Vlatka Jirouš-Rajković

The efficiency of various treatments in protecting wood surfaces against weathering

SummariesWood exposed to the outdoors undergoes photo-oxidative degradation in a natural weathering process.The efficacy of various treatments for the protection of wood surfaces from weathering elements (ultraviolet radiation and water) was investigated by using the measurements of the changes in adhesion on fir and oak samples after their exposure to natural climatic conditions and after accelerated weathering.The most efficacious of the six UV-protective treatments proved to be the treatment of the wood surfaces with a semi-transparent stain, followed by treatments with a transparent wood stain containing two types of photostabilisers. The stabilisation of the wood surfaces by ferric nitrate did not improve the performance of the wood stain used.RésuméLe bois qui est exposé aux intempéries subit une dégradation photooxidative dans le cadre d’un processus de dégradation naturelle.L’efficacité de différents traitements pour la protection des surfaces de bois contre les éléments de dégradation (rayons ultraviolets et eau) est investiguée en effectuant des mesures des changements de l’adhésion sur des échantillons de chêne et de sapin après leur exposition aux intempéries naturelles et après avoir subi un processus de dégradation accélérée.Il est noté que le plus efficace des six traitements protecteur contre les rayons UV s’avère d’être le traitement des surfaces de bois par une teinture demi-transparente suivi d’une teinture de bois transparente contenant deux genres de photostabilisants. La stabilisation de la surface des bois par le moyen de l’utilisation du nitrate ferrique n’améliore pas la performance de la teinture de bois utilisée.ZusammenfassungHolz, das der Witterung ausgesetzt ist, degeneriert normalerweise durch den Einfluß von UV-Licht und Wasser.Wir untersuchten die Leistung verschiedener Schutzanstriche mittels Proben von Fichte und Eiche, die mit Schutzlacken beschichtet natürlichen und beschleunigten Witterungseinflüssen ausgesetzt wurden. Die Haftkraft der Schutzanstriche wurde während und nach den Tests bewertet.Der beste der sechs Schutzanstriche in unserem Test war eine semi-transparente Lasur, gefolgt von einer transparenten Lasur die zwei verschiedene Fotostabilisatoren enthielt. Die Stabilisierung der Holzoberfläche mit Eiseenitrat verbesserte die Leistung der Lasur nicht.

Depth profile of UV-induced wood surface degradation

SummariesThe depth profile of weathering effects on wood was studied after the laboratory ultraviolet exposure of fir-wood. The ‘thin strip’ method (ie the measurement of changes in tensile properties of microtomed wood sections) was modified in terms of exposure of batches of strips packed in bundles and exposed in a QUV apparatus. The bundles of strips were exposed untreated, covered with surface strips that had been impregnated with chromium (VI) trioxide or Fe(III) nitrate, or protected with free films of clear stain with photostabilisers and without photostabilisers.It has been shown that ultraviolet (UV) light penetrates the fir-wood surface to a depth greater than 70µm, resulting in changes in the tensile strength of the fir-wood strips to a depth of 70 to 140µm. Strength changes in lower levels (down to 280µm from the surface) could not be clearly attributed to a predominant effect of UV light, and were probably controlled by hydrolytic processes. 100 hours of exposure enabled the effectiveness of several treatments to be established. The clear stain, enriched with a UV absorber (Tinuvin 1130. Ciba) and a hindered amine light stabiliser (HALS compound type) (Tinuvin 292, Ciba), was shown to offer the best protection of the treatments studied. Impregnation with aqueous solutions of chromium (VI) trioxide and Fe(III) nitrate proved ineffective in photostabilising the wood surface.RésuméLe profil en profondeur de l’effet des intempéries sur le bois a été étudié après l’exposition du bois de sapin à [la lumière] UV au laboratoire. La méthode coupe mince (c’est à dire la mesure des changements des propriétés de la tension de coupes de bois coupées au microtome) a été modifiée pour ce qui est de l’exposition de groupes de coupes emballés en fagots et exposés en appareil QUV. Les fagots de coupes ont été exposé sans traitement, avec les coupes extérieures imprégnées de chrome (VI) trioxyde ou de Fe(III) nitrate, ou protégés par des films libres de teinture incolore avec et sans photostabilisants.Il a été montré que les rayons UV pénètrent la surface du bois de sapin jusqu’à une profondeur de plus de 70µm, et produisent un changement de la force de tension des coupes de bois de sapin jusqu’à une profondeur de 70 à 140µm. Des changements de force aux niveaux plus bas (jusqu’à une profondeur de 280[m de la surface) ne pouvaient pas être incontestablement attribués à un effet prédominant de rayons UV, et étaient probablement contrôlés par des procédés hydrolytiques. 100 heures d’exposition ont permis la confirmation de l’efficacité de plusieurs traitements. La teinture incolore, enrichie d’un absorbeur UV (Tinuvin, 1130 Ciba) et d’un stabilisateur de lumière de type amine à empêchement (HALS type composé) (Tinuvin 292, Ciba) s’est montrée capable d’offrir la meilleure protection parmi les traitements étudiés. Imprégner d’une solution aqueuse de chrome (VI) trioxyde et de Fe (III) nitrate n’était pas efficace pour la photostabilisation de la surface du bois.ZusammenfassungFichtenholz wurde im Labor UV-Strahlung ausgesetzt und das Tiefenprofil des Verwitterungseffektes danach studiert. Die “thin strip”-Methode (d.h. die Messung von Veränderungen den tensilen Eigenschaften von mikrotomierten Holzsektionen) wurde verändert insofern als Packen von Holzstreifen gebündelt und so dem QUV-Apparat ausgesetzt wurden. Diese Bündel wurden unbehandelt der Strahlung ausgesetzt, aber wurden entweder mit einer dünnen Lage von Holzstreifen bedeckt, die mit Chrom(VI)trioxid oder Fe(III)nitrat getränkt waren, oder mit Filmen eines klaren Anstriches mit oder ohne Fotostabilisatoren.Wir zeigten daß UV-Licht das Fichtenholz zu einer Tiefe von über 70µm penetriert, was die tensilen Eigenschaften des Holzes in eine Tiefe von 70 bis 140µm verändert. Veränderungen der Holzstärke in tieferen Schichten (bis zu 280µm von der Oberfläche) konnten nicht eindeutig auf die UV-Strahlung zurückgeführt werden, und waren wahrscheinlich von hydrolytischen Prozessen kontrolliert. 100 Stunden Lichtaussetzung erlaubte es uns, die Effektivität von verschiedenen Schutzmethoden zu bewerten. Der klare Anstrich der einen UV-Absorber (Tinuvin 1130, Ciba) und einen gehinderten Lichtstabilisator auf Aminbasis vom HALS-Type (Tinuvin 292, Ciba) enthielt, wies die besten Schutzeigenschaften auf. Die Behandlung mit wäßrigen Lösungen auf Chrom(VI)trioxid oder Fe(III)nitrat war kein effektiver Fotostabilisator.

Colour changes of modified oak wood in indoor environment

Owing to its physical and aesthetic properties, wood flooring has recently been increasingly produced from modified wood. The present work is aimed at establishing a degree to which UV irradiation causes discolouration of heat-treated and ammonium-treated wood in indoor environment. Ammonium-treated oak wood showed better stability to discolouration than heat-treated oak wood.