جذب موئین
در مقالات IV و VI یک دستگاه سی تی اسکنر برای مشاهده جذب موئین در کل چوب مورد استفاده قرار گرفت. اطلاعات بدست آمده از یک عکس grey-scale از سی تی اسکنر از مقطع عرضی در جائیکه مقادیر grey-scale قابل محاسبه بودند دانسیته ها را تشریح کرد. این یک روش کارآمد برای یافتن تغییرات رطوبت داخل چوب است. چون وزن مخصوص در طی جذب آب افزایش می یابد. در هر دو مطالعه تمام نمونه های چوبی با کمترین end surface down در داخل آب قرار گرفنند که باعث امکان پذیر شدن جذب موئین در جهت مماسی شد.
تعیین ارتفاع جذب موئین
هنگام مقایسه نتایج بدست آمده در مقالات IV و VI دقت ویژه ای انجام گرفت. بدلیل تفاوت های روش های آزمایش، شیوه های متفاوتی ازمحاسبات باید بکار می رفت. ترتیب و تنظیمات آزمایشات تجربی در مقاله IV برای محاسبه ارتفاع جذب موئین مناسب نبودند.
به منظور تعیین ارتفاع جذب موئین حجم های voxelها از یک تکه از تصویر سی تی استخراج شدند. اطلاعات استخراج شده بعنوان یک تکه بزرگ عکس می توانند دیده شوند که در آن مقادیر grey-scale برابر با دانسیته است.
بنابراین ارتفاع جذب موئین بعنوان متوسطی از این ارتفاع ها محاسبه شد. اسن روش به انحراف معیار کوچکی منتج شد اما بدون جبران برای واکشیدگی.
مقاله IV بروی جذب و خشک شدن مجدد کاج جنگلی و توس متمرکز شد. استفاده از تخته های بدست آمده فقط از برون چوب، محاسبه ارتفاع جذب موئین را ساده کرده، شامل جبران برای واکشیدگی هم می شود. در مقاله IV یک میانگین برایMC برای هر برش سی تی محاسبه شد. و مقادیر H30 و H60 بعنوان فاصله تا جائیکه متوسط MC برای قطعه CT جاری کمتر از 30 % و 60% بود محاسبه شد.
بدلیل تعداد اندازه گیری های بوجود آمده توسط این روش، انحراف معیار بطور با اهمیتی بزرگ تر بود.
تاثیر تیمار حرارتی بروی جذب
خطاهای اندکی در نتیجه گیری از مقاله IV بعد از انتشار آن یافته شد. نتایج صحیح به شرح زیر می باشند:
- رفتار جذب برون چوب کاج با تمام نمونه ها متفاوت بود.
- اختلاف بسیار کوچکی در جذب بین برون چوب و درون چوب نوئل وجود دارد.
- جذب در درون چوب کاج با جذب در برون چوب و درون چوب نوئل قابل مقایسه است.
- تیمار حرارتی منجر به افزایش ظرفیت نگهداری آب آزاد در ارتفاع جذب پایین در توس و برون چوب کاج شد.
- تیمار حرارتی منجر به کاهش یافتن ظرفیت انتقال آب آزاد به سمت بالا در جهت مماسی در تمام گونه های مورد مطالعه به جز برون چوب کاج شد. در برون چوب کاج، حداکثر ظرفیت انتقال در تیمار با دمای°c 170 یافت شد.
مقاله IV و مقاله VI یافته های metsa-kortelainen 2006 را در مورد وجود افزایش جذب وقتی که کاج در دمای حدود °c 170تیمار می شود را تائید می کند. افزایش مهمی در ارتفاع جذب موئین در توس یا نوئل یافت نشد. نتایج مقاله IV اشاره می کند که وقتی چوب تیمار حرارتی شده جذب موئین آب انجام می دهد، مقادیر آن به بالاتر از مقادیر MC در مقایسه با چوب تیمار نشده می رسد. یک افزایش مشابه در حداکثر مقدار رطوبت برای کاج در مقاله VI یافت شد، اما برای توس به این صورت نبود. یک اختلاف که ممکن است نتایج مقاله IV را تحت تاثیر قرار دهد این است که نمونه ها چندین بار برای CT اسکن از آب بیرون کشیده شدند. درصورتیکه نمونه ها در مقاله VI برای تمام مدت زمان جذب در آب باقی ماندند. هر بارنمونه ها از آب بیرون کشیده می شدند خطر دخالت هوا در جذب موئین بود. اینکه این مسئاله چطور در نتایج تاثیر می گذارد کاملا واضح نیست اما احتمالا دلیلی است بر اینکه چرا مقادیر بزرگ تر H30 و H60 در مقاله VI دیده می شود.یکی از اهداف مطالعات در مقاله IV ، تخته هایی که شامل هردوی برون چوب و درون چوب می شوند به منظور بررسی اینکه چطور در قسمت های مختلف بروی هم اثر متقابل دارند.اما هیچ اثر متقابلی بین درون چوب و برون چوب در تخته ها یافت نشد. هر دو مقاله IV و VI کاهش ارتفاع جذب موئین را با افزایش دمای تیمار در توس نشان دادند (تصاویر 24 و 25). نتایج همچنین نشان می دهد که برون چوب کاج تیمار حرارتی شده در°c 170 ، در جهت طولی جذب موئین افزوده شده ای دارد. این مسئاله بوسیله نشان دادن یک افزایش جذب در برون چوب کاج وقتی در دمای170°c تیمار حرارتی شده نتایج ارائه شده بوسیله metsa-kortelainen 2006 را تائید می کند. بر طبق نظر metsa-kortelainen 2006 جذب افزایش می یابد، همچنین در نمونه های تیمار شده درc° 190 و c°210 درصورتیکه نه در نتایج مقاله IV و نه در نتایج مقاله VI هیچ گونه افزایشی در ارتفاع جذب موئین وقتی کاج درc°200 تیمار حرارتی می شود دیده نمی شود.جذب در تحقیق metsa-kortelainen در جهت شعاعی بود و بعنوان یک MC متوسط تمام نمونه های چوبی اندازه گیری شد. افزایش در مقدار حداکثر MC شاید افزایش جذب برای نمونه های تیمار شده در°c 190 و°c210 در تحقیق metsa-kortelainen را توضیح دهد.
نتایج حاصل از مقاله IV که ارتفاع جذب موئین را در جهت طولی نشان می دهند. توس وقتی تیمار حرارتی می شود کاهش مشخصی در ارتفاع جذب موئین نشان می دهد در صورتیکه در برون چوب کاج تیمار شده در 170 درجه سانتیگراد جذب افزایش یافته است.همچنین در درون چوب کاج تیمار شده درc° 170 تمایل به سمت افزایش جذب را نشان می دهد. ستون خطا 95% فاصله اطمینان را نشان می دهد.
نتایج حاصله از مقاله VI که نشان دهنده ارتفاع جذب موئین در جهت طولی می باشد. ستون خطا 95% فاصله اطمینان را نشان می دهد. توس با افزایش دمای تیمار کاهش در ارتفاع جذب موئین را نمایش می دهد. کاج همچنین با افزایش دمای تیمار به جز دمایc° 170 کاهش در ارتفاع جذب موئین را نشان می دهد.
در تصویر 20 از مقاله IV دیده می شود که بر خلاف نتایج metsa-kortelainen 2006 ، جذب در درون چوب کاج زمانی که در c°170 تیمار حرارتی می شود تمایل به سمت افزایش جذب نشان می دهد. به هر حال این مسئله مهم است که بخاطر داشته باشیم که شیوه های آزمایشات تجربی تفاوت دارد.
تاثیر تیمار حرارتی بر خشک کردن
نتایج بدست آمده در مقاله VI نشان می دهند که دقت مخصوصی باید انجام شود وقتی که کاج تیمار حرارتی شده در مصارفی با دسترسی آب آزاد است، نه فقط بخاطر افزایش جذب موئین در نمونه های تیمار شده درc° 170 بلکه همچنین بدلیل آنکه در مدت متوالی قرار گرفتن در مقابل دوباره خشک شدن چطور رفتار می کند. تصویر 26 MC را در طول خشک شدن پس از قرار گیری نمونه ها در معرض جذب موئین را نشان می دهد. نمونه های تیمار حرارتی شده در c°170-c°200 مقدار رطوبت بیشتری در تمام مدت دوره خشک شدن و نرخ کمتر خشک شدن در بالای FSP دارند. این نتایج نشان می دهد که تحقیقات بیشتری نیاز است که انجام شود به منظور تعیین چگونگی رفتار چوب تیمار حرارتی شده، وقتی که در مصارف خارجی در معرض آب آزاد است.
متوسط MCمستقیما بعد از جذب ( 0 روز) برای نمونه های کاج تیمار حرارتی شده درc° 170 وc° 200 بالاتر است و همچنین این نمونه ها بسیار آهسته خشک شدند.
دلایل افزایش جذب
تاثیر تیمار حرارتی بر باز شدن پونکتواسیون ها در نوئل و کاج
در مقاله V مطالعات SEM بمنظور مطالعه چگونگی تاثیر تیمار حرارتی . خشک کردن بر آناتومی و ساختمان میکروسکوپی پونکتواسیونها و غشای آنها در کاج، نوئل و توس انجام شد.
نمونه های مورد استفاده در این مطالعه از باقی مانده مواد تخته های بکار رفته در مطالعه جذب موئین در مقاله IV گرفته شد. نمونه ها از هر سه گونه و از برون چوب و درون چوب گرفته شد. مطالعات بروی سطوح شعاعی متمرکز شدند که بمنظور کاهش آسیب های ناشی از دست بدقت جدا شدند.
هیچ تفاوت مشهودی که بتواند افزایش جذب موئین در نمونه های کاج تیمار شده در c°170 را توضیح دهد یافت نشد. تفاوت ها بین چگونگی پاسخ محل تلاقی پونکتواسیون های شبه پنجره ای در کاج و محل تلاقی شبه نوئلی در نوئل به خشک کردن یافت شد. به مظر می رسد خشک کردن به غشای محل تلاقی شبه پنجره ای پونکتواسیون ها آسیب می رساند که اعتقاد بر این است که در توضیح اختلاف در جذب بین نوئل و کاج مهم است. این احتمال وجود دارد که خشک کردن باعث گسیختگی در غشای محل تلاقی شبه پنجره ای پونکتواسیون ها می شود. چون هیچ تفاوت مشهودی در سطوح آسیب بین نمونه های تیمار حرارتی شده و نمونه های خشک شده یافت نشد.
تاثیر استخراج بر نرخ جذب موئین
مقاله VII چگونگی تاثیر استخراج بر سرعت جذب موئین در برون چوب تیمار حرارتی شده کاج را مطالعه می کند. آزمایشات بروی سطح شعاعی نمونه های گرفته شده از تخته های کاج تیمار حرارتی شده در c°170 و c°200 و همچنین از تخته های مرجع خشک شده در c°60 انجام شد. نمونه ها از باقی مانده مواد مقاله VI گرفته شد. سه روش مختلف استخراج برای خارج کردن مواد استخراجی از نمونه ها بکار گرفته شد : اتانول-بنزن برای 6 ساعت بر طبق استاندارد JIS 8010 (1995) ، خیساندن در آب دیونیزه برای یک ساعت و همچنین ترکیبی از هر دو روش. یک 4µl قطره آب بروی سطح چکانده شد و زمان جذب بوسیله ثبت جذب با میکروسکوپ اندازه گیری شد. بروی بالاترین قسمت قطره بازتابی از نور میکروسکوپ بوجود آمد.(تصویر 27 را ببینید). این بعنوان تعین زمان جذب مورد استفاده قرار گرفت. بعنوان مثال اندازه گیری زمان جذب در زمان چکاندن قطره آغاز شد و زمانی که تمامی بازتاب های نور ناپدید شد پایان یافت. سرعت جذب از زمان اندازه گیری شده محاسبه شد.
تصویر میکروسکوپی قطره آب µl4 در سطح شعاعی چوب کاج تیمار حرارتی شده جذب می شود. زمان جذب از زمان چکاندن قطره بروی سطح تا زمان ناپدید شدن بازتاب آن اندازه گیری شد.
نتایج ارائه شده در تصویر زیر بوضوح نشان می دهد که بعضی از مواد استخراجی اغلب تاثیر مهمی بر جذب موئین دارند. اختلاف در نرخ جذب مستقیما بعد از خشک کردن و تیمار حرارتی مهم است. لیکن نرخ جذب در نمونه های مرجع کاهش و در نمونه های تینار شده در c°200 و استخراج شده با خیساندن در آب افزایش یافته است.
نتایج همچنین اشاره می کند که افزایش جذب حاصل از خیساندن آب می تواند برای بهبود چسب پذیری از طریق پیش خیس کردن و خشک کردن سطح قبل از چسب زنی استفاده شود. بعد از استخراج نمونه های برون چوب کاج تیمار حرارتی شده در c°170 بوسیله اتانول-بنزن، نرخ جذب بطور قابل ملاحظه ای کاهش پیدا می کند. این اشاره می کند که احتمالا یافتن قسمتی از توضیح برای افزایش جذب در برون چوب کاج تیمار شده در c°170 در استخراج اتانول-بنزن امکانپذیر باشد. از نتایج استخراج نوع سوم بنظر می رسد که استخراج اتانول-بنزن از خیس خوردن و افزایش نرخ جذب جلوگیری می کند.
نرخ متوسط جذب یک قطره آب 4µl بروی سطح شعاعی. ستون خطا فاصله اطمینان 95% را نشان می دهد.
بیان نتایج
-اندازه گیری رنگ برای کنترل کیفیت در کاربردهای صنعتی مناسب نیست. به هر حال ممکن است استفاده هایی از اندازه گیری رنگ در مطالعات علمی وجود داشته باشد.
-ناهمگنی رنگ برای توس تیمار حرارتی شده که طبق روش شرح داده شده در مقاله I قابل اندازه گیری است وجود دارد.
-با اندازه گیری رنگ ممکن است بتوان اطلاعات بیشتری بر کاهش های حادث شده در داخل چوب در طی فرآیند تیمار بدست آورد.
-تیمار حرارتی شکست های مکانیکی بین الیاف در مقاومت خمش ضربه ای در توس را افزایش می دهد.
-در اثر تخریب حرارتی بدلیل کاهش حجم خشک همکشیدگیرخ می دهد که باعث تولید شدن تنش های داخلی می شود و این باعث افزایش مقدار ترک های داخلی می شود.
-افزایش جذب موئین در برون چوب کاج تیننار شده پدیده ای است که فقط زمانی که تیمار در c°170 انجام می شود رخ می دهد. تیمار درc° 140 و c°200 باعث کم شدن جذب می شود.
-افزایش جذب در برون چوب کاج تیمار شده در c°170 بدلیل آسیب دیدن دریچه پونکتواسیون ها نیست.
-استخراج کردن بوسیله اتانول-بنزن بطور قابل ملاحظه ای جذب موئین را در برون چوب کاج تیمار شده در c°170 کاهش می دهد.
-در بعضی از موارد خارج کردن آب موئین داخل چوب تیمار شده در مقایسه با نمونه های مرجع تیمار نشده می تواند بسیار مشکل تر باشد.
-نمونه های تیمار شده در c°200 نرخ جذب مشابهی را با نمونه های خشک شده در c°60 ، بعد از استخراج با خیساندن در آب نشان می دهند.
-ممکن است بتوان چسب پذیری کاج تیمار شده در c°200 را بوسیله پیش خیس کردن سطح بهبود بخشید.
