Transverse mechanical properties of wood are important in many practial applications and an interesting scientific subject. A very low transverse shear modulus has been identified in spruce, which causes large strain concentrations in wood structures. In this thesis, experimental characterization of local density variations as well as local strain fields are carried out using the SilviScan apparatus and digital speckle photography, respectively. This is combined with micromechanical modeling based on hexagonal wood cells in combination with finite element analysis. Problems addressed include the moduli in the transverse plane, including variations at the scale of individual annual rings. The relative importance of cell wall bending and stretching deformation mechanisms is analysed as a function of wood cell geometry, relative density and direction of loading (radial, tangential and shear). Transverse anisotropy is also analyzed, including its dependency of earlywood and latewood characteristics. The wood cell shape angle variation and density effects are sufficient to explain transverse anisotropy in softwoods (no ray effects), and the influence of earlywood/latewood ratio is explained. As a practical test method for shear modulus measurements, an off-axis compression test with full-field strain determination is proposed. The advantage is a simple fixture and large region of representative strain required for a heterogeneous material such as wood. As an alternative, the single cube apparatus (SCA) for shear tests is evaluated. The SCA is used to determine the shear strain distribution within the annual rings. Based on the density distribution of the shear test specimen and a micromechanics model, a finite element model is developed, and predictions are compared with the measured shear strains. The agreement between predicted and measured shear strains at the annual ring scale are remarkably good. It shows that the low GRT of spruce is due to the low earlywood density and the large cell wall bending deformation resulting from shear loading. Furthermore, it illustrates the need for improved understanding of annual ring scale effects. For example, fairly low transverse global loads will lead to lage local shear strains. / Transversella mekaniska egenskaper hos trä är viktiga i många praktiska tillämpningar och är av vetenskapligt intresse. Gran har exemplevis mycket låg transversell skjuvmodul, vilket leder till stora lokala töjningskoncentrationer i trästrukturer. I den här avhandlingen utförs experimentella mätningar av densitetsfördelning och lokal töjningsfördelning med hjälp av SilviScan utrustning (röntgen) och digital speckelfoto grafi (DSP). Det kombineras med mikromekanisk modellering med hexagonala cellmodeller som utgångspunkt, ibland i kombination med finita elementberäkningar. Transversella moduler bestäms liksom töjningseffekter på skalan individuella årsringar. Den relativa betydelsen av böjning och sträckning av cellväggen analyseras som funktion av relativ densitet och belastningsriktning (radiell, tangentiell och skjuvning). Stor andel böjdeformation ger låg modul och proportionerna mellan de båda mekanismerna styr graden av anisotropi. Transversell anisotropi analyseras därför, inklusive dess beroende av karakteristiken hos vårved och sommarved. Formvinkeln på vedcellen och inverkan av densitet är tillräckliga för att förklara graden av anisotropi (utan inverkan från märg- strålar). Inverkan av förhållandet mellan mängden vårved och sommarved på anisotropin analyseras särskilt. En enkel tryckbelastningsmetod (“off-axis metod”) används för att bestämma transversell skjuvmodul hos trä. Metoden kombineras med DSP. Fördelen är en enkel fixtur i kombination med det stora område av ren skjuvdeformation som uppstår i provstaven. Som ett alternativ utvärderas också en metod baserad på kubiskt prov (SCA). Metoden används för att bestämma lokala skjuvtöjningar på skalan individuella årsringar. Baserat på densitetsfördelningen i provet och en mikromekanisk modell så utvecklas en finita element-modell. Den utnyttjas för att beräkna lokala skjuvtöjningar. Jämförelsen mellan beräkningar och uppmätta skjuvtöjningar ger enastående god överensstämmelse. Det visar att den låga skjuvmodulen för gran orsakas av låg densitet i kombination med att böjning av cellväggarna dominerar som deformationsmekanism. Det illustrerar också att vi behöver förbättra vår förståelse för deformationsfält på årsringsnivå. En praktisk konsekvens är t ex att relativt låga globala laster ger upphov till mycket hög lokal skjuvdeformation. / QC 20100830

Undersökningens resultat visar att det finns betydande kostnadsbesparingar att göra vid införandet av en ny metod för askåterföring. Den nya metoden medför betydligt mindre transporter vilket leder till ett reducerat utsläpp av koldioxid och andra ämnen som har en negativ miljöpåverkan. I den nya metoden utnyttjas i viss utsträckning timmerbilarnas lediga kapacitet för transport av aska ut till spridningsområdet vilket då ökar chansen till högre lönsamhet för åkerinäringen.

Detta examensarbete har utförts för trägolvtillverkaren Tarketts räkning och syftet har varit att utvärdera en särskild metod som färgar trä. Metoden innebär att trä behandlas i vatten i en viss tid och temperatur varvid en färgändring påstods erhållas. Målet har varit ge de nordiska träslagen björk och bok en mörkare färg som liknar exotiska trädslag. För att utvärdera metoden genomfördes först en teoretisk utvärdering för att få förståelse för vad som händer i träet när det utsätts för denna behandling och sedan en praktisk utvärdering enligt principen för flerfaktorförsök. Arbetet har resulterat i vetskapen om att träet verkligen får en viss färgändring genom att behandla det enligt den särskilda metoden. Hur stor färgförändring som erhålls beror främst på processens temperatur men även tid, ty dessa faktorer samverkar. Metoden uppvisar repeternoggrannhet, dvs uppnådd färg vid bestämda parametrar är konstant och den erhållna färgen är dessutom beständig. Men, metoden påverkar träet på ett flertal negativa sätt. Vid torkning av de behandlade trästavarna uppstår ändsprickor och vissa stavar blir skeva. Utbytet som erhålls beror främst på hur hårt stavarna behandlas. Låga temperaturer, 100 C, krävs om ett bra utbyte ska erhållas. Andra egenskaper som blir försämrade är träets vätbarhet och hållfasthet. En försämrad vätbarhet innebär i sin tur en försämrad limbarhet eftersom träet inte väter limmet tillräckligt bra. Hårdare behandlat trä fick en lägre vätbarhet än mildare behandlad. Men en försämrad vätbarhet är inte bara negativt utan det innebär även att träets dimensionsstabilitet förbättras. Träets fuktrörelser blir alltså inte lika stora vid klimatförändringar, något som också bevisades med sk klimattester. Utvärderingen resulterade även i vetskapen om att processvattnet från infärgningsmetoden är miljöfarligt och måste renas. Att rena vattnet är svårt då de miljöfarliga ämnena som det innehåller är lösta i vattnet, så för att kunna ta hand om reningsprocessen behöver Tarkett kunskap om olika reningsprocesser men även utrustning som kan kräva stora investeringar. Det är svårt att bedöma om infärgningsmetoden är användbar för Tarkett eller ej. Min rekommendation avgörs nämligen av vilket färgändring som Tarkett tycker är den mest tilltalande. Föredrar Tarkett den mörkaste erhållna färgen rekommenderar jag inte Tarkett att gå vidare med infärgningsmetoden eftersom ett så pass dåligt utbyte erhålls. Utbytet kan eventuellt förbättras men det måste i så fall undersökas närmare. Föredrar Tarkett däremot en ljusare färg som erhållits för andra försök är infärgningsmetoden värd att undersöka vidare. / This master thesis has been performed at Tarkett, a wood flooring company. The purpose was to evaluate a certain method that colors wood. The method treats wood in hot water for a certain time and at a certain temperature and the result was said to be a darker color. The objective was that the two nordic wood species birch and beech should get a darker color that reminds of exotic wood species. First a theoretical evaluation was performed to get an understanding of what happens in the wood during this treatment. Then at practical evaluation was performed according to a method called multiple-factor-method. The result of the work is the knowledge that the wood do get a darker color by treating it with this method. The color change depends mostly of the temperature but also of the time, since these factors interact. The method is repeatable, which means that the color achieved at certain parameters is constant, and the color is also resistant. But, the method have negative affects on the wood. When dried some slats receive cracks or become skew. The exchange depends mostly on how tough the treatment is, according to temperature. A good exchange demand low temperatures at 100 C. Other negative affects are the ability to get wet and the strength. A worse ability to get wet also means a worse ability to glue. But a worsened ability to wet is not only negative since it also means that the dimensional stability is better. The shrinkage and swelling does not get that big when changes in the climate occur and this was also shown by so called climate tests. The evaluation also resulted in the knowledge that the wastewater isn’t environmentally friendly and therefore has to be purified. It is difficult to purify the wastewater since the substances are solved in the water so to handle the purification Tarkett need to have the knowledge of certain purifying processes as well as equipment that may demand large investments. It is difficult to judge whether the method is useful for Tarkett or not since my recommendation is a matter of which color change that Tarkett finds the most appealing. Does Tarkett prefer the darkest color achieved then I do not recommend Tarkett to use this method since you get such a bad exchange. The exchange might somehow be improved but that has to be investigated. On the other hand if Tarkett does prefer a lighter color, that has been achieved at other test, then I do think that the method is worth further investigations.

Wood inhabiting fungi oposes a great problem for preservation of wooden surfaces everywhere, being the main problem of economic losses of wooden products. A reference collection consisting of 9 different genus constituting of 21 different strains of wood-inhabiting fungi was used for identification of unknown species of mould and blue stain fungi on wood. The fungus DNA from the samples was isolated from malt extract agar. PCR (Polymerase Chain Reaction) was conducted on rDNA ITS1 and ITS2 regions for amplification of the DNA. The 21 samples were collected to a reference collection for identification of unknown species of fungi on wooden field samples using PCR and T-RFLP (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism). PCR-based methods, sequencing and T-RFLP were proven to be simple and accurate methods for detection and identification of fungi in their early stage.

This study investigate water uptake in six different species of hardwood in tangential and radial section. Alder (Alnus glutinosa) and beech (Fagus sylvatika) represent semi-diffuse-porous hardwoods. Aspen (Popolus tremula) and birch (Betula pubescens) represent diffuse-porous group; oak (Quercus robur) and ash (Fraxinus excelsior) the ring-porous hardwoods. Spruce (Picea abies) was used as a reference sample. Significantly higher water uptake was observed in the diffuse-porous and the semi-diffuse-porous group. Water uptake varied among the species, nevertheless tangential section was more permeable in general. Any impact of density or annual rings width on water uptake was observed. Correlation between ratio of earlywood and latewood and water uptake in dependence on hardwood group was found out. Ring-porous species had low rate of earlywood and low water uptake, whereas diffuse-porous and semi-diffuse-porous hardwoods had high rate of earlywood and high water uptake. Relation between water uptake and microstructure of wood was observed.

<p>This study investigate water uptake in six different species of hardwood in tangential and radial section. Alder (Alnus glutinosa) and beech (Fagus sylvatika) represent semi-diffuse-porous hardwoods. Aspen (Popolus tremula) and birch (Betula pubescens) represent diffuse-porous group; oak (Quercus robur) and ash (Fraxinus excelsior) the ring-porous hardwoods. Spruce (Picea abies) was used as a reference sample.</p><p>Significantly higher water uptake was observed in the diffuse-porous and the semi-diffuse-porous group. Water uptake varied among the species, nevertheless tangential section was more permeable in general. Any impact of density or annual rings width on water uptake was observed. Correlation between ratio of earlywood and latewood and water uptake in dependence on hardwood group was found out. Ring-porous species had low rate of earlywood and low water uptake, whereas diffuse-porous and semi-diffuse-porous hardwoods had high rate of earlywood and high water uptake. Relation between water uptake and microstructure of wood was observed.</p>

Upprättat; 1998; 20140904 (dicsan)

<p>Cellulosans tillgänglighet och reaktivitet är nyckelparametrar vid framställning av regenererad cellulosa och cellulosaderivat. Det är välkänt att på grund av cellulosans kristallina struktur är tillgängligheten begränsad för lösningsmedel och olika reagens. Till exempel kan en inhomogen substitution av hydroxylgrupperna i cellulosakedjan resultera i cellulosaderivat av sämre kvalitet. Baserat på detta har en del av arbetet i denna studie fokuserat på att förbättra cellulosans tillgänglighet och reaktivitet genom att studera effekten av olika enzymatiska behandlingar med monokomponent endoglukanaser. Resultaten visar att närvaron av en cellulosabindande domän fyller en viktig funktion för att öka cellulosans reaktivitet, men strukturen för den katalytiska domänen visade sig ha den största inverkan på cellulosans tillgänglighet. I kompletterande studier har även effekten av en mekanisk förbehandling i kombination med enzymatisk behandling utvärderats. Kombinationen av förbehandlingarna resulterade i en positiv effekt, cellulosans reaktivitet kunde ökas i större omfattning.</p><p>I dag används huvudsakligen dissolvingmassor som råvara vid framställning av cellulosaregenerat och cellulosaderivat. Kraven för dessa s.k. specialmassor är högt cellulosainnehåll samt lågt hemicellulosa- respektive lignininnehåll. På grund av dessa specifika krav är produktionskostnaderna för dessa massor högre än konventionella sulfatmassor. Den andra delen av studien har därför fokuserat på möjligheten att använda dessa sulfatmassor som dissolvingmassa. Det har visats att kombinationen av enzymatiska behandlingar med monokomponent endoglukanas och xylanas följt av ett alkaliskt steg kan resultera i massor där kraven uppfylls med avseende på cellulosans reaktivitet, och cellulosa- respektive hemicellulosainnehåll.</p> / <p>The accessibility and reactivity of cellulose are key parameters on the manufacturing of cellulose derivatives and regenerated cellulose. It is well known that, due to the crystalline structure of cellulose, the accessibility of solvents and reagents is limited. For instance, an inhomogeneous substitution of the hydroxyl groups of the cellulose chain might lead to the production of derivatives of low quality. As a consequence, part of this work has focused on improving the accessibility and reactivity on cellulose by studying the effect of different monocomponent endoglucanases. It has been demonstrated that the presence of the cellulose-binding domain plays an important role on the enhancement of cellulose reactivity; however, the structure of the catalytic domain has been showed to have the highest influence on this parameter. Furthermore, the influence of mechanical treatment prior to enzymatic treatment has been examined. The combination of pretreatments showed a positive effect enhancing to a larger extent the cellulose reactivity.</p><p>Currently, dissolving-grade pulps are commonly used for the production of cellulose derivatives and regenerated cellulose. The requirements for these so-called “special pulps” are a high cellulose content and a low hemicelluloses and lignin content. As a result of these specific demands, the production costs of these pulps are higher than those of common kraft pulps. The second part of this work, therefore, has been focused on the study on the viability of converting kraft pulps into dissolving pulps. It has been demonstrated that the combination of enzymatic treatments using a monocomponent endoglucanase and a xylanase together with the addition of an alkaline step could fulfil the requirements of a commercial dissolving pulp in terms of cellulose reactivity and cellulose and hemicellulose content.</p>

Swedish hardwood is today used in the energy, pulp and mechanical hardwood industries. Only very small volumes of Swedish hardwood are, however, consumed by the mechanical industry that normally pays the highest timber price. The smallness of the volumes used for mechanical refinement is a result both of forestry not focusing on the production of hardwood for these uses, and of the fact that the mechanical hardwood industry, particularly the sawing industry, is not designed to process the existing raw material in an optimal manner. This thesis discusses the possibilities of improving the conditions for the mechanical refinement of hardwood. The aim of the work has been to investigate the possibilities of developing products and methods for processing of Swedish hardwood. The thesis proposes a new manufacturing system for Swedish hardwood to better utilize the inherent properties of the wood material. The system is based on the so-called PrimWood Method and the star-sawing concept. Compared to normally sawn wood, the sawing concept utilizes the raw material more efficiently with regard to volume yield, and increases the distance between knots in the sawn wood. The material produced has vertical annual rings which give the wood smaller movements as a result of moisture variations and a different textural appearance. Using the PrimWood Method for hardwood would make it possible to more closely match customer requirements regarding hardwood products. Since Swedish hardwood is nowadays mainly used indoors, a possible way of expanding the market would be to increase the outdoor use of the material. Here the durability is of great importance, and one important factor is then the capillary characteristics of the material. The thesis therefore focuses on the characterisation of the capillarity in wood for the future improvement of its durability. It is shown that with the material produced by the proposed manufacturing system, i.e. wood with vertical annual rings, the possibility of using hardwood outdoors increases, because the susceptibility to cracking decreases.

Examensarbetet syftar till att hitta samband mellan ytliga sprickor hos virke, i form av dimensioner och karaktärer, som dagens maskinella avsyningssystem inte klarar av. Tyngdpunkten i projektet har legat på att identifiera eventuella samband mellan verkligt djup hos sprickor och de ytliga sprickmått som kan uppmätas med automatisk avsyning av WoodEye. I huvudsak har projektets praktiska undersökningar gått ut på att bestämma sprickors ytliga dimensioner, djup, typ och position med hjälp av automatisk avsyningsutrustning (WoodEye) samt genom manuell uppmätning i ett antal itusågade sprickzoner. Det provmaterial som använts i utförda försök och som legat till grund för efterföljande sprickanalyser har varit av sådan karaktär att det kunnat jämställas med konstruktionsvirke som normalt sett hållfasthetssorteras enligt europasstandard SS-EN 14081-1. I projektet har 568 sprickor, fördelade över 8 olika spricktyper, analyserats. Av erhållna resultat har det konstaterats att störst respektive minst medelbredd uppvisades hos kådlåpor respektive kantsprickor, störst respektive minst medellängd uppvisades hos splintsidesprickor respektive kådlåpor, samt att störst medeldjup uppvisades hos fäll-, kap- och stormsprickor. Vid analys av sprickors bredd och längd i relation till dess djup har inga entydiga samband kunnat påvisas. / This degree project aims to examine any connections between superficial cracks in timber, in terms of dimensions and characteristics, a matter insufficiently addressed by today's visual grading systems. The projects emphasis lies within the practical studies of cracks, characteristics and dimensions, within the acquired samples. In essence, the survey set out to determine superficial dimensions, depth, type and position of cracks by using a visual grading system (WoodEye), and by comparing the results by manually measuring a number of crosscutted cracks. The material used in the experiments and which formed the basis for subsequent analysis has been of such a nature that it could be equated with structural timber normally defined under the European Standard EN 14081-1. The project has encompassed the analysis of 568 examples of cracks consisting of 8 various types of cracks. By obtained results it has established that the greatest and smallest width is shown in resin pockets, respective side cracks, the greatest and least average height shown in sapwood cracks, respective resin pockets, and that the greatest average depth shown in cracks occurred from felling or hurricanes. From analysis of the cracks breadth and height in relation to depth no clear connection can be established.