Farklı Verniklerle İşlem Görmüş Ahşap Malzemelerin Renk Değişim Analizi: Karşılaştırmalı Bir Çalışma

Year 2024, Volume: 24 Issue: 1, 59 - 73, 03.04.2024

Kenan Kılıç , Cevdet Söğütlü

https://doi.org/10.17475/kastorman.1460453

Abstract

Çalışmanın amacı: Yeni ve doğal olarak yaşlanmış ahşap malzemelere su bazlı, poliüretan ve akrilik verniklerin uygulanması sonucunda ortaya çıkan toplam renk değişim değerlerini incelemektir.
Materyal ve yöntem: Türk Ağaçişleri Endüstrisinde yaygın olarak kullanılan meşe (Quercus petrea L.) ve kestane (Castanea sativa M.) ağaçları ile sarıçam (Pinus sylvestris L.) test örnekleri olarak seçilmiştir. Deneyler için toplamda 360 test numunesi hazırlanmıştır. Renk farkı (ΔE*) iki renk arasında, ASTM-D 2244 standartlarına uygun olarak Minolta CR-231 renk ölçüm cihazıyla ölçülmüştür. Yeni Ahşap: Yeni kesilmiş, işlenmemiş ve genellikle yüksek nem içeren ahşap malzemeleri tanımlamaktadır.
Temel sonuçlar: CIE Lab* renk düzleminde, daha yüksek ΔE* değeri karşılaştırılan renkler arasındaki farkı göstermektedir. Ahşap türleri arasında, meşe en yüksek renk değişimini (ΔE*) gösterirken, kestane en düşük renk değişimini göstermiştir. Yeni ahşap malzemeler doğal olarak yaşlanmış ahşap malzemelere göre daha yüksek renk değişim değerleri (ΔE*) sergilemiştir. Radyal kesit yönü ayrıca teğet kesit yönüne göre daha yüksek renk değişim değerleri (ΔE*) göstermektedir.
Araştırma vurguları: Vernik türleri açısından, akrilik vernik en az renk değişimini göstermiştir ve onu poliüretan ve su bazlı vernikler izlemiştir. Akrilik vernik, renk değişiminin minimum düzeyde olduğu çalışmalarda kullanılması önerilir ve ahşap malzemenin doğal rengini korumak istenen çalışmalarda da uygun bir seçenektir.

Keywords

Üstyüzey İşlemleri, Ağaç Malzeme, Renk değişimi, Vernik, Doğal Yaşlanmış Ahşap.

Color Change Analysis of Wood Materials Treated with Different Varnishes: A Comparative Study

Abstract

Aim of the study: This study examines the overall color change values from applying water-based, polyurethane, and acrylic varnishes on newly prepared and naturally aged wood materials.
Materials and methods: The Turkish woodworking industry commonly selects oak (Quercus petrea L.), chestnut (Castanea sativa M.), and scotch pine (Pinus sylvestris L.) as the preferred wood type for preparing test samples. A total of 360 test samples are prepared for the experiments. The color difference (ΔE*) between two colors is measured using a Minolta CR-231 color measurement device, following the principles outlined in ASTM-D 2244.
Main results: On the C.I.E. Lab* color plane, a higher ΔE* indicates a more significant difference between the compared colors. Among the wood type, oak exhibited the highest color change (ΔE*), while chestnut displayed the lowest. Fresh wood materials showed higher color change values (ΔE*) than naturally aged wood materials. The radial section direction also is showed higher color change values (ΔE*) than the tangential section direction.
Research highlights: Regarding varnish type, acrylic varnish indicated a minor color change, followed by polyurethane and water-based varnishes, respectively. Acrylic varnish is recommended for studies with minimal color change and for preserving the wood material's natural color.

Keywords

Finishing, Wood, Color Change, Varnish, Natural Aged Wood

References

• Anderson, E. L., Pawlak, Z., Owen, N. L. & Feist, W. C. (1991). Infrared studies of wood weathering. Part I: Softwoods. Applied Spectroscopy, 45(4), 641-647.
• ASTM, D. (1981). 3023. Determination of Resistance of Factory Applied Coatings on Wood Products of Stain and Reagents. In American Society for Testing and Materials (pp. 1-5).
• ASTM, D. (2001). 1005-95. Standard Test Method for Measurement of Dry-Film Thickness of Organic Coatings Using Mikrometers. In American Society for Testing and Materials (pp. 10-12).
• ASTM, D. (2007). 2244–07 e1, Standard practice for calculation of color tolerances and color differences from instrumentally measured color coordinates, American Society for Testing and Materials. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA, 3134-97.
• Ayadi, N., Lejeune, F., Charrier, F., Charrier, B. & Merlin, A. (2003). Color stability of heat-treated wood during artificial weathering. Holz als Roh-und Werkstoff, 61, 221-226.
• Aydemir, D., & Gündüz, G. (2009). Ahşabın fiziksel, kimyasal, mekaniksel ve biyolojik özellikleri üzerine ısıyla muamelenin etkisi. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 11(15), 71-81.
• Aykaç, S. & Sofuoğlu, S. D. (2020). Bambu ağaç malzemede vernik tiplerinin yüzey özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi. Politeknik Dergisi, 24(4), 1353-1363.
• Budakci, M. (2006). Effect of outdoor exposure and bleaching on surface color and chemical structure of scots pine. Progress in Organic Coatings, 56(1), 46-52.
• Bulian, F. & Graystone, J. (2009). Wood coatings: Theory and practice. Elsevier. chemical structure of scots pine. Progress in Organic Coatings, 56(1), 46-52.
• Evans, P. D., Thay, P. D. & Schmalzl, K. J. (1996). Degradation of wood surfaces during natural weathering. Effects on lignin and cellulose and on the adhesion of acrylic latex primers. Wood Science and Technology, 30(6), 411-422.
• Feist, W. C. (1990). Outdoor wood weathering and protection. Archaeological wood, properties, chemistry, and preservation. Advanced in Chemistry Series, 225, 263-298.
• Fengel, D. (1991). Aging and fossilization of wood and its components. Wood Science and Technology, 25(3), 153-177.
• Futó, L. P. (1974). The photochemical decomposition of Wood—A method of preparation and analysis. Holz als Roh-und Werkstoff, 32, 303-311.
• Johansson, D. (2005). Strength and color response of solid wood to heat treatment (Doctoral dissertation, Luleå tekniska universitet).
• Kılıc, A. & Hafizoğlu, H. (2009). Açik Hava Koşullarinin Ağaç Malzemenin Kimyasal Yapisinda Meydana Getirdiği Değişimler Ve Alinacak Önlemler. Turkish Journal of Forestry, 8(2), 175-183.
• Kılıç, K. & Söğütlü, C. (2020). Doğal yaşlanmış ağaç malzemeye uygulanan bazı verniklerin parlaklık değerlerinin belirlenmesi. Politeknik Dergisi, 23(4), 1423-1431.
• Kılıç, K. & Söğütlü, C. (2023). Varnish adhesion strength in natural aged wood material. Politeknik Dergisi, 26(2), 847-854.
• Kurtoǧlu, A. (2000). Ağaç malzeme yüzey işlemleri. Genel bilgiler, 1.
• Minolta, (1990). CR-231 Chromometer, version 3.0, Cihaz Kullanma Klavuzu.
• Nelson, G. L. (1995). Coating Testing Manual, Chapter 44. ASTM Special Technical Publication, 513-523.
• Oliver, J. R., Blakeney, A. B. & Allen, H. M. (1992). Measurement of flour color in color space parameters. Cereal Chemistry, 69(5), 546-551.
• Özçifci, A. & Atar, M. (2002). Bazı kimyasal maddelerin karaağaç (Ulmus campestris Spach) odununun renk tonuna etkileri. Teknoloji Dergisi, Yıl, 5, 1-2.
• Özen, R. & Sönmez, A. (1996). Dış hava şartlarının verniklerin katman sertliğine etkisi. Doğa-Tr. J. Of Agriculture and Forestry, 23(3).
• Pelit, H. & Korkmaz, M. (2019). Kayın (Fagus orientalis L.) odununun yüzey özelliklerine nano-grafen katkılı su bazlı verniklerin etkisi. Politeknik Dergisi, 22(1), 203-212.
• Rowell, R. M. (2005). Handbook of wood chemistry and wood composites. C.R.C. press.
• Söğütlü, C. (2004). Bazı yerli ağaç türlerinin kündekâri yapımında kullanım imkânları. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, Ankara.
• Söğütlü, C. & Sönmez, A. (2006). Değişik koruyucular ile işlem görmüş bazi yerli ağaçlarda uv işinlarinin renk değiştirici etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 21(1).
• Söğütlü, C., Nzokou, P., Koc, I., Tutgun, R. & Döngel, N. (2016). The effects of surface roughness on varnish adhesion strength of wood materials. Journal of Coatings Technology and Research, 13, 863-870.
• Sönmez, A. (1997). Color changing effects of varnishes on the wood surfaces. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 21(5), 507-511.
• Sönmez, A. & Söğütlü, C. (2009). Biçme işleminde kesiş yönü ve daire testere diş sayısının ağaç malzeme yüzey pürüzlülüğüne etkisi. Politeknik Dergisi, 12(1), 55-60.
• TS ISO 13061-1 (2021). Wood, Determination of Moisture Content for Physical and Mechanical Tests, TSE, Ankara.
• TS ISO 13061-2 (2021). Wood, Determination of Density for Physical and Mechanical Tests, TSE, Ankara.
• TS EN ISO (2012). 3251 Boyalar ve vernikler, boya, vernik ve bağlayıcılarda uçucu olmayan madde tayini”, TSE Standardı, Ankara.
• Uysal B., Sönmez A. & Atar M. (1999). Ağaç malzemede renk açma işlemleri ve verniklerin renk değiştirci etkileri, Türk-Tarım ve Orman Dergisi, 234, 852-859.
• Vardanyan, V., Galstian, T. & Riedl, B. (2015). 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, 247-258