Fuktkvotsvariation i fanerbuntar vid ändrad relativ luftfuktighet. Dick Sandberg & Lars Blomqvist Växjö University, School of Technology &

Transkript

1 Fuktkvotsvariation i fanerbuntar vid ändrad relativ luftfuktighet Dick Sandberg & Lars Blomqvist Växjö University, School of Technology & Working paper no. 2006:13

2 Sammanfattning I denna undersökning har fuktkvotsändringar hos enskilda faner i en fanerbunt om 15 stycken fanerark studerats vid ändrad relativ luftfuktighet och vid konstant temperatur (20 C). Faneren utsattes för en klimatcykel under totalt 90 dygn, varvid den relativa luftfuktigheten ändrades från 20 % till 90 % och därefter åter till 20 %. Faneren var av träslagen bok (Fagus silvatica L.) och av björk (Betula pubescens Ehrh.). Resultaten visar att faner som fritt exponeras för luft med ett visst klimat snabbt börjar uppta eller avge fukt för att uppnå den jämviktsfuktkvot som motsvaras av klimatet. På motsvarande sätt sker en mycket liten förändring i fanerets fuktkvot när det inte fritt exponeras av omgivande luft, till exempel när ett faner är inneslutet i en fanerbunt. Detta innebär att faner som förvaras ytterst i en fanerbunt som utsätts för klimatförändringar, snabbt ställer om sig mot den jämviktsfuktkvot som motsvaras av det nya klimatet, medan det tar lång tid för faneren längre in i fanerbunten att märka av klimatförändringen. Detta kan resultera i att det blir stor variation i fuktkvot mellan olika faner som skall användas i en och samma formpressade produkt, även om faneren tas från samma fanerbunt. Tiden för att konditionera faner i en fanerbunt till samma fuktkvot varierar bland annat beroende på från och till vilken fuktkvotsnivå faneren skall konditioneras, samt hur väl sammanpackade faneren är. Om det handlar om en uppfuktning eller uttorkning har också betydelse för tidsaspekten. I denna undersökning tog det ca 3 4 veckor att konditionera 15 stycken, ej speciellt tätt sammanlagda faner i en bunt, från 4 % till 17 % fuktkvot. Fuktkvoten för samtliga faner var då inom intervallet 17±0,5 %, dock hade jämviktsfuktkvoten för klimatet (21 %) inte uppnåtts. Motsvarande tid för att sänka fuktkvoten i faneren från 17 % till 6 % var 7 veckor. ii

3 Innehållsförteckning INLEDNING...1 SYFTE MED UNDERSÖKNINGEN...1 MATERIAL OCH METOD...2 RESULTAT...3 FUKTKVOT I FANERBUNT...3 KONTROLLGRUPP...3 SLUTSATSER...6 iii

4 Inledning Klimatet i lokalen för skiktlimning av sittskal hos Svensson & Linnér i Rörvik skiftar med stora variationer i relativ luftfuktighet (RF). Detta är inget ovanligt utan fullt naturligt om inte klimatet styrs, vilket är fallet i den nu aktuella produktionslokalen. Ett önskemål som har funnits är att få vetskap om hur fuktkvoten i ett faner påverkas av den omgivande miljön när det ligger sammanlagt med andra faner i en bunt, vilket är det normala sättet att förvara faner på, figur 1. Faneren torkas, undantaget av ytfaneren, innan de tas i produktion. Det tar olika lång tid från att de är torkade till att de används. Ibland, företrädesvis under sommarhalvåret, har fuktkvoten i faneren hunnit anpassat sig så väl till det omgivande klimatet så att de behöver torkas om innan formpressningen. Denna förstudie ingår i ett större arbete med att undersöka orsaker till och finna åtgärder mot bristande formstabilitet hos skiktlimmade fanerprodukter. Limmets och fuktkvotens betydelse i detta avseende har varit av speciellt intresse. Undersökningen som redovisas i denna rapport försöker ta reda på hur snabbt det går att konditionera faner vid rumstemperatur till en viss fuktkvot. Försöken har utförts vid Växjö universitet. Syfte med undersökningen Syftet med undersökningen var att bestämma hur fuktkvoten ändras i enskilda faner i en så kallad fanerbunt, när den omgivande luftens relativa fuktighet ändras. Figur 1. Metod att förvara faner vid torkning, konditionering eller mellanlagring inför formpressning. Faneren är sammanlagda i buntar on fanerark och med mellanliggande strön. Bandningen av buntarna är för transport och används normalt inte. 1

5 Material och metod Faner av bok (Fagus silvatica L.) och björk (Betula pubescens Ehrh.) med dimensionen 1055 x 500 x 1,5 mm 3, togs ut ur den ordinarie produktionen. Testerna utfördes på 4 buntar vardera innehållande 15 stycken fanerark, det vill säga totalt 60 stycken faner. Två av buntarna innehöll faner av björk, de andra två buntarna faner av bok. Faneren var torkade hos Svensson & Linnér i Rörvik till ca 4 % fuktkvot. Buntarna om 15 faner med strö emellan förvarades under hela försökstiden, bortsett från när de enskilda fanerarken vägdes, i ett klimatrum. En skiva med vikter lades ovanpå de sammanlagda fanerbuntarna för att efterlikna tyngden av fanerbuntar på en pall, figur 2. Den totala vikten av vikter och skiva var ca 10 kg. En bunt faner av vartdera träslaget har använts som kontrollgrupp, där faneren endast fuktkvotbestämdes vid försökets början och efter att försöket avslutats. Detta gjordes för att kontrollera om plockningen av faneren vid mätningarna påverkat resultaten. För resterande faner bestämdes vikten hos varje faner vid olika tidpunkter under försökets gång. I början av varje klimatförändring har kontrollmätning av vikten genomförts mer frekvent än i slutet av respektive klimatnivå. Faneren placerades i klimatet 20 C/18 % RF, vilket motsvarar 4,2 % jämviktsfuktkvot, omedelbart efter första vägningen, som genomfördes ca 3 timmar efter det att faneren tagits ut ur torken vid Svenson & Linnér. Efter konditionering under 13 dygn i detta klimat ändrades klimatet till 20 C/90 % RF, vilket motsvarar 20,5 % jämviktsfuktkvot. När konditionering genomförts vid detta klimat under 28 dygn, sänktes den relativa luftfuktigheten åter till 18 % RF (20 C). När vikten hos faneren stabiliserats även vid detta klimat, vilket tog 49 dygn, torkades faneren vid 103 C och fuktkvoten bestämdes enligt torrviktsmetoden. Figur 2. Faneren med vikt ovanpå för att simulera vikt av ovanliggande fanerbuntar. 2

6 Resultat Fuktkvot i fanerbunt Figur 3 och 4 visar fuktkvoten hos varje enskilt fanerark i en bunt som funktion av tiden, för bok respektive björk. Beteckningarna i figurerna 3 och 4 för respektive fanerark är utförda enligt följande: det mittersta faneret i bunten kallas mittfaner, faneren näst intill mittfaneret kallas 1a respektive 1b till och med 7a och 7b som befinner sig närmast ströna. Faneren med beteckningarna 7a och 7b är alltså placerade ytterst i bunten och får därmed mest luftväxling. Linjen i figurerna 3 och 4 som är kallad klimatrum, beskriver jämviktsfuktkvoten som motsvaras av klimatrummets aktuella temperatur och relativa luftfuktighet. Fuktkvoten är i stort sett lika hos samtliga faner när försöket inleds och efter 13 dygns konditionering vid 20 C/18 % RF så har samtliga fanerark en fuktkvot inom intervallet 4±0,5 %. Uppfuktning respektive torkning av yttersta fanerarken i respektive bunt (7a och 7b) har skett väldigt fort jämfört vad som skett med de i bunten mer centralt placerade fanerarken. Detta leder vid tiden närmast en klimatväxling till stora skillnader i fuktkvoten mellan fanerarken i en bunt. Som ett exempel kan nämnas att standardavvikelsen för fuktkvoten hos faner i en bunt ökade från ca 0,15 % till 2,60 % för både bok och björk under ett dygn efter att klimatet ändrats från 20 C /18 % RF till 20 C /90 % RF. Skillnaden i fuktkvot avtar dock ju längre tid fanerbunten får konditioneras i ett och samma klimat. Efter ca 3 4 veckor från den tidpunkt klimatet har ändrats är det inte längre någon praktiskt betydelsefull skillnad i fuktkvot mellan faneren i en bunt. Det skall dock här noteras att klimatändringen i detta försök har genomförts i förhållandevis stora steg ( % RF) och annorlunda klimatcykler medför naturligtvis andra tider för att likartad fuktkvotsnivå hos faneren skall uppnås. Ytterligare ett exempel som har tagits ur figurerna 3 och 4. Ett dygn efter att klimatet ändrats från 20 C/18 % RF till 20 C/90 % RF hade det torraste faneret en fuktkvot strax under 5 % och det fuktigaste över 12 %. Det tog 28 dygn från det att det klimatet ändrats tills faneren konditionerats till i stort sett samma fuktkvot. I den motsatta riktningen, det vill säga från hög fuktkvot till låg fuktkvot krävdes 49 dygn för att samtliga fanerark i en bunt skulle få i stort sett samma fuktkvot. Att konditionera faneren har tagit lång tid vid förändring av klimatet. Faneren har inte uppnått den jämviktsfuktkvot som klimatet i klimatrummet påvisat. Detta gäller både vid uppfuktning och vid torkning. Att inte faneren uppnått jämvikt i förhållande till rummets klimat kan bero på för låg lufthastighet i klimatrummet. Kontrollgrupp Fuktkvoten hos fanerarken i kontrollgruppen skilde sig inte märkbart från fuktkvoten hos de fanerark som använts för de mer kontinuerliga mätningarna. Med andra ord påverkade inte plockningen vid mätningarna resultatet. 3

7 Figur 3. Fuktkvot hos bokfaner sammanlagda i en bunt on 15 faner som funktion av tiden vid klimatcykling. Klimatet var i kronologiskt ordning: 13 dygn 20 C/18 % RF, 28 dygn 20 C/90 % RF och därefter 20 C/18 % RF i 49 dygn. 4

8 Figur 4. Fuktkvot hos björkfaner sammanlagda i en bunt on 15 faner som funktion av tiden vid klimatcykling. Klimatet var i kronologiskt ordning: 13 dygn 20 C/18 % RF, 28 dygn 20 C/90 % RF och därefter 20 C/18 % RF i 49 dygn. 5

9 Slutsatser Faner som förvaras ytterst i en fanerbunt som utsätts för klimatförändringar ändrar fuktkvot betydligt snabbare än faneren längre in i bunten. Detta kan resultera i att det blir stora variationer i fuktkvot mellan olika faner i en formpressad produkt, även om faneren tas från samma fanerbunt. Resultaten visar att tog det ca 3 4 veckor att konditionera 15 stycken, ej speciellt tätt sammanlagda faner i en bunt, från 4 % till 17 % fuktkvot. Fuktkvoten för samtliga faner var då inom intervallet 17±0,5 %, dock hade jämviktsfuktkvoten för klimatet (21 %) inte uppnåtts. Motsvarande tid för att sänka fuktkvoten från 17 % till 6 % var 7 veckor. 6