Influence of aging of UF-bonded particleboards on the release of volatile organic acids Abstract The release of volatile organic acids from UFbonded particleboards made from Scots pine was assessed after production as well as after aging for 13 years. The results reveal that aging significantly decreased the release of formic acid and substantially increased the emanation of acetic acid. The change in the release of volatile acids by aging seems to be highly independent of the hardener type used (ammonium chloride, ammonium nitrate) as well as of the amount of added hardener.

During the past years, the usage of wood as construction material in multistory applications has increased. In Germany and Sweden, various activities have been, and are about to be performed, to accentuate and improve the position of wooden multistory houses. In line with that, this thesis tries to contribute to the understanding of how consumers perceive durable products; in the contextual frame of how German and Swedish consumers perceive wooden multistory houses.

It was hypothesized that consumers’ perceptions on durable products differ, depending on their age, income, national and within-country habitation. Based on the Means-End Chain Theory, the Association Pattern Technique has been further developed to collect and analyze data for two samples. In Germany and Sweden, 31 respectively 34 laddering interviews have been carried out which formed the base for a survey-study in each country. Here, 229 surveys were received from German, and 503 from Swedish respondents.

The results show that age, income, national and within-country habitation have significant impact on consumers’ perceptions of wooden multistory houses. Moreover, the extension of the Association Pattern Technique was validated. It allowed for additional data to be gathered, which can be regarded as rather important, since it appeared in the most dominant Means-End Chains of the respondents in both Germany and Sweden. This helps to understand consumers’ underlying reasons why one product is favoured over another.

The indoor climate in buildings has changed in the last decade due to more efficient climatic systems, floor heating systems and larger open floor areas with more natural light. All this has induced increasing ranges of relative humidity between different seasons. Also with decreasing relative humidity (in the winter 30-50% RH, in the summer 70-90% RH), floor-heating systems increase the temperature in wooden parquet planks for example. Such variations can result in troublesome deformations, delamination of the surface layer and development of cracks in the parquet flooring boards. Sometimes there is only deterioration of the appearance but the durability of the flooring system can also be reduced. Many laboratory tests have to be done before reaching an optimal design of the parquet elements. Due to high coasts and time constraints of experiments, other supplementary research methods should be tested and evaluated. The articles' main objective was to increase understanding of the behaviour of parquet floors exposed to different climatic conditions using numerical calculation. The use of the finite element models provides options for design purposes of wood flooring systems. Several finite element models for adequate design have been created, tested and applied. After calibration and validation of the calculation method, parameter studies on the influence of material properties, geometry of the parquet floors and the long-term behaviour of the wood and glue line were performed. The results show a strong relation between material and geometry choice on the deformation, for example the gap opening and on the stress distribution in glue line, which can induce delamination of the surface layer and distortional effects of the parquet boards

This investigation has Determinated some physical Properties of Charcoal from some wood Species (Quercus calliprinous, Quercus infectoria, Arbutus andrachne, Eucalyptus camaldulensis). The Charcoal of Quercus calliprinous has heavy weight, full of rents in its cross section toward the rays; the annual growth rings are not clear on it. It has coarse or rough surface because the bark was pasted on the wood after the stem had charted or carbonized. It needs five minuets to start lighting and keeps glowing for ten minuets, no smoke or smell and it remains firm after glowing. While the Charcoal of Arbutus andrachne is lighter than the Charcoal of Quercus calliprinous , its cross section is smooth and has a clear luster moreover  shows clearly annual growth rings. It gives sparks during its lighting and needs six minuets to have a total glowing and destroyed after lighting or combustion. The Charcoal of Quercus infectoria   has a medium weight to compare with the Charcoal of Quercus calliprinous, its cross section has a little luster and relative clearly annual growth rings and rays, and it needs eight minuets to begin lighting. The Charcoal of Eucalyptus camaldulensis has light weight too and lighting slowly, its cross section has a luster and unclearly annual growth rings and rays. It gives smoke and smell during its lighting. The results of physical properties have established that the Charcoal of Quercus calliprinous has the highest value for heat of combustion, but the value of heat of combustion for Charcoal of Quercus infectoria is higher than that for the Charcoal of Arbutus andrachne. The Charcoal of Eucalyptus camaldulensis has the lowest value for the heat of combustion. Therefore the Charcoal of Quercus calliprinous is considered the best type of charcoal and superior. The Charcoal of Eucalyptus camaldulensis has the highest value for the specific heat capacity. While the Charcoal of Quercus calliprinous shows the lowest value for the specific heat capacity. The specific heat capacity for Charcoal of Quercus infectoria is lower than that for the Charcoal of Arbutus andrachne.                                                                                               

This study examined basic characteristics of stem wood produced in Pinus brutia Ten. reforestations in Northeastern Greece. Sixteen dominant trees growing at good and medium site qualities were felled at 14–22 years. Site quality classification was based on site quality surrogates and confirmed by using site index curves that were created for a neighbouring area. Discs were taken at three stem positions (base, middle, top) to study variations in ring width, latewood proportion and dry density. Generally, at both good and medium sites, ring width was found to increase towards the top of the stems while latewood proportion and dry density showed a negative relationship with stem height. Radial variability trends were similar at all heights, and at both sites, revealing a rapid increase for ring width in the first 3–6 annual rings followed by a decrease towards the bark, a gradual increase for latewood proportion and no specific change for dry density. Comparisons between wood material produced during the same growth period (2005–2001) showed statistically significant differences among sampling heights in all cases except for dry density in medium sites. At the base of the stems, mean ring width and dry density were significantly (P ≤0.05) higher at good sites (3.6 mm and 0.53 g/cm3) than at medium sites (3.0 mm and 0.50 g/cm3). However, the differences between the sites are of small magnitude and therefore have limited practical impact on wood processing. The availability of such data is useful in utilising small-dimension timber of brutia pine.

Chemical properties of black locust wood and bark from Greece, Bulgaria and Hungary (clones NY, U and J) were investigated. Disks at breast height were taken from 25 black locust trees (five trees per origin and clone) and were divided into separate biomass components (juvenile heartwood, mature heartwood, sapwood and bark). Hot water soluble (HWSE) and dichloromethane soluble extractives (DSE), acidity (pH), buffering capacity, ash content and inorganic elements were determined according to standard laboratory techniques. Bark had the highest extractive content for both HWSE (9.25–13.49%) and DSE (3.09–4.03%). Differences of extractive contents in wood were found to exist between trees of different origin and between the three clones and ranged in heartwood between 5.04–10.10% for HWSE and 0.53–1.83% for DSE and in sapwood between 3.33–6.76% for HWSE and 0.48– 1.47% for DSE. The higher values of pH occurred in sapwood (4.92–5.35), while the differences between bark (4.44–5.12) and heartwood (4.35–4.92) were small. Acid (ABC) and base (BBC) buffering capacities from the initial to pH 10 for ABC and to pH 3 for BBC were greater in bark (ABC 0.0172–0.0219 ml/ml and BBC 0.0079– 0.0141 ml/ml) than in the other wood components (for heartwood ABC 0.0069–0.0159 ml/ml and BBC 0.0022– 0.0096 ml/ml and for sapwood ABC 0.00330.0066 ml/ml and BBC 0.00330.0049 ml/ml). The total ash content was greater in bark (7.24–8.56%) than in other biomass components (for heartwood 0.34–0.89% and for sapwood 0.72– 1.24%). The content of the main inorganic elements (Ca, K, Mg, Na, P) were also found to be much higher in bark while sapwood values were greater than heartwood.

Detta häfte är en introduktion till dig som är intresserad av att ekonomiskt utveckla ditt skogsbruk genom odling och användning av masurbjörk, Skandinaviens värdefullaste trädslag. Vi vill här kort ge dig grundfakta så att du kan förstå den ekonomiska möjlighet som odling av klonade masurbjörk för med sig, också i ditt skogsbruk. 

Growth stresses can cause fibre collapse in living trees (often in combination with strong wind loading), internal checking resulting in end-splitting of logs, and instantaneous board distortions when the log is split into timber. How much the growth rate and growth stresses affect the final shape stability of solid timber products is not fully understood. For trees with abnormal growth conditions resulting in eccentric growth and generation of reaction wood, it is very complicated to estimate how timber products made of such material will behave during moisture variation. To study this behaviour a finite element analysis in which stress formation during normal and abnormal tree growth was simulated with the aim of better understanding of the growth stress formation.

The model for progressive growth stress generation in trees with normal growth conditions is formulated as a one dimensional axisymmetric general plane strain model of the tree stem. The trunk is considered as a very long solid cone with zero shear stresses. In the model, each new (and stress free) annual ring is progressively added to the stem during the analysis. Thereafter the cell maturation is assumed to start, i.e. the crystallization of the cellulose leads to longitudinal shrinkage of the new annual ring whereas the lignification process results in transversal expansion of the fibres. Since the maturing annual ring is attached to the old and already matured rings, a strain constraint develops in the stem. The new annual ring becomes stretched longitudinally and compressed tangentially, whereas the matured rings are exposed to the opposite stress conditions. The material model used is based on the assumption of small strains and the biological maturation strains are used as a driving force for the growth stress evolutions. The aim here is also to take into account viscous effects of the wood material. ......

Lövträ är ett uppskattat material i möbler, snickerier och inredningar samtidigt som en stor del av det svenska lövträet av olika anledningar inte utnyttjas för dessa användningsområden. Endast ca. 5 % av den totala volymen lövträ som årligen avverkas blir sågat virke. Motsvarande siffra för furu och gran är 50 %. Istället importeras den största delen av råvaran, men bakom knuten väntar nya spännande nyheter, vilka är ett  resultat av forskningen vid Växjö universitets avdelning för Skog & Trä.

Föreliggande rapport är ett delprojekt i Work Package 5 i CHRISGAS (Clean Hydrogen-RIch Synthesis GAS). CHRISGAS är finansierat av Europeiska Unionen och SvenskaEnergimyndigheten. Projektet syftar till att demonstrera framställning av väterik syntetiskgas för tillverkning av fordonsbränsle. Framställningen skall ske genom förgasning avbiomassa i en pilotanläggning, VVBGC (Växjö Värnamo Biomass Gasification Centre) i Värnamo. Syftet med denna studien är att visa hur mycket biomassa lämpat förenergiomvandling det svenska skogsbruket kan bidra med på regional nivå i form avhyggesrester, stubbar och biprodukter från sågverken. Den regionala indelningen är delsgjord på länsnivå i Sverige, samt en fördjupning beträffande upptagningsområdet förförgasningsanläggningen VVBGC (100 km radie från Värnamo).

Enligt Energimyndigheten (2007) var Sveriges totala energitillförsel 640 TWh under2005, av detta utgjorde biobränslen, inklusive torv och avfall 109 TWh. Kommissionenmot oljeberoende (2006) har även sammanställt olika aktörers bedömningar om hur storökningspotentialen är för produktion av råvara för bioenergi. De har sedan gjort enbedömning att till år 2020 skall Sverige använda 154 TWh bioenergi och år 2050 skallanvändningen av bioenergi uppgå till 228 TWh, varav skogsbränsle utgör en betydande del.

Behovet av förnyelsebar energi ökar i hela världen då utsläppen av växthusgaser skaminska och de fossila energikällorna inte räcker för all framtid. Sveriges skogar får i och med det ökande gröna energibehovet en allt mer betydande roll i framtidensenergiförsörjning. Effektiviteten i uttaget måste bli bättre för att på bästa sätt förvalta denråvara som finns och på det sättet få ut mer energi till en låg kostnad. Enligt Skogsstatiskårsbok (2007) utgör ägoslaget skogsmark ca 23 miljoner hektar, eller 55 % av Sverigestotala landareal. I skogsvårdslagens §1 fastslås: ”Skogen är en nationell tillgång som skallskötas så att den uthålligt ger en god avkastning samtidigt som den biologiskamångfalden behålls. Vid skötseln skall hänsyn tas även till andra allmänna intressen”.Denna lag lägger grunden för hur den svenska skogen får utnyttjas och hur det svenskaskogsbruket skall skötas. Det som blir allra mest påtagligt för skogsbränsleuttag är delensom säger att skogen skall skötas så att den uthålligt ger en god avkastning. Ett uttag avskogsbränsle får därför inte äventyra uthålligheten i skogsbruket i form avnäringsförluster.

För att beräkna potentialen av hur mycket grot respektive stubbved som finns per hektaranvänds de biomassafunktioner som Marklund (1988) har utvecklat för trädslagen tall,gran och björk. Den potential som beräknas är den biomassa som finns i det växandeträdet, därefter tillkommer hantering och lagringsförluster av biomassan. Hur mycketgrot som kan levereras till den energiomvandlande industrin påverkas av hur effektiva deolika hanteringsmetoderna är vid hopsamlandet och hanteringen av skogsbränslet iskogen till industrin. Beroende på vilken hanteringsmetod som används försvinnermellan 30-50 % torrmassa av den potentiella mängd som finns på hygget vidavverkningen (Nilsson 2007). Förutom avverkningsresterna finns det även mycket skogsbränsle att hämta från sågverkens biprodukter. Enligt Sågverksinventeringen (2002)producerar sågverken årligen drygt 16 miljoner m3 sågad vara, den sågade varan utgörknappt hälften den totala volym virke som tillförs produktionen. Sågverket säljer dock enstor del av detta till andra industrier, främst till massaindustrin. Den biomassa som blirtillgänglig för övriga aktörer på energimarknaden är därmed endast ca 12 % av den ingående biomassan.

När biomassan som kan bli tillgängligt för energiomvandling från grot, stubbar samtsågverkens biprodukter summeras blir den totala biomassan ca 6,7 miljoner tontorrmassa per år i hela Sverige. Detta motsvarar ca 32 TWh per år, fördelat på 18,3 TWhgrot, 6,5 TWh stubbar samt 7,6 TWh biprodukter från industrin. För att bedömaökningspotentialen av tillgängligt skogsbränsle måste den totala potentialen sättas irelation till hur mycket skogsbränsle av olika sortiment som används redan idag. EnligtBioenergiutredning (2004) förbrukas årligen 8,4 TWh avverkningsrester (grot) i Sverige.Det betyder att ökningspotentialen är ca 10 TWh från grot, om barren tillåts ingå iuttaget. Om man istället vill ha ett avbarrat grot minskar den tillgängliga biomassan ochökningspotentialen från grot halveras och blir endast ca 5 TWh. En sådan minskning avdet totala utbudet är inte att förringa, men det är inte heller troligt att alla grotuttag alltidkommer att innefatta barren. Ett rimligt antagande torde vara att hälften av allt grotuttagkommer att kunna innehålla barr vilket totalt skulle ge ca 16 TWh grot. Den verkligaökningspotentialen för grot skulle därför vara drygt 7 TWh. Vad gäller stubbar ärbrytningen idag marginell. Det gör att all framtida stubbrytning i princip utgör enökningspotential motsvarande drygt 6 TWh sett till hela Sverige. Den störstabegränsande faktorn i ökningspotential från stubbrytning utgörs av hur stora arealer somverkligen kan bli aktuella. Beträffande sågverkens biprodukter används i princip allt redanidag. Det som inte blir cellulosaflis eller går till skivtillverkning, eldas upp för internt brukeller säljs vidare till värmeverk eller pelletstillverkare. Det betyder att om nya aktörer påmarknaden vill använda sågverkens biprodukter måste man konkurrera med redan befintliga aktörer.

Den regionala indelningen i föreliggande rapport visar tydligt vilka delar av Sverige somhar mest tillgång på skogsbränsle, vilket torde vara intressant om man vill anlägga nyaförgasningsanläggningar. De områden med mest tillgängligt skogsbränsle utgörs avJönköpings, Kalmar och Kronobergs län. Ett annat område som skulle kunna varaintressant är Svealand där det finns ett tydligt område med mycket skogsbränsle iförhållande till totalarealen (se figur 10).

De allra flesta värmeverk vill ofta ha ett avbarrat skogsbränsle, vilket begränsar det totalautbudet samtidigt som det uppstår dyra ”förädlingskostnader” då barren skall lämnas iskogen. CHRISGAS borde som pionjär inom förgasningstekniken se över möjlighetenatt även förgasa grot med barr. Inte bara för att tillgången på skogsbränsle skulle öka,utan även för att hålla kostnaderna nere. Genom någon form av buntning skullekostnaden kunna sänkas med 25–30 % (Nilsson 2007).

Discolouration during the drying of non-steamed beech is a major industrial concern. The generally preferred yellow-white colour can easily develop a reddish or dull grey appearance during drying. In this study, the influences of log storage time and kiln drying climate on the colour of non-steamed sawn beech have been investigated and quantified. Samples 27x87 mm in cross section were dried in laboratory kilns and the average colour, in CIELAB colour space was measured on dry planed surfaces using a photoelectric colorimeter. Log storage for 13 weeks under low-temperature conditions had no visible effect. The reddish discolouration is mainly temperature related while the greyish discolouration is mainly controlled by the equilibrium moisture content (EMC) during the initial drying. Within the investigated climate interval, the EMC was twice as important as temperature for the final colour. Regression models developed show that, as long as the EMC is kept below 15%, a temperature of up to 37 degree Celsius can be allowed without any visually detectable discolouration.

We (1) estimated how the possible changes in wind climate due to climatic change may affect the probability of exceeding critical wind speeds (CWS) expected to cause significant wind damage within a forest management unit located in southern Sweden, (2) analysed how the probability of exceeding an approximate CWS as observed in the management unit would change in different regions in Sweden if expecting a similar kind of forested area to occur in different geographical locations. The topography of the management unit was relatively gentle and the forests were dominated by Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.). Seven regions across Sweden were selected for comparison of possible future probability of damaging wind speed. The model-system WINDA was modified and used for calculations of the probability of wind damage together with regionally downscaled climate change scenario (CCS) data. In total, two climate scenarios downscaled using the RCAO model for the control period 1961–1990 and four for the period 2071–2100 were used. The CCSs represent fairly central projections on a 100-year time scale in terms of global mean warming. Although there is ambiguity between different CCSs, the results indicated that the present pattern of more windy conditions in southern than in northern Sweden will remain. For most sites the probability of exceeding the CWS from westerly to south-westerly directions was indicated to remain comparatively high and the probability of damaging wind from south-westerly to south-easterly directions was indicated to increase in many places. For southernmost Sweden increasing probability of exceeding the CWS from the north-westerly to south-easterly wind directions were indicated for all but one CCS. The results were discussed with respect to spatial planning in forestry under a changing wind climate.

This study describes the Swedish hardwood sawmill industry with respect to its structure, raw material, production and market conditions in order to seek ways of increasing the competitiveness of the industry. Fifteen sawmills were studied through observations and interviews. The Swedish hardwood sawmill industry creates job opportunities in sparsely populated areas and uses a biological raw material which is important for environmental biological diversity. Any decrease in the use of this material will mean a drop in the incentive for forest owners to cultivate deciduous forests. Today, the hardwood sawmill industry is experiencing problems in securing the supply of raw material of the desired quality, i.e. without knots and discoloured heartwood (red-heart or brown-heart). To increase the competitiveness of the Swedish hardwood sawmill industry, the raw material supply must be secured. Production should be geared towards products demanded by the market, and new markets need to be entered.

Twist in wood, being closely related to spiral grain, may cause

serious problems in building structures, furniture, and joinery. It is therefore of great interest to sort out, at an early stage in the manufacturing process, trees, logs and boards that have an access of spiral grain. The spiral grain pattern is described by a helical deviation of the fibre direction in relation to the longitudinal direction of a living tree or a log and seems to be an indicator for other defects such as compression wood. Remote microwave sensing of spiral grain has received a large interest during the latest two decades. Its development has been impeded by the large variation with moisture content of the microwave properties of wood and by the complexity in modelling the electromagnetic field in a log with spiral grain. A review is presented of a direct method with no requirement of information on moisture content for boards. This procedure has recently been generalized to cylindrical logs and trees having a constant slope of the grain. A further generalization is presented here to allow for the normal spiral grain pattern with radially changing slope of grain in wood under bark. Based on this theory, a measurement procedure is proposed for the detection of wood grain angle with radial dependence, requiring no information on moisture content in the sapwood, also applicable for completely or partially frozen wood. A suitable application would be an instrument to use in the forest for measurements on living trees or logs.

The Swedish hardwood sawmills are today experiencing problems of finding profitable markets for products containing for instance knots and red or brown heartwood. By using hardwood outdoors, it would be possible to expand the market of hardwood with new products that may set other requirements on the wood than the present use. In Sweden today, hardwood is normally used in furniture, joinery, floors and kitchens where esthetical requirements are dominant. When considering outdoor use, technical requirements such as durability become more important and especially the capillary characteristics of the wood are of interest. The capillarity determines the ability of the material to absorb and desorb moisture, characteristics that affect the resistance of degrading. 

In this paper, the capillary characteristics were modelled and studied by exposing the cross section of wood to a free water surface. The study compares two Swedish hardwood species, aspen and oak with pine, a softwood species that is common in Sweden and often used outdoors.

The results show that the capillary transport mechanism is affected by the microstructure of the wood and the natural ability of the material to close the transport paths in the structure with for instance extractives, tyloses and closed pits. Based on these factors, a characteristic capillary mean radius is introduced to describe the longitudinal capillary water absorption in the studied wood species.

The restrictions in availability of forest-based raw materials along with favourable environmental policies towards alternative sources of raw materials have forced corrugated packaging industry to shift towards recycled paper and other fibre sources such as non-wood and agro-residues. The variability in raw pulp materials with increasing percentages of recycled fibres is a very common technical problem for the corrugated packaging industry worldwide. Corrugating packaging production is facing the challenge to ensure a satisfactory strength of packages despite the increase of recycled paper as the main fibrous component. Sustainable manufacturing of papers of consistent and acceptable quality requests comprehensive characterization of the fibrous components, which are becoming more heterogeneous. Understanding the influence that heterogeneous recycled raw materials have on packaging grade paper properties offers great potential value to the corrugated board and packaging industry.

57 linerboards and corrugating medium were selected to represent all the variety of paper grades available on the market at the moment for the production of corrugated board in Spain. The papers were analyzed for their fibre morphology (fibre length, fibre width, lumen diameter, cell wall width and flexibility) and fibre composition (softwood to hardwood and nonwood fibre count and weight) and their strength (compression, bursting and crushing resistance) was evaluated. All the determinations were in accordance with the relevant TAPPI Test Methods. The significant differences found in most of the anatomical characteristics, fibre composition and strength properties among the paper grades reflected the diverse raw materials used for their production as well as their qualitative differences. By means of simple correlation the influence of fibre characteristics and composition on the strength of the papers was determined under two different conditions, at 23 o C and 50% RH and at 20 o C and 90% RH.

The results demonstrate that besides the physical-mechanical characterization of packaging grade papers, fibre anatomy and composition can be used successfully as a complementary practical test to predict the performance of papers. The application of the predicting correlations is proposed for the evaluation of the fibre supplies for the packaging industry. An enormous potential for cost reduction can be created by the selection of the most appropriate and inexpensive combination of grade papers for a specific packaging use

Althergebrachte Traditionen, sowie später erfolgte Messungen haben bewiesen, dass Holz welches mit radialen Sägeschnitten gesägt wurde, geringere feuchtigkeitsbedingte Bewegungen an der Holzoberfläche, eine höhere Oberflächenhärte, sowie eine höhere Formstabilität aufzeigt, als Holz welches mit traditionellen Methoden wie Vorschneiden und Blockschneiden gesägt wurde. Diese Vorteile nehmen zu, wenn das juvenile Holz entfernt wird. Holz, bei dem die Breitseiten radial sind und bei dem das juvenile Holz entfern wurde, hat so genannte stehende Jahresringe. Holz mit stehenden Jahresringen ist besonders wertvoll für die Herstellung von Tischlerarbeiten, Möbeln und Fußböden und Paneelen. Bei diesen Produkten werden die besonderen Eigenschaften des Holzes am Besten ausgenutzt.

Die PrimWood-Methode ist ein neues Produktionskonzept für die Herstellung von hochqualitativen Holzkomponenten und Scheiben aus Massivholz von Nadel- und Laubhölzern. Das Resultat dieses Konzepts ist ein astfreies Material mit stehenden Jahresringen, welches von einer bedeutend höheren Qualität ist, wenn man es mit Holz aus konventioneller Herstellung vergleicht (härtere Oberflächen, formstabileres Material, rissfreie Oberflächen leichtere und schnellere Verarbeitung, weniger Abfall sowie eine gleichmäßigere Oberflächenbehandlung) sowie außerdem neuartige ästhetische Qualitäten aufzeigt (z.B. gleichmäßige Textur, astfreie Oberflächen, dekorative Keilzinkungen).

Die PrimWood-Methode erhöht auch die Ausnutzung des Rohstoffes Holz, welches aus Umweltgesichtspunkten positiv ist, da dieser nachwachsende Rohstoff effizienter genutzt werden kann.

Denna rapport beskriver inverkan av snedfibrighet i enskilda fanerark på formstabiliteten hos en 3,6 mm tunn formpressad konstruktion av björk.

Totalt har 6 provgrupper á 15 skal tillverkats och testats. Genom olika orientering av faneren så att vissa ämnen fått avvikande fiberorientering i den limmade konstruktionen och inverkan av snedfibrighet har därmed kunnat studeras.

Resultaten visar att snedfibrighet i enskilda fanerark medför försämrad formstabilitet hos den formpressade produkten. Snedfibrighet ger framförallt skevhet hos produkten, men kan i vissa fall även medföra ökad rörelse vid ändrad fuktighet i andra rörelseriktningar, samt kupning av konstruktionen.

Fanerark med snedfibrighet som limmas så att fiberorienteringen blir i motsatt riktning för faner på vardera sidan om symmetrilinjen i tjocklek för konstruktionen, så kallad korslimning, ger den absolut sämsta förutsättningen för att erhålla en formstabil produkt.

Wood is the ultimate renewable material. It possesses qualities that have made it a material of choice for millennia, these qualities further enhanced by its recognised carbon sequestration. However, as a biological material it suffers the same fate as any natural material, namely degradation. There are ways in which wood can be enhanced, including eco-friendly methods. One of the emerging eco-friendly methods is the combined use of temperature, moisture and mechanical action – so-called Thermo-Hydro-Mechanical (THM) treatments.

THM processing can improve the intrinsic properties of wood, to produce new materials and to acquire a form and functionality desired by engineers without changing its eco-friendly characteristics. There are numerous THM processing techniques and the number of these processes is growing continuously.

THM processing can be divided into two major categories; Thermo-Hydral treatments (TH) and Thermo-Hydro-Mechanical treatments (THM). TH is usually used to enhance wood properties, and is of importance in increasing stress relaxation during drying under high temperature, in the formation of wood-based composites or veneer products and in the artificial ageing of wood. THM on the other hand, is employed in the producing of new materials by densification, shaping by moulding, welding of wood by friction, embossment, bending of wood, wood fusion, and chip-less manufacturing. During THM treatment, wood undergoes large deformation, stress relaxation and chemical degradation, but with strong shape memory depending on parameters like temperature, moisture content, applied forces, processing time and the type of wood. Several TH and THM processes have recently been developed in Europe, Japan, the USA and Canada, but only some of them have been scaled-up industrially. However, to overcome the problems associated with TH/THM wood during processing at the laboratory scale, during scale up and controlling the end use properties, a detailed knowledge of these phenomena becomes important. This requires a close collaboration between experts in wood chemistry, wood mechanics and material science from both academia and from industry.

With this report we would like to give a brief state-of-the-art of the important field of THM-processing. The aim of this work has not been to cover the complete field of THM-processing, just give an introduction.

I den nu genomförda undersökningen har klimatet, dvs. temperaturen och den relativa luftfuktighet, bestämts vid tre för produkten väsentliga platser i produktionslokalen hos Åberg & Söner i Lönsboda, nämligen i:

• Fanerlagret
• Torken
• Presshallen

Temperatur och relativ luftfuktighet har loggats med logger Tinytag Ultra 2 vid dessa platser under perioden oktober 2005 till juni 2006.

Följande slutsatser har kunnat dras:

• I fanerlagret har RF under den period mars-juni 2006 legat på en nivå som motsvarar en jämviktsfuktkvot på 7,5-12 % vid 20°C. Detta innebär att problem kan uppstå vid limningen (HF) och torkning av faneren är därmed att rekommendera. Torkning av faneren är att rekommendera med tanke på variationen i leveransfuktkvot hos faneren och att faneren lagras i buntar som medför att en fuktutjämning går mycket långsamt.
• Torken fungerar tillfredsställande och det klimat som denna var inställd på under mätperioden bör ge en slutfuktkvot hos faneren mellan 2,5 % och 4,1 %.
• Klimatet i presshallen varierar i samklang med utomhusklimatet. Det innebär att under vintrar med minusgrader och regnfattiga vårar så kommer klimatet i lokalen att motsvara ca 5 % jämviktsfuktkvot. Under övrig tid på året kommer produkter som förvaras i lokalen att fuktas upp mot 8-10 % fuktkvot.
• Ur aspekten fanerens fuktkvot, så bör presshallen och fanerlagret inte förses med en befuktningsanläggning. Snarare bör det ordnas så att fanerens fuktkvot har möjlighet att utjämnas mot en lägre nivå.

Denna rapport redovisar ett antal undersökningar som har genomförts för att belysa några material- och produktionsparametrars betydelse för formstabiliteten hos Skiktlimmade fanerprodukter. Produkterna tillverkas av faner som formas genom sammanlimning under tryck och där faneren kan vara orienterade i olika riktningar i förhållande till varandra för att åstadkomma ökad styrka och förbättrad formstabilitet jämfört t.ex. solitt trä. En vanlig benämning för metoden är också formpressning.

Skiktlimmade skal har tillverkats under industriella förhållanden, där ett antal parametrar har varierats för att försöka utröna dessa parametrars inverkan på formstabiliteten. Den enda parameter som skilde försöken från de normala produktionsförhållandena var att samtliga faner konditionerades till avsedd fuktkvot innan försöken genomfördes. Formändringar hos skalen bestämdes i samtliga studier direkt i anslutning till pressningen, efter en viss tids lagring av skalen i produktionslokalen och/eller efter konditionering i klimatrum vid låg respektive hög relativ luftfuktighet.

De parametrar som studerades var:

• träslag, dvs. svarvade faner av rödbok och björk;
• varianter av ett limsystem baserat på urea-formaldehyd, dvs. olika fukthalter hos limmet, olika typer av härdare (flytande respektive pulver) och tillsats av s.k. filler;
• inverkan av avvikande fuktkvot hos enskilda faner som skulle pressas till ett skal;
• inverkan av hur faneren matades genom limspridaren (vid applicering av lim med vals) och ojämn applicering av lim på faneren innan pressningen;
• inverkan av avvikande fiberorientering hos enskilda faner i ett skal; samt
• inverkan av att produkten utsattes för varierande relativ luftfuktighet.

De slutsatser som kunde dras angående ovanstående uppräknade parametrars inverkan på formstabiliteten var:

• Bok är ett mer ”rörligt” träslag jämfört med björk och uppvisade överlag sämre formstabilitet än björk.
• Variationen i egenskaper hos det nu studerade limsystemet hade liten praktisk betydelse för produktens formstabilitet.
• Variation i fuktkvot mellan de faner som limmades samman till en produkt visade sig kunna få förödande konsekvenser för slutproduktens formstabilitet.
  • Om faner med avvikande fuktkvot (i den genomförda studien var dessa faners fuktkvot 14 %-enheter högre) var osymmetriskt placerade i konstruktionen gav detta upphov till försämrad formstabilitet, dvs. såväl ökad spring-back som ökad skevhet.
  • Något avvikande fuktkvot (3 %-enheter) hos ytfaneren inverkade inte menligt på formstabiliteten.
  • För att uppnå god formstabilitet vid skiktlimning behövde faneren vara väl konditionerade, så att en så liten fuktgradient som möjligt uppkom i den limmade konstruktionen.
  • Storleken på spring-back, men inte skevhet, direkt efter pressningen påverkades av hur faneren matades igenom valsspridaren och av på fanerarket ojämnt applicerad limmängd. Dock hade dessa faktorer inte en avgörande betydelse för produktens formstabilitet.
  • Fiberorienteringen i enskilda faner var avgörande för deformationer och formstabilitet hos de studerade produkterna.
    • Snedfibrighet på endast någon grad kunde under vissa omständigheter medföra deformationer och försämrad formstabilitet i sådan omfattning att slutprodukten blev obrukbar.
    • Snedfibrighet i längsgående faner resulterade i skevhet, medan snedfibrighet i spärrfaner resulterade i kupning hos de nu studerade produkterna (studie 6). Spring-back påverkades i liten utsträckning av snedfibrighet hos faneren.
    • Fanerark med snedfibrighet som limmades så att fiberorienteringen blev i motsatt riktning för faner på vardera sidan om symmetrilinjen (i tjockleksriktningen hos konstruktionen), så kallad korslimning, gav den absolut sämsta förutsättningen för att erhålla en formstabil produkt. Hade däremot faneren snedfibrighet med samma riktning på vardera sidan om symmetrilinjen begränsade detta läggningssätt skevhet som en följd av snedfibrighet.
    • Formen hos produkterna ändrades i takt med omgivningens variationer i temperatur och framförallt i relativ luftfuktighet pga. att träet tar upp och avger fukt. Varierande fuktinnehåll (vilket i praktiken är mycket svårt att förhindra) kan frigöra spänningar som finns inbyggda i produkten, vilket resulterar i formändring. Detta kan ske trots att produkten under produktion bedömdes vara spänningsfri. Storleken på de deformationer som orsakas av variationer i det omgivande klimatet beror på produktens utformning/konstruktion, det aktuella klimatets nivå och varaktighet, samt olika material- och processparametrar, t.ex. de ovan nämnda, som kan inverka på formstabiliteten.

Resultaten från de nu genomförda studierna visar tydligt att material- och processparametrar kan ha stor inverkan på skiktlimmade produkters formstabilitet. Fiberorienteringen i enskilda faner och skillnader i fuktinnehåll mellan faner som resulterade i fuktgradienter hos slutprodukten har identifierats som de viktigaste parametrarna som påverkar deformationer och formstabilitet hos de nu studerade produkterna.

Syftet med denna undersökning är att mätningar under processens gång försöka bestämma temperatur och fuktkvot i ämnen av Arcus bok, samt att relatera dessa faktorer till skador hos ämnena.

Temperaturen stiger till ca. 90°C under processen, samtidigt som fuktkvoten sjunker till 4 %.

Temperaturen varierar i ämnenas längdriktning. Den maximala medeltemperaturskillnaden två är mellan 4,1 och 9,7°C. Ämnena är kallare ändarna, vilket beror på att avdunstningen är störst från virkets ändytor.

Andelen ämnen som inte blir godkända enligt uppställd kravspecifikation varierar beroende på när processen avbryts. För tidigt avslutad process leder till fel form hos ämnen. Om processen pågår för länge blir ämnen mycket torra och andelen ämenen med dragbrott ökar.

En mindre undersökning presenteras i rapportens bilaga, där ändträförsegling av ämnen med vax studeras för att se om detta ger mindre skador vid böjprocessen samt högre slutfuktkvot hos ämnena.

Det gick inte att finna någon inverkan av ändträförsegling med vax på skador som uppstår vid böjningen eller slutfuktkvoten hos ämnena. Vaxet gav en viss missfärgning av i ändträområdet hos de böjda ämnena.

Syftet med denna rapport är att redovisa en nulägesanalys av processen för böjning av massiva ämnen av bok och björk med HF-teknik vid Kinnarps. Målet är att skapa ett samlingsdokument som skall ligga till grund och underlätta för det fortsatta arbetet med att utveckla böjningstekniken.

Kedjan från sågning av bokstock till färdig ytbehandlat ämne av Arcus bok har följts och dokumenterats. Fem prioriterade områden har identifierats som behöver belysas grundligare för att få fram åtgärder som kan resultera i en effektivare HF-process för böjning av massivt trä. De fem områdena är:

• Eliminering av mögelangrepp på ämnen för böjning.
• Säkerställande av fuktkvotsnivån och minskning av fuktkvotsspridningen för processen ingående ämnen.
• Förbättring av pressmallens utformning i syfte att minska kassationer.
• Ökad kunskap om kontroll och styrning av uppvärmnings-, böjnings- och torkningsfasen.
• Ökad kunskap om formstabiliteten hos slutprodukterna.

Förslag om fortsatt arbete inom ovanstående områden har givits.

Customers demand very high quality of veneered furniture products with regard to surface appearance, shape stability and stiffness. To meet these requirements, it is important to improve the manufacturing process by a better understanding of the thermo-hygro-mechanical behaviour of the individual veneers. During the manufacture of strongly curved products, the veneers are exposed to large membrane and bending deformations and to high pressure in the radial fibre direction. When hot-press forming is used, the veneers are also exposed to a high surface temperature during the pressing time (curing time). These severe conditions can result in plastic deformation perpendicular to the veneer surface as well as mechano-sorptive strains in the curved regions, since the heating can have a significant influence on the moisture distribution. How strong an influence these factors have on the distortion of the veneered product and on the final surface quality (i.e. grain-raising and fissuring) of the product is far from being fully clarified. To study this complex multi-physical problem including temperature, moisture, large deformations for orthotropic materials, surface constraints and progressive glue interaction, a three-dimensional finite element model has been developed. In this study, the simulation of deformations and stresses occurring during the manufacture of a curved veneered product (chair seat) of birch wood is described. The results show that heating, pressure and the fibre orientation in the veneers have a significant influence on the distortion of the chair seat. The model can also be used to study the risk of fracture in the veneers and in the glue line.

Customers demand very high quality of veneered furniture products with regard to surface appearance, shape stability and stiffness. To meet these requirements, it is important to improve the manufacturing process by a better understanding of the thermo-hydro-mechanical behaviour of the individual veneers. During the manufacture of strongly curved products, the veneers are exposed to large membrane and bending deformations and to high pressure in the radial fibre direction. When hot-press forming is used, the veneers are also exposed to a high surface temperature during the pressing time (curing time). These severe conditions can result in plastic deformation perpendicular to the veneer surface as well as mechano-sorptive strains in the curved regions, since the heating can have a significant influence on the moisture distribution. How strong an influence these factors have on the distortion of the veneered product is far from being fully clarified. To study this complex multi-physical problem including temperature, moisture, large deformations for orthotropic materials, surface constraints and progressive glue interaction, a three-dimensional finite element simulation has been performed. In this study, the simulation of deformations and stresses occurring during the manufacture of a curved veneered product (chair seat) of birch wood is described. The results show that heating, pressure and the fibre orientation in the veneers have a significant influence on the distortion of the chair seat.

I denna rapport redovisas olika utvecklingssteg som har genomgåtts för att utveckla processen för massivträböjning och för att ta fram ett nytt pressverktyg för massivträböjning i kombination med HF-uppvärmning (HF=högfrekvens) vid Kinnarps fabrik i Skillingaryd. Utvecklingen av verktyget har genomförts för ett armstöd av bok eller björk, tillhörande en stol benämnd Arcus.

Processen för massivträböjning i kombination med HF-uppvärmning innefattar de olika stegen från det att stocken sågas, basas, torkas och kapas till ämnen vid ett externt sågverk, till konditionering av ämnena, själva böjningsoperationen, samt efterföljande lagring, slutbearbetning till färdigt armstöd och ytbehandling som sker vid Kinnarps i Skillingaryd.

I denna rapport behandlas enbart böjningsoperationen, som innefattar styrning av HF-fältet för styrning av temperatur och fuktkvot hos ämnena, utformning av verktygen som skall ge ämnet den slutliga formen, samt skador och kassationer.

Problem som har identifierats hos böjningsoperationen är hög kassation av ämnen på grund av dragbrott och buckling (upp till 35 % av ämnena har kasserats), överslag i HF-fältet vilket medfört att ämnen eller verktyg förstörts och att processen inte kunnat fullföljas, samt felaktig form hos de böjda ämnena vilket försvårat/omöjliggjort den fortsatta bearbetningen. Skillnaden i resultat mellan att böja träslagen bok och björk har också varit påtaglig.

Målet med det arbete som redovisas i denna rapport har varit att förbättra böjningsoperationen till den grad att den totala kassationen för processen blir under 5 % vid kontinuerlig industriell drift, samtidigt som processen är stabil (inga överslag i HF-fältet) och lättarbetat för operatörerna.

Ett nytt verktyg har tagits fram och trimmats in i samordning med systemets HF-värmning och den övriga processen. Efter att processen har varit i industriell drift under mer än 6 månader har den totala kassationen av ämnen varit lägre än 1 %. En jämförelse med konventionella metoder för massivträböjning (alt. inköp av böjda ämnen) visar att den nya processen kan få fram ämnen till halva kostnaden. Vid en produktion av 600 ämne per 8 timmars skift medför detta en besparing med storleksordningen 1,5 MSEK per år och skift.

Den reducerade kassationen vid den nya böjprocessen från i medeltal 21 % till under 1 % medför för motsvarande produktionsvolym en besparing på i storleksordningen 500 000 SEK per år och skift.

Projektet visar att genom målmedvetet produktivitetsarbete, är det möjligt för svensk produktion konkurrera med produktion i lågkostnadsländer. Detta gäller inte enbart för högteknologiska produkter, utan även för så pass enkla produkter som böjträ.

Bildung von Formaldehyd, Furfural und Ameisensäure bei der thermohydrolytischen Behandlung von einigen monomeren Zuckern (Xylose, Arabinose und Galactose); Beitrag zu Entstehung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) beim Holzaufschluss für die MDF-Herstellung

Die thermomechanische Behandlung (TMP) von Holz bei der Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) führt, wie bekannt, zur Bildung von niedermolekularen Kohlenhydraten einschließlich monomeren Zuckern, die hauptsächlich den Hemicellulosen entstammen. Ergebnisse von orientierenden Voruntersuchungen lassen den Schluss zu, dass aus den monomeren Zuckern bereits bei 100 grd C Furfural, Formaldehyd und Ameisensäure entstehen. Der Gehalt an Formaldehyd, Furfural und Ameisensäure nimmt mit Erhöhung der Temperatur von 100 grd C auf 160 grd C deutlich zu. Die Pen-tosen scheinen weitaus stärker Ameisensäure, Formaldehyd und Furfural zu bilden, als die Hexosen.

Erschienen in Heft 3/2007, S. 15 - 18

In contrast to mechanical techniques involving cutting with a knife, cutting with a microtome or grinding, pulsed UV-laser ablation is an irradiation technique where a so-called Excimer laser is used, and the process is adiabatic, which means that no or a very little chemical change occurs in the material being processed. Cross sections of samples of Scots pine and Norway spruce which had been exposed outdoors have been prepared with the help of an Excimer laser (wavelength 248 nm) for study in a microscope. UV-laser ablation has been found to be a suitable method of preparation for wood when it is desired to obtain thin sections with little influence on the material, and particularly when dealing with brittle materials, e.g. archaeological wood, biologically-attacked wood or, as in this case, wood which has been exposed outdoors.

Denna rapport är en dokumentation av villkor och förutsättningar som gäller vid skiktlimning av faner för inredning och möbler inom delprojektet ”Skiktlimning av björk och bok” vid AB Åberg & Söner i Lönsboda.

En analys av skiktlimningsprocessens status ger vid handen:

• Stora kunskapsluckor finns om de grundläggande fenomenen vid skiktlimning.
• Tydlig förändring av processerna sker mot:- mer avancerade produkter- korta serier- korta leveranstider- fokusering på pris och kvalitet
• Skiktlimning är ett av de få områden där svensk trämanufakturindustri har möjlighet att konkurrera mot låglöneländer.

Ett framtidsscenario är att om 5 till 10 år kommer i stort sett alla beställningar via arkitekter och designers till företaget på elektronisk väg. Ritningarna är gjorda med hjälp av något CAD program. På grund av kravet på korta ledtider och utvecklingen mot allt mer avancerade produkter måste man kunna öppna och läsa olika CAD-program och utifrån dessa ritningar kunna avgöra om det är möjligt att i sin tillverkning tillverka den önskade produkten. Till sin hjälp i denna situation är företaget i behov av ett simuleringsverktyg i form av en matematisk modell som man har tillgång till. Med hjälp av detta verktyg skall risken kunna beräknas för att lokala brott i faneren inträffar, sprickor och limsläpp uppstår, samt att andra orsaker vid produktionen förorsakar kassaktioner av den färdiga eller nära färdiga produkten. Ytterligare ett önskemål är att det ritningsunderlag som man i digital form får från arkitekter i dess ursprungsform kan ligga till grund för tillverkningen. En analys av dagens tillverkning i relation till de framtida behoven som företaget kommer har genomförts och redovisas med förslag.

This study was undertaken to investigate the strength properties of juvenile and mature wood in black locust (Robinia pseudoacacia L.). Wood specimens were prepared from various stem heights, up to 9 m, of five naturally-grown black locust trees, 21-37 years old. Mechanical properties tested included moduli of rupture (MOR) and elasticity (MOE), and pure modulus of elasticity (PMOE) in static bending, stress wave modulus of elasticity (SWMOE) in dynamic strength, axial compression, and toughness. Comparisons between juvenile and mature wood specimens of similar densities (0.667-0.894 g/cm³ and 0.682-0.892 g/cm³, respectively) showed that juvenile wood had a statistically significant lower mean MOR (138.78 N/mm²), MOE (13,936 N/mm²), PMOE (18,125 N/mm²), SWMOE (16,813 N/mm²) and toughness strength (155.25 KJ/m²) than the mature wood (148.29 N/mm², 14,747 N/mm², 19,498 N/mm², 17,635 N/mm² and 181.27 KJ/m², respectively). On the contrary, no statistically significant differences were found for the mean strength in axial compression among juvenile (63.75 N/mm²) and mature wood (66.65 N/mm²). Fractured surfaces of juvenile and mature wood specimens in static bending and toughness were classified into the "splintering tension" type of failure, while compression failures were of the "shearing type" according to ASTM D 143-83 standards. Lower strength of juvenile wood in most of the properties examined may be attributed to anatomical and chemical properties rather than density of wood specimens. The adverse influence of juvenile wood on strength properties should be considered for effective management (e.g. longer rotation age and other genetic and forest or plantation management measures that reduce juvenile wood content) and utilization of the species.

Svenska barr- och lövträd – användning och anatomi beskriver

egenskaper, samt strukturen på makro- och mikronivå för de vanligaste

svenska trädslagen. Barrträden som behandlas är tall, gran och en.

Lövträden är björk, asp, al, rödbok, ek, ask och lönn. De fysikaliska

egenskaperna rangordnas mellan de olika träslagen, för att lätt kunna göra

jämförelse dem emellan. Dessutom ges exempel på användningsområden

för respektive träslag. Arbetet baseras på en litteraturstudie av svensk och

internationell litteratur, samt på egna undersökningar av trä på

mikroskopisk nivå. Alla träslag med undantag av asp, al och lönn

presenteras tillsammans med egna bilder tagna i mikroskop.

I en allmän del beskrivs trädens uppbyggnad på makroskopisk nivå.

Makroskopisk struktur som beskrivs är t ex märg, årsringar och kärl. I

denna del beskrivs också olika celltyper, cellens anatomi och kemi. En

uppdelning är gjord mellan barr- och lövträd. Lövträden i sig delas vidare

upp i strökärliga, halvströkärliga och ringkärliga träslag.