Ağaç Malzeme Üst Yüzey İşlemlerinde Bazı Önemli Etmenler
1. Genel Bilgiler
Ahşap, sahip olduğu doğal rengi, kesme yönüne göre değişen estetik görünüşü, yüksek mekanik dirence sahip olması ile birlikte kolay işlenmesi ve diğer malzemelerle uyumlu kullanılabilmesi, onu birçok yapısal ve dekorasyon işlerinde başlıca aranan değerli bir malzeme olmasını sağlamaktadır (Bowyer vd., 2003).
Fakat ahşap bazı dezavantajlara da sahiptir ve bu durum onun kullanımını sınırlayıcı etki yapmaktadır. Çünkü anizotropik bir yapıya sahip olmasından dolayı, değişik yönlerdeki (enine, teğet, radyal) fiziksel ve mekanik direnç özellikleri farklılıklar gösterebilmekte, ayrıca atmosferik şartlarda rutubet alışverişi yapabilmektedir (higroskopik).
Yapısındaki hassas doğal kimyasal bileşenlerden dolayı ise (selüloz, hemiselüloz ve lignin), mantar, böcek, bakteri gibi canlı mikroorganizmalar (biyotik faktörler) için doğal besin kaynağı olarak tahribata uğrayabilir (Kurtoğlu, 2000; Sönmez ve Budakçı 2004 ve 2005).
Herhangi bir koruma işlemi uygulanmadan özellikle dış şartlarda kullanımları esnasında ise yapısındaki kimyasal bileşenler rutubet, ısı ve ışıktan etkilenerek fotokimyasal reaksiyonlar sonucunda (abiyotik faktörler) doğal yapısında bozulmalar ve deformasyonlar meydana gelebilmektedir (Feist, 1983, Fengel ve Wegener 1984).
Ahşap malzemenin kullanım ömrünü ve son kullanım yerindeki servis özelliğini artırmak için geliştirilen tüm yöntemlerde temel amaç ise abiyotik ve biyotik zararlılara karşı daha kararlı hale getirerek mikroorganizmalar ve dış atmosferik şartlar için uygun olamayan bir ortam yaratmak olarak özetlenebilir.
Bu işlemlerde başarı oranının artırılması için ise ahşap malzemenin ve uygulanacak koruma yöntemlerinin iyi bilinmesi ve birbirleriyle etkileşiminin kontrol edilebilir, uyumlu olması temel şartlardan birisidir (Bozkurt vd., 1993; Şahin vd, 2019).
2. Ahşap Yüzey İşlemleri
Ağaç malzemenin önce yüzeyinde daha sonra tamamında meydana gelen kalite düşmeleri veya servis dışı kalmasını önlemek üzere birçok yöntem, teknik ve yaklaşımlar geliştirilmiştir.
Teknolojik alandaki gelişmelere bağlı olarak odun koruma teknolojisi de yoğun gelişim göstermiştir. Eski zamanlarda sadece yüzeye sürme/daldırma ile yapılan işlemler yerini daha modern koruma işlemlerine bırakmıştır.
Günümüzde ağaç malzemeler basınçlı, özel programlar yardımıyla emprenye edilebilmekte, kimyasal olarak yapısı modifiye olabilmekte veya termal işlemlerle morfolojik yapıda değişiklikler meydana getirilerek kullanım süreleri çok uzun yıllara çıkartılabilmektedir.
Özellikle ucuz ve bazı durumlarda oldukça etkili olan ahşap üst yüzey işlemleri ise, çok eski zamanlardan beri uygulanan işlemlerdendir. Fakat benzer yüzey işlem maddelerinin, değişik ahşap malzemeye olan etkisi ve koruma derecesi aynı olmayabilir.
Zira kullanılan yüzey işlem maddesinin odun ile etkileşimi ve bağ yapma potansiyeli, odundan oduna farklılık gösterir (yoğunluk, katman yapma özelliği, yapısal heterojenlik).
Ayrıca, ağaç malzemenin doğal kusurları örneğin; budaklılık, lif kıvrıklığı, reaksiyon odunu
bulunması gibi durumlar da üst yüzey işlemlerinin başarısız olmasına neden olur.
Abiotik veya biotik faktörler tarafından bozulmaya uğramış ağaç malzeme, yüzey işlem maddelerini dengeli şekilde alamadığında koruyucu maddenin etkinliğinin yeknesak olarak göstermesinde olumsuzluklar oluşur (Bozkurt vd., 1993; Kurtoğlu, 2000; Sönmez ve Budakçı 2004 ve 2005).
Yanda Tablo 1’de, ahşap malzemenin korunması için uygulanan bazı üst yüzey işlemleri ve özellikleri özet olarak verilmiştir (Bozkurt vd., 1993; Kurtoğlu, 2000; Sönmez ve Budakçı, 2004 ve 2005; Şahin vd., 2019).
Ahşap malzeme üst yüzey işlemlerinde, çözücü sistem içerisinde (su, alkol veya solvent) içerisinde dağılmış polimerler, çözücünün uzaklaşması ile odun yüzeyi ile birleşerek film tabakası oluşturur. Genellikle şeffaf vernik sistemlerinin hazırlanmasında kullanılan reçineler, uzun karbon zincirleri (-R) ve bu zincirlere bağlı hidroksil (-OH), karboksil (-COOH) ve amid (-CONH2) gibi fonksiyonel gruplar içerirler.
Bu fonksiyonel gruplar odun bünyesindeki serbest fonksiyonel gruplarla (-OH) reaksiyona girerek moleküller arasında bağlanırlar (Fengel ve Wegener, 1984; Kurtoğlu, 2000, Sönmez ve Budakçı 2005). Şekil 1’de alkid ve üretan reçinelerinin kimyasal yapıları ve odun ile bağlanması şematik olarak gösterilmiştir (Şahin vd. 2019).
3. Ahşap Yüzey İşlemlerinde Bazı Önemli Hususlar
Ağaç malzemeye boya, vernik, cila gibi maddelerle yüzey işlemleri uygulanabilir. Fakat başarılı bir işlemin gerçekleşmesi için öncelikle ağaç malzemenin ve uygulanacak yöntemin iyi bilinmesi gerekir (Feist, 1983; Kubler, 1980).
Kullanılacak yüzey işlem maddesinin rutubete, sıcaklığa, ışınlara ve diğer atmosferik şartlara karşı ahşap malzemeyi koruması yanında estetik güzelliğini de yansıtması genellikle istenen bir özelliktir.
Örtücü yüzey işlemlerinde ise ahşap malzemenin doğal desenli yapısından ziyade yüzeye uygulanan boya veya renk maddesi görünür. (Kurtoğlu, 2000; Sönmez ve Budakçı 2005).
Yüzey işlem kimyasallarının özellikleri ve kalite gibi kullanım karakteristikleri bakımından çeşitlidir. Ancak bu işlemlerdeki çoğu başarısızlıklar, odun özelliğinin yeterli şekilde bilinmemesi ve uygun hazırlanmamasından kaynaklanmaktadır.
Yetersiz odun-üst yüzey işlem maddesi bağlanmasına neden olan faktörler arasında en yaygın olanı, uygulama öncesi ve sonrasında rutubet kontrolünün uygun yapılmamasıdır
(Kurtoğlu, 2000). Genel olarak, yüzey işlem maddesi uygulanması esnasında, odun rutubeti önemli etkilere sahiptir.
Rutubetli veya gereğinden fazla kurutulmuş ağaç malzemelerin yüzey işlemlerine uygunluğu ise sınırlıdır. Odun rutubetinin yüksek olması durumunda, yüzey işlem maddesi iyi absorplanmaz ve sağlam adezyon/kohezyon etkileşimi oluşamaz.
Çok kuru olması durumunda ise yüzey işlem maddesi çok fazla nüfuz etmesi sonucunda yüzeylerde koruma için yeterli koruyucu tabaka oluşamaz. Genel olarak birçok yüzey işlem uygulamalarında odun rutubetinin %12-18 arasında olması yeterlidir.
Yapısında değişik kimyasal bileşikleri barındıran örneğin reçine içeren odunlar, yüzey işlem maddeleriyle reaksiyona girerek lekelenmelere, renk düzensizliklerine veya uyumlu olmayan yüzey reaksiyonlarına sebebiyet verebilirler.
Benzer şekilde tanen içeren odunlar, metal ile temas etmeleri halinde yüzeylerde düzensiz renklenmelere sebep olabilmektedir. Ayrıca aynı ağacın farklı kesiş yönünden elde edilen odun numunelerinin aynı yüzey işlem maddesine etkisi de farklı olabilir.
Genel bir kural olarak, teğet yönde kesilmiş ve geniş bantlar halinde görülen yıllık halkalar (yaz odunu), pürüzlülük ve çatlak oluşumuna daha meyillidirler.
Üst yüzey işlemi uygulama tipi ve derecesi, ahşap malzemenin kullanımını esnasında karşılaşacağı durumlar dikkate alınarak yapılması gerekir. Özellikle dış şartlarda kullanımlarda yağışların derecesi ve güneş ışınları varlığı göz önünde tutulmalıdır.
Rutubetin kaynağını dış kullanımda yağmur ve çiğ oluşturduğundan, üst yüzey işlemi uygulanmış ağaç malzemenin kullanımında; binanın yönü, yüksekliği ve diğer koruma önlemleri (çatı vb.) etkilidir.
Bina içi kullanımda ise hava rutubetinin artması ile birlikte kapı ve pencerelerdeki yoğunlaşma sonucu ahşap malzemenin rutubet oranı artabilir.
3. Sonuç ve Öneriler
Ahşap üst yüzey işlemleri, uygulanmasındaki kolaylık ve etki derecesinin birçok kullanım yeri için uygun olması, birçok odun koruma amaçları için tercih edilmektedir. Fakat bu işlemlerde, başarılı bir uygulamamanın yapılabilmesi için seçilecek yöntem ile odunun
uyumlu olması gereklidir.
Öncelikle yüzey işlemi uygulanacak odunun hangi amaçla (dekoratif, estetik, yapısal) ve nerede kullanılacağı (iç-dış mekân, nemlikuru ortam) önemlidir. Benzer şekilde odunun üst yüzey işlemleri için uygun şartlarda hazırlanması (yüzey düzgünlüğü sağlanması, kir ve lekelerin çıkartılması) ve yüzeylerin mümkün olduğunca yeknesak özellikte olması gerekir.
Ağaç malzemenin gerekli rutubet derecesinden daha yüksek veya düşük değerde olması,
koruyucu maddelerin uygulanması ve sonrasında etkinlik derecesinin düşmesine sebep olmaktadır.
Son yıllarda, çevreye duyarlı vernik geliştirme çabaları yoğunlaşmıştır. Bu amaçla insan sağlığına daha az zararlı birçok vernik-boya çeşidi ortaya çıkmıştır. Özellikle su bazlı vernik sistemlerin odun üst yüzey işlemlerinde kullanılması giderek artış göstermiştir.
Bu sistemlerin koruma dereceleri, diğer solvent bazı sistemlere göre bazı düşük olmakla birlikte, hazırlanmasındaki kolaylık ve formülasyonlarının insan sağlığı için daha az zararlı olması, gelecekte de bu ürünlere olan ihtiyacın artacağı beklenebilir.
Referanslar
1. Bowyer J.L, Shmulsky, R & Haygreen J.G. (2003). Forest Products and Wood Science-An Introduction. Fourth edition, Iowa State University, Ames, IA, 553p.
2. Bozkurt, Y., Göker, Y., Erdin, N. (1993). Emprenye Tekniği, İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi, Yayın No:425, İstanbul, (1993).
3. Fengel, D. & Wegener, G. (1984). Wood, Chemistry, Ultrastructure, Reactions, Walter de Gruyter Public. Berlin, Germany.
4. Feist, W.C. (1983). Weathering and Protection of Wood, AmericanWood-Preservers’ Association, In: Proceedings, Seventy-ninths Annual Meeting of AWPA, Kansas City, MO, Stevensville, pp.195-205.
5. Kubler, H. (1980). Wood as Building and Hobby Material, John Wiley & Sons Inc, NY, 270p.
6. Kurtoğlu, A. (2000). Ağaç Malzeme Yüzey İşlemleri, I. Cilt, Genel Bilgiler, İÜ Orman Fakültesi Yayınları, Yayın no: 463, İstanbul.
7. Sönmez,A. & Budakçı M. (2004). Ağaç işlerinde Üst Yüzey İşlemleri II. Koruyucu Katman ve Vernik Sistemleri, Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Yayını, Ankara.
8. Sönmez, A. (2005). Ağaç İşlerinde Üst yüzey İşlemleri I, Hazırlık ve Renklendirme, Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Yayını, Ankara.
9. Sahin, H. T., & Erbil, I. (2021). A Study on Surface Physicochemical Properties of Woods Treated in Emulsion of Waterborne Varnish with Sesame and Grape Seed Oil. Asian Journal of Biotechnology and Bioresource Technology, 1-9.
10. Söğütlü, C. & Sönmez, A. (2006). Değişik Koruyucular İle İşlem Görmüş Bazı Yerli Ağaçlarda UV Işınlarının Renk Değiştirici Etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 21(1): 1, 151-159.
11. Siau, J.F. 1995. Wood: Influence of Moisture on Physical Properties, Department of Wood Science and Forest Products, Virginia Polytechnic Institute and State Universty.
12. Şahin, H.T, Yılmaz, S., Özçelik, G., Erbil, İ. (2019). Ahşap Yüzey işlem Maddeleri: Su Bazlı Vernikler, Turkcoat (16-24, Ekim-Kasım 2019).
Prof. Dr. H. Turgut Şahin
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Orman Fakültesi
Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
