DK175650B1

DK175650B1 - Fremgangsmåde til hydrostatisk trykformning af træ

Info

Publication number: DK175650B1
Application number: DK199701018A
Authority: DK
Inventors: Tamio Arakawa; Akihiko Ito; Toshio Muraki; Masako Sakurai
Original assignee: Mywood Corp
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1997-09-08
Publication date: 2005-01-03
Also published as: CA2215876A1; US6267920B1; NZ328700A; DK101897A; AU3750497A; DE19743703A1; AU732280B2; SE9703598D0; SE519408C2; SE9703598L

Description

DK 175650 B1 i

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til hydrostatisk trykformning af træ, hvormed der kan opnås et unikt træmateriale med en stor hårdhed, et smukt forløb af årene, samt et meget tiltalende udseende. Opfin-5 delsen angår nærmere bestemt en fremgangsmåde til hydrostatisk .trykformning af træ beregnet til formgivning af træ under anvendelse af en hydrostatisk kraft hidrørende fra en trykvæske.

Opfindelsen kan finde anvendelse i forbindelse med en 10 fremstillingsproces beregnet til billigt at kunne fremstille eksempelvis et formgivet træmateriale med en forbedret overfladehårdhed, eller stykker af afsavet tømmer med et smukt forløb af årerne og med forbedrede fysiske egenskaber, eller en såkaldt kunststamme med et dekora-15 tivt og kompliceret ydre udseende, uden at anvende en form. Opfindelsen er imidlertid ikke begrænset til disse anvendelser, idet opfindelsen også kan udnyttes på andre måder i industrien.

Man har længe kendt en formgivningsmetode, hvor der sker 20 en såkaldt fortætning af blødt træ, såsom cedertræ, for at forbedre træets fysiske egenskaber samt for at ændre dets form. Under fortætningen opvarmes et emne af primærtræ for at blødgøre dette, hvorpå det komprimeres eller presses sammen under anvendelse af en form for at bi-25 bringe emnet en ønsket form så der tilvejebringes et formet træmateriale med en stor overfladehårdhed. Ordet "primærtræ" henviser til en stamme, et stykke tømmer, eller en anden form for træ, der indgår som et råmateriale, der skal behandles ved processen ifølge den foreliggende 30 opfindelse.

Man har tidligere kommercielt udnyttet en formgivningsmetode, ved hvilken emner af cedertræ opvarmes med varmt vand eller mættet damp ved en temperatur på ca. 100 °C

I DK 175650 B1 I

I I

for at bringe emnet til en plastisk tilstand, hvorpå em- I

net presses sammen af de faste overflader på en form for I

at danne en søjle med et polygonalt tværsnit, hvorefter I

emnets form stabiliseres ved afkøling eller tørring i en I

5 fastholdt tilstand i formen i mange timer. I

H Der kendes også en anden formgivningsmetode, ved hvilken I

et emne af primærtræ plastificeres under brug af damp ved I

høj temperatur og tryk, hvorefter emnet indføres mellem I

et par af formplader anbragt i damp ved højt tryk eller I

I 10 ved atmosfærisk tryk for at blive presset sammen, idet I

H dets form derpå stabiliseres ved at efterlade emnet fast- I

holdt i formen i denne atmosfære af damp ved høj tempera- I

tur i nogle timer. I

Fra EP 4 60 235 kendes endvidere en metode og et apparat I

15 til behandling af træ. Metoden omfatter en serie af trin, I

I hvorefter et emne af træ først anbringes i en atmosfære I

bestående af vanddamp ved højt tryk og høj temperatur og I

derefter blødgøres, hvorefter træemnet formgives ved sam- I

menpresning ved høj temperatur og normalt tryk, idet den I

I 20 heraf følgende deformation fikseres ved at træemnet an- I

I bringes i en form eller et opspændingsværktøj, hvori der I

I hersker en atmosfære af vanddamp under højt tryk og høj I

temperatur. Apparatet omfatter et højttryksbehand- I

I lingskammer og et presseaggregat med presseformene an- I

25 bragt inde i trykkammeret. Når et stykke træ skal behand- I

I les opvarmes og blødgøres det først i trykkammeret, hvor- I

efter det blødgjorte træ formgives ved sammenpresning og I

fikseres i presseaggregatet. I

I I begge tilfælde er det muligt at tilvejebringe et form- I

30 givet træmateriale med en større tæthed og en større I

hårdhed sammenlignet med et emne af primærtræ. Det bemær- I

I kes, at der såfremt der sker en for kraftig sammenpres- I

I ning af træet af formpladerne, kan opstå beskadigelser af I

DK 175650 B1 3 træets fibre, der giver anledning til lokale hårdhedssvigt. Man har imidlertid hidtil næsten udelukkende udført sammenpresningen af træet under anvendelse af stive eller faste formoverflader.

5 Som beskrevet ovenfor er det endvidere ubetinget nødvendigt at holde det sammenpressede træmateriale indelukket i en form under påvirkning af mekaniske kræfter i mange timer for at stabilisere emnets form, idet det udgøres af sammenpresset træmateriale.

10 Man har hidtil i praksis kun benyttet ganske få metoder til det ovennævnte formål. F.eks. tilfører man kølevand gennem en indre bane i formen for at afkøle temperaturen af det sammenpressede træ til under blødgøringspunktet, hvilket dog tager ganske lang tid. Det formgivede materi-15 ale tages derpå ud af formen. I et andet tilfælde foretager man, efter at emnet af blødgjort træ er presset sammen, en behandling af formen, der indeholder det sammenpressede træ, med damp ved 180 °C i nogen tid, hvorpå det formgivede materiale afkøles og tages ud af formen.

20 Dersom man ikke foretaget den nævnte behandling med damp ved høj temperatur, bibeholdes de spændinger der opstår under formgivningen i det sammenpressede træ, og disse vil give anledning til en relaksation af den sammenpressede tilstand af træet, når det formgivede træmateriale 25 opvarmes til en temperatur, der er højere end dets blød-gøringspunkt. Dette betyder, at det sammenpressede træ genvinder et rumfang, der svarer omtrent til dets oprindelige rumfang (dette er den såkaldte rumfangsrelaksation), og træet søger også at ændre form svarende til dets 30 oprindelige form.

Af ovenstående vil det være klart, at det i de konventionelle fortætningsmetoder er nødvendigt at holde træet i formen i lang tid, hvilket uundgåeligt vil forøge produk-

I DK 175650 B1 I

1.4 I

H tionsomkostningerne for de formgivede emner, da fremstil- I

lingsprisen for en sådan form generelt er relativ høj. I

Der har tidligere været foreslået en metode til at redu- I

cere opbevaringstiden i formen. Ved denne metode benyttes I

5 en emneholder eller et opspændingsværktøj med tilstrække- I

lig styrke til at modstå rumfangsrelaksationen (herefter I

kaldet et formgivningsopspændingsværktøj). Opspændings- I

værktøjet anbringes sædvanligvis indvendigt i formen, og I

det blødgjorte træ presses sammen inde i opspændingsværk- I

10 tøjet. Når sammenpresningen er overstået holdes opspæn- I

dingsværktøjets dele stramt sammen mekanisk langs kanter- I

ne, og opspændingsværktøjet med det sammenpressede træ I

I indvendigt fjernes omgående fra formen. I

Denne metode kan være egnet til at fremstille mindre for- I

15 mede emner. Metoden kan imidlertid ikke benyttes til at I

I fremstille større materialer såsom tømmer beregnet til I

I bygning af huse bestående af et rammeværk, fordi det for I

I at bygge opspændingsværktøjet er nødvendigt at benytte I

I ganske tykke og tunge metalvægge. I

I 20 Der har således ikke i praksis eksisteret metoder, ud I

over anvendelse af forme eller opspændingstærktøjer, til I

I at sammenpresse træ og til at bibeholde det færdige emne I

I i den sammenpressede tilstand. Der har ligeledes ikke væ- I

I ret foreslået metoder, hvorved der benyttes et hydrosta- I

I 25 tisk tryk til direkte sammenpresning af plastificeret træ I

I i en væske. I

I Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilveje- I

I bringe en fremgangsmåde til fremstilling af et formgivet I

I træmateriale med en forbedret hårdhed og tæthed, uden at I

I 30 benytte en form. Dette sker ifølge opfindelsen således I

I som angivet i patentkrav 1. I

DK 175650 B1 5 Således bringes ved opfindelsen et emne af primærtræ, såsom en stamme eller opsavet tømmer og lignende, til en blødgjort tilstand ved opvarmning af træet over blødgø-ringstemperaturen for ligning og hemicellulose under an-5 vendelse af eksempelvis varmt vand eller damp ved høj temperatur. Det blødgjorte træ presses derpå sammen indtil et ønsket sammenpresningsforhold på eksempelvis ca.

50% målt som et tværsnitsforhold, for at formgive det fortættede træ under anvendelse af et hydrostatisk tryk 10 fra en trykvæske, der erstatter en form af den art der benyttes ved de konventionelle metoder. Som følge af den hydrostatiske sammenpresning sker der sammen med rumfangsreduktionen en forøgelse af de fysiske egenskaber, såsom tætheden og overfladehårdheden af et emne primærtræ 15 i form af en stamme, en søjle, en planke, kvadratisk udskåret tømmer og lignende, og der tilvejebringes et fortættet træmateriale med forbedrede fysiske egenskaber.

Formgivet træmateriale, der er fremstillet ved at anvende den ovennævnte fremgangsmåde, har et dekorativt ydre og 20 et smukt indre åreringsforløb, der bliver synligt, når der foretages en opskæring.

Der kan ifølge opfindelsen foretages en yderligere behandling til yderligere fastholdelse af den sammenpressede tilstand eller indre sammenpressede struktur af det 25 fortættede træ frembragt ved den førnævnte formgivning, for derved at hindre volumenrelaksation eller dimensionsændringer under træets anvendelse.

Yderligere formål og fordele ved den foreliggende opfindelse vil fremgå af den efterfølgende beskrivelse i sam-30 menhæng med patentkravene. [ I det følgende vil den hydrostatiske formgivningsmetode ifølge den foreliggende opfindelse blive forklaret nærmere, idet der som eksempel på et emne af primærtræ tages

DK 175650 B1 I

udgangspunkt i et stykke rundtømmer. I det øjeblik, hvor H

trykket af trykvæsken overskrider flydespændingen af det H

blødgjorte træstykke, begynder sammenpresningen ved det H

hydrostatiske tryk. Generelt antages sammenpresningen at H

5 begynde ved en del af rundtømmerets overfladelag (dvs. i H

splintvedet), der er blødere end kernetræet. Under denne H

første fase af sammenpresningen, hvor splintvedet sammen- H

presses, sammenpresses træstykket af isostatiske kræfter, H

der udøves af trykvæsken i en retning vinkelret på åre- H

10 ringene. Som følge deraf falder rundtømmerets diameter, H

når cellerne kollapser i de tidligt voksende dele (dvs. H

vårvedet) . De sent voksende dele af en stamme (dvs. som- H

mervedet), hvis celler har en højere mekanisk styrke på H

grund af den lille cellestørrelse og de tykke cellevægge, H

15 har imidlertid en tendens til at kunne modstå deformerin- H

gen ved sammenpresningen. H

Længden af hver træring (dvs. konturlængden) i tangen- H

tialretningen ændres derved kun i ringe omfang ved sam- H

menpresningen. Som følge heraf udviser de enkelte årringe H

20 et bølgeformet mønster ved overfladen, og der fremstår en H

kompliceret bølgeform, der afspejler den indre deformati- H

on, på sidefladen af det sammenpressede rundtømmer. Efter H

denne sammenpresning af overfladelaget tilvejebringes som H

det formgivede træmateriale et stykke rundtømmer med et H

25 dekorativt udseende, ofte betegnet som en kunststamme. H

På et senere tidspunkt under sammenpresningen tvinges H

overfladelaget, der på dette tidspunkt er blevet mekanisk H

forstærket som følge af den forudgående sammenpresning, H

ind mod det blødgjorte hjerteved. Som følge heraf udviser H

30 emnet i tværsnit kraftigt deformerede årringe bestående H

af ikke cirkulære lukkede kurver med et stort antal knæk. H

Det kraftigt sammenpressede stykke rundtømmer er i sig H

selv anvendeligt som følge af dets dekorative fremtræden. H

Det udgør imidlertid også et brugbart udgangsmateriale H

— -- DK 175650 B1 7 ved fremstillingen af plader, søjler eller andet tilskåret materiale med et smukt åreforløb.

Når .der foretages en aflastning af trykket af trykvæsken ved den samme temperatur som benyttet under den hydrosta-5 tiske sammenpresning, finder en rumfangsrelaksation af det sammenpressede stykke tømmer omgående sted, og tømmeret genvinder sit rumfang svarende til et genvindingsforhold på ca. 90%. Med et fortættet træemne fremstillet i overensstemmelse med sammenpresningsformgivningen ifølge 10 den foreliggende opfindelse er der imidlertid en tendens til en mindre hyppighed af revnedannelse under tørringen, og til at revnernes størrelse er mindre , om end det ikke er muligt at undgå en betragtelig udvidelse som følge af rumfangsrelaksation.

15 En af fordelene ved den foreliggende opfindelse er således at der med et fortættet stykke rundtømmer fremstillet som beskrevet ovenfor ikke er behov for at udsætte træet for såkaldt "karfing", dvs. en ældningsproces som normalt er nødvendig for at undgå at tømmer, der ikke har været 20 udsat for sammenpresning, revner ved udtørring.

For at bringe et emne af primærtræ til den blødgjorte tilstand er det nødvendigt at opvarme emnet til en temperatur der ligger over blødgøringstemperaturen af lignin og hemicellulose. Blødgøringspunktet for et emne af pri-25 mærtræ afhænger af træets vandindhold og ligger typisk på ca. 100 °C såfremt træet har et fugtindhold, som ligger over dets fibermætningspunkt. Blødgøringstemperaturen tiltager jo mere fugtindholdet falder under fibermætningspunktet. Det ovennævnte fugtindhold skal forstås som 30 procentandelen efter vægt af den samlede mængde vand i træets cellevæv i forhold til den samlede vægt af træet.

Den totale vandmængde omfatter frit vand, der optræder frit i cellekaviteterne, samt kombineret vand, der er

DK 175650 B1 I

bundet til bestanddele af træmaterialet ved brintbindin- I

ger osv. I

Det er specielt vanskeligt at udføre den hydrostatiske

sammenpresning, hvis indholdet af frit vand er meget I

5 stort, fordi hulrummene i karrene og cellerne i så fald I

er næsten helt fyldt med frit vand. Det er ligeledes van- I

skeligt at udføre den hydrostatiske sammenpresning, hvis

vandindholdet er så lavt, at emnet af primærtræ er eks- I

tremt tørt. I så fald opstår et stort antal revner på I

10 træets overflade, gennem hvilke trykvæsken kan trænge I

ind. Den førnævnte forøgelse af træets blødgøringspunkt I

tilsammen med tørringen besværliggør endvidere træets I

blødgøring. Af disse årsager foretrækkes et vandindhold i

emnet af primærtræ på mellem mindst 10% og højst 80%. I

15 Ved opfindelsen kan blødgøringen af et emne af primærtræ I

og sammenpresningen af det blødgjorte træ ved hydrosta- I

tisk tryk ifølge en udførelsesform endvidere ske på samme I

tid under anvendelse af eksempelvis varmt vand med en I

temperatur, der fortrinsvis er højere end blødgørings- I

20 punktet for emnet af primærtræ. I

Ifølge en udførelsesform for opfindelsen tilvejebringes I

et formgivet træmateriale, der er stabiliseret i forhold I

til temperaturen under forskellige anvendelser ved be- I

grænsning af rumfangsrelaksationen, ved behandling med I

25 fikseringsmidler af det fortættede træ for at fiksere el-

ler fastholde træet i den sammenpressede tilstand. I

Fiksering af den sammenpressede tilstand defineres som en I

halvpermanent fastholdelse af den sammenpressede tilstand I

for så vidt angår rumfanget, dimensionerne, formen og in-

30 dre strukturenheder, såsom vedkar, kar eller cellehulrum I

osv. af det sammenpressede og midlertidigt stabiliserede I

træmateriale, uafhængigt af fugtændringer og af ændringer I

DK 175650 B1 9 i omgivelsernes temperatur påtrykt det formede træmateriale.

Man har konventionelt tilvejebragt denne fiksering af den sammenpressede tilstand ved at opvarme fortættet træ i 5 formen i løbet af nogle timer, idet man i forbindelse med sammenpresningsformgivning hidtil har benyttet forme. Det har imidlertid ikke været kendt at benytte et kombinationskoncept, hvor der ved hydrostatisk sammenpresningsformgivning af træ benyttes savel fiksering af den sam-10 menpressede tilstand og hydrostatisk formgivning, idet selve formgivningsmetoden i sig selv er ny.

Som angivet i krav 4 kan et ved opfindelsen formgivet emne fikseres i den sammenpressede tilstand med en ønsket form ved indføring af emnet i et formgivningsopspændings-15 værktøj i den sammenpressede tilstand, hvorpå der tillades en beskeden rumfangsrelaksation af det fortættede træ ved at reducere væsketrykket, hvorved det fortættede træ med sin overflade presser mod opspændingsværktøjets in-dervæg. Formen af det fortættede træ vil således være de-20 fineret af formen af opspændingsværktøjets kavitet.

Ved denne metode kan der fremstilles formede emner såsom søjler med en glimrende overfladehårdhed og et meget præcist cirkulært tværsnit, eller en søjle med et ønsket geometrisk mønster på overfladen.

25 Ved denne metode kræves endvidere ingen form, idet der blot benyttes et formgivningsopspændingsværktøj, som kan fremstilles med lave omkostninger, hvilket billiggør formfremstillingsomkostningerne, det tilhørende udstyr, samt driftsomkostningerne. Derudover er det meget lettere 30 at anbringe det sammenpressede træ i opspændingsværktøjet end at anbringe et stykke rundtømmer i en form i det fri, fordi dette sker nede i trykvæsken. Det er derfor også muligt at spare arbejdskraft.

I DK 175650 B1 I

I 10 I

Ifølge en yderligere udførelsesform for opfindelsen til- I

vejebringes et formgivet træmateriale, der er fikseret i I

den sammenpressede tilstand, ved at sammenpresse et emne I

af blødgjort træ under anvendelse af det førnævnte hydro-

5 statiske tryk hidrørende fra en trykvæske, hvorpå det I

fortættede træ afkøles ved at sænke væskens temperatur I

I under fastholdelse af væskens tryk. Ved den fjerde udfø- I

relsesform for fremgangsmåden vælges fortrinsvis en afkø- I

lingstemperatur, der ligger mellem omgivelsernes tempera- I

10 tur og blødgøringspunktet af emnet af primærtræ. I

Afkølingen kan eksempelvis ske ved at lede en trykvæske I

I ved en lavere temperatur ind i den beholder, der benyttes I

til den hydrostatiske sammenpresning ved højt tryk, idet I

den varme væske afgives, så den varme væske erstattes med I

15 kold væske i løbet af kort tid. I

I Ved sidstnævnte udførelsesform for fremgangsmåden fikse- I

I res det fortættede træ, der er formgivet ved hydrostatisk I

I sammenpresning, i den sammenpressede tilstand uden at der I

benyttes et formgivningsopspændingsværktøj. Det formgive- I

20 de træmateriale tilvejebragt ved denne metode har en I

overflade med et dekorativt udseende, idet denne udviser I

I furer, der er karakteristiske for den hydrostatiske sam- I

I menpresning, og som hidrører fra den selektive sammen- I

presning af blødere dele af emnet af primærtræ. I

I 25 Ifølge en yderligere udførelsesform for opfindelsen til- I

I vejebringes et formgivet træmateriale, der er fikseret i I

I den sammenpressede tilstand, ved at sammenpresse et blød- I

I gjort emne af træ under anvendelse af det førnævnte hy- I

I drostatiske tryk af en trykvæske, hvorpå det fortættede I

I 30 træ opvarmes ved at hæve væskens temperatur under samti- I

I dig bibeholdelse af væskens tryk. I

I Når det fortættede træemne, opvarmes under fastholdelse af I

I væsketrykket som beskrevet ovenfor antages fikseringen af I

11' DK 175650 B1 den sammenpressede tilstand at optræde som følge af hydrolyse af indholdet af hemicellulose og lignin i træet, hvilket giver anledning til en eliminering af indre spændinger, som opstår i et træmateriale under en sammenpres-5 ning.

Der foretrækkes en opvarmningstemperatur i intervallet på mellem 14 0 og 180 °C under forløbet af den ovennævnte proces. Det formgivede træmateriale fremstillet ved denne metode har ligeledes et dekorativt udseende over hele 10 overfladen, idet emnet udviser karakteristiske furer, der kan henføres til den hydrostatiske sammenpresning.

Fordelen ved denne udførelsesform er, at virkningen af fikseringen af den sammenpressede tilstand ved opvarmning af et fortættet emne af træ forbliver permanent, modsat 15 fikseringen ved afkøling af et fortættet emne af træ, der kun er mere eller mindre midlertidig.

Ved en yderligere' udførelsesform for opfindelsen indføres det fortættede træemne i en behandlingsbeholder, og mellemrummet mellem overfladen af det fortættede træemne og 20 indervæggen af beholderen fyldes op med varmemodstands-dygtige hårde partikler, der pakkes kompakt svarende omtrent til den tætteste pakning. Hele beholderens indhold opvarmes derpå for at fiksere træets sammenpressede tilstand. Derved bliver det muligt med en høj ydelse på hen-25 sigtsmæssig måde at fremstille træemner og tømmer, der ikke gennemgår dimensionsændringer på trods af ændringer i fugten og i omgivelsernes temperatur.

Ved den sidstnævnte udførelsesform for fremgangsmåden benyttes partikler med en partikelstørrelse i intervallet 30 på mellem 0,3 og 4,0 mm. Der foretrækkes en lille partikelstørrelse for at fiksere den sammenpressede tilstand af det fortættede træ med ganske fine bølger på overfladen med et dekorativt udseende, eller til at fiksere for-

I DK 175650 B1 I

I i

tættede brædder eller planker dannet ved at foretage en I

sammenpresning mellem opvarmede formplader, der skal have

glatte overflader. Partikelstørrelser på mindre end 0,3 I

mm er ikke at foretrække, fordi det er vanskeligt at I

5 fjerne partiklerne fra den dekorative overflade af det I

formgivede træmateriale efter at fikseringen er afslut- I

I I

I Omvendt er partikler med en størrelse i intervallet på I

.mellem 2 og 3 mm passende, når der skal formgives et I

I 10 stykke fortættet tømmer beregnet til at blive opskåret, I

når der skal fremstilles opskåret tømmer efter fortætnin- I

I gen. Partikler med en størrelse på mere end 4 mm er ikke I

I at foretrække, da overfladen af det træagtige formgivede I

I emne bliver ru og da det bliver vanskeligt at foretage en I

I 15 pneumatisk fremføring af partiklerne til og fra beholde- I

ren. I

I Det kan ved denne udførelsesform være hensigtsmæssigt at I

I udføre fyldningen af mellemrummet med partikler under I

I samtidig vibrering, eksempelvis af hele beholderen, for I

I 20 at sikre en"kompakt pakning. Når der er nået en tilstand I

med kompakt pakning som beskrevet ovenfor undgås rum- I

I fangsrelaksation af det fortættede træ, der er midlerti- I

I digt fikseret; ekspansionskraften i træets radiære ret- I

I ning styres af friktionskraften mellem de hårde partik- I

I 25 ler. 'I

I Ved at opvarme hele beholderens indhold med relaksationen I

I modvirket, opnås en permanent fiksering af det fortættede I

I træs sammenpressede tilstand. Der kan benyttes opvarm- I

I ningstemperaturer i intervallet på mellem 180 °C og 250 I

I 30 °C i tilfælde af tøropvarmning, og temperaturer på mellem I

I 140 °C og 190 °C i tilfælde af vådopvarmning. Der kan ek- I

I - sempelvis benyttes mættet damp, hvorved fikseringen af- I

I sluttes i løbet af kort tid som følge af den meget gode I

DK 175650 B1 13 varmeoverføring forårsaget af dampens kondenseringsvarme, idet opvarmningsfluidummet kan passere gennem laget af hårde partikler. Der kan også benyttes overhedet damp, hvilket giver anledning til en samtidig fiksering af den 5 sammenpressede tilstand og en tørring af det formgivede træmateriale.

I praksis kan samtlige udførelsesformer finde anvendelse i forbindelse med bløde nåletræer, såsom cedertræ, lærketræ, japansk cypres, Port.Orford cedertræ, Douglas fir, 10 Oregon pine, Western hemlock og lignende. Den foreliggende opfindelse er imidlertid som udgangspunkt ikke begrænset til disse særlige træsorter.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere beskrevet under henvisning til tegningen. På tegningen viser: 15 fig. 1 et tværsnit gennem et apparat til sammenpresningsformgivning for udøvelse af den hydrostatiske sammenpresningsformgivning ifølge opfindelsen, fig. 2 en tværsnitsafbildning gennem et eksempel på et sammenpresningsformgivningsapparat forsynet med et eksem-20 pel på et formgivningsopspændingsværktøj til at udføre den hydrostatiske sammenpresningsformgivning ifølge den tredje udførelsesform for opfindelsen, fig. 3 en plan afbildning, der angiver det sted på det formgivede træemne (1), hvor tykkelsen blev målt for at 25 bedømme virkningen af den sjette udførelsesform for opfindelsen, og fig. 4 et tværsnit gennem enden af det formgivede træemne for at vise virkningen af den sjette udførelsesform for opfindelsen. Fig. (a) og (b) viser tværsnittet før og ef-30 ter fikseringen af sammenpresningstilstanden.

I DK 175650 B1 I

I I

I Opfindelsen vil nu blive beskrevet i nærmere detaljer un-

der henvisning til de efterfølgende eksempler. Disse ud- I

I førelsesformer skal alene betragtes som illustrative og I

ikke begrænsende for opfindelsen. I de anførte udførel-

I 5 sesformer er det procentvise fugtindhold angivet efter I

vægt med mindre andet er anført. Recepterne for sammen- I

I sætningen af imprægneringsvæskerne er ligeledes angivet I

H efter vægt. Træets grundlæggende egenskaber, såsom over- I

H fladehårdhed osv., blev målt i overensstemmelse med den i I

I 10 japansk industristandard nr. JIS Z 2101-1994 angivne me- I

I tode. Graden af fiksering af den sammenpressede tilstand I

I er endvidere udtrykt ved genvindingsforholdet, der angi- I

I ver den procentvise reduktion af sammenpresningen af I

I tværsnitsarealet eller tykkelsen i sammenpresningsretnin- I

15 gen genvundet ved relaksationen, idet denne værdi bestem- I

I mes ved formel 1 eller 2. I

I EKSEMPEL 1

Den første udførelsesform forklares under henvisning til I

fig. 1, der viser et eksempel på et apparat til at fore-

I 20 tage hydrostatisk sammenpresningsformgivning. Apparatet I

40 er udstyret med en trykbeholder 41, en opvarmningsind- H

I retning 42, en vandbeholder 43 og en pumpe 44. Opvarm- I

I ningsindretningen 42 kan være forsynet med en almindelig I

I kendt termostat, der imidlertid ikke er vist i fig. 1. I

I 25 Henvisningstallet 45 angiver endvidere en udløbsventil I

anbragt på beholderen 41, henvisningstallet 46a angiver I

en trykudløsningsventil, og henvisningstallet 47 angiver I

I et dæksel på beholderen, mens henvisningstallet 49 angi- I

I ver en gascylinder, der indeholder kvælstof, der i visse I 30 tilfælde kan erstattes af en luftkompressor, og hen-

I visningstallet 48 angiver en klemme anbragt på beholderen I

I for at tilvejebringe en tætning. I

DK 175650 B1 15

Op til 20 stavformede og rå emner af japansk cedertræ med bark med en størrelse på mellem ca. 140 mm og 160 mm i diameter ved enden og med en længde på 2000 mm og et gennemsnitligt vandindhold på 120% blev tørrebehandlet for 5 at reducere det gennemsnitlige fugtindhold til 50% i en atmosfære af damp med et tryk på 1,0 kg/cm2 G ved 104 °C ' i 3 dage. Blandt disse tørrede stave blev udvalgt 10 tilfældige emner, der blev påsmurt en polychlorprenbaseret klæber beregnet til træ (handelsnavn: Bond G 17, frem- 10 stillet af Konishi Co. Limited) på begge de afskårne ender og blev udtørret halvvejs ved en temperatur på 100 °C, hvorefter der på klæbemiddellaget blev påklæbet en polyvinylidenchloridfilm med en tykkelse på 20 micron og af den art, der almindeligvis benyttes til at emballere 15 fødevarer, og filmen blev ved begge de afskårne ender fastbundet til staven ved hjælp af en varmemodstandsdyg-tig gummisnor.

Efter at disse stave var blevet blødgjort ved opvarmning i en luftovn ved 95 °C i 3 timer, blev stavene indført i 20 en trykbeholder 41 som vist i fig. 1 med en indvendig diameter på 900 mm og en længde på 3000 mm, hvorefter dækslet 47 blev lukket. Derefter ifyldtes varmt vand ved 95 °C under anvendelse af en pumpe 44. Det varme vand blev derefter pumpet ind i ca. 10 minutter, indtil trykket nå-25 ede en værdi på 25 kg/cm2 G. Efter at trykket er blevet holdt ved dette niveau i 10 minutter ved hjælp af en trykudløsningsventil 46a indstillet til 25 kg/cm2 G, blev trykket fjernet og det varme vand blev ledt tilbage til vandbeholderen 43, hvorefter stavene omgående afkøledes 30 til omgivelsernes temperatur.

Diameteren af stavene på dette tidspunkt efter den hydrostatiske sammenpresning var 5% mindre end diameteren før behandlingen. Barken var delvist skrællet af træet del.

De på ovennævnte måde behandlede stave blev indført i en

I DK 175650 B1 I

I 16 I

H tørreindretning holdt ved en konstant temperatur og med I

en indvendig bredde på 2000 mm, en indvendig. dybde på I

I 2000 mm og en indvendig højde på 2000 mm, og tørredes I

I derefter ved 80 °C under styring af det indvendige atmo- I

I 5 sfæriske fugtindhold til 80% indtil det gennemsnitlige

I fugtindhold nåede 20%. I

Undersøgelse af det formgivede træmateriale tilvejebragt I

I på denne måde afslørede at der på sidefladen af 4 ud af I

10 stave var opstået tørrerevner. I

10 For at kunne sammenligne med eksempel 1 blev 10 af de øv- I

I rige stave med et indhold af fugt på 50% tørret i den

I samme tørreindretning under de samme betingelser som i I

I eksempel 1 indtil det gennemsnitligé fugtindhold nåede

20%. Revner som følge af tørringen blev bemærket på over- I

I 15 fladen af 9 ud af 10 af stavene. Disse data indikerer en I

I fordel ved den hydrostatiske sammenpresningsformgivning I

ifølge den første udførelsesform, idet der opnås forbed- I

I rede fysiske egenskaber af træet, fordi det ved at udføre I

I den hydrostatiske sammenpresning bliver muligt at undgå I

I 20 den førnævnte "karfing" under tørringen af tømmeret. I

I EKSEMPEL 2 I

I En stav af japansk cedertræ med en diameter ved den øvre I

I ende på 150 mm og en længde på 1000 mm og med barken I

I skrællet af, blev pakket ind i en almindelig polyesterfo- I

I 25 lie med en tykkelse på 100 micron, hvorefter der blev I

dannet små fine huller i folien. Staven blev derpå tørret I

I i 3 dage ved 110 °C i en luftopvarmet ovn, hvorved fugt- I

I indholdet faldt til 37%. Staven blev taget ud af tørre- I

I indretningen for at blive anvendt som et emne af pri- I

I 30 mærtræ til den hydrostatiske sammenpresning. I

I Begge stavens afskårne ender blev påsmurt en 20% opløs- I

I ning af polychlorpren i methylenchlorid og delvist tør- I

17 DK 175650 B1 ret, hvorefter en folie af polyvinylidenchlorid anvendt normalt til emballering af fødevarer blev limet på begge ender for at dække disse, hvorefter folien blev surret fast til staven ved hver ende under anvendelse af en var-5 memodstandsdygtig gummisnor.

Selv om inddækningen af de afskårne ender med polyvinyli-denchlorid-folien effektivt forhindrer vand i at trænge ind i træet udgør dette ingen væsentlig del af opfindelsen. Inddækningen eller beklædningen er nødvendig, når 10 der er behov for et højere tryk, således som dette er tilfældet, når stavene eller rundtømmeret skal presses sammen helt ind til kerneveddet. Når sammenpresningen ønskes begrænset til overfladen eller splintveddet, behøver væsketrykket ikke at være så højt. Det kan i dette til-15 fælde være tilstrækkeligt blot at behandle endeoverfladerne med et varmemodstandsdygtigt klæbemiddel.

Staven blev derpå indført i en trykbeholder 41 som vist i fig. 1, før stavens temperatur blev sænket til under dens blødgøringstemperatur, og varmt vand fastholdt ved 95 °C 20 blev pumpet ind. På det tidspunkt hvor luften i det indre var blevet fuldstændigt erstattet med varmt vand, blev trykudløsningsventilen 46a afspærret. Så snart trykudløsningsventilen 46a blev afspærret voksede det indvendige tryk til mellem 8 og 10 kg/cm2 G. Trykket holdt sig i 25 dette område i nogen tid og steg derefter hurtigt til 30 kg/cm2 G, på hvilket tidspunkt trykudløsningsventilen 46a trådte i kraft, hvorved trykket i beholderen fastholdtes konstant ved at foretage en afpasning af afgivelseshastigheden gennem trykudløsningsventilen 46a med pumpeha-30 stigheden af det varme vand.

På dette tidspunkt, dersom den sammenpressede stav udtages fra beholderen efter udtømning af det varme vand, tilvejebringes et formgivet træmateriale ifølge den før-

I DK 175650 B1 I

I is l I ste udførelsesform, når der foretages en naturlig afkø-

ling og tørring således som beskrevet i eksempel 1. I

I I dette eksempel 2 erstattedes indpumpningen af varmt I

vand imidlertid med en indpumpning af koldt vand netop på 5 tidspunkt, hvor det indvendige tryk nåede en konstant

I værdi på 30 kg/cm2 G. Temperaturen af det afgivne vand I

I nedbragtes endvidere til 32 °C i løbet af 15 minutter ef- I

I ter at vandtilførslen var omskiftet, idet det indvendige I

I tryk fastholdtes konstant. Da temperaturen efter dette I

I 10 øjeblik næsten ikke ændredé sig blev pumpen stoppet i 60 I

I minutter efter, at temperaturen af det afgivne vand nåede I

32 eC, hvorefter det ved den fjerde udførelsesform for

I opfindelsen tilvejebragte formgivede materiale blev udta- I

I get fra beholderen. I

I 15 Det på denne måde tilvejebragte formgivede materiale var I

I 50% sammenpresset udtrykt ved forholdet mellem tværsnits- I

arealet før og efter den hydrostatiske sammenpresnings- I

I formgivning. Sideoverfladen af det formgivede materiale

I var fuldstændig ujævn, idet der over hele overfladen kun- I

20 ne bemærkes uregelmæssige furer, der udviste· et udseende

I svarende til en såkaldt kunststamme. I

Det formgivede materiale, der ved bratkølingen er fikse- I

I ret i dets sammenpressede tilstand, gennemgår ingen rum- I

I fangsrelaksation, når det udsættes for det normale miljø, I

I 25 da materialets blødgøringstemperatur er tilstrækkelig høj I

I til at forhindre dette tilbagefald. Stabiliteten forøges I

I efterhånden som der sker en yderligere udtørring af det I

I sammenpressede træ. H

I EKSEMPEL 3 I

I 30 En stav af japansk cedertræ med en diameter på 150 mm ved I

I den øverste ende og en længde på 600 mm og hvis bark var I

I skrællet af, blev tørret på samme måde som beskrevet un- I

DK 175650 B1 19 \ der eksempel 2, hvorved der opnåedes et fugtindhold på 25%. Begge stavens afskårne ender blev derpå rengjort med acetone og blev forsynet med en belægning af silicone (en opslæmning af Toary Dow Corning Silicone PRX 305RTV). Be-5 lægningsprocessen blev gentaget tre gange i et 1 times interval og hærdedes efterfølgende ved omgivelsernes temperatur i 3 dage.

Staven blev derpå indført i en trykbeholder som vist i fig. 1, der efterfølgende blev fyldt op med siliconeolie.

10 Beholderen blev derpå lukket med et dæksel 47 under brug af en klemme 48, og efterfølgende opvarmet til en indvendig temperatur på 100 °C ved hjælp af en opvarmningsindretning 42. Beholderen blev derpå sat under et tryk på 15 kg/cm2 G ved at injicere kvælstofgas fra gascylinderen 15 49. Beholderens indvendige temperatur blev.derpå opvarmet til 160 °C og holdt ved denne temperatur i 60 minutter under bibeholdelse af det samme tryk, hvorefter beholderens indhold blev afkølet til rumtemperatur.

Det ved den femte udførelsesform for opfindelsen tilveje-20 bragte formgivede træmateriale blev sammenpresset med 52% udtrykt som rumfangsforholdet før og efter den hydrostatiske sammenpresningsformgivning. Det formgivede materiales sideoverflade var lige så ujævn som den der frembragtes ved eksempel 2, og udviste et ydre svarende til så-25 kaldt kunststræ. Overfladehårdheden voksede til 1,5 kgf/mm2. Et testemne med form som en skive afskåret fra materialet udviste kun små dimensionsændringer ved ned-dypning i varmt vand med en temperatur på 90 °C i 20 minutter for bedømmelse af fikseringen af den sammenpresse-30 de tilstand.

EKSEMPEL 4

Den tredje udførelsesform for opfindelsen forklares under henvisning til fig. 2, der viser et eksempel på et appa-

I DK 175650 B1 I

I I

I rat forsynet med et formgivningsopspændingstærktøj til at I

I udføre den hydrostatiske sammenpresningsformgivning. I

Apparatet 20 er forsynet med en trykbeholder 21, en træ- I

fremføringsarm 22, en vandtank 23 og en pumpe 24. Pumpen H

5 24 tjener til at forøge trykket af en trykvæske L, idet I

et emne af primærtræ 10 sammenpresses af væskens hydro- I

statiske tryk. Et formgivningsopspændingstærktøj 30 er I

I indbygget i det indre af en formgivningsdel 26 af appara- I

I tet 20. Et emne af sammenpresset træ 10a føres ind i I

I 10 formgivningsopspændingsværktøjet 30, når træ- H

I fremføringsarmen 22 føres frem fra ydersiden af et første H

I dæksel 27. Ved at åbne et andet dæksel 28 kan emnet 10a H

H af sammenpresset træ, der er anbragt i formgivningsop- I

I spændingsværktøjet 30, tages ud af apparatet 20. H

I 15 En stav af japansk cedertræ med bark og med en størrelse H

I på 150 mm i diameter ved den øverste ende og en diameter I

I på 165 mm diameter ved den modsatte ende og en længde på I

I 1000 mm, samt et fugtindhold på 95%, blev tørret i en at- I

I mosfære af damp på 1 kg/cm2 G ved 102-105 °C i 5 dage, I

I 20 hvilket medførte at fugtindholdet reduceredes til 40%. I

I Staven blev taget ud af tørreindretningen, hvorefter beg- I

I ge stavens ender blev påsmurt det samme klæbemiddel som I

I benyttet i eksempel 1, hvorefter der blev påført den sam- I

I me folie og snor. Efter 2 timers opvarmning i en luftop- I

I 25 varmet ovn ved 90 °C, blev staven anbragt i den i fig. 2

viste trykbeholder 21, hvorefter det første dæksel 27 og - H

I det andet dæksel 28 blev lukket. Derpå pumpedes varmt H

I vand ved 90 °C ind i beholderen ved hjælp af pumpen 24, I

I indtil det indvendige tryk nåede 25 kg/cm2 G. I

30 Dersom den sammenpressede stav på dette tidspunkt tages I

I ud fra trykbeholderen 21 vil der efter naturlig afkøling H

I og tørring som beskrevet i eksempel 1 være tilvejebragt H

DK 175650 B1 .21 et formgivet trælignende materiale i overensstemmelse med den første udførelsesform for opfindelsen.

I eksempel 4 blev emnet af sammenpresset træ 10A imidlertid ført ind i formgivningsopspændingsværktøjet. 30 ved 5 hjælp af træ-fremføringsarmen 22 ved et vandtryk styret ved 25 kg/cm2 G, hvorefter pumpen blev stoppet for at sænke trykket og udlede det varme vand. Som følge heraf pressedes emnet 10A af sammenpresset træ mod formgivningsopspænding s værkt øjets indervæg på grund af den eks-10 pansion, der opstod som følge af den partielle rumfangsrelaksation. Emnet 10A af sammenpresset træ i værktøjet 30 blev derefter taget ud af apparatet 20 og tørret i en lufttørret ovn ved 110 °C i 2 dage. Det ved den tredje udførelsesform tilvejebragte formgivede træmateriale lod 15 sig let tage ud af værktøjet 30, da materialet som følge af tørringen var svundet en anelse.

Det formgivede træmateriale med form som en søjle fremstillet som beskrevet ovenfor har et meget præcist cirkulært tværsnit, og overfladehårdheden var nævneværdigt 20 forbedret i sammenligning med overfladehårdheden af et · emne af primærtræ.

Det er fordel ved denne fremgangsmåde at der uden videre kan fremstilles søjler med et cirkulært eller polygonalt tværsnit. Det skal her fremhæves at fremstillingen af 25 tilsvarende formgivede materialer ved sammenpresning i forme er særdeles vanskelig og bekostelig.

EKSEMPEL 5

Formgivningsmetoden ifølge den sjette udførelsesform beskrives nedenfor.

30 Forberedelse af fortættet træ (nr. 1):

I DK 175650 B1 I

I 22 I

En plade af japansk cedertræ med plant forløbende årer, I

· en længde på 900 mm, en tykkelse på 50 mm i den radiære I

retning, en bredde på 150 mm i tangentialretningen og med I

et fugtindhold på 23% blev opvarmet i en autoklave under I

5 anvendelse af mættet damp ved 2 kg/cm2 G i 60 minutter. I

Den på denne måde blødgjorte plade blev taget ud fra au- I

toklaven og presset sammen i radiær retning mellem et par I

I af varmeplader med en temperatur på 120 °C, indtil at I

pladens tykkelse var reduceret til 22 mm. De varme plader I

10 blev derefter afkølet ved hjælp af cirkulerende vand i I

kølerør, idet klemmetrykket blev opretholdt indtil pla- I

dens temperatur ved midten var faldet til under 30 °C. På I

denne måde tilvejebragtes et emne af fortættet træ (nr. I

1), hvor emnets sammenpressede tilstand var midlertidigt I

I 15 fikseret. Et forsøgsemne med en længde på 300 mm, en tyk- I

I kelse på 22 mm i radiær retning og en bredde på 102 mm i I

tangentiel retning blev skåret ud af træet (nr. 1) . For I

at kunne foretage nøjagtige observationer af ændringerne I

I blev der anbragt målepunkter i form som et gitter med tre I

20 punkter (A, B, C) anbragt i tangentiel retning og tre I

I punkter (nr. 1, nr. 2, nr. 3) anbragt i fiberretningen, I

I altså i alt 9 punkter. I

I Kompakt pakning af varmemodstandsdygtige hårde partikler I

I En beholder fremstillet af rustfrit stål blev anvendt til I

25 at udføre varmebehandlingen under eksperimentet. Beholde- I

ren var cylindrisk og havde to endeplader fastboltet til I

I cylinderen via en flange, idet den indvendige diameter I

I var 105 mm og længden var 40.0 mm. Der blev ikke anvendt I

I tætninger ved flangen, hvorved beholderen kunne tillade I

I 30 fri ud- og indstrømning af gasser såsom damp og luft, men I

I dog fastholde hårde partikler i det indre. I

I Beholderen, der var fastgjort ved sin nedre endeplade, I

I blev anbragt stående opret, hvorefter der i en dybde på I

DK 175650 B1 23 ca. 50 mm blev indført pulver af aluminiumoxid med en gennemsnitlig partikelstørrelse på 0,5 mm (Morundum A-40, nr. 36, fremstillet af Showa Denko Co. Ltd.). Det førnævnte forsøgsemne blev anbragt langs cylinderens center-5 linie. Resten af beholderen blev derpå fyldt med aluminiumspulveret samtidig med, at der blev banket på beholderens sidevæg for at sikre en kompakt pakning af pulveret.

Ved storskalafremstilling foretrækkes det at anbringe pladerne i en indbyrdes afstand på nogle få centimeter 10 for at undgå indbyrdes berøring. Der foretrækkes generelt en partikelstørrelse på mellem 0,3 og 2 mm for fiksering af et emne af fortættet træ med en jævn overflade. Der kan også benyttes naturligt forekommende sand med en relativt ensartet partikelstørrelse,, samt syntetiske uorga-15 niske partikler såsom kieselsyreanhydrid og aluminiumoxid, samt gængse aluminiumoxid-slibemidler.

Der blev foretaget gentagne indfyldninger og banket flere gange på overfladen indtil det ikke syntes muligt at opnå en højere pakningsgrad. Derefter blev den øvre endeplade 20 fastboltet til beholderen så den trykkede på pulveret i det indre. Der blev atter banket på beholderens sidevæg, og boltene blev strammet yderligere for at forøge trykket på indholdet i beholderen.

I stedet for den kompakte pakning er det også muligt at 25 benytte en stavvibrator, hvormed partiklerne kan bringes til at vibrere ved indføring af denne ned i partiklerne og samtidig tilsætte mere.

Varmebehandling

Den på den beskrevne måde fyldte beholder blev anbragt i 30 en autoklave og opvarmet i mættet damp ved 175 °C i 1 time. Damptrykket blev derefter gradvist reduceret til atmosfærisk tryk, hvorefter alt blev sat til at afkøle.

I DK 175650 B1 I

I I

Når der foretages en vådopvarmning ved hjælp af eksempel- I

vis damp foretrækkes temperaturer i intervallet mellem I

I 140 °C og 190 °C, mens der i tilfælde af tøropvarmning I

I ved hjælp af eksempelvis varm tør luft foretrækkes tempe- I

I 5 raturer i intervallet mellem 180 °C og 250 °C. I

Det ved den ovenfor beskrevne sjette udførelsesform frem- I

stillede formgivede træmateriale blev udtaget fra behol- I

deren. Materialet udviste en vægtreduktion på 5,8% som I

følge af tabet af fugt. Tykkelsen af materialet blev der- I

10 efter målt i de samme målepunkter som i fig. 3 og resul- I

taterne er opført i tabel 1. I

I Måling af fikseringsgraden I

I Forsøgsemnet af det formgivede materiale, der var fikse-

ret som beskrevet ovenfor, blev nedsænket i et vandbad I

I 15 ved 95 °C i 60 minutter. Forsøgsemnet blev derefter ud- I

I tørret fuldstændigt ved opvarmning i en lufttørreovn ved I

105 °C i 3 dage. Tykkelsen af det tørrede forsøgsemne I

I blev målt i de samme 9 punkter. Den procentuelle genvin- I

I ding blev beregnet under anvendelse af ligning 1, og re- I

I 20 sultaterne er opført i tabel 1. I

I t2 - ti I

Ligning 1 Pr ocentiel genvinding =-xlOO

t0 “ ti I to: tykkelse af testemnet før sammenpresningen

I ti; tykkelse af testemnet efter fiksering ved varmebe- I

I 25 handling I

I t2: tykkelse af testemnet efter gennemvædning og tørring. I

I De små negative værdier for genvindingen skyldes den I

I fuldstændige udtørring af det gennemvædede forsøgsemne, I

I hvilket har givet anledning til et meget stort svind i I

DK 175650 B1 25 den radiære retning. Dette bør opfattes som et bevis for den fuldstændige fiksering af den sammenpressede tilstand.

EKSEMPEL 6 5 Fremstilling af fortættet træ (nr. 2)

En stav af japansk cedertræ med bark, og med en diameter på 170 mm ved den øvre ende, og en længde på 950 mm, blev tørret på samme måde som i eksempel 4, men i 2 dage, hvilket gav anledning til at vandindholdet reduceredes 10 til 37%. Begge de afskårne ender blev derefter behandlet på samme måde som i eksempel 1. Staven blev derefter opvarmet i en lufttørreovn ved 90 °C i 2 timer.

Staven anbragtes derefter i en trykbeholder med form som en lodret cylinder af den type der er vist i fig. 2, 15 hvorefter beholderen blev fyldt med varmt vand ved 95 °C.

Efter at låget var lukket blev der pumpet koldt vand ind i beholderen fra bunden med en hastighed på 2 liter pr. minutter. Det indvendige tryk blev derefter holdt ved 30 kg/cm2 G i 2 minutter, hvorefter der konstant blev til-20 ført koldt vand under bibeholdelse af trykket ved hjælp af en aflastningsventil indtil temperaturen ved afløbet havde nået 30 °C i 15 minutter. Pumpningen af det kolde vand fortsattes i endnu 90 minutter før den sammenpressede stav blev udtaget.

25 Efter fjernelse af barken blev staven lagret i tørre omgivelser i 1 uge. Det på denne måde fremstillede fortættede træemne (nr. 2) havde et karakteristisk udseende, der i høj grad svarede til kunsttømmer. Tværsnittet af det fortættede træemne (nr. 2) blev fotokopieret på papir 30 for at måle arealet. Ved denne måling konstateredes en gennemsnitlig reduktion i arealet på 48% som følge af sammenpresningen.

I DK 175650 B1 I

I

Fiksering ved varmebehandling

I Det fortættede træemne (nr. 2) blev opdelt i fiberretnin- I

gen og det på denne måde dannede emnes spalteflade blev I

høvlet plan. Ved udsavning vinkelret på emnets fiberret- I

I 5 ning blev frembragt et forsøgsemne med en længde på 220 I

I mm. Forsøgsemnets tværsnit er vist i fig. 4(a), hvor bog- I

stavet A angiver den tykke ende. I

Forsøgsemnet blev derefter behandlet på samme måde som

beskrevet i forbindelse med eksempel 5 og under anvendel- · I

10 se af den samme beholder, aluminumoxid og autoklave, for I

H fremstilling af et formgivet træmateriale.i overensstem- I

I melse med den sjette udførelsesform. I

I Der foretrækkes sædvanligvis en gennemsnitlig partikel- I

I størrelse på mellem 2 og 4 mm ved fiksering af et stykke I

I 15 rundtømmer hvoraf der kan udskæres tømmer.

Efter varmebehandlingen blev den tykke ende fotokopieret

for at måle tværsnitsarealet. En sammenligning mellem I

I fig. 4(a) og 4(b) viser at tværsnittet havde samme form

I som før behandlingen bortset fra at arealet som følge af I

I 20 behandlingen blev reduceret med 1,6%. Under forløbet af

I fikseringen ved dampbehandlingen blev det vist at der ik- I

I ke forekom rumfangsrelaksation eller udvidelse af for-

I søgsemnet. Der kunne konstateres en vægtreduktion på 5,4% I

som følge af behandlingen. I

I 25 Måling af fikseringsgraden I

I Forsøgsemnet blev behandlet under samme betingelser som

beskrevet i forbindelse med eksempel 5 under anvendelse I

I af det varme vandbad og ovnen. Målinger af tværsnittet I

I viste at behandlingen ikke gav anledning til ændringer i I

I 30 . arealet. Den procentielle genvinding beregnet efter lig- I

ning 2 har således vist sig at være lig med 0. I

DK 175650 B1 27 S2 ~ Sj

Ligning 2 Pr ocentuel genvinding =--- x 100 SO " S1

So: forsøgsemnets tværsnitsareal før sammenpresningen

Si: forsøgsemnets tværsnitsareal efter sammenpresningen 5 og fikseringen S2: forsøgsemnets tværsnitsareal efter gennemvædning og tørring.

Ved at benytte den ovenfor beskrevne fremgangsmåde i forbindelse med et stykke rundtømmer, et stykke udsavet træ 10 eller lignende som primærtræ i stedet for et emne af sammenpresset træ, kan residualspændinger i rundtømmer og udsavet træ fjernes. Ved den syvende udførelsesform er temperaturen under varmebehandlingen svarende til fikseringsbehandlingen fortrinsvis i intervallet mellem 70 °C 15 og 150 °C.

Den foreliggende opfindelse kan udøves på andre specifikke måder uden dog derved at afvige fra opfindelsen grundlæggende tanke. Beskyttelsesomfanget fremgår af de vedføjede krav, hvorfor opfindelsen således er omfattet af 20 kravene også for så vidt angår ækvivalente udformninger.

Hele beskrivelsen samt krav, tegninger og sammendrag i japansk patentansøgning nr. 8-283181 indleveret 4. oktober 1996 samt nr. 9-60365 indleveret 14. marts 1997 og nr. 9-106027 indleveret 23. april 1997 skal regnes for 25 inkorporeret i nærværende ansøgning.

I DK 175650 B1 I

I TABEL I

I Tabel 1 I

Målepo Tykkelse ef- Tykkelses- Tykkelse Genvin I

ter_. for- efter

I sition Sammen- Fik- øgelse ef- blødgøring dingfor- I

pres- se- ter fikse- med varmt hold (%)

I _ning__ring ring (%)__vand _ I

I Al 21,6 21,9 1,4 21,2 -2,5 I

I 2 21,9 22,6 3,2 22,3 -1,1 I

I 3 21,7 22,3 2,8 22,0 -1,1 I

I Bl 22,5 22,2 -1,3 22,1 -0,3 I

I 2 22,4 22,7 1,3 22,5 -0,7 I

I 3 22,2 21,8 -1,8 21,5 -1, 1 I

I Cl 21,9 21,9 0 21,3 -2,1 I

I 2 21,7 22,5 3,7 22,0 -1,8 I

I 3_21,5 22,5_4/7_22,0_-1, 8 I

I Note: Tykkelsesenhed: mm I

I 5 to = 50 mm H

I Tabel 2 I

I Formgivet mate- Tørret emne af I

I riale ifølge primærtræ til I

I Grundlæggende egenskaber opfindelsen_sammenligning I

I Specifik tyngde i tør 0,71 0,40 I

I tilstand I

I Bøjningsstyrke (N/mm2) 99 78 I

I Bøjningsmodul (N/mm2) 12300 7800 I

I Overfladehårdhed 1,26 1,05 I

I (kgf/mm2) I

I Slidtab (mm)_0,17_0, 36_ I

Claims

28 DK 175650 B1

1. Fremgangsmåde til hydrostatisk trykformning af træ om fattende: (a) et trin, hvorunder et emne af primærtræ, hvis vandindhold er justeret til at ligge i intervallet mellem 10 og 80% efter vægt, bringes til en blødgjort til- 10 stand ved opvarmning af træet til en temperatur over blødgøringspunktet for ligning og hemicellulose, og (b) et trin, hvorunder det således blødgjorte træ formgives ved sammenpresning med et hydrostatisk tryk under anvendelse af en væske som trykmedium, idet træets 15 afskårne ender er dækket af et vandtæt materiale.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det nævnte blødgøringstrin (a) og det nævnte trin (b), hvorunder der sker en sammenpresning med et hydrostatisk tryk, udøves på samme tid under anvendelse af en 20 trykvæske, hvis temperatur er hævet i det mindste til blødgøringspunktet af emnet af primærtræ.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved et yderligere trin (c), hvorunder der efter trin (b) foretages en behandling af det derved til- 25 vejebragte sammenpressede træ med mindst et fikserings-middel i den sammenpressede tilstand.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at trin (c), hvorunder der sker en fiksering af den sammenpressede tilstand, indbefatter: 30 (1) indføring af det sammenpressede træ i et formgivning- sopspændingstærktøj, hvori det nævnte hydrostatiske tryk eksisterer, og

29 I DK 175650 B1 I (2) sænkning af væsketrykket for at tillade rumfangsre- I laksation af det sammenpressede træ og for at presse I dets overflade mod opspændingsværktøjets indervæg med I henblik på formgivning, og derpå I 5 (3) fastholdelse af det sammenpressede træ i opspændings- I værktøjet med henblik på fiksering af den sammenpres- I sede tilstand af det på denne måde dannede formgivede I træ. I

5. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet I 10 ved, at trinnet (c) til fiksering af den sammenpressede I tilstand indbefatter at væsketemperaturen sænkes til un- I der blødgøringspunktet for emnet af primærtræ, mens væ- I sketrykket opretholdes.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet I 15 ved, at trinnet (c) til fiksering af den sammenpressede I tilstand udføres ved at udskifte den nævnte væske med høj I temperatur med kold væske under samtidig opretholdelse af I væsketrykket. I

7. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet I 20 ved, at trinnet {c) til fiksering af den sammenpressede I tilstand indbefatter at væsketemperaturen forhøjes til at I ligge i intervallet mellem 140 °C og 180 °C, mens væske- I trykket opretholdes. I

8. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet I 25 ved, at trin (c) til fiksering af den sammenpressede til- I stand indbefatter: H (1) at det sammenpressede træ indføres i en beholder, og I (2) at resten af beholderens indre opfyldes med varme- H modstanddygtige hårde partikler indtil der nås en I 30 kompakt pakket tilstand, og H 30 DK 175650 B1 (3) at beholderens indhold opvarmes under bibeholdelse af den kompakt pakkede tilstand med henblik på fiksering af den sammenpressede tilstand.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendetegnet 5 ved, at partikelstørrelsen af de varmemodstandsdygtige hårde partikler ligger intervallet på mellem 0,3 og 4 mm.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendetegnet ved, at opfyldningen med de varmemodstandsdygtige hårde partikler til den kompakt pakkede tilstand·udføres 10 under vibrering.

11. Fremgangsmåde ifølge krav 8, 9 eller 10, ken detegnet ved, at opvarmningen under bibeholdelse af den kompakt pakkede tilstand udføres enten ved tøropvarmning i intervallet med 180 °C og 250 °C eller ved 15 vådopvarmning i intervallet på mellem 140 °C og 190 °C.