اندود سطح چوب با مس

امروزه استفاده از مس و تركيبات آن به منظور ايجاد سطوحي با كيفيت، بسيار مورد توجه قرار گرفته است.
به اين ترتيب اندود مس با استفاده از فناوري اسپري حرارتي، با ويژگي ضد ميكروبي، خشك شدن سريع و عاري از تركيبات آلي فرار، تجارت جديدي را در حوزه محصولات چوبي باز كرده است.
در ادامه توجه شما را به مقاله اي در خصوص مزاياي استفاده از اين ماده در اندود محصولات مختلف چوبي جلب مي كنيم.

مقدمه 

دوام هر كالاي اندود شده تا حد زيادي به چسبندگي لايه اندود سطحي آن وابسته است.

مركز فناوري هاي اندود پيشرفته در دانشگاه تورنتو، يك فرآيند اسپري حرارتي براي ته نشيني ذرات مس فلزي بر سطوح غيرفلزي مانند چوب و فرآورده هاي چوبي را توسعه داده است.
شايان ذكر است آژانس حفاظت از محيط زيست،   EPA مس و آلياژهاي مس را به عنوان سطوح ضد ميكروبي معرفي كرده است.
به اين ترتيب اندود مس، به دليل ويژگي هاي زيبايي شناختي، رسانايي بالاي الكتريكي و حرارتي، حفاظت مغناطيسي بالا و به ويژه خواص ضد ميكروبي آن، از پتانسيل بالايي براي بهبود عملكرد فرآورده هاي چوبي برخوردار است.

ساير مزاياي اندود فلزي در مقايسه با اندودهاي ارگانيك اين است كه اندودهاي فلزي حاوي كمترين تركيبات آلي فرار هستند و به سرعت خشك مي شوند (كمتر از يك دقيقه).
بررسي ها نشان داده است كه چسبندگي اندود اسپري حرارتي شده به چوب از طريق به هم پيوستگي مكانيكي رخ مي دهد؛ بنابراين، انتظار مي رود كه چسبندگي فلز به چوب بشدت تحت تاثير آناتومي چوب باشد كه بسته به نوع چوب متفاوت است.
گونه هاي چوبي بي دوام، مانند كاج و نوئل، معمولا با يك ماده شيميايي حفاظتي تيمار مي شوند تا از پوسيدگي و تخريب توسط حشرات محافظت شود.

براي كاربردهاي مسكوني، بيشتر چوب ها در آمريكاي شمالي با مواد حفاظتي بر پايه مس تيمار مي شوند.
از تركيبات مس به عنوان قارچكش در فرمولاسيون اين مواد حفاظتي استفاده مي شود كه به ويژه براي حفاظت چوب در مصارف خارجي (بيرون از ساختمان) و نيز براي مصارفي كه در تماس با زمين هستند كاربرد دارد.
با اين حال هنوز برخي از گونه هاي چوبي وجود دارند كه تيمار آنها با مواد حفاظتي شيميايي حتي تحت فشار، بسيار مشكل است.

درجه نفوذ و تثبيت يك ماده شيميايي حفاظتي، تعيين كننده سطح حفاظتي حاصل بعد از تيمار است. قابليت اندود فلزي در محافظت از چوب در برابر پوسيدگي، مي تواند بصورت بالقوه مشكل تيمار گونه هاي نفوذ ناپذير را حل كند.

اندودها، علاوه بر اينكه چوب را به لحاظ زيبايي جذاب تر مي سازند، بلكه از آن در برابر رطوبت، اشعه فرابنفش و تغيير رنگ در اثر كپك حفاظت مي كنند.
اندودهاي خوب چوبي بايد از درجه آبگريزي بالا و همچنين نفوذپذيري بالاي بخارآب برخوردار باشند تا خروج رطوبت از سطح چوب را ممكن سازند.

درجه حفاظت در برابر اشعه فرابنفش در اندودهاي ارگانيك در درجه اول به مقدار رنگدانه اضافه شده به تركيب بندي آن وابسته است.
به همين دليل رنگ هاي حاوي رنگدانه هاي جامد، محافظ اشعه فرابنفش بهتري نسبت به رنگ هاي شفاف هستند.

هرچند اندودهاي فلزي زيبايي الياف چوب را تحت الشعاع قرار مي دهند، يك لايه ضخيم مس كه مشابه يك اندود رنگي جامد عمل مي كند، مي تواند سطح چوب را از تغيير رنگ ناشي از اشعه فرا بنفش محافظت كند.
همچنين، فرمولاسيون اندودكننده هاي چوب معمولا شامل يك تركيب ضد كپك هستند كه مي توانند رشد كپك را در سطح چوب، زماني كه در معرض رطوبت بالا و شرايط دمايي مناسب مانند حمام ها و آشپزخانه ها قرار مي گيرد، كاهش دهند.

رشد كپك در اندود، هم در ظاهر و هم در عملكرد، به دليل خرابي زودرس اندود، تاثير مي گذارد.
ضد كپك ها معمولا تركيباتي ارگانيك هستند، اما اكسيد روي نيز به عنوان يك رنگدانه كپك استاتيك 2 در فرمولاسيون اندود استفاده مي شود.

در مصارف بيروني (خارج از ساختمان)، مس اكسيد شده و اكسيد مس سبز رنگ روي سطح چوب تشكيل مي شود. بسياري از مصرف كنندگان ظاهر مس اكسيد شده را دوست دارند، اما بسته به كاربرد در نظر گرفته شده، نرخ اكسيداسيون را مي توان با استفاده از آلياژهاي مس غير خورنده كاهش داد.

ما علاقمند به ارزيابي كارايي يك اندود فلزي مسي در مصارف بيروني بوده ايم.
بي ثباتي در ابعاد چوب كه ناشي از جذب و دفع رطوبت است دليل اصلي خرابي زودهنگام يا پوسته پوسته شدن بسياري از اندودهاي ارگانيك است.
به همين دليل، علاوه بر ارزيابي عملكرد اندود مسي در چوب، چوب هاي اصلاح حرارتي شده، به دليل ثبات ابعادي بيشتر نسبت به چوب هاي تيمار نشده، به لحاظ هوازدگي نيز مورد مطالعه قرار گرفتند.
گفتني است زماني كه اندود بعد از سنباده زني به نمونه هاي چوبي اعمال مي شود، نتايج حاصل شگفت انگيز خواهد بود چرا كه با سنباده كردن سطح چوب با يك كاغذ سنباده سخت، مكان هاي بيشتري روي سطح چوب، براي درهم پيوستگي مكانيكي بين اندود مس و چوب ايجاد مي شود.

تجزيه وتحليل هاي ميكروسكوپ الكترونيSEM  براي تعيين ميانگين ضخامت لايه اندود و نيز نگاه دقيق تر به خط اتصال اندود مسي و نمونه هاي چوب مويد اين مطلب است كه به دليل بيشتر بودن جرم اتمي مس نسبت به تركيبات چوب، كنتراست بسيار خوبي بين لايه هاي اندود و چوب به وجود خواهد آمد.

اندود مسي از ساختار متخلخل و قابليت نفوذ عميق به ترك ها در خط اتصال چوب برخوردار است كه مي تواند پوشش اندود بهتر بعد از سنباده زني سطوح چوبي با كاغذ سنباده سخت را توجيه كند.

تحليل آزمون ها

نتايج آزمون هاي انجام شده بر نمونه هاي اندود شده با روش حرارتي و با استفاده از تركيبات مس همگي از تاثيرات مثبت آن حكايت داشت.

آزمون چسبندگي

نتايج چسبندگي نمونه هاي چوبي اندود شده با مس با رطوبت هشت درصد كه توسط آزمون چسبندگي اندود اندازه گيري شد، نشان داد كه تفاوت معني داري در ميان گونه هاي مختلف چوبي وجود دارد.
به طوركلي، چسبندگي اندود مسي هم در پهن برگان و هم در سوزني برگان بسيار خوب گزارش شد.
هرچند مقدار چسبندگي اندود بر MDF ، بسيار كمتر از نمونه هاي چوب ماسيو بود، اما نيروي اعمال شده موجب شكست در خود MDF شد.

اساسا، اتصال اندود با MDF بسيار بيشتر از چسبندگي بين لايه هاي MDF MDF )مقاومت اتصال داخلي ) بوده است.

آزمون هاي پوسيدگي و كپك

به جز يك مورد، بيشتر گونه هاي چوبي هيچ مشكل قابل مشاهده اي در سطوح اندود شده خود نشان ندادند و يا با كمترين مشكل همراه بودند.
بعد از 16 هفته قرار گرفتن در معرض كپك، يك نمونه MDF ، تقريبا تا دو برابر ضخامت اوليه خود واكشيده شده و رشد كپك در سطح اندود نشده شديد بود درحاليكه سطح اندود شده همچنان عاري از كپك بود.

مقايسه افت وزن نمونه هاي خشك شده در آون، قبل و بعد از آزمون پوسيدگي نشان داد كه اندود مسي در محافظت چوب در برابر پوسيدگي بسيار موثر است.

آبگريزي و نفوذ پذيري بخارآب

با توجه به تغييرات رطوبت نسبي در نمونه هاي چوب اندود شده و اندود نشده در طي 6 روز آزمون جذب و دفع آب، نتايج اين آزمون نشان داد كه اندود مس هيچ اثري بر عملكرد مقاومت در برابر جذب آب و نفوذپذيري بخارآب در چوب نداشته است.
نرخ خشك شدن نمونه هاي اندود مسي مشابه نمونه هاي چوب غير اندود شده بود.

هوازدگي طبيعي

ظاهر عمومي نمونه هاي چوب تيمار حرارتي شده و اندود شده با مس، بسيار بهتر از چوب هاي تيمار نشده با اندود مسي بود.
به دليل انعطاف ناپذيري اندود مسي، افزايش ثبات ابعادي چوب با تيمار حرارتي بسيار اثربخش بود.
از نظر رشد قارچ، در تمامي نمونه هاي هوازده، هيچ رشد قارچ قابل مشاهده اي وجود نداشت.

در نمونه هاي چوب اندود نشده، چه آن هايي كه تحت تيمار حرارتي قرار گرفتند و چه آن هايي كه تيمار حرارتي نشده بودند، به طور ملموس به رنگ طوسي تغيير رنگ دادند و اين نشان مي دهد كه تيمار حرارتي تاثير مثبتي بر حفاظت از سطح چوب در برابر تغيير رنگ در اثر اشعه فرابنفش نداشته است.

در نمونه هاي اندود شده با مس كه تحت تيمار حرارتي قرار گرفتند ترك هاي كمتري نسبت به نمونه هاي تيمار نشده مشاهده شد.
نمونه هاي اندود شده با مس تيمار شده و تيمار نشده، از تغيير رنگ مشابهي با نمونه هاي چوب اندود نشده و تيمار نشده برخوردار بودند.

نمونه هاي غير اندود تيمار حرارتي شده به ميزان معناداري، از تغيير رنگ كمتري نسبت به نمونه هاي اندود نشده و تيمار نشده برخوردار بودند، هرچند به نظر مي رسد بعد از هوازدگي، تغيير رنگ نمونه ها به طوسي مشابه نمونه هاي تيمار نشده است.
اين امر را مي توان به رنگ تيره تر چوب تيمار حرارتي شده در مقايسه با چوب تيمار نشده نسبت داد.

تجزيه وتحليل هاي ميانگين درصد رطوبت نمونه ها نشان داد كه نه تنها در نمونه هاي تيمار حرارتي شده درصد رطوبت به ميزان معناداري كاهش يافت بلكه اندود در كاهش درصد جذب رطوبت در حين هوازدگي طبيعي نيز موثر بوده است. اثر متقابل بين اندود مسي و تيمار حرارتي نيز از نظر آماري معنادار بود.

نتيجه گيري

به طوركلي، نتايج آزمون چسبندگي نشان داد كه اندود فلزي از چسبندگي عالي در طيف وسيعي از گونه هاي چوبي و اوراق فشرده چوبي همچون MDF برخوردار بوده است.
همچنين، يك روش ساده آماده سازي سطح (سنباده زني) تا حد زيادي توانست پوشش اندود فلزي در چوب را بهبود ببخشد.

اگرچه اندود مسي، موجب بهبود آبگريزي در نمونه هاي چوب در طول آزمون غوطه وري در آب نشد، اما ساختار متخلخل اين اندود، نفوذپذيري مورد نياز براي جلوگيري از تجمع رطوبت در داخل چوب را فراهم كرد.
براي مصارف بيروني از قبيل مبلمان فضاي آزاد و يا به عنوان جايگزين سقف هاي فلزي، استفاده از آلياژ مس مقاوم در برابر خوردگي بعنوان اندود روي چوب تيمار حرارتي شده توصيه مي شود.

نتايج حاصل كه با ارايه يك راه حل ساده براي اندود محصولات چوبي با يك اندود سريع خشك شونده، داراي تركيبات آلي فرار صفر و ضد ميكروبي كه مي تواند از چوب در برابر قارچ هاي مولد پوسيدگي و كپك محافظت كند، راهگشاي خوبي براي بازار جديد محصولات چوبي، مانند صندلي چوبي راحتي در بيمارستان ها و ساير مكان هاي عمومي است.

منبع: ماهنامه صنايع چوب، مبلمان و كاغذ