Testing of waste vegetable oils as color modifiers in American walnut (Juglans nigra L.) wood

Abstract

American walnut (Juglans nigra L.) wood is used for veneer due to its beautifully grained and dark-colored wood. This study was conducted to test the use of plant waste oils as color modifiers on American walnut wood. As waste vegetable oils, discarded walnut, olive, corn, and sunflower oils were employed. After applying waste oils to the wooden surfaces, several surface properties (brightness, color, and whiteness index: WI*) were determined. It was observed that multivariate analysis of variance tests conducted for WI* values and color parameters were found to be statistically significant. For all vegetable waste oils, decreases were identified in L*, C*, ho, and b* parameters, as well as in WI* values and glossiness values (for all degrees and orientations). The ∆E* values were measured at 19.18 for sunflower, 22.02 for walnut, 22.65 for corn, and 19.49 for olive. Each of the discarded vegetable oils had an impact on the color of the wooden surface.

Keywords

• Colour
• Juglans nigra L.
• American walnut
• whiteness index
• waste vegetable oil

Amerikan ceviz (Juglans nigra L.) odununda renk değiştirici olarak bitkisel atık yağların denenmesi

Abstract

Amerikan ceviz (Juglans nigra L.) ahşabı, güzel damarlı ve koyu renkte ahşabı sayesinde kaplama olarak kullanılmaktadır. Bu çalışma, Amerikan ceviz odununda renk değiştirici olarak bitkisel atık yağların denenmesi üzerine yapılmıştır. Atık bitkisel yağlar olarak, hizmet ömrünü tamamlamış olan ceviz, zeytin, mısır ve ayçiçeği yağları kullanılmıştır. Atık yağların ahşap malzeme yüzeylerine uygulanması sonrasında çeşitli yüzey özellikleri (parlaklık, renk ve beyazlık indeksi: WI*) belirlenmiştir. Araştırma bulguları incelendiğinde, WI* değerlerine ve renk parametrelerine ait testler için yapılan çok değişkenli varyans analizlerinin anlamlı olarak tespit edildiği görülmüştür. Bütün bitkisel atık yağlar tarafından L*, C*, ho ve b* parametreleri, WI* değerleri ve parlaklık değerlerinde (bütün derece ve yönler için) azalmalar belirlenmiştir. ∆E* değerleri ise ayçiçeğinde 19.18, cevizde 22.02, mısırda 22.65 ve zeytinde 19.49 olarak elde edilmiştir. Bütün bitkisel atık yağlar ahşap malzeme yüzeyine ait rengi değiştirici etkide bulunmuştur.

Keywords

• Renk
• Juglans nigra L.
• Amerikan ceviz
• beyazlık indeksi
• atık bitkisel yağ

References

1. Anonymous, (1953), Ontario Department of Lands and Forests, Forest tree planting. 2d ed. Bull. No. R 1. Toronto, Canada: Ontario Department of Lands and Forests, Division of Reforestation. 68 p.
2. ASTM D 2244-3, (2007), Standard practice for calculation or color tolerances and color, differences from instrumentally measured color coordinates, ASTM International, West Conshohocken, PA.
3. ASTM E313-15e1, (2015), Standard practice for calculating yellowness and whiteness indices from instrumentally measured color coordinates, ASTM International, West Conshohocken, PA.
4. Ayata, Ü., and Bal, B. C. (2019), Amerikan ceviz odununda yüzey pürüzlülüğü, janka sertlik değeri ve çivi tutma direncinin belirlenmesi, Çukurova 3. Uluslararası Yenilikçi Bilimsel Araştırmalar Kongresi, 3-6 Ekim, Adana, Türkiye, 440-448.
5. Ayata, Ü., Bal, B. C. (2023), Atık zeytin, ceviz ve mısır yağları uygulanmış Avrupa melezi (Larix decidua Mill.) odununda bazı yüzey özelliklerinin belirlenmesi, European Conferences 2. Uluslararası Sağlık, Mühendislik Ve Uygulamalı Bilimler Kongresi, 4-6 Ağustos 2023, Belgrad, Sırbistan, 115-125.
6. Barański, J., Klement, I., Vilkovská, T., Konopka, A. (2017), High temperature drying process of beech wood (Fagus sylvatica L.) with different zones of sapwood and red false heartwood, BioResources, 12(1), 1861-1870. DOI: 10.15376/biores.12.1.1861- 1870.
7. Betts, H. S. (1954), Black walnut (Juglans nigra), Forest Service, US Department of Agriculture.
8. Çamlıbel, O., Ayata, Ü. (2023a), Yabani armut (Pyrus communis L.) ahşabında yüzey özelliklerine atık bitkisel yağlarının etkileri, Uzakdoğu 2. Uluslararası Uygulamalı Bilimler Kongresi, 20-22 Ekim 2023, Manila, Filipinler, 97-106.

9. Çamlıbel, O., Ayata, Ü. (2023b), Bazı atık bitkisel yağlar uygulanmış tiama (Entandrophragma angolense (Welw.) C DC.) ahşabında renk parametrelerinin, beyazlık indeksinin ve parlaklık değerlerinin incelenmesi, Avrasya 9. Uluslararası Uygulamalı Bilimler Kongresi, 24-26 Kasım 2023, Tiflis, Gürcistan.
10. Çamlıbel, O., Ayata, Ü. (2023c), Bazı bitkisel atık yağlar uygulanmış yalancı akasya (Robinia pseudoacacia L.) ahşabında renk, beyazlık indeksi ve parlaklık değerlerinin belirlenmesi, Uluslararası Batı Karadeniz Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, yayın sürecinde.
11. Duke, J. (1983), Handbook of Energy Crops.
12. Elias, T. (1980), The Complete Trees of N. America. Field Guide and Natural History. Van Nostrand Reinhold Co. ISBN: 0442238622.
13. Facciola, S. (1990), Cornucopia - A Source Book of Edible Plants. Kampong Publications. ISBN: 0-9628087-0-9.
14. Funk, D. T. (1979), Black walnuts for nuts and timber. In Nut tree culture in North America. p. 51-73. Northern Nut Growers Association, Hamden, CT.
15. Goodell, B., Winandy, J. E., and Morrell, J. J. (2020), Fungal degradation of wood: Emerging data, new insights and changing perceptions, Coatings, 10(12), 1210. DOI: 10.3390/coatings10121210.
16. Grae, I. (1974), Nature’s Colors - Dyes from Plants. MacMillan Publishing Co. New York. ISBN: 0-02-544950-8.
17. Gries, G. A. (1943), Juglone, the active agent in walnut toxicity. North. Nut Grow. Assoc. Annu. Rep. 32: 52-55.
18. Ikeiensikimama, S. S. (1991), Analysis of drying oil blends for industrial application: A BENG Thesis of University of Port Harcourt pp. 3, 4 & 36.
19. ISO 2813, (1994), Paints and varnishes - determination of specular gloss of non-metallic paint films at 20 degrees, 60 degrees and 85 degrees, International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.
20. Lamb, G.N. (1915), A calendar of the leafing, flowering and seeding ofthe common trees of the eastern United States. Monthly Weather Review, Suppl. 2, Pt 1. 19 p.
21. Lange, D. R. (1999), Fundamentals of Colourimetry - Application Report No. 10e. DR Lange: New York, NY, USA.
22. Peker, H. (2023a), Sarıçam (Pinus sylvestris L.) ahşabına uygulanmış bazı atık yağlar üzerinde parlaklık, beyazlık indeksi değerlerinin ve renk parametrelerinin incelenmesi, ICAFVP 3. Uluslararası Tarım, Gıda, Veteriner Ve Eczacılık Bilimleri Kongresi, 10-12 Kasım 2023, Beyrut, Lübnan.
23. Peker, H. (2023b), Bambu malzemesinde renk değiştirici bir uygulama olarak hizmet ömrünü tamamlamış atık bitkisel yağlarının kullanımı, ICAFVP 3. Uluslararası Tarım, Gıda, Veteriner ve Eczacılık Bilimleri Kongresi, 10-12 Kasım 2023, Beyrut, Lübnan.
24. Peker, H., Ulusoy, H. (2023), Anadolu kestanesi (Castanea sativa Mill.) odununda bazı yüzey özellikleri üzerine atık bitkisel yağlarının etkileri, 8. Asya Pasifik Uluslararası Modern Bilimler Kongresi, 11-12 Eylül 2023, Delhi, India, 463.
25. Rink, G. (1988), Black Walnut an American wood. FS-270. Washington, DC: U.S. Department of Agriculture, Forest Service. 7 p.
26. Sargent, C. S. (1965), Manual of the Trees of N. America. Dover Publications Inc. New York. ISBN: 0-486-20278-X.
27. TS ISO 13061-1, (2021), Odunun fiziksel ve mekanik özellikleri - Kusursuz küçük ahşap numunelerin deney yöntemleri - Bölüm 1: Fiziksel ve mekanik deneyler için nem muhtevasının belirlenmesi, Türk Standartları Enstsitüsü, Ankara, Türkiye.
28. Udoye, B. O., and Nwabuonu, O. C. (2021), Analysis of drying oil and local oil blends for production of wood varnish, International Journal of Applied Science Research, 1:1-10.
29. Waliszewska, B., Pradzynski, W., Zborowska, M., Stachowiak-Wencek, A., Waliszewska, H., Malysko, E. (2015), Chemical composition of black walnut wood. Annals of Warsaw University of Life Sciences-SGGW. Forestry and Wood Technology, 91: 179-181.
30. Williams, R. D. (1990), Juglans nigra L. black walnut. In: Burns, Russell M., Honkala, Barbara H., technical coordinators. Silvics of North America. Vol. 2. Hardwoods. Agric. Handb. 654. Washington, DC: U.S. Department of Agriculture, Forest Service: 391-399.
31. Yaremchuk, L. A., Yakuba, M. M., and Turlai, Y. I. (2011), Research of quality properties of coatings based on oil finishing materials, Forestry, forest, paper and woodworking industry: Scientific and technical collection, Lviv: NUFT of Ukraine, 37(1), 160-164.