FI104285B - Menetelmä selluloosapohjaisten tuotteiden biohajoamiskestävyyden ja mittapysyvyyden parantamiseksi - Google Patents

Description

104285

Menetelmä selluloosapohjäisten tuotteiden biohajoamiskeetä-vyyden ja mittapysyvyyden parantamiseksi 5 Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää selluloosapohjaisten tuotteiden homeen-ja lahonkestävyyden sekä mittapysyvyyden parantamiseksi.

Tällaisen menetelmän mukaan selluloosapohjainen tuote saate-10 taan lämpökäsittelyyn, joka suoritetaan korotetussa lämpötilassa .

Lämpökäsittelyllä voidaan puun mittapysyvyyttä tunnetusti parantaa. Tunnetun tekniikan osalta viitattakoon esim. FI-15 patenttijulkaisuun 68122, jossa on kuvattu menetelmä puutavaran käsittelemiseksi 160 - 240 °C:n lämpötilassa ja 3 - 15 baarin paineessa, jolloin puun kyky imeä itseensä vettä ja siten paisua väheni huomattavasti. Lämpökäsittelyn vaikutusta puun lahonkestävyyteen on myös tutkittu. Niinpä Mailun, N.P. 20 ja Arenas, C.V selostavat artikkelissaan "Effect of heat on natural decay resistance of Philippinen woods" (Philippinen Lumberman, Vol 20, no 10, 1974, p. 18-19, 22-24) aasialaisten puulajien käsittelyä kuivana 90, 110, 130, 150 ja 175 °C:n lämpötiloissa 240 tuntia. Käsittelyn seurauksena puiden väri 25 muuttui suklaan ruskeaksi. Pidennetty käsittelyaika 130, 150 ja 175 °C:ssa lisäsi tutkittujen puiden kestävyyttä kahta ruskolahottajasientä vastaan mutta samalla käsittely heikensi puun lujuutta. 1 2 3 4 5 6

Koska kaikki puulajit eivät sovellu perinteiseen painekylläs- 2 tykseen, jossa käytetään sienten kasvua ja leviämistä estäviä 3 aineita, lämpökäsittely on mielenkiintoinen vaihtoehto lahon- 4 -1 suojauksessa. Aikaisemmat lämpökäsittelyprosessit, jotka 5 vaativat paineen käyttöä ja pitkiä käsittelyaikoja, ovat kui- 6 tenkin olleet liian monimutkaisia, jotta ne soveltuisivat teolliseen käyttöön. On myös todettu, että korkeissa paineissa ja lämpötiloissa tapahtuu puun haurastumista ja sen lujuuden heikkenemistä. Lisäksi puu helposti syttyy palamaan korkeissa lämpötiloissa.

2 104285

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyvät epäkohdat ja saada aikaan aivan uudenlainen ratkaisu selluloosapohjaisten tuotteiden mittapysyvyy-den ja lahon- ja homeenkeston (eli biohajoamiskestävyyden) 5 parantamiseksi.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että kostean selluloosa-pohjaisen tuotteen lämpökäsittely suoritetaan kahdessa vaiheessa: ensin kuivatetaan tuote haluttuun, tavallisesti alle 10 15 %:n kosteuteen. Tämän jälkeen lämpötila nostetaan nopeasti yli 150 °C:n (tyypillisesti noin 180 - 250 °C:seen), jossa lämpötilassa käsittelyä jatketaan kunnes käsiteltävän tuotteen painohäviöksi on saatu ainakin 3 %.

15 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Kuten edellä todettiin keksinnössä lähdetään liikkeelle tuo-20 reestä puutavarasta tai sentapaisesta selluloosapitoisesta tuotteesta. Tuote voidaan kuivattaa missä tahansa sopivissa olosuhteissa (jopa ulkona ympäristön lämpötilassa) haluttuun alle 15 %.-n kosteuteen. Keksinnön edullisen sovellutusmuodon mukaan tuote kuivatetaan kuitenkin korotetussa lämpötilassa. 25 Tällöin tapahtuu samalla puutuotteen värin tummentumista.

Kuivatuksen yhteydessä huolehditaan siitä, että tuotteeseen ei synny halkeamia. Edullisesti tähän päämäärään päästään määrittämällä jatkuvasti puun sisäosan ja vastaavasti puun ulkopinnan lämpötilat ja pitämällä lämpötilojen erotus jat-30 kuvasti kohtuullisen pienenä. Sopivimmin sanottu erotus on noin 10 - 30 °C. Näin menetellään sekä lämmön nostossa että sen laskussa. On yllättäen todettu, että tällä ratkaisulla voidaan jopa täysin estää (sisä)halkeamien muodostuminen puuainekseen. Suurempia puutavaramääriä kuivatettaessa on 35 syytä varustaa useampi koekappale antureilla. Teollismitta-kaavassa toimitaan sopivimmin siten, että mittaustulosten perusteella määritetään kullekin puutavaralle sopiva lämmi- 104285 3 tysohjelma, jossa otetaan huomioon lähtökosteuden vaikutus prosessiin.

Puun suojaamiseksi ja lämmön siirron nopeuttamiseksi käyte-5 tään kuivatuksessa sopivimmin höyryä. Edullisen sovellutus- muodon mukaan kuivatus käsittää seuraavat vaiheet: a) ensin kuivatusuunin lämpötila nostetaan ainakin noin 90 °C:seen, edullisesti ainakin 100 °C:seen, ja pidetään tässä arvossa kunnes puun lämpötila ainakin likimain saavuttaa 10 saman lämpötilan, b) tämän jälkeen uunin lämpötilaa nostetaan vähitellen siten, ettei puun sisälämpötilan ja uunin lämpötilan ero ylitä 30 °C, kunnes puun haluttu kosteustila saavutetaan, ja c) lopuksi uunin lämpötila lasketaan vähitellen siten, ettei 15 puun sisälämpötilan ja uunin lämpötilan ero ylitä 30 °C, kunnes puun sisälämpötila saavuttaa halutun lämpötilan.

C-vaihe voidaan tarvittaessa jättää pois, jolloin alla tarkemmin kuvattava lämpökäsittely suoritetaan suoraan b-vaiheen 20 jälkeen.

Keksinnön mukaisen menetelmän ensimmäisessä vaiheessa tavailleessa) kuivatusuunin lämpötila asetetaan edullisesti noin 100 - 150 °C:seen, sopivimmin 100 - 120 °C:seen. Toisessa 25 vaiheessa (b-vaiheessa) lämmittäminen lopetetaan, kun puun kosteus on alle 15 %, esim. 1 - 15 %. B- ja mahdollisessa c-vaiheessa selluloosapohjaisen tuotteen uiko- ja sisälämpötilojen erotus pidetään 10 - 30 °C:ssa. Liian pieni lämpötilaero pitkittää kuivatusprosessia, kun taas suuri ero kasvattaa 30 sisähalkeamien muodostumisen vaaraa. Vaiheessa c uunin lämpö tilaa alennetaan kunnes puun sisälämpötila on laskenut alle 100 °C:n.

Vaiheiden a, b ja c ajan uuniin syötetään vesihöyryä, jonka 35 avulla ns. märkälämpötila pidetään n. 80 - 120 °C:ssa, edullisesti noin 100 °C:ssa. Sopivimmin käytetään kylläistä vesihöyryä .

104285 4

Tuotteen kuivattua alle 15 %:n kosteuteen jatketaan käsittelyä edelleen korotetussa lämpötilassa.

Menetelmän toisessa vaiheessa pidetään lämpötila ensimmäistä 5 vaihetta korkeampana. Edullisesti toimitaan noin 180 - 250 °C:n lämpötilassa kylläisessä höyryatmosfäärissä. Lämpötila voidaan myös nostaa kesken toista vaihetta, kuten esimerkistä 2 käy ilmi. Käsittelyaika ja lämpötila riippuvat toisistaan, kuten esimerkin 1 yhteydessä selitetään. Tyypillisesti toisen 10 vaiheen lämpökäsittely kestää ainakin 0,5 tuntia, edullisesti 1-20 tuntia ja erityisen edullisesti noin 2-10 tuntia. Säätämällä lämpökäsittelyn kautta tuotteen painohäviötä voidaan sen lujuus- ja lahonkesto-ominaisuuksia muuttaa halutulla tavalla. Niinpä lämpökäsittelyä jatketaan kunnes ollaan 15 saavutettu ainakin 3 %:n painohäviö (kuiva-aineksesta laskettuna) . Tuotteen mittapysyvyysominaisuuksiissa saavutetaan selviä parannuksia jo tässä arvossa. Homeen- ja lahonkestä-vyysominaisuudet paranevat myös, mutta sanottua kestävyyttä voidaan vielä entisestään lisätä jatkamalla lämmitystä, kun-20 nes tuotteessa on tapahtunut ainakin noin 5 %:n, edullisesti noin 6 tai jopa 8 %:n painohäviö.

Keksinnön mukaisen menetelmän avulla saavutetut ominaisuudet ovat yhteenvedon omaisesti esitettyinä seuraavat: • 25 - Lahonkesto-ominaisuuksien paraneminen (vertailuna luon taisesti lahoa hyvin kestävät puut) Homeenkesto-ominaisuuksien paraneminen Mittapysyvyyden paraneminen Pihkan poistuminen 30 - Lämmönjohtavuuden pieneneminen 25 - 40 %

Maalin pysyvyyden paraneminen

Toisen vaiheen lämpökäsittely suoritetaan keksinnön mukaan edullisesti ainakin oleellisesti paineettomissa olosuhteissa 35 eli normaali-ilmanpaineessa.

Keksinnön mukainen prosessi soveltuu massiivipuulle, kuten 104285 5 sahatavaralle, hirsille ja pylväille. Tämän lisäksi menetelmää voidaan käyttää viiluille, vanereille, lastuille, sahanpurulle, kuiduille ym. selluloosapohjaisille tuotteille, kuten esim. pakkauslaatikot.

5

Esimerkissä 2 on esitetty lähemmin menetelmällä aikaansaatava lahonsuojaefekti. Todettakoon kuitenkin tässä yhteydessä, että hyvän lahonsuojan aikaansaamiseksi kuivatettua mänty-sahatavaraa pidetään sopivimmin noin 2-8 tuntia 200 - 250 10 °C:n lämpötilassa. Koivun ja lehtikuusen kohdalla noudatetaan samoja olosuhteita kun taas kuusen kohdalla päästään hyvään lahonsuojaan hieman alhaisemmassa lämpötilassa, esim. noin 175 - 210 °C:n lämpötilassa. Menetelmä sopii hyvin myös haavan käsittelyyn.

15

Esimerkissä 3 on kuvattu lähemmin lämmönjohtavuuden pienenemistä keksinnön mukaisen käsittelyn yhteydessä.

Keksintöön liittyy huomattavia etuja. Niinpä sen avulla voi-20 daan lyhentää puun kuivatusaikaa, hyödyntää kuivauksessa tapahtunutta puun värinmuutosta sekä parantaa puun homeen- ja lahonkestävyyttä sekä mittapysyvyyttä. Havupuista saadaan käsittelyllä poistetuksi haitallinen pihka. Käyttökohteita mm. ulkoverhouslaudat, ikkunapuitteet ja ulkokalusteet ja ' * 25 saunanlauteet.

Keksinnön mukaisen käsittelyn jälkeen puutuotteiden kosteus-eläminen pienenee 50 - 70 %:lla. Tuotteiden lahonkesto paranee parhaimmillaan painekyllästyksen tasolle tai jopa parem-30 maksi ilman, että niiden lujuusominaisuudet olennaisesti heikkenisivät. Samalla puusta tulee hyvä maalausalusta.

Valmistusprosessi on yksinkertainen ja nopea (lyhyt käsittelyaika) eikä siinä tarvitse käyttää painetta. Prosessilla 35 voidaan vaikuttaa hallitusti tuotteen ominaisuuksiin mitä tulee sen säänkestävyyteen, lahon- ja homeenkestävyyteen sekä lujuusominaisuuksiin. Menetelmä soveltuu kaikille puulajeil- 6 1G4285 le. Lämpökäsittelyllä voidaan myös sydänpuun kestävyysominaisuuksia parantaa, mikä ei painekyllästyksessä onnistu. Voidaan lisätä vaikeasti kyllästettävien puulajien kestävyyttä. Puun permeabiliteetin (läpäisevyyden) lisääntyminen mahdol-5 listaa muiden väriaineiden imeyttämisen puuhun.

Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan oheisten piirustusten ja muutaman sovellutusesimerkin avulla.

10 Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukaiseen menetelmään soveltuvan laitteiston yksinkertaistettu kaaviokuva, kuviossa 2 on esitetty lämpötilan ja käsittelyäjän vaikutus painohäviöön (weight loss), kuviossa 3 on esitetty painohäviön vaikutus puun tangentin 15 suuntaisen turpoaman pienenemiseen, kuviossa 4 on esitetty painohäviön vaikutus puun säteen suuntaiseen turpoaman pinenemiseen, kuviossa 5 on esitetty painohäviön vaikutus puun imemän kos-.. teuden pienenemiseen, 20 kuviossa 6 on esitetty lämpökäsittelyn aiheuttama puun taivutuslujuuden muutos, kuviossa 7 on esitetty taivutuskoekappaleiden kosteudet 4 viikkoa kestäneen tasaannutuksen jälkeen, kuviossa 8 on esitetty lämpökäsiteltyjen ja vertailupuiden .· 25 painohäviöt lahotuskokeen jälkeen, kuviossa 9 on esitetty tuoreen kuusen kuivatus keksinnön edullisen sovellutusmuodon mukaisesti, kuviossa 10 on esitetty viilun painohäviö lämpökäsittelyn ajan funktiona, 30 kuviossa 11 on esitetty lämpökäsittelyn vaikutus vanerin ’ paksuusturpoaman pienenemiseen ja ** kuviossa 12 on kuvattu lämpökäsittelyn vaikutusta vanerin kosteuden pienenemiseen.

35 Keksinnössä käytetään esim. kuviossa 1 esitettyä laitteistoa, joka käsittää vaipan 1 ympäröimän uunin 2, johon koekappaleet 3 sijoitetaan. Uuniin on yhdistetty ilman tulo- ja poisto- 104285 7 kanavat 4 ja vastaavasti 5, joiden kautta uunin läpi johdetaan kosteaa ilmaa. Poistokanavaan 5 on tällöin yhdistetty-höyryn syöttöputki 6, jolla uunista poistettavaan ilmaan voidaan syöttää lisää vesihöyryä. Suljetun kierron muodosta-5 miseksi tulo- ja poistokanavat on yhdistetty puhallin- ja lämmityskanaviston 7 kumpaankin päähän. Sanotun kanaviston läpi kulkeva ilma kuumennetaan sähkövastuksilla 8 asetettuun lämpötilaan ja johdetaan puhaltimen 9 kautta uunin tulo-kanavaan 4. Ilman kiertosuunta laitteistossa on ilmoitettu 10 nuolella.

Esitetyllä laitteistolla voidaan huolehtia siitä, että uuniin sijoitetut koekappaleet voidaan kuumentaa haluttuun lämpötilaan kostealla ilmalla. Vaihtelemalla syötettävän höyryn 15 määrää voidaan ilman kosteuspitoisuutta muuttaa. Tavallisesti uunin ilma on kylläinen vesihöyryn suhteen.

Esimerkki 1 .. Puun lämpökäsittely 20 Märkä puu kuivatetaan yllä esitetyssä laitteessa 120 - 140 °C:ssa joko höyryn kanssa tai ilman, jolloin sen väri hieman tummuu, mutta siihen ei synny halkeamia. Puun kosteuden ollessa alle 15 % nostetaan lämpötila ainakin 175 °C:seen, 25 sopivimmin 180 - 250 °C:seen. Käsittelyaika on 2 - 10 tuntia. Laitteistoon johdetaan kyllästettyä höyryä. Lämpötilalla ja ajalla säädetään haluttu tulos. Tuloksena puun väri edelleen tummuu.

30 Kuviossa 2 on esitetty, miten lämpötila ja aika vaikuttavat puun painon pienenemiseen.

Painohäviöllä (weight loss) voidaan siis ohjata muutoksia haluttuun suuntaan. Kuvioissa 3, 4 ja 5 on esitetty puu tan-35 gentin suuntaisen turpoaman pieneminen, säteen suuntaisen turpoaman pieneminen ja puun imemän veden määrän (puun kosteuden) pieneminen suhteessa vertailukappaleisiin. Kuvioiden 8 104285 4 ja 5 käyrät vastaavat kuvion l mallinnettua käyrää.

Lämpökäsittely heikentää puun taivutuslujuutta tietyn paino-häviön jälkeen. Toisaalta kokeissamme totesimme, että muuta-5 mien kappaleiden taivutuslujuudet olivat jopa parempia kuin vertailukappaleiden lujuusarvot (kuvio 6). Tämä johtuu siitä, että lämpökäsitellyt kappaleet imevät selvästi vähemmän vettä tietyssä ilmankosteudessa kuin vertailunäytteet (kuv. 7).

10 Esimerkki 2

Lahotuskoe

Lahotuskoe tehtiin eurooppalaisen standardin EN 113 mukaisesti sovellettuna: rinnakkaisia koekappaleita oli neljä, koe-15 kappaleiden koot 5x20x35 mm, koekappaleita ei huuhdottu ennen koetta. Altistusajat olivat 2, 4, 8 ja 12 viikkoa. Lahottajasienenä käytettiin kellarisientä (Coniophora puteana).

Koekappaleet sahattiin esimerkin 1 mukaisesti käsitellyistä 20 mänty-, koivu-, lehtikuusi- ja kuusilaudoista. Yhteenveto käsittelyolosuhteista on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1. Lahotuskokeen koekappaleiden käsittelyolosuhteet

Koekappale Puulaji__Lämpökäsittely (aika/lpt)_

25 _1__Mänty__1,5 h/200 °C + 1 h /220 °C

_2__Mänty__2 h/220 °C_ 3 Mänty__4 h/210 °C_ 4 Koivu 1 h/160 °C_ _5__Koivu__4 h/210 °C_ 30 _6__Koivu__1 h/160 °C + 2 h/220 °C_ 7 Koivu__1 h/160 °C + 4 h/220 °C_ 8 Lehtikuusi__4 h/210 °C_ _9__Kuusi__4 h/210 °C_ 10 Kuusi 1 h/180 °C_ 35 9 104285 Lämpökäsittelyn jälkeen puukappaleiden kuivapainot määritettiin. Koekappaleet steriloitiin säteilyttämällä (Co-60), steriloidut koekappaleet asetettiin kollemaljoihin mallas-agaralustalla kasvavan sieniviljelmän päälle. Jokaiseen mal-5 jaan laitettiin ainakin yksi lämpökäsitelty koekappale ja yksi käsittelemätön vertailukappale.

Lahotusajan päätyttyä koekappaleet kuivatettiin 103 °C:ssa ja kappaleiden painohäviöt laskettiin EN 113 mukaisesti. Männyn 10 kohdalla saatiin tällöin lämpökäsittelyllä puun painohäviö pienenään alle 10 %:n, kun se käsittelemättömällä puulla on yli 30 %. Koivun, lehtikuusen ja kuusen painohäviöt olivat lämpökäsittelyn jälkeen pienimmillään lähellä nollaa.

15 Lahotuskokeiden tulokset on esitetty kuviossa 8. Kuten kuviosta käy ilmi, lievä lämpökäsittely (160 °C) ei vielä merkittävästi paranna käsitellyn puutavaran lahonkestoa.

Esimerkki 3 « 20 Tuoreen kuusen kuivatus

Kun märkää kuusta (50 x 100 x 1500 mm), lähtökosteus noin 40 %, kuumennettiin keksinnön edullisen kuivatusvaihtoehdon mukaisesti 24 tuntia käyttämällä lämmityksessä apuna säätö-25 järjestelmää siten, että sisä- ja pintalämpötilan välinen ero oli 10 - 20 astetta, ei koekappaleessa ollut halkeamia (kuvio 9). Kuivien koekappaleiden loppukosteus oli alle 5 %.

Esimerkki 4 30 Lämmönjohtavuuden pieneneminen

Taulukossa 2 on esitetty lämpökäsiteltyjen kuusi-, mänty- ja haapakappaleiden lämmönjohtavuudet ja käsittelyolosuhteet.

35 104285 10

Taulukko 2. Koekappaleiden lämmönjohtavuus

Puu/käsittelylampö- Tiheys mittaus- Lämmönjohtavuus tila/aika hetkellä, kg/m3__λ10, W/ (mK)_ 5 Haapa, vertailu__415__0,098_

Haapa, 4 h 210 °C__403__0,077_

Haapa, 10 h 210 °C 379__0,077_

Kuusi, vertailu__497__0,11_

Kuusi, tuore 26 h, 375 0,086 10 lämpökäsittely 3 h / 220 °C___

Kuusi, 8 h 230 °C__399__0,080_ Mänty, vertailu__583__0,13_ Mänty, tuore, lämpö- 520 0,107 15 käsittely 3 h 220 °C___ Mänty, 30 h 230 °C 476__0,088_ 20 Esimerkki 5 • t i

Koivuviilua, paksuus 1,5 mm, lämpökäsiteltiin kuvion 1 mukaisessa uunissa. Käsittelylämpötila oli 200 °C ja aika 2 - 7 h. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Koekappaleet valittiin siten, että viilu jaettiin kahteen 2 osaan, jolloin puolet viilusta jäi vertailukappaleeksi ja 3 puolet lämpökäsiteltiin. Viiluista valmistettiin 3-ply vane 4 ria. Liimoitus tehtiin FF-liimalla. Liima levitettiin sivel 5 timellä liimattaville pinnoille. Viiluja puristettiin 130 6 °C:ssa 6 minuuttia. Puristuspaine oli 1,7 MPa. Vertailuvaneri 7 sekä lämpökäsitellyistä viiluista valmistettu vaneri olivat 8 , samassa puristuksessa.

9 •« 10

Paksuusturpoaman määrittämiseksi koekappaleet kuivattiin 11 uunissa 102 °C:ssa. Tämän jälkeen ne upotettiin 20 °C:eiseen veteen 2, 6, 26 ja 168 tunniksi. Lujuuskokeita varten koekappaleita tasaannutettiin 65 %:n suhteellisessa kosteudessa, minkä jälkeen niistä määritettiin puustamurtumaprosentti, vetolujuus sekä taivutuslujuus. Rinnakkaisia koekappaleita 11 104285 oli testissä mukana 2.

Lämpökäsittelyn aiheuttama painohäviö puun kuivapainosta laskettuna on esitetty kuviossa 10. Käsittelyn seurauksena 5 puun paino pieneni 3,4 - 8,4 %.

Taulukossa 3 on esitetty vanerin paksuusturpoama.

Taulukko 3. Vanerin paksuusturpoama ja kosteus vesiliotukses-10 sa Näyte__Paksuusturpoama Kosteus_ 2 h 6 h 27 h 168 h 2 h 6 h 27 h 168 h 2 h lämpö 2,9 5,5 10,2 11,7 18,0 29,6 50,0 79,1 15 2 h ver- 9,1 11,4 12,3 12,5 38,0 49,5 60,8 72,3 tailu_______ 3 h lämpö 2,7 5,2 8,9 11,0 14,8 27,0 43,2 74,8 3 h ver- 5,5 9,3 10,9 11,1 28,8 43,5 61,4 75,9 tailu_________ 20 4 h lämpö 1,8 3,7 7,4 9,9 13,4 23,6 42,0 74,2 4 h ver- 8,6 11,9 14,5 14,7 28,8 39,3 53,9 66,5 tailu_________ 5 h lämpö 1,9 4,1 8,0 11,2 16,1 27,4 46,6 79,9 5 h ver- 6,8 12,2 10,9 11,1 34,1 47,3 65,6 78,7 25 tailu_______ • . 6 h lämpö 1,8 3,6 6,3 8,6 14,5 25,1 43,0 77,2 6 h ver- 5,4 8,6 10,4 10,6 29,1 43,3 62,8 79,0 tailu_________ 7 h lämpö 1,2 2,8 5,5 7,9 13,2 22,2 38,0 67,5 30 7 h ver- 6,7 9,7 11,1 11,2 31,2 48,8 59,1 73,7 tailu____________

Vertailumateriaalin paksuusturpoamat poikkesivat toisistaan 35 huomattavasti. Tämän vuoksi tulokset on esitetty kuviossa 11 siten, että turpoaman pieneneminen on laskettu suhteessa kunkin koesarjan vertailukappaleeseen nähden. Kuviossa 12 on esitetty puun imemän veden määrän pieneneminen käsittelemättömään näytteeseen verrattuna.

40 12 104285

Paksuusturpoaman osalta parhaat tulokset saavutettiin pisimmällä käsittelyajalla eli 7 tunnin lämpökäsittelyssä. Tällöin 2 tunnin upotuksen jälkeen paksuusturpoama oli 80 % pienempi kuin vertailunäytteellä. Lähes yhtä hyvä tulos saavutettiin 4 5 tunnin käsittelyssä. 2 ja 3 tunnin lämpökäsittely pienensi paksuusturpoamaa 2 tunnin vesiupotuksen jälkeen 50 tai 70 %. Vuorokauden upotuksen jälkeen oli 7 ja 4 tuntia lämpökäsitellyn vanerin paksuusturpoama 50 % pienempi kuin vertailu-vanerin .

10 Lämpökäsittely pienentää puuhun imeytyneen veden määrää (=puun kosteus). Vuorokauden vesiupotuksen jälkeen 7 tuntia lämpökäsitellyn vanerin kosteus oli n. 38 % pienempi kuin vertailuvanerin.

15

Taulukossa 4 on esitetty vanerien lujuusarvot.

Taulukko 4. Vanerien lujuudet 20 Näyte Liimasauman leik- Vetolujuus Kosteus % Taivutus- kauslujuus N/mm2 lujuusko- lujuus keissa N/mm2

Puusta- Leikk.- murtuma % lujuus ___N/mm2____ 2 h lämpö__21__1/7__65,3__5/5__132_ ' : 2 h vertailu 97__3/0__61,7__5_;_3__148_ 3 h lämpö__81__2^4__83,1__4/7__155_ 25 3 h vertailu 98__3/)__101,7__4/.__148_ 4 h lämpö__99__2/2__55,4__5/2__130_ 4 h vertailu 95__3,0__110,9__5,0__165_ 5 h lämpö__100__1/7__50,4__4^2__95_ 5 h vertailu 84__3,1__74,5__4,7__128_ 30 6 h lämpö__99__1/7__37,5__4/,__108_ 6 h vertailu 77__2/1__92,8__4^_9__139_ 7 h lämpö__97__1/3__55,2__4/7__101_ 7 h vertailu 94__3/9__84,5_ 5,4 141 35 13 104235 3-ply vanerin vaatimukset: liimasauman leikkauslujuus, kuiva, lujuus =2,1 N/mm2. Jos lujuus on alle tämän, on puustamurtumaprosentin oltava yli 5 tai = 50 %.

vetolujuus 54 N/mm2 taivutuslujuus 72 N/mm2 Lämpökäsitellyistä viiluista valmistetun vanerin leikkauslu-10 juudet olivat lähes kaikki alle vaadittavan arvon 2,1, mutta koska puustamurtumaprosentti oli yli 50 %, voidaan todeta leikkauslujuuden täyttävän vaatimukset.

Lämpökäsitellystä viilusta valmistetun vanerin vetolujuus oli 15 huonompi kuin vertailuvanerin, mutta täytti kuitenkin vaatimukset. Lämpökäsitellyn vanerin vetolujuusarvot jäivät alle vaatimusten, kun käsittelyaika oli 5 tai 6 tuntia.

20 Esimerkki 6

Kenttäkoe

Koekappaleita (50 x 25 x 500 mm) lämpökäsiteltiin 4 h 220 °C:ssa. Koekappaleet laitettiin koekentälle maakosketukseen. 25 Vuoden kuluttua koekappaleet tarkistettiin ja arvosteltiin.

Arvosteluasteikko on seuraava: 1 = pikkuisen alkavaa lahoa (25%), 2=50%, 3= 75%, 4= koekappale katkeaa painon vaikutuksesta. Tulosten keskiarvot: 30 : Mänty, vertailu = 0,3. Lämpökäsitelty mänty = 0.

Kuusi, vertailu = 1. Lämpökäsitelty kuusi = 0,2.

Koivu, vertailu = 3,6. Lämpökäsitelty koivu = 2,5.

Claims (10)

104285

1. Menetelmä selluloosapohjaisten tuotteiden homeen- ja la-5 honkestävyyden sekä mittapysyvyyden parantamiseksi, jonka menetelmän mukaan - selluloosapohjaiset tuotteet kuivatetaan alle 15 %:n kosteuteen, minkä jälkeen - ne saatetaan lämpökäsittelyyn, joka suoritetaan korote- 10 tussa lämpötilassa, tunnettu siitä, että - käsiteltävät tuotteet pidetään kuivatuksen jälkeen oleellisesti normaali-ilmanpaineessa yli 150 °C:n lämpötilassa kosteassa uunissa, johon syötetään vesihöyryä, 15 ja käsittelyä jatketaan, kunnes tuotteessa on tapahtunut ainakin noin 5 %:n painohäviö.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa menetelmässä selluloosapohjaiset tuotteet kuivatetaan korotetussa 20 lämpötilassa, tunnettu siitä, että märkää tuotetta kuivatettaessa tuotteen sisä- ja ulkolämpötilojen välinen erotus pidetään noin 10 - 30 °C:ssa halkeamien muodostumisen estämiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuote kuivatetaan höyryn läsnäollessa.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, jolloin selluloosapohjainen tuote koostuu puusta, tunnettu 30 siitä, että tuote kuivatetaan a) laittamalla se kuivatusuuniin, jonka lämpötila nostetaan ainakin noin 90 °C:seen, edullisesti ainakin 100 °C:seen, ja pidetään tässä arvossa kunnes selluloosapohjaisen tuotteen lämpötila ainakin likimain on saavuttanut saman lämpötilan, 35 b) nostamalla tämän jälkeen uunin lämpötilaa vähitellen siten, ettei puun sisälämpötilan ja uunin lämpötilan ero ylitä 30 °C, kunnes puun haluttu kosteustila on saavutettu, ja 104285 c) valinnanvaraisesti lopuksi laskemalla uunin lämpötila vähitellen siten, ettei puun sisälämpötilan ja uunin lämpötilan ero ylitä 30 °C, kunnes puun sisälämpötila on saavuttanut halutun lämpötilan. 5

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alle 15 %:n kosteuteen kuivatettua selluloosapohjaista tuotetta käsitellään 180 - 250 °C:ssa 1-20 tunnin, edullisesti noin 2-10 tunnin ajan. 10

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uuniin syötetään kylläistä vesihöyryä.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsitellään puuta, pylväitä, hirsiä, sahatavaraa, viilua, vaneria, lastuja, sahanpuruja tai kuituja.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jolla käsitel- 20 lään mäntysahatavaraa, tunnettu siitä, että kuiva tettu sahatavara pidetään 2-8 tuntia 200 - 250 °C:n lämpötilassa hyvän lahonsuojan aikaansaamiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jolla käsitel- 25 lään kuusisahatavaraa, tunnettu siitä, että kuiva tettu sahatavara pidetään 2-8 tuntia 175 - 210 °C:n lämpötilassa hyvän lahonsuojan aikaansaamiseksi.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jolla käsitel-30 lään koivupuuainetta, tunnettu siitä, että kuivatettu puuaines pidetään 2-8 tuntia 200 - 250 °C:n lämpötilassa hyvän lahonsuojan aikaansaamiseksi. 1 Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jolla käsitel-35 lään lehtikuusipuuainetta, tunnettu siitä, että kuivatettu puuaines pidetään 2-8 tuntia 200 - 250 °C:n lämpötilassa hyvän lahonsuojan aikaansaamiseksi. 16 104285