بررسی اثر رطوبت تراشه و غلظت چسب بر الگوی نفوذ چسب در لایه‌های میانی و بینابینی تخته تراشه جهت دار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 استاد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران

3 استاد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ- کرج، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران.

4 استاد گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: یکی از لازمه‌های تشکیل اتصالات چسبی، نفوذ چسب به داخل بافت بستر چوبی است. این پدیده تحت تاثیر عوامل متعددی همچون ویسکوزیسته چسب و درصد رطوبت بستر چوبی قرار دارد. مطالعات زیادی بر روی نفوذ چسب به داخل لایه‌های چوبی و دو تراشه انجام شده است. در این مطالعه الگوی نفوذ چسب تحت تاثیر رطوبت تراشه و غلظت چسب در یک فرآورده خرده‌ای چوب (تخته تراشه جهت دار)، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور تصاویر میکروسکوپی از مقاطع تخته‌های ساخته شده تهیه گردید و پارامترهای الگوی نفوذ چسب، مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند.
مواد و روش‌ها: برای انجام مطالعه تخته تراشه جهت دار با استفاده از تراشه‌های صنوبر و چسب فنل فرم آلدهید ساخته شد. متغیرهای آزمایش را درصد رطوبت تراشه در سه سطح 2، 6 و 10 درصد و همچنین غلظت چسب در سه سطح 45، 50 و 55 درصد تشکیل می‌دادند. پس از تهیه نمونه های میکروسکوبی، تصاویری از لایه های میانی و بینابینی تخته‌ها گرفته شد. پارامترهای الگوی نفوذ در هر تصویر محاسبه شدند. پارامتر FFN که بیانگر تعداد فیبرهای پر شده بود و پارامتر FVN که تعداد آوند پر شده توسط چسب را نشان می‌داد. برای مشخص نمودن اثرات معنی‌دار از آنالیز واریانس یک طرفه استفاده شد و برای گروه بندی تیمارها آزمون توکی بکار گرفته شد.
یافته‌ها: اثر رطوبت تراشه، غلظت چسب و موقعیت در ضخامت تخته بر روی پارامترهای الگوی نفوذ معنی دار بود. با افزایش رطوبت تراشه مقدار نفوذ چسب بخصوص در فیبرها افزایش یافت. افزایش غلظت چسب نفوذ چسب به درون بافت بستر را کاهش داد. نفوذ چسب در لایه میانی تخته نسبت به لایه بینابینی که به صفحات پرس نزدیک تر بود، به طور معنی‌داری کمتر بدست آمد.
نتیجه گیری: وجود رطوبت در تراشه همان طور که در سایر تحقیقات انجام گرفته به آن اشاره شده است، می تواند مانع از افزایش گرانروی رزین شده و در نهایت باعث افزایش نفوذ چسب شود. به عبارتی هر چقدر بافت چوب خشک‌تر باشد میزان جذب آب از رزین و متعاقب آن گرانروی رزین افزایش یافته و میزان نفوذ آن در بافت چوب کاهش می‌یابد. بطور کلی پارامتری که با شمارش تعداد فیبرها محاسبه گردید، نسبت به پارامتر FVN که از شمارش تعداد آوندها بدست می‌آید، تغییرات منظم‌تری تحت اثر رطوبت تراشه و غلظت چسب داشت. همچنین مشخص شد که الگوی نفوذ چسب در لایه میانی و بینابینی با یکدیگر متفاوت است.
سابقه و هدف: یکی از لازمه‌های تشکیل اتصالات چسبی، نفوذ چسب به داخل بافت بستر چوبی است. این پدیده تحت تاثیر عوامل متعددی همچون ویسکوزیسته چسب و درصد رطوبت بستر چوبی قرار دارد. مطالعات زیادی بر روی نفوذ چسب به داخل لایه‌های چوبی و دو تراشه انجام شده است. در این مطالعه الگوی نفوذ چسب تحت تاثیر رطوبت تراشه و غلظت چسب در یک فرآورده خرده‌ای چوب (تخته تراشه جهت دار)، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور تصاویر میکروسکوپی از مقاطع تخته‌های ساخته شده تهیه گردید و پارامترهای الگوی نفوذ چسب، مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند.
مواد و روش‌ها: برای انجام مطالعه تخته تراشه جهت دار با استفاده از تراشه‌های صنوبر و چسب فنل فرم آلدهید ساخته شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of adhesive concentration and strand moisture on adhesive penetration pattern in core and middle layers of Oriented Strand Board (OSB)

نویسنده [English]

  • Hamidreza Edalat 1
چکیده [English]

Abstract
Background and objectives: One of the requirements of adhesive joints formation is penetration into the wooden substrate. This phenomenon is influenced by multiple factors such as resin viscosity and wooden substrate moisture. There are many studies which had been done on adhesive penetration in wood veneers and two strands. In this study, adhesive penetration pattern due to strand moisture and resin concentration in a particulate wood-based composite; OSB, was investigated. For this purpose, micro photographs of cross section of the produced boards were prepared and parameters of the adhesive penetration pattern were evaluated and compared between treatments.
Materials and methods: for this research, oriented strand boards were made with poplar strand and phenol formaldehyde resin. The variables consisted of strand moisture content with three levels; 2%, 6% and 10% and resin concentration with 45%, 50% and 55% levels. After preparation microscopy samples, micro photographs of core layer and middle layer were taken. FFN and FVN as penetration pattern parameters were measured. In order to determine significant effects, one way ANOVA was used. For grouping the mean amounts, Tukey test was applied.
Results: the effects of strand moisture content, resin concentration and position in the board thickness on penetration parameters were significant. Higher strand moisture content increased the penetration especially in fibers. Application of lower resin concentration improved the penetration. The penetration of resin was higher in middle layer that was near to hot platen of press.
Conclusion: As mentioned in previous studies, the existence of moisture in strand prevents increasing of resin viscosity and causes more penetration. In other words, the more dryness in wooden substrate, the more increasing in resin viscosity and could limit the resin penetration. Generally the parameter take from fiber counting showed more organized changes with compare to FVN parameter that was taken from vessel counting due to strand moisture and resin concentration effects. Also it was determined that, the penetration pattern in core and middle layers of board are different.
Background and objectives: One of the requirements of adhesive joints formation is penetration into the wooden substrate. This phenomenon is influenced by multiple factors such as resin viscosity and wooden substrate moisture. There are many studies which had been done on adhesive penetration in wood veneers and two strands. In this study, adhesive penetration pattern due to strand moisture and resin concentration in a particulate wood-based composite; OSB, was investigated. For this purpose, micro photographs of cross section of the produced boards were prepared and parameters of the adhesive penetration pattern were evaluated and compared between treatments.
Materials and methods: for this research, oriented strand boards were made with poplar strand and phenol formaldehyde resin. The variables consisted of strand moisture content with three levels; 2%, 6% and 10% and resin concentration with 45%, 50% and 55% levels. After preparation microscopy samples, micro photographs of core layer and middle layer were taken. FFN and FVN as penetration pattern parameters were measured. In order to determine significant effects, one way ANOVA was used. For grouping the mean amounts, Tukey test was applied.

کلیدواژه‌ها [English]

  • resin penetration
  • OSB
  • FFN
  • FVN
  • PF
. Brady, D.E., and F.A. 1998. Kamke. Effects of Hot-Pressing Parameters on Resin
Penetration. Forest products J. 38: 11/12. 63-68.
2. Dousthosseini, D. 2007. Technonolgy of application and production of wood-based panels.
Tehran Univ press, 705p. (In Persian)
3. Edalat. Hamidreza., Faezipour. Mehdi., Thole. Volker., Kamke. Frederick. A. 2014. A new
quantitative method for evaluation of adhesive penetration pattern in particulate wood-based
composite: Elemental Counting Method. Journal of wood sciences and technology. 48: 703-
712.
4. Gardner, Douglass J. 2006. Adhesion mechanism of durable wood adhesive bonds. Stokke.
Douglas D., and Groom. Leslie H., Characterization of cellulosic cell wall, Blackwell. USA.
289p.
5. Johnson, Stephen E., and Frederick A. Kamke. 1992. Quantitative Analysis of Gross
Adhesive Penetration in Wood Using Fluorescence Microscopy. The Journal of Adhesion.
40: 1: 47-61.
6. Kamke, Frederick, and Jong Lee. 2007. Adhesive Penetration in Wood—a Review. Wood
and Fiber Science J. 39: 2. 205-20.
7. Sernek, Milan, Joze Resnik, and Frederick Kamke. 1999. Penetration of Liquid Urea-
Formaldehyde Adhesive into Beech Wood. Wood and Fiber Science J. 31: 1. 41-48.