Moisture transport in coated wood. Part 2: Influence of coating type, film thickness, wood species, temperature and moisture gradient on kinetics of sorption and dimensional change

Английский. The sorption of moisture by spruce and meranti coated with both waterborne and solventborne coatings was studied during controlled conditions. Experimental variables included: coating film thickness, temperature and gradients in relative humidity (33-98, 65-98 or 33-75%), or exposure to liquid water. Changes in moisture content of the wood and the tangential or the radial dimensions were recorded as a function of time. Apparent moisture diffusion coefficients were calculated from the initial slope of the fractional weight increase following Fick's second law for unsteady state conditions. The apparent moisture diffusion coefficients were clearly influenced by both coating and wood species. The fastest moisture adsorption wasobserved for uncoated spruce which could be explained by the rapid capillary uptake of water. Moisture diffusion in coated samples of spruce or with coated or uncoated meranti was much lower. With the exception of liquid water, moisture diffusion duringdesorption was faster than during adsorption. The measured moisture diffusion coefficients should be considered as apparent because they were dependent on the initial and final moisture content. Moisture diffusion was found to be strongly dependent on temperature with activation energies between 55-76 kJ pro mol. The rate of dimensional change was described by a two-parameter asymptotic regression model that included one constant for the rate of dimensional change and an asymptotic constant given by the dimensions at equilibrium wood moisture content as an asymptote. The differences in rate constant were influenced by the same factors as those for moisture diffusion. The correlation between rate constant and moisture diffusion coefficient was good except for very high moisture diffusion coefficients that were controlled by capillary water uptake.

Немецкий. Das Sorptionsverhalten von Fichten- und Merantiholz, das mit waessrigem bzw. mit loesemittelhaltigem Harz beschichtet war, wurde unter kontrollierten Bedingungen untersucht. Die experimentellen Variablen beinhalteten: Filmschichtdicke, Temperatur und Gradient der relativen Feuchte (33-98, 65-98 oder 33-75%) oder Wasserexposition. Aenderungen der Holzfeuchte, sowie der radialen und tangentialen Dimensionen wurden als Funktion der Zeit aufgezeichnet. Der scheinbare Feuchtediffusionskoeffizient wurde aus der anfaenglichen Steigung der fraktionellen Gewichtszunahme nach dem 2. Fick'schen Gesetz fuer unbestaendige Konditionen berechnet. Der scheinbare Feuchtediffusionskoeffizient wurde sowohl durch die Beschichtung als auch die Holzart deutlich beeinflusst. Die schnellste Feuchteadsorption wurde bei unbeschichteter Fichte beobachtet, was durch die schnelle kapillare Wasseraufnahme erklaert werden kann. Mit der Ausnahme von fluessigem Wasser war die Feuchtediffusion bei der Desorption schneller als bei der Sorption. Die gemessenen Feuchtediffusionskoeffizienten koennen als "scheinbar" angenommen werden, weil sie von der Anfangs- und Endfeuchte abhingen. Die Feuchtediffusion stellte sich als stark temperaturabhaengig heraus, mit Aktivierungsenergien zwischen 55 und 76 kJ pro Mol. Die Dimensionsaenderung wurde als asymptotisches Regressionsmodell mit 2 Parametern beschrieben: einer Konstante fuer die Rate der Dimensionsaenderung und einer Asymptote, die durch die Dimensionen bei Gleichgewichtsfeuchte gegeben ist. Die Unterschiede der Konstante der Dimensionsaenderung wurden durch die gleichen Faktoren beeinflusst wie die Feuchtediffusion. Die Korrelation zwischen der Konstante und dem Feuchtediffusionskoeffizienten war gut, mit Ausnahme der hohen Feuchtediffusionskoeffizienten, die durch kapillare Wasseraufnahme kontrolliert waren.