В конце XIX – начале XX в. выжигание стало популярным среди населения, им начинают увлекаться и среди высших слоев общества. Например, выжиганием занималась ее императорское высочество принцесса Евгения Максимилиановна Ольденбургская. В то же время изобрели аппарат для выжигания, который состоял из стеклянной посуды, закрытой крышкой, в которой были 2 отверстия с выходящими из них резиновыми трубками. Одна из них заканчивалась двойным резиновым шаром, который служил для вдувания воздуха, а на конце второй располагался платиновый наконечник, прикрепленный к ручке. Внутри наконечника было маленькое отверстие для выхода воздуха. Раскаленным наконечником выжигали на деревянной поверхности, водя им как карандашом или пером.
В середине XX в. появился электрический прибор для выжигания и это искусство стало доступно и детям.
Глава 2Материалы и инструменты
Древесина, ее виды и свойства
Во-первых, необходимо отметить, что понятия «дерево» и «древесина» неравнозначны. Итак, дерево – это многолетнее растение, а древесина – это ткань растения, которая получается при распиливании ствола дерева на части.
Самым ценным у дерева считается ствол, толщина которого в разных его частях неодинакова. Наилучшей считается древесина, находящаяся посередине ствола и в комлевой его части. Так, материал для изготовления прикладов ружей, топорищ, музыкальных инструментов мастера во все времена брали именно из этой части дерева.
Поверхность ствола покрыта корой, представленной двумя слоями: наружным (пробковым) и внутренним (лубяным). Наружный слой состоит из отмерших клеток, а по внутреннему перемещаются соки, которые питают растение.
Средняя часть ствола состоит из нескольких слоев, а на распиле можно увидеть светлые и темные годичные кольца. Одно светлое и одно темное кольцо составляют год жизни дерева. Годичные кольца бывают разной ширины, а также могут быть волнистыми.
В центре – эту часть называют сердцевиной – древесина мягкая и рыхлая. Интересно то, что все породы деревьев отличаются друг от друга формой и размером сердцевины. От нее к коре направлены сердцевинные лучи, которые создают текстуру (рисунок) древесины.
Чтобы определить возраст дерева, следует пересчитать все кольца, разделить их пополам и прибавить еще 3 – 4 последних года, за время которых годичные кольца еще не сформировались.
Между корой и древесиной располагается тонкий слой кадмия, благодаря которому образуется новый слой клеток.
Каждый год внутри ствола ранние годичные кольца отмирают с одновременным появлением новых колец. Эта часть может быть более темной, чем остальные слои древесины. Отмерший слой называют ядром, а породы, в которых образуется этот слой, соответственно – ядровыми. Живую древесину, находящуюся вокруг ядра, называют заболонью. Эта часть при высыхании трескается и разрывает слой ядра, поэтому древесина с большим ядром ценится больше.
Древесина имеет свои текстуру, твердость, запах, цвет – именно эти признаки являются главными при определении породы дерева. Кроме того, все деревья разделяют на лиственные и хвойные. К первой группе относят осину, липу, березу, дуб, тополь, ольху и др., ко второй – ель, сосну, кедр, лиственницу, пихту.
ВИДЫ ДРЕВЕСИНЫ
Хвойные породы
Отличительной особенностью хвойных пород считаются смоляные ходы – небольшие каналы, заполненные смолой.
Сосна. Ядро сосны буровато-красное, заболонь – беловато-желтоватого цвета. Годичные кольца хорошо видны во всех возрастах.
Эта мягкая прочная древесина не гниет, распространена практически во всех областях России и может применяться в различных отраслях промышленности. Перед изготовлением изделий из нее сосну необходимо обессмоливать.
Лиственница. Это дерево относится к ядровым породам. Ядро красно-бурого цвета, заболонь – белая. Древесина последних лет жизни – темно-бурого цвета, первых лет жизни – светлого цвета.
Одна из самых твердых пород деревьев, очень крепкая и упругая, древесина которой довольно тяжела (тонет в воде) благодаря пропитывающей ее смоле и устойчива к загниванию.
Лиственница распространена в Сибири и используется в различных сферах производства.
Кедр. Ядро кедра может быть от желтовато-красного до светло-розового цвета. Заболонь желтовато-беловатая, переход из поздней древесины в раннюю – постепенный. Возраст кедра может достигать 800 лет.
Легкую, мягкую, очень красивую древесину, достигающую возраста 800 лет, довольно легко обрабатывать.
Кедр распространен в Сибири и на северо-востоке России.
Ель и пихта. Это спелодревесные и безъядерные породы, древесина которых имеет белую окраску с желтоватым оттенком. Переход от поздней древесины к ранней практически незаметен, смоляные ходы очень маленькие.
Древесина мягкая, очень легкая, хорошо клеится и колется, довольно долго сохраняет свой цвет, смолы мало. Ель и пихта распространены в европейской части России, их древесину используют в различных отраслях промышленности.
Тис. Ядро тиса буровато-красное, заболонь – желтовато-белая. Годичные кольца извилистые, хорошо видны на поперечном разрезе, древесина очень красива по текстуре и цвету.
Эта довольно твердая, плотная и хрупкая порода может менять свой цвет под воздействием воды, очень легко обрабатывается, долговечна. Тис произрастает на Кавказе и в Крыму, используется в мебельном производстве и для отделки помещений.
Лиственные породы
Древесина лиственных деревьев отличается наличием сосудов, поэтому ее можно разделить на 2 большие группы – кольцесосудистую и рассеянососудистую древесину.
Дуб. Ядровая порода с кольцесосудистой древесиной, ядро который может иметь желтовато-коричневый или темно-бурый окрас. Заболонь светло-желтая. Годичные кольца четко выражены, между ранней и поздней древесиной существует четкая граница. Хорошо развиты сердцевинные лучи.
Древесина твердая, довольно тяжелая, очень прочная, с красивой текстурой, практически не гниет. Растет дуб в Крыму, на Кавказе, в европейской части России и применяется в различных видах промышленности.
Ясень. Ядро у него светло-бурое, довольно широкая заболонь – желтовато-белая.
Хорошо выражены годичные кольца, а сердцевинные лучи, напротив, различимы плохо.
Эта твердая порода отличается прочной, вязкой, довольно красивой древесиной, которая почти не растрескивается при сушке и хорошо изгибается. Ясень растет в южной и средней полосах европейской части России, на Кавказе и в Крыму и применяется при изготовлении спортивного инвентаря.
Бархатное дерево. Ядро его имеет светло-коричневый или желтовато-золотистый окрас. Заболонь темная, узкая, годичные кольца хорошо выражены. Сердцевинные лучи не видны.
Мягкая древесина с очень красивой текстурой, легко обрабатывается. Произрастает дерево в восточной части России и применяется в мебельном производстве.
Сушку древесины можно проводить разными способами. Самый древний и примитивный из них – сушка на открытом воздухе. Материал складывают на фундамент, оставляя небольшие зазоры, и накрывают для защиты от прямых солнечных лучей. Такая сушка позволяет снизить влажность древесины до 18 – 22 %.
Бук. Он относится к спелодревесной безъядровой породе, древесина которой имеет белый окрас, возможно – с красноватым оттенком.
Годичные кольца и сердцевинные лучи хорошо видны на поперечном разрезе.
Древесина бука заболонная, твердая, прочная, тяжелая, нестойкая к гниению, но хорошо гнется.
Бук распространен в Крыму, на Кавказе, в Западной Украине и применяется для изготовления гнутой мебели, столярных и музыкальных инструментов.
Граб. Это заболонная безъядровая порода с серовато-белой древесиной.
Годичные кольца, отчетливо заметные на поперечном разрезе, как правило, волнистые. Сердцевинные лучи практически незаметны.
Тяжелая и твердая древесина растрескивается при высыхании.
Растет граб в Крыму, на Кавказе, в Западной Украине и используется для изготовления деревянных деталей текстильных и сельскохозяйственных машин.
Клен. Заболонная безъядровая порода, может иметь ложное ядро.
Годичные кольца видны плохо, сердцевинные лучи выражены хорошо, имеют буроватый цвет и блеск.
Древесина белая или желтоватая, твердая, прочная, тяжелая, плотная. Распространен клен практически по всей территории России и используется для различных целей.
Береза. Она относится к заболонным породам. Годичные кольца различаются плохо.
Довольно прочная упругая белая древесина с красноватым оттенком легко поддается обработке, но довольно быстро загнивает.
Растет береза практически на всей территории России и используется для различных целей.
Осина. Заболонная порода с белой древесиной немного зеленоватого оттенка.
Годичные кольца выражены слабо.
Древесина однородная, хорошо поддается обработке. Распространена осина в степной и лесостепной зонах. Как правило, ее используют для изготовления игрушек, спичек, посуды.
Ольха. Эта заболонная порода может иметь ложное ядро. Белая древесина на открытом воздухе со временем становится красной. Годичные кольца выражены слабо.
Очень мягкая, легкая и хорошо поддающаяся обработке древесина легко гнется, часто используется для имитации красного дерева в мебельном и столярном производстве. Распространена ольха в европейской части России и в Западной Сибири.
Липа. Она относится к заболонным породам, отличается белой древесиной с розовым оттенком.
Очень легкая, мягкая, практически не трескающаяся и не коробящаяся древесина при распаривании становится мягкой и рыхлой, а после высыхания – твердой. Эту ее особенность используют при изготовлении посуды. Распространена липа практически на всей территории России и используется в промышленном производстве для различных целей.
Яблоня. Ядро яблони красно-бурое, заболонь желто-розовая, годичные кольца и сердцевинные лучи выражены слабо.
Древесина вязкая, прочная, плотная, довольно хорошо поддается обработке. Произрастает яблоня как культурное и как дикое растение на всей территории России, в промышленности используется для различных целей.
СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ
Все свойства древесины можно объединить в следующие группы:
• свойства ее внешнего вида;
• механические и технологические свойства;
• физические свойства.
Свойства, определяющие внешний вид древесины
Цвет древесины прежде всего зависит от породы дерева, его возраста и района произрастания и у одной породы может иметь несколько десятков различных оттенков. Это свойство важно в первую очередь при производстве мебели.
Блеск древесины зависит от ее плотности, сердцевинных лучей и угла спила. Данный показатель учитывают при изготовлении изделий, которые впоследствии не будут раскрашены. Красивым блеском отличается древесина дуба, клена, бука, ильма и др. При загнивании древесина утрачивает свой блеск.
У некоторых лиственных деревьев может образоваться ложное ядро, портящее внешний вид древесины, так как в отличие от настоящего ядра оно может пересекать годичные кольца и быть самой разной формы.
Запах древесины зависит от содержания в ней смолистых, ароматических и дубильных веществ. Хвойные породы обладают самым сильным запахом. Из лиственных деревьев наиболее ароматным является дуб. Это свойство древесины важно при изготовлении посуды или тары для пищевых продуктов. Обычно для этих целей используют липу или тополь, так как их древесина практически не обладает запахом. Длительное хранение древесины, ее загнивание и поражение грибками вызывают выветривание запаха.
Текстура – это рисунок на разрезе древесины, зависящий от его направления, размера годичных колец и сердцевинных лучей, окраски поздней и ранней древесины, расположения волокон. Красивой текстурой обладает древесина дуба, ореха, ясеня, красного дерева. Данный показатель учитывают при изготовлении мебели, изменяется же он при грибковом поражении и химической окраске.
Влажность, или содержание в древесине влаги, зависит от возраста дерева и вызывает гниение. Влажная древесина хорошо гнется, но трудно поддается обработке.
Всю древесину делят на несколько групп в зависимости от степени ее влажности:
• мокрая (влажность ее превышает 100 %). Древесина с данной степенью влажности должна долгое время находиться в воде;
• свежесрубленная (влажность колеблется от 50 до 100 %);
• воздушно-сухая (влажность достигает 15 – 20 %). Древесина с этой степенью влажности длительное время находится на воздухе;
• комнатно-сухая (влажность древесины всего 8 – 12 %);
• абсолютно сухая (влажность ее 0 %).
Физические свойства древесины
Плотность древесины определяется отношением массы древесины к ее объему и зависит от породы дерева, его влажности. Так, с уменьшением последнего показателя плотность снижается, в результате чего древесина становится в 2 раза легче. Кроме того, плотность ранней древесины в 2 – 3 раза меньше плотности более поздней древесины.
Теплопроводность – это способность проводить тепло сквозь себя. Любая древесина обладает плохой теплопроводностью.
Электропроводность – способность проводить электрический ток. В сухом состоянии древесина ток не проводит.
Механические и технологические свойства древесины
Прочность – способность древесины сопротивляться разделению на части, зависящая от породы дерева, ее влажности, плотности, наличия сучков и трещин. Чем плотнее древесина, тем она прочнее, а влажность и пороки уменьшают этот показатель.
Твердость – способность древесины сопротивляться внедрению другого тела – зависит от породы дерева и направления разреза. Твердые породы обрабатывать гораздо труднее мягких, так как инструменты тупятся и быстрее ломаются.
Ударная вязкость – способность древесины поглощать удар без разрешения. У лиственных пород она гораздо выше, чем у хвойных.
Раскалываемость относится к технологическим свойствам и определяет способность древесины разделяться на части под воздействием клина. Данный показатель зависит от влажности и породы, например свежесрубленное дерево расколется легче. Кроме того, хорошо расщепляется древесина кедра сосны, лиственницы, осины, дуба и липы.
Упругость зависит от породы, влажности и строения древесины. Плотная и тяжелая древесина более упруга, чем мягкая и легкая. Упругость влажного дерева уменьшается, при этом увеличивается его пластичность.
Пластичность – свойство древесины принимать какую-либо форму. Это свойство прямо противоположно упругости. При набухании дерева его пластичность увеличивается.
Люди с давних времен применяли такое свойство древесины, как упругость, при изготовлении различных предметов. Например, удилища делали из веток орешника, рябины или кедра, а луки – из дуба или ясеня.
Разбухание – увеличение древесины в объеме при насыщении ее влагой. Набухание древесины в мебели считается отрицательным явлением и для его предотвращения дерево покрывают специальным защитным слоем. Зато при изготовлении бондарных емкостей мастера, наоборот, активно используют это свойство.
ПОРОКИ ДРЕВЕСИНЫ
Пороками древесины считаются ее недостатки, которые иногда используют при изготовлении декоративных вещей.
Сучки – основание ветки, которое расположено в древесине. Это главный порок, который учитывают при отборе древесины по сортам, так как он отрицательно влияет на однородность строения и снижает механические качества древесины. Сучки затрудняют обработку древесины, так как они тверже остальной ее части. Кроме того, очень часто они сопровождаются внутренней гнилью. Различают открытый и заросший сучки.
Трещины возникают в древесине во время роста дерева. Существуют морозные, отлупные и метиковые трещины. Морозные трещины появляются во время сильных морозов при застывании влаги внутри дерева. Отлупные трещины появляются в результате внутренних напряжений, когда годичные кольца отслаиваются друг от друга. Метиковые трещины идут по всей длине ствола от комля до самой вершины.
Кривизна – искривление ствола по его длине. Если ствол искривлен один раз, то такую кривизну называют простой, при сложной кривизне ствол имеет несколько искривлений.
Закомелистость – утолщение в нижней части ствола, комле. При распиловке материал получается низкого качества. Кроме того, возникает очень много отходов.
Ройки – углубления в нижней части ствола. В поперечном распиле ствол получается звездообразным, годичные кольца волнистые. Доски сильно коробятся.
Наросты – утолщения на различных частях ствола. Чаще бывают на клене, березе, дубе, ольхе, у хвойных пород встречаются гораздо реже.
Косослой – винтообразное направление волокон. Древесина с этим пороком имеет низкие механические свойства.
Крень – смещение сердцевины ствола в сторону. Чаще встречается у деревьев с искривленными стволами. Этот порок снижает прочность древесины.
Двойную сердцевину можно увидеть на поперечном распиле. Торец дерева в этом месте обычно бывает овальной формы. Данный порок способствует растрескиванию, увеличивает отходы.
Внутренняя заболонь – годичные кольца, расположенные в ядре, обычно бывают более светлого цвета, чем ядровая древесина. Этот порок способствует растрескиванию, но очень ценится при изготовлении декоративных изделий.
Смоляной кармашек – небольшая полость, расположенная внутри годичных колец, которая обычно заполнена смолой. Кармашек снижает прочность древесины.
Свилеватость – перепутанное или волнистое расположение волокон. Чаще встречается у лиственных пород. Древесина с этим пороком очень прочная и трудно поддается обработке. Данный порок высоко ценится у карельской березы.
Прорость – кора или сухая древесина, заросшая в стволе. Обычно возникает при механических повреждениях, портит внешний вид древесины и плохо поддается обработке.
Завиток – искривление годичных колец на небольшом участке ствола из-за сучков или проросли. Чаще встречается у хвойных деревьев.
Пятнистость – продолговатые прожилки в заболони, возникающие в результате поражения клетчатки грибками.
Засмолок – небольшой участок, который пропитан смолой, обычно появляется на месте ранения дерева.