Puun kyllästäminen mäntyöljyn ja maleiinihappoanhydridin seoksella

Leena Paajanen, Kyösti Koskela, Pertti Viitaniemi

Research output: Book/ReportReport

5 Citations (Scopus)

Abstract

Öljyt vähentävät puun kostumista ja voivat täten hidastaa lahottajasienten kasvua. Ongelmana on kuitenkin öljyn tihkuminen puusta. Tässä tutkimuksessa öljyn kiinnittämiseksi puuhun käytettiin maleiinihappo-anhydridiä. Öljynä käytettiin hartsihappoja sisältävää selluteollisuuden jätettä, raakamäntyöljyä. Tutkimus käsittelee männyn (Pinus sylvestris), kuusen (Picea abies) ja koivun (Betula pendula) kyllästystä mäntyöljyn (raakamäntyöljyn) ja maleiinihappoanhydridin seoksella tai mäntyöljyllä sekä kuumennuskiinnityksen jälkeen saadun puun ominaisuuksia. Tutkimuksessa optimoitiin mäntyöljy-maleiinihappoanhydridi-etanoliseossuhdetta ja kiinnitys-prosessia käsitellyn puun ominaisuuksien (kosteuselämisen, liimattavuuden, taivutuslujuuden) ja öljyn tihkumisen suhteen. Kyllästysliuosimeytymät männyllä olivat 500 - 600 kg/m3 ja koivulla 400 - 615 kg/m3, mutta kuusella vain 50 - 160 kg/m3. Välikuivauksen ja kuumennuskiinnityksen jälkeen mäntyyn jäi 200 - 400 kg/m3, koivuun 90 - 400 kg/m3 ja kuuseen 30 - 60 kg/m3 kyllästettä. Todettiin, että sopiva kyllästysliuoksen seossuhde riippuu niistä vaatimuksista, joita mäntyöljykyllästetyn puun ominaisuuksille asetetaan. Optimaaliseksi seossuhteeksi puun ominaisuuksien suhteen saatiin 50 % mäntyöljyä ja 2 -15 % maleiinihappoanhydridiä tuotteen käyttötarkoituksesta riippuen. Maleiinihappoanhydridin osuuden pienentäminen huomattavasti alle 10 %:n parantaa käsitellyn puun lujuutta ja liimattavuutta, mutta tällöin turpoamat kasvavat verrattuna puuhun, joka on käsitelty öljyseoksella, jossa on paljon maleiinihappoanhydridiä. Optimoitaessa mäntyöljy-maleiinihappoanhydridiseoksen kiinnittymistä puuhun prosessimuuttujina olivat välikuivaus- ja kiinnityslämpötilat sekä -ajat sekä maleiinihappoanhydridin osuus kyllästysliuoksessa. Kosteuselämisen kannalta kiinnitysprosessin prosessimuuttujien tason valinnalla näyttäisi olevan korkein-taan vähäinen merkitys tutkitulla alueella. Kiinnitysprosessi voidaan optimoida muiden tekijöiden kannalta. Jos tavoitteena on pieni tihkuma, valitaan korkea kiinnityslämpötila (160 °C) ja pidetään maleiinihappo-anhydridin osuus niin alhaisella tasolla kuin se kosteuselämisen kannalta on suotavaa. Mäntyöljy-maleiinihappoanhydridi-käsiteltyjen kappaleiden säänkesto vuoden ulkokokeen sekä 670 tunnin sääkaappi-testin jälkeen oli parempi kuin käsittelemättömän puun. Puun pinnalle muodostui vanhennuksen aikana kovahko vettähylkivä pinta. Käsittely esti sinistäjä- ja homesienten kasvua. Pitkäaikaiskestävyys kokeet ovat menossa. Peittomaalit eivät sovellu äskettäin mäntyöljykäsitellyn puun maalaamisen ainakaan silloin, kun öljyä on puussa ylimäärin ja se tihkuu puusta lämmön vaikutuksesta. Pelkkä mäntyöljykäsittely ei lisännyt korroosiota kokeessa käyte-tyissä nauloissa 15 kk:n aikana, mutta maleiinihappoanhydridin lisääminen kyllästeeseen vaikutti korroosioon.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages75
ISBN (Print)951-38-5012-9
Publication statusPublished - 1999
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesVTT Julkaisuja - Publikationer
Number836
ISSN1235-0613

Fingerprint

tall oil
wood treatment
Betula pendula
Pinus sylvestris
Picea abies
maleic anhydrides

Keywords

  • wood
  • timber
  • impregnating
  • tall oil
  • maleic anhydride

Cite this

Paajanen, L., Koskela, K., & Viitaniemi, P. (1999). Puun kyllästäminen mäntyöljyn ja maleiinihappoanhydridin seoksella. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Julkaisuja - Publikationer, No. 836
Paajanen, Leena ; Koskela, Kyösti ; Viitaniemi, Pertti. / Puun kyllästäminen mäntyöljyn ja maleiinihappoanhydridin seoksella. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1999. 75 p. (VTT Julkaisuja - Publikationer; No. 836).
@book{90ee2558cafb4d738de9ce2a2054be7d,
title = "Puun kyll{\"a}st{\"a}minen m{\"a}nty{\"o}ljyn ja maleiinihappoanhydridin seoksella",
abstract = "{\"O}ljyt v{\"a}hent{\"a}v{\"a}t puun kostumista ja voivat t{\"a}ten hidastaa lahottajasienten kasvua. Ongelmana on kuitenkin {\"o}ljyn tihkuminen puusta. T{\"a}ss{\"a} tutkimuksessa {\"o}ljyn kiinnitt{\"a}miseksi puuhun k{\"a}ytettiin maleiinihappo-anhydridi{\"a}. {\"O}ljyn{\"a} k{\"a}ytettiin hartsihappoja sis{\"a}lt{\"a}v{\"a}{\"a} selluteollisuuden j{\"a}tett{\"a}, raakam{\"a}nty{\"o}ljy{\"a}. Tutkimus k{\"a}sittelee m{\"a}nnyn (Pinus sylvestris), kuusen (Picea abies) ja koivun (Betula pendula) kyll{\"a}styst{\"a} m{\"a}nty{\"o}ljyn (raakam{\"a}nty{\"o}ljyn) ja maleiinihappoanhydridin seoksella tai m{\"a}nty{\"o}ljyll{\"a} sek{\"a} kuumennuskiinnityksen j{\"a}lkeen saadun puun ominaisuuksia. Tutkimuksessa optimoitiin m{\"a}nty{\"o}ljy-maleiinihappoanhydridi-etanoliseossuhdetta ja kiinnitys-prosessia k{\"a}sitellyn puun ominaisuuksien (kosteusel{\"a}misen, liimattavuuden, taivutuslujuuden) ja {\"o}ljyn tihkumisen suhteen. Kyll{\"a}stysliuosimeytym{\"a}t m{\"a}nnyll{\"a} olivat 500 - 600 kg/m3 ja koivulla 400 - 615 kg/m3, mutta kuusella vain 50 - 160 kg/m3. V{\"a}likuivauksen ja kuumennuskiinnityksen j{\"a}lkeen m{\"a}ntyyn j{\"a}i 200 - 400 kg/m3, koivuun 90 - 400 kg/m3 ja kuuseen 30 - 60 kg/m3 kyll{\"a}stett{\"a}. Todettiin, ett{\"a} sopiva kyll{\"a}stysliuoksen seossuhde riippuu niist{\"a} vaatimuksista, joita m{\"a}nty{\"o}ljykyll{\"a}stetyn puun ominaisuuksille asetetaan. Optimaaliseksi seossuhteeksi puun ominaisuuksien suhteen saatiin 50 {\%} m{\"a}nty{\"o}ljy{\"a} ja 2 -15 {\%} maleiinihappoanhydridi{\"a} tuotteen k{\"a}ytt{\"o}tarkoituksesta riippuen. Maleiinihappoanhydridin osuuden pienent{\"a}minen huomattavasti alle 10 {\%}:n parantaa k{\"a}sitellyn puun lujuutta ja liimattavuutta, mutta t{\"a}ll{\"o}in turpoamat kasvavat verrattuna puuhun, joka on k{\"a}sitelty {\"o}ljyseoksella, jossa on paljon maleiinihappoanhydridi{\"a}. Optimoitaessa m{\"a}nty{\"o}ljy-maleiinihappoanhydridiseoksen kiinnittymist{\"a} puuhun prosessimuuttujina olivat v{\"a}likuivaus- ja kiinnitysl{\"a}mp{\"o}tilat sek{\"a} -ajat sek{\"a} maleiinihappoanhydridin osuus kyll{\"a}stysliuoksessa. Kosteusel{\"a}misen kannalta kiinnitysprosessin prosessimuuttujien tason valinnalla n{\"a}ytt{\"a}isi olevan korkein-taan v{\"a}h{\"a}inen merkitys tutkitulla alueella. Kiinnitysprosessi voidaan optimoida muiden tekij{\"o}iden kannalta. Jos tavoitteena on pieni tihkuma, valitaan korkea kiinnitysl{\"a}mp{\"o}tila (160 °C) ja pidet{\"a}{\"a}n maleiinihappo-anhydridin osuus niin alhaisella tasolla kuin se kosteusel{\"a}misen kannalta on suotavaa. M{\"a}nty{\"o}ljy-maleiinihappoanhydridi-k{\"a}siteltyjen kappaleiden s{\"a}{\"a}nkesto vuoden ulkokokeen sek{\"a} 670 tunnin s{\"a}{\"a}kaappi-testin j{\"a}lkeen oli parempi kuin k{\"a}sittelem{\"a}tt{\"o}m{\"a}n puun. Puun pinnalle muodostui vanhennuksen aikana kovahko vett{\"a}hylkiv{\"a} pinta. K{\"a}sittely esti sinist{\"a}j{\"a}- ja homesienten kasvua. Pitk{\"a}aikaiskest{\"a}vyys kokeet ovat menossa. Peittomaalit eiv{\"a}t sovellu {\"a}skett{\"a}in m{\"a}nty{\"o}ljyk{\"a}sitellyn puun maalaamisen ainakaan silloin, kun {\"o}ljy{\"a} on puussa ylim{\"a}{\"a}rin ja se tihkuu puusta l{\"a}mm{\"o}n vaikutuksesta. Pelkk{\"a} m{\"a}nty{\"o}ljyk{\"a}sittely ei lis{\"a}nnyt korroosiota kokeessa k{\"a}yte-tyiss{\"a} nauloissa 15 kk:n aikana, mutta maleiinihappoanhydridin lis{\"a}{\"a}minen kyll{\"a}steeseen vaikutti korroosioon.",
keywords = "wood, timber, impregnating, tall oil, maleic anhydride",
author = "Leena Paajanen and Ky{\"o}sti Koskela and Pertti Viitaniemi",
year = "1999",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-5012-9",
series = "VTT Julkaisuja - Publikationer",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "836",
address = "Finland",

}

Paajanen, L, Koskela, K & Viitaniemi, P 1999, Puun kyllästäminen mäntyöljyn ja maleiinihappoanhydridin seoksella. VTT Julkaisuja - Publikationer, no. 836, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Puun kyllästäminen mäntyöljyn ja maleiinihappoanhydridin seoksella. / Paajanen, Leena; Koskela, Kyösti; Viitaniemi, Pertti.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1999. 75 p. (VTT Julkaisuja - Publikationer; No. 836).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Puun kyllästäminen mäntyöljyn ja maleiinihappoanhydridin seoksella

AU - Paajanen, Leena

AU - Koskela, Kyösti

AU - Viitaniemi, Pertti

PY - 1999

Y1 - 1999

N2 - Öljyt vähentävät puun kostumista ja voivat täten hidastaa lahottajasienten kasvua. Ongelmana on kuitenkin öljyn tihkuminen puusta. Tässä tutkimuksessa öljyn kiinnittämiseksi puuhun käytettiin maleiinihappo-anhydridiä. Öljynä käytettiin hartsihappoja sisältävää selluteollisuuden jätettä, raakamäntyöljyä. Tutkimus käsittelee männyn (Pinus sylvestris), kuusen (Picea abies) ja koivun (Betula pendula) kyllästystä mäntyöljyn (raakamäntyöljyn) ja maleiinihappoanhydridin seoksella tai mäntyöljyllä sekä kuumennuskiinnityksen jälkeen saadun puun ominaisuuksia. Tutkimuksessa optimoitiin mäntyöljy-maleiinihappoanhydridi-etanoliseossuhdetta ja kiinnitys-prosessia käsitellyn puun ominaisuuksien (kosteuselämisen, liimattavuuden, taivutuslujuuden) ja öljyn tihkumisen suhteen. Kyllästysliuosimeytymät männyllä olivat 500 - 600 kg/m3 ja koivulla 400 - 615 kg/m3, mutta kuusella vain 50 - 160 kg/m3. Välikuivauksen ja kuumennuskiinnityksen jälkeen mäntyyn jäi 200 - 400 kg/m3, koivuun 90 - 400 kg/m3 ja kuuseen 30 - 60 kg/m3 kyllästettä. Todettiin, että sopiva kyllästysliuoksen seossuhde riippuu niistä vaatimuksista, joita mäntyöljykyllästetyn puun ominaisuuksille asetetaan. Optimaaliseksi seossuhteeksi puun ominaisuuksien suhteen saatiin 50 % mäntyöljyä ja 2 -15 % maleiinihappoanhydridiä tuotteen käyttötarkoituksesta riippuen. Maleiinihappoanhydridin osuuden pienentäminen huomattavasti alle 10 %:n parantaa käsitellyn puun lujuutta ja liimattavuutta, mutta tällöin turpoamat kasvavat verrattuna puuhun, joka on käsitelty öljyseoksella, jossa on paljon maleiinihappoanhydridiä. Optimoitaessa mäntyöljy-maleiinihappoanhydridiseoksen kiinnittymistä puuhun prosessimuuttujina olivat välikuivaus- ja kiinnityslämpötilat sekä -ajat sekä maleiinihappoanhydridin osuus kyllästysliuoksessa. Kosteuselämisen kannalta kiinnitysprosessin prosessimuuttujien tason valinnalla näyttäisi olevan korkein-taan vähäinen merkitys tutkitulla alueella. Kiinnitysprosessi voidaan optimoida muiden tekijöiden kannalta. Jos tavoitteena on pieni tihkuma, valitaan korkea kiinnityslämpötila (160 °C) ja pidetään maleiinihappo-anhydridin osuus niin alhaisella tasolla kuin se kosteuselämisen kannalta on suotavaa. Mäntyöljy-maleiinihappoanhydridi-käsiteltyjen kappaleiden säänkesto vuoden ulkokokeen sekä 670 tunnin sääkaappi-testin jälkeen oli parempi kuin käsittelemättömän puun. Puun pinnalle muodostui vanhennuksen aikana kovahko vettähylkivä pinta. Käsittely esti sinistäjä- ja homesienten kasvua. Pitkäaikaiskestävyys kokeet ovat menossa. Peittomaalit eivät sovellu äskettäin mäntyöljykäsitellyn puun maalaamisen ainakaan silloin, kun öljyä on puussa ylimäärin ja se tihkuu puusta lämmön vaikutuksesta. Pelkkä mäntyöljykäsittely ei lisännyt korroosiota kokeessa käyte-tyissä nauloissa 15 kk:n aikana, mutta maleiinihappoanhydridin lisääminen kyllästeeseen vaikutti korroosioon.

AB - Öljyt vähentävät puun kostumista ja voivat täten hidastaa lahottajasienten kasvua. Ongelmana on kuitenkin öljyn tihkuminen puusta. Tässä tutkimuksessa öljyn kiinnittämiseksi puuhun käytettiin maleiinihappo-anhydridiä. Öljynä käytettiin hartsihappoja sisältävää selluteollisuuden jätettä, raakamäntyöljyä. Tutkimus käsittelee männyn (Pinus sylvestris), kuusen (Picea abies) ja koivun (Betula pendula) kyllästystä mäntyöljyn (raakamäntyöljyn) ja maleiinihappoanhydridin seoksella tai mäntyöljyllä sekä kuumennuskiinnityksen jälkeen saadun puun ominaisuuksia. Tutkimuksessa optimoitiin mäntyöljy-maleiinihappoanhydridi-etanoliseossuhdetta ja kiinnitys-prosessia käsitellyn puun ominaisuuksien (kosteuselämisen, liimattavuuden, taivutuslujuuden) ja öljyn tihkumisen suhteen. Kyllästysliuosimeytymät männyllä olivat 500 - 600 kg/m3 ja koivulla 400 - 615 kg/m3, mutta kuusella vain 50 - 160 kg/m3. Välikuivauksen ja kuumennuskiinnityksen jälkeen mäntyyn jäi 200 - 400 kg/m3, koivuun 90 - 400 kg/m3 ja kuuseen 30 - 60 kg/m3 kyllästettä. Todettiin, että sopiva kyllästysliuoksen seossuhde riippuu niistä vaatimuksista, joita mäntyöljykyllästetyn puun ominaisuuksille asetetaan. Optimaaliseksi seossuhteeksi puun ominaisuuksien suhteen saatiin 50 % mäntyöljyä ja 2 -15 % maleiinihappoanhydridiä tuotteen käyttötarkoituksesta riippuen. Maleiinihappoanhydridin osuuden pienentäminen huomattavasti alle 10 %:n parantaa käsitellyn puun lujuutta ja liimattavuutta, mutta tällöin turpoamat kasvavat verrattuna puuhun, joka on käsitelty öljyseoksella, jossa on paljon maleiinihappoanhydridiä. Optimoitaessa mäntyöljy-maleiinihappoanhydridiseoksen kiinnittymistä puuhun prosessimuuttujina olivat välikuivaus- ja kiinnityslämpötilat sekä -ajat sekä maleiinihappoanhydridin osuus kyllästysliuoksessa. Kosteuselämisen kannalta kiinnitysprosessin prosessimuuttujien tason valinnalla näyttäisi olevan korkein-taan vähäinen merkitys tutkitulla alueella. Kiinnitysprosessi voidaan optimoida muiden tekijöiden kannalta. Jos tavoitteena on pieni tihkuma, valitaan korkea kiinnityslämpötila (160 °C) ja pidetään maleiinihappo-anhydridin osuus niin alhaisella tasolla kuin se kosteuselämisen kannalta on suotavaa. Mäntyöljy-maleiinihappoanhydridi-käsiteltyjen kappaleiden säänkesto vuoden ulkokokeen sekä 670 tunnin sääkaappi-testin jälkeen oli parempi kuin käsittelemättömän puun. Puun pinnalle muodostui vanhennuksen aikana kovahko vettähylkivä pinta. Käsittely esti sinistäjä- ja homesienten kasvua. Pitkäaikaiskestävyys kokeet ovat menossa. Peittomaalit eivät sovellu äskettäin mäntyöljykäsitellyn puun maalaamisen ainakaan silloin, kun öljyä on puussa ylimäärin ja se tihkuu puusta lämmön vaikutuksesta. Pelkkä mäntyöljykäsittely ei lisännyt korroosiota kokeessa käyte-tyissä nauloissa 15 kk:n aikana, mutta maleiinihappoanhydridin lisääminen kyllästeeseen vaikutti korroosioon.

KW - wood

KW - timber

KW - impregnating

KW - tall oil

KW - maleic anhydride

M3 - Report

SN - 951-38-5012-9

T3 - VTT Julkaisuja - Publikationer

BT - Puun kyllästäminen mäntyöljyn ja maleiinihappoanhydridin seoksella

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Paajanen L, Koskela K, Viitaniemi P. Puun kyllästäminen mäntyöljyn ja maleiinihappoanhydridin seoksella. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1999. 75 p. (VTT Julkaisuja - Publikationer; No. 836).