FI104286B - Ways to prevent internal cracks in wood - Google Patents

Ways to prevent internal cracks in wood Download PDF

Info

Publication number
FI104286B
FI104286B FI942209A FI942209A FI104286B FI 104286 B FI104286 B FI 104286B FI 942209 A FI942209 A FI 942209A FI 942209 A FI942209 A FI 942209A FI 104286 B FI104286 B FI 104286B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
wood
temperature
difference
internal cracks
internal
Prior art date
Application number
FI942209A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI942209A0 (en
FI104286B1 (en
FI942209A (en
Inventor
Pertti Viitaniemi
Saila Jaemsae
Pentti Ek
Alpo Ranta-Maunus
Original Assignee
Valtion Teknillinen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=8540685&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI104286(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Priority to FI942209A priority Critical patent/FI104286B/en
Publication of FI942209A0 publication Critical patent/FI942209A0/en
Priority to AU66516/94A priority patent/AU6651694A/en
Priority to ES94915166T priority patent/ES2154676T3/en
Priority to PT94915166T priority patent/PT695408E/en
Priority to AT94915166T priority patent/ATE198661T1/en
Priority to CA002162374A priority patent/CA2162374C/en
Priority to US08/545,791 priority patent/US5678324A/en
Priority to EP94915166A priority patent/EP0695408B1/en
Priority to DE69426563T priority patent/DE69426563T2/en
Priority to DK94915166T priority patent/DK0695408T3/en
Priority to PCT/FI1994/000190 priority patent/WO1994027102A1/en
Priority to JP52502094A priority patent/JP3585492B2/en
Priority to EP95918005A priority patent/EP0759137B1/en
Priority to DE69501588T priority patent/DE69501588T2/en
Priority to AU24106/95A priority patent/AU2410695A/en
Priority to AT95918005T priority patent/ATE163084T1/en
Priority to DK95918005T priority patent/DK0759137T3/en
Priority to PCT/FI1995/000252 priority patent/WO1995031680A1/en
Priority to FI955391A priority patent/FI104285B/en
Publication of FI942209A publication Critical patent/FI942209A/en
Publication of FI104286B1 publication Critical patent/FI104286B1/en
Publication of FI104286B publication Critical patent/FI104286B/en
Application granted granted Critical
Priority to GR20010400549T priority patent/GR3035701T3/en

Links

Landscapes

  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Description

104286104286

Menetelmä puun sisähalkeamisen estämiseksiA method for preventing internal wood splitting

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon menetelmää puun sisähal-5 keamisen estämiseksi korkeissa lämpötiloissa.The present invention relates to a process for the prevention of internal wood splitting at high temperatures according to the preamble of claim 1.

Puun kuivatuksessa, lämpömodifioinnissa ja yleensä eri valmistusprosesseissa tarvitaan lämpöä. Lämmitettäessä puuta se laajenee. Yleensä puun lämpölaajenemista on pidetty pienenä, eikä siihen ole kiinnitetty huomioita lämpökäsittelyissä. Tosiasiassa kuitenkin 10 ainoastaan puun pituuden suuntainen lämpölaajeneminen on pientä; kohtisuoraan syitä vasten se on jopa suurempi kuin alumiinin. Puun poikittaissuunnassa tapahtuva suuri lämpölaajeneminen saa helposti aikaan sisäisiä halkeamia, ellei sitä oteta huomioon kehitettäessä erityyppisiä prosesseja.Heat is needed in wood drying, heat modification and generally in various manufacturing processes. When wood is heated, it expands. In general, the thermal expansion of wood has been kept low and no attention has been paid to heat treatment. In fact, however, 10 only the thermal expansion along the length of the tree is small; perpendicular to the reasons it is even larger than aluminum. The large thermal expansion in the transverse direction of the wood easily causes internal cracks unless it is taken into account in the development of various types of processes.

15 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyvät ongel mat ja saada aikaan ratkaisu puun lämpölaajenemiseen liittyvien ilmiöiden hallitsemiseksi, etenkin puun sisähalkeamien estämiseksi, sellaisissa tapauksissa, joissa puuta lämmitetään yli 90 °C, tyypillisesti yli 100 °C.The object of the present invention is to eliminate the problems of the prior art and to provide a solution for controlling the phenomena related to the thermal expansion of wood, in particular to prevent internal cracks in wood in cases where the wood is heated above 90 ° C, typically above 100 ° C.

20 Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että sellaisissa prosesseissa, joissa puuta pidetään korotetussa lämpötilassa, puun sisäosan ja vastaavasti puun ulkopinnan lämpötilat määritetään jatkuvasti ja niiden erotus pidetään samoin jatkuvasti kohtuullisen pienenä. Näin : menetellään sekä kuumennusvaiheessa, jossa puun lämpötilaa nostetaan esim. puun kuivattamiseksi, että jäähdytysvaiheessa, jossa puu jäähdytetään takaisin peruslämpöti-25 laan. Sopivimmin sanottu lämpötilaerotus on korkeintaan noin 30 °C. On yllättäen todettu, että esitetyllä ratkaisulla voidaan jopa täysin estää halkeamien muodostuminen puuainekseen.The invention is based on the idea that in processes where the wood is kept at elevated temperature, the temperatures of the inner wood and the outer surface of the wood, respectively, are continuously determined and their difference is kept consistently low. This is the case both in the heating step, in which the temperature of the wood is increased to dry the wood, for example, and in the cooling step, in which the wood is cooled back to the base temperature. Most preferably, said temperature difference is at most about 30 ° C. It has surprisingly been found that the solution presented can even completely prevent the formation of cracks in the wood.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tun-30 nusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkki osassa.More specifically, the method of the invention is essentially characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1.

Puun "sisälämpötila" tarkoittaa esillä olevassa keksinnössä sitä lämpötilaa, joka vallitsee puussa jonkin matkan päässä puun ulkopinnoista. Puukappaleen muodon mukaan "sisä- 2 104286 lämpötila" mitataan tyypillisesti ainakin noin 2-5 cm:n syvyydessä.In the present invention, the "indoor temperature" of wood is the temperature that exists in the wood some distance from the outside of the wood. Depending on the shape of the piece of wood, the "internal temperature" of 1042866 is typically measured at a depth of at least about 2 to 5 cm.

"Ulkolämpötila" tarkoittaa lämpötilaa puun pinnalla tai hieman sen alla. "Ulkolämpöti-la" vastaa siten monissa tapauksissa oleellisesti ympäristön lämpötilaa."Outdoor temperature" means the temperature on or just below the surface of the wood. Thus, in many cases, the "outdoor temperature" corresponds substantially to the ambient temperature.

55

Kun tunnetun tekniikan mukaisesti kuumennetaan esim. puuusepänkuivuusastetta vastaavaa puuta noin 200 °C:ssa lämpenee se pinnaltaan nopeasti samaan lämpötilaan, eli noin 200 °C:seen. Puun sisäosien lämpeneminen pysähtyy kuitenkin noin 100 °C:ssa, kunnes puun sisäosan kosteus on laskenut alle 5 %. Vasta tämän jälkeen sisäosan läm-10 pötila alkaa nopeasti kohota. Lämpenemistapahtuman seurauksena lämpötilaerot yhdis tettynä puun kuivuusasteeseen saavat aikaan sisähalkeamia, jotka eivät näy päällepäin mutta jotka kuitenkin tekevät puusta käyttökelvottoman. Keksinnössä korotetaan lämpötilaa vähitellen siten, ettei lämpötilaero puun pinnan ja sisäosan välillä pääse kasvamaan 30 °C suuremmaksi. Edullisesti lämpötilaero pidetään 10 - 30 °C:n suuruisena.When wood according to the prior art is heated, for example, to a degree of dryness of wood joinery at about 200 ° C, it quickly warms up to the same temperature, i.e. about 200 ° C. However, the heating of the wood interior stops at about 100 ° C until the humidity of the wood interior has dropped below 5%. It is only after this that the temperature inside the core begins to rise rapidly. As a result of the warming-up, the temperature differences, when combined with the drought of the wood, produce internal cracks which are not visible on the surface but which nevertheless render the wood unusable. In the invention, the temperature is gradually increased so that the temperature difference between the wood surface and the interior cannot be increased by 30 ° C. Preferably, the temperature difference is maintained at 10-30 ° C.

1515

Keksinnön mukainen ratkaisu voidaan toteuttaa siten, että koekappaleeseen sovitetaan ainakin kaksi anturia, joista toinen mittaa puun sisälämpötilan ja toinen pintalämpötilan. Suurempia puutavaramääriä kuivatettaessa on syytä varustaa useampi koekappale antureilla. Teollismittakaavassa toimitaan edullisesti siten, että mittaustulosten perusteella 20 määritetään kullekin puutavaralle sopiva lämmitysohjelma, jossa otetaan huomioon lähtökosteuden vaikutus prosessiin.The solution according to the invention can be implemented by applying at least two sensors to the test piece, one measuring the internal temperature of the wood and the other measuring the surface temperature. When drying larger quantities of wood, more specimens should be equipped with sensors. On an industrial scale, it is advantageous to determine, on the basis of the measurement results, a suitable heating program for each timber, taking into account the effect of the initial humidity on the process.

Erään vaihtoehtoisen sovellutusmuodon mukaan varsinainen keksinnön mukainen lämpökäsittely aloitetaan vasta, kun puun sisäosan kosteus on laskenut alle 10 %:n, joissain 25 tapauksissa jopa alle yllä mainitun 5 %:n rajan. Niinpä tämän vaihtoehdon ensi vaihees sa huoneen tai tehtaan lämpötilassa oleva puukappale laitetaan kuivatusuuniin noin 110 -140 °C:n lämpötilaan veden pääosan poistamiseksi. Tämän jälkeen, kun puun sisälämpötila on noussut ainakin likimain tuohon arvoon, ympäristön, eli kuivatusuunin lämpötilaa ruvetaan korottamaan vähitellen pitäen puun sisä- ja ulkolämpötilojen välistä eroa 30 noin 30 °C pienempänä.According to an alternative embodiment, the actual heat treatment according to the invention is started only when the humidity of the wood interior has dropped below 10%, in some cases even below the above 5% limit. Thus, in the first step of this alternative, a piece of wood at room or factory temperature is placed in a drying oven at a temperature of about 110 to 140 ° C to remove most of the water. Thereafter, when the internal temperature of the wood has increased to at least that value, the temperature of the ambient, i.e., drying oven, is gradually increased, keeping the difference between the internal and external temperatures of the wood 30 to about 30 ° C.

Keksinnön mukaista ratkaisua voidaan etenkin soveltaa puutavaran kuumakuivatukseen 3 104286 ja lämpökäsittelyyn. Kuumakuivatuksessa puutavara kuivatetaan esim. alle 15 % :n kosteuteen, eräissä tapauksissa edullisesti alle 10 %:n kosteuteen.The solution according to the invention is particularly applicable to heat drying of wood 3 104286 and heat treatment. In hot drying, the wood is dried, for example, to less than 15% moisture, in some cases preferably to less than 10% moisture.

Esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä keksinnöllä pystytään 5 nopeuttamaan normaalikuivausta, hallitsemaan erikoiskuivauksia yli 100 °C lämpötilois sa ja kehittämään puristuskuivaussovellutuksia.The present invention achieves significant advantages. Thus, the invention is capable of accelerating normal drying, controlling special drying at temperatures above 100 ° C, and developing compression drying applications.

Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan oheisten piirustusten ja muutaman sovellutusesimerkin avulla.The invention will now be further explored by means of the accompanying drawings and a few embodiments.

1010

Kuviossa 1 on esitetty puun eri kohdista mitatut lämpötilat ajan funktiona kuumennettaessa tuoretta kuusta 220 °C:ssa 5 tuntia tunnetun tekniikan mukaisesti, kuviossa 2 on esitetty vastaavat lämpötilamittaukset tuoreesta kuusesta, jota on kuumennettu samaan lämpötilaan 24 tuntia, jolloin puun sisä- ja ulkopintojen välisten lämpötilo-15 jen erotus kuumennuksen aikana on keksinnön mukaisesti pidetty 30 °C pienempänä, kuviossa 3 on esitetty kuviota 1 vastaava (perinteisellä tavalla saatu) mittaustulos haavalle ja kuviossa 4 on esitetty keksinnön mukaisella menetelmällä saadut lämpötilamittaustulok-set haavalle.Fig. 1 shows the temperatures measured at different points of the wood as a function of time when heating fresh spruce at 220 ° C for 5 hours according to the prior art, Fig. 2 shows corresponding temperature measurements of fresh spruce heated to the same temperature for 24 hours, The difference of -15 during heating has been kept below 30 ° C in accordance with the invention, Fig. 3 shows the measurement result (conventionally obtained) for the wound and Fig. 4 shows the temperature measurement results obtained with the method according to the invention.

2020

Esimerkki 1 : Kuusen käsittely korotetussa lämpötilassaExample 1: Treatment of spruce at elevated temperature

Kun märkää kuusta (50 x 100 x 1500 mm), jonka kosteus oli noin 40 %, kuumennettiin 25 5 tuntia oheisen kuvion 1 mukaisesti ilman, että sisä- ja ulkopintojen välistä lämpötila eroa olisi mitenkään rajoitettu, havaittiin koekappaleen halkaisussa pieniä sisähalkeamia. Käsittelyn tuloksena kappale saatiin kuivatuksi alle noin 5 %:n loppukosteuteen.When wet spruce (50 x 100 x 1500 mm) with a humidity of about 40% was heated for 25 hours as shown in Figure 1 without any limitation on the temperature difference between the inner and outer surfaces, small internal cracks were observed in the specimen splitting. As a result of the treatment, the piece was dried to a final moisture content of less than about 5%.

Kun vastaavankokoinen koekappale märkää kuusta sensijaan kuumennettiin keksinnön 30 mukaisesti 24 tuntia käyttämällä lämmityksessä apuna keksinnön mukaista ratkaisua siten, että sisä- ja pintalämpötilan välinen ero oli 30 °C, ei koekappaleessa ollut halkeamia (kuvio 2). Kuivan koekappaleen loppukosteus oli alle noin 5 %.When a wet specimen of the same size from a wet moon to a spot was heated for 24 hours in accordance with the invention, the solution of the invention was heated with a temperature difference of 30 ° C, with no difference in the specimen (Fig. 2). The dry specimen had a final moisture content of less than about 5%.

, 104286 4, 104286 4

Esimerkki 2Example 2

Haavan käsittely korotetussa lämpötilassa 5 Kun kuivaa haapaa (38 x 100 x 1500 mm) kuumennettiin 7 tuntia käyttämällä keksinnön mukaista ratkaisua, oli tuloksena nopea ja hallittu lopputulos, eikä sahatavarassa ollut halkeamia. Kun vastaava lämpökäsittely tehtiin 3 tunnin ajan ilman, että sisä- ja ulkopintojen välistä lämpötilaeroa olisi mitenkään rajoitettu, havaittiin kappaleiden sisäosissa pieniä sisähalkeamia, jotka tekevät puusta käytännössä käyttökelvottoman.Wound Treatment at Elevated Temperature 5 Dry aspen (38 x 100 x 1500 mm) was heated for 7 hours using the solution of the invention, resulting in a quick and controlled end result with no cracks in the lumber. When the corresponding heat treatment was carried out for 3 hours without any limitation of the temperature difference between the inner and outer surfaces, small internal cracks were found in the interior of the pieces, which render the wood practically unusable.

1010

Molemmissa tapauksissa puun loppukosteus oli alle 5 %.In both cases, the final moisture content of the wood was less than 5%.

Claims (4)

5 1042865, 104286 1. Menetelmä puun sisähalkeamien muodostumisen vähentämiseksi yli 90 °C:n lämpötilassa tapahtuvan lämpökäsittelyn yhteydessä, tunnettu siitä, että puun sisäosa 5 saatetaan alle 10 % :n kosteuteen, minkä jälkeen ympäristön lämpötilaa korotetaan vähitellen siten, että puun sisältä ja vastaavasti sen ulkopinnalta mitattujen lämpötilojen välinen ero on korkeintaan 30 °C.A method for reducing the formation of internal cracks in wood during heat treatment above 90 ° C, characterized in that the internal wood part 5 is brought to less than 10% humidity, whereupon the ambient temperature is gradually increased so that the temperature measured inside and outside the wood the difference is not more than 30 ° C. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu 10 lämpötilaero pidetään 10 - 30 °C:n suuruisena.A method according to claim 1, characterized in that said temperature difference is maintained at 10-30 ° C. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puutavaralle suoritetaan ennen lämpökäsittelyä kuivatus kuivatusuunissa noin 110 - 140 °C:n lämpötilassa puun kosteuden alentamiseksi. 15Method according to claim 1, characterized in that the wood is subjected to drying in a drying oven at a temperature of about 110 ° C to 140 ° C before heat treatment to reduce the moisture content of the wood. 15 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötilaero pidetään 10 - 30 °C:ssa puuta jäähdytettäessä. • * 6 104286Method according to Claim 1, characterized in that the temperature difference is maintained at 10 to 30 ° C when the wood is cooled. • * 6 104286
FI942209A 1993-05-12 1994-05-11 Ways to prevent internal cracks in wood FI104286B (en)

Priority Applications (20)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI942209A FI104286B (en) 1994-05-11 1994-05-11 Ways to prevent internal cracks in wood
JP52502094A JP3585492B2 (en) 1993-05-12 1994-05-13 Method for improving biodegradation resistance and dimensional stability of cellulose products
DK94915166T DK0695408T3 (en) 1993-05-12 1994-05-13 Method of improving the resistance of cellulose-containing products to mold and advice
ES94915166T ES2154676T3 (en) 1993-05-12 1994-05-13 PROCEDURE FOR INCREASING THE RESISTANCE OF CELLULOSICAL PRODUCTS AGAINST FUNGI AND PUTREFACTION.
PT94915166T PT695408E (en) 1993-05-12 1994-05-13 PROCESS FOR INCREASING THE RESISTANCE OF CELLULOSEAL PRODUCTS AGAINST PAIN AND POWDER
AT94915166T ATE198661T1 (en) 1993-05-12 1994-05-13 METHOD FOR IMPROVING THE RESISTANCE OF CELLULOSE-CONTAINING PRODUCTS TO MOLD AND ROT
CA002162374A CA2162374C (en) 1993-05-12 1994-05-13 Method for improving biodegradation resistance and dimensional stability of cellulosic products
US08/545,791 US5678324A (en) 1993-05-12 1994-05-13 Method for improving biodegradation resistance and dimensional stability of cellulosic products
EP94915166A EP0695408B1 (en) 1993-05-12 1994-05-13 Method for increasing the resistance of cellulosic products against mould and decay
DE69426563T DE69426563T2 (en) 1993-05-12 1994-05-13 METHOD FOR IMPROVING THE RESISTANCE OF PRODUCTS CONTAINING CELLULOSE AGAINST MOLD AND ROT
AU66516/94A AU6651694A (en) 1993-05-12 1994-05-13 Method for improving biodegradation resistance and dimensional stability of cellulosic products
PCT/FI1994/000190 WO1994027102A1 (en) 1993-05-12 1994-05-13 Method for improving biodegradation resistance and dimensional stability of cellulosic products
PCT/FI1995/000252 WO1995031680A1 (en) 1994-05-11 1995-05-11 Method for processing wood at elevated temperatures
EP95918005A EP0759137B1 (en) 1994-05-11 1995-05-11 Method for processing wood at elevated temperatures
DE69501588T DE69501588T2 (en) 1994-05-11 1995-05-11 METHOD FOR WORKING WOOD AT RISED TEMPERATURES
AU24106/95A AU2410695A (en) 1994-05-11 1995-05-11 Method for processing wood at elevated temperatures
AT95918005T ATE163084T1 (en) 1994-05-11 1995-05-11 METHOD FOR PROCESSING WOOD AT ELEVATED TEMPERATURES
DK95918005T DK0759137T3 (en) 1994-05-11 1995-05-11 Process for wood processing at elevated temperatures
FI955391A FI104285B (en) 1993-05-12 1995-11-09 Process for Improving Biodegradation Strength and Dimensional Stability of Cellulosic Products
GR20010400549T GR3035701T3 (en) 1993-05-12 2001-04-05 Method for improving biodegradation resistance and dimensional stability of cellulosic products

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI942209 1994-05-11
FI942209A FI104286B (en) 1994-05-11 1994-05-11 Ways to prevent internal cracks in wood

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI942209A0 FI942209A0 (en) 1994-05-11
FI942209A FI942209A (en) 1995-11-12
FI104286B1 FI104286B1 (en) 1999-12-15
FI104286B true FI104286B (en) 1999-12-15

Family

ID=8540685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI942209A FI104286B (en) 1993-05-12 1994-05-11 Ways to prevent internal cracks in wood

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI104286B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI942209A0 (en) 1994-05-11
FI104286B1 (en) 1999-12-15
FI942209A (en) 1995-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU730803C (en) Process for treating green wood and accelerating drying of green wood
US3521373A (en) Process and plant for the vacuum drying of wood in the form of planks or laths
JP3898764B2 (en) Method of treating wood at the glass transition temperature of wood
US4182048A (en) Method of drying lumber
CA1125959A (en) Process and plant for drying solid wood in planks or semi-finished products by means of a superheated steam system
CA2333883C (en) Method and apparatus for drying wood
CA1119397A (en) Method for preventing sticker marks on architectural grade plywood and lumber
RU2162993C2 (en) Method for wood drying
EP0759137B1 (en) Method for processing wood at elevated temperatures
FI104286B (en) Ways to prevent internal cracks in wood
Chang et al. Hygroscopic property of heat treated yellow poplar (Liriodendron tulipifera) wood
Pang et al. The application of mathematical models to the commercial high-temperature drying of softwood lumber
US20040045183A1 (en) Double-shell dryer
FI73310B (en) SAETT ATT BESTAEMMA FUKTKVOTEN I VIRKE UNDER TORKNING.
JP2007022077A (en) Lumber-drying method
JPH1076501A (en) Check-inhibiting drying method of boxed timber for pillar
FI103834B (en) Method for drying wood
JP2575767B2 (en) How to improve the quality of wood
Haslett et al. Effect of pressure drying and pressure steaming on warp and stiffness of radiata pine lumber
JP2003170405A (en) Method and apparatus for drying by steam heating of lumber
Pang et al. High-temperature kiln drying of softwood timber: The role of mathematical modelling
FI104285B (en) Process for Improving Biodegradation Strength and Dimensional Stability of Cellulosic Products
CA2441553A1 (en) Method for drying timber
WO2002101308A1 (en) Method for drying wood
JPH011502A (en) Wood material improvement method

Legal Events

Date Code Title Description
FCK Appeal rejected

Free format text: APPLICATION REJECTED