Politeknik Dergisi Journal of Polytechnic Cilt:10 Say: 1 s.85-91, 2007 Vol: 10 No: 1 pp.85-91, 2007 PVAc Tutkalnda Viskozite De*i+iminin Baz A*aç Malzemelerde Yap+ma Direncine Etkileri Musa ATAR Gazi Üniversitesi, Teknik E*itim Fakültesi, Mobilya ve Dekorasyon E*itimi Bölümü 06500 Teknikokullar, ANKARA ÖZET Bu çal+ma, polivinil-asetat (PVAc) tutkaln farkl oranlarda su ile seyreltmenin baz a*açlarda yap+ma direncine etkisini belirlemek amac ile yaplm+tr. Bu maksatla. mobilya endüstrisinde yaygn olarak kullanlan Do*u kayn (Fagus orientalis L.), sapsz me+e (Quercus petraea spp.) ve sarçam (Pinus silvestris L.) odunlarndan hazrlanan örnekler su ile farkl oranlarda hazrlanm+ 5 de*i+ik çözelti ve ambalaj viskozitesindeki PVAc ile EN 204 e göre yap+trldktan sonra EN 205 esaslarna uyularak çekme deneyi uygulanm+tr. Sonuç olarak; yap+ma direnci en yüksek; Do*u kaynnda, en dü+ük sarçamda, çözelti çe+idi bakmndan en yüksek V0 da, en dü+ük V5 de bulunmu+tur. A*aç malzeme+tutkal etkile+iminde en yüksek Do*u kayn+ V0 da, en dü+ük sarçam + V5 de elde edilmi+tir. Bunlara göre, PVAc tutkal Do*u kayn için ambalaj (V0), me+e ve sarçam için V1 viskozitesinde kullanlmas yap+ma direnci ve tutkal sarfiyat bakmndan avantaj sa*layabilir. Anahtar Kelimeler: Yap+ma direnci,viskozite, Do*u kayn, Sarçam, PVAc, çözelti Effects of Change in Viscosity of PVAc Adhesive on the Bonding Strength of Some Wood Materials SUMMARY This study was performed to determine the effects of PVAc adhesive solution of different water concentration on bonding strength of some wood materials. For this aim, the test samples prepared from Oriental beech (Fagus orientalis lipsky), scots pine (Pinus sylvestris L) oak (Quercus petreae L) bounded with PVAc adhesive solution of five different water concentration. The samples were bonded according to BS EN 204 and tested according to BS EN 205. In testing, the bonding strentgh was obtained as the highest in Oriantal beech, with V0 viscosity and the lowest in scots pine with V5 viscosity. Bonding strength of interection wood materials and adhesive was found the highest in Oriental beech +V0 whereas the lowest was in scots pine +V5. As a result, for obtaining the highest bonding strength economically, PVAc adhesive is recommended to be used in V0 viscosity for Oriental beech and V1 viscosity for oak and scots pine woods. Key words:, Bonding strength, viscosity,oriental Beech, scots pine, PVAc, solition 1. GR Tutkallar, ah+ap yüzeyleri belli bir kuvvete kar+ koyabilecek dirençte ba*lama (yap+trma) kabiliyetine sahip maddeler olarak ifade edilebilir. Mobilya üretiminde sentetik reçinelerin geli+tirilmesiyle teknik ve yapsal de*i+meler olmu+; tablal (panel tipi) ve masif mobilya üretiminde mekanik birle+tirmelerin (çivi, vida, kini+li, kamal vb) yerini tutkall birle+tirmeler alm+tr. Günümüzde seri ve atelye tipi üretime uygun so*uk-scak, rutubetli ortamlara elveri+li, farkl özelliklerde sentetik reçinelerden tutkallar üretilmektedir. Mobilya endüstrisinde kalitenin arttrlmas ve malzeme kayplarnn önlenmesi bakmndan tutkallarn en uygun kullanm yerleri ve uygulanma esaslar konularnda ara+trmalar sürdürülmektedir(1). Tutkallarn yap+ma direncini etkileyen faktörlerin ba+nda a*aç türü, a*aç malzeme yüzeyi ve düzgünlü*ü, tutkal çe+idi ve özellikleri, pres ve presleme i+lemleri gelmektedir. Yap+ma direncini, tutkallarn asidik derecesi, dinlendirme ve bekletme süresi, temas açs ve viskozite gibi faktörler do*rudan etkilemektedir. Yüzeye sürülen tutkaln yaylma kabiliyeti, rahat sürülebilmesi, kar+ yüzeye transferi, yüzeyleri slatabilme özelli*i svlarn ak+kanl*na ba*l olarak (viskozite) de*i+mektedir. Yap+trma i+leminden beklenen sonucun elde edilebilmesi için bu kapsamda söz konusu olan a*açlar için viskozite de*erleri bu bakmdan önemli olmaktadr. Tutkallarda yap+mann kalitesi, tutkallarn sürüldü*ü yüzeyde yaylma ve da*lmas, her iki yüzeye nüfuz etmesi, katman olu+turma ve yüzeyleri slatma gibi özelliklerde etkili olan tutkallarn ak+kanl*na (vizkozite) ba*l olmaktadr (2). Sarçam (Pinus sylvestris L.), Do*u kayn (Fagus orientalis L.) ve sapsz me+e (Quercus petraea spp.) D-VTKA tutkal ile kenarlar masifli ve masifsiz yonga levha ve lif levhalar PVAc tutkal ile birle+tirilen kavelann yap+ma dirençleri belirlenmi+tir. en yüksek yap+ma direnci, Do*u kayn odununda enine yönde Digital Object Identifier 10.2339/2007.10.1.85-91 85
Musa ATAR / POLJTEKNJK DERGJSJ, CJLT 10, SAYI 1, 2007 (4.403 N/mm 2 ), en dü+ük kenarlar masifli lif levhalarda (5.818 N/mm 2 ) elde edilmi+tir (3). Planya, +erit ve daire testerede i+lenmi+ masif a*açlarn PVAc tutkal ile yap+trlmasnda, en yüksek yap+ma direnci daire testere ile i+lenmi+ yüzeyde srasyla Do*u kayn, sapsz me+e ve sarçamda elde edilmi+tir (4). Sarçam, Toros sediri, akasya ve sapsz me+e den hazrlanan örnekler, polivinilasetat dispersiyonu VB-20 ve VB-10 + %10 üre formaldehit, VB-20+%20 üre formaldehit, VB-20+%30 üre formaldehit tutkal ile modifiye edilerek farkl atmosfer +artlarnda bekletildikten sonra yap+ma dirençleri belirlenmi+tir. Buna göre, en yüksek yap+ma direnci, standart atmosferde (20±2 C scaklk ve ba*l nem % 65 ±3) bekletilen ve VB- 20+%10 üre formaldehit modifikasyonu ile yap+trlan sapsz me+e odununda elde edilmi+tir (5). A*aç i+leri endüstrisinde kullanlmak üzere üretilmi+ olan PVAc esasl Klebit 303, Kleberit 305.0 ve Süper Lackleim 308 tutkallarnn yap+ma direnci, en yüksek Do*u kaynnda (Fagus orientalis L.), en dü+ük sarçamda (Pinus sylvestris lipsky) bulunmu+tur (6). Baz a*aç malzemeler emprenye edilerek yap+ma direnci de*erleri belirlenmi+ ve en yüksek daldrma yöntemi ve Tanalit-CBC ile emprenye edilen Do*u kaynnda Klebit tutkal 303 ile (11.84 N/mm 2 ), en dü+ük vakum yöntemi ve Tanalit-CBC ile emprenye edilen sarçam odunda kleberit 305.0 tutkal ile (3.1 N/mm 2 ) elde edilmi+tir (7). Mobilya, dekorasyon ve yapda yaygn olarak kullanlan sarçam (Pinus sylvestris L.), Do*u kayn(fagus orientalis lipsky), di+budak (Fraxinus excelsior L.) ve sapsz me+e (Quercus petraea spp.) ah- +ap malzemeleri, NaOH + H2O2, NaOH + Ca (OH)2 + H2O2, HCLO ve HCL çözeltileri ile rengi açldktan sonra PVAc tutkal ile yap+ma dirençleri belirlenmi+tir. Yap+trma direnci en yüksekten olmak üzere srasyla; Do*u kayn, di+budak, sapsz me+e ve sarçam +eklide olmu+tur (8). Imersol-Aqua ile emprenye edilen Do*u kayn (Fagus orientalis L.), sapsz me+e (Quercus petraea Spp.), sarçam (Pinus sylvestris L.) ve Toros sediri (Cedrus Libani A. Rich), odunlar polivinil-asetat (PVAc), Klebit 303 (K 303 ), Kleberit 305.0 (K 305.0 ), Süper lackleim 308 (SL 308 ) ve Poliürethan (PU) (Diphenylmethan 4, 4-diisocyanate) montaj tutkallar ile olu+turulan ba*lant noktalarna BS EN 205 esaslarna göre yap+ma direnci direnci deneyi uygulanm+tr. Yap+ma direnci; en yüksek ksa süreli daldrma yöntemi ile emprenye edilmi+ ve K 303 tutkal ile yap+trlm+ Do*u kaynnda (11,99 N /mm 2 ), en dü+ük uzun süreli daldrma yöntemi ile emprenye edilmi+ ve K 303 tutkal ile yap+trlm+ sarçamda (8,078 N /mm 2 ) bulunmu+tur (9). Bu ara+trma, PVAc tutkaln farkl oranlarda su ile hazrlanarak elde edilen viskozite de*i+ikli*inin, Türkiye masif ve tablal mobilya üretiminde yaygn olarak kullanlan, Do*u kayn (Fagus orientalis L.), sapsz me+e (Quercus petraea Spp.) ve sarçam (Pinus sylvestris L.) odunlarnda yap+ma direncine etkisini belirlemek amacyla yaplm+tr. 2. MATERYAL ve METOT Materyal Masif a&aç malzeme Mobilya üretiminde yaygn olarak kullanlan Do*u kayn (Fagus orientalis L.), sapsz me+e (Quercus petraea spp.) ve sarçam (Pinus silvestris L.) keresteleri tesadüfi metotla ve sulamal halde Ankara daki kereste i+letmelerinden tesadüfi yöntemle temin edildikten sonra, büyüme kusuru ihtiva etmeyen ksmlar alnarak, scakl* 20 ± 2 C ve ba*l nemi % 65 ± 5 olan iklimlendirme odasnda de*i+mez a*rl*a ula+ncaya kadar (%12 denge rutubet miktarna ula+ncaya kadar) bekletilmi+lerdir. Belirtilen +artlarda klimatize edilmi+ olan taslaklarn diri odun ksmlarndan TS 2470 e göre, uygun boyutlarnda her a*aç türünden yeteri kadar örnek hazrlanm+tr (10). Tutkal Mobilya endüstrisinde daha çok montaj i+lerinde tercih edilen ve çözücü içermeyen tek bile+enli PVAc tutkal, so*uk olarak uygulanabilmesi, kolay sürülmesi, çabuk sertle+mesi, kokusuz ve yanmaz olu+u ve i+lenmesi srasnda kesici aletleri ypratmamas gibi avantajl özellikleri yannda mekanik direnci snrl olup uygulandktan sonra scaklk arttkça yumu+amakta ve 70 C den itibaren ba*lant maddesi görevini gerekti*i gibi yapamamaktadr. Birle+tirilecek yüzeylerden yalnz birinin tutkallanmas ve a*aç türü ile birle+me yüzeyinin durumuna göre 150-200 gr/m 2 tutkal kullanlmas iyi bir birle+tirme için yeterli olmaktadr (11). PVAc tutkal uygulamasnda TS 3891 de belirtilen esaslara uyulmu+ olup, yo*unlu*u 1,1 gr/cm 3, viskozitesi 16-20 sn/din/cup, ph de*eri 5, kül miktar % 3, masif a*aç malzemenin birle+tirilmesinde odun rutubeti % 6-15, presleme süresi so*uk tutkallamada 20 C de 20 dakika, 80 C de 2 dakika olarak verilmekte, 60 C nin üzerinde presleme yaplmas önerilmemekte ve presleme ortamnda so*uyuncaya kadar dinlendirilmesi önerilmektedir (12). PVAc tutkal ambalaj viskositesinde sv halde Ankara daki satclardan temin edilmi+tir. 3. METOD Yo&unluk Tayini Deney örneklerinin hazrlanmasnda kullanlan a*aç malzemelerin yo*unluklar TS 2472 esaslarna göre belirlenmi+tir (13). Buna göre; hava kurusu yo- *unluk tayini için 20x30x30 mm boyutlarnda hazrlanan örnekler iklimlendirme ( 20 ± 2 0 C scaklk ve % 65 ± 5) dolabnda de*i+mez a*rl*a ula+ncaya kadar bekletilerek klimatize edilmi+tir. Bu durumda a*rlklar 0,01g duyarlkl analitik terazide tartlp, ±0,01mm du- 86
PVAC TUTKALINDA VJSKOZJTE DETJUJMJNJN BAZI ATAÇ MALZEMELERDE / POLJTEKNJK DERGJSJ, CJLT 10, SAYI 1, 2007 yarlkl dijital kumpasla boyutlar ölçüldükten sonra hacimleri hesaplanarak, hava kurusu yo*unluklar ( 12 ); M 12 3 12 = g / cm (1) V12 Uekil I. Deney örne*i(ölçüler mm) Elde edilen örnekler PVAc ve farkl oranlarda su ile elde edilen viskoziteleri ile yüzeylere 150 g/m 2 hesabyla sürülerek yap+trlm+tr. Yap+trma i+leminde yüzeylere yakla+k 15-20 N/mm 2 basnç Tablo I. Tutkal çözeltilerinin baz özellikleri Çözelti çe+idi Su ile kar+m oranlar Viskozite (sn DIN Cup/ 4mm) ph Yo*unluk (g/cm³) V0 Ambalaj viskozitesi - - - V1 80 g tutkal+20 g su 133 6 1.01 V1 70 g tutkal+30 g su 37 6 0.99 V3 60 g tutkal+40 g su 16 6 0.98 V4 50 g tutkal+50 g su 12 6 0.945 V5 40 g tutkal+60 g su 10 6 0,914 e+itli*inden hesaplanm+tr. Burada; M 12, hava kurusu haldeki a*rlk, V 12, hava kurusu haldeki hacimdir. Tam kuru yo*unluk tayini için kullanlan hava kurusu haldeki örnekler, 103±2 C scaklktaki havalandrlabilen etüvde de*i+mez a*rl*a ula+ncaya kadar kurutulmu+tur. Bu durumda kurutma dolabndan alnarak içerisinde CaCl bulunan desikatörde so*utulduktan sonra 0.01g duyarlkl analitik terazide tartlm+, boyutlar ±0.01 mm duyarlkl kumpas ile ölçülerek hacimleri stereometrik metot ile belirlendikten sonra tam kuru yo- *unluklar (o); Mo o = Vo g/cm 3 (2) e+itli*inden hesaplanm+tr. Burada; Mo, tam kuru a*rlk, Vo, tam kuru hacimdir. Rutubet tayini Deney örneklerinin hazrlanmasnda kullanlan a*aç malzemelerin tutkallama öncesi ve sonras rutubetleri TS 2471 esaslarna göre belirlenmi+tir (14). Buna göre; örnekler rutubetli halde tartldktan sonra 103 ±2 C scaklktaki etüvde de*i+mez a*rl*a ula+ncaya kadar kurutulmu+tur. Daha sonra içinde CaCl bulunan desikatörde so*utulduktan sonra 0.01 g duyarlkl analitik terazide tartlarak, rutubetleri (r); r Mr Mo Mo = x100 (3) e+itli*inden hesaplanm+tr. Burada; Mr = rutubetli a*rlk, Mo= tam kuru a*rlktr. Deney Örneklerinin Haz/rlanmas/ Masif a*aç malzemelerin diri odun ksmlarndan kesilen parçalar 20 ±2 C scaklk ve % 65±3 ba*l nem +artlarnda iklimlendirme odasnda ba+langçtaki rutubet farkllklar giderilinceye kadar bekletilmi+tir. Bu durumda ortalama rutubeti %12 olan taslak parçalardan BS EN 204 esaslarna göre 5x20x150 mm olmak üzere her a*aç türü için 60 adet örnek hazrlanm+tr (Uekil 1) (15). uygulanm+tr. Tutkallanan deney örneklerinin tam sertli*e ula+mas için 3 hafta (72 saat) bekletilmi+ ve 20 ± 2 0 C scaklk ve % 65 ± 5 nisbi nem +artlarnda iklimlendirme dolabnda de*i+mez a*rl*a gelinciye kadar tutularak denge rutubetlerinin ortalama % 12 olmas sa*lanm+tr. De*i+ik oranlarda su ile seyreltilerek elde edilen çe+itli viskozitedeki tutkaln belirlenen baz özellikleri Tablo I de verilmi+tir Deneylerin Yap/l/1/ Yap+ma direnci deneyleri EN 205 esaslarna göre yaplm+tr (16). Yükleme hz 50 mm/dak olacak +ekilde uygulanm+tr (Uekil II). Uekil II. Yap+ma direnci deney düzene*i 87
Musa ATAR / POLJTEKNJK DERGJSJ, CJLT 10, SAYI 1, 2007 Deney örneklerinin yap+ma yüzeylerinden ayrlma veya kopma oluncaya kadar yükleme yaplarak bu esnada ölçülen yük (Fmax) ve örne*in yap+ma yüzey alan (A mm 2 ) yardmyla yap+ma dirençleri (k); k=fmax / axb N/mm 2 (4) e+itli*inden hesaplanm+tr. Burada; a = yap+ma yüzeyinin geni+li*i (10 mm) b = yap+ma yüzeyinin uzunlu*u (20 mm) Verilerin De&erlendirilmesi Ambalaj + 5 farkl viskozite ve 3 a*aç türü için 10 ar adet olmak üzere (6x3x10) 180 adet örnek hazrlanm+tr. Hazrlanan örneklerin ba*lant yüzeylerindeki yap+ma dirençleri arasndaki farkll* belirlemek için gruplar arasnda çoklu varyans analizi (MANOVA) kullanlm+tr. Farkll*n gruplar arasnda anlaml olup olmad* Duncan testi yardmyla belirlenmi+tir. 4. BULGULAR Hava kurusu ve Tam kuru yo&unluklar Deney örneklerinin hazrlanmasnda kullanlan a*aç malzemelerin tam kuru ve hava kurusu yo*unluklar ve bunlara ili+kin de*erler Tablo II de verilmi+tir. Tablo III. Malzeme çe+idine göre ortalama yap+ma dirençleri Malzeme çe"idi k (N/mm 2 ) HG A$aç malzeme türü* I 7.347 A II 6.506 B III 5.087 C Çözelti çe"idi** V0 10.175 A V1 9.429 B V2 8.347 C V3 6.890 D V4 5.323 E V5 3.916 F *LSD=0.1477 **LSD=0.2088, I=Do*u kayn, II=Sapsz me+e III=sarçam, V0=ambalaj vizkositesi, V1=1.çözelti, V2=2.çözelti, V3=3. çözelti, V4= 4. çözelti, V5=5. çözelti Yap+ma direnci, a*aç malzeme türü bakmndan en yüksek Do*u kaynnda, en dü+ük sarçamda, çözelti çe+idi bakmndan en yüksek V0 da, en dü+ük V5 de bulunmu+tur. Do*u kaynnda yüksek yap+ma direnci elde edilmesi yo*unlu*un yüksek olmasndan kaynaklanabilir. Tutkal çözeltilerinde ise su ile kar+m oran arttkça yap+ma azalm+tr. Bu durum, yap+trc miktarnn azalmasndan kaynaklanm+ olabilir Tablo II. Tam kuru ve hava kurusu yo*unluklar (g/cm 3 ) Yo&unluklar statistik Do&u Kay/n/ Saps//z Me1e Sar/çam De&erler Min 0.646 0.635 0.505 Max 0.734 0.687 0.541 Tam kuru Ss 0.03352 0.0191 0.0127 V 0.0011 0.0003 0.0001 x 0.691 0.6573 0.526 Min 0.655 0.655 0.555 Hava Max 0.705 0.699 0.592 Kurusu Ss 0.01678101 0.01382290 0.0121909 V 0.00028202 0.00014860 0.0001486 x 0.679 0.672 0.577 Min=minumum Max=maksimum Ss =Standart sapma V=varyans x= ortalama Tam kuru ve hava kurusu yo*unluklar; a*aç türüne ba*l olarak farkllk göstermi+tir. Tam kuru yo*unluk en yüksek Do*u kaynnda, en dü+ük sarçamda bulunmu+tur. Hava kurusu yo*unluk Do*u kayn ve sapsz me+ede yakla+k olarak e+it çkm+tr. Yap/1ma direnci Malzeme çe+idine göre elde edilen ortalama yap+ma direnci de*erleri Tablo III de, a*aç malzeme+çözelti çe+idi etkile+imine göre belirlenen ortalama de*erler Tablo IV de, a*aç malzeme türü ve çözelti çe+idinin yap+ma direncine etkilerine ili+kin çoklu varyans analiz sonuçlar Tablo V de verilmi+tir. Tutkallarn yap+ma direncinde, tek ba+na tutkal ve hazrlanan çözelti etkisiz, a*aç türü ve özelli*i, tutkaln a*aç türlerine göre su ile kar+m miktar etkili bulunmu+tur. Bu etkile+imde en yüksek de*erler Do*u kaynnda ve ambalaj viskozitesindeki V0 da elde edilirken, ambalaj viskozitesindeki PVAc nin her a*aç malzeme ile ayn de*erde yeterli ba* olu+turmad* söylenebilir. Di*er taraftan Do*u kayn odunu gerek da*nk küçük traheli yaps ve gerekse yo*unlu*unun fazla olmas nedeniyle daha yüksek yap+ma direnci de*erleri vermektedir. Nitekim kar+lkl etkile+im sonuçlar bu de*erlendirmeyi do*rulamaktadr. 88
PVAC TUTKALINDA VJSKOZJTE DETJUJMJNJN BAZI ATAÇ MALZEMELERDE / POLJTEKNJK DERGJSJ, CJLT 10, SAYI 1, 2007 Tablo IV. A*aç malzeme türü ve çözelti çe+idi etkile+imlerine göre yap+ma direnci istatistik de*erleri (N/mm 2 ) A&aç Malzeme statistik De*erler Çözelti çe+idi Do&u kayn Saps/z me+e Sarçam V0 V1 V2 V3 V4 V5 X 10.175 9.429 8.347 6.89 5.323 3.916 Ss 0.47 0.408124 0.500112 0.35277 0.23655 0.49958 V 0.201625 0.149909 0.225101 0.112 0.05036 0.22462 MJN 9.3 8.75 7.4 6.38 5.1 3.18 MAX 10.9 10.01 9.23 7.43 5.7 5 X 6.275 8.18 6.78 7.49 5.718 4.596 Ss 0.44 0.27406 0.55 0.84 0.28 0.45 V 0.173125 0.0676 0.2676 0.6329 0.068916 0.182464 MJN 5.5 7.7 6.1 6.5 5.38 4.1 MAX 6.75 8.5 7.7 8.6 6.2 5.3 X 5.261 6.17 5.449 5.357 4.494 3.789 Ss 0.22 0.20 0.29 0.42 0.15 0.19 V 0.041949 0.0375 0.077569 0.158661 0.018984 0.033749 MJN 5.03 5.8 5 4.8 4.2 3.38 MAX 5.6 6.43 5.9 5.9 4.68 4.1 Tablo V. A*aç malzeme türü ve çözelti çe+idinin yap+ma direncine etkilerine ili+kin çoklu varyans analizi Varyans kayna* Serbestlik derecesi Kareler toplam Ortalama kareler Hesap. F Tablo de*eri % 5 Jnt.-A Jnt.-B A*B Hata Toplam 2 5 10 162 179 156.588 300.255 109.956 27.246 594.045 78.294 60.051 10.996 0.168 465.5166 357.0477 65.3770 0.0000 0.0000 0.0000 Jnt.-A =A*aç malzeme türü, Jnt.-B = Tutkal ve çözelti çe+idi Varyans kaynaklarnn yap+ma direncine etkileri bakmndan gruplar aras farkllk istatistik anlamda önemli çkm+tr ( =0,05). Farkllklarn gruplar arasnda önem derecesini belirlemek için yaplan DUNCAN testi sonuçlar Tablo VI da verilmi+tir. Tablo VI. Duncan testi sonuçlar (N/mm 2 ) J+lem çe+idi I+V0 I+V1 I++V2 II+V1 II+V3 I+V3 II+V2 II+V0 III+V1 x H.G. J+lem çe+idi x H.G. 10.18 9.429 8.347 8.180 7.490 6.890 6.780 6.275 6.170 A B C C D E E F F II+V4 III+V2 III+V3 I+V4 III+V0 II+V5 III+V4 I+V5 III+V5 5.718 5.449 5.357 5.323 5.261 4.596 4.494 3.916 3.789 G GH GH H H I I J J LSD: 0.3617 Duncan testi sonuçlarna göre yap+ma direnci; en yüksek ambalaj viskozitesindeki (V0) tutkal ile yap+trlm+ Do*u kaynnda (10.18 N/mm 2 ), en dü+ük % 60 orannda su ile kar+trlarak elde edilen V5 ile yap+trlm+ sarçamda (3.789 N/mm 2 ) bulunmu+tur. A*aç türü ve çözelti çe+idine göre belirlenen yap+ma direnci gerilmeleri Uekil III de gösterilmi+tir. Yap+ma direnci(n/mm 2 ) 12 10 8 6 4 2 0 I II III V0 V1 V2 V3 V4 V5 Çözelti çe+idi Uekil III. A*aç türü ve çözelti çe+idine göre yap+ma direnci gerilmeleri 5. SONUÇLAR ve TARTI MA A*aç türüne göre yüzeye yap+ma direnci en yüksek Do*u kaynnda (7.347 N/mm²),en dü+ük sarçamda (5.087 N/mm²) bulunmu+tur. Do*u kaynnda yap+ma direnci, sapsz me+eden %13, sarçamdan % 44 daha fazla çkm+tr. A*aç türleri bakmndan sralama, Do*u kayn, sapsz me+e ve sarçam +eklindedir. Buna göre, yap+ma direncinde a*aç türünün etkili oldu*u, bu etkinin ba+lca yo*unluk ve yüzey özelliklerinden kaynaklanabilece*i söylenebilir. Nitekim literatür ara+trmalarnda Do*u kayn odununun PVAc ile yap+ma de*erleri söz edilen di*er a*açlara göre yüksek oldu*u bildirilmekte, burada elde edilen de*erler bu bakmdan literatür ile uyumluluk göstermektedir (4, 5, 6, 7, 9,17,18). 89
Musa ATAR / POLJTEKNJK DERGJSJ, CJLT 10, SAYI 1, 2007 Çözelti çe+idine göre yüzeye yap+ma direnci en yüksek V1 de (9.429 N/mm²), en dü+ük V5 de (3.916 N/mm²) bulunmu+tur. V1 de yap+ma direnci V2, V3,V4 ve V5 den srasyla %16 %21, %53, %93 daha fazla çkm+tr. Çözelti çe+idi bakmndan sralama, V1, V2, V3, V4, ve V5 +eklindedir. Buna göre, yap+ma direncinde tutkaln su ile kar+m orannn önemli etkisinin bulundu*u söylenebilir. Nitekim en yüksek yap+ma direncinin % 20 orannda su ile hazrlanan çözeltide elde edilmi+tir. Bu durum tutkaln temas açsn azaltp yüzeyleri slatabilme ve a*aç dokuya nüfuz edebilme yetene*ini arttrmasndan kaynaklanabilir. A*aç malzeme+çözelti etkile+imi bakmndan en yüksek V0 ile yap+trlan Do*u kaynnda (10.18 N/mm 2 ), en dü+ük V5 ile yap+trlan sarçamda (3.789 N/mm 2 ) çkm+tr. Do*u Kayn+tutkal etkile+iminde yap+ma direnci, en yüksek V0 da (10.18 N/mm 2 ), En dü+ük V5 de (3.916N/mm 2 ) bulunmu+tur. Buna durum; Do*u kaynnn da*nk traheli yaps nedeniyle daha homojen yapda ve yo*unlu*un yüksek olmasndan kaynaklanabilir. Do*u kaynnda V0 ye göre, yap+ma direnci V1, V2, V3, V4, V5 de srasyla % 8, %30, % 47, %91, %159 azalm+tr. Buna göre, Do*u kaynnda ve yakla+k benzer özellik gösteren a*aç türlerinde PVAc ile yap+trma i+leminde tutkaln ambalaj viskozitesinde kullanlmas avantaj sa*layabilir. Sapsz me+e+ tutkal etkile+iminde yap+ma direnci; en yüksek V1 de (8.18 N/mm 2 ), en dü+ük V5 de (4.596N/mm 2 ) bulunmu+tur. Do*u kaynndan farkl olarak %20 orannda su ile hazrlanan tutkal me+ede V0 dan daha yüksek yap+ma direnci göstermi+tir. Bu durum ambalaj viskozitesinin me+ede mekanik ba* kurma bakmndan yeterli olmamasndan kaynaklanabilir. V1 in yüksek yap+ma direnci de*erleri göstermesi, nufüz etme özelli*inin me+e odununda halkal büyük traheli yaps nedeniyle yüksek olmasndan kaynaklanabilir. Ayrca sözü edilen tutkal çözeltisi mekanik adezyonu artrc etki göstermi+ olabilir. Sapsz me+ede V1 e göre, yap+ma direnci V0, V2, V3, V4, V5 de, srasyla % 30, % 21, % 9, % 43, % 78 azalm+tr. Buna göre, sapsz me+e ve yakla+k benzer özellik gösteren a*aç türlerinde PVAc ile yap+trma i+leminde tutkaln su ile % 20 orannda kar+trlarak hazrlanan çözeltinin kullanlmas avantaj sa*layabilir. Sarçam + tutkal etkile+iminde yap+ma direnci;en yüksek V1 de (6.17 N/mm 2 ), En dü+ük V5 de (3.789 N/mm 2 ) bulunmu+tur. Sarçam odunu, sapsz me+e gibi %20 su ile hazrlanan tutkal çözeltisi ile (V1) en yüksek yap+ma direncini göstermi+tir. Bu durum; sarçam odununun kaba tekstürlü yapda olmasndan kaynaklanabilir. Sarçamda V1 göre, yap+ma direnci V0, V2, V3, V4, V5 da, srasyla % 17, % 13, % 15, % 37, % 63 azalm+tr. Buna göre, sarçam ve yakla+k benzer özellik gösteren a*aç türlerinde PVAc ile yap+trma i+leminde tutkaln su ile % 20 orannda kar+trlarak hazrlanan çözeltinin kullanlmas avantaj sa*layabilir. A*aç malzeme türü ve tutkal viskozitesi de*i+imine ba*l olarak elde edilen yap+ma direnci ortalama de*erleri Tablo VII de verilmi+tir. Tablo VII. A*aç malzeme türü ve çözelti çe+idi etkile+imlerine göre yap+ma direnci istatistik de*erleri (N/mm 2 ) A&aç malzeme Çözelti çe1idi V0 V1 V2 V3 V4 V5 Do*u 10.175-9.429-8.347-6.890-5.323-3.916 kayn Sapsz 6.275 +8.18 +6.78 +7.49-5.715-4.596 me+e Sarçam 5.261 +6.17 +5.449 +5.357-4.494-3.789 (+) ambalaj viskozitesine göre art+, (-) azalmay göstermektedir, Sonuç olarak, PVAc tutkal Do*u kaynnda ambalaj viskozitesinde, sapsz me+e ve sarçam odunu ise su ile %20 orannda hazrlanm+ çözelti halinde kullanlmas önerilir. 6. KAYNAKLAR 1. Atar, M., Melamin Reçineli Ka*tla Kaplanm+ Yonga levhann Çe+itli Malzeme ve Tutkallarla Yüz Yüze Yap+ma Direnci, Politeknik Dergisi, Gazi Üniversitesi, Teknik E*itim Fakültesi Dergisi, 9(4),319-327, Ankara, 2006. 2. Vck, C. B., Adhesive Bonding of Wood Materials Jn: Wood-Hand Book Wood As An Enginering Materials, Chapter 9, Forest Pro.Lab.-GTR-113, Madison, WI:US, Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, 1999. 3. Örs, Y., Atar, M., Özçifçi, A., Farkl A*aç Türleri ile Yonga ve Lif Levhalarda PVAc veya Desmodur-VTKA Tutkal Kullanlarak Uygulanan Kavelalarda Çekme Mukavemeti, Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 23, ek say 1, s 151-156, Ankara-Türkiye, 1999. 4. Altnok, M., A*açi+leri Temel Makinelerinde J+lenmi+ Ah+ap Yüzeylerin Yap+ma Direncine Etkileri, Politeknik Dergisi, cilt 1, say 1,2, s 17-20. Ankara- TURKEY, 1998. 5. Altnok, M., Döngel, N., Sö*ütlü, C., Modifiye Edilmi+ PVAc Disporsiyonu VB- 20 Tutkalnn Yap+ma Direncinin Belirlenmesi, Gazi Üni., Fen. Bil. Enst. Dergisi, C 13, no 2, Ankara-Türkiye, 2000. 6. Örs, Y., Özçifçi, A., Atar, M., Klebit 303, Kleberit 305.0 ve Süper Lackleim 308 Tutkallarnn Yap+ma Dirençleri, Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 23, ek say 3, 757-761, 1999. 7. Örs, Y., Atar, M., Özçifçi, A., Bonding Strength of Poly(vinyl acetate)-based Adhesives in Some Wood Materials Treated with Impregnation, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 76, 1472-1479, USA, 2000. 8. Atar, M., Özçifçi, A., Uysal, B., A*aç Malzemede Renk Açc Kimyasal Maddelerin PVAc Tutkalnn Yap+ma Mukavemetine Etkileri F.Ü. Fen ve Müh. Bilimleri Dergisi 11(1), 145-151, 1999. 90
PVAC TUTKALINDA VJSKOZJTE DETJUJMJNJN BAZI ATAÇ MALZEMELERDE / POLJTEKNJK DERGJSJ, CJLT 10, SAYI 1, 2007 9. Örs, Y., Atar, M., Keskin, H., Bonding Strength of Some Adhesives in Wood Materials Impregnation with Imersol- Aqua, International Journal of Adhesion and Adhesives Science, Vol. 24, 287-294,USA, 2004. 10. TS 2470., Odunda Fiziksel ve Mekanik Deneyler Jçin Numune Alma Metotlar ve Genel Özellikleri, Türk Standartlar Entitüsü, 1976. 11. Örs, Y., Kama Di+li Birle+meli Masif A*aç Malzemede Mekanik Özellikler, Yardmc Ders Kitab, K.T.Ü., Orman Fakültesi, s 29-34, Trabzon, 1987. 12. TS 3891., Yap+trclar - Polivinilasetat Emilsiyon, Türk Standartlar Entitüsü, Ankara, 1983. 13. TS 2472., Odunda Fiziksel ve Mekanik Deneyler Jçin Hacim Yo*unluk De*erinin Tayini, Türk Standartlar Entitüsü, 1976. 14. TS 2471., Odunda Fiziksel ve Mekanik Deneyler Jçin Rutubet Miktar Tayini, Türk Standartlar Entitüsü, 1976. 15. BS EN 204., Non-Structural Adhesives for Joining of Wood and Derived Timber Products, British Standarts, England, 1991. 16. BS EN 205., Test Methods for Wood Adhesives for Non- Structural Aplications: Determination of Tensile shear Strength of Lap Joints, British Standarts, England, 1991. 17. Altnok, M., Sö*ütlü, C., Döngel, N., Kaplanm+ Yonga Levhada Kavela Tutma Direnci, Gazi Üni., Orman Fakültesi Dergisi, C 2, no 1, Kastomonu-Türkiye, 2002. 18. Altnok, M., Klç, A., Modifiye Edilmi+ Polivinilasetat (PVAc) ve Klebit 303 (K303) Tutkallarn Farkl Scaklk Ortamlarnda Yap+ma Performanslarnn Belirlenmesi, Pamukkale Üni., Müh. Fak., Müh. Bil. Fak. Dergisi, C 10, no 1, Ankara-Türkiye, 2004 91