امروزه استفاده از مس و ترکیبات آن به منظور ایجاد سطوحی با کیفیت، بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
به این ترتیب اندود مس با استفاده از فناوری اسپری حرارتی، با ویژگی ضد میکروبی، خشک شدن سریع و عاری از ترکیبات آلی فرار، تجارت جدیدی را در حوزه محصولات چوبی باز کرده است.
در ادامه توجه شما را به مقاله ای در خصوص مزایای استفاده از مس در اندود محصولات مختلف چوبی جلب می کنیم.
مقدمه
دوام هر کالای اندود شده تا حد زیادی به چسبندگی لایه اندود سطحی آن وابسته است.
مرکز فناوری های اندود پیشرفته در دانشگاه تورنتو، یک فرآیند اسپری حرارتی برای ته نشینی ذرات مس فلزی بر سطوح غیرفلزی مانند چوب و فرآورده های چوبی را توسعه داده است.
شایان ذکر است آژانس حفاظت از محیط زیست، EPA مس و آلیاژهای مس را به عنوان سطوح ضد میکروبی معرفی کرده است.
به این ترتیب اندود مس، به دلیل ویژگی های زیبایی شناختی، رسانایی بالای الکتریکی و حرارتی، حفاظت مغناطیسی بالا و به ویژه خواص ضد میکروبی آن، از پتانسیل بالایی برای بهبود عملکرد فرآورده های چوبی برخوردار است.
سایر مزایای اندود فلزی در مقایسه با اندودهای ارگانیک این است که اندودهای فلزی حاوی کمترین ترکیبات آلی فرار هستند و به سرعت خشک می شوند (کمتر از یک دقیقه).
بررسی ها نشان داده است که چسبندگی اندود اسپری حرارتی شده به چوب از طریق به هم پیوستگی مکانیکی رخ می دهد؛ بنابراین، انتظار می رود که چسبندگی فلز به چوب بشدت تحت تاثیر آناتومی چوب باشد که بسته به نوع چوب متفاوت است.
گونه های چوبی بی دوام، مانند کاج و نوئل، معمولا با یک ماده شیمیایی حفاظتی تیمار می شوند تا از پوسیدگی و تخریب توسط حشرات محافظت شود.
برای کاربردهای مسکونی، بیشتر چوب ها در آمریکای شمالی با مواد حفاظتی بر پایه مس تیمار می شوند.
از ترکیبات مس به عنوان قارچکش در فرمولاسیون این مواد حفاظتی استفاده می شود که به ویژه برای حفاظت چوب در مصارف خارجی (بیرون از ساختمان) و نیز برای مصارفی که در تماس با زمین هستند کاربرد دارد.
با این حال هنوز برخی از گونه های چوبی وجود دارند که تیمار آنها با مواد حفاظتی شیمیایی حتی تحت فشار، بسیار مشکل است.
درجه نفوذ و تثبیت یک ماده شیمیایی حفاظتی، تعیین کننده سطح حفاظتی حاصل بعد از تیمار است. قابلیت اندود فلزی در محافظت از چوب در برابر پوسیدگی، می تواند بصورت بالقوه مشکل تیمار گونه های نفوذ ناپذیر را حل کند.
اندودها، علاوه بر اینکه چوب را به لحاظ زیبایی جذاب تر می سازند، بلکه از آن در برابر رطوبت، اشعه فرابنفش و تغییر رنگ در اثر کپک حفاظت می کنند.
اندودهای خوب چوبی باید از درجه آبگریزی بالا و همچنین نفوذپذیری بالای بخارآب برخوردار باشند تا خروج رطوبت از سطح چوب را ممکن سازند.
درجه حفاظت در برابر اشعه فرابنفش در اندودهای ارگانیک در درجه اول به مقدار رنگدانه اضافه شده به ترکیب بندی آن وابسته است.
به همین دلیل رنگ های حاوی رنگدانه های جامد، محافظ اشعه فرابنفش بهتری نسبت به رنگ های شفاف هستند.
هرچند اندودهای فلزی زیبایی الیاف چوب را تحت الشعاع قرار می دهند، یک لایه ضخیم مس که مشابه یک اندود رنگی جامد عمل می کند، می تواند سطح چوب را از تغییر رنگ ناشی از اشعه فرا بنفش محافظت کند.
همچنین، فرمولاسیون اندودکننده های چوب معمولا شامل یک ترکیب ضد کپک هستند که می توانند رشد کپک را در سطح چوب، زمانی که در معرض رطوبت بالا و شرایط دمایی مناسب مانند حمام ها و آشپزخانه ها قرار می گیرد، کاهش دهند.
رشد کپک در اندود، هم در ظاهر و هم در عملکرد، به دلیل خرابی زودرس اندود، تاثیر می گذارد.
ضد کپک ها معمولا ترکیباتی ارگانیک هستند، اما اکسید روی نیز به عنوان یک رنگدانه کپک استاتیک ۲ در فرمولاسیون اندود استفاده می شود.
در مصارف بیرونی (خارج از ساختمان)، مس اکسید شده و اکسید مس سبز رنگ روی سطح چوب تشکیل می شود. بسیاری از مصرف کنندگان ظاهر مس اکسید شده را دوست دارند، اما بسته به کاربرد در نظر گرفته شده، نرخ اکسیداسیون را می توان با استفاده از آلیاژهای مس غیر خورنده کاهش داد.
ما علاقمند به ارزیابی کارایی یک اندود فلزی مسی در مصارف بیرونی بوده ایم.
بی ثباتی در ابعاد چوب که ناشی از جذب و دفع رطوبت است دلیل اصلی خرابی زودهنگام یا پوسته پوسته شدن بسیاری از اندودهای ارگانیک است.
به همین دلیل، علاوه بر ارزیابی عملکرد اندود مسی در چوب، چوب های اصلاح حرارتی شده، به دلیل ثبات ابعادی بیشتر نسبت به چوب های تیمار نشده، به لحاظ هوازدگی نیز مورد مطالعه قرار گرفتند.
گفتنی است زمانی که اندود بعد از سنباده زنی به نمونه های چوبی اعمال می شود، نتایج حاصل شگفت انگیز خواهد بود چرا که با سنباده کردن سطح چوب با یک کاغذ سنباده سخت، مکان های بیشتری روی سطح چوب، برای درهم پیوستگی مکانیکی بین اندود مس و چوب ایجاد می شود.
تجزیه وتحلیل های میکروسکوپ الکترونیSEM برای تعیین میانگین ضخامت لایه اندود و نیز نگاه دقیق تر به خط اتصال اندود مسی و نمونه های چوب موید این مطلب است که به دلیل بیشتر بودن جرم اتمی مس نسبت به ترکیبات چوب، کنتراست بسیار خوبی بین لایه های اندود و چوب به وجود خواهد آمد.
اندود مسی از ساختار متخلخل و قابلیت نفوذ عمیق به ترک ها در خط اتصال چوب برخوردار است که می تواند پوشش اندود بهتر بعد از سنباده زنی سطوح چوبی با کاغذ سنباده سخت را توجیه کند.
تحلیل آزمون ها
نتایج آزمون های انجام شده بر نمونه های اندود شده با روش حرارتی و با استفاده از ترکیبات مس همگی از تاثیرات مثبت آن حکایت داشت.
آزمون چسبندگی
نتایج چسبندگی نمونه های چوبی اندود شده با مس با رطوبت هشت درصد که توسط آزمون چسبندگی اندود اندازه گیری شد، نشان داد که تفاوت معنی داری در میان گونه های مختلف چوبی وجود دارد.
به طورکلی، چسبندگی اندود مسی هم در پهن برگان و هم در سوزنی برگان بسیار خوب گزارش شد.
هرچند مقدار چسبندگی اندود بر MDF ، بسیار کمتر از نمونه های چوب ماسیو بود، اما نیروی اعمال شده موجب شکست در خود MDF شد.
اساسا، اتصال اندود با MDF بسیار بیشتر از چسبندگی بین لایه های MDF MDF )مقاومت اتصال داخلی ) بوده است.
آزمون های پوسیدگی و کپک
به جز یک مورد، بیشتر گونه های چوبی هیچ مشکل قابل مشاهده ای در سطوح اندود شده خود نشان ندادند و یا با کمترین مشکل همراه بودند.
بعد از ۱۶ هفته قرار گرفتن در معرض کپک، یک نمونه MDF ، تقریبا تا دو برابر ضخامت اولیه خود واکشیده شده و رشد کپک در سطح اندود نشده شدید بود درحالیکه سطح اندود شده همچنان عاری از کپک بود.
مقایسه افت وزن نمونه های خشک شده در آون، قبل و بعد از آزمون پوسیدگی نشان داد که اندود مسی در محافظت چوب در برابر پوسیدگی بسیار موثر است.
آبگریزی و نفوذ پذیری بخارآب
با توجه به تغییرات رطوبت نسبی در نمونه های چوب اندود شده و اندود نشده در طی ۶ روز آزمون جذب و دفع آب، نتایج این آزمون نشان داد که اندود مس هیچ اثری بر عملکرد مقاومت در برابر جذب آب و نفوذپذیری بخارآب در چوب نداشته است.
نرخ خشک شدن نمونه های اندود مسی مشابه نمونه های چوب غیر اندود شده بود.
هوازدگی طبیعی
ظاهر عمومی نمونه های چوب تیمار حرارتی شده و اندود شده با مس، بسیار بهتر از چوب های تیمار نشده با اندود مسی بود.
به دلیل انعطاف ناپذیری اندود مسی، افزایش ثبات ابعادی چوب با تیمار حرارتی بسیار اثربخش بود.
از نظر رشد قارچ، در تمامی نمونه های هوازده، هیچ رشد قارچ قابل مشاهده ای وجود نداشت.
در نمونه های چوب اندود نشده، چه آن هایی که تحت تیمار حرارتی قرار گرفتند و چه آن هایی که تیمار حرارتی نشده بودند، به طور ملموس به رنگ طوسی تغییر رنگ دادند و این نشان می دهد که تیمار حرارتی تاثیر مثبتی بر حفاظت از سطح چوب در برابر تغییر رنگ در اثر اشعه فرابنفش نداشته است.
در نمونه های اندود شده با مس که تحت تیمار حرارتی قرار گرفتند ترک های کمتری نسبت به نمونه های تیمار نشده مشاهده شد.
نمونه های اندود شده با مس تیمار شده و تیمار نشده، از تغییر رنگ مشابهی با نمونه های چوب اندود نشده و تیمار نشده برخوردار بودند.
نمونه های غیر اندود تیمار حرارتی شده به میزان معناداری، از تغییر رنگ کمتری نسبت به نمونه های اندود نشده و تیمار نشده برخوردار بودند، هرچند به نظر می رسد بعد از هوازدگی، تغییر رنگ نمونه ها به طوسی مشابه نمونه های تیمار نشده است.
این امر را می توان به رنگ تیره تر چوب تیمار حرارتی شده در مقایسه با چوب تیمار نشده نسبت داد.
تجزیه وتحلیل های میانگین درصد رطوبت نمونه ها نشان داد که نه تنها در نمونه های تیمار حرارتی شده درصد رطوبت به میزان معناداری کاهش یافت بلکه اندود در کاهش درصد جذب رطوبت در حین هوازدگی طبیعی نیز موثر بوده است. اثر متقابل بین اندود مسی و تیمار حرارتی نیز از نظر آماری معنادار بود.
نتیجه گیری
به طورکلی، نتایج آزمون چسبندگی نشان داد که اندود فلزی از چسبندگی عالی در طیف وسیعی از گونه های چوبی و اوراق فشرده چوبی همچون MDF برخوردار بوده است.
همچنین، یک روش ساده آماده سازی سطح (سنباده زنی) تا حد زیادی توانست پوشش اندود فلزی در چوب را بهبود ببخشد.
اگرچه اندود مسی، موجب بهبود آبگریزی در نمونه های چوب در طول آزمون غوطه وری در آب نشد، اما ساختار متخلخل این اندود، نفوذپذیری مورد نیاز برای جلوگیری از تجمع رطوبت در داخل چوب را فراهم کرد.
برای مصارف بیرونی از قبیل مبلمان فضای آزاد و یا به عنوان جایگزین سقف های فلزی، استفاده از آلیاژ مس مقاوم در برابر خوردگی بعنوان اندود روی چوب تیمار حرارتی شده توصیه می شود.
نتایج حاصل که با ارایه یک راه حل ساده برای اندود محصولات چوبی با یک اندود سریع خشک شونده، دارای ترکیبات آلی فرار صفر و ضد میکروبی که می تواند از چوب در برابر قارچ های مولد پوسیدگی و کپک محافظت کند، راهگشای خوبی برای بازار جدید محصولات چوبی، مانند صندلی چوبی راحتی در بیمارستان ها و سایر مکان های عمومی است.