Effects of some varnishes on the thermal conductivity properties of wood based panels

Year 2025, Volume: 11 Issue: 1, 30 - 37, 27.06.2025

Hikmet Şahin , Nihat Döngel

https://doi.org/10.53516/ajfr.1557226

Abstract

Background and aims In our world, the effects of global warming are reaching more serious levels day by day. Protecting heat losses, which are one of the systemic causes of the global system and using energy consumption efficiently are of vital importance in terms of taking into account the effects of global warming. In this study, the thermal conductivity properties of some varnishes commonly used in the surface coating of wood and wood-based materials were investigated.
Methods For this purpose, particleboard (YL) and medium density fiberboard (MDF) surfaces of different thicknesses (8 mm, 18 mm, 30 mm); A total of 108 samples were prepared by applying cellulose varnish, polyurethane varnish, synthetic varnish and water-based varnish. The densities of the prepared specimens were obtained according to the TS EN 323/1 principles. The coefficients of thermal conductivity and thermal permeability were determined according to the principles of TS EN 12667.
Results At the end of the study, thermal conductivity coefficient; The highest W/m.K of 0.1085 was obtained in 30 mm MDF samples with cellulosic varnish, and the lowest was obtained with 0.0895 W/m.K in 18 mm particleboard samples with water-based varnish. Thermal permeability coefficient; The highest 12,583 W/m².K was obtained in 8 mm MDF samples with cellulosic varnish applied, and the lowest was 3,152 W/m².K in 30 mm particleboard samples with water-based varnish.
Conclusion It has been determined that varnishes are effective on thermal conductivity properties, and water-based varnishes have the most effect.

Keywords

Varnish , liquid surface coating , particleboard , fiberboard , thermal conductivity , thermal permeability

Bazı verniklerin ahşap esaslı levhaların ısı iletkenlik özelliklerine etkileri

Abstract

Giriş ve Hedefler Dünyamızda, küresel ısınmanın etkileri gün geçtikçe daha ciddi boyutlara ulaşmaktadır. Küresel ısınmanın başlıca sebeplerinden birisi olan ısı kayıplarının önlenmesi ve enerji kaynaklarının verimli kullanılması küresel ısınmanın etkilerinin azaltılması bakımından hayati önem taşımaktadır. Bu çalışmada, ahşap ve ahşap esaslı malzemelerin yüzey kaplamalarında yaygın olarak kullanılan bazı verniklerin ısı iletkenlik özelliklerine etkileri araştırılmıştır.
Yöntemler Farklı kalınlıklardaki (8 mm,18 mm, 30 mm) yonga levha (YL) ve orta yoğunlukta lif levha (MDF) yüzeylerine; selülozik vernik, poliüretan vernik, sentetik vernik ve su bazlı vernik uygulanarak toplam 90 adet örnek hazırlanmıştır. Hazırlanan deney örneklerinin yoğunlukları TS EN 323/1, numunelerin ısı iletkenlik ve ısı geçirgenlik katsayıları TS EN 12667 standardına uygun olarak tayin edilmiştir.
Bulgular Çalışma sonunda, ısı iletkenlik katsayısı; en yüksek 0,1085 W/m.K ile selülozik vernik uygulanmış 30 mm MDF örneklerde, en düşük ise 0,0895 W/m.K ile su bazlı vernik uygulanmış 18 mm yonga levha örneklerde elde edilmiştir. Isı geçirgenlik katsayısı; en yüksek 12,583 W/m².K ile selülozik vernik uygulanmış 8 mm MDF örneklerde, en düşük ise 3,152 W/m².K ile su bazlı vernik uygulanmış 30 mm yonga levha örneklerde elde edilmiştir.
Sonuçlar Verniklerin ısı iletkenlik özellikleri üzerinde etkili olduğu, en fazla etkiyi ise su bazlı verniklerin gösterdiği belirlenmiştir.

Keywords

Vernik , sıvı yüzey kaplama , yonga levha , lif levha , ısı iletkenlik , ısı geçirgenlik

Ethical Statement

Makalede herhangi bir etik ihlal bulunmadığını taahhüt ederiz.

Supporting Institution

Gazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi

Thanks

Bu çalışma Gazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından desteklenmiştir. Proje No: FDK-2023-8504.

References

• Akbulut, T. and T. Dündar. (1994). Yonga levha ‘da Yüzey Kaplama Malzemeleri. Ahşap Dergisi. 8, 27-30.
• ASTM D 3023, (2024). Standard practice for determination of resistance of factory applied coatings on wood products of stain and reagents, American Society for Testing and Materials, USA.
• Bayer, G. (2006). Binalarda uygulanan ısı yalıtım sistemleri ve örnek bir projede ısı yalıtım maliyet analizi. Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya.
• Budakçı, M., (1997). “Ahşap Verniklerinde Katman Kalınlığının Sertlik, Parlaklık ve Yüzeye Yapışma Mukavemetine Etkileri”, Yüksek lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 43-45.
• Czajkowski, Ł., Olek, W., Weres, J., Guzenda, R. (2016). Thermal properties of woodbased panels: thermal conductivity identification with inverse modeling. European Journal of Wood and Wood Products, 74(4), 577-584.
• Evcil, N. (2000). Isı İzolasyon ve Dış Duvarların Enerji Etkin Yenilenmesi, Yüksek Lisans Tezi İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, s: 37-50.
• Grigoriou, A., (1987). Formaldehyde Emisison From the Edges and Faces of Various Wood Based Materials. Holz als Roh und Werkstoff. 45(2), 63-67. Groah, W., G. Gramp. and M. Trant. (1984). Effect of Decorative Vinyl Overlay on Formaldehyde Emission, Forest Products Journal. 34(4), 27-29.
• Hammond, J., J., Donnelly, E., T., Harrod, W., F., Rayner, N., A., Özden, F., (1969). “Ağaçisleri Teknolojisi”, Zorlu, Ajans – Türk Matbaası, Ankara, 77-78,80,84,89.
• Jhonson, R., (1997). Waterborne Coatings, an Overview of Water-Borne Coatings, Journal of Coatings Technology, 69, 117-121.
• Kaya, M., (2019). Farklı katman ve Malzemeler ile Üretilen Ahşap Esaslı Kompozit Panellerin Mekanik ve Teknolojik Özellikleri. Doktora Tezi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Nemli, G., (2000). Yüzey Kaplama Malzemeleri ve Uygulama Parametrelerinin Yonga levha Teknik Özellikleri Üzerine Etkileri. Doktora Tezi. Karadeniz Teknik Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü. p. 182.
• Sönmez, A., (1989). “Ağaçtan Yapılmış Mobilya Yüzeylerinde Kullanılan Verniklerin Önemli Mekanik, Fiziksel ve Kimyasal Etkilere Karsı Dayanıklılıkları”, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Sönmez, A., Budakçı, M., (2004). “Ağaçişlerinde Üstyüzey İşlemleri, II”, Sevgi Ofset, Ankara.
• Şahin, H. (2019). Ahşap ve Ahşap Esaslı Levhaların Isı İletkenlik Katsayılarının Belirlenmesi, (Yüksek Lisans Tezi) Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Şahin, H. ve Döngel, N., (2018). Bazı ahşap ve ahşap esaslı levhaların ısı iletkenlik özelliklerinin belirlenmesi. 5. Uluslararası Mobilya Kongresi, Eskişehir, 26-42.
• TS 825. (2024). Binalarda ısı yalıtımı kuralları, TSE Standardı, Ankara.
• TS ISO 3129. (2021). Odunda fiziksel ve mekanik deneyler için numune alma metotları ve genel özellikleri, TSE Standardı, Ankara.
• TS ISO 13061-1. (2021) Odunda fiziksel ve mekaniksel deneyler için rutubet miktarı tayini, TSE Standardı, Ankara. TS EN 322. (1999). Ahşap esaslı levhalar – rutubet miktarının tayini, TSE Standardı, Ankara.
• TS EN 323/1. (1999). Ahşap esaslı levhalar- birim hacim ağırlığının tayini, TSE Standardı, Ankara.
• TS EN ISO 3251, (2019). Boyalar, Vernikler ve Plastikler – Uçucu Olmayan Madde İçeriğinin Tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• TS EN 12667 (2003). Yapı malzemeleri ve mamullerinin ısıl performansı-Mahfazalı sıcak plaka ve ısı akış sayacı metotlarıyla ısıl direncin tayini, TSE Standardı, Ankara.
• URL-1, (2024). Eko Yapı Dergisi. Erişim Tarihi: 11.08.2024 Erişim Adresi: https://www.ekoyapidergisi.org.
• URL-2, (2024). Anadolu Ajansı internet sitesi Erişim Tarihi: 11.08.2024 Erişim Adresi: https://www.aa.com.tr..
• URL-3, (2024). Bianca Boya internet sitesi Erişim Tarih: 14.01.2024 Erişim Adresi: https://bianca.com.tr.
• Yu, Z. T., Xu, X., Fan, L. W., Hu, Y. C., Cen, K. F. (2011). Experimental measurements of thermal conductivity of wood species in China: effects of density, temperature, and moisture content. Forest Products Journal, 61(2), 130-135.
• Zhou, J., Zhou, H., Hu, C., Hu, S. (2013). Measurements of thermal and dielectric properties of medium density fiberboard with different moisture contents. BioResources, 8(3), 4185-4192.