Overzicht en probleemstelling De afdeling “Houtbewerking en Biomaterialen van deTsjechische Universiteit (CZU) is een partner voor de bouwindustrie, en verzorgt o.a. de evaluatie van commercieel verkrijgbare houtcoatings en –beitsen. De diensten worden gebruikt door zowel fabrikanten als gebruikers van van houtcoatings en –beitsen voor de bouwsector. Een andere sector die gebruik maakt van de evaluatieservices van CZU is de Automotive industrie voor de toepassing van houten laminaten in auto-interieurs. Deze laminaten zijn altijd behandeld met coating of beits ter decoratie en bescherming van het materiaal.
De prestatie-eisen van deze coatings en beitsen zijn onder te verdelen in twee categorieën:
1)
Esthetisch – Het uiterlijk van het hout en zijn kleur
2)
Bescherming - De coating moet de natuurlijke uitstraling van het hout behouden, en tegelijkertijd beschermen tegen verkleuren of verbleken, scheurvorming of delaminatie. Voor blanke coatings is ook glansverlies een belangrijke factor.
In de bouw kunnen behandelde houten elementen worden gebruikt in vele verschillende oriëntaties. Verticaal en horizontaal zijn het meest gebruikelijk, maar in feite is elke oriëntatie denkbaar, afhankelijk van het ontwerp van de constructie. De focus ligt op toepassing binnen Europa. Maar ook binnen Europa is een grote variëteit aan klimaten. Het klimaat in Zweden verschilt bijvoorbeeld flink van dat van zuid-Spanje. Beide extremen dienen in acht te worden genomen. De uitdaging voor CZU is het bepalen van de esthetische- en beschermende prestaties van de coatings binnen deze reeks van klimatologische omstandigheden. Om dit te bereiken verzorgt CZU verweringstesten, zowel door middel van versnelde laboratoriumproeven als natuurlijke expositie, zodat de prestaties kunnen worden gecorreleerd. De combinatie van natuurlijke expositie en versnelde laboratoriumproeven verduidelijkt de correlatie, en zorgt voor een betere voorspelbaarheid van de te verwachten levensduur van de coating.
CZU zocht de samenwerking met Q-Lab om de haar verweringstesten uit te breiden, en om haar toch al sterke reputatie als toonaangevende academische organisatie op dit gebied nog verder te verstevigen. Met de resultaten behaald door zowel QUV testen als natuurlijke buiten exposities is CZU inmiddels het meest vooraanstaande instituut voor het testen van houtcoatings en –beitsen binnen de Tsjechische Republiek. Haar testing business is inmiddels verdubbeld, het klantenbestand is gegroeid met 150% en de verdiensten zijn gegroeid, mede door de lage gebruikskosten van de QUV. Bovendien hebben de publicaties die CZU inmiddels heeft kunnen presenteren gezorgd voor nog meer aanzien als experts op het gebied van testen en analyseren van houtcoatings.
Testomschrijving en resultaten Natuurlijke buitenverwering Natuurlijke buitenverwering is getest door expositie gericht op het zuiden. Daarbij zijn de monsters geplaatst onder hellingshoeken van 45- en 90 graden, zoals in onderstaande afbeelding is te zien.
De 90 graden expositie is een simulatie van de eindtoepassing van de materialmen. De 45 graden hellingshoek is gespecificeerd in vele internationale testmethodes, zoals ISO 877-1, ASTM G24 en EN 927-3
Miloš Pánek, CZU (Links) en Jim Regan, Q-Lab (Rechts)
De monsters welke deze tests hebben ondergaan vertonen significante verweringsdegradatie . Hieronder vindt u foto’s van monsters voor en na expositie van 12 maanden op het dak van CZU:
A – Vuren Thermowood zonder coating;
B – Vuren Thermowood met coating op oliebasis;
C – Lariks met transparante coating op oliebasis;
D – Vuren met transparante coating op oliebasis;
E – Eiken met transparante coating op oliebasis;
F – Lariks met gepigmenteerde coating op oliebasis;
G – Vuren met gepigmenteerde coating op oliebasis;
H – Eiken met gepigmeneerde coating op oliebasis
Hoewel er al duidelijke degradatie waarneembaar is na slechts één jaar, heeft men de expositie op het dak laten doorlopen tot 3 jaar. Dit om de prestaties in “real world” omstandigheden in Tsjechië vast te stellen. Deze data is gebruikt als basis voor de vergelijking met de versnelde veroudering in de QUV. De temperatuur in de Tsjechische Republiek variëren van 35 °C in de zomer tot -25 °C in de winter. Deze variatie is de grootste binnen Europa, en een coating moet dit temperatuurbereik kunnen doorstaan. Dit extreme element in de buitentesten van CZU is zeer waardevol voor de bouwindustrie en de fabrikanten van de beitsen en coatings.
Versnelde verweringstesten De QUV/Spray accelerated weathering tester is gebruikt voor de versnelde laboratoriumtesten . Er is getest volgens EN 927-6 gedurende 6- en 12 weken. De monsters voor deze test zijn identiek aan die voor de natuurlijke buitenexpositie, met uitzondering van de afmetingen. Aanvullend zijn de monsters op regelmatige basis in klimaatkamers geplaatst, waarin ze aan temperatuurcycli van 80°C tot -25°C werden blootgesteld. De resultaten van zowel buitenexpo als versnelde laboratoriumtesten zijn hieronder te zien:
1 
A – natuurlijke Saffloerolie;
B – dunne laag commerciele transparante coating op oliebasis.
NW-Natuurlijke verwering (in maanden);
AW – versnelde verwering (in uren).
2 
De testresultaten hebben aangetoont dat verschillende defecten effectief gereproduceerd kunnen worden in verschillende testers. De QUV test is waardevol bij het voorspellen van defecten zoals ze in werkelijkheid optreden (zoals op het dak van CZU in Praag) over een periode van 3 jaar. Vooral glansverlies is bijzonder goed te reproduceren in de QUV. Sommige verkleuringen zijn in de QUV beter reproduceerbaar dan andere. De reacties van de specifieke houtsoort, plus de degradatie van de coating kunnen een onderlinge interactie opleveren en een macro effect veroorzaken. Ook de oppervlakteruwheid van het monster kan effect hebben op de acceleratie.
Voordelen van testen Sinds CZU is gaan werken met de QUV is zij een autoriteit geworden op het gebied van houtcoatings en –beitsen. Haar commerciële testen zijn sindsdien meer dan verdubbeld. Ze kunnen nu versnelde verweringstesten uitveren in enkele duizenden uren, welke normaal jaren van natuurlijke expositie zouden vergen. Deze mogelijkheden heeft een groei van het klantenbestand van 150% opgeleverd en de winst vergroot, mede vanwege de lage gebruikskosten van de QUV.
Gebaseerd op zijn ervaringen heeft Milos Panek verschillende wetenschappelijke artikelen geschreven en gepubliceerd, wat de CZU veel prestige en aanzien heeft opgeleverd als academische organisatie. Dit was één van de doelen die CZU zich vooraf had gesteld. Ook als commerciële test organisatie heeft CZU hiermee zijn naam nadrukkelijk gevestigd binnen de Tsjechische Republiek, wat op zichzelf weer nieuwe klanten aantrekt. Door het uitvoerige testprogramma dat is uitgevoerd heeft CZU zoveel geleerd met betrekking tot de verweringsprestaties van houtcoatings en –beitsen dat ze kunnen worden gezien als de experts op dit gebied.
1 Results of tests achieved in cooperation with company MATRIX a.s. (Czech Republic) and supported by grant “Improving of coatings durability on selected kinds of wood in the exterior applications”, No. TH02020873 financed by TAČR are shown below.
2 Oberhofnerová, E., Pánek, M., Böhm, M. (2018): Effect of surface pretreatment with natural essential oils on the weathering performance of spruce wood. BioResources 13(3). 7053-7070. ISSN 1930-2126