Impacts of the bleaching and varnishing process on the collapse time in combustion of oriental beech and scots pine woods

Abstract

This study aims to determine the effects of the bleaching and varnishing process on the collapse time in combustion of some wood materials. For this purpose, samples prepared from wood of Oriental beech (Fagus orientalis Lipsky) and Scoth pine (Pinus sylvestris Lipsky) according to ASTM D 358, were covered with waterbased (Sb), synthetic (Sn), polyurethane (Pu) and acrylic (Av) varnishes in accordance with ASTM D 3023 after bleaching with 18 % solution of sodium hydroxide (NaOH), hydrogen peroxide (H2O2), calcium hydroxide (Ca(OH)2) and sodium silicate (NaSiO3). The collapse time on combustion of repared samples were determined according to ASTM E 160-50. According to the result of reseach, collapse time according to interaction of wood types was gained the highest time Oriental beech (877.6 sn), the lowest time Scotch pine (570 sn), according to varnish types was gained the highest time polyurethane (776.7 sn), the lowest time waterbased (563.1 sn), according to bleacher types was gained the highest time R5 (800.3 sn), the lowest time R2 (645 sn). According to the interaction of wood type, varnish type and decolouring solution, longest collapse time was obtained in I+R4+Sb (1260 sec) and the shortest in the combination of I+R3+St (630 sec). Accordingly, in places where there is a risk of fire, Oriental beech wood R4 bleaching solution + water based varnish combination can be recommended.

Keywords

• Bleaching
• Varnishing
• Collapse time
• Wood material

Doğu kayını ve sarıçam odunlarında renk açma ve vernikleme işleminin yanmada yıkılma sürelerine etkileri

Abstract

Bu çalışma, renk açma ve vernikleme işleminin bazı ağaç malzemelerde yanmada yıkılma sürelerine etkilerini belirlemek amacıyla yapılmıştır. Bu maksatla; Doğu kayını (Fagus orientalis Lipsky) ve sarıçam (Pinus sylvestris Lipsky) odunlarından ASTM D 358’e göre hazırlanan örneklere Sodyum hidroksit (NaOH), Hidrojen peroksit (H2O2), Kalsiyum hidroksit (Ca(OH)2) ve Sodyum silikat (NaSiO3)’ın %18’lik çözeltisi ile renk açma işlemi yapıldıktan sonra ASTM D 3023’ e göre su bazlı (Sb), sentetik (Sn), poliüretan (Pü) ve akrilik vernikler (Av) ile kaplanmıştır. Hazırlanan örneklerin yanmada yıkılma süreleri ASTM E 160-50’ye göre belirlenmiştir. Sonuç olarak yıkılma süresi (sn) ağaç türü düzeyinde en yüksek Doğu kayınında (877.6 sn), en düşük sarıçamda (570 sn), vernik düzeyinde en yüksek poliüretan (776.7 sn)’de, en düşük su bazlı (563.1 sn), renk açma maddesi düzeyinde en yüksek R5 (800.3 sn)’de, en düşük R2 (645 sn)’de bulunmuştur. Yanmada yıkılma süresi, ağaç türü, vernik çeşidi ve renk açma çözeltisi etkileşimine göre en uzun süre I+R4+Sb (1260 sn)’de, en kısa süreler ise I+R3+St (630 sn) kombinasyonunda elde edilmiştir. Buna göre yangın riski söz konusu olan kullanım yerlerinde Doğu kayını odunu R4 renk açma çözeltisi + Su bazlı vernik kombinasyonu önerilebilir.

Keywords

• Renk açma
• Vernikleme
• Yıkılma süresi
• Ağaç malzeme

References

1. ASTM D 358, 1998. Standard specification for wood to be used as panels in weathering tests of coatings. ASTM Standards, USA.
2. ASTM E 160-50, 1975. Standard test method for combustible properties of terated wood by the crib test. ASTM Standards, USA.
3. ASTM D-3023, 1998. Standard practice for resistance of factory applied coatings on wood products of stain and reagents. ASTM Standards, USA.
4. Aşcı, T., Keskin, H., 2019. Combustion properties of Scots pine (Pinus sylvestris Lipsky) wood impregnated with boron compound doped colophony. Furniture and Wooden Material Research Journal, 2(1): 11-22.
5. Atar, M., Yalınkılıç, A.C., Aksoy, E., 2010. Renk açma işleminin ağaç malzemenin yanma özelliklerine etkileri. TÜBİTAK Proje Sonuç Raporu, Proje Numarası: 109O043, Ankara.
6. Bankowsky, B., Eichletoer, N., 1993. Raw materials for environment friendly wood lacquers, WKI-Bencht. Holer Working Party for Wood Research, Brunswicle, 31: 145-157.
7. Banks, W.B., Miller, E.R., 1982. Chemical aspects of wood techology Sweden. Forest Products Journal,11(4): 57-64.
8. Budakçı, M., 2003. Pnömatik adezyon deney cihazı tasarımı, üretimi ve ahşap verniklerinde denenmesi. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.

9. Edwin, P.B., Carter, M., 1983. Wood bleaches and bleaching methods, finishing eastern, hard woods. Department of Agriculture, Forest Products Laboratory, Madison, 29-39, USA.
10. Fidan, M.S., Yaşar, Ş., Yaşar, M., Atar, M., Alkan, E., 2016. Combustion characteristics of impregnated and surface-treated chestnut (Castanea sativa mill.) wood left outdoors for one year. BioResources, 11(1): 2083-2095.
11. Örs, Y., Atar, M., Özcifci, A., Peker, H., 2002. Çeşitli maddelerle emprenye edilmiş kokarağaç (Ailanthus altissima (Mill.) Swingle) odununun yanma özellikleri. Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Teknoloji Dergisi, 1(2): 61-70.
12. Örs, Y., Keskin, H., 2008. Ağaç Malzeme Teknolojisi. Ders Kitabı, Gazi Yayıncılık, Ankara.
13. 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.
14. TS 2471, 1976. Odunda fiziksel ve mekaniksel deneyler için rutubet miktarı tayini. TSE, Ankara.
15. Uysal, B., Özçifçi, A., 2000. Rengi açılan doğu kayını odununun (Fagus orientalis Lipsky) yanma özellikleri. Fırat Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 12(1): 363-371.
16. Yaşar, Ş., Atar, M., 2017. Ahşap koruyucularla muamele edilmiş bazı ağaç malzemelerin yanmasıyla ortaya çıkan gaz emisyon miktarları. İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, 6(3): 503-514.