Coating wet birch veneers with microcrystalline cellulose-based coatings, combined with effective drying technology
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Chemical Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2024-09-27
Department
Major/Subject
Functional Materials
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering
Language
en
Pages
83
Series
Abstract
Wood veneers are simple to produce and versatile material. The veneering process causes two sides of the veneer to be different from each other. The looser side of the veneer has veneering checks, that reach deep into the veneer lowering the tensile strength of the veneer. The veneer surface is too rough to be used as is and requires grinding and smoothing to be used in many applications. In this work the new Effective Drying (ED) technology developed to dry wood veneers is combined with coating the veneers with microcrystalline cellulose (MCC) based coatings. 1, 2 and 5 % MCC concentrations were used to coat birch veneers. To improve the adhesion of MCC particles to the veneer, mixing wax and colloidal lignin particles with the 2% MCC dispersion was tested. For reference, 2 % cellulose nanofibril (CNF) gel was also used to coat birch veneers. The MCC particles alone had some adhesion to the veneer and lignin and wax both improved the adhesion of the MCC particles. The MCC 1, 2 and 5 % MCC particle coatings were measured to lower the transversal tensile strength (TTS) by about 19.6 – 22.0 % on average, while CNF and MCC coatings containing lignin and wax increased TTS of birch veneer by 3.2 – 12.9 % compared to uncoated veneer. The wax containing coatings increased the hydrophobicity of the veneer surface and produced stable water contact angle (WCA) of about 138°. The 1 % MCC was also observed to increase the WCA while 2 and 5 % decreased it. Coating the veneers before drying them via ED drying method was showcased to work well. The coating did not interfere the drying and the process improved the smoothness of the veneer surface substantially over non-coated veneer.Puuviilut ovat yksinkertaisia valmistaa ja monipuolisia materiaaleja. Viilutusprosessi saa aikaan sen, että viilun pinnat eivät ole samanlaisia. Viilun harvemmalla puolella on sorvaus halkeamia, mitkä ulottuvat syvälle viilun sisään alentaen viilun vetolujuutta. Moniin käyttö kohteisiin viilun pinta on liian karkea käytettäväksi sellaisenaan. Tämä tarkoittaa sitä, että sopivan tasaisen pinnan saamiseksi viilut pitää hioa. Tässä työssä puuviilujen kuivaamiseen aiemmin kehitetty Effective Drying (ED)-teknologia yhdistettiin koivu viilujen päällystämiseen mikrokiteiseen selluloosaan (MCC) pohjautuvilla pinnoitteilla. Koivuviilujen pinnoittamiseen käytettiin seoksia, jotka sisälsivät 1, 2 ja 5 % MCC-pitoisuuksia. MCC-hiukkasten viiluun kiinnittymisen parantamiseksi, sekoitettiin 2 %:seen MCC-dispersioon vahaa ja kolloidisia ligniinihiukkasia. Vertailun vuoksi 2 % selluloosananofibrilli (CNF) -geeliä käytettiin myös koivuviilujen päällystämiseen. MCC-hiukkasilla oli kohtuu hyvä adheesio viiluun pintaan. MCC-hiukkasten tarttuvuutta viilun pintaan onnistuttiin parantamaan lisäämällä ligniini tai vahapartikkeleita seokseen. 1, 2 ja 5 % MCC-hiukkaspinnoitteiden mitattiin alentavan transversaalista vetolujuutta (TTS) keskimäärin noin 19,6–22,0 %, kun taas ligniiniä ja vahaa sisältävät MCC-pinnoitteet ja CNF-pinnoite nostivat koivuviilun TTS:tä 3,2–12,9 % verrattuna päällystämättömään viiluun. Vahaa sisältävät pinnoitteet lisäsivät viilun pinnan hydrofobisuutta ja tuottivat vakaan vesikontaktikulman (WCA) noin 138°. 1 %:n MCC:n havaittiin myös lisäävän WCA:ta, kun taas 2 ja 5 % laskivat sitä. Viilujen päällystämisen, ennen niiden kuivaamista Effective Drying -menetelmällä, osoitettiin toimivan hyvin. Pinnoite ei haitannut kuivumista ja prosessi, sekä pinnoitteet paransivat viilun pinnan sileyttä oleellisesti.Description
Supervisor
Valle Delgado, JuanThesis advisor
Forsman, NinaHyväkkö, Uula
Keywords
birch, veneer, microcrystalline cellulose, MCC, cellulose nanofibrils, CNF, effective drying, condebelt, vacuum drying, viilu, vakuumikuivaus