PL244807B1 - Sposób obróbki drewna porozbiórkowego - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób obróbki drewna porozbiórkowego, charakteryzujący się tym, że podaje się (101) drewno porozbiórkowe w postaci belek lub desek na przenośnik taśmowy o szerokości wielokrotnie większej od szerokości pojedynczej belki lub deski; kaleczy się (102) drewno za pomocą walca, na którego powierzchni bocznej rozmieszczone są noże i kolce, umieszczonego nad przenośnikiem taśmowym i dociskającego drewno do powierzchni przenośnika taśmowego; szczotkuje się (103) drewno za pomocą co najmniej jednej obrotowej szczotki umieszczonej nad przenośnikiem taśmowym oraz przeprowadza się (104) postarzanie i suszenie drewna w komorze do postarzania.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki drewna porozbiórkowego pozwalający na przygotowanie produktów o wyglądzie zbliżonym do drewna rustykalnego.

Drewno rustykalne jest pożądanym produktem stosowanym przykładowo jako ozdobny element konstrukcyjny lub dekoracyjny. Elementy rustykalne zwykle wykonuje się z drewna porozbiórkowego, nazywanego również drewnem z odzysku lub drewnem recyklingowym, pochodzącego z rozbiórki starych budynków, mostów, szop, mebli, palet czy innych konstrukcji, które pod wpływem upływu czasu liczonego w co najmniej dziesięcioleciach nabyło unikalnych właściwości estetycznych. W przeszłości drewno porozbiórkowe często było utylizowane na wysypiskach, obecnie jednak jest coraz częściej ponownie wykorzystywane z uwagi na swoje walory estetyczne i trwałość. W obecnych czasach drewno porozbiórkowe znajduje zastosowanie w wielu obszarach, takich jak produkcja mebli, wykończenia wnętrz, elewacje budynków, widoczne elementy konstrukcyjne budynków, a jedynie ostatecznie jako surowiec energetyczny, gdy nie posiada walorów estetycznych.

Drewno porozbiórkowe ma wiele zalet, zarówno pod kątem estetycznym, jak i środowiskowym. Warto zauważyć, że wykorzystanie drewna porozbiórkowego jest częścią strategii zrównoważonego rozwoju. Zamiast wyrzucić stare drewno na wysypisko, można je ponownie wykorzystać, zmniejszając tym samym zapotrzebowanie na nowe drewno i oszczędzając zasoby naturalne. Istotny jest również aspekt estetyczny, dla którego jest pozyskiwane. Drewno porozbiórkowe ma unikalny, rustykalny wygląd, który dodaje unikatowy charakter do dowolnego pomieszczenia lub budynku. Dzięki swojemu wiekowi i ekspozycji na warunki środowiska, drewno z odzysku ma naturalne patyny i znaki zużycia, których nie można zasymulować w nowym drewnie. Ponadto drewno porozbiórkowe charakteryzuje się często bardzo wysoką jakością. Wiele starych budynków i konstrukcji było budowanych z gatunków drzew, które są obecnie trudne do zdobycia lub są chronione. Drewno pozyskiwane z takich źródeł może więc oferować wyższą jakość materiału, niż to dostępne obecnie na rynku. Dodatkowo drewno porozbiórkowe często pochodzi z drzew, które rosły wolniej, co skutkuje twardszym i trwalszym drewnem. Materiał taki z racji na swój wiek przeszedł już procesy związane z ostatecznym ukształtowaniem się struktury drewna w konstrukcji, z której pochodzi, i dzięki temu jest mniej podatne na skręcanie czy pękanie w nowej lokalizacji.

Z drugiej jednak strony z ponownym wykorzystaniem drewna porozbiórkowego wiążą się pewne problemy. Przede wszystkim drewno z odzysku zazwyczaj wymaga dodatkowej obróbki przed ponownym użyciem. Może to obejmować usunięcie gwoździ i innych elementów metalowych, czyszczenie, cięcie na odpowiedni rozmiar, a czasem także działania mające na celu usunięcie potencjalnie szkodliwych lub zaburzających estetykę substancje, takich jak farby na bazie ołowiu czy farby olejne. Z uwagi na konieczność odpowiedniego przygotowania i ograniczoną dostępność drewna porozbiórkowego zdarza się, że jego cena może być wyższa niż cena nowego drewna. Dodatkowym problemem jest to, że zazwyczaj jedynie część pozyskanego drewna o dobrej jakości nadaje się do ponownego wykorzystania, a jego znaczna część, która może sięgać nawet 60% całości pozyskanego drewna, jest przeznaczana na opał. Związane jest to z faktem, że przy większych elementach drewnianych jedynie ich zewnętrzne powierzchnie charakteryzują się pożądaną strukturą związaną z ręczną obróbką i działaniem czasu np. ślady ciosania, powierzchnia pokryta patyną. W związku z tym, np. przy obróbce grubych belek, większość wewnętrznej części belki jest przeznaczana na opał pomimo tego, że można by z niej wyprodukować dodatkowe deski. Jednak takie deski nie miałyby pożądanego rustykalnego charakteru i nie można byłoby ich wykorzystać. Z podobnych powodów, jako elementy dekoracyjne nie można wykorzystać odzyskiwanych elementów drewnianych pokrytych farbą, które po oczyszczeniu z farby nie mają pożądanej struktury i charakteru.

W związku z powyższym, twórcy niniejszego wynalazku stwierdzili, że zasadnym będzie opracowanie nowego sposobu obróbki drewna porozbiórkowego, który pozwoli na wykorzystanie tej części drewna, która dotychczas przeznaczana była na opał z racji na brak pożądanych przez klientów walorów estetycznych.

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki drewna porozbiórkowego, charakteryzujący się tym, że podaje się drewno porozbiórkowe w postaci belek lub desek na przenośnik taśmowy o szerokości wielokrotnie większej od szerokości pojedynczej belki lub deski; kaleczy się drewno za pomocą walca, na którego powierzchni bocznej rozmieszczone są noże i kolce, umieszczonego nad przenośnikiem taśmowym i dociskającego drewno do powierzchni przenośnika taśmowego; szczotkuje się drewno za pomocą co najmniej jednej obrotowej szczotki umieszczonej nad przenośnikiem taśmowym; oraz przeprowadza się postarzanie i suszenie drewna w komorze do postarzania.

Korzystnie, postarzone drewno tnie się na pożądany wymiar za pomocą traków.

Korzystnie, z postarzanego drewna wycina się oflisy za pomocą oflisiarki.

Korzystnie, po wycięciu oflisów wiele warstw drewna przeznaczonego na lamele układa się równolegle w prasie do klejenia i skleja się je do postaci lameli, a następnie szlifuje się lamele za pomocą szlifierki.

Korzystnie, po wycięciu oflisów drewno przeznaczone na lamele przykleja się za pomocą prasy do klejenia do rdzenia, a następnie szlifuje się je za pomocą szlifierki.

Korzystnie, walec stosowany do kaleczenia drewna jest obrotowy swobodnie pod wpływem tarcia o drewno przenoszone na przenośniku taśmowym.

Korzystnie, walec stosowany do kaleczenia drewna jest napędzany z prędkością odpowiadającej prędkości przenośnika taśmowego.

Korzystnie, do szczotkowania stosuje się dwie szczotki ustawione jedna za drugą i obracające się w przeciwnych kierunkach, przy czym korzystnie pierwsza szczotka obraca się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, a druga szczotka obraca się w kierunku odwrotnym do ruchu wskazówek zegara.

Korzystnie, do postarzania drewna stosuje się parę wodną.

W opracowanym przez twórców sposobie obróbki drewna porozbiórkowego, drewnu nieposiadającemu pożądanej rustykalnej struktury jest ona nadawana poprzez proces kaleczenia drewna i późniejszej jego strukturyzacji. Następnie drewno jest koloryzowane w celu uzyskania optymalnego efektu estetycznego. Tak przygotowane drewno może być dalej przetwarzane w celu uzyskania boazerii lub lameli. Dzięki temu możliwe jest ponowne wykorzystanie nawet do 95% drewna porozbiórkowego, które dotychczas przeznaczane było na opał z racji na brak właściwych walorów estetycznych. Dodatkowym czynnikiem wyróżniającym sposób obróbki drewna porozbiórkowego według wynalazku jest to, że uzyskana struktura drewna ma unikalny charakter i jest niepowtarzalna pomiędzy kolejnymi fragmentami drewna. Sposób nadaje się w szczególności do tworzenia struktury starego drewna naturalnie występującej na terenie Ameryki Północnej.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schemat kolejnych etapów sposobu obróbki drewna porozbiórkowego, a Fig. 2 przedstawia schematycznie linię do kaleczenia i szczotkowania drewna.

W kroku 101 drewno porozbiórkowe jest podawane na przenośnik taśmowy 11 (Fig. 2), w szczególności ręcznie przez operatora. Drewno ma korzystnie postać desek lub belek, o przekroju zasadniczo prostokątnym, o wymiarach przekroju przykładowo 100 x 400 mm, oraz długość od 700 do 5000 mm. Drewno podawane jest krótszą krawędzią, w kierunku ruchu przenośnika taśmowego. Drewno wprowadzane do procesu może być mokre, jego wilgotność może wynosić od 50% do 80%. Z uwagi na to, że przenośnik ma szerokość wielokrotnie większą od szerokości typowych belek lub desek, operator może podać drewno w dowolne wolne miejsce na przenośniku taśmowym. W związku z tym, na przenośnik taśmowy można podawać kolejne elementy drewniane układane równolegle względem siebie, jeden po drugim, tak że w rezultacie na przenośniku znajdują się elementy drewniane w sposób nierównomierny pokrywające jego powierzchnię. Przykładowo, przenośnik taśmowy może mieć szerokość od 600 mm do 1300 mm oraz prędkość posuwu w zakresie od 2 do 12 m/min.

W kroku 102 drewno jest kaleczone. W tym celu drewno umieszczone na przenośniku taśmowym 11 wprowadzana jest pod metalowy walec 12 o szerokości od 600 mm do 1300 mm, korzystnie odpowiadającej szerokości przenośnika taśmowego, oraz średnicy od 250 do 350 mm. Na powierzchni bocznej wspomnianego walca znajdują nieregularnie rozmieszczone elementy kaleczące drewno w postaci noży oraz kolców o niewielkiej wysokości, korzystnie od 5 do 5000 mm. Elementy kaleczące pokrywają od 30% do 75% powierzchni bocznej wspomnianego walca. Prędkość obrotowa wspomnianego walca może być zgodna z prędkością posuwu przenośnika taśmowego i w takim przypadku nadawana jest przez przesuwające się pod walcem drewno. Alternatywnie, prędkość obrotowa wspomnianego walca może być nadawana przez dedykowany napęd i mieścić się w przedziale od 2 m/min do 12 m/min. Siła nacisku wspomnianego walca na drewno regulowana jest przez siłownik. Nieregularne rozmieszczenie elementów kaleczących na walcu wraz z opisanym w kroku 101 nierównomiernym sposobem podawania drewna sprawia, że wzór skaleczeń uzyskiwany na elementach drewnianych charakteryzuje się brakiem powtarzalności, tzn. jest unikalny dla każdego elementu.

W kroku 103 pokaleczone drewno poddawane jest szczotkowaniu. Do tego celu wykorzystuje się obrotowe szczotki 13, 14 o szerokości od 600 mm do 1300 mm, korzystnie odpowiadającej szerokości przenośnika taśmowego, oraz o średnicy od 20 do 25 cm. Korzystnie, do szczotkowania wykorzystuje się dwie szczotki ustawione jedna za drugą i obracające się w przeciwnych kierunkach, np. pierwsza szczotka obraca się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, a druga szczotka obraca się w kierunku odwrotnym do ruchu wskazówek zegara. Włosie szczotek może być wykonane z drutu. Prędkość obrotowa szczotek może być nadawana przez dedykowany napęd. Korzystnie, prędkość obrotowa każdej ze szczotek może być regulowana niezależnie od pozostałych. Proces szczotkowania pozwala na wyrwanie niewielkich fragmentów drewna ze skaleczeń powstałych we wcześniejszym kroku. Pozwala to nadać drewnu strukturę przypominającą strukturę drewna poddawanego ręcznemu ciosaniu.

W kroku 104 przeprowadza się postarzanie i suszenie drewna. Drewno zostaje przeniesione do dedykowanej komory, w której w pierwszej kolejności następuje wyrównanie wilgotności drewna umieszczonego w komorze poprzez doprowadzenie pary wodnej i podniesienie wilgotności wszystkich fragmentów. W celu postarzenia, odpowiednio steruje się warunkami ciśnienia i temperatury w procesie „parzenia drewna” zgodnie ze znaną technologią. Po procesie starzenia drewno jest w komorze suszone do wilgotności w zakresie od 10% do 12% poprzez zastosowanie wysokiej temperatury.

W kroku 105 drewno jest cięte na pożądany wymiar. Proces ten przeprowadzany jest za pomocą traka przystosowanego do cięcia drewna na określoną grubość. Grubość drewna po procesie cięcia mieści się w przedziale od 7 mm do 20 mm.

W kroku 106 z przyciętych na pożądany wymiar fragmentów drewna wycinane są oflisy. Proces ten przeprowadzany jest z wykorzystaniem oflisiarki znanego typu. W zależności od wymiarów pociętego drewna może ono zostać przeznaczone na boazerie lub lamele.

W kroku 107 drewno przeznaczone na lamele jest klejone. Drewno przeznaczone na lamele może zostać przyklejone do rdzenia z aluminium, sklejki lub kantówki okiennej lub lamel może powstać w wyniku sklejenia ze sobą kilku warstw drewna porozbiórkowego, np. trzech warstw. Klejenie lameli wykonywane jest za pomocą prasy do klejenia

W kroku 108 lamel przygotowany w kroku 107 jest szlifowany w celu ostatecznego wykończenia. Proces ten jest realizowany z wykorzystaniem szlifierki, korzystnie szlifierki przelotowej.

Alternatywnie do kroków 107 i 108 dla drewna przeznaczonego na boazerię przeprowadzany jest krok 109. W kroku 109 drewno porozbiórkowe przeznaczone na boazerie jest szlifowane w celu ostatecznego wykończenia. Proces ten jest realizowany z wykorzystaniem szlifierki.

Przykład wykonania 1

W kroku 101 operator podawał na przenośnik taśmowy kolejno kawałki drewna porozbiórkowego o przekroju prostokątnym i wymiarach 16 cm x 8 cm i długości 2 m. Kawałki drewna były umieszczane na przenośniku równolegle w odległościach w osi wzdłużnej o około 20 cm z racji na czas potrzebny na dołożenie kolejnego kawałka drewna. Wilgotność wszystkich kawałków drewna była zbliżona i mieściła się w przedziale 50-65%. Przenośnik taśmowy miał szerokość 1300 mm i prędkość posuwu wynoszącą 8 m/min.

W kroku 102 drewno zostało poddane procesowi kaleczenia. W tym celu został wykorzystany metalowy walec o szerokości 1300 mm i średnicy 25 mm umieszczony nad przenośnikiem taśmowym, na którym przemieszczało się drewno. Na powierzchni bocznej walca znajdowały się nieregularnie rozmieszczone noże i kolce o długości 5 mm, pokrywające 30% powierzchni bocznej walca. Ruch obrotowy walca był wymuszany przez przesuwające się pod nim drewno w związku z czym był zgodny z prędkością posuwu przenośnika taśmowego. Nacisk walca na drewno był regulowany za pomocą siłownika. W wyniku tego procesu każdy z kawałków drewna został pokaleczony w unikatowy wzór.

W kroku 103 pokaleczone drewno zostało poddane procesowi szczotkowania w celu nadania pożądanej struktury. W tym celu zastosowano dwie szczotki o drucianym włosiu, o szerokości 1300 mm i średnicy 200. Szczotki były umieszczone jedna za drugą i pierwsza szczotka obracała się zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara z prędkością 400 obr/min a druga szczotka obracała się w kierunku odwrotnym do kierunku ruchu wskazówek zegara z prędkością 600 obr/min. Proces ten pozwolił na wyrwanie niewielkich fragmentów drewna ze skaleczeń wykonanych na wcześniejszym etapie obróbki i uzyskanie w ten sposób pożądanej struktury powierzchni drewna.

W kroku 104 drewno zostało przeniesione z przenośnika taśmowego do komory postarzającej. W pierwszej kolejności wilgotność drewna została podniesiona wyrównana do 70%. Następnie przeprowadzono proces postarzania drewna z wykorzystaniem pary wodnej i próżni. Po przeprowadzeniu procesu postarzania drewno zostało osuszone do wilgotności 12%.

W kroku 105 drewno zostało pocięte na kawałki o pożądanym wymiarze. Zdecydowano się na przygotowanie drewna przeznaczonego na boazerie o wymiarach przekroju 16 cm x 2 m i grubości 25 mm. Do cięcia wykorzystano trak pionowy cienkotnący.

W kroku 106 wycięte drewno przeznaczone na boazerie zostało przeniesione na oflisiarkę w celu wycięcia oflis.

W kroku 109 drewno przeznaczone na boazerie zostało poddane procesowi szlifowania w celu ostatecznego wykończenia jego powierzchni.

Przykład wykonania 2

W kroku 101 operator podawał na przenośnik taśmowy kawałki drewna porozbiórkowego o przekroju prostokątnym o wymiarach 12 cm x 6 cm i długości 1,5 m. Kawałki drewna były umieszczane na przenośniku równolegle i były przesunięte względem siebie w osi wzdłużnej o około 15 cm z racji na czas potrzebny na dołożenie kolejnego kawałka drewna. Wilgotność wszystkich kawałków drewna była zbliżona i mieściła się w przedziale 55-65%. Przenośnik taśmowy miał szerokość 1000 mm i prędkość posuwu wynoszącą 12 m/min.

W kroku 102 drewno zostało poddane procesowi kaleczenia. W tym celu został wykorzystany metalowy walec o szerokości 1000 mm i średnicy 30 mm umieszczony nad przenośnikiem taśmowym, na którym przemieszczało się drewno. Na powierzchni bocznej walca znajdowały się nieregularnie rozmieszczone noże i kolce o długości 3 mm, pokrywające 20% powierzchni bocznej walca. Ruch obrotowy walca był wymuszany przez przesuwające się pod nim drewno w związku z czym był zgodny z prędkością posuwu przenośnika taśmowego. W wyniku tego procesu każdy z kawałków drewna został pokaleczony w unikatowy wzór.

W kroku 103 pokaleczone drewno zostało poddane procesowi szczotkowania w celu nadania pożądanej struktury. W tym celu zastosowano dwie szczotki o drucianym włosiu, o szerokości 1000 mm. Szczotki były umieszczone jedna za drugą i pierwsza szczotka obracała się zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara z prędkością 300 obr/min a druga szczotka obracała się w kierunku odwrotnym do kierunku ruchu wskazówek zegara z prędkością 150 obr/min. Proces ten pozwolił na wyrwanie niewielkich fragmentów drewna ze skaleczeń wykonanych na wcześniejszym etapie obróbki i uzyskanie w ten sposób pożądanej struktury powierzchni drewna.

W kroku 104 drewno zostało przeniesione z przenośnika taśmowego do komory postarzającej. W pierwszej kolejności wilgotność drewna została podniesiona wyrównana do 75%. Następnie przeprowadzono proces postarzania drewna z wykorzystaniem pary wodnej i próżni. Po przeprowadzeniu procesu postarzania drewno zostało osuszone do wilgotności 12%.

W kroku 105 drewno zostało pocięte na kawałki o pożądanym wymiarze. Zdecydowano się na przygotowanie drewna przeznaczonego na lamele o wymiarach przekroju 12 x 1,5 m i grubości 7 mm. Do cięcia wykorzystano trak do lamel.

W kroku 106 wycięte drewno przeznaczone na lamele zostało przeniesione na oflisiarkę w celu wycięcia oflis.

W kroku 107 drewno przeznaczone na lamele zostało podzielone na pół.

Jedna połowa drewna została sklejona za pomocą prasy do klejenia do postaci trójwarstwowych płyt, składających się wyłącznie z drewna porozbiórkowego. Ostatecznie takie płyty miały grubość 21 mm. Druga połowa drewna przeznaczonego na lamele została przyklejona do rdzenia ze sklejki 12 mm uzyskując płytę o grubości 28 mm.

W kroku 108 w celu ostatecznego wykończenia płyty zostały poddane szlifowaniu za pomocą szlifierki przelotowej.

Claims (9)

1. Sposób obróbki drewna porozbiórkowego, znamienny tym, że podaje się (101) drewno porozbiórkowe w postaci belek lub desek na przenośnik taśmowy (11) o szerokości wielokrotnie większej od szerokości pojedynczej belki lub deski; kaleczy się (102) drewno za pomocą walca (12), na którego powierzchni bocznej rozmieszczone są noże i kolce, umieszczonego nad przenośnikiem taśmowym i dociskającego drewno do powierzchni przenośnika taśmowego; szczotkuje się (103) drewno za pomocą co najmniej jednej obrotowej szczotki (13, 14) umieszczonej nad przenośnikiem taśmowym (11); oraz przeprowadza się (104) postarzanie i suszenie drewna w komorze do postarzania.

2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że postarzone drewno tnie się (105) na pożądany wymiar za pomocą traków.

3. Sposób według zastrzeżenia 1 lub 2 znamienny tym, że z postarzanego drewna wycina się (106) oflisy za pomocą oflisiarki.

4. Sposób według jednego z zastrzeżeń od 1 do 3, znamienny tym, że po wycięciu oflisów wiele warstw drewna przeznaczonego na lamele układa się równolegle w prasie do klejenia i skleja się je (107) do postaci lameli, a następnie szlifuje się (108) lamele za pomocą szlifierki.

5. Sposób według dowolnego z zastrzeżeń od 1 do 4, znamienny tym, że po wycięciu oflisów drewno przeznaczone na lamele przykleja się (107) za pomocą prasy do klejenia do rdzenia, a następnie szlifuje się je (108) za pomocą szlifierki.

6. Sposób według dowolnego z zastrzeżeń od 1 do 5 znamienny tym, że walec stosowany do kaleczenia (102) drewna jest obrotowy swobodnie pod wpływem tarcia o drewno przenoszone na przenośniku taśmowym.

7. Sposób według dowolnego z zastrzeżeń od 1 do 5 znamienny tym, że walec stosowany do kaleczenia (102) drewna jest napędzany z prędkością odpowiadającej prędkości przenośnika taśmowego.

8. Sposób według dowolnego z zastrzeżeń od 1 do 7, znamienny tym, że do szczotkowania (103) stosuje się dwie szczotki ustawione jedna za drugą i obracające się w przeciwnych kierunkach, przy czym korzystnie pierwsza szczotka obraca się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, a druga szczotka obraca się w kierunku odwrotnym do ruchu wskazówek zegara.

9. Sposób według dowolnego z zastrzeżeń od 1 do 8 znamienny tym, że do postarzania (104) drewna stosuje się parę wodną.