Hızlandırılmış yaşlandırmanın ısıl işlem uygulanmış Akdeniz defnesi (Laurus nobilis L.) odunun bazı yüzey özelliklerine etkisi

Abstract

Bu çalışmada hızlandırılmış yaşlandırma işleminin, ısıl işlem görmüş Akdeniz defnesi odununda bazı yüzey özellikleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Odun örnekleri, 160 ℃, 180 ℃, 200 ℃ ve 210 ℃sıcaklıkta, 2 saat ısıl işleme tabi tutulmuştur. Isıl işlem sonrasında örneklerin ağırlık kayıpları, renk, parlaklık ve yüzey pürüzlülük değerleri belirlenmiştir. Hızlandırılmış yaşlandırma 8 saat UV, 15 dakika su spreyi ve 3 saat 45 dakika kondisyonlama olacak şekilde uygulanmıştır. Yaşlandırma öncesi (0 saat) ve yaşlandırma sonrası (100, 250 ve 500 saat) alınan ölçümlerle yüzey özelliklerinde meydana gelen değişim belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar ısı işlem sıcaklığının 210 ℃’ye çıkması ile ağırlık kaybında ciddi artışlar olduğunu göstermiştir. Isıl işlem etkisi ile parlaklık ve pürüzlülük değerlerinde azalma görülmüş, artan ısıl işlem sıcaklığı ile toplam renk değişimi ve yüzey pürüzlülüğü artış göstermiştir. Yaşlandırma süresinin artması ile yüzeylerdeki grileşme artmış, ayrıca 60°’de parlaklık değerinde %25 oranında artış görülmüştür.

Keywords

• Akdeniz defnesi
• Isıl işlem
• Hızlandırılmış yaşlandırma
• Renk
• Parlaklık
• Pürüzlülük

The effect of accelerated weathering on some surface properties of heat-treated sweet bay wood (Laurus nobilis L.)

Abstract

In this study, the effect of the accelerated weathering process on some surface properties of heat-treated sweet bay wood (Laurus nobilis L.) was investigated. Wood samples were heat-treated at 160 ℃, 180 ℃, 200 ℃and 210 ℃ for 2 hours. After heat treatment, weight loss, color, glossiness, and surface roughness values of the samples were determined. Accelerated weathering was applied for 8 hours UV, 15 minutes water spray and 3 hours and 45 minutes conditioning. The changes in surface properties were determined by measurements taken before weathering (0 hours) and after weathering (100, 250 and 500 hours). The results obtained showed that there was a significant increase in weight loss by increasing the heat treatment temperature to 210 ℃. With the effect of heat treatment, there was a decrease in the glossiness and roughness values, and the total color change and surface roughness increased with the increased heat treatment temperature. As the weathering time increased, the graying on the surfaces increased, and a 25% increase was observed in the 60° glossiness value.

Keywords

• Sweet bay wood
• Heat treatment
• Accelerated weathering
• Color
• Glossiness
• Roughness

References

1. Ahajji, A., Diouf, P.N., Aloui, F., Elbakali, I., Perrin, D., Merlin, A., George, B., 2009. Influence of heat treatment on antioxidant properties and colour stability of beech and spruce wood and their extractives. Wood Science and Technology, 43(1-2): 69-83. DOI: 10.1007/s00226-008-0208-3.
2. Anonim, 2004. Türkiye ormanlarında odun dışı ürünler. TC. Çevre ve Orman Bakanlığı, Orman Genel Müdürlüğü. Ankara.
3. Arpacı, Ş.S., Dizman Tomak, E., 2020. Yaşlandırma testlerinin ahşap malzemenin özelliklerine etkisi. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 22(2): 654-673. DOI: 10.24011/barofd.658875.
4. ASTM D 2244-3, 2007. Standard practice for calculation or color tolerances and color differences from instrumentally measured color coordinates, ASTM Standards, A.B.D., 1-13.
5. ASTM-G154, 1998. Standard practice for operating fluorescent ultraviolet (UV) lamp apparatus for exposure of nonmetallic materials. West Conshohocken, PA: ASTM International.
6. Ayata, U., Gurleyen, T., Gurleyen, L., 2018. Effect of heat treatment on color and glossiness properties of zebrano, sapeli and merbau woods. Furniture and Wooden Material Research Journal, 1(1): 11-20. DOI: 10.33725/mamad.428913.
7. Ayata, Ü., Çavuş, V., 2018. Amerikan ceviz, Amerikan meşesi ve kırmızı Amerikan meşesi odunlarında renk ve parlaklık üzerine ısıl işlemin (ThermoWood Metot) etkisi. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 6(4): 546-553. DOI: 10.21923/jesd.383624.
8. Ayata, Ü., Gurleyen., L., Esteves., B., 2017. Effect of heat treatment on the surface of selected exotic wood species. Drewno, 60(199): 105-116. DOI: 10.12841/wood.1644-3985.198.08.

9. Aydemir, D., Gündüz, G., 2009. Ahşabın fiziksel, kimyasal, mekaniksel ve biyolojik özellikleri üzerine ısıyla muamelenin etkisi. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 11(15): 61-70.
10. Ayrılmış, N., Winandy, J.E., 2009. Effects of post heat-treatments on surface characteristics and adhesive bonding performance of medium density fiberboard. Materials and Manufacturing Processes, 24(5): 594-599. DOI: 10.1080/10426910902748032.
11. Aytin, A., Korkut, S., 2016. Effect of thermal treatment on the swelling and surface roughness of common alder and wych elm wood. Journal of Forestry Research, 27(1): 225-229. DOI: 10.1007/s11676-015-0136-7.
12. Aytin, A., Korkut, S., Çakicier, N., 2015. Effect of heat treatment with thermowood method on some surface characteristic of wild cherry wood. Journal of Selcuk-Technic, 14(2): 539-554.
13. Bakar, B.F.A., Hiziroğlu, S., Tahir, P.M., 2013. Properties of some thermally modified wood species. Materials & Design, 43:348–355.
14. Baysal, E., Kart, S., Toker, H., Degirmentepe, S., 2014. Some physical characteristics of thermally modified oriental-beech wood. Maderas. Ciencia tecnología, 16(3): 291-298.
15. Bekhta P., Niemz, P., 2003. Effect of high temperature on the change in color, dimensional stability and mechanical properties of spruce wood. Holzforschung 57(5): 539-546.
16. Boonstra, M., 2008. A two-stage thermal modification of wood, PhD Dissertation, Université Henri Poincaré-Nancy, France.
17. Can, A., 2011. Endüstriyel ölçekli ısıl işlem ve borlu bileşiklerle emprenyenin odunun bazı fiziksel, mekanik ve biyolojik özelliklerine etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
18. Can, A., 2020. Effects of heat treatment in open and closed systems of wood on physical properties after coating. Bioresources, 15(2): 2708-2720.
19. Can, A., Sivrikaya, H., 2016. Accelerated weathering performance of ımpregnated wood samples coated with zinc by means of plasma-assisted particle deposition. International Research Group on Wood Preservation 47. IRG Annual Conference, Lisbon, Portugal, 15-19 May, IRG/WP16-30682, pp.12-19
20. Can, A., Sivrikaya, H., 2017. Effect of water repellents on the surface characterisation of scots pine (Pinus sylvestris) exposed to accelerated and outdoor weathering. 28th International Conference on Wood Science and Technology Implementation of Wood Science in Woodworking Sector, Zagreb, Crotia, 7-9 December, pp.125-133.
21. Can, A., Sivrikaya, H., 2019. Surface characterization of wood treated with boron compounds combined with water repellents. Color Research & Application, 44(3): 462-472.
22. Cavus, V., Ayata, U., Sahin, S., 2018a. The Effects of heat treatment (Silvapro®) on colour and glossiness in abura, amarante, baboen, burkea, imbuia, mukarati, pear, rengas, sali and sepetir wood types. 3. The International Conference on Material Science and Technology in Cappadocia (IMSTEC 2018), September 17-18-19, Nevsehir, Turkey, 154-161.
23. Cavus, V., Ayata, U., Sahin, S., 2018b. Determination of color and glossiness in heat-treated (Silvapro®) alep, awoura, bubinga, andiroba, gutambu, lime european, mersawa, nyatoh, punah and timborana wood types. 3. The International Conference on Material Science and Technology in Cappadocia (IMSTEC 2018), September 17-18-19, Nevsehir, Turkey, 96-104.
24. Cengiz, Y., 1979. Akdeniz Defnesi (Laurus nobilis L.) Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Teknik Raporlar Serisi, No: 5, Ankara.
25. Chotikhun, A., Hiziroglu, S., 2016. Measurement of dimensional stability of heat treated southern red oak (Quercus falcata Michx.). Measurement, 87: 99-103.
26. Cooper, P., Wang, J., 2005. Enhanced value of moderate grade wood through high temperature modification in oil. Value-to-wood Research Report, Project UT1.
27. Doruk, Ş., Altınok, M., Perçin, O., 2010. Isıl işlemin ağaç malzemenin bazı fiziksel ve mekanik özelliklerine etkisi. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 14(3): 262-270.
28. Esteves, B., Ayata, U., Gurleyen, L., 2019. Effect of heat treatment on the colour and glossiness of black locust, wild pear, linden, alder and willow wood. Drewno, 62(203): 39-52. DOI: 10.12841/wood.1644-3985.267.10.
29. Esteves, B.M., Pereira, H.M., 2009. Wood modification by heat treatment A review. BioResources, 4(1): 370-404
30. Feist, W.C., 1989 Archaelogical Wood: Properties, Chemistry, and Preservation. USA: American Chemical Society.
31. Feist, W.C., 1990. Weathering performance of painting wood pretreated with water repellent preservatives, Forest Products Journal, 40(7-8): 21-26.
32. Fidan, M.S., Ertaş, M., Kaya, S., Karademir, A., 2018. Hızlandırılmış UV yaşlandırma etkisine maruz bırakılan kayın ve ladin odunlarının yüzey pürüzlülüğü ve renk ölçümü üzerine etkileri. İklim Değişikliği ve Çevre, 4(2): 1-9.
33. Gunduz, G., Aydemir, S., Korkut, S., 2010. The effect of heat treatment on some mechanical properties and color changes of Uludag fir wood. Drying Technology, 28(2): 249-255.
34. Gurleyen, L., Esteves, B., Ayata, U., Gurleyen, T., Cinar, H., 2018. The effects of heat treatment on colour and glossiness of some commercial woods in Turkey. Drewno, 61(201): 81-90. DOI: 10.12841/wood.1644-3985.227.03.
35. Gürleyen, T., Ayata, Ü., Gürleyen, L., Esteves, B., 2017a. Isıl işlem (ThermoWood method) görmüş akçaağaç, kayın, kızılçam ve dişbudak odunlarında renk ve parlaklık değerlerinin belirlenmesi, 1. Uluslararası İleri Araştırmalar ve Mühendislik Kongresi, 16-18 Kasım, (IAREC2017), Osmaniye, Türkiye, pp. 752-759.
36. Gürleyen, T., Ayata, Ü., Gürleyen, L., Esteves, B., Sivrikaya, H., Can, A., 2017b. ThermoWood metoduna göre ısıl işlem görmüş santos, gül ve üvez odunlarında renk ve parlaklık özelliklerinin belirlenmesi, 2. Uluslararası Malzeme Bilimi ve Teknolojisi Konferansı Kapadokya (IMSTEC 2017), 11-13 Ekim, Nevşehir, Türkiye, pp. 401-407.
37. Huang, X., Kocaefe, D., Kocaefe, Y., Boluk, Y., Pichette, A., 2012. A spectrocolorimetric and chemical study on color modification of heat-treated wood during artificial weathering. Applied Surface Science, 258(14): 5360–5369.
38. 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.
39. İstek, A., Özlüsoylu, İ., Çelik, S., Gönül, Ş., 2017. Ahşap esaslı levha sektöründe kullanılan yanma geciktiriciler. İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, 6(3): 389-399.
40. Kamdem, D.P., Grelier S., 2002. Surface roughness and color change of copper amine and UV absorber-treated red maple (Acer rubrum) exposed to artificial ultraviolet light Holzforshung, 56(5): 473-478.
41. Kamperidou, V., Barboutis, I., Vasileiou, V., 2013. Response of colour and hygroscopic properties of Scots pine wood to thermal treatment. Journal of Forestry Research, 24(3): 571-575.
42. Kasemsiri, P., Hiziroğlu, S., Rimduist, S., 2012. Characterization of heat treated eastern redcedar (Juniperus virginiana L.). Journal of Materials Processing Technology, 212(6): 1324-1330.
43. Kaygın, B., Gündüz, G., Aydemir, D., 2009a. Some physical properties of heat-treated paulownia (Paulownia elongata) wood. Drying Technology, 27(1): 89-93.
44. Kaygın, B., Gündüz, G., Aydemir, D., 2009b. The effect of mass loss on mechanic properties of heat-treated paulownia wood. Wood Research, 54(2): 101-108.
45. Kesik, H.I., Korkut, S., Hiziroglu, S., Sevik, H., 2014. An evaluation of properties of four heat treated wood species. Industrial Crops and Products, 60: 60-65.
46. Korkut, D.S., Hiziroglu, S., Aytin, A., 2013. Effect of heat treatment on surface characteristics of wild cherry wood. BioResources, 8(2): 1582-1590.
47. Korkut, S., Alma. M.H., Elyıldırım, Y.K., 2009. The effects of heat treatment on physical and technological properties and surface roughness of European Hophornbeam (Ostrya carpinifolia Scop.) wood. African Journal of Biotechnology, 8(20): 5316-5327.
48. Korkut, S., Kocaefe, D., 2009. Isıl işlemin odun özellikleri üzerine etkisi. Düzce Üniversitesi Ormancılık Dergisi, 5(2): 11-34.
49. Krystofiak, T., Bekhta, P., Muszynska, M., 2014. Effect of temperature of thermo-mechanical treatment of pine wood (Pinus sylvestris L.) veneers upon gloss and wettability. Annals of Warsaw University of Life Sciences-SGGW. Forestry and Wood Technology, pp. 88.
50. Kvietkova, M., Gaff, M., Gašparík, M., Kaplan, L., Barcík, Š., 2015. Surface quality of milled birch wood after thermal treatment at various temperatures. BioResources, 10(4): 6512-6521. DOI: 10.15376/biores.10.4.6512-6521.
51. MacLean, J.D., 1951. Rate of disintegration of wood under different heating conditions. Proceeding of American Wood Preservers Association, 47: 155-168.
52. Mitsui, K., Takada, H., Sugiyama, M., Hasegawa, R., (2001). Changes in the properties of light-irradiated wood with heat treatment. Part 1. Effect of treatment conditions on the change in color. Holzforschung, 55(6): 601-605.
53. Ormondroyd, G.A., Spear, M., Curling, S.F., 2015. Modified wood: review of efficacy and service life testing. Proceedings of the ICE - Construction Materials, 4: 1-18.
54. Pelit, H., Sönmez, A., 2015. Termo-mekanik yoğunlaştırma ve ısıl işlemin doğu kayını (Fagus orientalis L.) odununun bazı fiziksel özelliklerine etkisi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 3(1): 1-14.
55. Sivrikaya H., Tesařová, D., Jeřábková, E., Can, A., 2019. Color change and emission of volatile organic compounds from Scots pine exposed to heat and vacuum-heat treatment. Journal of Building Engineering, 26: 100918.
56. Sivrikaya, H., Can, A., de Troya, T., Conde, M., 2015. Comparative biological resistance of differently thermal modified wood species against decay fungi, Reticulitermes grassei and Hylotrupes bajulus. Maderas. Ciencia y tecnología, 17(3): 559-570. Sivrikaya, H., Can, A., Tümen, İ., Aydemir, D., 2017. Weathering performance of wood treated with copper azole and water repellents. Wood Research, 62(3): 437-450.
57. Şafak, İ., Okan, T., 2004. Kekik, Defne ve Çam Fıstığının Üretimi ve Pazarlaması. Doğu Akdeniz Ormancılık Araştırma Müdürlüğü Yayınları, Dergi Serisi, No:10, Tarsus.
58. Şahin Kol, H., Aysal Keskin, S., Gündüz Vaydoğan, K., 2017. Hızlı yaşlandırılmış ısıl işlem görmüş odunun bazı yüzey karakteristikleri. İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, 6(3): 831-838.
59. Şahin, S., Ayata, Ü., 2018. Teak, Black Ebony ve Wenge Ağaç Türlerinde Renk ve Parlaklık Özellikleri Üzerine Isıl Işlemin (Thermowood Metot) Etkisi, Multidisipliner Çalışmalar-3 (Sağlık ve Fen Bilimleri), (Ed: Karapınar, R., Kuş, M.A.), Gece Kitaplığı Yayınevi, Ankara, s: 323-334. ISBN: 978-605-288-223-8.
60. Şahin, S., Ayata, Ü., Bal, B.C., Esteves, B., Can, A., Sivrikaya, H., 2020. Determination of some wood properties and response to weathering of Citrus limon (L.) Burm wood. Bioresources, 15(3): 6840-6850. DOI: 10.15376/biores.15.3.6840-6850.
61. Tjeerdsma, B., Boonstra, M., Pizzi, A., Tekely, P., Militz, H., 1998. Characterisation of thermally modified wood: molecular reasons for wood performance improvement. Holz Roh-Werkst, 56(3): 149-153.
62. Türkoğlu, T., Baysal, E., Toker, H., Altay, Ç., 2019. Isıl işleme tabi tutulan ve vernik/sıvıcam ile kaplanan doğu kayını odununun doğal yaşlandırma sonrası renk kararlılığının belirlenmesi. Proceeding of International European Conference on Mathematics -Engineering - Natural & Medical Sciences - X, December 14-15, İzmir, Turkey, pp. 448-456.
63. Ünsal, Ö., Ayrılmış, N., 2005. Variations in compression strength and surface roughness of heat-treated Turkish river red gum (Eucalyptus camaldulensis) wood. Journal of Wood Science, 5(4): 405-409.
64. Williams, R.S., 2005. Weathering of wood. Handbook of wood chemistry and wood composites, 7: 139-185.
65. Yazici, H., 2020. Feasibility of using waste sweet bay wood (Laurus nobilis L.) in particleboard production BioResources, 15(4): 8175-8190. DOI: 10.15376/biores.15.4.8175-8190.
66. Yıldız, S., 2002. Physical, mechanical, technological and chemical properties of beech and spruce wood treated by heating, Ph.D. Thesis, Black Sea Technical University, Trabzon, Turkey.
67. Yıldız, S., Tomak, E.D., Yıldız, U.C., Ustaomer, D., 2013. Effect of artificial weathering on the properties of heat treated wood. Polymer Degradation and Stability, 98(8): 1419-1427.