Investigation of the Effect of Varnish Types on Surface Properties used in Bamboo Wooden Material

Year 2021, Volume: 24 Issue: 4, 1353 - 1363, 01.12.2021

Sevda Aykaç Sait Dündar Sofuoğlu

https://doi.org/10.2339/politeknik.683277

Cited By: 5

Abstract

In this study, the most preferred wood protective varnishes in the furniture industry were applied to the bamboo (Bambusa) wood material surface and some layer properties were investigated. Cellulosic varnish, synthetic varnish, polyurethane varnish and water-based varnish were used in the experiments. Hardness, gloss, color change and layer thickness measurements were carried out on the test specimens which applies the surface finishing process. According to the data obtained, surface hardness values decreased in surface hardness measurements in other varnishes other than polyurethane varnish compared to the control sample. The brightness values increase up to three times compared to the control samples. Synthetic varnish was the varnish type that brought the sample surfaces closer to yellow and red in color measurement values. There was a decrease in luminance (L *) value compared to control samples. When the total color change (ΔE *) among varnishes is examined, the most change is observed in synthetic varnish and the least in water based varnish. Among the varnish varieties, the varnish that gives the most layer thickness is cellulosic varnish. The least layer thickness was obtained in water based varnish.

Keywords

Bamboo, brightness, color change, hardness, varnish

Bambu Ağaç Malzemede Vernik Tiplerinin Yüzey Özellikleri Üzerine Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada bambu (Bambusa) ağaç malzeme yüzeyine mobilya endüstrisinde en çok tercih edilen ahşap koruyucu vernikler uygulanmış ve bazı katman özellikleri araştırılmıştır. Denemelerde selülozik vernik, sentetik vernik, poliüretan vernik ve su bazlı vernik kullanılmıştır. Üstyüzey işlemleri uygulanmış deney numunelerinde sertlik, parlaklık, renk değişimi ve katman kalınlığı ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen verilere göre, yüzey sertliği ölçümlerinde poliüretan vernik dışındaki diğer verniklerde yüzey sertlik değerleri kontrol numunesine kıyasla düşüş göstermiştir. Parlaklık değerlerinde, kontrol örneklerine kıyasla üç kata kadar artış görülmektedir. Renk ölçüm değerlerinde örnek yüzeylerini sarı ve kırmızı renge en çok yaklaştıran vernik türü sentetik vernik olmuştur. Işıklılık (L*) değerinde ise kontrol örneklerine kıyasla bir düşüş görülmüştür. Vernikler arasında toplam renk değişimi (ΔE*) incelendiğinde en çok değişim sentetik vernikte en az ise su bazlı vernikte görülmektedir. Vernik çeşitleri arasında en fazla katman kalınlığı veren vernik çeşidi selülozik verniktir. En az katman kalınlığı ise su bazlı vernikte elde edilmiştir  

Keywords

Bambu, Parlaklık, Renk değişimi, Sertlik, Vernik

References

• [1] Aydemir D., Gündüz G., “Ahşabın fiziksel, kimyasal, mekaniksel ve biyolojik özellikleri üzerine ısıyla muamelenin etkisi”, Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 11(15): 71-81, (2009).
• [2] Pelit H., Korkmaz M., “Kayın (Fagus orientalis Lipsky) odununun yüzey özelliklerine nano-grafen katkılı su bazlı verniklerin etkisi”, Politeknik Dergisi, 22(1): 203-212, (2019).
• [3] Vardanyan V., Galstian T., Riedl B., “Effect of addition of cellulose nanocrystals to wood coatings on color changes and surface roughness due to accelerated weathering”, Journal of Coatings Technology and Research, 12 (2): 247-258, (2015).
• [4] Sönmez A., “Ağaçişlerinde üstyüzey işlemleri: Hazırlık ve renklendirme”, Gazi Üniversitesi Yayınları, Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi, Ankara, (2000).
• [5] Kurtoǧlu A., “Ağaç malzeme yüzey işlemleri, Genel bilgiler, Cilt I”, İstanbul Üniversitesi Yayınları, İstanbul Üniversitesi Üniversite Yayın No: 4262, (2000).
• [6] Feist W. C, Hon D. N. S., “Chemistry of Weathering and Protection”, The Chemistry of Solid Wood, American Chemical Society, Chapter 11, 401-451, (1984).
• [7] Özdemir T., “Türkiye’de yetişen bazı ağaç türlerinde verniklerin özelliklerinin araştırılması”, Doktora tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2003).
• [8] Ulay G., Budakçı M., “Ahşap yüzeylerde kullanılan su bazlı vernikler ile ilgili Türkiye’de yapılan çalışmalar”, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 3(2), 470-480, (2015).
• [9] Sönmez A., “Ağaçtan yapılmış mobilya üstyüzeylerinde kullanılan verniklerin önemli mekanik, fiziksel ve kimyasal etkilere karşı dayanıklılıkları”, Doktora tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, (1989).
• [10] Çakıcıer N., “Ağaç malzeme yüzey işlemi katmanlarında yaşlanma sonucu belirlenen değişiklikler, Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (1994).
• [11] Peker H., “Mobilya üstyüzeylerinde kullanılan verniklere emprenye maddelerinin etkileri, Doktora tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (1997).
• [12] Sönmez A., “Color changing effects of varnishes on the wood surfaces”, Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 21: 507–511, (1997).
• [13] Budakçı M., “Ahşap verniklerinde katman kalınlıgının sertlik, parlaklık ve yüzeye yapışma mukavemetine etkileri”, Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, (1997).
• [14] Uysal B., Sönmez A., Atar M., “Ağaç malzemede renk açma işlemleri ve verniklerin renk değiştirci etkileri”, Türk-Tarım ve Orman Dergisi, 234: 852-859, (1999).
• [15] Özçifçi A., Atar M., Uysal B., “Ağaç malzemede renk açmada kullanılan kimyasalların yüzey parlaklığına ve verniklerin yapışma mukavemetine olan etkileri”, Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 23: 763–770, (1999).
• [16] Yakın M., “Su bazlı verniklerde sertlik, parlaklık ve yüzeye yapışma mukavemetinin tespiti”, Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, (2001).
• [17] Sönmez A., “Dış Hava Şartlarının Vernikli Yüzeylerdeki Renk Değiştirici Etkisi”, Gazi Üniversitesi Endüstriyel Teknoloji Dergisi. Sayı: 2, Ankara, (1996).
• [18] Özçiftçi A., Atar M., “Bazı kimyasal maddelerin karaağaç (Ulmus campestris Spach) odununun renk tonuna etkileri”, Teknoloji Dergisi, 5:1–2, (2002).
• [19] Budakçı M., “Pnomatik adezyon deney cihazı tasarımı, üretimi ve ahşap verniklerinde denenmesi”, Doktora tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, (2003).
• [20] Örs Y., Özçiftçi A., Şahinkol H., Yapıcı F., “Üstyüzey işlemlerinin Doğu ladini (Picea orientalis L.) odununun renk, parlaklık ve pandüllü sertlik değerine etkisi”, Ladin Sempozyumu, Trabzon, 994–1005, (2005).
• [21] Çakıcıer N., “Ağaç malzeme yüzey işlemi katmanlarında yaşlanma sonucu belirlenen değişiklikler”, Doktora tezi, İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2007).
• [22] Gürleyen T., Ayata Ü., Gürleyen L., Esteves B., Sivrikaya H., Can A., “Tek ve çift kat UV vernik sistemi uygulanmış parkelerde renk ve parlaklık değerlerinin belirlenmesi”, 2nd International Conference on Material Science and Technology in Cappadocia (IMSTEC’17), Nevsehir, Turkey, 408-412, (2017).
• [23] Döngel N., Küreli İ., Söğütlü C., “Kuru sıcaklığın ahşap ve ahşap esaslı döşeme kaplama malzemelerinde parlaklık ve renk değişimine etkisi”, Politeknik Dergisi, 11(3): 255-263, (2008).
• [24] Gürleyen T., Ayata Ü., Gürleyen L., Esteves B., Çakıcıer N., “Üvez (Sorbus L.) odununa uygulanan tek ve çift kat UV sistem parke vernik katmanlarında renk, parlaklık ve salınımsal sertlik değerlerinin belirlenmesi, 5th International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science (ISITES2017), Baku – Azerbaijan, 1327-1336 (2017).
• [25] Toker H., Baysal E., Kesik H. I. “Surface characteristics of wood pre-impregnated with borates before varnish coating”, Forest Products Journal, 59 (7-8): 43-46, (2009).
• [26] Pelit H., Budakçı M., Sönmez A., Burdurlu E. “Surface roughness and brightness of scots pine (Pinus sylvestris) applied with water-based varnish after densification and heat treatment” Journal of Wood Science, 61(6), 586-594. (2015).
• [27] Pelit H., “The effect of different wood varnishes on surface color properties of heat treated wood materials”, Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 67(2): 262-274 (2017). DOI: 10.17099/jffiu.300010
• [28] Kesik H. İ., Vurdu H., Öncel M., Özkan O. E., Çağatay K., Aydoğan H. “The effects of varnish and paint coatings on oil heat treated Turkish fir wood”. 27th International Conference Research for Furniture Industry, Ankara, 98-104, (2015).
• [29] Vardanyan V., Galstian T., Riedl B., “Effect of addition of cellulose nanocrystals to wood coatings on color changes and surface roughness due to accelerated weathering”, Journal of Coatings Technology and Research, 12(2), 247-258 (2015).
• [30] Uysal B., Atar M., Özçifçi A., “The effects of chemicals for using the bleaching of the wood surfaces on the layer hardness of varnish” Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 23 (4): 443-450 (1999).
• [31] Kumar S. Shukla K.S., Dev I., Dobriyal P.B., (1994), “Bamboo preservation techniques: a Review”, International Network for Bamboo and Rattan and Indian Council of Forestry Research Education, 1-65, Singapore, (1994).
• [32] Kumar S., Shukla, S. K., “Bamboo panel boards, Inbar Technical Report No. 3”, Forestry Research and Education (Icfre), Inbar and the International Development Research Centre ( Idrc ), France, (1995).
• [33] Baykan C. S., “Phyllostachys Bambusoide Sieb. Et.Zucc. türünün rizom çelikleri ile üretimi ve bambuların kullanım olanakları”, Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon (1999).
• [34] Erakhrumen A. A., “Treating Bambusa vulgaris with neem seed oil against basidiomycetic biodegradation”, IUFRO All Division 5 Conference, Portugal, (2012).
• [35] Kaygın B., Akgün E., "A nano-technological product: An innovative varnish type for wooden surfaces." Scientific Research and Essay, 4 (1): 001-007, (2009).
• [36] TS 2470, “Odunda fiziksel ve mekaniksel deneyler için numune alma metotları ve genel özellikleri”, (1976).
• [37] ASTM D4366-16, “Standard test methods for hardness of organic coatings by pendulum damping tests”, (2016).
• [38] TS EN ISO 2813, “Boyalar ve vernikler - Metalik olmayan boya filmlerinin 20, 60 ve 85 açılarda parlaklık tayini”, (2014).
• [39] ASTM D523-14, “Standard test method for specular gloss”, (2018).
• [40] Özcan A., “Kağıt yüzey pürüzlülüğünün L*a*b* değerleri üzerine etkisinin belirlenmesi”, İstanbul Ticaret Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 7 (14): 53-61, (2008).
• [41] Lee K.C., Dretzke J., Grover L., Logan A., Moiemen, N., “A systematic review of objective burn scar measurements”, Burns Trauma, 4(14), (2016).
• [42] ASTM D2244-16, “Standard practice for calculation of color tolerances and color differences from instrumentally measured color coordinates”, (2016).
• [43] ASTM D6132-13, “Standard test method for nondestructive measurement of dry film thickness of applied organic coatings using an ultrasonic coating thickness gage”, (2017).
• [44] TS EN ISO 2808, “Boyalar ve vernikler - Film kalınlığı tayini, Paints and varnishes - Determination of film thickness”, (2019).
• [45] Ayata Ü., “Isıl işlem görmüş (ThermoWood) bazı ağaç türlerinde kullanılan su-bazlı vernik katmanlarının hızlandırılmış UV yaşlandırma etkisine karşı direncinin belirlenmesi”, Doktora tezi, Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2014).
• [46] Özen R., Sönmez A., “Dış hava sartlarının verniklerin katman sertliğine etkileri”, Tr. J. of Agriculture and Forestry, 23, 323-328, (1999).
• [47] Soylamış D., “Su İtici Emprenye Maddelerinin Üstyüzey İşlemlerine Etkisi”, Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2007).
• [48] Pelit H., “Ağaç malzeme rutubet miktarının su bazlı vernik katman özelliklerine etkisi”, Yüksek Lisans tezi, Gazi Üniversistesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, (2007).
• [49] Akgün E., “Ahşap yüzeylerinde kullanılan nanoteknolojik verniklerin dayanım özelliklerinin diğer vernik sistemleriyle karşılaştırılması”, Yüksek lisans tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, (2008).
• [50] Aygın E., Budakçı M., "Reçine temizleme işleminin su bazlı verniklerin sertlik değerine etkisi". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 5: 169-183, (2017).
• [51] Sönmez A., Budakçı M., Yakın M., “Ağaç malzemede su çözücülü vernik uygulamalarının sertlik, parlaklık ve yüzeye yapışma direncine etkileri”, Gazi Üniversitesi Politeknik Dergisi, 7(3): 229-235, (2004).
• [52] Bilgen S., “Dış ortam şartlarında verniklenmiş ardıç odununun bazı fiziksel özelliklerine etkisi”, Yüksek lisans tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2010).
• [53] Sofuoğlu S.D., Ordu M., Aykaç E., Çelikbaş S., “Mermer ve traverten tozunun ahşap üst yüzey işlemlerinde kullanımının parlaklık ve pürüzlülüğüne etkisi, Kütahya Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 30: 81–94, (2013).
• [54] Pelit H., Korkmaz M., “Kayın (Fagus orientalis Lipsky) odununun yüzey özelliklerine nano-grafen katkılı su bazlı verniklerin etkisi”, Politeknik Dergisi, 22(1): 203-212, (2019). DOI: 10.2339/politeknik.385436
• [55] Aykaç S. “Çeşitli üstyüzey işlem malzemelerinin bambuda kullanım performansının incelenmesi”, Yüksek lisans tezi, Kütahya Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kütahya, (2016).
• [56] Sönmez A., Atar M., Budakçı M., “Karaağaç (Ulmus campestris Spach.) odununda renk açma işleminin vernik katmanının yapışma direncine etkisi", Teknoloji, 5 (1-2): 34-42, (2002).