Transcript Tom Morén - Trä i Norr

Värmebehandlat trä
• Utvecklingscentrum för
värmebehandling
LTU/SLU
EU Mål2 Lst. AC/BD
3 år 6 MSEK
•
Stenvalls Trä AB
UTE-trä AB
Fjällbonäs Trävaru AB
Lundbergs Trä AB
HT wood
Tom Morén LTU
Skellefteå
Processen
• Torkning
• Värmebehandling i vattenånga vid 150 – 230 oC 1-3 tim
• Avkylning / konditionering
WTT process, DK:
Thermowood, SF:
• Överhettad vattenånga 180 – 212 oC
• Thermo-S och Thermo-D
•Mättad vattenånga 150 – 180 oC
• Process vid atmosfärstryck
•Autoklavteknik 4 – 10 bar
Tom Morén LTU
Skellefteå
Hemicellulosa
• Hemicellulosan binder vatten och kopplar
cellulosa till lignin
• Hemicellulosan (ca 30 % av veden) bryts
ner till enkla socker under bildande av ättiksyra
(Hydrolys) i fuktig miljö
• Nedbrytningen startar redan under 100 oC
Tom Morén LTU
Skellefteå
Cellulosa
• Cellulosan svarar i första hand för styrka i trä
• Cellulosan (ca 50 % av veden) relativt intakt upp till
ca 200 oC. Ättiksyran förstärker dock nedbrytningen.
Tom Morén LTU
Skellefteå
Lignin
• Lignin ( ca 30 % av veden) är ”limmet” i veden främst
mellan cellerna
• Lignin är termoplastiskt och bryts delvis ned och
rekombinerar från ca 120 oC
Tom Morén LTU
Skellefteå
Extraktivämnen (kåda i barrved)
• Extraktivämnen kan innehålla både
näring och fungicier (pinosylviner i
furukärna)
• Extraktivämnen ( ca1-8 % av veden)
består av terpener, fetter, vax och
fenoler
• Extraktivämnen förångas vid
värmebehandling
Tom Morén LTU
Skellefteå
Färg
• Antar brun färgton
• Ytan grånar i solljus (UV)
+ Färg kan styras med temperatur i process
FURU
•Maillard reaktioner (jfr stekning)
•Karamellisering (jfr knäck)
•Lignin (jfr svartlut)
120
140
160
180
200
220 C
Tom Morén LTU
Skellefteå
Densitet
• Minskar med ca 5 – 15 %
• Partiell nedbrytning (främst hemicellulosan)
+ Bättre värmeisolering ca 20 %
Densitet furu 3 tim
100
%
80
60
40
20
0
150
170
190
210
230
Grader
Tom Morén LTU
Skellefteå
Jämviktsfuktkvot
• Ungefär halverad
• Färre bindningsplaster för vatten
(hemicellulosa-minskar)
Jämviktsfuktkvot %
20
%
15
GRAN
10
VB 220
5
0
0
20
40
60
80
RF
Tom Morén LTU
Skellefteå
Formstabilitet
• Sväller och krymper mindre (ca hälften)
• Hemicellulosan partiellt nedbruten, mindre vatten binds
+ Mindre fuktbetingade rörelser ( färgfilm belastas mindre)
%
GRAN Tangent svällning
7
6
5
4
3
2
1
0
Ref s
Svälln
0
20
40
60
80
Grader
Tom Morén LTU
Skellefteå
Fuktdynamik
• Långsammare ångabsorbtion
• Fritt vatten absorberas snabbt i splintved
(FURU)
• Fritt vatten absorberas långsamt i kärnved
(FURU) och
i kärnved och splintved (GRAN, BJÖRK)
- Fuktutjämning och torkning av
vattenbaserat lim (PVAc) går
långsammare
Tom Morén LTU
Skellefteå
Biologisk beständighet
Beständighetsklass enl EN 350-1
Thermo S 190 oC
Furu, gran
4
(Något beständig)
Thermo D 212 oC
Furu, gran
2/3
(Beständig, måttligt beständig)
Jfr Träskyddsklass A / B AB
Brunröta
Tom Morén LTU
Skellefteå
Emissioner
• Total VOC minskar
• Nya emissioner tillkommer (Ättiksyra, furfuraler)
• Karaktäristisk något bränd doft avklingar vid ytbehandling
VOC FURU
mikrog/m2h
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Obeh.
180 C
230 C
Tom Morén LTU
Skellefteå
Brand
• Kortare tid till antändning
• Mindre rökutveckling
• Mindre värmealstring
Tom Morén LTU
Skellefteå
Styrka/styvhet
•
•
•
•
•
•
•
•
Böjhållfasthet minskar tydligt, särskilt vid vb över 200 oC
Död kvist i planka ger kraftig minskning
Tryckhållfasthet längs fibern ökar med vb temperatur
Slagseghet minskar med vb temperatur
Klyvhållfasthet minskar med vb temperatur
Skjuvhållfasthet minskar med vb temperaur
Seghet minskar, sprödhet ökar
Hårdhet /Brinell/ rel oförändrad
Tom Morén LTU
Skellefteå
Bearbetning
• Ökad sprödhet bör beaktas vid
- hyvling (presstryck på
matarvalsar)
- spikning/skruvning
(förborrning nära ände)
• PVAc limning (längre pressoch härdningstid)
• Finare putsdamm
Tom Morén LTU
Skellefteå
SUMMARUM
+ ÖKAD BIOLOGISK BESTÄNDIGHET
+ FÖRBÄTTRAD FORMSTABILITET
+ MINSKAD HYGROSKOPICITET
+ FÄRGSTYRNING I PROCESS
+ MILJÖVÄNLIG TEKNIK
- MINSKAD STYRKA
Tom Morén LTU
Skellefteå