Isıl İşlemin Bazı Ağaç Malzemelerde Yüzey Pürüzlülüğü ve Vernik Yapışma Direncine Etkisi

Öz

Son yılların en çok araştırılan konularından olan ısıl işlem görmüş ağaç malzemeler için de geleneksel üst yüzey malzemeleri kullanılmaktadır. Isıl işlem malzemenin fiziksel ve kimyasal yapısında değişimlere neden olduğundan, geleneksel üst yüzey malzemelerinin katman performansını da etkileyeceği düşünülmektedir. Bu çalışmada ısıl işlem görmüş ağaç malzemede, yüzey hazırlık işleminin ve vernik çeşidinin, vernik yapışma direnci üzerine etkilerini belirlemek amaçlanmıştır. Thermowood yöntemi ile ısıl işlem görmüş Dişbudak (Fraxinus excelsior L.), Sarıçam (Pinus sylvestris Lipsky) ve İroko (Chlorophora excelsa) örneklerinin zımparalanmış ve rendelenmiş yüzeylerine; solvent bazlı sentetik esaslı, renk pigmentli yarı şeffaf vernik (HD), alkid bağlayıcı esaslı silikonlu vernik (Sİ), üretan alkid kombinasyon esaslı tek bileşenli poliüretan (PÜ) vernik ve akrilik esaslı su bazlı vernik (AS) uygulanmış, yüzey pürüzlülüğünün ve vernik çeşidinin vernik yapışma direncine etkileri ortaya konmuştur. Isıl işlem görmüş örneklerde vernik yapışma direncinin genellikle daha düşük olduğu belirlemiştir. En yüksek vernik yapışma direnci, poliüretan vernikte tespit edilmiştir. Sarıçam, iroko ve dişbudakta en yüksek yapışma direnci değerleri sırasıyla 4.98 MPa, 5.88 MPa, 6.61 MPa olarak, kontrol grubu rendelenmiş yüzeyde, poliüretan vernikte tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Isıl İşlem; Vernik Yapışma Direnci; Yüzey Pürüzlülüğü; Ahşap Vernikleri

The Effect of Heat Treatment on The Surface Roughness and Varnish Adhesion of Wood

Öz

The same conventional varnishes which are produced for untreated wood are used for heat treated wood, which is a popular material in recent years, too. Heat treatment causes changes on chemical properties of wood and consequently on physical and surface properties of wood. Because of this, performance of these traditional varnishes can be different on the heat treated substrate. In this study, effects of surface machining and varnish types on the adhesion of varnishes on the heat treated wood were investigated. Planed and sanded heat treated iroko (Chlorophora excelsa), Scots pine (Pinus sylvestris) and ash (Fraxinus excelsior L.) wood surfaces were coated by using solvent base (HD), acrylic based waterborne (AS), alkyd based silicon-containing (SI) and urethane alkyd based one component polyurethane (PU) varnishes and varnish adhesion values were determined. The highest adhesion was determined in samples coated with polyurethane varnish. The highest adhesion values were 4.98 MPa, 5.88 MPa, 6.61 MPa in untreated, planed and coated with polyurethane varnish scots pine, iroko and ash, respectively.

Anahtar Kelimeler

• Heat Treated Wood,Varnish Adhesion,Surface Roughness,Wood Varnishes

Kaynakça

1. 1. Budakçı M., “Pnomatik adezyon deney cihazı tasarımı, üretimi ve ahşap verniklerinde denenmesi”, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2003).
2. 2. Highley T. L., Kicle T. K., “Biological Degradation of Wood”, Phytopsthology 69: 1151-1157, (1990).
3. 3. Atar M., Keskin H., Yavuzcan H.G., “Varnish Layer Hardness of Oriental Beech (Fagus Orientalist L.) Wood as Affected by Impregnation and Color Bleaching, Journal of Coatings Technology, 1(3): 219-224, (2004).
4. 4. Atar M., Çolakoğlu M. H., “Surface Adhesion Strength of Varnishes in Impregnated Woods”, Journal of Applied Science, 9(22): 4066-4070, (2009).
5. 5. Yakın M., “Su bazlı verniklerde sertlik, parlaklık ve yüzeye yapışma mukavemetinin tespiti”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2001).
6. 6. Özdemir T., “Türkiye’de yetişen bazı ağaç türlerinde verniklerin özelliklerinin araştırılması”, Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2003).
7. 7. Budakçı M., Sönmez A., “Bazı ahşap verniklerin farklı ağaç malzeme yüzeylerindeki yapışma direncinin belirlenmesi”, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 25(1): 111-118, (2010).
8. 8. Demirci Z., Sönmez A., Budakçı M., “Effect of thermal ageing on the gloss and the adhesion strength of the wood varnish layers," BioResources. 8(2): 1852-1867, (2013).

9. 9. Söğütlü C., Nzokou P., Koç I., Tutgun R., Döngel N., “ The effects of surface roughness on varnish adhesion strength of wood materials”, Journal of Coatings Technology and Research, 13: 863-870, (2016).
10. 10. Kaygın B., “Ahşap Yüzeylerde kullanılan opak boyaların dayanım özellikleri”, Yüsek Lisans Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (1997).
11. 11. Özçifçi A., Özpak S., “Impacts of impregnation solutions on the adhesion strength of outer usage varnish coatings”, Construction and Building Materials, 22(4): 513-520, (2008).
12. 12. Keskin H., Atar M., Korkut S., Korkut D. S., “Impacts of Impregnation with Imersol-Aqua on Surface Adhesion Strength of Synthetic, Acrylic, Polyurethane and Waterborne Varnishes”, Pigment & Resin Technology, 40 (3): 154–160, (2011).
13. 13. Toker H., Özcifci, A., Hiziroglu. S.,” Influence of weathering on adhesion strength of chemically treated and coated Scotch Pine”, Progress in Organic Coating, 73: 211-214, (2012).
14. 14. Atar M., Peker H., “Effects of impregnation with boron compounds on the surface adhesion strength of varnishes used woods”, African Journal of Environmental Science and Technology, 4(9): 603-609, (2010).
15. 15. Yıldız S., “Isıl işlem uygulanan doğu kayını ve doğu ladini odunlarının fiziksel, mekanik, teknolojik ve kimyasal özellikleri”, Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2002).
16. 16. Özçifçi A., Altun S., Yapıcı F., “Isıl işlem uygulamasının ağaç malzemenin teknolojik özelliklerine etkisi” In. 5.Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük, 1171-1175, (2009).
17. 17. Yapıcı F., Esen R., Yörür H., Likos L., “The effects of heat treatment on the modulus of rupture and modulus of elasticity of scots pine (Pinus sylvestris L.) wood”, e-Journal of New World Sciences Academy, 8(1): 1-6, (2012).
18. 18. Boonstra M. J., Tjeerdsma B., “Chemical analysis of heat-treated soft woods”, Holz als Roh und Werkstoff, 64(3): 204-211, (2006).
19. 19. Ates S., Akyildiz M. H., Özdemir H., “Effect of Heat Treatment on Calabrian Pine (Pinus brutia Ten.) Wood”, BioResources, 4(3): 1032-1043, (2009).
20. 20. Esteves B. M., Pereira H. M., “Wood modification by heat treatment: A review”, BioResources, 4(1): 370-404, (2009).
21. 21. Militz H., “Heat treatment of wood:European process and their background”. Int Research Group Wood Protection, Section-4 Processes, No:IRG/WP 02-40241, (2002).
22. 22. Tjeerdsma B. F., Boonstra M., Pizzi A., Tekely P., Militz H., “Characterisation of thermally modified wood: molecular reasons for wood performance improvement”, Holz Roh-und Werkstoff, 56: 149–153, (1998).
23. 23. Jamsa S., Viitaniemi P., “Heat treatment of wood – Better durability without chemicals. In: Review on heat treatments of wood”, COST Action E22, EUR 19885, 17-22, (2001).
24. 24. Wikberg H., Maunu S., “Characterisation of thermally modified hard and softwoods by 13C CPMAS NMR”, Charbohyrate Polymer, 58: 461-466, (2004).
25. 25. Bhuiyan T., Hirai N., “Study on crystalline behaviour of heat treated wood cellulose during treatments in water”, Jounal of Wood Science, 51: 42-47, (2005).
26. 26. Kocaefe D., Poncsak S., Dore G., Younsi R., “Effect of heat treatment on the wettability of White ash and soft mapple by water”, Holz Roh und Werkstof, 66(5): 355-361, (2008).
27. 27. Hakkou M., Petrissisans M., Zoulalian A., Gerardin P., “Investigation of wood wettability changes during heat treatment on the basis of chemical analysis”, Polymer Degradation and Stability, 89: 1-5, (2005).
28. 28. Petric M., Knehtl B., Krause A., Militz H., Pavlic M., Petrissians M., Rapp A., Tomazic M., Welzbacher C., Gerardin P., “Wettability of waterbourne coatings on chemically and thermally modified pine wood”, Journal of Coating Technology Research, 4(2): 203-206, (2007).
29. 29. Jamsa S., Ahola P., Viitaniemi P., “Long term natürel weathering of coated Thermowood”, Pigment Resin Teghnology, 29(2): 68-74, (2000).
30. 30. Kesik H. İ., Akyıldız M. H., “Effect of the Heat Treatment on the Adhesion Strength of Water Based Wood Varnishes”, Wood Research, 60(6): 987-994, (2015).
31. 31. Kesik H. İ., Vurdu H., Çağatay K., Özkan O. E., Öncel M., “Yağlı Isıl İşlem Görmüş Sarıçam Odununda Koruyucu Katmanların Yapışma ve Sertlik Özellikleri”, Kastamonu Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 15(2): 261-266, (2015).
32. 32. Kesik H. İ., Vurdu H., Öncel M., Özkan O. E., Çağatay K., Aydoğan H., “The effects of varnish and paint coatings on oil heat Treated Turkish fir wood”, In. Proceedings of the 27th International Conference Research for Furniture Industry, Ankara, 98-104, (2015).
33. 33. TS 2471, “Odunda, fiziksel ve mekaniksel deneyler için rutubet miktarı tayini1”, (1976).
34. 34. http://www.hemel.com.tr/content/media/document/MSDS-HEMEL-HICKSON-DECOR-PLUS-WOODSTAIN-CESITLI-RENKLER.pdf
35. 35. http://www.hemel.com.tr/content/media/document/MSDS-HI2014.pdf
36. 36. http://www.hemel.com.tr/content/media/document/MSDS-HF-2044.pdf
37. 37. http://www.faworiboya.com.tr/Upload/ProductOrjinal/44/fawori%20marin%20yat%20vernik%20msds.PDF
38. 38. https://www.filliboya.com/upload/CmsBrand/BrandContentFile/CAPAROL_HOLZSCHUTZLASUR_MSDS_TR.pdf
39. 39. TS 2472, “Odunda, fiziksel ve mekaniksel deneyler için birim hacim ağırlığı tayini”, (1976).
40. 40. TS6956 EN ISO 4287, “Geometrik mamul özellikleri (gmö) - Yüzey yapısı: Profil metodu - Terimler, tarifler ve yüzey yapısı parametreleri”, (2004).
41. 41. TS 971, “Yüzey pürüzlülüğü-parametreler ve pürüzlülük tespiti kuralları”, (1988).
42. 42. ASTM D 1005-95, “Standard Test Method for Measurement of Dry-Film Thickness of Organic Coatings Using Micrometers”, (2013).
43. 43. ASTM D-4541, “Standard Test Method for Pull-Off Strength of Coatings Using Portable Adhesion Testers”, (2009).
44. 44. Kılıc M., Hızıroğlu S., Burdurlu E., “Effect of machining on surface roughness of wood”, Building and Environment, 41: 1074-1078, (2006).
45. 45. Kesik H. İ., Korkut S., Hiziroglu S., Sevik H., “An evaluation of properties of four heat treated wood species”, Industrial Crops and Products, 60: 60–65, (2014).
46. 46. Karagöz U., Akyıldız M. H., İşleyen O., “Effect of Heat Treatment on Surface Roughness of Thermal Wood Machined by CNC”, ProLigno, 7(4): 50-58, (2011).
47. 47. Ulay G., Budakçı M., “Ahşap Yüzeylerde Kullanılan Su Bazlı Vernikler İle İlgili Türkiye’de Yapılan Çalışmalar”, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 3: 470-480, (2015).
48. 48. Özdemir T., Hiziroglu S., Kocapınar M., “Adhesion Strength of Cellulosic Varnish Coated Wood Species as Function of Their Surface Roughness”, Advances in Materials Science and Engineering, 2015: 1-5, Article ID 525496, (2015).
49. 49. Atar M., Cınar H., Dongel N., Yalinkilic A.C., “The effect of heat treatment on the pull-off strength of optionally varnished surfaces of five wood materials”, BioResources, 10(4): 7151-7164, (2015).
50. 50. Tutgun R., “Ağaç malzemede yüzey pürüzlülüğünün vernik katmanı tutunma direncine etkisi”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2013).
51. 51. Budakçı M., Pelit H., “Yağ Bazlı Tahta Koruyucunun Polyester Verniğin Yapışma Direncine Etkisi”, Selçuk-Teknik Dergisi, Özel sayı l: 886-895, (2015).
52. 52. Budakçı M., “Ahşap verniklerde katman kalınlığının sertlik, parlaklık ve yüzeye yapışma mukavemetine etkileri”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (1997).
53. 53. Aydın İ., Çolakoğlu G., Akbulut T., “Ağaç malzemenin yapıştırılmasında adhezyon teorisi”, İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi Seri B, 51(2): 91-99, (2001).