Isıl işlem sonrası poliüretan vernik uygulanmış kestane odununda salınımsal sertlik üzerine yapay yaşlandırmanın etkileri

Abstract

Bu çalışmada, 190℃’de 1.5 saat ve 212℃’de 2 saat süre ile ısıl işlem gördükten sonra poliüretan vernikler uygulanan Anadolu kestanesi (Castanea sativa Mill.) odununa ait katmanın salınımsal sertlik değerleri üzerine yapay yaşlandırma (576 saat) etkileri araştırılmıştır. Belirlenen sonuçlara göre, tek değişkenli varyans analizi sonuçları için, ısıl işlem, yaşlandırma süresi ve etkileşimi anlamlı olarak belirlenmiştir. Isıl işlem görmüş malzemelere ait sertlik değerleri, ısıl işlem görmemiş deney örneklerinden daha yüksek elde edilmiştir. En yüksek sertlik değeri 190℃’de 1.5 saat süreyle ısıl işlem görmüş deney örneklerine ait yaşlandırma yapılmayan grupta belirlenirken, en düşük değer ise 190℃’de 1.5 saat süreyle ısıl işlem görmüş 432 saat süreyle yaşlandırılmış grupta tespit edilmiştir. Yaşlandırma sonrası azalma oranları en yüksek 190℃’de 1.5 saat süre ile ısıl işlemli örnekler üzerinde elde edilirken, bunu 212℃’de 2 saat süre ısıl işlemli örnekler ve ısıl işlemsiz örnekler izlemiştir. Isıl işlem uygulamasının, poliüretan vernikleri ile kaplanmış kestane odunu örneklerinde farklı salınımsal sertlik değerleri vermesine sebep olduğu görülmüştür.

Keywords

• Salınımsal sertlik
• Anadolu kestanesi
• Castanea sativa Mill
• yapay yaşlandırma
• ısıl işlem
• poliüretan vernik

The effects of artificial weathering on the pendulum hardness of chestnut wood applied with polyurethane varnish after heat treatment

Abstract

The effects of artificial weathering (576 h) on the pendulum hardness values of Anatolian chestnut (Castanea sativa Mill.) wood applied with polyurethane varnish (PU) after heat treatment at 190℃ for 1.5 h and at 212℃ for 2 h were investigated. The results revealed that heat treatment, weathering period, and interaction were significant. The hardness values of the heat-treated materials were higher than those of the non-heat-treated test samples. The highest hardness value was determined in the un-weathered group of the test samples that were heat-treated at 190°C for 1.5 h while the lowest value was determined in the group that was heat-treated at 190°C for 1.5 h and weathered for 432 h. The highest reduction rates after weathering were obtained on samples that were heat-treated at 190℃ for 1.5 h, followed by heat-treated at 212℃ for 2 h and non-heat-treated. It was observed that the heat treatment application caused different pendulum hardness values in chestnut wood samples covered with polyurethane varnish.

Keywords

• Pendulum hardness
• Anatolian chestnut
• Castanea sativa Mill
• artificial weathering
• heat treatment
• polyurethane varnish

References

1. Akdemir, E. (2022), Ultrason destekli vernik komponent karışımının katman kalitesine etkilerinin belirlenmesi, Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Muğla.
2. ASTM D 4366-95, (1984), Standard test methods for hardness of organic coatings by pendulum test, ASTM, Philadelphia, PA.
3. ASTM D3023-98, (2017) Standard practice for determination of resistance of factory-applied coatings on wood products to stains and reagents, ASTM, West Conshohocken, PA.
4. Akyildiz, M. H., Karamanoğlu, M. (2016), Determination of structural changes under sem on heat treated wood exposed to accelerated weathering, International Forestry Symposium (IFS 2016) Proceedings 07-10 December 2016, Kastamonu/Turkey, 1(1),726-735.
5. Bal, B.C., Ayata, Ü., Çavuş, V., Efe, F.T. (2018), Ceviz, maun, kestane ve ıhlamur odunlarında vida tutma kapasitesinin belirlenmesi, 5. Uluslararası Multidisipliner Çalışmaları Kongresi, 02-03 Kasım, Antalya, Türkiye, 1(1), 383-396.
6. Baysal, E. (2011), Surface hardness of oriental beech pre-impregnated with CCB before varnish coating after accelerated lightfastness and accelerated aging, Wood Research, 56(4), 489-498.
7. Baysal, E., Dizman Tomak, E., Ozbey, M., Altin, E. (2014), Surface properties of impregnated and varnished Scots pine wood after accelerated weathering, Coloration Technology, 130(2), 140-146. DOI: 10.1111/cote.12070.
8. Bebit, M.A.A.B., Ibrahim, S.B., Jaapar, I.B. (2019), The potential of polyurethane in producing a relief painting, International Journal of Art & Design, 1(1), 28-38.

9. Broitman, E. (2017), Indentation hardness measurements at macro-, micro-, and nanoscale: a critical overview. Tribology Letters, 65, 23. DOI: 10.1007/s11249-016-0805-5.
10. Cattell, D. (2003), Specialist floor finishes: design and installation, Routledge.
11. Ceylan, H. (2016), Mimoza (Acacia mollissima) ve kebrako (Schinopsis lorentzii) tanenleri ile emprenye edilen ahşap malzemelerin üst yüzey işlemlerine uygunluklarının araştırılması, Düzce Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Düzce.
12. Çakıcıer, N., (2007), Ağaç malzeme yüzey işlemi katmanlarında yaşlanma sonucu belirlenen değişikler, Istanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, İstanbul.
13. Genç, U. (2019), Ahşap yüzey işlem uygulamalarında çerve-performans değerlendirmesi: kent mobilyaları örneği, İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Doktora Tezi, İstanbul.
14. Hu, J., Li, X., Gao, J., Zhao, Q. (2009), Ageing behavior of acrylic polyurethane varnish coating in artificial weathering environments. Progress in Organic Coatings, 65, 504-509. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2009.05.002.
15. ISO 11507-A, (2007), Paints and varnishes - exposure of coatings to artificial weathering- Exposure to fluorescent UV and water, International Standard Organization.
16. ISO 554, (1976), Standard atmospheres for conditioning and/or testing, International Standardization Organization, Geneva, Switzerland.
17. ISO-1522, (2006), Paints and varnishes, pendulum damping test, International Standard Organization.
18. Jaic, M., and Zivanovic, R. (1997). The influence of the ratio of the polyurethane coating components on the quality of finished wood surface, Holz als Roh-und Werkstoff, 55,319-322.
19. Lyons, A. (2019), Materials for architects and builders, pp:536, Routledge.
20. Karamanoğlu M., and Akyıldız M.H., 2013. Colour, gloss and hardness properties of heat treated wood exposed to accelerated weathering, Pro Ligno, 9(4), 729-738.
21. Kropat, M., Hubbe, M. A.,Laleicke, F. (2020). Natural, accelerated, and simulated weathering of wood: A review. BioResources, 15(4), 9998.
22. Mubarok, M., Hadi, Y.S., Suryana, J., Darmawan, W., Simon, F., Dumarcay, S., Gérardin, C., Gérardin, P. (2017), Feasibility study of utilization of commercially available polyurethane resins to develop non-biocidal wood preservation treatments, European Journal of Wood and Wood Products, 75, 877-884. DOI: 10.1007/s00107-016-1128-9.
23. Oosterbroek, M., Lammers, R. J., Van der Ven, L. G. J., Perera, D. Y. (1991). Crack formation and stress development in an organic coating, J. Coating Technology 63(797), 55-60.
24. Peker, H., (1997), Mobilya üst yüzeylerinde kullanılan verniklere emprenye maddelerinin etkileri, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Trabzon.
25. Sarı, S. (2012), Alüminyum sülfat’ın poliüretan vernik uygulamalarında kullanımı, Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Kütahya.
26. Simms, J.A. (1987), Acceleration shift factor and its use in evaluating weathering data, Journal of Coatings Technology, 59(748), 45-53.
27. Soylamış, D., (2007), Su itici bazı emprenye maddelerinin üst yüzey işlemlerine etkisi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,Uzmanlık Tezi, Karabük.
28. Sönmez, A. (1989), Ağaçtan yapılmış mobilya üst yüzeylerinde kullanılan verniklerin önemli mekanik fiziksel ve kimyasal etkilere karşı dayanıklılıkları, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Ankara.
29. Sümer, C. (1946), Ağaç İşleri Teknolojisi, Erkek Sanat Enstitüsü, Konya Yeni Kitap ve Basımevi, 466 sayfa.
30. TS EN ISO 3251, (2019), Boyalar, vernikler ve plastikler - Uçucu olmayan madde tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
31. Türk, M., Ayata, Ü. (2021), Türkiye’de yetişen bazı ağaç türlerine ait odunlarda shore D sertlik değerleri üzerine ısıl işlemin etkisi, Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 4(2), 166-173. DOI: 10.33725/mamad.1005127.
32. Ulay G., Çakıcıer N. (2017) Yat ve tekne imalatında kullanılan ağaç türlerine uygulanan hızlandırılmış yaşlandırma (QUV) işleminin koruyucu katman üzerine etkisi, Ileri Teknoloji Bilimleri Dergisi, 6(3): 212-218.
33. Ulay, G. (2018), Yat ve tekne mobilyalarında kullanılan bazı ağaç türlerine uygulanan termal modifikasyon ve UV yaşlandırma işlemlerinin vernik katman performansları üzerine etkisinin incelenmesi, Düzce Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Düzce.
34. Uzun, A. (2021), Doğal koruyucular ile modifiye edilmiş bazı ahşap türlerinin üst yüzey özelliklerinin belirlenmesi, Gümüşhane Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Gümüşhane. Yang, X. F., Tallman, D. E., Bierwagen, G. P., Croll, S. G., Rohlik, S. (2002). Blistering and degradation of polyurethane coatings under different accelerated weathering tests, J. Polymer Degradation and Stability, 77(1), 103-109.