FI91947B - Menetelmä puun muotokuivaamiseksi - Google Patents

Description

91947

Menetelmä puun muotokuivaamiseksi

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä puun muotokuivaamiseksi.

5

Tunnetaan menetelmiä, joissa kuivaa puuta puristetaan pintakovuuden lisäämiseksi. Näissä menetelmissä puristusta edeltää paljon energiaa ja aikaa vievä kuivatusvaihe.

10 Märälle puulle käytetyt tunnetut menetelmät soveltuvat ainoastaan lehtipuille. Tunnetuissa puristusmenetelmissä on puristettuun puuhun syntynyt lopputuotteen laatua heikentäviä halkeamia.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada aivan uudentyyppinen 15 menetelmä ja laite puun muotokuivaamiseksi.

Keksintö perustuu siihen, että kosteaa puuta puristetaan ensimmäisessä vaiheessa suurella paineella nopeasti ja annetaan puun tämän puristusvaiheen jälkeen palautua kohti alkuperäistä mittaansa ja tämän jälkeen puristusta 20 jatketaan pienellä paineella hitaasti kohti lopullista puristusmittaa. Puristuksen alkuvaiheessa puun lämpötila on n. 150°C ja loppuvaiheessa lämpötila on edullisesti n. 125°C.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on 25 tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

Keksinnön avulla saavutetaan etuja erityisesti pohjoisten havupuiden 30 käsittelyssä. Menetelmä on luontoystävällinen koska puun väriä voidaan muuttaa samalla prosessilla ilman vaarallisia kemikaaleja. Kuivausprosessi on nopea verrattuna perinteiseen kuivaukseen. Lisäksi menetelmää varioimalla voidaan hallitusti vaikuttaa puun pintakovuuteen, lujuus- ja jäykkyysominaisuuksiin ja värinmuutoksiin.

2 91947

Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan oheisten kuvioiden mukaisten suoritusesimerkkien avulla.

Kuvio 1 esittää sivukuvantona yhtä keksintöön soveltuvaa puristuslaitteistoa.

5

Kuvio 2 esittää graafisesti keksinnön mukaista paine/aikakaaviota.

Kuvio 3 esittää graafisesti kuviota 2 vastaavaa paksuus/aikakaaviota.

10 Kuvion 1 mukaisesti puristuslaitteisto koostuu yläpuristuslevystä 5, tätä tukevista ylätuista 8 ja alapuristuslevystä 6 ja tätä liikuttelevista hydraulisylintereistä 7. Puristuslevyjen levypinnat ovat lämmitettävät. Molemmat puristuspinnat on päällystetty höyryä läpäisevillä viiroilla 3 ja 4, joiden materiaali on esimerkiksi revitettyä metallia tai metalliverkkoa. Puristettavat lankut 1 sijoitetaan viirojen 3 15 ja 4 väliin ja puristuksen pituutta rajoittavat puristuslevyjen 5 ja 6 päihin sijoitetut vasteet 2.

Kuvion 2 mukaisesti puristus aloitetaan suurella puristuspaineella 20 kp/cm2, jota käytetään tämän esimerkin mukaisesti 10 minuuttia. Tämän jälkeen 20 puristuspaine lasketaan tasolle 5 kp/cm2. Puristusta jatketaan pienellä paineella kaksi tuntia 50 minuuttia.

Kuvion 3 mukaisesti poikkileikkaukseltaan (korkeus X leveys) 50 X 100 mm lankun paksuus pienenee ensimmäisessä puristusvaiheessa vasteiden 2 25 paksuuden suuruiseksi (33 mm), mutta palautuu osittain kohti alkuperäistä paksuutta arvoon 37 mm kun puristuspaine pienennetään tasolle 5 kp/cm2. Tämän jälkeen pieni puristuspaine puristaa lankun hitaasti kohti vasteiden 2 paksuutta. Yleisesti puristuspaine on tässä vaiheessa sellainen, että lankun paksuus palautuu n. 10% ensimmäisen vaiheen maksimipuristuksesta, mutta 30 kuitenkin vähintään niin suuri, että se aiheuttaa vähintään yhtä suuren kokoonpainumisen kuin puun kuivumisen aiheuttama kutistuminen on, jolloin ·: puuhun ei synny sisähalkeamia.

I· 3 91947

Puristuslevyjen 5 ja 6 lämpötila säädetään sellaiseksi, että puun 1 sisältä mitattua lämpötilaa vastaavan vesihöyryn paine on pienempi kuin käytetty puristuspaine, jottei synny höyryräjähdyksestä aiheutuvia halkeamia jo puristuksen aikana. Lämpötilan kasvatuksella päästään lyhyempään 5 puristusaikaan. Levyjen lämpötilat vaihtelevat välillä 150eC - 125°C.

Puristuspaineen säätö toteutetaan siten, että puristinlevyt ovat vasteissa 2 kiinni vähän ennen sitä hetkeä kun puristin avataan.

10 Puristusajan ja lämpötilan määrää haluttu puun loppukosteus. Tavoitteena on päästä alle 3 %:n loppukosteuteen.

Puun lämpötila on tyypillisesti puristuksen alkuvaiheessa n. 150°C ja lämpötila alennetaan puristuksen loppuvaiheessa n. 125°C:een, jolloin ei synny vaaraa 15 höyryräjähdyksestä puristinta aukaistaessa.

Kuvioiden 2 ja 3 mukaiseen menetelmään päädyttiin seuraavien koevaiheiden jälkeen: 20 Koe 1:

Tuoretta mäntylankkua (50x100 mm2) puristettiin lämpötilassa 150eC. Vasteiden paksuus oli 33 mm ja puristuspaine 20 kp/cm2, jolloin puristinlevyt painuivat kiinni vasteisiin n. 10 minuutissa. Tämän jälkeen puristinlevyt olivat kiinni 25 vasteissa koko puristuksen ajan. Puristusaika oli 4 tuntia ja kun puristin aukaistiin kuului höyryräjähdyksistä aiheutuvia pamahduksia ja lankkujen pinnoissa oli paljon halkeamia.

»

Koe 2: 30

Koe oli muuten samanlainen kuin koe 1, mutta lankkujen alle ja päälle oli *: asetettu metalliviirat kuvion 1 osoittamalla tavalla. Kun neljän tunnin puristusajan 4 91947 jälkeen puristin aukaistiin ei tapahtunut höyryräjähdystä ja lankkujen pinnat olivat ehjät. Kun lankut sahattiin keskeltä poikki havaittiin niissä sisähalkeamia. Nämä sisähalkeamat johtuivat puun kutistumisesta kuivauksessa.

5 Kuvioiden 2 ja 3 mukaisella ajoitus/painekaaviolla pystyttiin sekä höyryräjähdykset että sisähalkeamat välttämään.

Sopiva prosentuaalinen puristus (% alkumitasta) on välillä 20 - 50 % aina puulajin mukaan. Havupuulle maksimi on 40 % ja lehtipuulle 50 %.

10

Ensimmäisen nopean puristusvaiheen tyypilliset puristuspaineet vaihtelevat välillä 15-20 kp/cm2.

Ensimmäisen puristusvaiheen kesto on tyypillisesti n. 3 - 10 % 15 kokonaispuristusajasta. Kuvioiden 2 ja 3 mukaisessa esimerkissä tämä aika on n. 5 % kokonaispuristusajasta.

•«

Claims (6)

91947

1. Menetelmä puun (1) muotokuivaamiseksi, jossa menetelmässä 5 ensimmäisessä vaiheessa kosteaa puuta (1) puristetaan nopeasti haluttuun muotoon kaasua läpäiseviä pintoja (3,4) vasten haluttuun loppudimensioon asti ja samalla puuta lämmitetään tunnettu siitä, että 10 - toisessa vaiheessa puristuspaine lasketaan tasolle, joka aiheuttaa vähintään yhtä suuren muodonmuutoksen kuin puun kuivumisesta aiheutuva kutistuminen on, ja 15. puristuksen edetessä puun lämpötilaa lasketaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisessa vaiheessa puuta (1) puristetaan sellaisella paineella, että puun paksuus palautuu n. 10% ensimmäisen vaiheen maksimipuristuksesta. 20

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa puun lämpötila alkuvaiheessa on 150°C tunnettu siitä, että puun (1) sisälämpötila lasketaan toisen vaiheen loppuvaiheessa lämpötilaan 125eC.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä männyn muotokuivaamiseksi, tunnettu siitä, että puristussuhde on välillä 20 - 40 %.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä männyn muotokuivaamiseksi, tunnettu siitä, että puristuspaineet ensimmäisessä vaiheessa ovat n. 15 - 30 20 kp/cm2 ja toisessa vaiheessa n. 5 kp/cm2.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä puun 91947 muotokuivaamiseksi, tunnettu siitä, että ensimmäisen puristusvaiheen kesto on 3 - 10 % kokonaispuristusajasta, sopivimmin n. 5%. Il 91947