы, закрепляющиеся на волокнах древесины в виде окислов. При нанесении на подготовленную таким образом поверхность вступает в реакцию с протравой и образует на волокнах нерастворимую окраску.

Прочие органические красители. Следует отметить нигрозин - черный, получаемый путем сплавления смеси аниминов с нитробензолом и представляющий собой однородный порошок черного цвета. Различается по растворимости - спирто- и водорастворимый.

Спирторастворимый нигрозин применяется для окрашивания политур и лаков. Обладает хорошей светостойкостью.

Водорастворимый нигрозин применяется для окраски древесины- слабые растворы (0,5%) дают синевато-серую окраску поверхности; 5%-ный раствор дает черную окраску. Светостойкость водорастворимого нигрозина невысока.

Из большого числа органических, используемых в прошлом, в настоящее время для окраски древесины широко применяют гуминовые красители, более известные под названием бейца или ореховой морилки.

Гуминовые - получаются в результате вываривания молодых каменных углей, торфа и некоторых почв в воде при 100° С в течение 3 ч с добавлением едкого натра при постоянном перемешивании (соотношение в весовых частях: уголь-1; вода-10; едкий натр-0,15). Получается раствор 3,5-10%-ной концентрации и бурый осадок. Раствор после фильтрования имеет цвет от коричневого до бурого.

Бейцы отличаются высокой светостойкостью и служат хорошим красителем древесины «под орех». В настоящее время начинают поступать в производство бейцы, изготовленные на основе анилиновых красок, по цвету весьма близкие к гуминовым, но не отличающиеся светостойкостью.

При производстве некоторых органических синтетических красителей, вырабатываемых нашей промышленностью, применяется сырье, обладающее канцерогенными свойствами.

ПРОТРАВЫ

Растворы многих солей металлов (хромовокислый калий, двухромовокислый калий, медный, купорос, железный купорос, хлорная медь, хлорное железо, марганцевокислый калий) благодаря химическому взаимодействию между ними и содержанию в древесине дубильной кислоты могут изменять окраску древесины. Изменение окраски древесины такими растворами называется травлением, а растворы, применяемые для этого, протравами.

Древесина пород, богатых дубильными экстрактами (дуб, каштан, красное дерево, орех и другие) окрашивается протравами непосредственно. Древесина, не содержащая дубильных кислот (береза, сосна, ель и так далее) или содержащая их в значительных количествах, перед окраской протравами должна быть обработана растворами дубильных веществ (пирогалловой кислотой, танинами, пирокатехином и другими).

Путем протравы получается почти не смывающаяся окраска мягких тонов с высокой светостойкостью. При этом текстура древесины выявляется очень мягко, что особенно важно при окраске древесных пород с большой разницей в плотности ранней и поздней древесины (хвойные породы).

При крашении, в отличие от окраски красителями, четкость текстуры сохраняется, а иногда делается даже более рельефной. Для крашения применяют растворы протрав не выше 5%-ной концентрации.

Для обработки древесины, бедной танидами, пользуются растворами дубильных веществ от 1 до 5%-ной концентрации, приготовляя их в горячей воде с добавлением 3-4% декстрина.

Хромовые и медные протравы придают древесине коричневато-желтоватые тона, а железные протравы - синевато-серые и даже темные окраски. Предварительная обработка древесины пирогалловой кислотой придает при последующем нанесении протравы коричневую окраску, а пирокатехином - коричневую с зеленым оттенком.

Особенно хороший результат получается при окраске протравами под мореный дуб и под серый клен.

Для придания древесине более темной окраски или для выравнивания естественного цветового тона, а также для имитации ценных пород дерева древесину окрашивают в различные цвета.

Существует два способа крашения: протравное и прямое. При протравном крашении применяют водные растворы неорганических солей (протрав), например марганцовокислого калия, хромовокислого калия, сернокислых солей меди и железа и др. Эти соли не являются красителями, но они, реагируя с дубильными веществами, находящимися в древесине, образуют окрашенные соединения внутри волокон. Такая окраска не вуалирует текстуру древесины и отличается высокой светопрочностью. Протравы наносят в виде 0,5—5,0%-ных водных растворов только па лиственные породы древесины, кроме березы.

Для прямого крашения используют органические водорастворимые кислотные красители из класса азокрасителей (анилиновые). В отличие от протрав красителями можно окрашивать древесину лиственных и хвойных пород.

Протравы и красители наносят на поверхность древесины вручную тампоном или кистью сначала вдоль волокна, затем поперек и вытирают сухим чистым тампоном.

В настоящее время для крашения древесины отечественная промышленность выпускает специальные кислотные красители следующих марок: коричневые для дерева — светло-коричневый № 17, орехово-коричневый № 11, 13, 14, красновато-коричневый № 2, 3,4, желтовато-коричневый № 10, оранжево-коричневый № 122, темно-коричневый № 8, 9, 15, красный для дерева № 124, темно-красный для дерева, ярко-красный, алый, рубиновый, красный прочный, бордо, зеленый с зеленовато-желтым оттенком, голубой и др.

Для крашения готовят 0,5—1%-ные растворы, причем красители желательно растворять в спирте или ацетоне. На кислотных красителях промышленность выпускает спиртовые морилки для дерева трех тонов: вишневую, красновато-коричневую и коричневую. Эти морилки представляют 0,5—1%-ные растворы органических красителей в этиловом спирте.

Морилку наносят тампоном из ваты или чистой фланелевой тряпки на очищенную свежевыструганную поверхность древесины до получения равномерного окрашивания ее в требуемый оттенок. После высыхания морилки древесину покрывают прозрачным лаком или политурой.

Для окраски древесины в коричневый цвет применяют также марганцовокислый калий (10 г на 1 л воды) и железный купорос (100 г на 1 л воды).

В интенсивно желтый цвет хорошо окрашивается ель, береза, сосна путем погружения их в раствор хромовокислого калия (10 г на 1 л воды).

Для окраски древесины в серый цвет поверхность ее обрабатывают раствором галловой кислоты (40 г на 1 л воды), высушивают и покрывают раствором медного купороса (50 г на 1 л воды).

Сосна, береза, липа хорошо окрашиваются нигрозином, причем при обработке раствором, содержащим 7—10 г нигрозина на 1 л воды, — в серебристый цвет, а раствором, содержащим 30—25 г нигрозина на 1 л воды, — в черный цвет. Горячий 20%-ный раствор уксуснокислой меди окрашивает эти породы в зеленовато-травянистый цвет.

Для имитации орехового дерева поверхность древесины окрашивают одним из следующих растворов:

1. Марганцовокислый калий

масс. ч.

Сернокислый магний

Вода

2. Марганцовокислый калий

Сернокислый магний

Вода

Для приготовления растворов взвешивают требуемое количество марганцовокислого калия и сернокислого магния и растворяют в воде, взятой в количестве, которое указано в рецептуре.

В первом растворе смачивают тампон и протирают им поверхность изделия, получают прочную темную окраску глубиной до 1 мм.

Во второй раствор изделие погружают на 2—5 мин в зависимости от тона и глубины окраски, которые желательно получить.

Естественная поверхность древесины орехового дерева имеет темные прожилки и черные пятна; при имитации аналогичные прожилки наносят при помощи кисти первым раствором, а черные пятна — 2%-ным водным раствором нигрозина. Окрашенный предмет высушивают на воздухе и покрывают шеллачно-спиртовой политурой.

Для имитации под ореховое дерево наиболее подходят по своей структуре груша, клен и ольха; на березе, буке и ели имитация получается грубее.

Для имитации палисандрового дерева, имеющего темно-бурую окраску с темными прожилками красноватого оттенка, поверхность древесины обрабатывают 10%-ным водным раствором уксуснокислого железа или 5%-ным водным раствором коричневой анилиновой краски; темные прожилки наносят при помощи кисти 2%-ным водным раствором нигрозина.

Под палисандровое дерево можно имитировать любую породу дерева, но более удачной имитация получается на ореховом дереве, груше, клене и ольхе.

Древесина кипарисового дерева имеет светло-коричневую окраску с темными коричневыми жилками. Такой цвет получают, нанося кистью или тампоном на поверхность любой древесины 2%-ный раствор коричневой анилиновой краски, темные жилки наносят 5%-ным раствором того же красителя.

При обработке поверхности древесины 2%-ным раствором вишневой анилиновой краски изделие приобретает темно-красную окраску, очень похожую на естественный цвет красного дерева. Особенно хорошо такая имитация получается при окраске поверхности бука, вяза, вишни, груши и ольхи.

Для крашения древесины, кроме синтетических красителей, применяют также естественные красители, например коричневый гуминовый. Этот краситель называют «ореховой морилкой».

Для крашения древесины используют также водный настой кампешевого или сандалового дерева, кошенили и соки различных ягод.

Для приготовления красящего раствора из ягод крушины ягоды (100 г) раздавливают деревянной ложкой и заливают 8%-ной уксусной кислотой (1 л). Для более быстрого и полного извлечения красителя из ягод раствор нагревают в течение 15—20 мин на слабом огне, затем процеживают через 2—3 слоя марли и к процеженному раствору добавляют квасцы (10—20 г). Раствор тотчас же окрашивается в ярко-зеленый цвет и им можно окрашивать любую поверхность изделия из дерева.

В сине-зеленый цвет можно окрасить древесину раствором, приготовленным из ягод бузины. В воде (1 л) растворяют уксуснокислую медь (20 г), хлористый аммоний (20 г) и хлористый натрий (20 г). Раствор переливают в бутылку, засыпают в него ягоды бузины (40 г) и оставляют на 2—3 дня для настоя. Настоявшийся раствор процеживают через марлю. Водные растворы красителей используют для окраски садовых скамеек, заборов и т. п.

Дата добавления: 2014-01-07