Faanyagok modifikációja_08 Faanyagok módosítása hıkezeléssel – higroszkóposság, tartósság és szín változása Dr. Németh Róbert, NymE Faipari Mérnöki Kar, Sopron, Faanyagtudományi Intézet, 2009.
[email protected]
Tartalom • Fa-víz kapcsolatok változása • Gombaállóság változása • Szín változása
Fa-víz kapcsolatok változása • Egyensúlyi nedvességtartalom csökkenése, a különbözı relatív páratartalmi tartományokban • Zsugorodás-dagadás csökkenése : ASE
Egyensúlyi nedvességtartalom (ThermoWood Handbook, www.thermowood.fi, 2003 lucfenyı)
Kémiai változások
Felületi jelenségek
Kapilláris struktúra
Kontroll
Egyensúlyi nedvességtartalom (Németh R., 2009, Sopron)
Egyensúlyi fanedvesség, %, rp = 50%, t = 20°C
14 12 10 8 6 4 2 0 B Kontroll
B 140T
B 175T
EF Kontroll
EF 120T
EF 170T
Egyensúlyi nedvességtartalom csökkenése (Németh R., 2009, Sopron) 50 45 40 35 EMCD, %
30 25 20 15 10 5 0 B 140T
B 175T
EF 120T
EF 170T
Egyensúlyi fanedvesség (Horváth N, 2008, Sopron) Pannónia nyár nettó fanedvessége (%)
20
(20°C / 65%rp)
12,3
15
12,3
11,7 10,2 9,5
10
9,6
8,9 8,1
5
180°C
0 Kontroll
200°C
1.menetrend 2.menetrend
3.menetrend
Egyensúlyi fanedvesség (Horváth N, 2008, Sopron) 20
Cser nettó fanedvessége (%)
15
11,7 11,7
(20°C / 65%rp)
11,0 9,5
10
9,1
8,2 7,4
7,0
5
180°C
0 Kontroll
200°C
1.menetrend 2.menetrend 3.menetrend
Egyensúlyi fanedvesség (Horváth N, 2008, Sopron) Bükk nettó fanedvessége (%)
20
(20°C / 65%rp)
12,3
15
12,3
11,4
11,1
10,9
9,4
10
7,6
7,1
5
180°C
0 Kontroll
1.menetrend
200°C 2.menetrend 3.menetrend
Zsugorodás mértéke (ThermoWood Handbook, www.thermowood.fi, 2003 lucfenyı, radiális)
Zsugorodás mértéke (ThermoWood Handbook, www.thermowood.fi, 2003 lucfenyı, tangenciális)
Zsugorodás mértéke (Németh R., 2009, Sopron) 16,00 Maximális dagadás húrirányban [%] Maximális dagadás sugár irányban [%]
14,00
Maximális dagadás, %
12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 B Kontroll
B 140T
B 175T
EF Kontroll
EF 120T
EF 170T
ASE (Németh R., 2009, Sopron) 60,00 ASE Tang ASE RAD
50,00
ASE, %
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00 B 140T
B 175T
EF 120T
EF 170T
Dagadás mértéke (Horváth N, 2008, Sopron) 20
Tangenciális dagadás (%) Pannónia nyár
17,5
11,4
15 12,5
11,4
10
9,7 7,8
7,5
8,0 5,7
5
7,9 5,2
DS=30,7%
2,5
DS=54,4%
180°C
0 Kontroll
200°C
1.menetrend 2.menetrend 3.menetrend
Dagadás mértéke (Horváth N, 2008, Sopron) 20 17,5
13,9
15
Tangenciális dagadás (%) 13,9 Cser 14,0 12,1
12,5
11,8
9,2
10
8,1 7,5
7,5 DS=15,0%
5 2,5
DS=46,0% 180°C
0 Kontroll
1.menetrend
200°C 2.menetrend
3.menetrend
Dagadás mértéke (Horváth N, 2008, Sopron) 20
Tangenciális dagadás (%) Pannónia nyár
17,5
11,4
15 12,5
11,4
10
9,7 7,8
7,5
8,0 5,7
5
7,9 5,2
DS=30,7%
2,5
DS=54,4%
180°C
0 Kontroll
200°C
1.menetrend 2.menetrend 3.menetrend
Dagadás mértéke (Horváth N, 2008, Sopron) 20
Tangenciális dagadás (%) Bükk
17,5 15 12,5
12,0 12,0
11,8
12,0
11,1
9,6
10
8,2 7,5
7,2 DS=7,8%
5 2,5
DS=40,1% 180°C
0 Kontroll
1.menetrend
200°C 2.menetrend
3.menetrend
Dagadási anizotrópia (Horváth N, 2008, Sopron) Dagadási anizotrópia 200°C
4
3
2,28 2,5 2,1
2,35
1,9
2
2,03 2,0
2,0 1,9
2,00 1,9
2,0
1
12,5% 9,6%
22,2%
bükk cser
0 Kontroll
p.nyár
1.menetrend 2.menetrend
3.menetrend
Zsugorodás a hıkezelés hatására (Horváth N, 2008, Sopron) 10,00
Hıkezelési méretcsökkenés (%) 200°C - 3.menetrend 6,25
7,50
4,10 5,00
3,65
2,50
0,00
tangenciális
2,30 2,61 kk=6,30% 0,03 1,53 kk=8,69% cser 0,05 bükk kk=5,12% 0,09 p. nyár radiális
hossz
Tömegcsökkenés (Horváth N, 2008, Sopron) Hıkezelési tömegcsökkenés (%) 3.menetrend 20
15,05 12,29 15
14,31 3,82
10
5,41 cser
4,33
5
bükk 0
p. nyár 200°C 180°C
Gombaállóság változása
Tömegcsökkenés, %
(ThermoWood Handbook, www.thermowood.fi, 2003 erdeifenyı)
ThermoWood eljárással kezelt anyagok a gombaállósági vizsgálatokhoz Pine – erdeifenyı Birch – nyír Larch – vörösfenyı Spruce - lúcfenyı
Gombaállóság változása EP 0 695 408 B1Int appl. Nr: PCT/FI94/00190Int publ. Nr: WO 94/27102 (24.11.1994 Gazette 1994/26)
Tömegcsökkenési arány
Tömegcsökkenés – kezelési hımérséklet – tartósság összefüggés
Mért adat
Igen tartós
Tartós
Közepesen tartó
Kevésbé tartós Modell
Zsugorodás a hıkezelés hatására (Horváth N, 2008, Sopron) 10,00
Hıkezelési méretcsökkenés (%) 200°C - 3.menetrend 6,25
7,50
4,10 5,00
3,65
2,50
0,00
tangenciális
2,30 2,61 kk=6,30% 0,03 1,53 kk=8,69% cser 0,05 bükk kk=5,12% 0,09 p. nyár radiális
hossz
Sőrőség változása (ThermoWood Handbook, www.thermowood.fi, 2003 erdeifenyı)
Gombaállóság változása (Horváth N, 2008, Sopron)
Pannónia nyár gombabontása (tömeg%)
80 70
49,1
60 50
Coriolus versicolor
53,5
51,3 42,7
43,2
40 30
<5%
20
10,0 10
6,0 2,9
0 Kontroll
180°C 200°C
1.menetrend 2.menetrend
3.menetrend
Gombaállóság változása (Horváth N, 2008, Sopron)
Bükk gombabontása (tömeg%)
80 70
Coriolus versicolor
60 50
41,2 39,8
47,3 42,3
41,1
39,2
40 30
22,0
20
14,9
10
180°C
0 Kontroll
1.menetrend
200°C 2.menetrend 3.menetrend
Gombaállóság változása (Horváth N, 2008, Sopron)
30
26,7 24,8 Cser szíjács gombabontása (tömeg%)
25
18,6
Daedalea quercina
20
12,1
15
10,1 10
5,5 5
3,5 2,2
0 Kontroll
1.menetrend
180°C 200°C
2.menetrend 3.menetrend
Gombaállóság változása (Horváth N, 2008, Sopron)
30
Cser geszt gombabontása (tömeg%)
25
Daedalea quercina 20 15
11,6 12,2
9,9 7,2
10
5,0 5
2,2
2,4 1,0
0 Kontroll
1.menetrend
180°C 200°C
2.menetrend 3.menetrend
Világosság (L) változása (ThermoWood Handbook, www.thermowood.fi, 2003, erdeifenyı)
Világosság (L) változása (ThermoWood Handbook, www.thermowood.fi, 2003, erdeifenyı)
Kitéve
Mérés idıpontja
Színkoordináták változása (Németh R., 2009, Sopron) 90,00 80,00 70,00
L* - Világosság
60,00 50,00
UV elıtt UV után
40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 B Kontroll B 140T
B 175T
EF Kontroll
EF 120T EF 170T
Színkoordináták változása (Németh R., 2009, Sopron) 12,00
a* - vörös színezet
10,00 8,00 UV elıtt UV után
6,00 4,00 2,00 0,00 B Kontroll B 140T
B 175T
EF Kontroll
EF 120T EF 170T
Színkoordináták változása (Németh R., 2009, Sopron) 40,00 35,00
b* - sárga színezet
30,00 25,00 UV elıtt UV után
20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 B Kontroll B 140T
B 175T
EF Kontroll
EF 120T EF 170T
0 – nincs hiba 5 – sok hiba
Hıkezelés hatás a felszíni repedésekre és felületi penészesedésre (3h kezelés, 6 hónap kitettség)
Összefoglalás • Nedvességgel szembeni viselkedés tartós javulása • Gombaállóság javul, de a kimosódás miatt talajban nem ajánlott • Felszín idıvel elszínezıdik, ezért felületkezelés kültérben ajánlott: Olajos alapozásra, oldószeres alkid vagy vizes bázisú akril fedıréteg ajánlott
Köszönöm a figyelmet!
