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为我的木勺和木杯开发一种食品安全涂层

Posted on 2025-12-09

在商品界,人们常说:速度快、价格低、质量好,三者只能选其二。

这与我为我的手工雕刻木勺和咖啡杯寻找最合适的木材饰面时的经历非常相似。

手工雕刻木勺

手工雕刻木勺

很难找到一种符合以下条件的饰面:

  • 愈合迅速(不到2天)
  • 食品安全(可用于餐具,如勺子和杯子)
  • 不含溶剂(不会散发令人头晕目眩的难闻化学气味)
  • 而且,这项任务的难点在于既要使木材具有疏水性,又要留下美观的光泽,同时还要避免形成塑料状涂层。

天然干燥油

当然,我们有纯桐油,它不需要任何溶剂,散发着令人愉悦的坚果香气,并且在木纤维内部固化成食品安全的疏水性聚合物。但是,固化过程需要2到4周,具体时间取决于氧气的吸收情况,而且最终效果比较哑光,略显单调。

桐油虽然是天然的,但这并不意味着可以食用。液态桐油具有强烈的刺激性,只有固化成惰性聚合物后才可用于食品。

还有一种比较少见的聚合桐油(或称热固化桐油) ,它是一种类似蜂蜜的粘稠油,由于在缺氧条件下加热到极高的温度,几天内即可固化。这本来是理想的选择,可惜我附近根本买不到,而且很可能需要用柑橘油溶剂(或D-柠檬烯)稀释。

柑橘油有一种好闻但过于浓烈的橙皮味。起初,它或许比石脑油和白酒的化学气味更令人愉悦,但如果你像我一样经常给小型木制品做保养,这种气味就会让人难以忍受。

灰杯,正在涂桐油的过程中

灰杯,正在涂桐油的过程中

还有许多其他的干性油,其中最广为人知的是亚麻籽油。亚麻籽油的确可以食用,但它也有一些缺点,比如随着时间的推移会泛黄、干燥时间长,而且会一直散发着油腻的草腥味。聚合亚麻籽油(又称熟化亚麻籽油)干燥速度更快,但仍然保留着这种难闻的味道。

注意不要将其与煮熟的亚麻籽油(BLO)混淆,后者使用钴盐或锰盐等金属干燥剂。

“煮熟的”这个名称源于过去将亚麻籽油与氧化铅一起加热的做法,这种方法可以有效缩短氧化过程。但如今,煮熟的亚麻籽油制作过程中不再需要加热。

更多详情请见《BLO 的详细介绍》。

油画界对多种干性油都有使用经验,例如红花油、核桃油、罂粟籽油和麻籽油。但遗憾的是,这些油干得慢,形成的油膜也不够耐用,而且稀有昂贵,因此并非木制绘画工具的理想替代品。

硬蜡油

我用了好几个月的Osmo Polyx Oil,这是一种溶剂型硬蜡油。它的安全数据表和完整的成分表显示,其中约50%是白油溶剂,其余成分是经过加工的天然干性油和少量硬质巴西棕榈蜡。

它固化速度很快,不到一天就能完全固化,在木材表面留下美丽的光泽,固化后可用于食品安全,但由于含有溶剂,气味难闻。

冬天的时候,我只能在室内雕刻,也得在室内完成最后的加工,难闻的溶剂气味会弥漫整个房子一整天。我好像对这种气味过敏了,现在我还有几乎一整罐欧斯莫(Osmo)溶剂,即使在户外,我也必须戴着口罩才能使用。

在半成品木板上使用 Rubio Monocoat 双组分硬蜡油

在半成品木板上使用 Rubio Monocoat 双组分硬蜡油

还有Rubio Monocoat和其他双组分硬蜡油,其基础组分通常是无溶剂的干性油和蜡的混合物,促进剂组分是六亚甲基二异氰酸酯(HDI)。基础组分大约需要 3 周才能自行固化,而促进剂可以将固化时间缩短到一天以内。

这种替代品固化速度很快,会形成一种惰性且食品安全的聚合物,闻起来像苹果派,表面略带缎面效果。但它很难充分混合,也很难涂抹在勺子、杯子等小型木制品上。我几乎总是会使用过多的促进剂,导致混合物过于粘稠,难以涂抹在木头上。而且,频繁地打开瓶罐会导致其中的成分在容器内过早干燥。

然而,将干性油与硬蜡混合的想法似乎很有前景,这也是我继续深入研究的方向。

值得一提的是

食品级环氧树脂是另一种选择,但我既讨厌使用合成塑料的想法,也讨厌它们塑料般的外观会降低使用木制餐具的体验。

既然要用一层透明塑料覆盖,为什么还要用木头呢?

许多人还推荐使用其他食用油,例如椰子油、橄榄油等。但这些油并不能起到防腐作用,也无法保护木器免受热液体的侵害。它们要么会在木纤维内部变质,要么会在使用木器后被水冲走。

有些人推荐使用不可食用的石油基矿物油(又称液态石蜡),因为它不会变质,但实际上并不能起到多少保护作用,而且会渗入热液体中。

蜂蜡经常被库克萨杯(斯堪的纳维亚传统木杯)的制作者使用,但蜡分子太大,无法很好地渗透到木纤维中,而且它的熔点很低,只有 60℃ (140°F),所以更热的液体是不可能的。

巴西棕榈蜡的熔点较高,为 80℃ (176°F),比蜂蜡更硬,但表面光滑,抛光后与环氧树脂的外观相似。

理想的涂料应该结合纤维渗透桐油的持久疏水特性和面蜡层的快速干燥特性,并且易于涂抹,不含溶剂。

漆

漆器木勺

漆器木勺

有些雕刻家使用漆器,漆器是用日本一种常见树木的树液制成的。漆器表面坚硬光滑,能耐受超过300℃(572℉)的高温,但其外观和使用工艺远非我所追求的。

为了确保完全固化,需要在温暖潮湿的环境中,历时数月,涂刷 10 到 20 层非常薄的涂料。这样一来,无论最初使用的是什么木材,最终都会呈现出深棕色,这与我想要的效果截然相反。

我使用一些在木工领域不太常见的水果和花卉木材(例如苹果木、无花果木、茉莉花木等),我希望人们了解这些木材,并亲身感受它们独特的外观和触感。我力求保留它们原有的色调和色泽,并突出每件作品的木纹。

一把无花果木勺,夹在其他手工雕刻的勺子之间

一把无花果木勺,夹在其他手工雕刻的勺子之间

一位以色列人买了我用无花果木做的一把勺子,但他还是有些难以置信地问了一些问题。这把勺子有着浅绿色的木纹,手柄上保留了一小块未经处理的树皮,弯曲的形状也与制作它的树枝的形状相吻合。

那里有很多无花果树,但他们从未见过用自家木材制成的这种东西,因此他们从这件普通的物品中感受到了与故土的联系。

淡紫色烹饪勺,正面和背面

淡紫色烹饪勺,正面和背面

我岳母砍了一棵大紫丁香树,给了我一些粗壮的树枝。这种木头干燥时很容易开裂,大部分我都用不上。但我用它做了几样东西,送给了我岳母和她姐妹,是一些烹饪勺,她们至今还很珍惜。

它淡紫色的纹理让他们清晰地想起了自家院子里每年春天都会开花的那棵树。

棕色漆永远无法达到这种效果,所以我仍在努力寻找完美的天然油性涂料。

八水陶瓷(或液态玻璃)

这基本上是将聚硅氧烷溶解在酒精和异构烷烃溶剂中。三周后,它会固化成一层食品安全、疏水的涂层,虽然耐用,但我觉得不太美观。

这样处理后,木头表面会呈现出原木的质感,没有油的增色和波纹效果。有些人可能更喜欢这种效果,特别是那些费尽心思让雕刻作品拥有光亮刀刃的人。

就我而言,这不是我想要的涂装效果,因为它需要 3 周的固化时间,而且是溶剂型溶液,外观无色,并且这种涂装效果非常昂贵,在日本以外的地方也很难找到。

以下是一位木工车床技师使用这种涂料的经验分享:液态玻璃木材涂料——最新进展

天然硬蜡油

我的实验从简单的开始,将大约 10克巴西棕榈蜡片融化到 40 克纯桐油中。

桐油和巴西棕榈蜡片

桐油和巴西棕榈蜡片

大多数人建议使用隔水加热法或水浴法来融化蜡。这是因为热源是盛有沸水的容器,水温永远不会超过 100℃ (212°F),这是一个安全的温度,可以避免达到这些油的闪点。

我只需将一勺巴西棕榈蜡片放入装有桐油的玻璃罐中,然后放入微波炉加热一分钟,直到所有东西都变成液体即可。

对于少量油来说,微波炉非常好用,而且不会有油过热或凝固的危险,因为它冷却得很快。


实验一

原料:

  • 40克纯桐油
  • 10克巴西棕榈蜡片

过程:

  • 将桐油倒入玻璃罐或陶瓷容器中。
  • 将巴西棕榈蜡片放入油中,搅拌使蜡片分散开来。
  • 放入微波炉加热30秒,然后再次搅拌几秒钟。
  • 重复此步骤直至蜡完全融化并呈液态。
  • 让它冷却直至混合物凝固。

结果:

这种膏体质地很脆,很难从罐子里舀出来涂抹在木头上。不容易涂抹开,感觉黏糊糊的。

将所有木材表面涂抹均匀并静置10分钟后,用纸巾擦去多余的蜡。擦拭后,表面呈现哑光效果,这意味着残留的蜡不多,而且由于油的质地,油没有充分渗透到木材纤维中。

闻起来挺香的。

提高一致性

油蜡比的不同会导致质地发生很大变化。

蜡放多了,混合物冷却后会变成易碎的膏状物,很难从罐子里舀出来。蜡放少了,混合物又太稀,木头表面残留的蜡不够形成保护膜。4:1 的油蜡比例比较合适,既能保证表层有足够的蜡,但即使是这种简单的配方,成品仍然太硬太脆。

我没有增加油的用量(这可能会破坏蜡层的作用),而是添加了一些蜂蜡来软化混合物。

这样做确实有效,膏体变软了,但由于熔点降低,导致表层蜡不够耐用,所以我需要一种替代方案。

我的想法是让木材吸收混合物中的桐油,同时将蜡分子留在木材表面。这种蜡应该足够柔软,不会形成光泽层,也不会太脆,但又要足够坚硬,以便在桐油固化期间保护木材。


实验二

原料:

  • 40克纯桐油
  • 7克巴西棕榈蜡片
  • 2克蜂蜡
  • 1克羊毛脂

为了在不添加过多蜂蜡的情况下软化混合物,我发现添加羊毛脂是个不错的选择。羊毛脂是一种从羊毛中提取的高度疏水性的蜡,即使少量添加也能使膏状物更加柔软,更容易涂抹。

过程:

与方法一类似,只需将蜡浸入装有油的玻璃罐中,然后每次加热30秒,直至完全融化成液体。冷却至凝固即可。

结果:

质地更柔软、更均匀的膏体,可以用手指或抹布轻松地从罐子里舀取。涂抹在木质表面也比较容易,感觉像质地更粘稠的护手霜。

闻起来很棒,有坚果、香草和蜂蜜的香味,味道很淡,不会打扰到任何人。

涂抹完所有木材表面后,我用热风枪将涂料熔化,以增强其对木纤维的渗透性。这种膏状物很容易融化,其中的油分会迅速被木材的毛孔吸收,而蜡则会凝固。

木头冷却后,我又涂了一层蜡,因为有些地方似乎几乎没有蜡了。我用纸巾擦掉多余的蜡,然后把蜡打磨成缎面效果。

小问题
固化速度

这种涂料的固化速度并不快。它的干燥速度很快,因为油会被吸收,而表面的蜡会凝固成一层非常薄、硬度适中的涂层。

但这种蜡的熔点约为75℃(167°F),所以仍然不适合盛装滚烫的液体。你绝对不能直接用这种方法制作的杯子泡茶,至少要等到2-4周后蜡完全固化才能用。

我测试了一下,煮了一杯浓缩咖啡,结果似乎没问题,咖啡到达杯子时的温度远低于 75℃ (167°F)。

用勺子喝汤也没问题,因为汤的温度必须低于 45℃ (113°F) 我才能喝。

带有疏水层的橄榄木勺

带有疏水层的橄榄木勺

带有疏水层的梧桐木咖啡杯

带有疏水层的梧桐木咖啡杯

使用后,木勺和木杯很容易用温水和肥皂清洗,木头完全没有留下污渍。蜡仍然有效,因为我可以看到水滴从木头上滑落。

光泽和外观

从视觉上看,它不会留下很强烈的光泽。它呈现出一种柔和的蜡质感,而不是像涂油木材那样闪闪发光。

这是因为蜡不会渗透到木材的微孔表面,而是凝固成光滑的表面。因此,它不会散射光线,而是像镜子一样反射光线,从而营造出蜡的光泽效果。

商业涂料会使用气相二氧化硅等消光剂来解决这个问题,但我目前尽量少用添加剂。

这种外观也源于巴西棕榈蜡被蜂蜡和羊毛脂软化,从而形成更柔软的表层。

天然树脂

木工界几乎完全摒弃了天然树脂。几乎所有的涂料都以聚氨酯或环氧树脂为基础,如果您想要更坚硬的表层。最好的情况也只是涂一层虫胶,而虫胶无法与油类混合。

值得庆幸的是,油画论坛和博客上仍然有大量关于树脂、干性油和干燥剂的信息。

达玛树脂晶体

达玛树脂晶体

我就是这样了解到达玛树脂的,它是一种从生长在东南亚的龙脑香科树木中提取的半硬质树脂。这种树脂呈透明状,熔点约为120℃(248℉),这个温度很容易用微波炉加热,而且它有一定的柔韧性,因此不会在木材表面形成开裂层。

在美术用品商店里可以买到晶体或颗粒状的这种材料,价格也很便宜。人们通常把它溶解在松节油里制作清漆,但我想要用加热的方式,而不是用溶剂,把它融入到我的油蜡混合物中。


实验#3

原料:

  • 40克纯桐油
  • 7克巴西棕榈蜡片
  • 2克蜂蜡
  • 1克羊毛脂
  • 2克达玛树脂
  • 5克椰子油
  • 2滴锰锆钙干燥剂
  • 2滴维生素E

为了增加光泽并增强表层强度,我将达玛树脂晶体直接熔化在油中,未使用任何溶剂。我还添加了少量锰、锆和钙干燥剂以加快固化速度,并添加了一些维生素E以延长保质期。

过程:

将巴西棕榈蜡、蜂蜡和羊毛脂加入装有桐油的玻璃罐中,每次加热 30 秒,直至全部变成液体。

将达玛树脂晶体加入椰子油中,每次加热10秒,直至完全融化成液体。待混合物冷却约30秒后,加入几滴锰锆钙干燥剂和维生素E。搅拌至混合物均匀。

将达玛树脂油混合物倒入桐油混合物中,搅拌至均匀。冷却至凝固。

结果:

质地中等偏软,可以用手指或抹布比较容易地从罐子里舀取。很容易涂抹在木质表面上。

闻起来和上次实验一样:坚果、香草和蜂蜜的香味,非常淡,不会打扰到任何人。干燥剂的难闻气味没有混入混合物中,因为它的量太少。树脂本身没有气味。

涂抹完整个木材表面后,我用热风枪将涂料熔化,以增强其对木纤维的渗透性。这种膏状物很容易融化,其中的油分会迅速被木材的毛孔吸收,而蜡和树脂则会在表面凝固成一层极薄的涂层。

之后几乎没有剩余的涂料了,我用纸巾将表层打磨成缎面效果。

养护:

木材内部的桐油大约48小时后固化。

可以用热风枪融化蜡层,然后用抹布擦掉液态蜡来验证。之后可以用240目砂纸打磨裸露的木材,检查木屑是否容易脱落。如果木屑看起来湿漉漉的,粘在砂纸上,说明油还没有完全固化。

看:

树脂的加入使缎面光泽看起来更佳。髓射线区域在光线下呈现波浪状并随之移动,而直纤维区域则呈现出介于光泽和哑光之间的效果。

Osmo Polyx Oil 仍然具有这种涂料无法达到的更漂亮的光泽,我会研究添加微量的气相二氧化硅,看看它是否能使涂料更好地渗入木纤维的微观结构中,并散射光线,而不是更光滑、更有光泽。

气相二氧化硅还有助于增加剪切稀化能力,使膏体更容易从罐子里舀出而不会变软。

关于添加成分的说明

金属干燥器

金属干燥剂可能是最先引起人们注意的,因为我们总能在看到人们谈论天然木材涂料时看到它们被诟病的一面。但并非所有干燥剂都有害,这取决于用量、析出概率以及所用金属的类型等因素。

当然,含铅和钴的干燥剂绝对不行,无论渗漏风险有多小,我都不想让它们接触我的食物和饮料。它们含有重金属,如果这些重金属在体内积累,可能会造成灾难性的后果。

我使用含有新癸酸锰的干燥剂来加速表面干燥,并使用锆盐和钙盐进行彻底干燥。


锆和钙都是已知的安全金属。锆是牙科植入物常用的金属材料,甚至陶瓷刀具也是用锆制成的,它与人体接触时似乎是一种相当惰性的金属。

锰如果吸入或摄入过量会中毒,但两滴干燥剂中锰的含量极低,即使口服除了难闻的溶剂味外,不会有任何其他影响。此外,干燥剂会分散在油中,因此其含量微乎其微,可以忽略不计。

锰的严格可耐受最高摄入量设定为每日 8 毫克。事实上,我们每天都能从富含维生素和矿物质的食物中摄取到一部分锰。即使干燥剂完全从表面渗出,一个人一生中从一件物品中摄入的锰也不足 0.1 毫克。

你可能得把勺子完全吃下去才会发生这种情况,那样的话,摄入的木头量可能会成为一个更大的问题。

但所有关于干燥剂涂层的食品安全标准,实际上是基于这样一个事实:固化后的涂层会将金属包裹在惰性聚合物中,这种聚合物不会渗入食物。就像特氟龙不粘锅或铝制、铜制锅一样,只要涂层没有脱落,一切都是安全的。

我采取的折衷方案是:用量既要足够少,不会造成任何安全隐患,也不会因为油在罐内固化而缩短保质期;又要足够多,使油在48小时内固化,而不是2-4周。我认为,这样固化时间更可控,能最大程度地降低食物接触未固化桐油的可能性,从而使涂饰效果更安全。

椰子油和维生素E

由于达玛树脂的熔点是120℃(248°F),桐油不适合直接用来熔化树脂,因为桐油在高温下会凝胶化,阻碍树脂的固化。所以我用少量椰子油来熔化树脂晶体。椰子油的烟点高达180℃(356°F),气味芬芳,而且不易变质。

油烟点图表

油烟点图表

我添加了2滴维生素E(也称生育酚),因为它是一种强效抗氧化剂,可以降低椰子油等成分变质的风险。它还可以抑制自氧化反应,从而降低桐油在容器内固化的可能性。

这是我目前用来给木勺和木杯上漆的配方,我在罗马尼亚的网店里出售这些产品。


实验#4

待续…

原文: https://alinpanaitiu.com/blog/developing-hardwax-oil/

本站文章系自动翻译,站长会周期检查,如果有不当内容,请点此留言,非常感谢。
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