NO166096B - Innretning for forbindelse av bygningsenheter. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for hurtig kondisjonering av grønt og/ eller delvis lagret tre.

Nærværende oppfinnelse vedrorer konservering av tre, ved hvilken treet kondisjoneres ved en ikke-ildsfårlig prosess ved hjelp av en flytendegjort petroleumsgass.

Det er vanlig, praksis ved trekonservering å kondisjonere treet for, under eller etter impregneringen med et konserveringsmiddel. En vanlig måte for å kondisjonere tre har vært å lufttorre dette, dvs. at treet anbringes eller lagres i et tommeropplag for å av-vente den naturlige fordampning og evakuering av vannet fra treet. Det er vel kjent at .-greint (friskt) tommer inneholder.'vann i to forskjellige tilstander, dvs. en del av vannet foreligger fritt i treet, mens resten i virkeligheten er bundet til treets cellu-losemateriale og antas- a ha mettet fibrene i treet.

Lufttorringsmetoden anvendes for å fjerne det frie vann som er : tilstede i det.friske tre. Det gronne eller ukondisjonerte tre som anbringes i fri luft, men beskyttes fra regn, vil gradvis torre ut inntil den storste andel av fritt vann er blitt fjernet. Den normale behandling i trekonserveringsindustrien etterat luft-kondisjoneringen er fullfort, er å anbringe det forkondisjonerte tre i en ovn og ved hdy temperatur tvinge så meget som mulig av det gjenværende vann til å fordampe fra treet.

Den vanlige anvendte metode for luftkondisjonering av tre har ikke vist seg fullt ut tilfredsstillende på grunn av de ekstra omkostninger som oppstår på grunn av den lange tidsperiode som kreves for å fjerne vannet på denne måte, og på grunn av de; store lagre av tre som må holdes for hånden over den tidsperiode kondisjoneringen krever i fri luft. Dessuten kan sevjerik ved og kjerneved av ikke-varig art bli infisert med forråtnelsesbak-terier i kondisjoneringsstabelen særlig ved varmt og fuktig vær.

I tillegg til kondisjonert tre er det,blitt vanlig praksis å behandle tre kjemisk, enten for tommeret er blitt torret eller etter at torring har funnet sted, for å oke levetiden når treet skal anvendes under betingelser som fremmer skade av treet som ved forråtnelse, insekter eller andre ødeleggende midler.. Denne behandling av treet, utfores vanligvis ved å tvinge konserverende kjemikalier inn i veden under trykk. Vanligvis omfatter denne behandling å utsette treet for et forutbestemt lufttrykk (over-eller underatmosfærisk trykk) og uten å oppheve dette trykk inn-fore treet i et bad av et konserveringsmiddel og derpå oke trykket og vanligvis heve temperaturen for konserveringsmiddelet nært opp til kokepunktet for vann og opprettholde dette forhoyete trykk over en viss tidsperiode for å.oppnå den onskede innforing av konserveringsmiddelet i treet. Deretter fjernes badet av konserveringsmiddel fra treet, og dette utsettes for et underatmos-

færisk trykk, hvorved overskudd av konserveringsmiddelopp-losning fjernes fra treet.

Trykkbehandlingen'av tre betegnes vanligvis som en "full-celle"-eller en "tom-celle"-prosess avhengig av graden, med hvilken konserveringsmiddelet holdes tilbake i treet. Disse to prosess-er skiller seg hovedsakelig fra hverandre i de innledende behand-lingstrinn..Treet utsettes for undertrykk ved full-celle-prosessen for å tomme cellene for luft for treet anbringes i kon-serveringsmiddelbadet, og treet bringes under undertrykk ved tom-celle-prosessen for å tvinge vesentlige mengder av luft inn i treets celler for treet utsettes for et bad av konserveringsmiddel, slik at når trykket oppheves, vil luften i cellene drive ut noe av konserveringsmiddelet fra cellene.

Vanligvis anvendes en vandig eller olje-opplosning av konserveringsmiddel som badet. Det vandige eller olje-opplosningsmiddelet bringer konserveringsmiddelet i en form som vil trenge inn i treets celler. Hvis treet som skal impregneres, er gront, dvs. at det ikke er blitt luftkondisjonert, vil en stor mengde vann være tilstede. Hvis treets celler inneholder denne store vannmengde, folger det at ved å forsoke å impregnere en konserverende opplosning i treet vil vannet som allerede er tilstede i dette,

i noen grad motsette seg konserveringsmiddelets inntrengning.. Som et resultat blir effektiviteten av impregneringsbehandlingen redusert..Dessuten er tilstedeværelsen av vann uonskét etterat konserveringsmiddelet foreligger i treet. Bruken av vann som bærer for konserveringsmiddelet Vil oke mengden av vann som lates tilbake i treet, og krever således at treet torres etter impreg-neringen med konserveringsmiddelet. Den etterfølgende torring krever s.elvfolgelig ekstra varme og tid og er noe vanskelig, da trecellene normalt lukker vann inne. Fuktighetsinnholdet for • f omhyggelig kondisjonert tre er f.eks. innen området 6 til 15 % av. av treets torre vekt. Også fuktingen under impregneringen og den folgende tijrring har tendens til å forårsake at treet sprekker og en uonsket forandring i struktur.

Lufttorringsmetoden for å kondisjonere tre som er beskrevet foran, har omfattet en langsom fordampning av vannet, mens treet holdes i luft over lange tidsperioder. Denne torringsperiode kan ut-gjore fra 3 måneder til 3 år avhengig av den spesielle treart som skal torres.

Hovedformålet ved nærværende oppfinnelse er å fremskaffe en for-bedret fremgangsmåte for forkondisjonering eller delvis kondisjonering av tre for å oppnå et produkt som ikke krever en luft-kondisjoneringsmetode, som ikke behover å holdes på lager for lengre tid for ovnstorring eller impregnering med et konserveringsmiddel, som har hatt det frie vann fjernet i lopet av en 2h timers periode, som ikke utsettes for ekstra varme, som ikke skades ved behandling, og som ikke har forandret seg i storrelse^

Man har således tidligere på dette område basert seg på fordampning av vann fra veden for å torre den. Denne fordampning ble enten ufort ved lufttorring eller ved å tilfore veden varme for å bringe vannet til å fordampe. Azeotroper fordamper vanligvis ved lavere temperaturer enn enkeltkomponentene, og McDonald har i U S. patent nr. 2 860 070 trukket fordeler av dette ved å

bruke en azeotrop av vann og opplosningsmiddel. McDonald bruker det klorerte hydrocarbon, perklorethylen, som koker ved en temperatur på ca. 120°C, mens den azeotropiske blanding av vann og perklorethylen koker ved ca. 87°C. McDonald anbringer veden i et bad av perklorethylen, som holdes ved en temperatur over kokepunktet for azeotropen av vann og opplosningsmiddel, og under kokepunktet for det klorerte hydrocarbon. Denne.temperaturdiffe-rens tillater selvfølgelig varmeutveksling mellom perklorethylen-badet og azeotropen i veden for å fordampe denne. Perklorethylenet må selvfølgelig diffundere inn i veden for å danne azeotropen med vannet i veden. Når azeotropen fordamper, avviker dampen både av vannet og perklorethylenet fra veden. Vannet fjernes således som en damp. I motsetning til den fremgangsmåte.som er åpenbart i U» S. patent 2 860 070, fjernes ved nærværende fremgangsmåte vannet som en væske. Det flyktige hydrocarbonet er impregnert inn i veden. Følgelig fordamper hydrocarbonet, og disse hydrocarbondamper tvinger det frie vann som en væske fra veden. Man kan således si at hydrocarbondampene mekanisk driver

vannet ut fra veden.

Det er nå blitt funnet at i overensstemmelse med nærværende oppfinnelse kan gront og/eller delvis lagret tre hurtig kondisjoneres., og karakteristisk for oppfinnelsen er at treet impregneres med et flytende hydrocarbon som er en til væske for-

tettet petroleumsgass bestående av butan, isobutan, propan og isopropan under superatmosfærisk trykk, og at dette trykk frigis, slik at hydrocarbonet autogent fordamper, hvilke damper driver ut fritt vann i flytende form fra treet.

Ved fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen utsettes treet for et forutbestemt trykk og utsettes deretter uten forandring i trykk for det alifatiske hydrocarbon, slik at trykket okes for å inji-

sere hydrocarbonet inn i treet, og deretter fordamper hydro-

carbonet fra treet.

Ved anvendelse av fremgangsmåten som er beskrevet foran, er det

mulig å fjerne det frie vann som inneholdes i gront eller i. del-

vis lagret tre ved den mekaniske virkning av hydrocarbonet når det forlater treet.

Fremgangsmåten etter oppfinnelsen lar seg anvende på alle de

vanlige trearter. I realiteten er det blitt funnet at fremgangsmåten etter oppfinnelsen lar seg anvende ved kondisjonering av motstandsdyktige arter, nemlig de trearter som motstår penetre-

ring sterkere enn de vanlige arter.

Den foran angitte metode for å kondisjonere tommer er okonomisk

og effektiv i apparat som vanligvis anvendes ved trykkbehandling av tommer. I denne henseende danner det en ny metode for å

fjerne det frie vann fra gront tommer ved at.mens andre impreg-neringsmetoder normalt vil etterlate vann i det friske tommer under trykkimpregnering eller vil forsoke å fordampe vannet ved hoye temperaturer, er fremgangsmåten etter nærværende oppfinnel-

se en mekanisk metode, ved hvilken vannet bokstavelig talt driv-es ut av treet ved.ekspansjon av den alifatiske hydrocarbongass.

Som et resultat av den nye mekaniske fjerning av vann inntreffer

ingen sprekkdannelse i treet og heller intet uonsket tidsfor-bruk, venteperioder for ovnstorring eller impregnering av treet-med et konserveringsmiddel.

Fremgangsmåten etter nærværende oppfinnelse vil fjerne minst 50 % av det frie vann som inneholdes i det friske eller delvis lagrete tre. Mengden av varn som fjernes under behandlingen, vil selvfølgelig avhenge av den treart som behandles. For en hvilken som helst art fjernes imidlertid minst 50 % av det frie vann. Fjerningen av denne vannmengde fra tre i lopet av den meget korte tidsperiode (mindre enn 2h timer) er et fullstendig uvent-et, uvanlig og nytt resultat. Da det hittil har vært vanlig å luftkondisjonere visse tommerarter i opptil 3 år, gjor' fjerningen av minst 50 % av'det frie vann fra treet oppfinnelsen til en usedvanlig praktisk og tidsbesparende metode for å kondisjonere friskt eller delvis lagret tre.

Som foran nevnt, omfatter egnete hydrocarboner for anvendelse ved nærværende oppfinnelse f.eks. flytendegjort petroleumsgass, slik som butan, isobutan, propan og isopropan. Kokepunktet og fordampningsvarmen for disse hydrocarboner er slik at temperaturen og treets egenvarme er tilstrekkelig, slik at når treet fjernes fra kontakt med badet og trykket senkes, vil den i treet lagrete varme fordampe alt opplosningsmiddel som er tilbake i treet.

Folgelig utfores fremgangsmåten spesielt'ved temperaturer og trykk, ved hvilke opplosningsmiddelet vil selv-fordampe fra treet når badet fjernes fra dette. Disse hydrocarboner har damp-trykk, slik at treet kan oppvarmes fra 65 til 95°C uten å ut-vikle sterkere trykk. ' Anvendelsen av hoyt trykk på veden har en tendens til å skade denne ved å knuse treets celler. Dessuten har temperaturer over 95°C en tendens til å myke opp treets celle struktur,' slik at dette blir mer utsatt for odeleggelse under trykk.

Behandlingen av ved ifblge nærværende oppfinnelse, hvor tre for-: kondisjoneres i et lavt-kokende hydrocarbon, har mange fordeler..

Det behandlede tre er rent, og det er en nedsettelse av dets vekt. Da hydrocarbonet Ikke har noen affinitet for ved, slik som vann, og da damptrykket for hydrocarbonet er storre enn det endelige trykk i behandlingskammeret, unnslipper hydrocarbonet lett fra treet. Således er luftlagring ikke nodvendig. Hydrocarbonet selv tjener som et middel for å fjerne det resterende frie vann fra treet, dvs. ved slutten av trykkfasen driver de hurtig ekspanderende opplosningsmiddel-gasser.det frie vann ut av treet. Treet som er behandlet etter nærværende oppfinnelse, • J etterlater badet i det vesentlige uforandret. Tre som er behandlet ifolge oppfinnelsen, er luktfritt og har en ikke-o'l jeaktig overflate, som selvfolgelig er en fordel hvis treet skal males.

Tom-celle-prosessen anvendes med fordel for å gi en ildsikker, ufarlig behandling med denne prosess, da det hoye damptrykket for opplosningsmiddelet hjelper til å stote hydrocarbonet' ut fra cellene ved slutten av trykkbehandlingstrinnet etter fremgangsmåten, og dermed redusere mengden av hydrocarbon som må fordamp-es fra treet. Gassen som anvendes for-impregnering av cellene for deres impregnering med opplosningsmiddelet og konserveringsmiddelet, kan være luft, men er. fortrinnsvis nitrogen, carbondioxyd eller andre iherte," ikke-kondenserbare gasser, da hydrocar-bonene er brennbare. Tom-celle-prosessen kan brukes med fullstendig sikkerhet og uten ildsfarlige eller andre skadelige betingelser uten hensyn til at damptrykksegenskapene for opplosning-middelet egner seg for full-celle-prosessen.

Oppfinnelsen skal ytterligere illustreres ved sammenlikning av tom-celle-prosessen i.eksempel II med full-celle-prosessen i eksemplene I og III i de etterfølgende eksempler.

Eksemple I Gront tommer av "southern pine" anbringes i en lukket sylinder, og et trykk på 625 mm kvikksolv opprettholdes i 1/2 time. Deretter, uten å slippe til luft, fylles sylindéren med flytende butan. Sylinderen oppvarmes inntil trykket i sylinderen stiger til 8,75 - l"+ kg/cm manometertrykk. Under oppvarm-ningstiden pumpes ytterligere opplosning inn i treet for å opprettholde trykket ved 8,75 - l1^ kg/cm manometertrykk, og disse trykk og temperaturer holdes på treet 1 ca. 2 timer. Deretter fjernes hydrocarbonopplosningen fra sylinderen, og sylinderen utsettes for et. vakuum på 625 mm kvikksolv i en time. Deretter fjernes treet fra sylinderen. Treet er i det vesentlige tort, rent og luktefritt.

Eksempel II Gront tommer av "southern pine" anbringes i en lukket.beholder, og luft i mengder utover de eksplosive grenser eller nitrogen eller carbondioxyd injiseres i beholderen inntil trykket i beholderen nåo r 3)5 kg/cm manometertrykk. Deretter tvinges butan inn i beholderen, og luft tas ut fra beholderen, med en hastighet for å opprettholde et konstant trykk på 3*5 kg/ cm 2manometertrykk i beholderen. Etterat oppløsningen fyller beholderen,, bkes trykket til 1^- kg/cm manometertrykk ved å oke temperaturen,, og dette trykket opprettholdes i 2 timer og frigis derpå. Så snart som trykket er opphevet, ekspanderer den kom-primerte gassen i treet og tvinger hydrocarbonet fra treet i be-traktelig grad. Hydrocarbonet tappes av fra sylinderen, og treet utsettes for et vakuum på 625 mm kvikksolv i en time , i lopet av hvilken tid varmen i treet fordamper det gjenværende opplosr-ningsmiddel. ;Eksempel III Gront tommer av "southern pine" anbringes i en lukket beholder og utsettes for damp ved et trykk på 1,05 kg/cm manometertrykk i 6 timer. Dampen frigis, og sylinderen evakueres i 2 timer. Deretter pumpes butan inn i sylinderen, og etterat butanet fyller sylinderen, oppvarmes dette for å oke trykket til ca. l^f kg/cm 2, og dette trykket opprettholdes i 2 timer. Trykket oppheves derpå, og treet utsettes, for et vakuum på 625 mm kvikksolv i 30.minutter. Treet er et produkt som er blitt delvis ;torret på mindre enn 10 timer'. ;Eksempel IV Hård lonn 2,5 x 7,5 x 10 cm anbringes i en lukket beholder og utsettes for damp ved et trykk på 1,05 kg/cm manometertrykk i 6 timer. Dampen frigis, og beholderen evakueres i 2 timer. Deretter pumpes isobutan inn i beholderen, og etterat ;isobutanet fyller beholderen, oppvarmes dette for å oke trykket til ca. 1V kg/cm<2> manometertrykk, og dette trykket opprettholdes ;i 2 timer. Deretter oppheves trykket, og etter dette anvendes en annen trykkperiode på ca. 2 timer igjen på lonnen i sylinderen. Så oppheves trykket i den annen trykkperiode, og treet utsettes for et vakuum på 625 mm kvikksolv i 30 minutter. Treet fjernes deretter fra sylinderen, og fuktighetsinnholdet måles. For denne spesielle treart var fuktighetsinnholdet redusert fra 57 % til 36 %. ;Eksempel V Fire stykker "green southern yellow pine"-peler ble kondisjonertbehandlet med flytende petroleumsgass. Et total på 7 timers trykk ble anvendt, fulgt av et 2 timers slutt-vakuum. ;Pelene hadde en gjennomsnittlig endediameter på 25 cm og var ;ca. 10 m lange. For behandling veide disse peler 1,015 g/cm<3>, og etter behandling var vekten 0,798 g/cm<3>. Med andre ord, ;under behandlingen ble ca. 0,217 g vann pr. cm<3> fjernet fra treet . ;Eksempel VI Gronne "southern yellow pine"-peler ble kondisjonert-behandlet med isobutan. Et total på 7 timers trykk ble anvendt, fulgt av 2 timers slutt-vakuum. Pelene hadde, en gjennomsnittlig endediameter på 25 cm og var ca. 10 m lange. Under behandling ble vekten pr. cm<3> for disse peler redusert fra 0,95^+8 til 0,70<*>4-8 g/cm<3>.

Eksempel VII Gronne "southern yellow pine"-peler ble behandlet og kondisjonert med isobutan. Et total på 7 timers trykk ble anvendt, fulgt av et 2 timers slutt-vakuum. Disse peler hadde en gjennomsnittlig endediameter på 25 cm og var ca. 10 m lang^.. Det gjennomsnittlige fuktighetsinnhold i de ytre 2,5 cm av disse peler var 65 % for behandling og 33 % etter behandling. Tilnærmet 0,187.g vann ble fjernet pr. cm<3> tre.

Som en ytterligere bekreftelse på evnen for denne fremgangsmåte til å fjerne det frie vann som inneholdes i friskt eller delvis lagret tre, ble flere andre prover av "southern yellow pine" og redwood-tommer utsatt for behandling med fortettede petroleums-■ gasser og undersøkt for fuktighetsinnhold for og etter behandling. Resultatene for behandlingen av "southern yellow pine"-pelene, er vist i den etterfølgende tabell I.

Ved fremstillingen av redwood-tommer klassifiseres tommerets fuktighetsinnhold vanligvis som "tungt og middels". Den vanlige metode for å kondisjonere materiale av denne klassifisering har vært forst å luftkondisjonere tommeret til ca. 65 % fuktighetsinnhold i ca. 9 til 18 måneder og deretter pvnstbrre det til et endelig fuktighetsinnhold på ca. 10 %. Ved å anvende fremgangsmåten etter nærværende oppfinnelse kan fuktighet ved hoyt eller middels"fuktighetsinnhold umiddelbart reduseres til ca. 65 % på mindre.enn 2h timer, og bruken eller nødvendigheten for en for-lenget luftkondisjonering elimineres.

Tabell II viser Resultatene for 21 prover åv redwood-tommer, som

ble forkondisjonert ifolge nærværende oppfinnelse, og fuktighetsinnholdet ble målt etter kondisjonering.

I det foranstående er det beskrevet en ny fremgangsmåte for sikker kondisjonering av tre med et hydrocarbon valgt fra gruppen bestående av alifatiske hydrocarboner, som kan fortettes ved om-givelsenes temperatur ved å utsette gassene for et forhoyet trykk. Hydrocarbonet er selv-fordampende, slik at treet ikke trenger noen torringsperiode for å fjerne hydrocarbonet. Opplosningsmiddelet i tillegg til å selv-fordampe fra treet, skaper en mekanisk kraft som fjerner det frie vann som inneholdes i gront eller delvis lagret tommer, og oppviser således en for-kondisjoneringsvirkning på treet.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for hurtig kondisjonering av gront og/eller delvis lagret tre, karakterisert ved at treet impregneres med et flytende hydrocarbon som er en til væske fortettet petroleumsgass bestående av butan, Isobutan, propan og isopropan under superatmosfærisk trykk og frigi dette trykk, slik at hydrocarbonet autogent fordamper, hvilke damper driver ut fritt vann i flytende form fra treet.