UNIVERZA V LJUBLJANI BIOTEHNIŠKA FAKULTETA
ODDELEK ZA LESARSTVO
Jure VRBEC
OPTIMIZACIJA METODE DOLOČANJA
ODPORNOSTI PREMAZOV PROTI OBARVANJU ZARADI GRČ V LESU
DIPLOMSKO DELO
Visokošolski strokovni študij - 1. stopnja
Ljubljana, 2021
BIOTEHNIŠKA FAKULTETA ODDELEK ZA LESARSTVO
Jure VRBEC
OPTIMIZACIJA METODE DOLOČANJA ODPORNOSTI PREMAZOV PROTI OBARVANJU ZARADI GRČ V LESU
DIPLOMSKO DELO
Visokošolski strokovni študij - 1. stopnja
OPTIMIZATION OF THE METHOD FOR THE ASSESSMENT OF THE KNOT-STAINING RESISTANCE OF WOOD COATINGS
B. Sc. THESIS
Professional Study Programmes
Ljubljana, 2021
Diplomsko delo je zaključek Visokošolskega strokovnega študija Lesarsko inženirstvo – 1.
stopnja. Delo je bilo opravljeno na Katedri za lepljenje, lesne kompozite, obdelavo površin in konstruiranje na Oddelku za lesarstvo Biotehniške fakultete, Univerze v Ljubljani.
Senat Oddelka za lesarstvo je za mentorja diplomskega dela imenoval doc. dr. Matjaža Pavliča in za recenzenta prof. dr. Marka Petriča.
Komisija za oceno in zagovor:
Predsednik:
Član:
Član:
Datum zagovora:
Jure Vrbec
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA
ŠD Dv1
DK UDK 630*829.1
KG les, obarvanje, grča, premazi AV VRBEC, Jure
SA PAVLIČ, Matjaž (mentor)/PETRIČ, Marko (recenzent) KZ SI-1000 Ljubljana, Rožna dolina c. VIII/34
ZA Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Visokošolski strokovni študijski program 1. stopnje Lesarsko inženirstvo
LI 2021
IN OPTIMIZACIJA METODE DOLOČANJA ODPORNOSTI PREMAZOV PROTI OBARVANJU ZARADI GRČ V LESU
TD Diplomsko delo (Visokošolski strokovni študij - 1. stopnja) OP VIII, 43 str., 16 pregl., 22 sl., 2 pril., 29 vir.
IJ sl JI sl/en
AI V diplomski nalogi smo optimizirali standardno metodo SIST EN 927-7:2020, ki določa odpornost premazov proti obarvanju zaradi grč v lesu. Te metode v Laboratoriju za obdelavo površin še nikoli niso izvedli, zato smo se odločili, da preverimo, če je omenjeno metodo z razpoložljivo opremo sploh mogoče izvesti oz., da se z ustreznimi prilagoditvami standardiziranemu postopku čim bolje približamo.
Poleg tega pa smo želeli preveriti, kako je z vrednotenjem nekaj osnovnih tipov belih pigmentiranih premazov. Za podlago smo uporabili grčave vzorce lesa rdečega bora (Pinus sylvestris L.). Cilj raziskave ni bil toliko v ugotavljanju razlik med različnimi tipi premazov, temveč v ustrezni prilagoditvi, optimizaciji in kritični presoji o izboljšanju standarda. Z izvedbo metode smo ugotovili, da z vrednotenjem barve pred izpostavitvijo in po njej in z upoštevanjem te barvne razlike veliko bolj upravičeno oz. objektivno razvrstimo premazne sisteme po učinkovitosti proti obarvanju zaradi grč v lesu. Ugotovili smo, da ni veliko premaznih sredstev, ki bi rumenenje grč v celoti preprečili, vendar pa so pri tem prekrivni premazni sistemi bolj učinkoviti kot poltransparentni. Prav tako smo ugotovili, da premazni sistemi na osnovi topil bolje preprečujejo pojav rumenenja grč kot sistemi na vodni osnovi.
KEY WORDS DOCUMENTATION
ND Dv1
DC UDC 630*829.1
CX wood, discoloration, knot, coating AU VRBEC, Jure
AA PAVLIČ, Matjaž (supervisor)/PETRIČ, Marko (co-advisor) PP SI-1000 Ljubljana, Rožna dolina, c. VIII/34
PB University of Ljubljana, Biotechnical Faculty, Department of Wood Science and Technology, Professional Study Programme in wood Engineering
PY 2021
TY OPTIMIZATION OF THE METHOD FOR THE ASSESSMENT OF KNOT- STAINING RESISTANCE OF WOOD COATINGS
DT B. Sc. Thesis (Professional Study Programmes) NO VIII, 43 p., 16 tab., 22 fig., 2 ann., 29 ref.
LA sl Al sl/en
AB In this thesis, we optimized the standard method SIST EN 927-7:2020 that determines the assessment of the knot-staining resistance of wood coatings. Since this method has never been performed in the laboratory for surface finishing, we decided to check whether the mentioned method is at all feasible with the existing equipment and to get as close as possible to the standardized procedure with appropriate adaptations. In addition, we wanted to test how some of the basic types of white pigmented coatings are evaluated. For the substrate we used various knotty specimens of red pine wood (Pinus sylvestris L.). The aim of the study was not so much to identify differences between the different types of coatings, but rather to make appropriate adjustments, optimizations and critical assessments to improve the standard. By applying the method, we found that by evaluating the coating before and after exposure and accounting for this colour difference we could classify coating systems much more legitimately or objectively according to their effectiveness against staining due to wood knots. We found that there are not many coatings that completely prevent yellowing of knots, but opaque coating systems are more effective at preventing resin breakthrough than semi-transparent coating systems. We also found that solvent-borne coating systems are better at preventing the appearance
KAZALO VSEBINE
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA ... II KEY WORDS DOCUMENTATION ... III KAZALO VSEBINE ... IV KAZALO PREGLEDNIC ... VI KAZALO SLIK ... VII SEZNAM PRILOG ... VIII
1 UVOD ... 1
2 PREGLED OBJAV ... 3
2.1 LES ... 3
2.2 RDEČI BOR ... 3
2.3 GRČE V LESU ... 3
2.3.1 Vrasla grča ... 4
2.3.2 Izpadna grča ... 4
2.3.3 Vrasla slepica ... 4
2.4 PREMAZNA SREDSTVA ZA ZAŠČITO LESA PRED VREMENSKIMI VPLIVI ... 4
2.4.1 Lak emajli ... 5
2.4.2 Laki ... 5
2.4.3 Lazure ... 5
2.4.4 Rumenenje grč na premazanem lesu ... 6
2.4.5 Kratek opis standardne metode SIST EN 927-7:2020 ... 7
3 MATERIAL IN METODE ... 8
3.1 MATERIALI ... 8
3.1.1 Tvorba premaznih sistemov ... 8
3.1.2 Predstavitev uporabljenih premazov ... 9
3.1.2.1 Teknol Aqua 1410-01 ... 9
3.1.2.2 Woodex Aqua Classic ... 9
3.1.2.3 Aquaprimer 2900-02 ... 10
3.1.2.4 Aquatop 2600-92 ... 10
3.1.2.5 Antistain Aqua 5200-00 ... 11
3.1.2.6 Aquatop 2600-22 ... 11
3.1.2.7 Woodex Classic ... 11
3.1.2.8 Helo 15 ... 12
3.1.2.9 Teknodur Wood Primer 1005 ... 12
3.1.2.10 Futura 40 ... 13
3.2 METODE ... 14
3.2.1 Določanje odpornosti premazov proti obarvanju zaradi grč v lesu .... 14
3.2.1.1 Dimenzije vzorcev in lastnosti lesa ... 14
3.2.1.2 Priprava in premazovanje preskušancev ... 14
3.2.1.3 Komora za umetno pospešeno staranje ... 14
3.2.1.4 Naprava za merjenje barve... 16
3.2.1.5 Izpostavljenost ... 17
3.2.1.6 Merjenje barvnih razlik ... 17
3.2.1.7 Izračun barvnih razlik ... 18
4 REZULTATI IN RAZPRAVA ... 19
4.1 PREMAZNI SISTEMI NA VODNI OSNOVI ... 20
4.1.1 Premazni sistem 1 ... 20
4.1.2 Premazni sistem 2 ... 23
4.1.3 Premazni sistem 3 ... 26
4.2 SISTEMI NA OSNOVI TOPIL ... 29
4.2.1 Premazni sistem 4 ... 29
4.2.2 Premazni sistem 5 ... 32
4.2.3 Premazni sistem 6 ... 35
4.3 SKUPNA ANALIZA PREMAZNIH SISTEMOV ... 38
5 SKLEPI ... 40
6 VIRI ... 41
ZAHVALA PRILOGE
KAZALO PREGLEDNIC
Preglednica 1: Poraba premazov ... 19
Preglednica 2: Barvne razlike po premazovanju - sistem 1... 21
Preglednica 3: Barvne razlike po izpostavitvi staranju - sistem 1 ... 22
Preglednica 4: Barvne razlike po premazovanju - sistem 2... 24
Preglednica 5: Barvne razlike po izpostavitvi staranju - sistem 2 ... 25
Preglednica 6: Barvne razlike po premazovanju - sistem 3... 26
Preglednica 7: Barvne razlike po izpostavitvi staranju - sistem 3 ... 27
Preglednica 8: Barvne razlike po premazovanju - sistem 4... 30
Preglednica 9: Barvne razlike po izpostavitvi staranju - sistem 4 ... 31
Preglednica 10: Barvne razlike po premazovanju - sistem 5 ... 32
Preglednica 11: Barvne razlike po izpostavitvi staranju - sistem 5 ... 33
Preglednica 12: Barvne razlike po premazovanju - sistem 6 ... 35
Preglednica 13: Barven razlike po izpostavitvi staranju - sistem 6 ... 36
Preglednica 14: Povprečne vrednosti in standardni odklon barvnih razlik vseh sistemov .. 38
Preglednica 15: Premazni sistemi razvrščeni po standardu - od najboljšega do najslabšega ... 38
Preglednica 16: Barvni sistemi razvrščeni z upoštevanjem predhodnih razlik po premazovanju - od najboljšega do najslabšega... 39
KAZALO SLIK
Slika 1: Naprava za pospešeno staranje - odprta (levo), zaprta (desno) ... 15
Slika 2: Žarnica Osram ultra vitalux... 15
Slika 3: Spektrofotometer SP62, proizvajalca X-Rite GmbH - OPTRONIKTM... 16
Slika 4: CIELAB - sistem (Pavlič, 2009) ... 17
Slika 5: Les pred premazovanjem - sistem 1 ... 20
Slika 6: Les po premazovanju - sistem 1 ... 21
Slika 7: Les po izpostavitvi staranju - sistem 1 ... 22
Slika 8: Les pred premazovanjem - sistem 2 ... 23
Slika 9: Les po premazovanju - sistem 2 ... 24
Slika 10: Les po izpostavitvi staranju - sistem 2 ... 25
Slika 11: Les pred premazovanjem - sistem 3 ... 26
Slika 12: Les po premazovanju - sistem 3 ... 27
Slika 13: Les po izpostavitvi staranju - sistem 3 ... 28
Slika 14: Les pred premazovanjem - sistem 4 ... 29
Slika 15: Les po premazovanju - sistem 4 ... 30
Slika 16: Les po izpostavitvi staranju - sistem 4 ... 31
Slika 17: Les pred premazovanjem - sistem 5 ... 32
Slika 18: Les po premazovanju - sistem 5 ... 33
Slika 19: Les po izpostavitvi staranju - sistem 5 ... 34
Slika 20: Les pred premazovanjem - sistem 6 ... 35
Slika 21: Les po premazovanju - sistem 6 ... 36
Slika 22: Les po izpostavitvi staranju - sistem 6 ... 37
SEZNAM PRILOG
PRILOGA A: Nanešena količina premaza na posamezen preskušanec PRILOGA B: Barvne razlike pred izpostavitvijo in po njej
1 UVOD
Les je naraven razgradljiv material, ki je v zunanji uporabi ves čas podvržen degradaciji zaradi biotskih in abiotskih dejavnikov. Ti dejavniki so sončna svetloba, temperaturne spremembe, vlažnost, onesnažen zrak itd.. Les pred temi dejavniki najbolje površinsko zaščitimo s premaznimi sredstvi oz. sistemi (Pavlič, 2010).
Premazovanje površin lesa za zunanjo uporabo ima dekorativni in zaščitni pomen. Premaz lesu lahko zagotavlja daljšo trajnost in obstojnost barve, hkrati pa ga ščiti pred negativnimi učinki sončnega sevanja ter pred biološkim napadom. Zaradi zaščitne vloge mora biti premaz trpežen in čim dalj časa ohranjati svoje fizikalne lastnosti, s čimer se tudi podaljšujejo intervali med vzdrževanjem (Ekstedt, 2002).
Ena izmed pomembnih lastnosti premaznega sistema je, da mora biti odporen proti obarvanju zaradi grč v lesu. Grče so rastne posebnosti oz. napake, povezane z anatomsko strukturo lesnega materiala, in sicer je del veje vklopljene v deblu. Prisotnost grč v lesu zmanjšuje njegovo uporabnost in s tem tudi njegovo ceno. Po premazovanju in izpostavitvi zunanjim pogojem in/ali višjim temperaturam lahko na mestih v lesu, kjer so v prisotne grče, pride do diskoloracij, ki jih povzročajo smola (razne kisline in terpenoidi) in/ali vodotopni ekstraktivi, kot so tanini in druge fenolne spojine, ki so v grčah prisotne v relativno visokih količinah. Ti lesni »izločki« se prebijejo čez film premaza in se na površini pokažejo kot rumena ali rjava območja. Ta pojav imenujemo »rumenenje grč« (Nussbaum, 2004).
Za določanje odpornosti premazov proti obarvanju zaradi grč v lesu že obstaja standardna metoda SIST EN 927-7:2020, ki pa je v Laboratoriju za obdelavo površin še niso nikoli izvedli. Zaradi tega smo se odločili, da preverimo, če je omenjeno metodo z razpoložljivo opremo sploh mogoče izvesti oz., da se z ustreznimi prilagoditvami standardiziranemu postopku čim bolje približamo. Poleg tega pa smo želeli preveriti kako je z vrednotenjem nekaj osnovnih tipov belih pigmentiranih premazov. Tako smo prišli v stik s podjetjem Teknos d.o.o. iz Kranja, ki nas je opremilo s šestimi premaznimi sistemi, s tremi vodnimi in tremi topilnimi. Med sabo pa so se razlikovali tudi po slojnosti in prekrivnosti.
Največjo težavo za izvedbo preskusa nam je predstavljala ustrezna izbira lesa z grčami.
Kljub upoštevanju navodil za pripravo lesa v standardu (SIST EN 927-7:2020) bi se namreč lahko zgodilo, da tekom preskusa sploh ne pride do migracije snovi iz grč in bi tako lahko dobili predobre rezultate. Hkrati pa smo se zavedali, da je malo premazov, ki bi eventualno obarvanje grč v celoti preprečili in bi ne glede na izbran premazni sistem lahko dobili podobne rezultate. Ravno zaradi tega se nam je zdela ustrezna optimizacija preskusa zelo pomembna.
Predvidevali smo, da se je standardiziranim parametrom preskusa določanja odpornosti premazov proti obarvanju zaradi grč v lesu možno približati. Prav tako smo predvidevali, da je z uporabo optimizirane metode možno ugotoviti razlike med različnimi premaznimi sistemi, pri tem pa ima po vsej verjetnosti največji pomen ravno ustrezna izbira in priprava lesne podlage rdečega bora (Pinus sylvestris L.).
2 PREGLED OBJAV
2.1 LES
Les je eden najbolj bogatih vsestranskih naravnih materialov, hkrati pa tudi glavno krepilno in hranilno tkivo dreves in drugih rastlin. Les, ki ga proizvajajo številne botanične vrste, kot na primer golosemenke in kritosemenke, je na voljo v različnih barvah in vzorcih. Glede na svojo težo je močan material, ki izolira toploto in elektriko ter ima odlične zvočne lastnosti.
Poleg naštetega daje tudi občutek »toplote« in je enostaven za obdelavo, za razliko od kovine in kamna. Les ima neskončno možnosti uporabe, najpogosteje pa ga uporabljamo za stavbno pohištvo, vezane plošče in surovino za celulozo in papir ter številne kemične izdelke. Les pa je še vedno pomembno gorivo za večino sveta (Tsoumis, 1991).
2.2 RDEČI BOR
Rdeči bor (Pinus sylvestris L.) je zeleno iglasto drevo s stožčasto krošnjo. Zraste do 40 m, razvije globoko glavno in močne stranske korenine. Njegova življenjska doba je 300 let in več. Lubje je v zgornjem delu debla in debelejših vejah značilno rumenkasto rdeče. Iglice so dolge od 4 cm do 8 cm, modro zelene barve in goste rasti. Rdeči bor je enodomna in vetrocvetna vrsta. Cveti od maja oz. začetka junija, storži velikosti 3 cm do 7 cm pa dozorijo septembra ali oktobra v naslednjem letu. Les bora je lahek, mehak in srednje trd s širokim spektrom uporabe (Prah, 2019). Gostota lesa sega od 300 kg/m3 do 800 kg/m3.
Najpogosteje se uporablja v gradbeništvu za konstrukcije, v mizarstvu, za izdelavo stavbnega pohištva, kot rudniški les za tramove, pri vodogradnjah in pa tudi za ladijske pode.
Njegove iglice so zelo uporabne, saj vsebujejo veliko vitamina C in eteričnih olj, ki ju uporabljamo v zdravilstvu (Prah, 2019).
2.3 GRČE V LESU
Grče v lesu so napake, povezane z anatomsko strukturo lesnega materiala. Grča je del veje, vklopljene v deblu in zmanjšuje uporabnost lesa, saj je les na njenih mestih manj trden oz.
občasno tudi neuporaben.
Grče se običajno štejejo za pomanjkljivost v lesu iz več razlogov. Grča ima sama po sebi drugačno gostoto (običajno večjo) od lesa in njena orientacija je običajno pravokotna na okoliški les.
Vpliv grč na zaključne lastnosti lesa so odvisne od njihove velikosti, števila, oblike, lokacije, trdnosti in od tega ali so zarasle ali pa so zdrave. Danes za ocenjevanje lesa uporabljamo standarde po katerih razvrstimo les v kvalitetne razrede in njegovo uporabnost glede na število, velikost in vrsto grč. Najbolje ocenjen les je les brez grč (Leban, 2007).
Po standardu SIST EN 1310:2001 poznamo naslednje oblike grč: okrogle, ovalne, robne, prebojne, krilaste, brkaste grče in pa mačje šape. Po radialnem prerezu debla pa poznamo vrasle in izpadne grče ter pa vrasle slepice.
2.3.1 Vrasla grča
Grča je vrasla, dokler je veja živa in s tem njen kambij in prirastne plasti sklenjeno prehajajo v debelni kambij in debelne prirastne plasti (Gorišek, 2009).
2.3.2 Izpadna grča
Veja odmre in s tem se povezava s kambijem prekine in zato se veja odlomi. Les tvorjen v naslednjih letih, nima grč. Štrclji vej pri iglavcih še dolgo ostanejo na deblu, ki jih obrašča.
Tako nastanejo izpadne grče, saj pri nadaljnji obdelavi navadno izpadejo (Gorišek, 2009).
2.3.3 Vrasla slepica
Ko veja zaradi odmrtja kambija odmre, se s tem prekine povezava med debelnim in vejnim kambijem oz. prirastnimi plastmi. Mikroorganizmi listavcev hitro pričnejo z razkrojem mrtvega vejnega tkiva. Veja se odlomi tik ob deblu, ob tem ostanek veje deblo hitro preraste in tako nastane vrasla slepica (Gorišek, 2009).
2.4 PREMAZNA SREDSTVA ZA ZAŠČITO LESA PRED VREMENSKIMI VPLIVI
Les, ki je izpostavljen različnim klimatskim razmeram in vremenskim vplivom, kot so:
sonce, dež, veter, sneg, onesnažen zrak in podobno, začne hitro propadati. Poškodbe se najprej pojavijo na površini, ki jih opazimo najprej, kot sprememba barve lesa, s časom pa ta površina postaja čedalje bolj reliefna, pojavijo se tudi številne razpoke in izkrivljenost. Da bi preprečili ali vsaj ublažili te nezaželene spremembe lesa ga zaščitimo z raznimi zaščitnimi sredstvi. Tako lesu podaljšamo trajnost in obenem poudarimo njegove dekorativne lastnosti (Pavlič in Mihevc, 2001).
Pri nas se najpogosteje uporablja razvrstitev (Pečenko, 1987), ki razdeli sredstva, gledana z vidika materialov primernih za zaščito lesa pred vremenskimi vplivi, na štiri tipe:
- sredstva za kemično zaščito lesa, - lak emajli,
- lazure, - laki.
2.4.1 Lak emajli
Lak emajli so debeloslojna filmotvorna zaščitna premazna sredstva, ki popolnoma prekrijejo lesno strukturo in možne napake na lesu. Njihova značilnost je, da vsebujejo veliko količino pigmentov, zaradi katerih jih lahko kupimo v različnih barvnih odtenkih (Feist, 1997).
Prednost lak emajlov je dobra vodoodbojnost in nizka paraprepustnost, ki pa je hkrati tudi njihova največja pomanjkljivost. Ob izpostavitvi izdelkov vremenskim vplivom prihaja do erozije premaza in difuzije vlage skozi film v les, kar povzroči mikrorazpoke v lesu (Pečenko, 1987; Miller, 1980; Feist, 1997).
Barvanje lesa na prostem z lak emajli je pogost postopek. Pri nanašanju moramo paziti, da premaznih filmov ne nanesemo predebelo, saj lahko to povzroči luščenje premaza. Pri ponovnem premazovanju moramo najprej odstraniti celoten predhodni premaz. Premaze najprej omehčamo s plamenom, z vročim zrakom ali pa s kemičnim odstranjevalcem. Lak emajl nato ostranimo z mehaničnim struganjem z lopatico. (Pečenko, 1987; Mihevc, 1999).
2.4.2 Laki
Z lakiranjem želimo obdržati čim bolj naraven videz lesa. Laki so v bistvu lak emajli brez pigmentov. Pri premazovanju z laki se pojavljajo podobne težave kot pri lak emajlih.
Kvalitetni lak nanesemo na pripravljeno površino, če pa želimo les zaščititi pred delovanjem sončne svetlobe, pa moramo uporabiti lake s pigmenti. Lakov po navadi ne uporabljamo za zaščito pred vremenskimi vplivi, razen če zagotovimo redno vzdrževanje, kar pa predstavlja velik finančni zalogaj (Pečenko, 1987).
2.4.3 Lazure
Lazure uporabljamo predvsem v industriji stavbnega pohištva, proizvodnji oken in vrat, za površinsko obdelavo lesenih konstrukcij, lesenih ograj, opažev ter vseh ostalih izdelkov, ki so izpostavljeni vremenskim vplivom (Kričej, 1976). K vse večji uporabi teh premazov je pripomogla enostavna površinska obdelava, videz in enostavno obnavljanje.
Lazure med sabo razlikujemo po debelini suhega filma. Nekatere tvorijo na lesu lepo definiran zaprt sloj med tem, ko druge v les penetrirajo. Miller (1980) deli lazurne premaze na:
- impregnacijske lazure, - tankoslojne lazure, - debeloslojne lazure, - prekrivne lazure.
Lazure so manj pigmentirane kot lak emajli, saj na lesu tvorijo tanek film in transparentno obarvajo površino lesa, obenem pa je še vidna struktura lesa. Osnovna lastnost lazur je odbijanje tekoče vode, saj imajo izrazito vodoodbojno površino. Zaradi tega se odlično obnesejo na vertikalnih površinah, slabše pa na horizontalnih. Lazure so permeabilne in s tem omogočajo »dihanje« lesa. Slaba stran tega je, da lesna vlažnost precej niha v primerjavi z neprepustnimi ali malo prepustnimi premazi. Pri izpostavitvi lesa, premazanega z lazurami, se debelina filma tanjša in s tem le-ta lahko postane bolj krhek in začne pokati ter se luščiti.
Lazure omogočajo zelo lahko obnavljanje, saj pred novim nanosom površino enostavno skrtačimo in obrišemo in nato nanesemo en ali dva nanosa, da osvežimo površino (Pečenko, 1987).
2.4.4 Rumenenje grč na premazanem lesu
Rumenenje grč na premazanem lesu je pojav, ki nastane zaradi izločanja smolnatih spojin (npr. smolne kisline in drugih terpenoidov) in/ali v vodi topni ekstraktivov, kot so tanini in druge fenolne spojine, ki so v grčah prisotne v relativno velikih količinah. Po preboju čez barvni film se ti leseni izločki pokažejo kot rumena območja. Ta pojav imenujemo
»rumenenje grč« (Nussbaum, 2004).
V Skandinaviji je rumenenje grč predvsem problem pri mizarstvu. Najpogosteje se pojavi pri bukovini pobarvani v belo, lahko pa se pojavi tudi na smrekovini. Še en dejavnik, ki domnevno vpliva na porumenelost grč, je zaščitna obdelava lesa z impregnacijo ali z namakanjem v sredstvih za zaščito lesa pred barvanjem. Nussbaum je raziskoval vplive parametrov procesa in obdelave na razbarvanje barvanega stavbnega pohištva zaradi izločanja smole iz grč. Ugotovil je, da na rumenenje grč vpliva več dejavnikov, vendar je največji učinek proti zaustavitvi obarvanja dosegla obdelava s proizvodi, ki vsebujejo organska topila (Nussbaum, 2004).
Razbarvanje smreke in bora je najpogosteje povezano z grčami. Lastnosti premaznih sistemov igrajo pomembno vlogo pri zmanjševanju razbarvanja. Vodotopne snovi in drugi lesni ekstrakti lahko migrirajo v premaze in tako povzročijo njihovo obarvanje. Ekstedt (2002) je v svojem doktorskem delu raziskoval pregradne lastnosti zunanjih lesnih premazov. Proučeval je vpliv različnih režimov sušenja lesa na rumenenje grč pri premazanem lesu.
Z optimizacijo metode za določanje odpornosti premazov proti obarvanju zaradi grč v lesu pa sta se že leta 2004 ukvarjala Suttie in Ekstedt. Takrat sta jo poimenovala metoda za določanje obarvanja premazov na lesu zaradi taninov iz grč. Rezultat njune raziskave je bila priprava osnutka metode za pripravo standardne, ki jo poznamo danes (SIST EN 927- 7:2020). Ravno to metodo smo kritično obravnavali v naši raziskavi.
2.4.5 Kratek opis standardne metode SIST EN 927-7:2020
Standarda metoda SIST EN 927-7:2020 predvideva uporabo grčavih letev rdečega bora (Pinus sylvestris L.), brez vidnih razpok, modrenja, gnilobe in poškodb. Temperatura sušenja ne sme v nobenem delu presegati 70 °C. Po sušenju letve kondicioniramo pri (20 ± 2) °C, relativni zračni vlažnosti (65 ± 5) %, do ravnovesne lesne vlažnosti (13 ± 2) %. Nato letve razžagamo v preskušance dimenzij 150 mm × 70 mm × 20 mm z vsaj eno grčo, ki je večja od premera odprtine merilne naprave za določanje barve. Preskušanci naj bodo shranjeni v (20 ± 2) °C in (65 ± 5) % relativne vlažnosti, najmanj 7 dni in največ 14 dni pred premazovanjem.
Pet preskušancev naj bo naključno izbranih za preskus. Premazne sisteme nanesemo po metodah in zahtevah, določenih s strani proizvajalca. Pospešeno staranje preskušancev se izvaja v skladu s standardom EN ISO 11507:2007, vendar brez kondenzacije ali vodnega pršenja. V komori naj bo uporabljena sijalka tipa 2 (običajno imenovana UVA 340).
Premazane preskušance izpostavimo komori, s prevlečeno površino proti fluorescenci sijalke, neprekinjeno za 72 ur. Med izpostavitvijo naj bo vzdrževana temperatura (60 ± 3)
°C (»black-standard temperature«). Po 72 urah izpostavljenosti, odstranimo preskušance iz komore in izmerimo barvno razliko.
Barvna razlika se meri v barvnih koordinatah CIELAB z aparatom z osvetljevalcem D65.
Na vsakem preskušancu naredimo pet meritev na grči in pet poleg nje. Izračun vrednosti ΔE* se opravi za vsak premazan preizkušanec in se navede kot aritmetična srednja vrednost za vse ločene meritve in standardni odmik meritev.
3 MATERIAL IN METODE
Za podlago smo uporabili grčave vzorce lesa rdečega bora (Pinus sylvestris L.). Premazali smo jih s šestimi različnimi premaznimi sistemi, in sicer tremi na vodni osnovi in tremi na osnovi topil. Umetno pospešeno staranje smo izvedli v komori za staranje z žarnico Osram Ultra Vitalux 300 W 230 V E27. Pred staranjem in po njem smo s kolorimetrom X-rite SP64 izvedli meritve barve premazanih površin na lesu normalne rasti in mestih, kjer je pod premaznim sistemom bila prisotna grča. Barvne razlike smo ovrednotili po barvnem sistemu CIELAB.
3.1 MATERIALI
3.1.1 Tvorba premaznih sistemov
Belo pigmentirane premazne sisteme smo tvorili z nanosom več premaznih sredstev. Med sabo so se razlikovali po vrsti topila, vrsti veziva, slojnosti in prekrivnosti podlage. Tvorba teh šestih premaznih sistemov je opisana v nadaljevanju.
Sistemi na vodni osnovi:
Sistem 1 - tankoslojni poltransparentni lazurni sistem:
- 1. nanos: TEKNOL AQUA 1410
- 2. nanos: WOODEX AQUA CLASSIC - 3. nanos: WOODEX AQUA CLASSIC
Sistem 2 - debeloslojni poltransparentni lazurni sistem:
- 1. nanos: TEKNOL AQUA 1410 - 2. nanos: AQUAPRIMER 2900-02 - 3. nanos: AQUATOP 2600-92
Sistem 3 - debeloslojni prekrivni emajl sistem - 1. nanos: TEKNOL AQUA 1410 - 2. nanos: ANTISTAIN AQUA 5200-00 - 3. nanos: AQUATOP 2600-22
Sistemi na osnovi topil:
Sistem 4 - tankoslojni poltransparentni lazurni sistem:
- 1. nanos: TEKNOL AQUA 1410 - 2. nanos: WOODEX CLASSIC - 3. nanos: WOODEX CLASSIC
Sistem 5 - debeloslojni poltransparentni lazurni sistem:
- 1. nanos: TEKNOL AQUA 1410 - 2. nanos: WOODEX CLASSIC - 3. nanos: HELO 15
Sistem 6 - debeloslojni prekrivni emajl sistem:
- 1. nanos: TEKNOL AQUA 1410
- 2. nanos: TEKNODUR WOOD PRIMER 1005 - 3. nanos: FUTURA 40
3.1.2 Predstavitev uporabljenih premazov
3.1.2.1 Teknol Aqua 1410-01
Teknol Aqua 1410-01 je brezbarvni industrijski impregnacijski biocidni zaščitni premaz na vodni osnovi, namenjen zaščiti novega neobdelanega lesa za zunanjo uporabo. Premaz ščiti obdelano površino lesa pred propadanjem in glivami, ki obarvajo les. Po impregnaciji les postane dimenzijsko trdnejši in pri naknadni obdelavi zmanjšuje lisavost površine. Premaz vsebuje sintetično vezivo in približno 5 % suhe snovi ter spada pod tretji razred uporabe.
Pred nanosom mora biti les popolnoma čist, brez prahu in umazanije. Premaz pred nanosom dobro premešamo in ga nanesemo s čopičem, potapljanjem, oblivanjem ali razprševanjem.
Premaz nanašamo pri temperaturi od 18 °C do 22 °C in okoli 50 % relativni vlažnosti zraka.
Premaz se pri 20 °C in 50 % relativni vlažnosti zraka suši 1-2 uri, da je suh na dotik, za nadaljnjo obdelavo pa je potrebno počakati od 2 do 3 ure. Čas sušenja se lahko spremeni glede na kakovost lesa in s spremembo temperature, vlažnosti in zračenja prostora v katerem se les nahaja. Preden les izpostavimo vremenskim vplivom ga je potrebno zaščititi še s končnim premazom (Teknos, 2021a).
3.1.2.2 Woodex Aqua Classic
Woodex Aqua Classic je tankoslojni poltransparentni belo pigmentiran lazurni premaz na vodni osnovi. Uporabljamo ga za zaščito lesne površine pred vlago, umazanijo in zaščito pred UV-žarki. Primeren je za vrtne ute, lesene hiše, stene, vrata, okna, ograje in stebre.
Pred nanosom mora biti delovna površina popolnoma suha, relativna vlažnost lesa mora biti pod 20 %, temperatura ozračja, površine in premaza morajo biti nad 5 °C in relativna zračna vlaga pod 80 %. Premaz se pri 23 °C suši 16 ur. Uporabljamo ga nerazredčenega, orodje pa moramo oprati s toplo vodo, takoj po uporabi. Premaz je brezbarven in obarvan, njegova končna niansa pa bo vidna šele, ko je površina popolnoma suha (Teknos, 2021b).
3.1.2.3 Aquaprimer 2900-02
Aquaprimer 2900-02 je tankoslojni poltransparentni belo pigmentiran industrijski lazurni premaz na vodni osnovi. Uporabljamo ga za okna in vrata, ki so izpostavljena zunanjim vplivom.
Pred nanosom premaza mora biti les popolnoma čist, brez prahu in umazanije. Vlažnost lesa naj znaša približno 13 % in ne sme presegati 15 %. V primeru, da premazujemo les iglavcev, mora biti le-ta pred nanosom premaza impregniran ali obdelan z biocidnim zaščitnim sredstvom.
Premaz nanesemo s čopičem, brizganjem, umakanjem ali oblivanjem, teoretična poraba pa znaša od 12 m²/l do 16 m²/l. Pred uporabo premaz dobro premešamo, zaradi hitrega izhlapevanja pa mu lahko dodajamo vodo. Premaz nanašamo v prostoru z 18 °C do 22 °C in s 50 % relativno zračno vlažnostjo.
Premaz se suši 1-2 uri pri 20 °C in 50 % relativni vlažnosti, da je suh na dotik ter 2-3 ure, da je popolnoma suh in pripravljen na ponovni nanos oz. brušenje. Čas sušenja lahko zmanjšamo z uporabo posebnih sistemov za sušenje (Teknos, 2021c).
3.1.2.4 Aquatop 2600-92
Premaz Aquatop 2600-92 je debeloslojni poltransparentni belo pigmentiran industrijski lazurni premaz na vodni osnovi. Uporabljamo ga za okna in vrata, ki so izpostavljena zunanjim vremenskim vplivom. Premaz je vodoodporen.
Pred nanosom mora biti les brez prahu in umazanije. Vlažnost lesa mora znašati približno 13 % in ne sme presegati 15 %. Les iglavcev in neodpornih listavcev moramo predhodno impregnirati oz. premazati z zaščitnim sredstvom. Pred nanosom premaz dobro premešamo.
Nanos premaza opravimo v prostoru pri 18 °C do 22 °C ter 50 % relativno vlažnostjo zraka z Airmax ali Airless pištolo ali pa z opremo za samodejno brizganje. Nanesemo od 150 µm do 300 µm mokrega filma. Premaz se suši 2-3 ure pri 20 °C in 50 % relativni vlažnosti, da je suh na dotik, in 3-4 ure, da je pripravljen na nadaljnjo obdelavo. Čas sušenja se spreminja glede na debelino nanosa ter temperaturo prostora, relativne vlažnosti v prostoru in prezračevanja. Opremo po premazovanju enostavno očistimo z vodo (Teknos, 2021d).
3.1.2.5 Antistain Aqua 5200-00
Premaz Antistain Aqua 5200-00 je debeloslojni poltransparentni belo pigmentiran industrijski emajl. Uporabljamo ga za vrata in okna, ki so izpostavljena zunanjim vplivom.
Pred premazovanjem mora biti les čist, brez prahu in umazanije. Vlažnost lesa pa mora znašati približno 13 % in ne sme presegati 15 %. Pred prenosom moramo premaz dobro premešati. Optimalna temperatura nanašanja premaza je od 18 °C do 22 °C, vlažnost zraka pa 50 %. Povprečna poraba premaza je od 5 m²/l do 8 m²/l.
Premaz se pri 23 °C in pri 50 % relativni vlažnosti zraka suši 2-3 ure, da je suh na dotik. Za nadaljnjo obdelovanje pa je se mora sušiti vsaj 3-4 ure (Teknos, 2021e).
3.1.2.6 Aquatop 2600-22
Aquatop 2600-22 je dobro odporni končni debeloslojni prekrivni belo pigmentiran industrijski emajl na vodni osnovi, primeren za premazovanje oken in vrat, ki so izpostavljeni zunanjim vplivom.
Les mora biti pred premazovanjem popolnoma čist, brez prahu in umazanije. Vlažnost lesa mora znašati približno 13 % in ne sme presegati 15 %. Les iglavcev in neodpornih listavcev mora biti pred premazovanjem impregniran ali pa obdelan z zaščitnim sredstvom. Premaz pred uporabo dobro premešamo in ga nanesemo z Airmix ali Airless pištolo, lahko pa tudi z opremo za samodejno brizganje. Povprečna poraba premaza je od 3 m²/l do 6 m²/l.
Premazovanje opravimo v prostoru pri temperaturi od 18 °C do 22 °C in pri 50 % relativni vlažnosti zraka. Nanesemo od 150 µm do 300 µm mokrega filma.
Premaz se pri 20 °C in pri 50 % relativni vlažnosti zraka suši 2-3 ure, da je suh na dotik. Za nadaljnjo obdelavo pa se mora sušiti vsaj 3-4 ure. Čas sušenja pa lahko zmanjšamo z uporabo posebnih sistemov za sušenje (Teknos, 2021f).
3.1.2.7 Woodex Classic
Woodex Classic je tankoslojni poltransparenten belo pigmentiran premaz na osnovi topil.
Les ščiti pred umazanijo, vlago in obarvanostjo zaradi izpostavitve UV-žarkom.
Uporabljamo ga na novem lesu in na lesu, ki je že obdelan s premazi, ki ne tvorijo filma.
Najpogosteje ga uporabljamo na lesenih stenah, vratih, oknih, lesenih hiškah in stebrih.
Pred nanosom premaza mora bit les popolnoma čist, brez prahu. Vlažnost lesa naj bo nižja od 20 %. Prostor v katerem premazujemo naj ima temperaturo zraka višjo od 5 °C in relativna vlažnost zraka naj bo nižja od 80 %. Premaz pred uporabo dobro premešamo in ga nanesemo s čopičem ali brizganjem. Povprečna poraba premaza je od 8 m²/l do 12 m²/l. Les se pri 23 °C suši 16 ur. Čas sušenja se v vlažnih in hladnejših okoljih podaljša (Teknos, 2021g).
3.1.2.8 Helo 15
Helo 15 je zelo odporen hitro sušeč debeloslojni belo pigmentiran prekrivni premaz za les.
Uporabljamo ga za vse vrste zahtevnih lesnih površin, zunaj in znotraj. Premaz pusti zelo trd film, ki je hkrati tudi elastičen. Najpogosteje premazujemo talne letve, pohištvo in lesne površine, ki potrebujejo vzdržljiv sistem.
Nanesemo ga na popolnoma čisto lesno površino, brez prahu in nečistoč. V primeru, da bo les izpostavljen zunanjim vremenskim vplivom, mora biti predhodno impregniran. Lak nanesemo s širokim čopičem. Prostor za premazovanje mora imeti več kot 10 °C in relativno vlažnost zraka pod 80 %. Povprečna poraba je od 10 m²/l do 14 m²/l.
Premaz se pri 23 °C suši 6 ur, da je suh na dotik, po 16 urah pa je les pripravljen na nadaljnjo obdelavo. Čas sušenja se lahko podaljša, če les sušimo v hladnejših in važnejših prostorih (Teknos, 2021h).
3.1.2.9 Teknodur Wood Primer 1005
Teknodur Wood Primer je debeloslojni prekrivni belo pigmentiran dvokomponentni poliuretanski temeljni premaz. Uporabljamo ga za lesno-aluminijaste dele okenskih okvirjev. Je hitro sušeč premaz, ki se enostavno brusi. Daje kompakten in enakomeren barvni film.
Vsebuje (45 ± 2) % trdnih snovi s skupno maso približno 950 g/l. Povprečna poraba premaza je od 7,5 m²/l do 11,2 m2/l. Uporabljamo ga skupaj s trdilcem Teknodur hardener 0200 STA v mešalnem razmerju (A : B) 10 : 1 volumskih delov. Njegov odprti čas po mešanju je 6 ur pri 23 °C. Shranjujemo ga na hladnem in suhem mestu v tesno zaprti pločevinki.
Površina mora biti čista in suha z vsebnostjo vlage v lesu pod 20 %. Nanašamo ga z brezzračnim ali klasičnim brizganjem in tudi s čopičem. Premaz se pri 23 °C suši 1 uro, da je suho na dotik, po 5 urah pa je les pripravljen na nadaljnjo obdelavo (Teknos, 2021i).
3.1.2.10 Futura 40
Futura 40 je debeloslojna prekrivna belo pigmentirana barva na alkidni osnovi za vertikalen nanos. Uporabljamo jo za končni nanos na lesene površine in temeljno obdelano kovinske površine. Najpogosteje za samostojno pohištvo, tako za zunanjo kot tudi notranjo uporabo.
Barvanje opravimo v prostoru, ki ima več kot 5 °C in z relativno vlažnostjo pod 80 %. Barvo nanesemo na čisto lesno površino s čopičem, valjčkom ali brizganjem. Barvo pred začetkom premazovanja dobro premešamo. Povprečna poraba znaša od 8 m²/l do12 m²/l. Barva se pri 23 °C suši 4 ure, za nadaljnjo obdelovanje pa se mora sušiti en dan. Čas sušenja se lahko podaljša v hladnejših in važnejših okoljih (Teknos, 2021j).
3.2 METODE
3.2.1 Določanje odpornosti premazov proti obarvanju zaradi grč v lesu
3.2.1.1 Dimenzije vzorcev in lastnosti lesa
Za pripravo vzorcev smo uporabili radialno do polradialno orientiran grčav les rdečega bora (Pinus sylvestris L.), brez vidnih razpok, modrenja in ostalih poškodb. Letve so bile kondicionirane pri (20 ± 2) °C, relativni zračni vlažnosti (65 ± 5) %, do ravnovesne lesne vlažnosti (13 ± 2) %.
Po sušenju smo letve razžagali na 24 preskušancev dimenzij 280 mm × 70 mm × 20 mm Standard sicer predvideva dimenzije 150 mm × 70 mm × 20 mm, a smo se kljub temu odločili za večje dimenzije, saj je tako bilo lažje kontrolirati nanos premaznih sredstev. Vsak vzorec lesa je vseboval vsaj eno grčo, ki je bila večjega premera od premera odprtine merilne naprave za določanje barve. Vzorci so bili pred premazovanjem 14 dni shranjeni v komori s temperaturo (20 ± 2) °C in relativno zračno vlažnostjo (65 ± 5) %.
3.2.1.2 Priprava in premazovanje preskušancev
Za vsak premazni sistem smo naključno izbrali po štiri vzorce lesa. Premazne sisteme smo nanesli po metodah in zahtevah, določenih s strani proizvajalca. Količino nanosa smo predhodno preračunali za vsak premaz posebej. Preskušance smo premazovali s čopičem ležeče in ne pokončno kot to predvideva standard.
3.2.1.3 Komora za umetno pospešeno staranje
Po standardu EN ISO 11507:2007 bi morali vzorce izpostaviti v komori za umetno pospešeno staranje z nizkotlačnimi živosrebrovimi UV sijalkami tipa 2, ki imajo največjo intenziteto sevanja pri valovni dolžini 340 nm. Ker tovrstne opreme v laboratoriju nismo imeli na voljo, smo izpostavitev izvedli v prirejeni komori s klasično UV žarnico z žarilno nitko OSRAM ULTRA VITALUX 300 W (Osram, 2021), ki poleg vidne svetlobe seva tudi z UV svetlobo valovne dolžine od 315 nm do 400 nm (UVA; 13,6 W) in od 280 nm do 315 nm (UVB; 3,0 W) (Slika 1).
Bolj kot valovna dolžina in moč sevanja pa se nam je zdela pomembna temperatura, ki jo svetloba žarnice s svojo emisijo ustvarja na površini vzorca. Le-ta naj bi znašala (60 ± 3) °C (»black-standard temperature«). To temperaturo smo dosegli z ustrezno razdaljo vzorca od žarnice, ki je znašala 300 mm.
Slika 1: Naprava za pospešeno staranje - odprta (levo), zaprta (desno)
- ŽARNICA OSRAM ULTRA VITALUX 300 W 230 V E27
Žarnica (Slika 2) je namenjan simulaciji sončne svetlobe, sušenju lepila, staranju umetnih materialov oz. izpostavljenosti UV-občutljivih prevlek. Zaradi intenzivnega oddajanja toplote lahko svetilka deluje samo v ustreznih komorah. Svetilko je treba zaščititi pred vlago in brizganjem vode. V primeru nepravilne uporabe lahko UV sevanje povzroči opekline in konjunktivitis. Velikost žarnice je 127 mm × 185 mm s kotom žarka 30°. Njena življenjska doba je 1000 ur. Nazivna napetost žarnice je 230 V in nazivna moč 300 W (Osram, 2021)
Slika 2: Žarnica Osram ultra vitalux
3.2.1.4 Naprava za merjenje barve
Za numerično vrednotenje barve in barvnih razlik smo uporabili spektrofotometer SP62, proizvajalca X-Rite GmbH - OPTRONIKTM (Slika 3), ki vsebuje vrsto svetlobe D65.
Spektrofotometer ali laično kolorimeter smo pred izvedbo meritev kalibrirali s pomočjo priloženega pripomočka, ki vsebuje bel in črn standard (Pavlič, 2009).
Spektrofotometer deluje na principu zaznave barve oz. barvnega odtenka, glede na raven odbitih svetlobnih žarkov, kar mu omogoča vgrajena spektrofotometrična krogla, z usmerjeno osvetlitvijo (Pavlič, 2009).
Slika 3: Spektrofotometer SP62, proizvajalca X-Rite GmbH - OPTRONIKTM
Za merjenje barve smo izbrali CIELAB sistem (Slika 4), ki je najpogosteje uporabljen in izpopolnjen sistem za numerično vrednotenje barve. Predstavlja matematično kombinacijo kartezijskega in cilindričnega koordinatnega sistema (Pavlič, 2009). Barva pa je opredeljena s tremi osnovnimi vrednostmi:
L* – določa svetlost barve in zavzema vrednost od 0 (absolutno črno) do 100 (absolutno belo),
a* – določa lego barve na rdeče (+) - zeleni (-) osi, b* – določa lego barve na rumeno (+) - modri (-) osi.
Slika 4: CIELAB - sistem (Pavlič, 2009)
3.2.1.5 Izpostavljenost
Preskušanci so bili izpostavljeni staranju v komori brez kondenzacije ali vodnega pršenja.
Izpostavljenost je potekala 72 ur. Po 72 urah izpostavljenosti smo preskušance odstranili iz komore in jih pred merjenjem barve kondicionirali na sobno temperaturo.
3.2.1.6 Merjenje barvnih razlik
Barvno razliko med barvama premazana ne površine nad grčo in premazane površino ob grči smo izmerili z napravo za merjenje barv v barvnih koordinatah CIELAB sistema. Naredili smo po pet meritev na grči in po pet poleg nje.
Standard SIST EN 927-7:2020 predvideva, da meritve opravimo samo po staranju preskušancev, saj predvideva, da so premazi prekrivni in površine po premazovanju popolnoma bele. Večina naših premaznih sistemov (4) pa je bila poltransparentnih in tako so se že pred izpostavitvijo pojavile večje razlike v barvi premazane površine na grči in poleg nje. Tako je bilo smiselno, da opravimo meritve pri vseh sistemih že pred izpostavitvijo in ne samo po njej.
3.2.1.7 Izračun barvnih razlik
Po CIELAB sistemu barvne razlike izrazimo z vrednostjo ΔE*, ki smo jo izračunali po naslednji enačbi (1):
∆𝐸∗ = √(∆𝐿∗)2+ (∆𝑎∗)2+ (∆𝑏∗)2 ...(1)
Legenda oznak:
∆E*... sprememba barve po CIELAB-sistemu
∆L* ... razlika med barvno komponento svetlosti barve L* CIELAB-sistema pred izpostavljenostjo in po njej
∆a* ... razlika med barvno komponento a* CIELAB-sistema pred izpostavljenostjo in po njej
∆b* ... razlika med barvno komponento b* CIELAB-sistema pred izpostavljenostjo in po njej
Barvno razliko premazane površine na grči in poleg nje smo določili za vsak vzorec posebej, kot končni rezultat pa smo navedli povprečno vrednost barvnih razlik in standardni odklon meritev na vseh štirih vzorcih.
4 REZULTATI IN RAZPRAVA
Za vsak premazni sistem smo izvedli meritve pred izpostavitvijo in po njej. Na vsakem vzorcu smo izvedli po 5 meritev na mestih z grčo in po 5 na mestih brez njih. Za lažjo predstavitev rezultatov so v vseh naslednjih preglednicah (Preglednice od 2 do 13) predstavljene samo povprečne vrednosti. Vse meritve pa so prikazane v preglednicah v prilogi B.
Na podlagi tehničnih dokumentacij premazov smo iz teoretične porabe in specifične teže izračunali priporočen nanos premazov za posamezni sloj vsakega premaznega sistema.
Izračuni nanosa so bili preračunani za naše dimenzije preskušanca 280 mm × 70 mm × 20 mm v gramih in so prikazani v Preglednici 1. Vrednosti, ki so bile nanešene na posamezen vzorec pa so podane v prilogah (Priloga A).
Preglednica 1: Poraba premazov
Premaz: Teoretična poraba (m²/l)
Poraba na preskušanec (g)
Specifična teža (g/ml) Teknol aqua 1410 odvisno od kakovosti in vrste lesa ~ 1,0
Woodex aqua classic 8 – 12 1,63 – 2,45 ~ 1,0
Aquaprimer 2900-02 12 – 16 1,23 – 1,63 ~ 1,0
Aquatop 2600-92 3 – 6 3,27 – 6,53 ~ 1,0
Antistain aqua 5200-00 5 – 8 2,45 – 3,92 ~ 1,0
Aquatop 2600-22 3 – 6 3,27 – 6,53 ~ 1,0
Woodex classic 8 – 12 1,31 – 1,96 ~ 0,8
Helo 15 10 – 14 1,26 g – 1,76 ~ 0,9
Teknodur wood primer 1005 7,5 – 11,2 1,75 – 2,61 ~ 1,0
Futura 40 8 – 12 2,12 – 3,18 ~ 1,3
4.1 PREMAZNI SISTEMI NA VODNI OSNOVI
4.1.1 Premazni sistem 1
Izgled preskušancev rdečega bora pred nanosom tankoslojnega belega poltransparentnega lazurnega sistema je predstavljen na sliki 5.
Slika 5: Les pred premazovanjem - sistem 1
V Preglednici 2 so predstavljene povprečne meritve barv na mestih z grčami in brez njih, za posamezne preskušance pred izpostavitvijo. Razlike sprememb barve (∆E*) po CIELAB sistemu so bile že v začetku velike (od 2,64 pa do 5,37), kar je pričakovano, ker je že sam premazni sistem poltransparenten, kot je razvidno na Sliki 6.
Preglednica 2: Barvne razlike po premazovanju - sistem 1
Oznaka: Mesta brez grč: Mesta z grčami: Barvne razlike
L* a* b* L* a* b* ΔL* Δa* Δb* ΔE*
1,1 91,08 0,69 4,30 88,56 -0,21 2,85 -2,52 -0,90 -1,45 3,04 1,2 91,79 0,80 4,87 86,80 -0,21 3,17 -4,99 -1,01 -1,70 5,37 1,3 90,34 0,76 4,73 86,38 -0,12 2,50 -3,96 -0,88 -2,23 4,63 1,4 91,61 0,60 4,35 89,24 -0,20 3,49 -2,37 -0,80 -0,86 2,64
Slika 6: Les po premazovanju - sistem 1
V Preglednici 3 so predstavljene povprečne barvne razlike mest z grčami in mest brez grč po izpostavitvi. Razlika v spremembi barve med mesti brez grč in mesti z grčami je segala tudi do 40,13. Pri vzorcih 1,1 in 1,4 opazimo manjše vrednosti, saj je tudi preboj smole na mestih z grčami manjši (Slika 7).
Preglednica 3: Barvne razlike po izpostavitvi staranju - sistem 1
Oznaka: Mesta brez grč: Mesta z grčami: Barvne razlike
L* a* b* L* a* b* ΔL* Δa* Δb* ΔE*
1,1 90,47 0,61 4,65 85,39 -0,42 12,32 -5,08 -1,03 7,67 9,26 1,2 90,86 0,67 4,87 68,65 8,10 37,45 -22,21 7,43 32,59 40,13 1,3 88,91 0,60 5,05 67,75 7,49 33,78 -21,16 6,89 28,73 36,34 1,4 90,68 0,39 5,14 81,39 1,41 21,72 -9,28 1,02 16,59 19,03
Slika 7: Les po izpostavitvi staranju - sistem 1
4.1.2 Premazni sistem 2
Izgled vzorcev pred nanosom debeloslojnega belega poltransparentnega lazurnega sistema je predstavljen na Sliki 8.
Slika 8: Les pred premazovanjem - sistem 2
Vrednosti barvnih razlik sistema po premazovanju so prikazane v Preglednici 4 in segajo tja do 10,83. Razlog za to je zopet poltransparentnost premaznega sistema, kot je vidno na sliki 9. Razlike so bile celo večje, saj je kljub večji slojnosti sistem 2 vseboval manj pigmentov kot sistem 1.
Preglednica 4: Barvne razlike po premazovanju - sistem 2
Oznaka: Mesta brez grč: Mesta z grčami: Barvne razlike
L* a* b* L* a* b* ΔL* Δa* Δb* ΔE*
2,1 82,78 3,64 8,84 77,18 2,31 5,36 -5,60 -1,33 -3,48 6,73 2,2 85,44 2,72 9,63 75,60 3,12 5,12 -9,84 0,40 -4,51 10,83 2,3 83,87 3,37 9,92 76,95 2,63 4,71 -6,92 -0,74 -5,21 8,70 2,4 87,19 2,53 9,61 79,28 2,78 5,98 -7,92 0,25 -3,63 8,71
Slika 9: Les po premazovanju - sistem 2
V Preglednici 5 so predstavljene barvne razlike po izpostavitvi. Na mestih z grčami je opaziti močno obarvanje premazane površine (Slika 10). Svetlost barve (L*) na mestih z grčami se je spremenila tudi do 27,08 v primerjavi z lesom brez grč.
Preglednica 5: Barvne razlike po izpostavitvi staranju - sistem 2
Oznaka: Mesta brez grč: Mesta z grčami: Barvne razlike
L* a* b* L* a* b* ΔL* Δa* Δb* ΔE*
2,1 81,65 3,28 10,44 67,04 4,43 26,35 -14,61 1,15 15,91 21,63 2,2 79,99 3,47 12,75 56,29 11,28 32,48 -23,70 7,81 19,73 31,81 2,3 83,08 2,92 10,51 56,00 11,61 32,54 -27,08 8,69 22,02 35,97 2,4 85,00 2,70 10,42 70,08 4,32 19,59 -14,93 1,62 9,17 17,59
Slika 10: Les po izpostavitvi staranju - sistem 2
4.1.3 Premazni sistem 3
Izgled preskušancev rdečega bora pred nanosom debeloslojnega prekrivnega emajl sistema je predstavljen na Sliki 11.
Slika 11: Les pred premazovanjem - sistem 3
Preglednica 6 in Slika 12 prikazujeta barvne razlike po nanosu debeloslojnega prekrivnega emajla. Barvne razlike so pri tem barvnem sistemu zelo majhne, saj je na les nanešen prekrivni premazni sistem in se s tem lepo približamo beli barvi po celotni površini lesa.
Seveda pa so kljub prekrivnosti barvne razlike s spektrofotometrom zaznane (ΔE* do 0,58).
Preglednica 6: Barvne razlike po premazovanju - sistem 3
Oznaka: Mesta brez grč: Mesta z grčami: Barvne razlike
L* a* b* L* a* b* ΔL* Δa* Δb* ΔE*
3,1 97,02 -0,78 2,52 96,90 -0,88 2,42 -0,13 -0,10 -0,10 0,19 3,2 97,05 -0,76 2,55 96,79 -0,89 2,53 -0,26 -0,13 -0,01 0,29 3,3 97,13 -0,83 2,69 96,69 -0,89 2,32 -0,43 -0,06 -0,38 0,58 3,4 96,78 -0,82 2,37 96,41 -0,92 2,45 -0,37 -0,10 0,08 0,39
Slika 12: Les po premazovanju - sistem 3
V Preglednici 7 so predstavljene povprečne barvne razlike mest z grčami in mest brez grč po izpostavitvi staranju za 72 ur. Barvne razlike so bistveno manjše, kot pri sistemu 1 in 2 zaradi boljšega prekrivanja premaznega sistem (Slika 13).
Preglednica 7: Barvne razlike po izpostavitvi staranju - sistem 3
Oznaka: Mesta brez grč: Mesta z grčami: Barvne razlike
L* a* b* L* a* b* ΔL* Δa* Δb* ΔE*
3,1 96,56 -0,65 3,26 83,00 -0,66 13,56 -13,56 -0,01 10,30 17,03 3,2 96,82 -0,70 2,71 92,70 -0,40 16,25 -4,12 0,30 13,54 14,15 3,3 96,73 -0,56 3,72 94,58 -0,88 9,28 -2,15 -0,32 5,57 5,97 3,4 96,24 -0,72 2,86 89,95 0,72 19,11 -6,28 1,44 16,25 17,48
Slika 13: Les po izpostavitvi staranju - sistem 3
4.2 SISTEMI NA OSNOVI TOPIL
4.2.1 Premazni sistem 4
Izgled preskušancev rdečega bora pred nanosom tankoslojnega belo poltransparentnega lazurnega sistema je predstavljen na naslednji Sliki 14.
Slika 14: Les pred premazovanjem - sistem 4
Premazni sistem 4 je bil sestavljen iz nanosov poltransparentnega premaza, zaradi tega celoten sistem ni popolnoma prekril podlage, kar se vidi iz izmerjenih vrednosti barvnih razlik v Preglednici 8 in na Sliki 15.
Preglednica 8: Barvne razlike po premazovanju - sistem 4
Oznaka: Mesta brez grč: Mesta z grčami: Barvne razlike
L* a* b* L* a* b* ΔL* Δa* Δb* ΔE*
4,1 89,91 0,69 8,22 82,10 0,96 5,53 -7,81 0,27 -2,69 8,27 4,2 90,44 0,92 8,17 86,22 0,59 5,20 -4,22 -0,33 -2,97 5,17 4,3 89,94 0,84 7,34 84,60 0,08 4,51 -5,34 -0,75 -2,84 6,09 4,4 90,34 0,82 7,84 82,51 0,39 4,83 -7,83 -0,43 -3,01 8,40
Slika 15: Les po premazovanju - sistem 4
V Preglednici 9 so predstavljene meritve barv na mestih z grčami in brez njih, za posamezne preskušance po izpostavitvi. Razlike sprememb barve (∆E*) po CIELAB sistemu so od 15,01 pa do 27,46, kar je pričakovano, ker je že sam premazni sistem poltransparenten, kot je razvidno na Sliki 16.
Preglednica 9: Barvne razlike po izpostavitvi staranju - sistem 4
Oznaka: Mesta brez grč: Mesta z grčami: Barvne razlike
L* a* b* L* a* b* ΔL* Δa* Δb* ΔE*
4,1 89,75 0,85 8,85 72,43 4,55 25,72 -17,32 3,70 16,87 24,46 4,2 89,01 0,89 8,04 71,40 6,21 29,03 -17,60 5,32 21,00 27,91 4,3 89,03 0,88 7,53 79,78 1,09 21,85 -9,25 0,21 14,32 17,05 4,4 89,64 0,98 7,94 77,20 1,51 16,32 -12,44 0,53 8,38 15,01
Slika 16: Les po izpostavitvi staranju - sistem 4
4.2.2 Premazni sistem 5
Izgled preskušancev rdečega bora pred nanosom debeloslojnega belo poltransparentnega lazurnega sistema je prikazan na naslednji Sliki 17.
Slika 17: Les pred premazovanjem - sistem 5
V Preglednici 10 so predstavljene barvne razlike debeloslojnega premaznega sistema po premazovanju, pred izpostavitvijo staranju. Izračunane barvne razlike segajo od 2,67 pa tja do 4,14. Premazni sistem je poltransparenten, zato so prisotne barvne razlike med mesti z grčami in brez njih, kot je prikazano na Sliki 18.
Preglednica 10: Barvne razlike po premazovanju - sistem 5
Oznaka: Mesta brez grč: Mesta z grčami: Barvne razlike
L* a* b* L* a* b* ΔL* Δa* Δb* ΔE*
5,1 91,60 -0,01 7,08 87,80 -0,79 5,62 -3,80 -0,78 -1,46 4,14 5,2 91,20 -0,50 6,32 87,86 -1,04 5,84 -3,35 -0,54 -0,47 3,42 5,3 91,58 -0,15 6,77 88,81 -0,66 5,41 -2,77 -0,51 -1,35 3,12 5,4 90,42 0,06 6,22 88,16 -0,80 5,08 -2,26 -0,86 -1,14 2,67
Slika 18: Les po premazovanju - sistem 5
V Preglednici 11 so prikazane meritve in izračuni barvnih razlik med mesti z grčami in brez njih. Barvne razlike segajo od 16,72 pa tja do 26,16. Na Sliki 19 opazimo še preboj smole Očitno so naključno izbrani vzorci bili nekoliko drugačni od ostalih, na mestih z grčami so bili dodatno rahlo razpokani, zaradi česar teh mest s premazom nismo mogli v celoti prekriti.
Preglednica 11: Barvne razlike po izpostavitvi staranju - sistem 5
Oznaka: Mesta brez grč: Mesta z grčami: Barvne razlike
L* a* b* L* a* b* ΔL* Δa* Δb* ΔE*
5,1 90,48 0,15 10,05 81,64 1,20 24,33 -8,83 1,04 14,28 16,82 5,2 89,77 -0,29 10,95 76,10 4,42 30,61 -13,66 4,70 19,66 24,40 5,3 89,82 0,17 10,90 75,89 5,88 32,29 -13,93 5,71 21,39 26,16 5,4 89,20 0,12 10,21 81,44 1,57 24,95 -7,76 1,45 14,73 16,72
Slika 19: Les po izpostavitvi staranju - sistem 5
4.2.3 Premazni sistem 6
Izgled preskušancev rdečega bora pred nanosom debeloslojnega pokrivnega emajl sistema je prikazan na Sliki 20.
Slika 20: Les pred premazovanjem - sistem 6
V Preglednici 12 so predstavljene barvne razlike mest z grčami in mest brez njih po premazovanju. Kot opazimo, so te razlike zelo majhne, saj je uporabljen premazni sistem pokrivni emajl in je prekril celotno podlago, kot je prikazano na Sliki 21. Nanešen premazni sistem se je najbolj približal beli barvi od vseh premaznih sistemov.
Preglednica 12: Barvne razlike po premazovanju - sistem 6
Oznaka: Mesta brez grč: Mesta z grčami: Barvne razlike
L* a* b* L* a* b* ΔL* Δa* Δb* ΔE*
6,1 95,52 -1,13 4,15 95,63 -0,69 4,26 0,11 0,44 0,11 0,46 6,2 95,62 -1,13 4,34 95,43 -1,15 4,22 -0,18 -0,02 -0,12 0,22 6,3 95,45 -1,13 3,94 95,34 -1,16 3,90 -0,11 -0,03 -0,04 0,12
Slika 21: Les po premazovanju - sistem 6
V Preglednici 13 so predstavljene barvne razlike pokrivnega emajla po izpostavitvi staranju.
Te razlike so manjše v primerjavi s prejšnjimi premaznimi sistemi, kar pomeni, da se je ta premazni sistem najbolje obnesel, kot je prikazano na Sliki 22, kjer opazimo le rahel preboj smole.
Preglednica 13: Barven razlike po izpostavitvi staranju - sistem 6
Oznaka: Mesta brez grč: Mesta z grčami: Barvne razlike
L* a* b* L* a* b* ΔL* Δa* Δb* ΔE*
6,1 95,10 -0,58 5,01 93,42 -0,12 7,64 -1,68 0,45 2,64 3,16 6,2 94,80 -0,50 4,72 91,29 0,21 11,58 -3,52 0,71 6,86 7,74 6,3 94,85 -0,60 4,28 89,09 1,27 16,50 -5,76 1,87 12,22 13,64 6,4 94,92 -0,62 4,23 93,53 -0,23 7,57 -1,39 0,39 3,34 3,64
Slika 22: Les po izpostavitvi staranju - sistem 6
