Svjetlopostojanost površine drvenih podnih obloga-2. dio: POSTOJANOST BOJE DRVA

Da bi se istaknula prirodna tekstura i boja drva pri primjeni u interijeru, naročitu važnost i estetsku privlačnost imaju transparentne – više ili manje prozirne – prevlake, pod kojima najčešće podrazumijevamo lakove za parket. Većina je tih prevlaka, međutim, osjetljiva na svjetlost. Čak i ako je film premaza otporan na žućenje, svjetlo koje prodire kroz premaz djeluje na drvo ispod njega. Stoga stabilizacija boje podova u interijeru zahtijeva djelovanje kako na drvo, tako i na sloj površinske obrade. O tome je ranije u Koraku pisao prof. Marko Petrič s Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani (Korak br. 1 – ožujak 2010). Ovdje donosimo rezultate istraživanja koji pokazuju da stabilnost boje poda ovisi o prirodnoj svjetlopostojanosti pojedine vrste drva, o naravi obojenja drva lakom, ali i o specifičnoj kombinaciji pojedinih tipova lakova i vrsta drva.

UVOD – JAKOST PROMJENE BOJE DRVA

Drvo je najviše podložno promjenama boje pri djelovanju ultraljubičaste (UV) svjetlosti, koju mi ne vidimo (valne su joj duljine kraće od 400 nm). Prozorsko staklo, na sreću, filtrira značajan dio UV zračenja, tako da je drvo u interijeru mnogo manje podložno žućenju ili sivljenju nego drvo izravno izloženo sunčevoj svjetlosti. Promjene boje su, međutim, vrlo specifične za svaku vrstu drva, kao što vidimo na slikama 1 i 2. Neke vrste drva, kao javorovina i jasenovina, pri djelovanju UV svjetla naglo potamne, ali takvima ostaju dulje vremena (slika 1). Druga drva, kao brezovina, potamnjuju sporije, ali postojanije. Treće pak vrste, kao trešnjevina, posvijetle i malo posive s vremenom izlaganja. To, međutim, ne mora biti vezano uz promjene sjaja, tako da hrastovina zadržava svoj prirodni sjaj, dok javorovina, jasenovina i bukovina postojano gube sjaj tijekom izlaganja (slika 2).

k035-Turkulin-01-300.jpgSlika 1. Jakost promjene boje različitih vrsta drva pri djelovanju UV svjetla u laboratorijskom izlaganju u QUV uređaju. Čovjek okom zamjećuje promjenu od 4 jedinice ΔE, a promjena veća od 15 jedinica može se smatrati subjektivno jakim doživljajem promjene boje.

k035-Turkulin-02-300.jpg

Slika 2. Jakost promjene sjaja različitih vrsta drva pri djelovanju UV svjetla u laboratorijskom izlaganju.

UTJECAJ VIDLJIVOG SVJETLA NA BOJU DRVA

Na drvo u mnogo manjem značaju djeluje vidljiva svjetlost u rasponu valnih duljina od ca 400 do 780 nm. Nedavna istraživanja na Šumarskom fakultetu u Zagrebu (disertacija Vjekoslava Živkovića, 2011) pokazala su da vidljivo svjetlo nije zanemarivi činitelj u diskoloraciji drva, te da ono djeluje na drvo sporije, ali dublje nego UV svjetlo. Stoga drveni podovi, čak i ako su lakirani i zaštićeni dvostrukim prozorskim staklom, s vremenom mijenjaju boju. Svijetle vrste drva najčešće potamne, tamne su sklone posvijeltiti. Bagremovina s vremenom izgubi svoj karakteristični zelenkasti ton, a trešnjevina crvenkasti. Dok se žućenje i sivljenje drva u vanjskoj primjeni danas može dobro sprječavati posebnim impregnacijama koje stabiliziraju lignin od ultraljubičaste svjetlosne razgradnje, promjene tamnijih boja prouzročene su u znatnijoj mjeri djelovanjem vidljivoga svjetla te ih ne možemo potpuno spriječiti. Ako želimo, naime, vidjeti drvo, onda vidljiva svjetlost mora pasti na nj i od njega se odbiti do našeg oka. Ako bismo zaštitili drvo od vidljive svjetlosti, onda ga ni mi ne bismo vidjeli u prirodnoj boji. Zato je posebno problematična zaštita tamnih vrsta drva, čiji se sastojci mijenjaju pri djelovanju vidljivog svjetla (cedrovina, palisandrovina, orahovina, mahagonijevina, trešnjevina), te pregrijanoga (termički tretiranog) drva. Apsorberi za ovakva drva bili bi žućkaste ili crvenkaste boje i ne bi ispunjavali zahtjeve potpune prozirnosti i neobojanosti. Problem svjetlozaštite sustava prevlaka-drvo vrlo je složen jer se spektralna područja najveće osjetljivosti drva i laka često razlikuju, pa je teško formulirati odgovarajući apsorber.

STABILNOST BOJE LAKIRANOG PARKETA

Prirodna boja i tekstura drva lijepo se ističu pod prozirnim prevlakama. Problem s transparentnim lakovima jest da je većina njihovih filmova osjetljiva na UV svjetlost, a osim toga one propuštaju svjetlost do drva, gdje može doći do fotokemijske reakcije i diskoloracije površine drva. Zadržavanje prirodne, originalne boje drva dugo je cilj brojnih istraživačkih radova kemijske industrije i drvnih tehnologa. U transparentne prekrivne prevlake mogu se dodavati različiti aditivi koji apsorbiraju dio svjetla ili blokiraju lančane kemijske reakcije koje dovode do obojenja. Svi ovi aditivi trebaju biti prozirni i bezbojni kako ne bi pokrili prirodni izgled drva, a sama prevlaka mora propuštati vidljivo svjetlo – po mogućnosti u cjelokupnome spektru – kako bi se zadržao prirodan izgled drva.

Transparentne prevlake su i same osjetljive na svjetlost, pogotovo na onu ultraljubičastu, kojoj podliježu svi polimerni materijali. Koliko će se mijenjati prozirnost laka s vremenom ovisi o njegovom kemijskom ustroju, debljini sloja i količini dodanog UV apsorbera za zaštitu veziva u lakovima. Djelotvorna zaštita od svjetla zahtijeva da lak za drvo ima tako odabrani UV apsorber da on može štititi i lak i podlogu od UV svjetla, te tako spriječiti kako fotokemijsku razgradnju veziva laka, tako i fotokemijsku reakciju podložnoga drva.

STABILNOST KOMBINACIJE LAKA I VRSTE DRVA

O tome kakva će biti narav i jakost promjene lakiranoga drvenoga poda odlučuju dva aspekta promjene boje: početno obojenje drva nekom vrstom laka, te svjetlopostojanost drva i film premaza. Pri tome treba naglasiti da nanošenje laka, ma kako bio proziran, mijenja naravnu boju drva, koja je uvjetovana prodorom svjetla u stanične stijenke i njihove šupljine. Kad se zrak u šupljinama zamijeni lakom, tj. supstancom s većim indekosm loma svjetla, drvo potamni. Stari majstori su znali nasliniti površinu drva da pokažu kako će ona približno izgledati nakon lakiranja bezbojnim lakom.

k035-Turkulin-03-300.jpgSlika 3. Promjene boje nakon pola godine izlaganja na južnoj prozorskoj klupčici iza dvostrukog, 2x4mm debelog stakla. Dvije lijeve daščice su hrastove, a desne bukove. Gornja i donja zona daščica bile su zaštićene aluminijskom folijom i pokazuju izvornu boju drva.

Lak koji kvasi drvo promijeni njegovu boju, zatamni i naglasi prirodni ton boje, te istakne živost teksture drva. Kakogod, tamnjenje nije jednako za sve vrste drva. Univerzalni poliuretanski lak pri nanošenju najmanje promijeni prirodnu boju javorovine, a znatno zatamni hrastovinu i bukovinu. Ovo ima veze s prodiranjem viskoznoga laka u podpovršinu drva, koje je manje na gustoj, finoj teksturi javorovine nego na poroznijim vrstama drva. Zato javorovina, nakon lakiranja univerzalnim PU lakom, ostane najsličnija svojoj izvornoj boji. Vodeni lak, koji zbog higroskopske naravi drva jače kvasi svaku drvnu plohu, jače zatamni i javorovinu pri prvom nanošenju, ali onda postojanije osigura takav izgled.

k035-Turkulin-04-300.jpgSlika 4. Prikaz kao na slici 1. Dvije lijeve daščice su trešnjine, a desne jasenove.

Razlike u promjeni boje nakon nanošenja parketnih lakova – vodenog laka (gornja polovica uzoraka na slikama 3, 4 i 5) i 2K poliuretanskoga laka (doljnja polovica uzoraka) nisu velike, ali PU lak čini drvo malo tamnijim i sjajnijim. Ovo tamnjenje je naročito izraženo kod hrastovine, koja odmah nakon lakiranja dobija karakterističan medeno-žuti ton. Ova vrsta drva s PU lakom, međutim, i zadržava takav ton sličnim tijekom izlaganja, dok svijetle vrste drva, kao što su  jasenovina ili javorovina, pod PU lakom jako potamne već tijekom prve godine izlaganja. Ove dvije vrste drva, kao i jasenovinu, vodeni lak promijeni pri nanošenju vrlo slično kao i PU lak, ali s izlaganjem bolje sačuva njihov svjetliji ton boje. Zaključili bismo da je vodeni lak bolji za očuvanje prirodne boje drva, kad ne bi bilo drugih dvaju aspekata njegove primjene: jedan je blijeđenje tamnijega drva pod ovim lakom, a drugi je iskustveno očekivanje promjene boje drva tijekom dulje uporabe.

k035-Turkulin-05-300.jpgSlika 5. Prikaz kao na slici 1. Dvije lijeve daščice su brezine, a desne javorove.

Ako pogledamo trešnjeve daščice, vidjet ćemo da se ponašaju različito od svih ostalih. Njih, svaka vrsta laka pri prvom nanošenju naglašeno potamni, s time da PU lakovi jače istaknu živost teksture i željeni crveni ton trešnjevine. Tijekom izlaganja trešnjevina posvijetli, i to znatno jače pod vodenim nego pod PU lakom. Tako je boja vodenim lakom obrađene trešnjevine nakon izlaganja slična izvornoj, ali nije onakva kakvu većina korisnika želi – tamna i crveno-smeđa. Srodan efekt možemo vidjeti na hrastovini, koja isto malo izblijedi pod vodenim lakom. Kod hrastovine se često susrećemo s drugim subjektivnim aspektom očekivanja promjene boje drva, a to je da korisnike najčešće ne smeta tamnjenje pod poliuretanskim lakom. Mnogi naši domovi, nakon desetljeća našeg iskustva u njima, imaju tamnu i plemenitu hrastovinu na podu. Dok kod svjetlijih vrsta drva teško prihvaćamo njihovo brzo tamnjenje, kod hrastovine ga doživljavamo normalnim, plemenitim. Stoga mnogi korisnici lakiranje hrastovine poliuretanskim lakovima, koji daju puniji (često i sjajniji) izgled površine, smatraju estetski prihvatljivim.

SVJETLOPOSTOJANOST PREGRIJANOGA DRVA

Pregrijano drvo je prilično nepostojano na svjetlo, posebice u vanjskim uvjetima. Pojava tamnjenja za vrijeme toplinskog tretiranja pri višim temperaturama pripisuje se kemijskim promjenama hemiceluloze i lignina, pri čemu nastaju nestabilni (tzv. kromoforni) spojevi koji su lako podložni raspadanju pri izloženosti svjetlu. 1-bez ruconbara.indd

Slika 6. Suncu izložena podna obloga u stakleniku pokazuje blijeđenje u usporedbi s tepihom pokrivenom plohom

Pregrijano se drvo u interijeru najčešće rabi za podove jer ima poboljšanu dimenzijsku stabilnost, te lijepo promijenjenu, jednoliku tamnu boju. Na taj se način drvo slabije estetske kvalitete (grabovina, ili obojena srževina bukovine ili jasenovine) pretvara u vrhunski estetski drveni pod koji izgledom podsjeća na egzotične vrste drva. Na žalost, pregrijano drvo blijedi slično kao i tamne listače, čak i ako je svjetlost filtrirana prozorskim staklom. Što je drvo tamnije, to je blijeđenje intenzivnije.

1-bez ruconbara.inddSlika 7. Blijeđenje pregrijane bukovine je takvo da se poznaju tragovi objekata na podu

Prikaz problema je vidljiv s vještačenja u jednoj ekskluzivnoj zgradi, u kojoj su podovi u sobama, ali i u južnom zimskom vrtu, bili obloženi pregrijanom bukovinom, te lakirani vodotopivim lakom za parkete. Izloženost svjetlu je pogotovo intenzivna u zimskome vrtu, jer su južni zid i krov zimskoga vrta načinjeni od stakla, propuštajući praktično svo vidljivo svjetlo u prostor. U zimskom vrtu je tijekom samo dva ljetna mjeseca nastalo tako intenzivno blijeđenje da su na podu nastale velike razlike između pokrivenih i otvorenih dijelova površine (slika 6).

1-bez ruconbara.inddOstala su vidljiva čak i mjesta položaja posuda sa cvijećem i tamnije pruge ležanja električnih kablova (slika 7). U manje izloženim prostorijama blijeđenje je bitno manje, i to samo kraj najosunčanijih vrata, pa se u dnevnom boravku jedva nazire razlika pokrivenih i otvorenih ploha (slika 8).

Slika 8. Blijeđenje u stambenom prostoru je vrlo maleno, samo neposredno uz balkonska vrata

ZAŠTITA PODOVA OD PROMJENE BOJE

Iz prethodne analize je vidljivo da svakoj vrsti drva treba znati pridružiti vrstu laka koji joj najbolje odgovara za željeni estetski učinak. Pri tome proizvođači parketnih lakova napominju koji su lakovi postojaniji na svjetlo, te kojim vrstama drva su posebno namijenjeni. Izravnim upitom mogu se dobiti tehničke informacije od proizvođača sustava površinske obrade, ali vlastito iskustvo predstavlja najsigurniju garanciju osiguranja estetske kvalitete. Podopolagači međusobnom razmjenom iskustava brzo steknu znanja o „ponašanju“ pojedinog materijala, ali u slučaju pojave novog proizvoda na tržištu, dobro je provesti ispitivanje – makar i kratkim izlaganjem izravnom sunčevom svjetlu – kojim se utvrdi kompatibilnost sustava površinske obrade s određenim vrstama drva.

Istraživanja provedena na Šumarskome fakultetu u Zagrebu su pokazala da generički tip laka i debljina njegova filma jako utječu na postojanost originalne boje. Uzorci pregrijane bukovine, obrađeni dvama različitim lakovima, izloženi su tijekom 32 dana umjetnom UV zračenju filtriranom kroz plohu prozorskoga stakla. Dvokomponentni poliuretanski sustav (tri sloja u debljini suhoga filma većoj od 150 µm) zaštitili su izvornu boju mnogo bolje nego vodotopivi, UV-otvrdnjavajući tvornički sustav površinske obrade u debljini od oko 60 µm (slike 8 a i b).

1-bez ruconbara.inddSlika 8 a i b: pregrijana bukovina nakon 32 dana izlaganja UV svjetlu filtriranom prozorskim staklom (ustupili autori Miklečić i Jirouš-Rajković). Lijevo: dvokomponentni otapalni poliuretanski debeloslojni premaz; desno: vodotopivi industrijski, UV-otvrdnjavajući  poliuretanski sustav

CIBA Specialties GmbH provodi opsežna ispitivanja zaštitnih sustava za tamno obojene vrste drva i pregrijano drvo u interijeru. Utjecaj vidljivog svjetla se smanjuje primjenom stabilizatora AHTP-1, filtrirajuće kemikalije koja se nanosi na drvo. Ovaj premaz malo promijeni boju drva prema crvenkastoj jer filtrira niže valne duljine vidljivoga svjetla. Osim toga, dodatak premazu UV apsorbera HTP-1 smanjuje neželjeni utjecaj kraćih valnih duljina. Na taj se način blijeđenje pregrijanoga drva smanjuje na minimum.

Vijek trajanja (razgradnje) zaštitnih kemikalija, ukoliko su primijenjene, uglavnom utječu na kratkotrajnu stabilizaciju boje. Ovdje izraz „kratkotrajna“ rabimo s uvjetnim značenjem, jer kod podova kod kojih očekujemo uporabnu funkciju u trajanju od nekoliko desetljeća ili obiteljskih generacija, pod kratkotrajnom stabilnošću podrazumijevamo nekoliko godina, a ne nekoliko dana ili tjedana. „Kratkotrajna“ svjetlopostojanost se logičnije odnosi na razdoblje do prvog prebrušavanja, odnosno obnavljanja izvornog izgleda poda.

Prof.dr.sc. Hrvoje Turkulin

LITERATURA

Jirouš-Rajković, V.; Turkulin, H. (2003): Diskoloracija površine drva u interijeru. (Discoloration of wood surface at indoor use) Slovenski, eng. sažetak. Les 55 (3): 318-321.
Miklečić, J.; Jirouš-Rajković, V.; Čmarec, S. (2008): Svjetlootpornost pregrijanog drva u interijeru. Ambienta – međunarodna konferencija Drvo je prvo. Zagreb, 17. 10. 2008. 135-141. Šumarski fakultet Zagreb.
Petrič, M. (2010): Premazi za površinsku obradu drvnih podnih obloga. Korak 8 (1): 18-23
Shaller, C.; Rogez, D. (2008): New concepts for light stabilization of coloured wood. Paper 10: PRA’s 6th Woodcoatings Congres, Amsterdam, The Netherlands. Paint Research Association, Teddington, UK (www.pra-world.com)

PODIJELI