Вплив нанесення лакофарбових матеріалів на блиск термомеханічно модифікованого березового (Betula verrucosa) шпону

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вплив нанесення лакофарбових матеріалів на блиск термомеханічно модифікованого березового (Betula verrucosa) шпону

Зовнішній вигляд деревини та виробів з неї є одним з ключових факторів у виборі матеріалів. Одними з основних властивостей поверхні матеріалу є колір та блиск. Високий рівень блиску поверхні надає продукту більш преміального та приємного вигляду. Шпонування, як одна з технологій термічного модифікування, призначене для покращення деяких механічних, а також естетичних властивостей деревини, зокрема її блиску. Нанесення лакофарбових виробів здійснюють з подібною метою - покращення зовнішнього вигляду поверхні та її захист від зовнішніх впливів. Мета цього дослідження - встановити динаміку зміни рівня показника блиску термомеханічно модифікованої деревини після нанесення лакового покриття та порівняння його з немодифікованою деревиною. Для цього використано шпон, виготовлений з берези способом лущення (Betula verrucosa), модифікований за температури 150, 180 та 210 °С за допомогою контрольованого пресу ХОМко. На модифікований шпон було нанесено один або два шари лакового покриття, із або без міжшарового шліфування. Оцінювали блиск під кутами 20, 60 та 85° за допомогою блискоміра Erichsen PICOGLOSS 503. Проаналізувавши результати експерименту, з'ясовано, що в разі нанесених двох шарів лаку рівень блиску вищий, ніж за одного, що міжшарове шліфування не дає відчутного ефекту на блиск поверхні лакованої термомеханічно модифікованої деревини та що вибір клею може вплинути на кінцевий показник рівня блиску.

Одним з пріоритетних напрямів розвитку є створення нових матеріалів, а також покращення характеристик наявних способом модифікування. У дерево-обробленні це стосується передусім модифікування деревини та деревинних матеріалів.

Істотних результатів у сфері термомеханічного модифікування деревини досягнуто у дослідженнях таких науковців, як П. А. Бехта, S. Proszyk, J. Sedliacik, P. Ni- emz, Т. Krystofiak, B. Lis та ін.

Відомо, що деревину давно і широко використовують як матеріал, якому властиві високі естетичні характеристики. Як показують дослідження, термо-механічне модифікування має істотний вплив як на деякі фізичні та механічні властивості деревини (Bekhta P., Proszyk S., Krystofiak T., Sedliacik J., Novak I., Mamonova M.), так і на стан цілих технологічних процесів з погляду покращення їх ресурсоощадності та екологічності.

Зокрема, це особливо стосується процесів опорядження деревини та деревинних матеріалів, оскільки термомеханічне модифікування покращує естетичні характеристики, такі як блиск (Bekhta P., Proszyk S., Lis B., Krystofiak T.) та колір (Bekhta P., Proszyk S., Krystofiak T.) та зменшує витрати лакофарбових матеріалів.

Проте сама по собі деревина є матеріалом, який сильно піддається зовнішнім впливам. Для захисту її структури на поверхню деревини наносять лак, вид якого залежить від майбутнього призначення матеріалу. Лакування не тільки захищає фізичну структуру матеріалу, а й впливає на зовнішній вигляд поверхні.

Зовнішній вигляд є важливим показником оцінювання поверхні, особливо виготовленої з дерева. Під впливом температури колір змінюється (Bekhta, P., Ni- emz, P., Aksoy, A., Deveci, M., Baysal, E., Toker, H.;), стає темнішим, набуває червонішого відтінку.

Блиск також є важливим показником зовнішнього вигляду. Aksoy (2011) виявив, що термічне модифікування знижує показник блиску поверхні сосни (Pinus Sylvestris) від 5 до 36 %, залежно від часу та температури модифікування. Cakicier (2011) встановив, що блиск термічно модифікованої деревини за температури 150 та 180оС, поверхня якої була покрита лаковими ма-теріалами, є вищим, ніж поверхня немодифікованої лакованої деревини. Якщо температура збільшувалась - блиск поверхні зменшувався.

Бехта П. А., Proszyk S., Lis B. та Krystofiak T. (2014) встановили, що поверхня термомеханічно модифікованої деревини є блискучішою, ніж немодифікована. Огляд літератури показав, що на сьогодні ефект лакування на блиск поверхні термомеханічно модифікованої деревини за різних температур є недослідженим.

Матеріали та методи. Для дослідження обрано лущений шпон, виготовлений з породи береза (Betula verrucosa), без помітних пошкоджень, розміром 300x300 мм, товщиною 1,5 мм, відносною вологістю 10 %.

Термомеханічне модифікування проводили за допомогою контрольованого пресу від компанії ХОМко. Зразки модифікували за температури 150, 180 та 210 °С, тиску - 2 MPa, часу - 3 хв.

Після модифікування зразки було наклеєно на плити МДФ, розміром 300x300x16 мм з використанням клеїв Jowacoll - 148.00 (етиленвінілацетатний клей) та 124.00 (полівінілацетатний клей).

Нанесення лакофарбових покриттів. Для дослідження зміни блиску термомеханічно модифікованої деревини після нанесення лакофарбових покриттів використано лак від компанії Remmers UV120-45, затверджений ультрафіолетовим опроміненням.

Лак наносили в лабораторних умовах, спосіб нанесення - вальцування, опромінення здійснювалось за допомогою обладнання від компанії MIKON, модель UVC-250x2. Шліфування контрольних взірців перед нанесенням лакового покриття та міжшарове шліфування здійснювали вручну за допомогою шліфувального паперу із зернистістю 240.

Для визначення необхідної кількості лаку кожен взірець зважували до та після нанесення лаку.

Вимірювання блиску. Блиск - здатність поверхні матеріалу відбивати світлові промені. Термо-механічне модифікування дає змогу збільшити показник відбиття світлових променів, оскільки поверхня під впливом високого тиску згладжується, що не дає матеріалу поглинати світло, вплив температури своєю чергою не дає поверхні деревини повернутися до початкового стану. Як результат, деревина стає блискучіша (табл. 1).

Вимірювання показників блиску термомеханічно модифікованої деревини проводили у два етапи: до лакування та після лакування взірців.

Для цього дослідження використано блискомір PI- COGLOSS 503 від компанії Erichsen, відповідно до стандарту ISO 2813. Блиск поверхні немодифікованої та модифікованої без лакування та з нанесеним лаком вимірювали під кутом відбиття світла 20, 60 та 85°, вздовж (І) та впоперек (^) волокон.

Результати дослідження. Вимірювання блиску після нанесення лакового покриття показало істотне якісне покращення властивості при усіх досліджуваних кутах відбиття світла.

Зміна блиску поверхні термомеханічно модифікованої деревини після нанесення лакового покриття становить від 43 до 9931 % залежно від кута і кількості нанесених шарів (табл. 5-7). Температура модифікування також впливає на цей показник, але не істотно.

Як видно з табл. 2-4, нанесення двох шарів лаку має істотно більший ефект на зміну блиску, ніж нанесення одного. Також можна помітити, що міжшарове шліфування майже не впливає на показники блиску.

Найістотніші зміни відбулись у контрольних взірцях, найкраще це видно в оцінюванні під кутом відбиття 85° (див. табл. 7).

Також встановлено тенденцію впливу типу клею на блиск лакованого термомеханічно модифікованого шпону. Під час нанесення одного шару лакового покриття на зразки, які були наклеєні на МДФ за допомогою полівінілацетатного клею, блиск поверхні є в 1, 6 до 2,0 разів вищим, ніж у разі використання етиленвінілацетатного. Проте, в разі нанесення двох шарів лаку, цю залежність не простежували.

Таблиця 1

модифікований шпон лакофарбовий

Висновки

1) Результати дослідження показали, що поверхня немодифікованого та модифікованого березового шпону є матовою.

2) Нанесення лаку на поверхню істотно підвищує показник блиску. Оцінка блиску поверхні під кутом відбиття світла 20° змінюється з матової до напівматової, під кутом 60° - до напівблискучої, під кутом 85° поверхня стала блискучою або з ідеальним блиском. Нанесення двох шарів лаку, а не одного, також позитивно впливає на кінцевий результат. Температура термомеханічного ущільнення шпону неістотно впливає на показники блиску модифікованої деревини.

3) Зразки шпону з одним шаром лакового покриття, наклеєні на МДФ за допомогою клею PVAC, мають вищі показники блиску, ніж за допомогою EVA. Якщо кількість шарів лаку збільшувалась до двох, цю тенденцію не простежували.

Література

модифікований шпон лакофарбовий

1.Akgul, M., & Korkut, S. (2012). The effect of heat treatment on some chemical properties and colour in Scots pine and Uludag fir wood. African Journal of Biotechnology, 7(21), 2854-2859.

2.Aksoy, A., Deveci, M., Baysal, E., & Toker, H. (2011). Colour and gloss changes of Scots pine after heat modification. Wood Research, 56(3), 329-336.

3.Anonymous. (2003). Przemyslowe lakierowanie powierzchni drzewnych. Katalog firmyAkzo Nobel, (pp. 1-23).

4.Bakar, F. B., Hiziroglu S., & Tahir P. (2013). Properties of some thermally modified wood species. Materials and Design, 43, 348-355.

5.Bekhta, P., & Niemz, P. (2003). Effect of high temperature on the changes in colour, dimensional stability and mechanical properties of spruce wood. Holzforschung, 57(5), 539-546.

6.Bekhta, P., Proszyk, S., & Krystofiak, T. (2014). Colour in short-term thermo-mechanically densified veneer of various wood species. European Journal of Wood and Wood Products, 72(6), 785-797.

Размещено на Allbest.ru