FI92919C

FI92919C - Method for making hard-pressed wood

Info

Publication number: FI92919C
Application number: FI931077A
Authority: FI
Inventors: Jaakko Kause
Original assignee: Jaakko Kause
Priority date: 1993-03-10
Filing date: 1993-03-10
Publication date: 1995-01-25
Also published as: FI92919B; FI931077A0

Description

9291 99291 9

Menetelmä kovapuristetun puun valmistamiseksiMethod for making hard-pressed wood

Keksinnön kohteena on menetelmä kovapuristetun puun valmistamiseksi, jossa menetelmässä puukappaletta puriste-5 taan alkuperäistä tilavuuttaan pienenpään tilavuuteen sen tiiviyden ja kovuuden lisäämiseksi.The invention relates to a method for producing hard-pressed wood, in which method a piece of wood is pressed from its original volume into a small-head volume in order to increase its density and hardness.

Puuta on pyritty saamaan kovemmaksi ja siten moniin kulutuskestävyyttä ja lujuutta vaativiin tarkoituksiin sopivammaksi puristamalla sitä kokoon niin, että puussa 10 oleva huokoset tukkeutuvat tai pienenevät samalla, kun puun tilavuus pienenee. Samoin kovaa puuta on pyritty saamaan aikaan kyllästämällä puu erilaisilla muoviaineilla tai liima-aineilla.Efforts have been made to make the wood harder and thus more suitable for many purposes requiring wear resistance and strength by compressing it so that the pores in the wood 10 become clogged or shrink while the volume of the wood decreases. Similarly, efforts have been made to obtain hard wood by impregnating the wood with various plastic materials or adhesives.

Jotta puu saataisiin puristettavaan kuntoon, sitä 15 on joko kuumennettu höyrystämällä, mikroaaltosäteilyllä tai jollain muulla tavalla, jonka jälkeen kuuma puu on pyritty puristamaan kokoon. Samoin puuta on pyritty saamaan puristuskelpoiseksi erilaisilla kemikaaleilla kuten ammoniakilla. Tällaisia ratkaisuja on tunnettu muun muassa 20 FI-patentista 10 001, GB-patentista 1 426 555 ja US-paten-tista 4 606 388.In order to bring the wood into a compressible condition, it 15 has either been heated by evaporation, microwave radiation or some other means, after which the hot wood has been compressed. Similarly, efforts have been made to make wood compressible with various chemicals such as ammonia. Such solutions are known from, among others, 20 FI patents 10,001, GB patents 1,426,555 and U.S. patents 4,606,388.

FI-patentissa 10 011 esitetyssä ratkaisussa puuta puristetaan kosteana tai lämmitettynä, jonka jälkeen puristettu puu asetetaan muottiin ja karkaistaan kosteassa 25 kuumassa höyryssä, jolloin puuaines turpoaa. Tämän jälkeen seuraavassa kuivatusvaiheessa puu vastaavasti kutistuu, kun kosteus häipyy puusta.In the solution presented in FI patent 10,011, the wood is pressed wet or heated, after which the pressed wood is placed in a mold and hardened in a moist hot steam, whereby the wood material swells. Thereafter, in the next drying step, the wood shrinks accordingly as the moisture disappears from the wood.

GB-patentissa 1 426 555 on esitetty ratkaisu, jossa puuriukuja tai rankoja ja liima-ainetta asetetaan muot-30 tiin, jossa puristamalla liima-aine pyritään painamaan puuaineksen sisään samalla, kun se jää rankojen tai riuku-jen väliin liimaten ne toisiinsa. Ratkaisulla saadaan aikaan muotopuristettua puumateriaalia ja puuaihioita, mutta varsinaista kovaa puuta tällä menetelmällä ei saada aikaan 35 ja lisäksi se edellyttää ylimääräistä liima-ainetta, joka 92919 2 hankaloittaa menetelmän soveltamista ja nostaa kustannuksia.GB Patent 1,426,555 discloses a solution in which wooden sticks or rods and an adhesive are placed in a mold in which, by squeezing, the adhesive is pressed into the wood while remaining between the rods or sticks, gluing them together. The solution provides molded wood material and wood blanks, but the actual hard wood is not obtained by this method 35 and in addition requires additional adhesive, which 92919 2 complicates the application of the method and increases the cost.

US-patentissa 4 606 388 on esitetty ratkaisu puun puristamiseksi kovaksi puumateriaaliksi imeyttämällä sii-5 hen ensin ammoniakkia sen pehmentämiseksi, jonka jälkeen puu puristetaan useita peräkkäisiä kertoja kokoonpuristumisen aikaansaamiseksi. Lisäksi puu joudutaan erikseen kuivaamaan alle 100 °C:n lämpötilassa loppuveden poistamiseksi, mikä vaikeuttaa soveltamista ja lisää sen kustan-10 nuksia. Myös tässä ratkaisussa joudutaan käyttämään ylimääräistä lisäainetta eli ammoniakkia.U.S. Patent 4,606,388 discloses a solution for compressing wood into a hard wood material by first absorbing ammonia into it to soften it, after which the wood is pressed several consecutive times to effect compression. In addition, the wood has to be dried separately at a temperature below 100 ° C to remove end water, which makes it difficult to apply and increases its cost. Also in this solution, an additional additive, i.e. ammonia, has to be used.

US-patentissa 4 469 156 on lisäksi esitetty ratkaisu, jossa vedellä kyllästetty puu kuumennetaan mikroaal-tosäteilyllä ja se taivutetaan tai muotoillaan haluttuun 15 muotoon materiaalin ollessa kuumana. Muotoilun jälkeen tapahtuu erillinen kuivatus, jossa puusta poistetaan kosteus. Ratkaisulla ei edes pyritä saamaan aikaan kovaa puuta vaan pelkästään muotoilemaan sitä ja kyseessä on näin ollen eri tarkoitus ja eri ongelman ratkaisu kuin nyt ky-20 seessä olevassa ratkaisussa.U.S. Patent 4,469,156 further discloses a solution in which water impregnated with water is heated by microwave radiation and bent or shaped into a desired shape while the material is hot. After shaping, a separate drying takes place, in which moisture is removed from the wood. The solution does not even aim to produce hard wood, but merely to shape it, and is therefore a different purpose and solution to a different problem than the solution in question.

Tunnettujen ratkaisujen heikkoutena on, että niillä ei kyetä saamaan riittävän kovaa puuta joko niin, että saadun puun keskusta ei kovetu riittävästi, tai niin, että ,·. puuaineksen kovuus ja tiiviys pintaosissa ei ole riittävä 25 tai riittävän syvä.The disadvantage of the known solutions is that they are not able to obtain wood that is hard enough, either so that the center of the wood obtained does not harden sufficiently, or so that:. the hardness and tightness of the wood in the surface parts is not sufficient 25 or deep enough.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen menetelmä puristetun puun valmistamiseksi, jolla saadaan aikaan halutunlainen kovuus tarvittaessa puun ydintä myöten niin, että puu voi olla koko poikki-30 leikkaukseltaan yhtä lujaa ja kova. Keksinnön mukaiselle • · menetelmälle on ominaista, että olennaisesti nesteellä kyllästettyä puukappaletta puristetaan kokoon sen puukui-tujen poikkisuunnassa niin, että neste poistuu puukappaleen päistä, että puristettu puukappale pidetään olennai-35 sesti siinä tilavuudessa, johon se ensin puristettiin, « ♦ % 3 92919 ja että samanaikaisesti puristettu puukappale ensin kuumennetaan kokonaisuudessaan kuumaksi niin, että puukappaleen sisältämät lämmön vaikutuksesta pehmenevät ainekset saadaan pehmeäksi ja tarttumaan kiinni muuhun puuainek-5 seen, minkä jälkeen se jäähdytetään, jolloin pehmeät ainekset jähmettyvät ja puukappale jää pysyvästi puristettuun muotoonsa.The object of the present invention is to provide a method for producing compressed wood which provides the desired hardness, if necessary down to the core of the wood, so that the wood can be equally strong and hard in its entire cross-section. The method according to the invention is characterized in that a substantially liquid-impregnated piece of wood is compressed in the transverse direction of its wood fibers so that the liquid exits the ends of the piece of wood so that the pressed piece of wood is kept substantially in the volume in which it was first pressed. that the wood piece pressed at the same time is first heated in its entirety to heat so that the heat-softening materials contained in the wood piece are softened and adhere to other wood material, after which it is cooled, whereby the soft materials solidify and the wood piece remains in a permanently pressed shape.

Keksinnön olennaisena ajatuksena on, että nesteellä kyllästetty puukappale puristetaan olennaisesti kylmänä 10 haluttuun puristussuhteeseen, mikä edullisemmin tapahtuu suhteellisen nopeana puristusvaiheena, jolloin olennaisesti kaikki neste puukappaleesta saadaan poistumaan sen päiden kautta. Samalla puun sisältämä neste saa aikaan tasaisen paineen koko puukappaleessa, mikä on edellytyksenä 15 sille, että puristuminen saadaan tasaisesti koko puukappaleen läpi sen ydintä myöten. Edelleen keksinnön olennaisena ajatuksena on, että puristaminen tehdään edullisemmin puukappaleen ollessa normaalissa ympäristölämpöti-lassa ja että puukappale puristamisen jälkeen vielä puris-20 tuksen alaisena ollessaan kuumennetaan se olennaisesti kokonaisuudessaan korkeaan lämpötilaan niin, että puumateriaalissa olevat ligniinit, hartsit ja muut lämmössä pehmenevät aineet sitovat puukappaleen kuidut tiukasti ja tiiviisti yhtenäiseksi, jonka jälkeen lämpötilaa lasketaan 25 ja puukappale poistetaan puristuksesta vasta, kun lämpötila on laskenut niin alhaiseksi, että puun sidosaineet ovat jähmettyneet ja siten jähmettäneet puukappaleen pysyvästi puristettuun muotoonsa. Kuumentamisen yhteydessä puristettu puukappale samalla nopeasti kuivuu, koska vähäinen 30 jäännöskosteus poistuu kuumentamisen vaikutuksesta.The essential idea of the invention is that the liquid-impregnated piece of wood is pressed substantially cold to the desired compression ratio, which more preferably takes place in a relatively rapid pressing step, whereby substantially all of the liquid from the piece of wood is discharged through its ends. At the same time, the liquid contained in the wood creates a uniform pressure in the entire piece of wood, which is a prerequisite for the compression to be obtained evenly through the entire piece of wood up to its core. A further essential idea of the invention is that the pressing is more preferably carried out with the wood piece at normal ambient temperature and that the wood piece, while still under pressing, is heated substantially entirely to a high temperature so that the lignins, resins and other heat-softening substances in the wood tightly and tightly uniform, after which the temperature is lowered and the piece of wood is removed from the compression only when the temperature has dropped so low that the wood binders have solidified and thus solidified the piece of wood into its permanently compressed shape. At the same time, the piece of wood pressed during heating dries quickly, because a small amount of residual moisture is removed by the heating.

Edullisemmin keksintöä voidaan käyttää lyhyehköjen puukappaleiden puristamiseen, koska nesteen poistumisaika puusta on verrannollinen puukappaleen pituuteen. Periaatteessa keksintöä voidaan soveltaa pitkälle puutavaralle, 35 mutta tällöin on otettava huomioon nesteen poistumisen 9291 9 4 vaatima aika ja sen seurauksena tarvittava puristusaika. Keksinnön edullisessa toteutusmuodossa voidaan puristettavaksi puuksi ottaa esimerkiksi lähes vastakaadettu puu, jonka oma kasvuneste on riittävä menetelmän soveltamiseen.More preferably, the invention can be used to press shorter pieces of wood because the liquid removal time from the wood is proportional to the length of the piece of wood. In principle, the invention can be applied to long timber, 35 but in this case the time required for the removal of the liquid 9291 94 and the consequent pressing time must be taken into account. In a preferred embodiment of the invention, the wood to be pressed can be, for example, a nearly freshly felled tree whose own growth fluid is sufficient for the application of the method.

5 Käytettäessä puuta, jonka kaatamisesta on kulunut enemmän aikaa, on se kyllästettävä vedellä tai muulla sopivalla nesteellä niin, että se on koko pituudeltaan olennaisesti kyllästynyt.5 If wood which has taken more time to fell is impregnated, it must be impregnated with water or another suitable liquid so that it is substantially saturated over its entire length.

Keksinnön mukaisella menetelmällä vältetään puu-10 aineksen esikuumentaminen, koska puristaminen riittävän nopeasti tehtynä voidaan tehdä käyttämällä nolla-asteen yläpuolella olevassa ympäristölämpötilassa olevaa puuta. Edelleen keksinnön mukaisen ratkaisun etuna on, että puu voidaan puristaa jopa puristussuhteeseen 1:2,5 tai ylikin, 15 jolloin se saadaan todella umpinaiseksi ja tiiviiksi samalla, kun sen lujuus ja sileys ovat huomattavasti tunnettuja ratkaisuja paremmat. Edelleen keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa valmistettaessa puusta eri tarkoituksiin kovuudeltaan ja tiiviydeltään sekä muodoltaan 20 erilaisia tuotteita samalla, kun valmistamiseen voidaan käyttää mitä tahansa puulajia mukaanluettuna leppä, haapa ja muut pehmeänä pidetyt puulajit. Menetelmässä voidaan käyttää puristettavana puukappaleena pyöreätä tai eri muotoiseksi karkeasti kalibroitua puumateriaalia. Samoin me-25 netelmällä voidaan valmistaa joko suorakaiteen muotoisia, kahdeksankulmaisia, pyöreitä tai lähes minkä muotoisia puristettuja kovapuukappaleita tahansa. Edelleen menetelmän etuna on, että sillä saadaan läpikotaisin ehjää ja värivirheetöntä puuta, mikä erityisesti näkyvissä pintama-30 teriaaleissa on ehdoton vaatimus.The method according to the invention avoids preheating of the wood material 10, since the pressing, when carried out sufficiently quickly, can be carried out using wood at an ambient temperature above zero degrees. A further advantage of the solution according to the invention is that the wood can be pressed even in a compression ratio of 1: 2.5 or more, whereby it is made really solid and compact, while its strength and smoothness are considerably better than known solutions. Furthermore, the method of the invention can be applied to the manufacture of wood products for various purposes with different hardness, density and shape, while any type of wood can be used, including alder, aspen and other soft wood species. In the method, round or roughly calibrated wood material of different shapes can be used as the piece of wood to be pressed. Similarly, the method can be used to produce either rectangular, octagonal, round, or almost any shape of pressed hardwood pieces. A further advantage of the method is that it produces thoroughly intact and color-free wood, which is an absolute requirement, especially in visible surface-30 materials.

Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen soveltuvaa puristinta, 35 kuvio 2 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisella li 9291 9 5 menetelmällä saatujen puulajien kovuuksia verrattuna niiden alkuperäisiin kovuusarvoihin, kuvio 3 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisella menetelmällä puristetun puun kovuuksia verrattuna luonnon-5 tilaisiin tunnetusti koviin puulajeihin ja kuvio 4 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisella menetelmällä puristettujen puumateriaalien taivutuslujuuksia niiden luonnontilaisiin arvoihin verrattuna.The invention is described in more detail in the accompanying drawings, in which Fig. 1 schematically shows a press suitable for carrying out the method according to the invention, Fig. 2 schematically shows the hardnesses of wood species obtained by the method according to the invention compared to their initial hardness values, Fig. 3 schematically shows hardness of wood for naturally known hard wood species and Figure 4 schematically shows the flexural strengths of wood materials pressed by the method according to the invention compared to their natural values.

Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti eräs keksinnön 10 mukaisen menetelmän toteuttamiseen soveltuva puristin. Puristimessa on puristinpöytä 1, jonka yläpuolella on kan-siosa 2. Nämä muodostavat väliinsä käsittelykanavan 3, jonka läpi puristettu puukappale johdetaan puristamisen jälkeen sen kuumentamiseksi ja jäähdyttämiseksi. Edelleen 15 puristimeen kuuluu keskenään olennaisesti kohtisuoraan asennetut puristinsylinterit 4 ja 5, jolloin puristinsy-linteri 4 on puristinpöydän 1 suuntainen ja puristinsylin-teri 5 on sitä vastaan kohtisuora. Puristinsylintereiden 4 ja 5 männän varsissa on kiinni puristinlevyt 6 ja 7, joi-20 den avulla puukappale puristetaan kokoon. Edelleen puristimeen kuuluu välipalkkeja 8; 8a, 8b, joita tarvitaan jatkuvatoimisessa puristimessa pitämään puristettu puukappale puristetussa muodossaan sinä aikana, kun sitä puristuksen jälkeen käsitellään. Puukappaleiden syöttämiseksi puristi-25 meen siihen kuuluu edelleen raakapuun annostelupöytä 9 ja ohjauslevy 10.Figure 1 schematically shows a press suitable for carrying out the method according to the invention 10. The press has a press table 1, above which there is a cover part 2. These form a treatment channel 3 between them, through which the pressed piece of wood is passed after pressing to heat and cool it. The press 15 further comprises press cylinders 4 and 5 mounted substantially perpendicular to each other, the press cylinder 4 being parallel to the press table 1 and the press cylinder 5 being perpendicular thereto. The piston rods 4 and 5 of the press cylinders 4 and 5 are fitted with press plates 6 and 7, by means of which the piece of wood is compressed. The press further comprises intermediate beams 8; 8a, 8b, which are needed in a continuous press to keep the pressed piece of wood in its pressed form during the processing after pressing. To feed the pieces of wood into the press-25, it further comprises a raw wood dosing table 9 and a guide plate 10.

Menetelmän mukaisesti raaka puristamaton puukappale 11 syötetään annostelupöydän 9 ja ohjauslevyn 10 välistä puristinpöydälle 1, jolloin sylinterin 4 mäntä on vedetty 30 sisään puukappale 11 putoaa sen eteen. Tämän jälkeen puu-kappale 11 työnnetään kuviossa oikealle, kunnes se on sylinterin 5 alla. Tämän jälkeen asetetaan välipalkki 8a puukappaleen 11 ja sylinterin 4 puristinlevyn 6 väliin. Puukappale 11 on tässä vaiheessa edullisimmin normaalissa 35 huoneenlämpötilassa eli ympäristölämpötilassa, eikä sitä 6 9291 9 tarvitse lämmittää tai kuumentaa. Tämän jälkeen puukappaletta 11 puristetaan kokoon sylinterien 4 ja 5 avulla, jolloin puukappaleen 11 sisältämä neste eli pääasiassa vesi puristuu sen päistä ulos samalla, kun koko puukappa-5 leen 11 läpi on olennaisesti sama paine. Tällä tavalla saadaan puukappaleen sisältämä neste siitä ulos ja puukui-dut saadaan keskenään liikkuviksi niin, että jopa puris-tussuhde 1:2,5 on mahdollista saavuttaa, ja näin olennaisesti nesteestä tyhjennetty puuaines saadaan tiiviiseen 10 kiinteään ja homogeeniseen muotoon. Puristamisen jälkeen peräkkäiset välipalkit 8a ja 8b kytketään kiinni toisiinsa niin, että puristettu puukappale 11a ei pääse niiden välisessä suunnassa olennaisesti laajenemaan puristuksen päättymisen jälkeen. Välipalkkien 8a ja 8b siirtyessä kuviossa 15 oikealle puristettu puukappale 11a siirtyy niiden mukana puristinpöydän 1 ja kansiosan 2 väliseen käsittelykanavaan 3, jossa se kuumennetaan samanaikaisesti, kun se pysyy siinä tilavuudessa, johon se ensin puristettiin. Kuumentaminen voi tapahtua eri tavoin, mutta edullisimmin se ta-20 pahtuu asettamalla puristetun puukappaleen päihin anodit, joiden kautta puukappaleen läpi puukuitujen suunnassa johdetaan sähkövirta. Sähkövirta saa aikaan sen, että puukappale kuumenee läpikotaisin kuumaksi, jolloin lämpötila on edullisesti noin 500 - 600 °C. Puun kuumetessa ligniini ja 25 hartsit sekä muut vastaavat ainesosat muuttuvat pehmeiksi ja juokseviksi ja näin puun kuidut ja pehmennyt aines muodostavat tiiviin yhtenäisen puun. Tämän jälkeen puristetun ja kuumennetun puukappaleen annetaan jäähtyä noin 100 °C:een esimerkiksi laskemalla puristinpöydän ja kansiosan 30 lämpötilaa puukappaleen liikesuunnassa portaittain, jonka jälkeen tapahtuu lopullinen jäähdytys esimerkiksi puristinpöydän 1 ja kansiosan 2 loppupäässä olevalla kylmällä vedellä jäähdytetyn jäähdytysosan avulla. Tätä on kaavamaisesti kuvattu kuviossa 1 puristinpöytään 1 ja kan-35 siosaan 2 merkityillä vyöhykkeillä Id ja 2a - 2d, jolloin 92919 7 vyöhyke la/2a on kuumin ja vyöhykkeessä lb/2b sekä lc/2c lämpötila laskee sopivasti esimerkiksi noin 200°C edelliseen vyöhykkeeseen verrattuna. Vyöhyke ld/2d puolestaan on jäähdytysvyöhyke, jota voidaan jäähdyttää esimerkiksi ve-5 della. Kun puristettu puukappale on päässyt käsittelykana-van 3 läpi, sen oikealla puolella oleva välipalkki vapautetaan kytkennästä sen vasemmalla puolella olevan väli-palkin kanssa ja välipalkki kierrätetään takaisin puris-tuspäähän katkoviivoilla merkittyä kuljetinrataa 12 pit-10 kin. Vastaavasti lopullisessa muodossaan oleva puristettu puukappale putoaa vastaanottokuiluun 13 tai muulla tavalla siirretään eteenpäin sinänsä tunnetuilla tavoilla haluttua jatkokäsittelyä varten.According to the method, the raw uncompressed piece of wood 11 is fed between the dispensing table 9 and the guide plate 10 to the press table 1, whereby the piston of the cylinder 4 is retracted 30 and the piece of wood 11 falls in front of it. The piece of wood 11 is then pushed to the right in the figure until it is under the cylinder 5. A spacer beam 8a is then placed between the piece of wood 11 and the press plate 6 of the cylinder 4. At this stage, the piece of wood 11 is most preferably at a normal room temperature, i.e. ambient temperature, and does not need to be heated or heated. The piece of wood 11 is then compressed by means of cylinders 4 and 5, whereby the liquid contained in the piece of wood 11, i.e. mainly water, is squeezed out of its ends while the entire pressure is substantially the same through the piece 11 of wood. In this way, the liquid contained in the piece of wood is obtained out of it and the wood fibers are made to move with each other so that even a compression ratio of 1: 2.5 can be achieved, and thus the wood material substantially emptied of liquid is obtained in a dense solid and homogeneous form. After pressing, the successive intermediate beams 8a and 8b are connected to each other so that the pressed piece of wood 11a cannot expand substantially in the direction between them after the end of pressing. As the intermediate beams 8a and 8b move to the right in Fig. 15, the pressed piece of wood 11a moves with them to the treatment channel 3 between the press table 1 and the cover part 2, where it is heated while remaining in the volume in which it was first pressed. Heating can take place in various ways, but most preferably it takes place by placing anodes at the ends of the pressed piece of wood, through which an electric current is passed through the piece of wood in the direction of the wood fibers. The electric current causes the piece of wood to heat up thoroughly, preferably at a temperature of about 500 to 600 ° C. As the wood heats up, lignin and resins and other similar ingredients become soft and flowable, and thus the wood fibers and softened material form a dense solid wood. The pressed and heated piece of wood is then allowed to cool to about 100 ° C, for example by lowering the temperature of the press table and cover part 30 in the direction of movement of the piece of wood, followed by final cooling by means of cold water cooled part at the end of This is schematically illustrated in Fig. 1 in zones Id and 2a to 2d marked on the press table 1 and on the cover part 2, where zone 92919 7 is the hottest and in zone lb / 2b and lc / 2c the temperature suitably decreases compared to. Zone ld / 2d, on the other hand, is a cooling zone which can be cooled, for example, by water. Once the pressed piece of wood has passed through the treatment channel 3, the intermediate beam on its right side is released from engagement with the intermediate beam on its left side and the intermediate beam is recycled back to the pressing end along the conveyor track 12 along the dashed lines 12. Correspondingly, the pressed piece of wood in its final form falls into the receiving shaft 13 or is otherwise conveyed in ways known per se for the desired further processing.

Keksinnön mukaisessa puristimessa voidaan puristin-15 pöydän ja kansiosan välissä olevaa käsittelykanavaa säätää esimerkiksi säädettävän kansiosan avulla, jolloin tietenkin kutakin käsittelykanavan 3 korkeutta varten täytyy käyttää sen korkuisia välipalkkeja niin, että puristettu puukappale pysyy koko käsittelyn ajan halutunlaisena. Vä-20 lipalkkien 8 siirtäminen puristimen lopusta sen alkupäähän voidaan tehdä monilla eri tavoin sinänsä tunnettuja laitteita ja menetelmiä käyttäen. Peräkkäisten välipalkkien kytkeminen puristusvaiheen jälkeen voidaan tehdä käyttämällä erilaisia salparatkaisuja tai muita sopivia kytken-25 tälaitteita käyttäen. Puristinsylinterit 4 ja 5 on edullisesti asennettu niin, että niitä voidaan siirtää puristus-suuntaansa nähden poikittaisessa suunnassa. Tällöin sylinterien puristuspiste voidaan asettaa liikkumaan puukappaleen 11 keskipisteen mukaan niin, että puukappaleen puris-30 tuessa kokoon ja keskipisteen liikkuessa sekä vaaka- että pystysuunnassa puristus tapahtuu koko ajan suoraan kohti keskipistettä kummastakin suunnasta. Puristetun puukappaleen 11a lämmittäminen voidaan tehdä myös eri tavoin. Edellä mainitun sähkövirran avulla tapahtuvan lämmittämi-35 sen sijaan voidaan käyttää myös kuumennettua puristin- ♦ 92919 8 pöytää ja kansiosaa, jotka lämmittävät puukappaletta sen pinnasta lähtien. Tämä on kuitenkin huomattavasti hitaampaa ja voi lisäksi aiheuttaa värivirheitä puukappaleen pintaosaan, mikä ei kaikkiin tarkoituksiin ole soveliasta.In the press according to the invention, the treatment channel between the press table 15 and the cover part can be adjusted, for example by means of an adjustable cover part, whereby for each height of the treatment channel 3 it is necessary to use intermediate beams so that the pressed piece of wood remains as desired. The transfer of the Vä-20 strip beams 8 from the end of the press to its initial end can be done in many different ways using devices and methods known per se. The coupling of successive spacers after the pressing step can be done using various locking solutions or using other suitable coupling devices. The press cylinders 4 and 5 are preferably mounted so that they can be moved in a direction transverse to their pressing direction. In this case, the pressing point of the cylinders can be set to move according to the center of the piece of wood 11, so that when the piece of wood is pressed 30 and the center moves both horizontally and vertically, the pressing takes place directly towards the center in both directions. The heating of the pressed piece of wood 11a can also be done in different ways. Instead of the above-mentioned electric heating, a heated press table and a cover part ♦ 92919 8 can also be used, which heat the piece of wood from its surface. However, this is considerably slower and can also cause color defects on the surface of the piece of wood, which is not suitable for all purposes.

5 Kuviossa 2 on esitetty esimerkinomaisesti ja kaava maisesti keksinnön mukaisella menetelmällä saatujen puu-kappaleiden mitattuja kovuusarvoja niiden alkuperäisiin kovuusarvoihin verrattuna eri puulajeilla. Kuviossa on esitetty kovuus mitattuna toisaalta poikkisyyhyn ja toi-10 saalta syiden suunnassa. Kuten kuviosta ilmenee, on puristamalla saatujen puukappaleiden kovuus poikkisuunnassa kasvanut kaikilla puulajeilla merkittävästi, parhaimmillaan lähes 3,5-kertaiseksi. Samoin kovuus syiden suunnassa on kaikilla puulajeilla kasvanut, jolloin kovuus on par-15 haimmillaan noussut yli kaksinkertaiseksi. Tämä osoittaa, että menetelmällä voidaan lisätä puun kovuutta merkittävästi.Figure 2 shows, by way of example and schematic, the measured hardness values of the pieces of wood obtained by the method according to the invention in comparison with their initial hardness values for different types of wood. The figure shows the hardness measured on the one hand for the cross-cause and on the other hand in the direction of the causes. As can be seen from the figure, the transverse hardness of the pieces of wood obtained by pressing has increased significantly in all types of wood, at best by almost 3.5 times. Similarly, the hardness in the direction of the causes has increased in all wood species, so that the hardness has more than doubled at par-15. This shows that the method can significantly increase the hardness of wood.

Kuviossa 3 on esitetty kaavamaisesti keksinnön avulla saatujen puiden kovuuksia verrattuna luonnontilai-20 siin tunnetusti kovina pidettyihin puulajeihin. Kuten kuviossa näkyy, ovat menetelmän avulla puristetun kuusen ja männyn syyn poikkisuuntaiset kovuudet huomattavasti suuremmat kuin luonnontilaisen tammen, ruusupuun jne. vastaavat lujuudet. Näin ollen menetelmän avulla saatua mänty-25 ja kuusmateriaalia voidaan käyttää erittäin kovaa pintamateriaalia vaativiin tarkoituksiin kuten lattiapäällys-teeksi tai muuhun vastaavaan. Jos verrataan kuviossa 2 esitettyjä menetelmän avulla puristetun lepän ja vastaavasti haavan syyn poikkisuuntaisia kovuusarvoja, voidaan 30 todeta, että ne asettuvat luonnontilaista pyökkiä ja tiikkiä vastaaviin lujuusarvoihin.Figure 3 schematically shows the hardness of the wood obtained by means of the invention in comparison with wood species known to be hard in the natural state. As shown in the figure, the transverse hardnesses of the cause of spruce and pine pressed by the method are considerably higher than the corresponding strengths of natural oak, rosewood, etc. Thus, the pine-25 and spruce material obtained by the method can be used for purposes requiring a very hard surface material, such as a floor covering or the like. If we compare the transverse hardness values of alder and wound cause, respectively, shown in Fig. 2, it can be seen that they settle to the strength values corresponding to natural beech and teak.

Kuviossa 4 on verrattu keksinnön mukaisella menetelmällä puristamalla aikaansaatujen puukappaleiden taivu-tuksenkestoa niiden luonnontilaiseen taivutuksenkestoon, 35 jolloin kuviosta selvästi ilmenee, että taivutuksenkesto 92919 9 on noussut parhaimmillaan yli 2,5-kertaiseksi kuusella ja huonoimmi11äänkin yli 1,5-kertaiseksi haavalla.Figure 4 compares the bending strength of the pieces of wood obtained by pressing according to the method of the invention with their natural bending resistance, with the figure clearly showing that the bending resistance 92919 9 has increased at best 2.5 times in spruce and at worst more than 1.5 times in wounds.

Kuten kuvioista 2-4 ilmenee, saadaan keksinnön mukaisella menetelmällä pehmeistäkin puulajeista erittäin 5 kovia, tunnettuja kovia puulajeja kovempia materiaaleja, joita voidaan käyttää erilaisiin lujuutta ja kovuutta vaativiin tarkoituksiin niin pinnoitemateriaalina kuin rakenneosina esimerkiksi huonekaluteollisuudessa ja rakennusteollisuudessa. Samalla tiiviyden ja kovuuden ansiosta saa-10 daan aikaan se, että menetelmällä valmistetun puun palon-kestävyys on huomattavasti parempi kuin tavanomaisen puun, ja näin tehtyä materiaalia voidaan käyttää paikoissa, joissa palonkestävyydelle asetetaan erityisen suurta merkitystä kuten julkisissa tiloissa tai kantavissa raken-15 teissä. Menetelmää voidaan soveltaa varsin eri kokoisiin ja eri pituisiin puukappaleisiin, jolloin tietysti kappaleen koon kasvaessa tarvittavat puristusvoimat kasvavat. Keksinnön mukainen menetelmä voidaan toteuttaa tehokkaimmin silloin, kun käytetään suhteellisen nopeata puristus-20 ta, jolloin saadaan nopeimmin puukappaleen läpi vaikuttava tasainen paine ja siten se muotoutuu tehokkaimmin. Keksinnön mukaisella menetelmällä myös saadaan puukappaleesta lopputulokseksi läpikotaisin lujuudeltaan ja kovuudeltaan samanlainen puristettu puukappale, mitä tunnetuilla rat-25 kaisuilla ei ole kyetty saamaan aikaan. Myös jostain kohti hieman laho samoin kuin oksainen puumateriaali käy menetelmän soveltamiseen hyvin, koska nämä heikkoudet eliminoituvat menetelmän avulla, koska puu puristuu tiivisti kokoon, ja tällöin oksa ja oksan ympärillä oleva pihkama-30 teriaali tai muu materiaali vastaavalla tavalla puristuvat • * tiiviiksi ja kovaksi tarttuen irtoamattomasti muuhun puuainekseen. Menetelmän avulla voidaan ns. roskapuumateriaa-lia käyttää tehokkaasti hyödylliseen ja tähän asti ensiluokan puuainesta vaatineeseen tarkoitukseen. Samalla raa-35 kapuun laatu paranee ja vältetään normaalin puun kuivauk- « 9291 9 10 sen aikaansaamat kuivausvirheet. Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan raakapuumateriaali hyödyntää tehokkaasti, koska puristamista edeltävät työvaiheet ovat hyvin vähäisiä ja näin ollen raakapuusta menetetään hukkamateri-5 aalina hyvin vähän. Samoin menetelmän vaatima työmäärä lopputuloksen aikaansaamiseksi on normaaliin sahaustek-niikkaan verrattuna oleellisesti pienempi. Puristettaessa raakapuu sopivaan muotoon saadaan pyöreästä puumateriaalista suorakaiteen tai neliön muotoisia valmiita tuottei-10 ta, jolloin lopputyöstöä ei välttämättä ollenkaan tarvita ja tämän seurauksena sekä työmäärä että materiaalihukka edelleen vähenee.As can be seen from Figures 2-4, the method according to the invention provides very hard materials, even harder than known types of hard wood, which can be used for various purposes requiring strength and hardness, both as a coating material and as components in the furniture and construction industries. At the same time, due to the tightness and hardness, the fire resistance of the wood produced by the method is considerably better than that of conventional wood, and the material thus made can be used in places where fire resistance is particularly important, such as public spaces or load-bearing structures. The method can be applied to pieces of wood of quite different sizes and lengths, whereby, of course, as the size of the piece increases, the required compressive forces increase. The method according to the invention can be implemented most efficiently when a relatively fast compression is used, whereby a uniform pressure acting through the piece of wood is obtained the fastest and thus it is formed most efficiently. The method according to the invention also results in a wood piece that is thoroughly similar in strength and hardness to a wood piece, which has not been possible to obtain with known solutions. Slightly rotting as well as knotty wood material is also good for the application of the method, as these weaknesses are eliminated by the method, as the wood is compressed tightly, and in this case the resin material or other material around the branch is similarly compressed. inextricably linked to other wood. The method can be used to waste wood material is used effectively for a useful and hitherto demanding first-class wood material. At the same time, the quality of the raw wood is improved and the drying errors caused by the drying of normal wood are avoided. With the method according to the invention, the raw wood material can be utilized efficiently, because the work steps before pressing are very small and thus very little is lost from the raw wood as a waste material. Likewise, the amount of work required by the method to achieve the final result is substantially less than with conventional sawing techniques. When the raw wood is pressed into a suitable shape, rectangular or square finished products are obtained from the round wood material, in which case no final processing is necessarily required at all and, as a result, both the workload and the material loss are further reduced.

Menetelmän toteuttaminen edellyttää, että puukappale on olennaisesti nesteellä kyllästetty. Tämä tarkoittaa 15 sitä, että puukappale on joko kyllästetty vedellä tai muulla sopivalla nesteellä tai että se puristetaan kasvu-märkänä pian kaatamisen jälkeen. Kasvava puu sisältää kas-vunestettä, mikä tarkoittaa, että puu on olennaisesti nesteellä kyllästetty. Tällainen puu, kun se ei ehdi juuri-20 kaan kuivua kaatamisen jälkeen, voidaan sellaisenaan puristaa menetelmän mukaisella tavalla, jolloin sitä ei tarvitse enää millään tavalla kastella tai kyllästyttää nesteellä. Kuiva puu tai pidemmän aikaa kaatamisen jälkeen varastoitu puu on tarpeellista kyllästää esimerkiksi aset-25 tamalla puut tai puukappaleet pystyyn vesialtaaseen niin, että toinen pää jää vedenpinnan yläpuolelle. Tällöin vesi kapillaarivaikutuksesta imeytyy puun toisesta päästä ja puussa oleva ilma poistuu vapaasta yläpäästä niin, että puu tulee olennaisesti täysin kyllästetyksi. Puu voidaan • 30 tietysti kyllästää myös syöttämällä paineen avulla nestet tä kuten vettä sen toisesta päästä, mutta tällainen kapil-laarivaikutukseen perustuva kyllästyminen on energiankulutuksen ja talouden kannalta edullisinta. Käyttötarkoituksesta riippuen voidaan puu menetelmän mukaisesti puristaa 35 myös kuorineen, jolloin jälkityöstössä saatava kiinteäThe implementation of the method requires that the piece of wood be substantially impregnated with liquid. This means that the piece of wood is either impregnated with water or another suitable liquid or that it is pressed wet to grow shortly after felling. The growing tree contains growing fluid, which means that the tree is substantially impregnated with the fluid. Such wood, when it does not have time to dry just after felling, can be compressed as such in accordance with the method, so that it no longer needs to be watered or impregnated with liquid in any way. It is necessary to impregnate dry wood or wood stored for a long time after felling, for example by placing the trees or pieces of wood upright in a pool of water so that one end remains above the water surface. In this case, water is absorbed by the capillary action from the other end of the wood and the air in the wood is removed from the free upper end so that the wood becomes substantially completely saturated. Of course, wood can also be impregnated by applying pressure to liquids such as water at one end, but such impregnation based on the Kapil effect is most advantageous in terms of energy consumption and economy. Depending on the intended use, the wood can also be pressed 35 with its bark according to the method, whereby the solid obtained in the post-processing

IIII

9291 9 11 kuorta sisältävä puuaines soveltuu erityisen hyvin esimerkiksi polttoaineeksi. Samoin käytettävän puun käyttötarkoituksesta riippuen voidaan puristaminen tehdä vain osittain niin, että puristetun puukappaleen ulkopinta muodos-5 taa kuumentamisen ja jäähdyttämisen jälkeen tiiviin yhtenäisen pintaosan, mutta keskiosa on muuta puuta pehmeämpää.9291 9 11 Bark-containing wood is particularly well suited, for example, as a fuel. Likewise, depending on the intended use of the wood to be used, the pressing can only be done in part so that the outer surface of the pressed piece of wood forms a dense, uniform surface area after heating and cooling, but the middle part is softer than other wood.

• I• I

» i»I

Claims

A method of making hard pressed wood, in which a piece of wood is compressed to a volume less than its original volume to increase its density and hardness, characterized in that a substantially impregnated wood piece is pressed together in the transverse direction of the wood fibers. so that the liquid is removed through the ends of the piece of wood, that the compressed piece of wood 10 is maintained substantially in the volume it is first pressed to, and that when the compressed piece of wood has said volume, it is first heated in its entirety that the parts of the piece of wood which soften due to heat, it becomes soft and adheres to the other wood material, at the same time as it is dried, after which it cools the ice, whereby the soft components harden and the wood piece remains in its compressed form and volume.

A method according to claim 1, characterized in that the piece of wood is compressed without being preheated.

Method according to Claim 2, characterized in that the piece of wood is compressed substantially at room temperature.

Method according to any of claims 1-3, characterized in that the piece of wood is pressed so that it is substantially compressed and that substantially all liquid is removed from the piece of wood.

Process according to any of the preceding claims, characterized in that after compaction, the piece of wood is heated to a temperature above 500 ° C.

6. A process according to any of the preceding claims, characterized in that, after heating, the temperature of the piece of wood is substantially lowered to about 100 ° C, after which the piece of wood is quickly cooled down. 9291 9 15

Process according to any of the preceding claims, characterized in that the piece of wood is heated by passing an electric current through it.

8. A method according to claim 7, characterized in that the electric current is passed through the wood piece in its wood fiber direction.

9. A process according to any of the preceding claims, characterized in that the piece of wood is compressed where it is impregnated with its own plant liquids without impregnating agent.

Method according to any of claims 1-8, characterized in that before the compaction, the piece of wood is impregnated with water or other suitable liquid by means of the capillary action by placing it vertically in a space with liquid, so that one end of the piece of wood is above the liquid surface. • 4