FI110241B - Menetelmä puristettujen puukappaleiden valmistamiseksi - Google Patents

Description

110241

Menetelmä puristettujen puukappaleiden valmistamiseksi

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää pu-5 ristettujen puukappaleiden valmistamiseksi.

Tällaisen menetelmän mukaan puukappaletta puristetaan haluttuun muotoon ja se saatetaan lämpökäsittelyyn korotetussa lämpötilassa puristuksen aiheuttaman muodonmuutoksen kiinnittämiseksi.

10

Puristamalla voidaan lisätä puukappaleen pintakovuutta. Puristettuja puutuotteita käytetään siksi esim. lattiapäällysteissä. Muotoon puristettujen puukappaleiden epäkohtana on se, että puristus palautuu ainakin osittain kosteissa olosuhteissa. Niinpä puristetun puukappaleen pysyvä paksuusturpoama vesiliotuksessa on tyypillisesti yli 30 %.

15

Kyllästämällä puukappaletta ennen puristusta kemikaaleilla, kuten happoanhydrideillä, voidaan paksuusturpoamaa vähentää. Kyseinen tekniikka soveltuu kuitenkin käytettäväksi vain pehmeille puulajeille, kuten havupuille.

> · ‘ 20 Youichi Ito työryhmineen on osoittanut, että puristepuun muodonmuutos voidaan saada ’ ’ ”: pysyväksi käsittelemällä puristettua puuta autoklaavissa höyryllä (Y. Ito et ai.: . ·: ·. Compressive-Molding of Wood by High-Pressure Steam-Treatment: Part 1 ja Part 2, Holz- . '1 ’; forschung, 52 (1998) 211 - 221). Tunnettu ratkaisu pitää sisällään sen, että puukappaleita pehmennetään ensin kyllästetyllä höyryllä 150 °C:ssa, minkä jälkeen ne puristetaan ko- : : : 25 koon. Lämpötila nostetaan sitten 190 - 200 °C:een ja höyrytystä jatketaan tässä lämpötilas- | : sa muutamia minuutteja. Tunnetussa menetelmässä on oleellista, että puukappaleet pide- j : ;': tään puristuksessa koko käsittelyn aikana ja että lämpökäsittely suoritetaan korotetussa > · » | : ’ 1 : paineessa. Tästä syystä Ito työryhmineen on joutunut kehittämään menetelmän toteuttami- . ‘; seen uuden korkeapaine-, höyrypuristus-/muokkauslaitteiston, joka kestää jopa 2 MPa:n : ‘ ·. 1 30 paineita. On selvää, että tällainen erityislaitteisto on investointikustannuksiltaan suurempi kuin normaali-ilmanpaineessa toimiva laitteisto. Ei voida myöskään unohtaa vahinkoriskiä, jonka korkeiden toimintapaineiden käyttäminen aina aiheuttaa.

2 110241 Lämpökäsittelyä on tekniikan tasossa käytetty puukappaleiden kosteuselämisen vähentämiseen onnistuneesti. FI-patenttihakemuksessa 955391 on esitetty lämpökäsittelymenetelmä, jonka mukaan alle 15 %:n kosteuteen kuivattua puuta käsitellään normaali-ilman-painees-sa, yli 150 °C:n lämpötilassa ja vesihöyryn läsnäollessa, kunnes tuotteessa on tapahtunut 5 ainakin 5 %:n painohäviö. Tällainen käsittely parantaa hakemuksen mukaan selluloosa-pohjaisten tuotteiden homeen-ja lahonkestävyyttä sekä mittapysyvyyttä. Hakemuksessa käsitellään kuitenkin vain kuivattuja, ei siis puristettuja, "selluloosapohjaisia tuotteita". Niinpä hakemuksessa ei luonnollisesti myöskään puhuta mahdollisuudesta käyttää lämpökäsittelyä muodonmuutoksen kiinnittämiseen.

10

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyvät epäkohdat ja saada aikaan aivan uudenlainen ratkaisu puristettujen puukappaleiden valmistamiseksi.

15 Keksintö perustuu siihen yllättävään havaintoon, että lämpökäsittely kiinnittää puukappaleeseen puristamalla aikaansaadun muodonmuutoksen. Esillä olevan keksinnön menetelmän mukaan puukappaletta ensin puristetaan haluttuun muotoon. Puristusvaihe suoritetaan .'.'. korotetussa lämpötilassa, ja puukappale kuivataan samalla alle 15 %:n kosteuteen. Puris- :': *: tuksen aiheuttama muodonmuutos saadaan kiinnitetyksi lämpökäsittelyllä, joka suoritetaan ': · 20 normaali-ilmanpaineessa ja höyryn läsnäollessa. Lämpötila lämpökäsittelyssä on yli 180 ':: °C. Lämpökäsittelyä jatketaan, kunnes tuotteessa on tapahtunut ainakin noin 3 %:n paino- *. · · häviö.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnus-; ’. 25 omaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

j * *·"··’ Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Verrattuna puristettuun puuhun, jota ei •; ’ ole lämpökäsitelty, mittapysyvyys paranee oleellisesti. Keksinnön mukaisesti valmistettu- | ·. · · jen puristettujen puukappaleiden turpoama vesiliotuksessa on huomattavasti pienempi kuin j · 30 sellaisten puristettujen puukappaleiden, joita ei ole lämpökäsitelty. Lisäksi keksinnön mu kaisella menetelmällä valmistetut puukappaleet palautuvat kuivatuksen jälkeen lähtöpak-suuteen, kun taas perinteisesti valmistetut puristetut puukappaleet kärsivät pysyvästä pak- 3 110241 suusturpoamasta.

Keksinnön mukaisesti valmistettujen puukappaleiden pintakovuus on ainakin yhtä hyvä kuin puristettujen, mutta lämpökäsittelemättömien puukappaleiden. Keksinnön mukaisessa 5 ratkaisussa lämpökäsittelyä ei tarvitse suorittaa korotetussa paineessa. Normaali-ilmanpaineessa toimiva prosessi on turvallisempi ja edullisempi kuin tunnetun tekniikan korkea-painemenetelmä.

Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettuja puukappaleita voidaan käyttää esimer-10 kiksi lattialankkuina, parketissa, pöydissä ja yleensäkin kovuutta ja lujuutta vaativissa käyttökohteissa.

Keksintöä ryhdytään seuraavassa tarkastelemaan yksityiskohtaisen selityksen ja sovellutusesimerkkien avulla oheisiin piirustuksiin viitaten.

15

Kuviossa 1 on esitetty lämpötila ajan funktiona keksinnön mukaisen, puristetulle puulle tehtävän lämpökäsittelyn aikana.

• _ Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen lämpökäsittelyn vaikutus kokoonpuristetun . . ·. koivun mittapysyvyyteen, ja .: - 20 Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen lämpökäsittelyn vaikutus kokoonpuristetun • · i männyn mittapysyvyyteen.

: Määritelmät •' * 25 Tämän keksinnön yhteydessä termiä "puukappale" on käytetty kuvaamaan mistä tahansa > * t ‘ ‘ puulajista koostuvaa kappaletta, joka voi olla kooltaan ja muodoltaan hyvinkin vaihteleva; tyypillisesti se on massiivipuuta, esimerkiksi sahatavaraa, kuten lankku, lauta, hirsi tai pyl-'. · ‘ väs, tai se voi olla hyvinkin pieni tai ohut tai epäsäännöllisen muotoinen kappale. Keksin- : f ·' ·' nön mukaisella menetelmällä voidaan käsitellä mitä tahansa puulajia, mutta erityisen 30 käyttökelpoinen menetelmä on, kun puukappale on koivua, kuusta, mäntyä, haapaa, kirsikkapuuta, tammea, pyökkiä, vaahteraa, lehmusta, pihlajaa, saamia tai leppää.

4 110241 "Kokoonpuristumalla" tarkoitetaan sitä mittaa, minkä puukappaleen paksuus pienenee puristettaessa.

"Puristusaste" puolestaan on kokoonpuristuma jaettuna puukappaleen alkuperäisellä pak-5 suudella. Prosenteissa ilmaistuna edellä kuvatulla tavalla saatu luku kerrotaan vielä sadalla.

Tämän keksinnön yhteydessä "kokonaispuristusaika" tarkoittaa ajanjaksoa, jolloin puukappale on altistettuna ulkopuoliselle puristusvoimalle. Kokonaispuristusaikaan lasketaan paitsi se aika, jolloin puukappaletta aktiivisesti puristetaan, myös aika, jolloin vaste on jo kos-10 ketuksessa vastakkaiseen puristuslevyyn ja puristinlevyt pidetään edelleen kiinni.

"Paksuusturpoamalla" tarkoitetaan puukappaleen prosentuaalista paksuuden kasvua vesi-liuoksessa. "Pysyvä paksuusturpoama" puolestaan tarkoittaa paksuusturpoamaa, joka ei juurikaan palaudu kappaleen kuivaamisen jälkeen.

15

Kokonaisprosessi

Edullisesti puristusvaiheessa käytetään kosteaa puuta, joka puristetaan haluttuun muotoon i .' kaasua läpäiseviä pintoja vasten samalla kun puuta lämmitetään. Lämpöä käytetään, jotta ' ' · ‘ 20 kostea puukappale kuivaisi nopeammin. Keksinnön toteuttamisen kannalta voidaan aivan 5 · · • · · * t yhtä hyvin puristaa sellaista puukappaletta, joka on kuivattu osittain tai kokonaan erillises- • 11·· sä vaiheessa, mutta tyypillisesti pyritään säästämään sekä aikaa että energiaa, joita molem- > · · pia erilliseen kuivaamiseen kuluu runsaasti. Toisaalta kostea puu myös puristuu helpom- • · min. Oleellista on, että puristetun puukappaleen kosteus ennen lämpökäsittelyä on alle 15 : ·. 25 %, edullisesti alle 12 % ja erityisen edullisesti korkeintaan 10 %.

• · • · ‘ ·, Puristaminen voidaan myös suorittaa ilman samanaikaista lämmitystä, jolloin puristettua • · ·, puukappaletta lämmitetään vasta puristamisen jälkeen. Puristettavan kappaleen samanai kainen lämmittäminen edustaa kuitenkin nopeampaa ja siten taloudellisesti kiinnostavan!- » · ·_ ; 30 paa ratkaisua.

• ·

Keksinnön edullisessa sovelluksessa käytettävä puristuslaitteisto koostuu puristuslevyistä, 5 110241 joiden levypinnat ovat lämmitettäviä. Vaihtoehtoisesti lämpö voidaan tuoda puhaltamalla, mutta edullisimmin käytetään lämmitettäviä levyjä. Puristuslevyjä on tyypillisesti kaksi, ja ne sijaitsevat tyypillisesti puristettavan kappaleen ylä-ja alapuolella, mutta periaatteessa puukappaletta voidaan puristaa myös useammalla puristuslevyllä ja mistä tahansa suun-5 nasta. Puristuspinnat on edullisesti päällystetty kaasua, erityisesti vesihöyryä, läpäisevillä viiroilla. Viirat ovat esimerkiksi revitettyä muovia tai metallia tai metalliverkkoa. Puristettavat puukappaleet sijoitetaan viirojen väliin. Puristuksen pituutta rajoitetaan puristuslevy-jen päihin sijoitettavien vasteiden avulla. Vasteen paksuus määrää puristusasteen, koska kun vaste ottaa kiinni vastakkaiseen puristinlevyyn, ei puukappaleeseen enää kohdistu sel-10 laista puristusvoimaa, joka pienentäisi puun paksuutta. Edullisesti puukappaleen puris-tusaste on ainakin 20 %, erityisen edullisesti noin 30 - 40 % tai jopa sitä suurempi.

Edullisesti käytetään FI-patentissa 91947 kuvattua puristuslaitteistoa.

15 Puristusvaiheen aikana puun lämpötila on noin 80- 170 °C. Puun lämpötilaa säädetään puristuksen aikana siten, että lämpötila alkuvaiheessa on tyypillisesti sanotun alueen ylärajoilla, tyypillisesti noin 150 - 170 °C ja puristuksen loppuvaiheessa lämpötila lasketaan , , ·. sanotun alueen alarajoille, tyypillisesti noin 80- 125 °C:een.

. · · 20 Edullisesti puristuksen yhteydessä huolehditaan siitä, ettei tuotteeseen synny halkeamia.

• t ( * • · · i Tähän päämäärään päästään määrittämällä jatkuvasti puun sisäosan ja vastaavasti puun : : : ulkopinnan lämpötilat ja pitämällä lämpötilojen erotus jatkuvasti kohtuullisen pienenä.

:: : Sopivimmin sanottu erotus on korkeintaan noin 30 °C, edullisesti noin 10-30 °C, erityisen edullisesti noin 15-25 °C. Näin menetellään sekä lämpötilan nostossa että sen laskussa.

·;/ 25 | ’ Puristuspaine määräytyy puristinlevyjen sulkeutumisnopeuden mukaan. Tyypillisesti le- v.. * vyjen sulkeutumisnopeudeksi asetetaan 5-10 mm/h, edullisesti 7-8 mm/h. Paine kasvaa ' · ‘ sitä suuremmaksi, mitä lähemmäksi toisiaan puristuslevyjä painetaan.

. ·: 30 Tyypillisesti puristusnopeus pyritään pitämään tasaisena, mutta on toki mahdollista myös vaihdella puristusnopeutta puristuksen aikana. Tällöin ensimmäisessä vaiheessa kosteaa puukappaletta puristetaan nopeasti haluttuun muotoon ja toisessa vaiheessa puristuspaine 6 110241 lasketaan tasolle, joka aiheuttaa vähintään yhtä suuren muodonmuutoksen kuin puun kuivumisesta aiheutuva kutistuminen. Ensimmäinen vaihe kestää tyypillisesti noin 10-30 min, minkä jälkeen puristuspaine lasketaan noin neljännekseen alkuperäisestä.

5 Puristusvaiheen kesto riippuu paitsi tavoitellusta kokoonpuristumasta, myös puristetun puun halutusta kosteudesta. Tämän keksinnön yhteydessä pyritään alle 15 %:n kosteuteen ennen lämpökäsittely vaihetta. Tyypillisesti tämä saavutetaan 3-10 h:n, edullisesti noin 5 - 7 h:n kokonaispuristusajassa.

10 Puristusvaiheen jälkeen puukappale poistetaan ja viedään erilliseen lämpökäsittelyvaihee- seen. Lämpökäsittelyvaiheessa puukappaletta ei enää puristeta.

Puristetun puukappaleen paksuusturpoama vesiliotuksessa asetetaan lämpökäsittelyllä arvoon, joka 1 viikon liotusajalla on korkeintaan 10 %, edullisesti korkeintaan 8 %, erityisen 15 edullisesti korkeintaan 6 %. Tavallisesti turpoama on luokkaa 3-6%. Pysyvä paksuusturpoama saadaan lämpökäsittelyllä arvoon, joka on noin 1 % tai vähemmän, edullisesti korkeintaan noin 0,5 %.

, ·, ·. Lämpökäsittely suoritetaan uunissa, joka voi periaatteessa olla minkä tahansa tunnetun .:. 20 mallin mukainen uuni tai jopa varsin yksinkertainen suljettu tila. Uunissa täytyy kuitenkin • 1 » · •; · I olla syöttö- ja poistoyhteet vesihöyrylle sekä elimet puukappaleen lämmittämiseksi riittä- : : vän korkeaan lämpötilaan. Tyypillisesti lämmitys hoidetaan puhaltamalla uimiin kuumaa : ilmaa. Usein höyryn- ja lämmitysilman syöttö on jäljestetty samaan kanavaan, jolloin lämmitysilma on kosteaa. Edullinen uuniratkaisu on esitetty FI-patenttihakemuksessa v : 25 955391.

t· * :: Lämpökäsittelyssä puun lämpötila nostetaan nopeasti yli 180 °C:een (tyypillisesti noin 180 ... * - 250 °C:een), jossa lämpötilassa käsittelyä jatketaan kunnes käsiteltävän tuotteen paino- : häviöksi on saatu ainakin 3 %, edullisesti ainakin 5 % (kuiva-aineksesta laskettuna). Edul- *.' · i 30 lisesti toimitaan yli 200 °C:n lämpötilassa, erityisen edullisesti noin 220 - 250 °C:ssa.

Lämpökäsittely suoritetaan oleellisesti normaali-ilmanpaineessa kylläisessä höyryat-mosfäärissä. Vesihöyryn syöttäminen saattaa aiheuttaa pienen ylipaineen lämmitysuuniin, 7 110241 ja niinpä ilmaisu "oleellisesti normaali-ilmanpaineessa" täytyykin ymmärtää siten, että paine reaktiotilassa voi poiketa normaali-ilmanpaineesta alas-, tai tyypillisesti ylöspäin noin 20 kPa.

5 Lämpökäsittelyssä voidaan lämmitystä ohjata vastaavalla tavalla kuin puristuksen yhteydessä eli määrittämällä jatkuvasti puun sisäosan ja vastaavasti puun ulkopinnan lämpötilat ja pitämällä lämpötilojen erotus jatkuvasti kohtuullisen pienenä. Sopivimmin sanottu erotus on tässäkin vaiheessa korkeintaan noin 30 °C, edullisesti noin 10-30 °C, erityisen edullisesti noin 15-25 °C. Näin menetellään sekä lämpötilan nostossa että sen laskussa.

10

Tyypillisesti lämpökäsittely kestää kokonaisuudessaan noin 1-40 tuntia, edullisesti noin 10-30 tuntia. Puun sisälämpötilaa pidetään halutussa lämpötilassa tyypillisesti ainakin 0,5 tuntia, edullisesti 1-10 tuntia ja erityisen edullisesti noin 2-10 tuntia. Käsittelyaika ja lämpötila riippuvat toisistaan. Keksinnön edullisen sovellutusmuodon mukaan lämpötila 15 puun sisällä pidetään arvossa 220 - 250 °C noin 2-5 h:n, edullisesti noin 3-4 h:n ajan.

Seuraavat esimerkit havainnollistavat keksintöä.

i » . Esimerkki 1 ·· 20 Koivunäytteiden puristus » I I * i · ' ’ Kokeessa käsiteltiin kahta tuoretta koivulankkua. Lankkujen dimensiot ja alkupainot on • t · •. · · esitetty taulukossa 1.

» I » 25 Taulukko 1 I » · I t * \ No Dimensio Alkupaino :.i.; K1 51 mm* 102 mm * 630 mm 2380 g K2 53 mm * 105 mm * 580 mm 2427 g » * * ‘. *: 30 Kokoonpuristamisessa käytetyt olosuhteet olivat:

Lämpötila: 170 °C

8 110241

Aika: 3 V2 h

Vasteet: 32,5 mm

Viirat: Muoviviirat 5 Puristin suljettiin hitaasti sulkeutumisnopeuden ollessa 7 mm/h. Sulkeutuminen saatiin halutuksi lisäämällä painetta tarpeen mukaan. Kun kokoonpuristuma oli 10 mm (puris-tusaste oli 20 %), oli tarvittava paine 1,5 MPa. Kun kokoonpuristuma oli 15 mm (puris-tusaste oli 30 %), oli tarvittava paine 3,1 MPa.

10 Puristimen lämmitys katkaistiin 3 h:n kohdalla, jolloin lankun K1 sisältä mitattu lämpötila oli 150 °C. Tästä lämpötila nousi maksimissaan 165 °C:een. Silloin kun puristin aukaistiin oli lämpötila 151 °C. Koekappaleiden paksuus oli 34 mm, joten puristusaste oli 35 %.

15 Esimerkki 2 Mäntykappaleiden puristuskäsittely

Koekappaleet olivat tuoreita. Koekappaleiden dimensiot ja painot on esitetty taulukossa 3.

• ·* 20 Taulukko 2.

» » " ”. No Dimensio Paino (Mil ,·/, Ml 63 mm * 152 mm * 550mm 3267 g M2 ” 2743 g 25 M3 ” 2771 g T: M4 ” 3300 g : : M5 63 mm * 152 mm * 500 mm 2549 g " ‘: Puristaminen suoritettiin seuraavissa olosuhteissa:

< « I

: T: 30

Lämpötila: 170 °C

Aika: 6 Vi h

Vasteet: 40 mm 9 110241

Viirat: Muoviviirat

Puristimen sulkeutumisnopeus pyrittiin pitämään arvossa 8 mm/h. Kun kokoonpuristuma oli 13 mm (puristusaste 20 %) oli tarvittava paine 0,8 MPa. Puristuksen loppuvaiheessa 5 paine oli 1,4 MPa.

Lämmitys katkaistiin 2 h 40 min kohdalla, jolloin lankun Ml sisältä mitattu lämpötila oli 150 C. Puristin aukaistiin silloin kun lämpötila oli laskenut alle 100 °C:n. Kokonaispuris-tusaika oli 6 lA h.

10

Puristuksen jälkeen koelankkujen kosteus oli n. 12 %. Koelankkujen Ml, M4 ja M5 paksuus oli tasaisesti n. 40 mm. Koelankkujen M2 ja M3 paksuus päistä oli n. 40 mm, mutta ne olivat keskeltä hieman paksumpia.

15 Lopullinen puristusaste oli 37 %. Koekappaleiden painot kokoonpuristuksen jälkeen on esitetty taulukossa 3.

Taulukko 3.

* · > · * > · · 20 No Paino

Ml 2515 g M2 2420 g :T: M3 2391 g M4 2449 g v:’: 25 M5 2123 g • I · ♦ * * . , ·. Esimerkki 3 ;;; Puristettujen koekappaleiden lämpökäsittely I » ; T: 30 Esimerkeissä 1 ja 2 esitetyn puristuksen jälkeen koelankkujen reunat höylättiin ja ne hai- • · !,' · · kaistiin leveyssuunnassa kahteen osaan ja toinen puoli kustakin koelankusta laitettiin läm pökäsittelyyn.

10 110241 Lämpökäsittely tehtiin ’’normaaliin” tapaan siten, että lankkujen sisältä mitattu lämpötila oli 3 h:n ajan 230 °C. Kuviossa 1 on esitetty lämpötilan muuttumista kuvaavat käyrät.

Koekappaleiden painot ennen lämpökäsittelyä ja lämpökäsittelyn jälkeen on esitetty taulu-5 kossa 4.

Taulukko 4

Nro Paino ennen lämpökäsittelyä Paino lämpökäsittelyn jälkeen

Mix 1147 g 972 g 10 M2 x 1111 g 895 g M3 x 1075 g 876 g M4 x 1109 g 943 g M5 x 1000 g 850 g K1 x 916 g 767 g 15 K2x 966 g 811 g

Esimerkki 4

Puristettujen ja lämpökäsiteltyjen kappaleiden turpoamat » » « t * · < · :. 20 Lämpökäsittelyn jälkeen koekappaleet höylättiin ja niiden päistä sahattiin 100 mm:n pitui- . 1 » · , · I set kappaleet, joista määritettiin paksuusturpoama vesiliotuksessa. Viikon vesiliotuksen : : jälkeen koekappaleet kuivattiin absoluuttisen kuiviksi ja niiden paksuus mitattiin, jotta > · 1 ,: : saatiin selville jäikö koekappaleisiin pysyvää paksuusturpoamaa.

> < 25 Samalla mitattiin vertailukappaleiden paksuusturpoama. Vertailukappaleina käytettiin pu-*' ristettuja, mutta lämpökäsittelemättömiä koivu- tai mäntykappaleita. Mittausten tulokset on i. · esitetty taulukossa 5.

» » 1 . I t

1. I

» » 110241 π

Taulukko 5

Aika Turpoama/% Turpoama/% (Puristettu+lämpökäsitelty kpl) (Vertailukpl)

5 KOIVU

1 päivä 1 25,5 1 viikko 4,5 47,2

Pysyvä 0,1 36,8

10 MÄNTY

1 päivä 1,3 8,2 1 1 viikko 6,2 25,2

Pysyvä 0,3 18 15

Taulukossa 5 esitetyt tulokset ovat graafisesti esitettyinä kuvioissa 2 ja 3. Kuviossa 2 on esitetty lämpökäsittelyn vaikutus koivun mittapysyvyyteen ja kuviossa 3 on esitetty lämpökäsittelyn vaikutus männyn mittapysyvyyteen.

* » » > « » · ’ ·' 20 Taulukosta 6 ja kuvioista havaitaan, että lämpökäsittely on aivan oleellisesti parantanut 1 i · * t kokoonpuristetun puun mittapysyvyyttä. Kokoonpuristetun ja lämpökäsitellyn männyn ja iti· koivun paksuusturpoamat vesiliotuksessa ovat olleet vain pieni osa kokoonpuristetun män- i « · j » · · | ',, _ nyn ja koivun paksuusturpoamista. Kun liotuksen jälkeen koekappaleet on kuivattu uudel- i · leen on kokoonpuristetun, lämpökäsitellyn puun paksuus palannut hyvin lähelle lähtöpak-25 suutta kun sen sijaan kokoonpuristettuun (mutta ei lämpökäsiteltyyn) puuhun on jäänyt ;. suuri pysyvä paksuusturpoama.

t • < » t t t · * * ♦ , · * ·, Koekappaleiden toisesta osasta määritettiin Brinell-kovuudet. Kokoonpuristetuista, mutta t t * ,. lämpökäsittelemättömistä vertailukappaleista määritettiin Brinell-kovuudet vastaavalta » · t >, . 30 kohdalta, jolloin kovuustulokset osoittavat mahdollisimman hyvin sitä, onko lämpökäsit- » I ( * 1 telyllä ollut vaikutusta kokoonpuristetun puun kovuuteen.

12 110241

Brinell-kovuus mitattiin käyttäen kuulaa, jonka halkaisija oli 10 mm. Kuulaa painettiin puukappaleen pintaa vasten 50 kp:n voimalla 30 sekunnin ajan. Painumakalotin pinta-ala (mm2) mitattiin, jolloin Brinell-kovuus voitiin laskea jakamalla käytetty voima painuma-kalotin pinta-alalla. Brinell-kovuudet on esitetty taulukossa 6.

5

Taulukko 6

Koekappale Brinell-kovuus Kokeiden lkm 10 Keskiarvo Keskihajonta

MÄNTY

Kokoonpuristettu + lämpökäsitelty 1,52 0,63 30

Vertailu 1,42 0,54 30

15 KOIVU

Kokoonpuristettu + lämpökäsitelty 2,55 0,55 12

Vertailu 2,56 0,69 12 . . Kokoonpuristettujen ja lämpökäsiteltyjen kappaleiden Brinell-kovuudet ovat olleet aivan ' 20 samaa luokkaa kuin pelkästään kokoonpuristettujen vertailukappaleiden. Männyn osalta ,;. lämpökäsiteltyjen kappaleiden kovuus oli jopa hieman suurempi kuin vertailukappaleiden,

I · I · I

,...: mutta eroa ei voida pitää merkitsevänä (t-testin arvo oli 0,65, mikä ei ole lähelläkään ; ‘ : ’’melkein merkitsevän” rajaa, 2,00 :aa). Taulukossa esitetyt tulokset osoittavat joka tapauk- : : ’: sessa selvästi, että lämpökäsittely ei ole heikentänyt kokoonpuristetun männyn ja koivun 25 kovuutta.

» 1 · » ♦ · • i · • · « • t » » · · • · · • « · • ♦ » t

Claims (8)

13 110241

1. Menetelmä puristettujen puukappaleiden valmistamiseksi, jonka menetelmän mukaan - puukappaletta puristetaan haluttuun muotoon j a 5. se saatetaan lämpökäsittelyyn korotetussa lämpötilassa puristuksen aiheuttaman muodonmuutoksen kiinnittämiseksi, tunnettu siitä, että - puukappaletta puristetaan kokoon korotetussa lämpötilassa, - puukappaletta pidetään puristuksessa, kunnes sen kosteus on laskenut alle 15 %:n, 10 ja - puristuksen j älkeen puukappaletta lämmitetään normaali-ilmanpaineessa höyryn läsnäollessa yli 180 °C:n lämpötilassa, kunnes tuotteessa on tapahtunut ainakin noin 3 %:n painohäviö.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puristuksen aikana ensimmäisessä vaiheessa kosteaa puukappaletta puristetaan nopeasti haluttuun muotoon ja toisessa vaiheessa puristuspaine lasketaan tasolle, joka aiheuttaa vähintään yhtä suuren muodonmuutoksen kuin puun kuivumisesta aiheutuva kutistuminen, ja puristuksen edetes-, , ·. sä puun lämpötilaa lasketaan. ; 20 j

· 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puristuksen • * * · •; · *: aikana puun lämpötila on 80 - 170 °C.

* » · :: 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puu- 25 kappaletta puristetaan kokoon ainakin 20 %:n puristusasteen aikaansaamiseksi.

’ *, * 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pu- ’. i. ’ ristetun puukappaleen lämpökäsittely suoritetaan yli 200 °C:ssa. i * · * % · > · · :: 30

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pu- ‘.' ·: ristetun puukappaleen lämpökäsittelyä jatketaan, kunnes tuotteessa on tapahtunut ainakin noin 5 %:n painohäviö. 110241 M

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpökäsittelyn aikana lämpötila puun sisällä pidetään arvossa 220 - 250 °C noin 2-5 h:n, edullisesti noin 3-4 h:n ajan.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpökäsittely suoritetaan siten, että puukappaleen pysyvä paksuusturpoama on noin 1 % tai sitä pienempi. Ilt i * * * * * * * 110241 15