Influence of machining and storage parameters on douglas-fir wood functional surfaces properties
Influences de paramètres d'usinage et de stockage sur les propriétés fonctionnelles des surfaces de bois de Douglas
Résumé
Wood machining is a process that creates new surfaces which have precise functionalities; most of these surfaces receive protection films or glues. It is desirable to directly produce surfaces that enable these coatings to be applied without any over consumption of products and offer a high adhesive power. This research was conducted to classify the influencing factors i.e. cutting speed, storage duration, surface roughness, position into the log (sapwood / heartwood; juvenile wood / mature wood; height into the tree) on the wettability, surface energy, finishing products behaviour for outdoor applications (cladding) and glue bond behaviour for indoor applications (glulam). This research was performed using Douglas-fir and was repeated for two machining processes: routing and sanding. Aging time was found to have a dominant effect on the degradation of surface wettabilities. These surfaces were best coated within a week following their creation. The location of the sample within the log was also found to have a significant effect; this was postulated to be a result of the variation in microfibril angle and the extractives ratio. The cutting speed was found to affect the wettability, but this was less significant than the previous factors and showed the opposite trend for routing as for sanding, where the wettability decreased as the cutting speed increased. This may well be explained by the different thermal reactions induced by the two processes. There was no effect of roughness on the wettability of routed surfaces and a positive effect in the case of sanding. The two machining processes have the same efficiency when considering the finishing coatings behaviour; however it was found that sanding should be preferred for a better glue bond.
La transformation du bois par enlèvement de matière génère de nouvelles surfaces qui ont une fonctionnalité précise et sont toutes appelées à recevoir des films protecteurs ou des colles. Ainsi, il convient d'être capable de produire d'emblée les surfaces les plus aptes à être revêtues sans surconsommation tout en offrant un fort pouvoir d'adhésion. Nous avons cherché à hiérarchiser les facteurs d'influence que sont la vitesse de coupe, la durée de stockage des surfaces, la rugosité des surfaces, la position dans la grume (aubier / duramen ; bois juvénile / bois adulte ; hauteur dans l'arbre) sur la mouillabilité à l'eau, les énergies de surface, la tenue de finitions pour des usages extérieurs (bardage) et la tenue de colle pour des emplois intérieurs (lamellé-collé). Ce travail, mené sur du bois de Douglas, a été répété pour deux procédés d'usinage : le défonçage et le ponçage. La durée de stockage a un effet dominant sur la dégradation de la mouillabilité des surfaces. Ces dernières devraient être traitées dans la semaine qui suit leur création. Les effets de la position dans la grume sont également très prononcés et semblent très liés tant à l'angle des microfibrilles qu'au taux d'extractible. L'effet de la vitesse de coupe est significatif sur la mouillabilité à l'eau mais assez peu prononcé et avec une évolution contraire en défonçage et en ponçage où la mouillabilité se dégrade quand la vitesse augmente. Cela semble explicable par la sollicitation thermique du bois de nature différente dans les deux cas. Enfin on ne note pas d'effet de la rugosité sur la mouillabilité dans le cas des surfaces défoncées et un effet positif dans le cas du ponçage. Concernant la tenue des finitions et des joints de colle, les deux procédés sont d'efficacité équivalente dans le premier cas et le ponçage est préférable pour la qualité du collage.