NO135233B - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for trykkimpregnering av trefiner med kjemiske midler i vann. Mere spesielt angår foreliggende, oppfinnelse behandling av trefiner hvorunder multipelskikt av fineren føres mellom trykkvalser,

mens den neddyppes i en oppløsning av behandlingsforbindelsen.

Fineren mates inn i trykkvalsene parallellt med åringene eller celleorientéringen og presses gjennom valsene vinkelrett mot åringen til ca. halvparten av den opprinnelige tykkelse. Fine-

ren har et opprinnelig fuktighetsinnhold utover fibermetnings-

punktet før pressingen.

Innen dette tekniske område er det vel kjent at ply-

wood er et overlegent treprodukt sammenliknet med andre tre

produkter. Plywood er nesten ensartet med hensyn til styrkeegenskaper i de to hovedaksenes retninger og har økt motstandsevne mot endesprekker og endesplintring og en betydelig minsket tendens til å slå seg og bli skjevt. Denne overlegenhet hos plywood beror for en stor del på den måten plywood er bygget opp på. Tre er et ytterst anisotropt materiale, hvis bøyestyrke vinkelrett på åringen er ca. en fjerdedel av bøyestyrken i åringens retning. På liknende måte er krympingen og svellingen av tre i høy grad avhengig av retningen. For plywood reduseres disse variasjoner ved at årings-retningen hos suksessive skikt endres 90°. Derfor er plywood et treprodukt med meget gode egenskaper.

På grunn av plywoods gode egenskaper begynner det å bli mere og mere alminnelig og ønskelig innen industrien å behandle plywood med brannhemmende kjemikalier, prepareringsmidler, stabi - liseringsmidler og andre trebehandlingsmidler. De nå for tiden anvendte metoder for behandling av plywood ved trykkbehandlingsan-legg krever imidlertid adskillige meget kostbare operasjoner,

en ovnstørkeoperasjon som ofte gir årsak til ikke ønskelige tilfeldige merker eller annen skade, og en operasjonstid på 30 dager eller mere. På grunn av disse ulemper er behandlet plywood ikke så økonomisk tiltrekkende som ønskelig kunne være.

Det er åpenbart at det ville være en stor økonomisk fordel om behandlet plywood kunne fremstilles av finer som er behandlet når den kommer ut fra finerdreiningen og før tørking.

En slik fremgangsmåte skulle gi behandlet finer uten tilfeldige merker eller andre defekter i forbindelse med trykkbehandlingen og ovnstørkingen. Dessuten skulle en slik fremgangsmåte ikke kreve de kostbare behandlingstrinn og de lange operasjonstider. Den behandlede plywood skulle kunne fremstilles til et minimum av omkostningene i finerfabrikken, hvorfra den kan transporteres gjennom normale kanaler til forbrukerne. Hittil har det imidlertid ikke vært tilgjengelig noen effektiv og økonomisk metode for behandling av rå finer når den kommer fra dreieanlegget.

Man har tidligere foreslått behandling av finer ved

at et eneste skikt av fineren føres gjennom trykkvalser mens den neddyppes i en oppløsning av behandlingsmidlet. Dette er beskrevet f. eks. i det amerikanske patentskrift nr. 2.350.135.

Imidlertid er denne fremgangsmåte aldri blitt anvendt kommersielt på grunn av atskillige ulemper. For det første kreves det iføl-ge denne fremgangsmåten at fineren oppvarmes på forhånd innen den innføres mellom trykkvalsene. Treet må myknes ved at det først oppvarmes til ca. 93-149°C. Dette trinn er kostbart og tidskrevende og øker omkostningene ved fremgangsmåten betydelig. Dessuten er det ikke kombinert med de fleste prepareringsmidler og brannhemmende midler.

En ytterligere ulempe ved denne kjente fremgangsmåte er at den rå finer må forpresses for å fjerne vann fra den rå finer innen den føres gjennom trykkvalsene som er neddyppet i behandlingsoppløsningen. Ifølge denne fremgangsmåten må treet ikke ha en vannkonsentrasjon som er høyere enn den ved fibermetningspunktet. Hvis vannkonsentrasjonen er høyere ved fibermetningspunktet angis det i dette patentskrift at såvel mengden som hastigheten for opptagning av oppløsningen reduseres. Rå finer har for det meste vannkonsentrasjoner som er betydelig høy-ere enn ved fibermetningspunktet. Ifølge den kjente fremgangsmåten er det derfor nødvendig å føre den rå finer gjennom et par varmetørkevalser for utpressing av fritt vann ( over fibermetningspunktet) innen fineren føres gjennom valsene som befinner seg i behandlingsbadet. Det er også nødvendig å fjerne dette overskuddsvannet fra forpresseanordningen ved at varmluft blå-ses over treoverflaten i den stilling hvor fineren passerer mellom valsene i forpresseanordningen. Dette behandlingstrinn er også kostbart og tidskrevende.

Den største ulempen ved den kjente fremgangsmåten er at fineren i høy grad ødelegges under pressebehandlingen. Når fineren passerer mellom pressvalsene ifølge den kjente fremgangsmåten, knuses kvistene i treet og skades. Når disse kvister knuses r splintres de, og fineren sprekker istykker; ganske ofte skades treet rundt kvisten også alvårlig. Ettersom det er vel kjent at kvister forekommer i all finer, er dette et alvårlig problem. De høyere kvaliteter av finer (N og A) nedbrytes til kvaliteter C resp. D. Dessuten kan en del av fineren ikke anvendes på grunn av skader.

Forekomsten av kvister i finer beror på den tresort fineren er skåret fra, typen av avskallet virke og dybden av det virke som fineren kommer fra. I visse sorter forekommer det kvister på en overflate av 0,1 m , mens det i andre typer bare forekommer flere kvister på en flate av 1,2 x 2,4 m 2. Imidlertid er det meget få plater som ikke inneholder noen kvister. Finer som f.eks. er skåret fra granvirke, inneholder et meget stort antall kvister, som ofte går opp til flere stykker på en flate av 0,1 m av fineren. Disse kvister er små, men knuses meget lett når skiktene av finer presses mellom stålvalser. Southern-pine finer inneholder også en stor mengde kvister, av hvilke de fleste er relativt store. De store kvistene skades alltid når de presses mellom hårde valser. På grunn av kvistproblemet, samt de tidligere nevnte øvrige ulemper, har anvendelsen av trykkbe-handling med valser hittil ikke blitt utnyttet kommersielt for behandling av finer.

Et eksempel på andre trykkbaserte fremgangsmåter som er patentert, men som aldri har funnet kommersiell anvendelse,

er beskrevet i det britiske patentskrift nr. 1 060 014; det britiske patentskrift nr. 1 174 713 og det amerikanske patentskrift nr. 3 624 233. Dessuten kan nevnes det finske patentskrift nr. 34 854 samt det amerikanske patentskrift nr. 3 429 652.

Foreliggende oppfinnelse går således ut på å fremskaf-fe en effektiv og økonomisk fremgangsmåte for behandling av rå finer når denne kommer fra dreieanlegget.

Dette oppnås ved en fremgangsmåte for behandling på basis av kjemiske behandlingsmidler i vann, hvor fineren mates gjennom et par trykkruller slik at finerens innmatingsretning er parallell med årringene i fineren og valsenes trykkraft er vinkelrett på årringene, idet trykkvalsene er slik beliggende at den sammentrykte finer som kommer ut fra valsene er fullstendig neddykket i behandlingsvæsken, og hvor den sammentrykte finer holdes nedsenket i behandlingsvæsken i minst 5 sekunder, og fremgangsmåten er karakterisert ved at flere skikt av finer som hvert har et fuktighetsinnhold som overstiger fibermetningspunktet samtidig mates gjennom trykkvalsene.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse krever ikke noen forbehandling av den rå finer og fineren tilføyes ikke noen skade under behandlingen. Ifølge foreliggende oppfinnelse kan behandlet plywood fremstilles til minimale omkostninger i finerfabrikken.

Med fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse overvinnes problemet ifølge teknikkens stand hva angår kvistknusing. Anvendelsen av multipelskikt av finer eliminerer problemet med kvistknusing. Ved at i det minste en finer plasérés ovenpå en annen og i det minste to skikt av finer presses på én gang, har det vist seg mulig å eliminere problemet med kvistkunsing. Anvendelsen av multipelskikt øker også fremstil-" lingshastigheten. Dessuten har behandling av finer på denne måten med multipelskikt liten eller ingen virkning på tilbakeholdningen eller spredningen av oppløsningen. Vurderingen av finer som er behandlet ifølge fremgangsmåten etter foreliggende oppfinnelse indikerer at behandlingsmetoden er utmerket. Dessuten viser prøver foretatt på styrken at elastisitetsmodulen og brudd-styrken ikke påvirkes av trykkimpregneringsprosessen.

Ifølge foreliggende oppfinnelse forsøkte mån å løse problemet med kvistknusing ved at valsene ble konstruert av forskjellige plastarter, gummimaterialer eller metaller dekket med for-skjellig plast, gummi og liknende. Det viste seg imidlertid at materialer som var tilstrekkelig myke til å hindre knusing og splintring av kvister var altfor myke til at fineren kunne presses tilstrekkelig for adekvat behandling. Likeledes medførte materialer som var tilstrekkelig hårde til'at fineren kunne presses tilstrekkelig for adekvat behandling' at kvister ble knust og splintret.

Når imidlertid to eller flere skikt åv finer ble presset samtidig, det ene ovenpå det andre, ble problemet med knusing og splintring av kvister overvunnet. Rå finer presses tilstrekkelig til å kompensere for de ikke sammehpressbare kvister i den andre fineren, hvorved knusing og splintring av kvistene hindres. Imidlertid påvirker ikke denne fremgangsmåten tilbakeholdningen av det anvendte behandlingsmiddel i vann.

Det er således åpenbart at ifølge foreliggende oppfinnelse er anvendelsen av multipelskikt av finer vesentlig og kritisk. Hvis multipelskikt ikke ble anvendt, oppnåes ikke fordelene ifølge foreliggende oppfinnelse. Med multipelskikt menes mere enn ett skikt av finer. Maksimalt antall skikt som kan presses effektivt ifølge foreliggende oppfinnelse beror på slike faktorer som tykkelsen av de enkelte finerskikt, arten av finertre, behandlingsmidlet og ønskelig fastholdningsgrad av behandlingsmidlet. For praktiske formål oberstiger imidlertid antallet finerskikt sjelden eller rioensinde fem. Av praktiske årsaker foretrekkes to eller tre skikt av finer. Anvendelsen av multipelskikt av finer påvirker i det vesentlige ikke behandlingen av fineren. Alle overflater av de forskjellige finerskikt behandles effektivt gjennom fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse.

Det er tidligere angitt at foreliggende oppfinnelse angår simultanpressing av mere enn ett skikt av finer mellom trykkvalser mens fineren neddyppes i en oppløsning av prepareringsmiddel i vann. Det er meget viktig at fineren neddyppes i behandlingsoppløsningen når den kommer ut av pressvalsene. Det er derfor ikke nødvendig at pressvalsene er fullstendig nedsenket i behandlingsoppløsningen hvis bare fineren neddyppes når den kommer ut fra pressvalsene. F. eks. kan valsene være anbragt på grensen mellom vann og luft, hvorunder undersiden av valsene er neddyppet. Den enkleste måten å garantere at fineren neddyppes når den kommer ut fra pressvalsene er imidlertid at trykkvalsene er strategisk beliggende under oppløsningen av det kjemiske middel i vann. For det meste er i det minste den nedre valsen neddyppet slik at fineren som kommer ut befinner seg på en dybde av 7,5-10 cm i behandlingsoppløsningen.

Det er kritisk for fremgangsmåten at fineren er helt nedsenket når den kommer ut fra pressvalsene. Etter pressingen . gjenvinner fineren sin tykkelse nesten øyeblikkelig. Fineren gjenvinner 95-97% av sin opprinnelige tykkelse innen ca. 5 sekunder etter sammenpressing. Det er under denne gjenvinning av tykkelsen ..ai: |nr*pareringsoppløsningen impregnerer fineren. Derfor må fineren være helt nedsenket når den kommer frem fra trykkvalsen og må holdes nedsenket i det minste i 5 sekunder. Det er ønskelig at fineren holdes nedsenket i tidsperioder av opp til 1 minutt for at maksimal tilb. akeholdning skal oppnåes. Hvis fineren får gjenvinne sin opprinnelige tykkelse innen den nedsenkes i oppløsningen av prepareringsmidlet i vann, tar det atskillige timer og for visse typer av tre flere dager innen tilstrekkelig behandling er oppnådd.

Matningsretningen av tre må være parallell med åringen eller celleorienteringen i fineren. Trykkraften må utøves vinkelrett mot åringen eller celleorienteringen. Det er også ønskelig at fineren innmates i valsene i-omtrent rett vinkel til åpnin-gen mellom valsene. Dette hindrer at det oppstår skader på

treet og reduserer bøyning av tynnere finer.

En annen meget viktig variabel i fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er finerens fuktighetsinnhold ved tids-punktet for sammenpressingen. Som angitt tidligere må fuktighetsinnholdet overstige fibermetningspunktet. Det har vist seg at jo høyere fuktighetsinnholdet er hos fineren før pressingen, desto større tilbakeholdning oppnåes. Dette er i direkte strid med resultatet ifølge teknikkens stand, for der angis det uttrykke-lig at jo tørrere virket er, desto lettere vender det tilbake til sin opprinnelige form i nærvær av impregneringsvæsken, og desto raskere og mere fullstendig impregnering oppnåes. (Se f. eks.

det amerikanske patentskrift nr. 2.350.135 og det britiske patentskrift nr. 597.383). Ifølge foreliggende oppfinnelse må fuktighetsinnholdet være høyere enn fibermetningspunktet ( omtrent lik 30-35 vektprosent). Fortrinnsvis har treet et fuktighetsinnhold høyere enn 45 %.. I virkeligheten er utmerkete resultater oppnådd med trefiner med et fuktighetsinnhold som overstiger 70 %.

Matningshastigheten gjennom valsene begrenses bare av den ønskelige oppholdstid i behandlingsoppløsningstanken. Som angitt tidligere er det nødvendig at fineren holdes nedsenket i det minste i 5 sekunder når den kommer ut fra pressvalsene. Imidlertid bør den fortrinnsvis holdes nedsenket i minst 10-30 sekunder. I 'visse tilfeller er det ønskelig at fineren holdes nedsenket i flere minutter for at maksimal tilbakeholdning skal oppnåes. Det finnes ingen kritisk øvre grense for den tid i hvilken fineren kan holdes nedsenket. Hvis fineren holdes nedsenket i mere enn 1 minutt kan ytterligere tilbakeholdning oppy nåes på grunn av normale gjennomtrengningseffekter.

Ifølge foreliggende oppfinnelse kan fineren også føres tilbake eller utsettes for gjentatt sammenpressing. Ytterligere pressing øker tilbakeholdningen av prepareringsmiddel. Hver ytterligere gjennomgang gjennom nedsenkede pressvalser øker den opprinnelige tilbakeholdning med ca. 10-20 %. Man bør imidlertid ha for øye at maksimal oppnåelig tilbakeholdning beror på

den spesielle type av tre som behandles, og er vanligvis av størrelsesordenen 0,5-0,6 kg oppløsning/dm 3. De ytterligere sammenpressingstrinn kan gjennomføres ved at fineren føres tilbake gjennom samme oppsetning av valser. Imidlertid foretrekkes

det å anvende flere oppsetninger av valser hår ytterligere sammenpressing er ønskelig. I alminnelighet er det ønskelig at to oppsetninger av. valser anvendes. Det er sjelden nødvendig at fineren føres mellom mere enn tre oppsetninger av valser.

Rå finer bør presses til i det minste halvparten av sin opprinnelig tykkelse for at ønskelig tilbakeholdning skal oppnåes. Hvis bare en mindre mengde fastholdnirig er ønskelig, kan sammenpressingsgraden minskes. Finer med en tykkelse av opp til ca. 3 mm kan sammenpresses til halvparten av den opprinnelige tykkelse uten større vanskelighet. Tykkere finer, spesielt hårdtrefiner, er.imidlertid iblant vanskeligere å sam-menpresse i denne, utstrekning. Ytterligere matning gjennom trykkvalser kompenserer for den reduserte sammenpressing av tykkere finer. Hvis en serie trykkvalser anvendes kan hvert par av etter-følgende valser være justert slik at fineren sammenpresses i økende grad, hvorved belastningen på den første oppsetning av valser minskes og hvorved høyere tilbakeholdning kan oppnåes.

Grensen for tykkelsen av finer som kan trykkimpregne-res beror på sammenpressbarheten hos den spesielle tretypen som behandles. Mykere tresorter muliggjør at tykkere finer kan behandles. Dobbelte skikt av granfiner ble f. eks. behandlet med trykkimpregneringsmetoden ifølge foreliggende oppfinnelse uten noen vanskelighet. Dobbelte skikt av 3-mm lawaanfiner ble imidlertid splintret når.det.ble sammenpresset til halvparten av sin opprinnelige tykkelse.

Ifølge en utførelsesform for foreliggende oppfinnelse kan rå finer passeres gjennom én oppsetning av pressvalser eller an._.nen anordning for. å fjerne overskudd av sevje fra ekstremt våt finer. Denne forbehandling er ikke nødvendig for å redusere treet fuktighetsinnhold. Forbehandlingen er valgfri og er bare nødvendig hvis forurensning av behandlingsoppløsningen med sevje kan skape problemer.

Trykkimpregneringsmetoden ifølge foreliggende oppfinnelse kan anvendes for behandling av alle forskjellige typer av finertre som anvendes for. fremstilling av plywood. Ifølge foreliggende oppfinnelse kan såvel løvtre- som nåletrefiner anvendes. Eksempel på kommersielt anvendt finertre i De Forenede Stater, er : ask, bøk, bjerk, ceder, -kirsebær, alm, furu,lønn, ek, pinje, poppel,.redwood, gran og valnøtt. Dessuten kan foreliggende oppfinnelse tillempes på andre treslag som anvendes for fremstilling, .av plywood.

Trykkimpregneringsmetoden ifølge foreliggende opp-

finnelse kan anvendes for behandling av finer med alle typer av vannoppløsninger og suspensjoner av behandlingsmidler. Frem-

gangsmåten kan anvendes for prepareringsmidler, fungisider, brannhemmende midler, vannavstøtende midler og harpikser, som bidrar til dimensjonsstabiliteten, motstandsdyktighet mot syre og hårdheten.

Følgende eksempler forklarer oppfinnelsen nærmere, idet

dog modifikasjoner og alternative utførelsesformer til de som er.

vist i eksemplene er mulig.

Eksempel 1. Tre oppsetninger av gransplint-finer ble behandlet

ifølge fremgangsmåten etter foreliggende oppfinnelse. Finerprøve-ne var ca. 15 cm brede og 30 cm lange. Finerprøvene ble matet gjennom en oppsetning av ståltrykkvalser. Fineren ble behandlet i dobbelte skikt, hvorunder ett finerskikt var plasert direkte ovenpå et annet finerskikt. Fineren befant seg i en dybde av flere centimeter i behandlingsoppløsningen når den kom frem fra valsene. Fineren ble holdt nedsenket i oppløsningen i ca. 10

sekunder. Opprinnelig fuktighetsinnhold for fineren var c a. 70 %. Behandlet finer ble analysert kjemisk, hvorunder tilbakehold-

ningen av kjemisk oppløsning ble bestemt uttrykt som kg/dm 3.

Den kjemiske oppløsning var en 2,7 prosents oppløsning av Wolman.

CCA prepareringssalter. Resultatene fremgår av følgende tabell I.

Resultatene i tabell I viser effektiviteten av fremgangs-måten ifølge foreliggende oppfinnelse. Finer som ble behandlet ved trykkimpregnering beholdt en tilstrekkelig mengde av behand-lingskjemikaliene. Dessuten fremgår det at hver ytterligere gjennomgang mellom trykkvalsene økte den tidligere tilbakeholdning med ca. 10 %. Visuell inspeksjon av den behandlede finer viste at alle kvister var intakte og ikke skadet på noen måte. En prøve av gransplint-finer ble behandlet på liknende måte som beskrevet i det foregående, bortsett fra at fineren bare ble behandlet i ett skikt, hvilket medførte skader på kvistene som ik-ke kunne repareres og også på det omgivende tre.

Eksempel 2.

Ytterligere en serie av finer ble behandlet ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse. Fineren hadde en størrelse på ca. 15 cm x 30 cm og besto av bjerk og gran. En liknende metode ble anvendt som beskrevet i eksempel I. Behand-let tre ble omsorgsfullt analysert for at man skulle oppdage om anvendelsen av multipelskikt av finer påvirket behandlingen av treet. De oppnådde resultater fremgår av tabell II. Opprinnelig fuktighetsinnhold for fineren var ca. 70 %. - Eksempel 3. En serie av Douglas furu, bjerk- og granfiner ble behandlet med en oppløsning av NON-COM flammehemmende kjemikalier (produkt fra Koppers Co., Inc), ved trykkimpregneringsmetoden ifølge foreliggende oppfinnelse. Den behandlede finer ble tørket, herdet og ble staplet i prøver som omfattet fem plywoodskikt. Disse plywoodprøver ble undersøkt med henblikk på flamme hemmende egenskaper og styrkeegenskaper. Brannrørprøver viste at trykkimpregneringsmetoden ifølge foreliggende oppfinnelse ga behandlet plywood meget gode brannhemningsegenskaper. Dessuten viste resultatene fra styrkeprøvene at det ikke fantes noen betydelig for-skjell mellom plywood som er fremstilt ved hjelp av trykkimpregnert finer og plywood som er fremstilt av ikke-presset finer. Eksempel 4. Ytterligere en serie finer ble trykkimpregnert med metoden ifølge foreliggende oppfinnelse. Disse behandlede finer-prøver ble sammenliknet med en serie finerprøver som var presset mellom valser og deretter ble dyppet ned i behandlingsoppløsnin-gen. Finer fra den sistnevnte fremgangsmåten ble ikke neddyppet når den kom ut fra trykkvalsene. De oppnådde resultater fremgår av tabell III, og disse viser nødvendigheten av at fineren blir nedsenket når den kommer frem fra trykkvalsene.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for behandling av finer med kjemiske behandlingsmidler i vann, ved å mate fineren gjennom et par trykkruller slik at finerens innmatingsretning er parallell med årringene i fineren og valsenes trykkraft er vinkelrett på årringene, idet trykkvalsene er slik beliggende at den sammentrykte finer som kommer ut fra valsene er fullstendig neddykket i behandlingsvæsken,. og ved å holde den sammentrykte finer nedsenket i behandlingsvæsken i minst 5 sekunder,karakterisert ved at flere sjikt av finer som hvert har et fuktighetsinnhold som overstiger fibermetningspunktet samtidig mates gjennom trykkvalsene.
2. 2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at 2-5 fibersjikt mates gjennom trykkvalsene.
3. 3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at 2-3 sjikt mates gjennom trykkvalsene.
4. 4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at fineren mates gjennom mere enn to trykkvalser.
5. 5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at fineren har et fuktighetsinnhold som er høyere enn 45 vektprosent.