Yoğunlaştırma ve ısıl işlemin doğu kayını ve sarıçamın bazı teknolojik özellikleriyle üstyüzey işlemlerine etkisi
The effects of densification and heat treatment to finishing process with some technological properties of eastern beech and scots pine
Yazar: HÜSEYİN PELİT
Danışman: PROF. DR. ABDULLAH SÖNMEZ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mobilya ve Dekorasyon Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products

Özet:
YOĞUNLAŞTIRMA VE ISIL İŞLEMİN DOĞU KAYINI VE SARIÇAMIN BAZI TEKNOLOJİK ÖZELLİKLERİYLE ÜSTYÜZEY İŞLEMLERİNE ETKİSİ
(Doktora Tezi)

Hüseyin PELİT

GAZİ ÜNİVERSİTESİ 
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
Mayıs 2014

ÖZET

Bu çalışmada, termo-mekanik yöntemle sıkıştırılmış ve ısıl işlem uygulanmış ağaç malzemelerin bazı fiziksel, mekanik ve teknolojik özellikleri ile bu ağaç malzeme yüzeylerine uygulanan su bazlı verniklerin katman özelliklerine, yoğunlaştırma ve ısıl işlem uygulamalarının etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu maksatla, sarıçam (Pinus Sylvestris L.) ve Doğu kayını (Fagus Orientalis L.) ağaçlarından elde edilen deney örnekleri özel tasarlanmış hidrolik pres vasıtası ile Termo-Mekanik (TM) yöntemle, 110 ˚C ve 150 ˚C sıcaklıkta, %20 ile %40 oranında radyal yönde sıkıştırılarak yoğunlaştırma işlemine tabi tutulmuştur. Ardından yoğunlaştırılmış deney örneklerinde meydana gelebilecek geri esneme (spring-back) etkisini en aza indirmek amacı ile örneklere ThermoWood yöntemine göre 190 ˚C, 200 ˚C ve 210 ˚C sıcaklıkta 2 saat süre ile ısıl işlem uygulanmıştır. Daha sonra vernik katmanlarının özelliklerini belirlemek amacı ile kullanılacak deney örneklerine endüstriyel uygulamalar göz önünde bulundurularak tek bileşenli ve çift bileşenli su bazlı vernikler uygulanmıştır.

Verniksiz deney örneklerinde; fiziksel özelliklerden hava kurusu rutubetteki sıkıştırma oranı, geri esneme (spring-back) oranı, suda bekletme sonrası sıkıştırma kalınlığındaki geri dönüş oranı, sıkıştırma yönü (radyal) şişme oranı,  ve hava kurusu yoğunluk; mekanik özelliklerden liflere paralel basınç direnci, eğilme direnci ve eğilmede elastikiyet modülü; teknolojik özelliklerden radyal ve teğet yönde Brinell sertlik testleri; vernik uygulanan deney örneklerinde ise yüzey pürüzlülük, yüzey parlaklık, pandüllü yüzey sertlik ve vernik katmanlarının yüzeye yapışma (adezyon) direnci testleri yapılarak elde edilen veriler istatistiksel analize tabi tutulmuştur.

Araştırma sonuçlarına göre; yoğunlaştırma işlemlerinden sonra deney örneklerinin yoğunluklarında %11'den %38'e kadar,  mekanik ve teknolojik direnç özelliklerinde ise %4'den %81'e kadar artışlar sağlanmıştır. Isıl işlem uygulamasından sonra sıcaklık artışına paralel olarak direnç kayıpları meydana gelirken ısıl işlemsiz örneklere göre %73'e kadar boyutsal stabilizasyon, %82'ye kadarda sıkıştırma oranı kazanımı sağlanmıştır. Yoğunlaştırma işlemlerinden sonra yüzey parlaklık ve yüzey sertlik değerlerinde artış, yüzey pürüzlülüğünde ise azalma meydana gelmiştir. Isıl işlem uygulamasından sonra yüzey pürüzlülüğü ve yüzey sertliği artarken yüzey parlaklığı azalmıştır. Vernik uygulaması sonucu yoğunlaştırılmış örneklerde ilkbahar ve yaz odunundaki farklı oranlarda şişme nedeni ile yüzey düzgünlüğü bozulurken (dalgalı oluşum), yoğunlaştırılmış ve ısıl işlem görmüş örnekler genel olarak daha iyi sonuçlar vermiştir. Ancak bu deney örneklerinde vernik katmanlarının yüzeye yapışma direnci düşük elde edilmiş ve ısıl işlem sıcaklığının artması ile düşüşlerin oranı da artış göstermiştir.






Bilim Kodu		: 500.1.013
Anahtar Kelimeler   : ağaç malzeme, yoğunlaştırma, ısıl işlem, fiziksel özellikler, mekanik özellikler, teknolojik özellikler, su bazlı vernik, katman özellikleri
Sayfa Adedi		: 268
Tez Yöneticisi	: Prof. Dr. Abdullah SÖNMEZ

Abstract:
THE EFFECTS OF DENSIFICATION AND HEAT TREATMENT ON FINISHING PROCESS WITH SOME TECHNOLOGICAL PROPERTIES OF EASTERN BEECH AND SCOTS PINE 
 (Ph.D. Thesis)

Hüseyin PELİT

GAZİ UNIVERSITY 
GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCIES 
May 2014

ABSTRACT

In this study, determination of some physical, mechanical, and technological properties of the wood materials which were densified with thermo-mechanical method and heat treatment is applied to; and determination of the effects of densification and heat treatment applications on the layer properties of water based lacquers which were applied to wood material surfaces were aimed. For this purpose, experimental samples obtained from oriental beech (Fagus Orientalis L.) and scotch pine (Pinus Sylvestris L.) trees were subjected to densification process at temperatures of 110 ˚C and 150 ˚C via compressing in radial direction with the rates of 20% and 40% with thermo-mechanical (TM) method in a particularly designed hydraulic press machine. And then, heat treatment was applied to the samples at temperatures of 190 ˚C, 200 ˚C, and 210 ˚C during 2 hours according to ThermoWood method for aiming to minimize spring-back effect which can take place in densified experimental samples. Afterwards, for the purpose of determining properties of lacquer layers, uni- and binary- component water based lacquers were applied to the experimental samples to be used, by taking industrial applications into account. In the experimental samples without lacquer; compression ratio in moisture of dry air, spring-back ratio test, recovery ratio in compression thickness after soaking in water, distend ratio along compression direction (radial), and dry air density tests among physical properties; parallel pressure strength to the fibers, bending strength, and elasticity module in bending tests among mechanical properties; Brinell hardness tests in radial and tangential direction among technological properties have been conducted; in the samples which lacquer was applied to surface roughness, surface brightness, pendulum surface hardness and surface adhesion strength tests of lacquer layers have been conducted and obtained data was subjected to statistical analyses.
 
According to results of the research; increases from 11 to 38% in densities, increases from 4 to 81% in mechanical and technological strength properties of the experimental samples have been obtained after densification processes. While strength losses occur in parallel with temperature increases after heat treatment application, dimensional stabilization gains up to 73% and compression ratio gains up to 82% were obtained with respect to the samples without heat treatment. After densification processes; increase in surface brightness and surface hardness values, decrease in surface roughness took place. Surface brightness decreased while surface roughness and surface hardness increased after heat treatment application. In the samples which were densified as a result of lacquer application; while surface uniformity degraded (wavy formations) because of the different distend ratios in spring and summer wood, densified and heat treated samples generally leaded to better results. However, surface adhesion strength of lacquer layers was obtained low in these experimental samples and the rate of decreases has shown increase with increasing heat treatment temperatures.




Science Code		: 500.1.013
Key Words       : Wood material, densification, heat treatment, physical properties, mechanical properties, technological properties, water based lacquers, layer properties
Page Number		: 268
Supervisor	: Prof. Dr. Abdullah SÖNMEZ