9301007
Ove Söderström
Björn Bergkvist
Missfärgning och kådflytning
vid konventionell torkning
Discolouring and resin flow at
conventional drying
Trätek
Ove Söderström Björn B e r g k v i s t
MISSFÄRGNING OCH KÅDFLYTNING VID KONVENTIONELL TORKNING
Discolouring and resin flow at conventional drying
Trätek, R a p p o r t P 9301007 ISSN 1102-1071 ISRN T R Ä T E K - R — 9 3 / 0 0 7 — S E N y c k e l o r d drying discolouring resin flow S t o c k h o l m j a n u a r i 1993
Rapporter från Trälek — Insiituiet för iräicknisk forskning — är kompletta sammanställningar av forskningsresultat eller översikter, utvecklingar och studier. Publicerade rapporter betecknas med I eller P och numreras tillsammans med alla ut-gåvor från Trätek i löpande följd.
Citat tillätes om källan anges.
Reports issued by the Swedish Institute for Wood Technology Research comprise complete accounts for research results, or summaries, surveys and
studies. Published reports bear the designation I or P and are numbered in consecutive order together with all the other publications from the Institute. Extracts from the text may be reproduced provided the source is acknowledged.
Trätek — Institutet för u-äteknisk forskning — be-tjänar de fem industrigrenarna sågverk, trämanu-faktur (snickeri-, u^us-, möbel- och övrig u^ör-ädlande indusui), träfiberskivor, spånskivor och ply-wood. Ett avtal om forskning och utveckling mellan indusu-in och Nuick utgör grunden för verksamheten som utförs med egna, samverkande och externa re-surser. Trätek har forskningsenheter i Stockholm, Jönköping och Skellefteå.
The Swedish Institute for Wood Technology Re-search serves the five branches of the industry: sawmills, manufacturing (joinerv. wooden hous-es, furniture and other woodworking plants), fibre hoard, particle board and plywood. A research and development agreement between the industry and the Swedish National Board for Industrial and Technical Development forms the basis for the Institute's activities. The Institute utilises its own resources as well as those of its collaborators and other outside bodies. Our research units are located in Stockholm, Jönköping and Skellefteå.
1 INNEHÅLLSFÖRTECKNING S i d 1. SAMMANFATTNING 3 2. INLEDNING 4 3. FÖRSÖKSUPPLÄGGNING 4 4. FÖRSÖK F82 4 5. FÖRSÖK F83 5 6. RESULTAT 5 6.1 SIGNIFIKANSANALYS 5
7. DISKUSSIONER OCH SLUTSATSER 8
1. SAMMANFATTNING
Missfärgningar o c h kådflytningar k a n uppträda u n d e r
t o r k n i n g e n o c h ge v i r k e t e t t m i n d r e t i l l t a l a n d e u t s e e n d e . S t o r a kådflytningar k a n dessutom förorsaka svåra
driftsstörningar. Föreliggande a r b e t e a v s e r a t t k v a n t i f i e r a dessa p r o b l e m o c h föreslå t o r k n i n g s s c h e m a t a som både g e r l i t e s p r i c k o r o c h l i t e kådflytningar. Hög v i r k e s t e m p e r a t u r g e r kådflytningar o c h därför bör t o r k n i n g e n utföras v i d hög våttemperatur i början, för a t t ge l i t e s p r i c k o r , men i s l u t e t a v t o r k n i n g e n bör t o r r t e m p e r a t u r e n begränsas.
2. INLEDNING
Inom v i r k e s t o r k n i n g s t e k n i k e n h a r t e n d e n s e n u n d e r de s e n a s t e åren v a r i t a t t t o r k a v i d a l l t högre t e m p e r a t u r e r . Förutom a t t k o r t a r e t o r k n i n g s t i d e r därvidlag erhållits h a r även
t o r k n i n g k v a l i t e t e n höjts, e f t e r s o m sprickmängden m i n s k a t /!/. Den högre t e m p e r a t u r e n h a r e m e l l e r t i d i v i s s a f a l l g i v i t mera missfärgningar o c h kådflytningar och a v s i k t e n med de nu
a v r a p p o r t e r a d e försöken v a r a t t försöka f i n n a e t t t o r k n i n g s s c h e m a , som både g e r l i t e s p r i c k o r o c h l i t e
kådflytningar. En t i d i g a r e h y p o t e s är a t t kådflytningarna
inträder i början av t o r k n i n g e n och föreliggande a r b e t e a v s e r a t t pröva d e n h y p o t e s e n / 2 / . Dessutom är a v s i k t e n a t t försöka k v a n t i f i e r a missfärgningar och kådflytningar med någon
bedömningsskala. Kådflytningar h a r s t u d e r a t s v e t e n s k a p l i g t t i d i g a r e / 3 / .
3. FÖRSÖKSUPPLÄGGNING
Två försök på o l i k a temperaturnivåer utfördes. V a r j e försök hade två d e l a r . V i d sågningen skedde märgklyvning o c h d e n ena av de två c e n t r u m b i t a r n a t o r k a d e s i en i n d u s t r i t o r k ( I ) o c h den a n d r a i l a b o r a t o r i e t o r k e n ( L ) . Genom d e t t a förfarande kunde torkningssättets i n v e r k a n på k v a l i t e t e s u t f a l l e t
s t u d e r a s p a r v i s , v i l k e t m i n s k a r i n f l y t a n d e t från m a t e r i a l e g e n s k a p e r n a t . e x . d e n s i t e t e n .
Det nya i denna försöksserie v a r a t t försöka bedöma
kådflytningar o c h missfärgningar. Följande s k a l a användes: 0 = I n g a 1 = S y n b a r a 2 = Väsentliga 3 = Besvärande P l a n k o r n a s f l a t s i d o r bedömdes i n d i v i d u e l l t d v s . s p l i n t - o c h kärnsidor för s i g . 4. FORSOK F82 I försökets l a b o r a t o r i e d e l (F82L) t o r k a d e s v i r k e t 5 0 X 1 2 5 f u r u med Träteks färdigtorkningsmodell (M2) v i d den k o n s t a n t a
våttemperaturen 60°C /4,5/. Den maximala p s y k r o m e t e r s k i l l n a d e n v a r 28''C, v i l k e t i n n e b a r a t t maximala t o r r a t e m p e r a t u r e n i s l u t e t av t o r k n i n g e n b l e v BS^C. T o r k n i n g s t i d e n b l e v c a . 120 t i m m a r . Målet v a r a t t uppnå f u k t k v o t e n 9%. I n g e n
k o n d i t i o n e r i n g utfördes e f t e r t o r k n i n g e n .
Den i n d u s t r i e l l a t o r k n i n g e n ( F 8 2 I ) utfördes i k a m m a r t o r k a r av f a b r i k a t e t WSAB på sågverket BergkvistInsjön. T o r k n i n g s
-schemat v a r som ovan men med våttemperaturen Sl^C. Den m a x i m a l a p s y k r o m e t e r d i f f e r e n s e n v a r 25*'C o c h den m a x i m a l a t o r r a t e m p e r a t u r e n 65°C, v i l k e t i n n e b a r a t t våttemperaturen i
5. FORSOK F8 3
L i k s o m i F82L t o r k a d e s i l a b o r a t o r i e t o r k e n 5 0 X 1 2 5 f u r u med Träteks färdigtorkningsmodell (M2) men med d e n k o n s t a n t a
våttemperaturen 51°C /4,5/. Den m a x i m a l a p s y k r o m e t e r s k i l l n a d e n v a r ånyo 28°C, v i l k e t i n n e b a r a t t maximala t o r r a t e m p e r a t u r e n i s l u t e t a v t o r k n i n g e n b l e v 79°C. T o r k n i n g s t i d e n b l e v 144 t i m m a r . Målet v a r a t t uppnå f u k t k v o t e n 9%. I n g e n
k o n d i t i o n e r i n g utfördes e f t e r t o r k n i n g e n .
Den i n d u s t r i e l l a t o r k n i n g e n ( F 8 3 I ) utfördes samma i i n d u s t r i t o r k a r som i F 8 2 I . T o r k n i n g s s c h e m a t v a r som i
l a b o r a t o r i e t o r k e n men med maximala p s y k r o m e t e r d i f f e r e n s e n 28°C och d e n m a x i m a l a t o r r a t e m p e r a t u r e n 65*^C, v i l k e t i n n e b a r a t t våttemperaturen i s l u t e t a v t o r k n i n g e n v a r 3 7°C. T o t a l a t o r k n i g s t i d e n v a r c a . 200 t i m m a r . 6. RESULTAT Som v a n l i g t uppmättes d e n s i t e t e n , b e g y n n e l s e f u k t k v o t e n , r e l a t i v a s p r i c k a r e a n , r e l a t i v a spricklängden, s l u t f u k t k v o t e n och d e f o r m a t i o n e r n a . S l u t f u k t k v o t e n mättes i såväl t o p p som rotändan på p l a n k a n . D e f o r m a t i o n e r n a omräknades t i l l a t t gälla för t r e m e t e r s längd. Dessutom bedömdes kådflytningar och missfärgningar e n l i g t ovanstående s k a l a . R e s u l t a t e n från de i n d i v i d u e l l a mätningarna v i s a s i t a b e l l e r n a 1 o c h 3. I t a b e l l e r n a 2 o c h 4 v i s a s de i n d i v i d u e l l a jämförelserna, v i l k e t innebär a t t värdena på en p l a n k a från
l a b o r a t o r i e t o r k n i n g e n jämförs med värdena från d e n a n d r a p l a n k a n från samma s t o c k , men som t o r k a t s i n d u s t r i e l l t . En s i g n i f i k a n t a v v i k e l s e från n o l l v i s a r a t t t o r k n i n g e n h a r h a f t en i n v e r k a n på d e n a k t u e l l a s t o r h e t e n . Fördelen med d e t t a förfaringssätt är a t t i n v e r k a n från m a t e r i a l e g e n s k a p e r n a m i n i m e r a s . 6.1 SIGNIFIKANSANALYS T a b e l l 2 v i s a r a t t k a n t k r o k e n är s i g n i f i k a n t högre i l a b o r a t o r i e t o r k n i n g e n än i i n d u s t r i t o r k n i n g e n för försök F82 Kådflytningarna o c h missfärgningarna på såväl märg- som
s p l i n t s i d a är s t a r k t s i g n i f i k a n t högre. Övriga s t o r h e t e r a v v i k e r e j s i g n i f i k a n t från n o l l . Ur t a b e l l 4 för försök F83 framgår a t t a l l a uppmätta s t o r h e t e r utom r e l a t i v a s p r i c k a r e a n o c h r e l a t i v a spricklängden är s t a r k t s i g n i f i k a n t större i i n d u s t r i t o r k n i n g e n dock i n t e missfärgningarna o c h kådflytningarna, som är s t a r k t s i g n i f i k a n t högre för
l a b o r a t o r i e t o r k n i n g e n .
Jämförelse m e l l a n de två l a b o r a t o r i e t o r k n i n g a r n a F82L o c h F83L samt de två i n d u s t r i t o r k n i n g a n a F 8 2 I o c h F 8 3 I v i s a r e n l i g t t a b e l l e r n a 1 o c h 3 a t t i bägge f a l l e n är d e n s i t e t e n nästan s i g n i f i k a n t högre o c h s l u t f u k t k v o t e n s t a r k t
6 T a b e l l 1 . R e s u l t a t från försök F82. Medelvärdet med s t a n d a r d a v v i k e l s e n i e n s k i l d mätning inom p a r e n t e s . R e l a t i v s p r i c k a r e a o c h spricklängd mäts b a r a på s p l i n t s i d a n o c h de a n g i v n a värena är för de s p r u c k n a . Uppmätta s t o r h e t e r F82L F 8 2 I D e n s i t e t (kg/m^) 433 (38) ( 1 1 1 s t ) 432 ( 3 6 ) ( 1 0 2 s t ) Beg. f u k t k v o t (%) 53 (15) ( 1 1 1 s t ) 51 ( 1 4 ) ( 1 0 2 s t ) A n d e l s p r u c k n a : 33/112 58/120 R e l . s p r i c k a r e a (%) 3,1 ( 3 , 5 ) 5,1 ( 5 , 9 ) R e l . spricklängd (%) 13 (12) 20 ( 2 1 ) S l u t f u k t k v o t (%) 7,6 ( 2 , 4 ) ( 2 2 2 s t ) 7,9 ( 1 , 0 ) ( 2 0 4 s t ) D e f o r m a t i o n e r / 3 m : ( 1 1 2 s t ) ( 1 2 0 s t ) K a n t k r o k (mm) 1,9 ( 1 , 7 ) 1,0 ( 2 , 5 ) Flatböj (mm) 1,6 ( 2 , 0 ) 2,5 ( 3 , 1 ) S k e v h e t (mm) 7,3 ( 9 , 2 ) 5,6 ( 6 , 7 ) Bedömning av kåd-flytn./missfärgn. ( 2 6 s t ) ( 2 6 s t ) Märgsida 1,4 ( 0 , 9 ) 0,3 ( 0 , 7 ) S p l i n t s i d a 1,4 ( 0 , 8 ) 0,8 ( 0 , 8 ) T a b e l l 2. I n d i v i d u e l l jämförelse m e l l a n l a b o r a t o r i e t o r k n i n g och i n d u s t r i e l l t o r k n i n g ( F 8 2 L - F 8 2 I ) . Värdena för
sprickmätningen a v s e r a l l a b i t a r i denna jämförelse.
F u k t k v o t (%) 0,3 ( 1 , 9 ) R e l . s p r i c k a r e a (%) -0,6 ( 3 , 5 ) R e l . spricklängd (%) -2,2 (14,5) D e f o r m a t i o n e r / 3 m : K a n t k r o k (mm) 0,9 ( 1 , 6 ) Flatböj (mm) -0,6 ( 3 , 1 ) S k e v h e t (mm) 1,4 ( 4 , 8 ) Bedömning av kåd-flytn./missfärgn.: ( 2 6 p a r ) Märgsida 1,1 ( 0 , 8 ) S p l i n t s i d a 0,7 ( 0 , 7 )
T a b e l l 3. R e s u l t a t från försök F83. Medelvärdet med s t a n d a r d a v v i k e l s e n i e n s k i l d mätning inom p a r e n t e s . R e l a t i v s p r i c k a r e a o c h spricklängd mäts b a r a på s p l i n t s i d a n o c h de a n g i v n a värena är för de s p r u c k n a . Uppmätta s t o r h e t e r F83L F 8 3 I D e n s i t e t (kg/m^) 422 ( 3 3 ) ( 1 1 2 s t ) 421 ( 3 2 ) ( 1 1 2 s t ) Beg. f u k t k v o t (%) 51 ( 1 2 ) ( 1 1 2 s t ) 51 ( 1 4 ) ( 1 1 2 s t ) A n d e l s p r u c k n a : 27/112 20/109 R e l . s p r i c k a r e a (%) 2,7 ( 4 , 2 ) 4,7 ( 8 , 4 ) R e l . spricklängd (%) 12 (15) 17 ( 2 4 ) S l u t f u k t k v o t (%) 8,6 ( 1 , 2 ) ( 2 2 4 s t ) 9,4 ( 1 , 0 ) ( 2 2 4 s t ) D e f o r m a t i o n e r / 3 m : ( 1 0 9 s t ) ( 1 0 9 s t ) K a n t k r o k (mm) 1,6 ( 1 , 4 ) 2,5 ( 1 , 9 ) Flatböj (mm) 1,3 ( 1 , 7 ) 2,3 ( 2 , 3 ) S k e v h e t (mm) 7,5 ( 9 , 0 ) 13,5 (13,0) Bedömning av kåd-flytn./missfärgn.: ( 1 0 9 s t ) ( 1 0 9 s t ) Märgsida 1,2 ( 0 , 9 ) 0,6 ( 0 , 7 ) S p l i n t s i d a 1,2 ( 0 , 8 ) 0,7 ( 0 , 7 ) T a b e l l 4. I n d i v i d u e l l jämförelse m e l l a n l a b o r a t o r i e t o r k n i n g och i n d u s t r i e l l t o r k n i n g . Värdena för sprickmätningen a v s e r a l l a b i t a r i denna jämförelse. F u k t k v o t (%) -0,8 ( 0 , 7 ) R e l . s p r i c k a r e a (%) -0,2 ( 4 , 0 ) R e l . spricklängd (%) -0,0007 ( 0 , 1 ) D e f o r m a t i o n e r / 3 m : K a n t k r o k (mm) -0,9 ( 1 , 9 ) Flatböj (mm) -1,0 ( 2 , 1 ) S k e v h e t (mm) -6,0 ( 8 , 0 ) Bedömning av kåd-flytn./missfärgn.: ( 1 0 9 p a r ) Märgsida 0,6 ( 0 , 7 ) S p l i n t s i d a 0,6 ( 0 , 7 )
8
s i g n i f i k a n t lägre för F82. D e t t a försvårar g i v e t v i s v i d a r e jämförelser ( s e o v a n ) , men r e d o v i s a s här ändå. Jämförelsen m e l l a n de två l a b o r a t o r i e t o r k n i n g a r n a v i s a r i n g a s i g n i f i k a n t a s k i l l n a d e r i någon a v de uppmätta s t o r h e t e r n a . För
i n d u s t r i t o r k n i n g a r n a däremot är k a n t k r o k e n o c h s k e v h e t e n s t a r k t s i g n i f i k a n t högre för F83. Dessutom är missfärgningen och kådflytningen på märgsidan nästan s i g n i f i k a n t högre. 7. DISKUSSIONER OCH SLUTSATSER
På g r u n d a v svårigheter med märkningen av s t o c k a r n a v i d sågningen kunde b a r a 26 p a r i försök F82 i d e n t i f i e r a s a t t komma från samma s t o c k . D e t t a gör a t t jämförelsen i t a b e l l 2 b l i r osäker. P r o b l e m e t kvarstår v i d jämförelser med försök F83 då b a r a 26 b i t a r ingår i mätmaterialet. I försök F83
däremot hade märkningsrutinen förbättrats o c h 109 p a r ingår i jämförelsen.
T i d i g a r e undersökningar h a r v i s a t a t t s p r i c k b i l d n i n g e n m i n s k a r med höjd våttemperatur. D e t t a kunde i n t e påvisas i v a r e s i g försök F82 e l l e r försök F83 b e r o e n d e på a t t
s p r i d n i n g a r n a v a r så s t o r a o c h i försök F82 d e s s u t o m a t t försöksmaterialet v a r så l i t e t ( s e t a b e l l 1) / I / .
I början a v t o r k n i n g e n är v i r k e s t e m p e r a t u r e n l i k a med d e n våta t e m p e r a t u r e n , medan den i s l u t e t närmar s i g
t o r r t e m p e r a t u r e n . I försök F82 v a r den i n i t i a l a
våttemperaturen högre i l a b o r a t o r i e s än i i n d u s t r i t o r k n i n g e n l i k s o m t o r r t e m p e r a t u r e n i s l u t e t av t o r k n i n g e n o c h här b l e v också missfärgningarna o c h kådflytningarna högre. I försök F83 däremot v a r d e n i n i t i a l a våttemperaturen l i k a i de två f a l l e n , men i l a b o r a t o r i e - t o r k n i n g e n v a r t o r r t e m p e r a t u r e n högre i s l u t e t a v t o r k n i n g e n . Även i d e t t a f a l l b l e v missfärgningarna o c h kådflytningarna högre i
l a b o r a t o r i e f a l l e t . D e t t a l e d e r t i l l s l u t s a t s e n a t t kådflytningarna i n t e e n b a r t b e r o r på den i n i t i a l a
t e m p e r a t u r e n . De kådflytningar som s k e r i den kapillära t o r k n i n g s f a s e n o c h som framträder som små d r o p p a r på y t a n
förekommer förmodligen även i d e t t a f a l l , men de o r s a k a r i n g a s t o r a p r o b l e m . De besvärande kådflytningarna, som kommer från k v i s t a r o c h som s p r i d e r s i g på v i r k e s y t a n k r i n g k v i s t a r n a ,
b e r o r dock h u v u d s a k l i g e n på v i r k e s t e m p e r a t u r e n . Dessa
kådflytningar k a n förorsaka s t o r a produktionsstörningar t . e x . v i d h y v l i n g genom a t t sätta i g e n rundcutterstålen. Särskilt s t o r a b l i r d e s s a p r o b l e m om den utsöndrade kådan i n t e h a r
k r i s t a l l i s e r a t , v i l k e t den i n t e h a r om t e m p e r a t u r e n v a r i t för låg.
K a n t k r o k o c h s k e v h e t b e r o r i första hand på s l u t f u k t k v o t e n och i m i n d r e g r a d på t e m p e r a t u r e n . D e t t a förklarar de
u p p v i s a d e s k i l l n a d e r n a i de två i n d u s t r i t o r k n i n g a r n a F82 o c h F83, som bägge utfördes v i d ungefär samma temperaturnivå. V i d k v a l i t e t e s t o r k n i n g av v i r k e från c e n t r u m u t b y t e t
början för a t t m i n s k a s p r i c k b i l d n i n g e n , men i de f a l l då kådflytningar o r s a k a r produktionsstörningar bör t o r r a t e m p e r a t u r e n i s l u t e t a v t o r k n i n g e n begränsas. G i v e t v i s medför d e t t a en förlängd t o r k n i n g s t i d . I n g e n s k i l l n a d i d e f o r m a t i o n e r k a n förväntas v i d t o r k n i n g i o l i k a t e m p e r a t u r e r t i l l samma s l u t f u k t k v o t . L a b o r a t o r i e t o r k n i n g a r n a h a r utförts i Träteks m o b i l a e x p e r i m e n t t o r k a v Ake Österman o c h i n d u s t r i t o r k n i n g a r n a i WSAB-torkarna på sågverket Bergkvist-Insjön a v R o l f P e r s o c h
I n g v a r Nordström. E t t t a c k framförs härmed. 8. REFERENSER
/ I / M a l m q u i s t , L.: C o m p o u n d - t o r k n i n g a v v i r k e . En a n a l y s a v t o r k n i n g s s k a d o r . S l u t r a p p o r t . TräteknikRapport n r
62, 1984.
/2/ Morén, T.: Kåda, U n d e r v i s n i n g s s k r i f t från Högskolan i Luleå. /3/ K o l j o , B.: U n t e r s u c h u n g u b e r d e n H a r z a u s t r i t t b e i d e r H o l z t r o c k n u n g . H o l z a l s Roh- und W e r k s t o f f , ( 1 4 ) , 1 7 2 - 1 8 1 , 1956. /4/ M a l m q u i s t , L.: K a m m a r t o r k n i n g a v v i r k e på b a s i s av e n d i f f u s i o n s m o d e l l . TräteknikCentrum, R a p p o r t I 8902004, 1988. /5/ M a l m q u i s t , L.: En förbättrad d i f f u s i o n s m o d e l l för k a m m a r t o r k n i n g . TräteknikCentrum, R a p p o r t I 9008043, 1990.
Detta digitala dokument skapades med anslag från
Stiftelsen Nils och Dorthi
Troédssons forskningsfond
Trätek
I N S T I T L ' T I T I O R T R A T F K M S K F O R S K N I N G
Box 5609, 114 86 S T O C K H O L M Åsenvägen 9, 553 31 JÖNKÖPING Skeria 2, 931 87 SKELLEFTEÅ Besöksadress: Drottning Kristinas väg 67 Telefon: 036-12 60 41 Besöksadress: Bockholmsvägen 1! Telefon: 08-14 53 00 Telefax: 036-16 87 98 Telefon: 0910-652 00
