Color changes of ash wood (Fraxinus excelsior L.) caused by thermal modification in air and steam

• Autorzy: Gawron Jakub , Marchwicka Monika

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.6639

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Color changes of ash wood (Fraxinus excelsior L.) caused by thermal modification in air and steam. Ash wood samples of 20x20x30 mm were subjected to thermal modification in different conditions. The thermal modification was conducted in air at 190 °C and in steam at 160 °C. For both environments modification lasted 2, 6 and 10 hours. Samples color parameters were measured before and after thermal modification on the basis of the mathematical CIELab color space model. Changes in all parameters (L, a and b) were observed, the highest in lightness (L) - darker color. The total color difference (ΔE) and chromaticity change (ΔC) were calculated for all samples. The highest value of ΔE was obtained for wood modified in the air at 190 °C for 10 h. The highest value of ΔC was obtained for wood modified in steam at 160 °C for 10 h. However, the value obtained for wood modified in the air at 190 °C for 10 h were only slightly lower.

PL

Zmiany barwy drewna jesionowego (Fraxinus excelsior L.) pod wpływem modyfikacji termicznej w środowisku powietrza i pary wodnej. Próbki drewna jesionowego o wymiarach 20x20x30 mm poddano modyfikacji termicznej w różnych warunkach. Modyfikację termiczną prowadzono w środowisku powietrza w temperaturze 190 °C oraz w środowisku pary wodnej w temperaturze 160 °C. W obu środowiskach modyfikacja trwała 2, 6 i 10 godzin. Parametry barwy próbek mierzono przed i po modyfikacji termicznej na podstawie matematycznego modelu przestrzeni barw CIELab. Zaobserwowano zmiany wszystkich parametrów (L, a i b), największe w jasności (L) - ciemniejsza barwa. Dla wszystkich próbek obliczono całkowitą różnicę barw (ΔE) oraz zmianę chromatyczności (ΔC). Największą wartość ΔE uzyskano dla drewna modyfikowanego w środowisku powietrza w temperaturze 190 °C przez 10 h. Największą wartość ΔC uzyskano dla drewna modyfikowanego w środowisku pary wodnej w temperaturze 160 °C przez 10 h. Natomiast wartość ΔC uzyskana dla drewna modyfikowanego w środowisku powietrza w temperaturze 190 °C przez 10 h była tylko nieznacznie niższa.

Słowa kluczowe

EN

ash wood; CIELab color space; total color difference; thermal modification of wood

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology
• Rocznik: 2021
• Tom: No. 116
• Strony: 21--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gawron Jakub

• Department of Production Engineering, Institute of Mechanical Engineering, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, 166 Nowoursynowska St., 02-787 Warsaw, Poland

autor

Marchwicka Monika

• Department of Wood Science and Wood Preservation, Institue of Wood Sciences and Furniture, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, 166 Nowoursynowska St., 02-787 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. BEKHTA P., NIEMZ P. 2003: Effect of high temperature on the change in color, dimensional stability and mechanical prop-erties of spruce wood. Holzforschung 57:539–546.
• 2. BRISCHKE C., WELZBACHER C.R., BRANDT K., RAPP A.O. 2007: Quality control of thermally modified timber: interrelationship between heat treatment intensities and CIE L*a*b* color data on homogenized wood samples. Holzforschung 61:19–22.
• 3. ČABALOVÁ I., KAČÍK F., LAGAŇA R., VÝBOHOVÁ E., BUBENÍKOVÁ T., ČAŇOVÁ I., ĎURKOVIČ J. 2018: Effect of Thermal Treatment on the Chemical, Physical, and Mechanical Properties of Pedunculate Oak (Quercus robur L.) Wood. Bioresources, vol. 13, no. 1.
• 4. CIRULE D., KUKA E. 2015: Effect of thermal modification on wood colour. Res. Rural Dev., 2, 87–92.
• 5. GAWRON J. 2012: Zmiany wybranych właściwości fizyko-chemicznych drewna jesionu wyniosłego (Fraxinus excelsior L.) poddanego modyfikacji termicznej. SGGW, Warszawa.
• 6. HILL C. 2006: Wood Modification. Chemical, Thermal an Other Processes. John Wiley & Sons.
• 7. KRZYSIK F. 1978: Nauka o drewnie. Wydawnictwo PWN. Warszawa.
• 8. KUČEROVÁ V., LAGAŇA R., VÝBOHOVÁ E., HÝROŠOVÁ T. 2016: The Effect of Chemical Changes during Heat Treatment on the Color and Mechanical Properties of Fir Wood. Bioresources, vol.11, no 4.
• 9. METSÄ-KORTELAINEN S. 2004: Water Absorption of Heat-Treated Pine and Spruce. 8th World Conference on Timber Engineering, Vol II, 441-444.
• 10. PATZELT M., EMSENHUBER G., STINGL R. 2003: Colour measure-ment as means of quality control of thermally treated wood. In: First European Conference on Wood Modification. Ghent University Press, Ghent, Belgium. 213–218.
• 11. PETTERSEN R. C. 1984: The chemical composition of wood. w: Rowell R.M. (ed.) The chemistry of solid wood. Advences in chemistry series 207. American Chemical Society, Washington, DC.
• 12. PN-77/D-04100 Drewno. Oznaczanie wilgotności.
• 13. PN-77/D-04101 Drewno. Oznaczanie gęstości.
• 14. PROSIŃSKI S. 1984: Chemia drewna. Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa.
• 15. SIKORA A., KAČÍK F., GAFF M., VONDROVÁ V., BUBENÍKOVÁ T., KUBOVSKÝ I. 2018: Impact of thermal modification on color and chemical changes of spruce and oak wood. J Wood Sci 64, 406–416.
• 16. SRINIVAS K., PANDEY K. K. 2012: Effect of Heat Treatment on Color Changes, Dimensional Stability, and Mechanical Properties of Wood. Journal of Wood Chemistry and Technology, Vol. 32 (4), 304-316.
• 17. TOMANEK J. 1970: Botanika leśna. PWRiL, Warszawa.
• 18. WITZEL R. F., BURNHAM R. W., ONLEY J. W. 1973: Threshold and suprathreshold perceptual color differences. J. Optical Society of America, 63.
• 19. WRIGHT W. D. 1928: A re-determination of the trichromatic coeffients of the spectral colours. Transactions of the Optical Society, 30.
• 20. WYSZECKI G., FIELDER G. H. 1971: New color-matching ellipses. J. Optical Society of America, 61, 9.