Effect of artificial weathering on the some surface properties of uv system parquet varnish applied to persian silk (Albizia julibrissin) wood

Abstract

It is necessary to know the different properties of the wood material belonging to each tree species to be able to use it correctly and efficiently. This study was carried out to investigate the evaluation possibilities of persian silk (Albizia julibrissin) wood in UV system parquet industry. UV system parquet varnishes were applied to persian silk wood in 3 and 5 layers in a parquet factory according to industrial applications. The materials obtained later were exposed to accelerated UV aging processes using UVA-340 lamps for 252 and 504 hours. Color parameters (L*, a* and b*), glossiness values, könig pendulum hardness and surface adhesion resistance (MPa) tests were carried out before and after aging. It has been observed that these tests change with aging. As a result, persian silk (Albizia julibrissin) wood can be used in the parquet industry.

Keywords

• UV system parquet varnish
• Color
• Glossiness
• Pendulum hardness
• Surface adhesion resistance

UV sistem parke verniği uygulanmış gülibrişim (Albizia julibrissin) odununda bazı yüzey özellikleri üzerine yapay yaşlandırmanın etkisi

Abstract

Her ağaç türüne ait ahşap malzemeyi doğru ve verimli kullanabilmek için farklı özelliklerini bilmek gerekmektedir. Bu çalışma, UV sistemli parke endüstrisinde gülibrişim (Albizia julibrissin) ahşabının değerlendirme olanaklarını araştırmak amacıyla yapılmıştır. UV sistemli parke vernikleri, endüstriyel uygulamalara göre bir parke fabrikasında 3 ve 5 kat gülibrişim ahşabına uygulanmıştır. Daha sonra elde edilen malzemeler 252 ve 504 saat UVA-340 lambaları kullanılarak hızlandırılmış, UV yaşlandırma işlemlerine tabi tutulmuştur. Yaşlandırma öncesi ve sonralarında renk parametreleri (L*, a* ve b*), parlaklık değerleri, könig sarkaç sertliği ve yüzey yapışma direnci (MPa) testleri yapılmıştır. Yaşlandırma ile bu testlerin değiştiği gözlenmiştir. Sonuç olarak, gülibrişim (Albizia julibrissin) ahşabı parke endüstrisinde kullanılabilir.

Keywords

• UV sistem parke verniği
• Renk
• Parlaklık
• Salınımsal sertlik
• Yüzeye yapışma direnci

References

1. Anderson, E.L., Pawlak, Z., Owen, N.L., Feist, W.C., 1991. Infrared studies of wood weathering, Part I: Softwoods. Applied Spectroscopy, 45: 641-647.
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 D 4366-95, 1984. Standard test methods for hardness of organic coatings by pendulum test. ASTM, Philadelphia, PA.
4. ASTM D 4541, 1995. Standard test method for pull-off strength of coatings using portable adhesion testers. ASTM International, West Conshohocken, PA.
5. Ayata, U., 2019. Effects of artificial weathering on the surface properties of ultraviolet varnish applied to lemonwood (Citrus limon (L.) Burm.). Bioresources, 14(4): 8313-8323. DOI: 10.15376/biores.14.4.8313-8323.
6. Ayata, U., Cavus, V., 2018. The determination of the surface adhesion resistance and pendulum hardness on the parquets applied UV varnish as single and double layers. Journal of Engineering Sciences and Design, 6(4): 541-545. DOI: 10.21923/jesd.388346.
7. Ayata, U., Gurleyen, L., Esteves, B., Gurleyen, T., Cakicier, N., 2017a. Effect of heat treatment (ThermoWood) on some surface properties of parquet beech (Fagus orientalis Lipsky.) with different layers of UV system applied. BioResources, 12(2): 3876-3889. DOI: 10.15376/biores.12.2.3876-3889.
8. Ayata, Ü., Gürleyen, T., Gürleyen, L., Esteves, B., Çakıcıer, N., 2017b. 212oC’de 2 saat süreyle ısıl işlem görmüş (ThermoWood) ve tek/çift kat UV sistem parke vernik uygulanmış dişbudak (Fraxinus excelsior) odununda bazı yüzey özelliklerinin belirlenmesi, 5. Uluslararası Mühendislik ve Bilim Alanında Yenilikçi Teknolojiler Sempozyumu, 29 Eylül - 01 Ekim, Bakü, Azerbaycan, s. 1318-1326.

9. Bilgen, S., 2010. Dış ortam şartlarının verniklenmiş ardıç odununun bazı fiziksel özelliklerine etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük.
10. Clerc, G., Brülisauer, M., Affolter, S., Volkmer, T., Pichelin, F., Niemz, P., 2017. Characterization of the ageing process of one-component polyurethane moisture curing wood adhesive. International Journal of Adhesion and Adhesives, 72: 130-138. DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2016.09.008.
11. Cothran, J.R., 2004. Treasured ornamentals of southern gardens - Michaux’s lasting legacy. Castanea, Occasional Papers, 2: 149-157.
12. Çakıcıer, N., 2007. Ağaç malzeme yüzey işlemi katmanlarında yaşlanma sonucu belirlenen değişiklikler. Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
13. Çavuş, V., 2019. İzmir’de yetişen gülibrişim (Albizia julibrissin) odununun bazı mekanik ve fiziksel özellikleri ile yüzey özelliklerinin belirlenmesi. Türkiye Ormancılık Dergisi, 20(4): 440-447. DOI: 10.18182/tjf.611994.
14. DeWolf, G.P., 1968. Albizia julibrissin and its cultivar “Ernest Wilson”. Arnoldia, 28(4-5): 29-34.
15. Feist, W.C., 1984. Painting and finishing wood for use outdoor, Forest Product Laboratory Report, 401-454.
16. Gettman, R.W., 1976. Plants new to South Carolina and Oconee County, from the Andrew Pickens Division of Sumter National Forest, Castanea, 41 (4): 356-360.
17. Gungor, M.N., Kurtoğlu, A., Korkut, S., 2009. Solid wood flooring and multilayered parquet industries in Turkey. Scientific Research and Essay, 4(11): 1243-1247.
18. Gürleyen, L., Ayata, U., Esteves, B., Gurleyen, T., Cakicier, N., 2019. Effects of thermal modification of oak wood upon selected properties of coating systems. Bioresources, 14(1): 1838-1849. DOI: 10.15376/biores.14.1.1838-1849.
19. Gürleyen, T., Ayata, Ü., Gürleyen, L., Esteves, B., Sivrikaya, H., Can, A., 2017a. Tek ve çift kat UV vernik sistemi uygulanmış parkelerde renk ve parlaklık değerlerinin belirlenmesi. 2. Uluslararası Malzeme Bilimi ve Teknolojisi Konferansı Kapadokya (IMSTEC 2017), 11-13 Ekim, Nevşehir, Türkiye, s. 408-412.
20. Gürleyen, T., Ayata, Ü., Gürleyen, L., Esteves, B., Çakıcıer, N., 2017b. Üvez (Sorbus L.) odununa uygulanan tek ve çift kat UV sistem parke vernik katmanlarında renk, parlaklık ve salınımsal sertlik değerlerinin belirlenmesi. 5. Uluslararası Mühendislik ve Bilim Alanında Yenilikçi Teknolojiler Sempozyumu, 29 Eylül - 01 Ekim, Bakü, Azerbaycan, s. 1327-1336.
21. Gürleyen, L., Ayata, U., Esteves, B., Cakicier, N., 2017c. Effects of heat treatment on the adhesion strength, pendulum hardness, surface roughness, color and glossiness of scots pine laminated parquet with two different types of UV varnish application. Maderas-Ciencia y Tecnologia, 19(2): 213-224. DOI: 10.4067/S0718-221X2017005000019.
22. Higuchi, H., Kinjo, J., Nohara, T., 1992. An arrhythmic - inducing glycoside from Albizia julibrissin Durazz. IV. Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 40(3): 829-831. DOI: 10.1248/cpb.40.829.
23. Ikeda, T., Fujiwara, S., Araki, K., Kinjo, J., Nohara, T., Miyoshi, T., 1997. Cytotoxic glycosides from Albizia julibrissin. Journal of Natural Products, 60(2): 102-107. DOI: 10.1021/np960556t.
24. 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.
25. ISO 4892-3, 2016. Plastics - Methods of exposure to laboratory light sources - Part 3: Fluorescent UV lamps. The International Organization for Standardization.
26. Kang, J., Huo, C.H., Li, Z., Li, Z.P., 2007. New ceramides from the flower of Albizia julibrissin. Chinese Chemical Letters, 18(2): 181-184. DOI: 10.1016/j.cclet.2006.12.042.
27. Kantay, R., Güngör, N.M., 2009. Tek tabakalı masif parkeler ve ilgili standartlar. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, B-59(2): 51-65.
28. Kneho, 2020. Products, Kneho UV lacquers, https://www.kneho.com/en/branche/kneho-uv-lacquers, Accessed: 22.12.2020.
29. Lau, C.S., Carrier, D.J., Beitle, R.R., Bransby, D.I., Howard, L.R., Lay Jr, J.O., Liyanage, R., Clausen, E.C., 2007. Identification and quantification of glycoside flavonoids in the energy crop Albizia julibrissin. Bioresource technology, 98(2): 429-435.
30. Miller, J.H., 2003. Nonnative invasive plants of southern forests: A field guide for identification and control. Gen. Tech. Rep. SRS-62. Asheville, NC: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Southern Research Station. 93 p.
31. Moore, J.E., 2006. Effects of soil type and soil moisture on the germination and establishment of exotic and native trees of the North Carolina Piedmont. Faculty of The Graduate School at The University of North Carolina at Greensboro in Partial Fulfillment of the requirements for the Degree Master of Science.
32. Mozaffarian, M., 2003. Trees and Shrubs of Iran. Farhang Moaser Publication, Iran.
33. Nehdi, I., 2011. Characteristics, chemical composition and utili-sation of Albizia julibrissin seed oil. Industrial Crops and Products, 33(1): 30-34. DOI: 10.1016/j.indcrop.2010.08.004.
34. Panahian, G.H., Rahnama, K., 2010. Fasarium wilts on native silk trees (Albizia julibrissin Durz) in the north of Iran. Gorgan, International Journal of Agronomy and Plant Production, 1(1): 1-5.
35. Payne, H.F., 1965. Organic Coating Technology, Volume I. New York City Printing, New York, USA.
36. Perrin, F.X., Irigoyen, M., Aragon, E., Vernet, J.L., 2001. Evaluation of accelerated weathering tests for three paint systems: A comparative study of their ageing behaviour. Polymer Degradation and Stability, 72: 115-124.
37. Pharmacopoeia Committee of China, 2005. Chinese Pharmacopoeia, Vol. 1. Chemical Industry Press, Beijing.
38. Söğütlü, C., Sönmez, A., 2006. Değişik koruyucular ile işlem görmüş bazı yerli ağaçlarda UV ışınlarının renk değiştirici etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 21(1): 151-159.
39. Sönmez, A., 1989. Ağaçtan yapılmış mobilya üstyüzeylerinde kullanılan verniklerin önemli mekanik fiziksel ve kimyasal etkilere karşı dayanıklılıkları. Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
40. Tobe, J.D., Fairey, J.E., III, Gaddy, L.L., 1992. Flora of the Chauga River Gorge, Oconee County, South Carolina. Castanea, 57(2): 77-109.
41. TS 2471, 1976. Wood - determination of moisture content for physical and mechanical tests. Turkish Standards Institution, Ankara, Turkey.
42. TS 73 EN 13226, 2004. Ahşap yer döşemesi - Lamba ve/veya zıvanalı masif parke elemanları. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
43. TS EN 13227, 2004. Ahşap yer döşemesi - Masif laminat parke ürünleri. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
44. TS EN 13228, 2004. Ahşap yer döşemesi - Parkeleri de içeren rabıtalı (Bindirmeli - Geçmeli) masif ahşap yer döşeme elemanları. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
45. TS EN 13489, 2004. Ahşap yer döşemesi - Çok tabakalı parke elemanları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
46. Wang, F.Q., Wang, E.T., Zhang, Y.F., Chen, W.X., 2006. Characterization of rhizo-biaisolated from Albizia spp. in comparison with microsymbionts of Acacia spp. and Leucaena leucocephala grown in China. Systematic and Applied Microbiology, 29(6): 502-517. DOI: 10.1016/j.syapm.2005.12.010.
47. Weber, E., 2003. Invasive Plant Species of the World: A Reference Guide to Environmental Weeds. CABI Publishing, Cambridge, MA.
48. Wood, A., 1876. The American Botanist and Florist. A.S. Barnes and Company, New York.
49. Yalinkilic, M.K., Takahashi, M., Imamura, Y., Gezer, E.D., Demirci, Z., Ilhan, R., 1999. Boron addition to non or low formaldehyde cross-linking reagents to enhance biological resistance and dimensional stability for wood. Holz als Roh- und Werkstoff, 57: 351-357.
50. Zheng, H., Wu, Y., Ding, J., Binion, D., Fu, W., Reardon, R., 2004. Invasive plants of Asian origin established in the United States and their natural enemies, Vol. 1. United States Department of Agriculture Forest Service, FHTET, pp. 15-18.
51. Zhu, Y.P., 1998. Chinese Materia Medica Chemistry, Pharmacology and Applications. Harwood Academic Publishers, Netherlands.