Surface gloss properties of walnut tannin applied wood species

Abstract

Nowadays, growing environmental concerns lead to studies towards more ecological and sustainable materials. This study inquiries into the effects of walnut tannin on the surface gloss characteristics of walnut (Juglans regia L.) and Scots pine (Pinus sylvestris L.) woods. For this purpose, walnut tannin was applied to the surfaces of Scots pine and walnut wood through the use of a brush, and then water-based and polyurethane varnishes were applied. To assess the visual effect of tannin application, the surface gloss of the wood samples was measured. The highest gloss value perpendicular and parallel to the fibers was obtained in the polyurethane varnished Scots pine control samples, the lowest value perpendicular to the fibers was determined in the water-based varnished walnut control samples, and the lowest value parallel to the fibers was found in the tannin + polyurethane varnished walnut. The findings demonstrate that the varnish type significantly affects the gloss values and that the walnut tannin application has a visible effect on the surface gloss properties of both wood types.

Keywords

• Scots pine
• Tannin
• Walnut
• Gloss
• Varnish

Ceviz taneni uygulanmış ağaç türlerinin yüzey parlaklık özellikleri

Abstract

Günümüzde artan çevresel kaygılar, araştırmacıları daha ekolojik ve sürdürülebilir malzemelere yönlendirmektedir. Bu çalışmada ceviz taneninin ceviz (Juglans regia L.) ve sarıçam (Pinus sylvestris L.) odunlarının yüzey parlaklık özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla, sarıçam ve ceviz ağacının yüzeylerine fırça kullanılarak ceviz tanen uygulanmış, ardından su bazlı ve poliüretan verniklerin kaplamaları yapılmıştır. Tanen uygulamasının görsel etkisini değerlendirmek için ahşap örneklerin yüzey parlaklığı ölçülmüştür. Liflere dik ve paralel olarak en yüksek parlaklık değeri poliüretan vernikli sarıçam kontrol örneklerinde, liflere dikte en düşük ise su bazlı vernikli ceviz kontrol örneklerinde, paralel de en düşük değer ise tanen + poliüretan vernikli cevizde bulunmuştur. Bulgular, vernik türünün parlaklık değerlerini önemli ölçüde etkilediğini ve ceviz tanen uygulamasının her iki ağaç türünün yüzey parlaklık özellikleri üzerinde gözle görülür bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir.

Keywords

• Sarıçam
• Tanen
• Ceviz
• Parlaklık
• Vernik

References

1. Arıcan, F., 2019. Tanen katkılı üst yüzey işlem maddesinin ahşabın dış ortam koşullarına karşı dayanıklılığına etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Bursa Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa.
2. ASTM D 523, 1994. Test Methods for Specular Gloss, American Society for Testing and Materials, U.S.A.
3. Atar, M., 1999. Renk açıcı kimyasal maddelerin ağaç malzemede üst yüzey işlemlerine etkileri. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
4. Baysal, E., Tomak, E. D., Özbey, M., Altın, 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
5. Budakçı, M., 1997. Ahşap verniklerinde katman kalınlığının sertlik, parlaklık ve yüzeye yapışma mukavemetine etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara
6. Kurtoğlu, A., 2000. Ağaç Malzeme Yüzey İşlemleri 1.Cilt Genel Bilgiler. İ.Ü.Orman Fakültesi Yayın No:463. İstanbul.
7. Oberhofnerová, E., Pánek, M., García-Cimarras, A., 2017. The effect of natural weathering on untreated wood surface. Maderas Ciencia y Tecnologia, 19(2): 173–184. doi: 10.4067/S0718-221X2017005000015
8. Özçiftçi, A., Atar, M., Uysal, B., 1999. Ağaç malzemede renk açmada kullanılan kimyasalların yüzey parlaklığına ve verniklerin yapışma mukavemetine olan etkileri. Journal of Agriculture and Forestry, Ek Sayı 3: 763-770. 

9. Pizzi, A., 2008. Tanens: major sources, properties and applications. In: Monomers, Polymers and Composites from Renewable Resources (Ed: Belgacem M.N., Gandini A.), Elsevier, pp. 179-199. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-045316-3.X0001-4
10. Sandberg, D., Kutnar, A., Mantanis, G., 2017. Wood modification technologies - A review. Forest Biogeosciences and Forestry, 10(6): 895-908.
11. Sönmez, A., 1989. Ağaçtan yapılmış mobilya üst yüzeylerinde kullanılan verniklerin önemli mekanik, fiziksel ve kimyasal etkilere karşı dayanıklılıkları. Doktora tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
12. SPSS 22.0, 2013. İstatistik Programı. Sun Microsystems, Inc., Network Circle, Santa Clara, CA, USA.
13. Tomak, E. D., Arıcan, F., Gönültas, O., Sam, E. D., 2018. In fluence of tannin containing coatings on weathering resistance of wood : Water based transparent and opaque c oatings. Polymer Degradation and Stability, 151(1): 152–159. doi: 10.1016/j.polymdegradstab.2018.03.011
14. TS EN ISO 2813, 2014: Paints and varnishes- Determination of specular gloos of non-metallic paint films at 20, 60 and 85, TSE, Ankara.
15. TS EN ISO 3251, 2019. Boyalar, vernikler ve plastikler - Uçucu olmayan madde tayini’ Paints, varnishes and plastics - Determination of non-volatile-matter content’, T.S.E., Ankara.
16. TS ISO 3129, 2021. Wood - Sampling methods and general requirements for physical and mechanical testing of small clear wood specimens, T.S.E., Ankara.
17. Ünver, M. K, Altunok, M., Yaşar, Ş. Ş., 2024. The investigation of natural aging behavior of some wood. Wood Research, 69(3): 522-532. https://doi.org/10.37763/wr.1336-4561/69.3.522532
18. Van Acker, J., Van den Bulcke, J., Forsthuber, B., Grüll, G., 2023. Wood Preservation and Wood Finishing. In: Springer Handbook of Wood Science and Technology, (Ed: Niemz, P., Teischinger A., Sandberg D.), Springer International Publishing, pp. 793-871.
19. Wan, Q., Li, X., Zhang, Y., Song, S., Ke, Q., 2021. Visual perception of different wood surfaces : an event related potentials study. Annals of Forest Science, 78: 25. doi: 10.1007/s13595-021-01026-7 Williams, R. S., 1999. Finishing of Wood. Wood Handbook: Wood as an Engineering Material. Madison, WI: USDA Forest Service, Forest Products Laboratory, General technical report FP; GTR-113.
20. Yakın, M., 2001. Su bazlı verniklerde sertlik, parlaklık ve yüzeye yapışma mukavemetinin tespiti. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
21. Yalçın, M., 2018. Surface glossiness properties of impregnated with some plant tanens and varnished wooden material. Forestist, 68(1): 61-69. doi: 10.5152/forestist.2018.007
22. Yalınkılıç, A. C., 2013. Isıl işlemli ağaç malzemenin mobilya üretiminde uygunluğunun araştırılması ve geliştirilmesi. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
23. Yalınkılıç, M. K., İlhan, R., Imamura Takahashi Y.M., Demirci, Z., Yalınkılıç A.C., Peker H., 1999. Weathering durability of CCB- impregnated wood for clear varnish coatings. Journal of Wood Science, 45: 502-514.
24. Yaşar, M., Altunok, M., 2019. Some physical and mechanical properties of impregnated chestnut wood with natural and chemical agent exposed to outdoor conditions. Journal of Journal of Polytechnic, 22(2) :399-406. doi: 10.2339/politeknik.404006
25. Yazıcı, Ö. A., 2019. Ahşap malzemenin fotodegradasyona karşı dayanıklılığının tanen ve nano metal oksitler ile arttırılması. Yüksek Lisans Tezi, Bursa Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa.