FI97961C - Method for making pressed wood - Google Patents

Description

9796197961

MENETELMÄ PURISTEPUUN VALMISTAMISEKSIMETHOD OF MANUFACTURING COMPRESSED WOOD

Keksinnön kohteena on menetelmä puristepuun valmistamiseksi, jossa menetelmässä kosteaa tai tuoretta puuta lämmitetään ja 5 puristetaan puristusvaiheessa pääasiassa vakiopaineella kaasuja läpipäästävien puristinpintojen välissä.The invention relates to a method for producing pressed wood, in which method moist or fresh wood is heated and pressed in a pressing step mainly at a constant pressure between the gas-permeable pressing surfaces.

Puuta kuivattaessa tavanomaisessa kuivaajassa kuluu aikaa noin 2-3 viikkoa. Kuivaukseen käytettävän ajan lyhentämisek-10 si on tunnettua puristaa puuta erilaisia menetelmiä hyväksikäyttäen eri lämpötiloissa erilaisissa paineissa. Tarkoituksena on saada aikaan kuiva, luja, suora ja työstökelpoi-nen puutavara. Puun lujittaminen ja kuivaaminen puristamalla on onnistunut kuitenkin lähinnä tutkimusympäristössä. Aikai-15 semmilla menetelmillä ei ole saatu aikaan käytännön tarpeisiin riittäviä puumääriä. Lisäksi ongelmana on puun eri osien epätasainen kuivuminen; pintakerros kuivuu nopeammin kuin sisäkerros. Kuivattaessa ja puristettaessa puutavaraa nopeasti eli pyrittäessä kokonaiskäsittelyaikaan alle 10 20 tuntia on halkeamien muodostuminen pinta- tai sisäosiin todennäköistä.When drying wood in a conventional dryer, it takes about 2-3 weeks. In order to reduce the drying time, it is known to press wood using different methods at different temperatures and different pressures. The purpose is to provide dry, strong, straight and workable timber. However, the consolidation and drying of the wood by pressing has been successful mainly in the research environment. The previous methods have not produced sufficient quantities of wood for practical needs. In addition, the problem is the uneven drying of different parts of the wood; the surface layer dries faster than the inner layer. When drying and pressing wood quickly, ie aiming for a total treatment time of less than 10 to 20 hours, the formation of cracks in the surface or interior parts is likely.

Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, jolla poistetaan nykyisiin menetelmiin liittyviä epäkohtia. Eri-25 tyisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, jota käyttäen saadaan aikaan lujaa, suoraa puutavaraa. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, jota käyttäen tällaista puutavaraa voidaan valmistaa teollisessa mittakaavassa suuria määriä kerrallaan. Edelleen kek-30 sinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, jota käytettäessä puutavaraan muodostuu mahdollisimman vähän halkeamia.The object of the invention is to provide a method for eliminating the drawbacks associated with the current methods. In particular, it is an object of the invention to provide a method by which strong, straight timber is obtained. It is a further object of the invention to provide a method by which such timber can be produced on an industrial scale in large quantities at a time. It is a further object of the invention to provide a method in which cracks are formed in wood as little as possible.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan menetelmällä, jossa esiläm-mityksen aikana ja ainakin puristuksen alkuvaiheessa puuta 35 ympäröivään ilmaan lisätään kosteutta jatkuvasti tai sopivin välein puun kosteuden tasaamiseksi. Kun kosteutta lisätään lämmityksen ja puristuksen aikana, eivät puutavaran pinta-osat pääse kuivumaan olennaisesti nopeammin kuin sisäosat, 2 97961 joten puu kuivuu tasaisesti, eikä halkeamia tästä syystä muodostu.The object of the invention is achieved by a method in which, during preheating and at least at the initial stage of compression, moisture is added to the air surrounding the wood 35 continuously or at suitable intervals to equalize the moisture of the wood. When moisture is added during heating and pressing, the surface parts of the wood cannot dry substantially faster than the inner parts, 2 97961 so the wood dries evenly and no cracks are formed for this reason.

Keksinnön edullisessa sovelluksessa puutavaran puristus-5 paineena on 5-30 kg/cm2 ja puutavaraa puristetaan hitaasti haluttuun muotoon käyttäen aikaa 7-15 tuntia. Hitaan puristuksen johdosta kuivuu puu tasaisesti.In a preferred embodiment of the invention, the pressure of the timber is 5 to 30 kg / cm 2 and the timber is slowly compressed to the desired shape using a time of 7 to 15 hours. Due to the slow compression, the wood dries evenly.

Keksinnön edullisessa lisäsovelluksessa puutavaraa puriste-10 taan jaksoittain haluttuun muotoon, jolloin puristus lopetetaan tietyin väliajoin. Kun puristus lopetetaan tietyin väliajoin, pääsee puristavan työkalun ja puumateriaalin välissä oleva kosteus haihtumaan paremmin.In a further preferred embodiment of the invention, the timber is periodically pressed into the desired shape, whereby the pressing is stopped at certain intervals. When the pressing is stopped at certain intervals, the moisture between the pressing tool and the wood material can evaporate better.

15 Puutavara jäähdytetään yleensä kuivauksen ja puristuksen jälkeen joko antamalla sen jäähtyä tai jäähdyttämällä sitä koneellisesti. Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa puristuspaine pidetään jäähdytyksen aikana samana kuin kuivauksen aikana. Tällöin puu ei kuivuessaan pääse 20 kieroutumaan.15 Timber is usually cooled after drying and pressing, either by allowing it to cool or by cooling it mechanically. In one embodiment of the method according to the invention, the compression pressure is kept the same during cooling as during drying. In this case, the wood cannot twist 20 as it dries.

Keksinnön mukaan puutavarana käytetään edullisesti tuoretta puuta, joka on enintään 10 päivää ennen käyttöä kaadettu. Tuore puu on vielä luonnostaan kosteaa, eivätkä sen ulkoker-25 rokset ole olennaisesti päässeet kuivumaan verrattuna sisäkerroksiin, joten puu ei yleensä ole halkeillut. Tämä riippuu myös ympäristöolosuhteista, joten voi olla edullista käyttää sellaista puutavaraa, joka on kaadettu enintään 7 päivää ennen.According to the invention, fresh wood which has been felled for at most 10 days before use is preferably used as timber. Fresh wood is still inherently moist, and its outer layers have not been able to dry substantially compared to the inner layers, so the wood is generally not cracked. This also depends on the environmental conditions, so it may be advantageous to use timber that has been felled up to 7 days before.

3030

Seuraavaksi keksintöä selvitetään tarkemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää osaa eräästä menetelmän soveltamiseen käytettävästä laitteistosta kaaviomaisesti esitettynä sivulta 35 katsottuna, ja kuva 2 esittää laitteiston osaa suuremmassa mittakaavassa. Kuvien mukainen laitteisto on monikerrospuristin 3, ja sen 3 97961 voi muodostaa yksi tai useampia ilmatiiviisti suljettavia kammioita tai vastaavia. Kammioihin on sijoitettu toistensa suhteen liikutettavia tasoja 2, joiden päälle puutavara 1 asetetaan. Tasojen eli puristinpintojen lukumäärä voi vaih-5 della eri laitteistoissa ja tasoja voi olla esim. 15-50 ja edullisesti 25-35 kappaletta. Laitteistoon kuuluu hydrauliset puristimet 5, jotka voivat olla tasojen 2 eri puolilla tai vain yhdellä puolella. Kuvan 2 mukaisesti tasot 2 on valmistettu kahdesta reikälevystä 6 ja niiden välisistä 10 tukiosista 7. Reikälevyjen välissä ovat ilmakanavat 4.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a part of an apparatus used for applying the method, schematically shown on page 35, and Figure 2 shows a part of the apparatus on a larger scale. The apparatus according to the figures is a multilayer press 3, and its 97961 may be formed by one or more airtight chambers or the like. The chambers are provided with planes 2 which can be moved relative to each other, on which the timber 1 is placed. The number of levels, i.e. the pressing surfaces, can vary in different installations and the levels can be e.g. 15-50 and preferably 25-35. The apparatus comprises hydraulic presses 5, which may be on different sides of the planes 2 or only on one side. According to Figure 2, the planes 2 are made of two perforated plates 6 and support elements 7 between them 10. There are air ducts 4 between the perforated plates.

Keksinnön mukaista menetelmää käytettäessä toimitaan seuraavasti; 15 Käytetetään tuoretta, enintään 7 päivää vanhaa puutavaraa, joka ei ole saanut kuivua pinnalta. Puutavara 1 sijoitetaan tasoille 2 ja esilämmitetään aluksi. Esilämmityksessä lämpö nostetaan ilman ja höyryn avulla noin 100-120°C. Ilma-kanaviin 4 puhalletaan ilmaa ja höyryä esilämmityksen aika-20 na. Esilämmitykseen käytettävä aika riippuu puumateriaalin paksuudesta ja on noin 2-5 tuntia. Ilman suhteellisen kosteuden tulee olla yli 100%.When using the method according to the invention, the following procedure is followed; 15 Use fresh timber up to 7 days old that has not been allowed to dry on the surface. Timber 1 is placed on levels 2 and preheated initially. In preheating, the heat is raised by air and steam to about 100-120 ° C. Air and steam are blown into the air ducts 4 during the preheating time. The time used for preheating depends on the thickness of the wood material and is about 2-5 hours. The relative humidity of the air must be above 100%.

Esilämmityksen jälkeen raaka-aineeseen kohdistaan puristus-25 paine, joka on noin 5-30 kg/cm2. Puristuspaine saadaan aikaan siirtämällä puristimia 5 tasojen suhteen ja tasoja 2 toistensa suhteen niin, että ne puristuvat vastakkain. Puristuspaine pidetään koko puristusvaiheen ajan samana. Puristuspaine riippuu käytettävästä puumateriaalista sekä 30 puumateriaalin paksuudesta. Ohuen materiaalin ollessa kyseessä on käytettävä puristuspaine pienempi kuin paksumman materiaalin ollessa puristettavana.After preheating, the raw material is subjected to a compression pressure of about 5-30 kg / cm2. The pressing pressure is obtained by moving the presses 5 relative to the planes and the planes 2 relative to each other so that they are pressed against each other. The compression pressure is kept the same throughout the compression step. The compression pressure depends on the wood material used and the thickness of the wood material. In the case of a thin material, the compression pressure used is lower than in the case of a thicker material to be compressed.

Normaalin kuivaus- ja puristuslämmityksen aikana käytettävä 35 lämpötila on noin 120-160°C. Puristuspainetta voidaan jakso-tella eli puristimen hydraulisylinteriä ja tasoja avataan tarvittaessa säännöllisin väliajoin esim. noin 10-60 minuutin välein. Tähän aikaan vaikuttaa puumateriaali ja proses- 4 97961 sin eteneminen. Koko ajan seurataan ilman kosteutta, ja pidetään se halutuissa arvoissa, sillä kosteus ei saa laskea liian nopeasti eri puun kerroksissa. Mikäli näin tapahtuu, lisätään ilmakanavien kautta kosteutta. Tätä joudutaan 5 tekemään varsinkin kuivauksen alkuvaiheissa. Laitteistossa käytetään puristevasteita, jotka estävät hydraulisylnterei-den ja tasojen puristumisen tiettyä välimatkaa enemmän. Puristevasteet mitoitaan siten, että taso on vasteen kohdalla silloin kun puu on riittävän kuiva on ja liike pysähtyy.The temperature used during normal drying and compression heating is about 120-160 ° C. The compression pressure can be cycled, i.e. the hydraulic cylinder of the press and the levels are opened at regular intervals, if necessary, e.g. about every 10-60 minutes. This time is affected by the wood material and the progress of the process. Humidity in the air is constantly monitored and kept at the desired values, as humidity must not fall too quickly in different layers of wood. If this happens, moisture is added through the air ducts. This has to be done especially in the early stages of drying. The equipment uses compression stops that prevent the hydraulic cylinders and planes from being compressed a certain distance. Compression responses are dimensioned so that the level is at the response when the wood is dry enough and the movement stops.

1010

Puun värjäämiseksi nostetaan kuivauksen loppuvaiheessa kuivaus- ja puristuslämpötila noin 150-200°C lämpötilaan. Näin saadaan helposti ja yksinkertaisesti puu värjätyksi. Kui-vausaika on noin 7-15 tuntia.To color the wood, the drying and pressing temperature is raised to about 150-200 ° C at the end of the drying process. This makes it easy and simple to color the wood. The drying time is about 7-15 hours.

1515

Sen jälkeen kun haluttu koko on saavutettu jäähdytetään puumateriaali. Jäähdyttämisen aikana puristuspainetta pidetään samana kuin kuivauksen aikana. Jäähdytystä jatketaan kunnes puumateriaalin lämpötila on laskenut alle 40°C. 20 Jäähdytys kestää yleensä noin 1-4 tuntia ja kokonaiskäsitte-lyaika on noin 10-24 tuntia.After the desired size is reached, the wood material is cooled. During cooling, the compression pressure is kept the same as during drying. Cooling is continued until the temperature of the wood material has dropped below 40 ° C. Cooling generally takes about 1 to 4 hours and the total processing time is about 10 to 24 hours.

Keksintöä ei rajata esitettyyn edulliseen sovellukseen, vaan se voi vaihdella patenttivaatimusten muodostaman keksinnöl-25 lisen ajatuksen puitteissa. Jossakin keksinnön sovelluksessa eri työvaiheille on omat osastonsa tai vastaavat.The invention is not limited to the preferred embodiment shown, but may vary within the scope of the inventive idea formed by the claims. In some embodiments of the invention, the different work steps have their own compartments or the like.

Claims (11)

9796197961 1. Menetelmä puristepuun valmistamiseksi, jossa menetelmässä kosteaa tai tuoretta puuta (1) lämmitetään ja puristetaan 5 puristusvaiheessa pääasiassa vakiopaineella kaasuja läpi-päästävien puristinpintojen (2) välissä, tunnettu siitä, että esilämmityksen aikana ja ainakin puristuksen alkuvaiheessa puuta ympäröivään ilmaan lisätään kosteutta jatkuvasti tai sopivin välein puun kosteuden tasaamiseksi. 10A method for producing pressed wood, in which moist or fresh wood (1) is heated and pressed in 5 pressing steps at a substantially constant pressure between gas-permeable pressing surfaces (2), characterized in that during preheating and at least at the beginning of pressing every time to even out the moisture in the wood. 10 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että puutavaran puristuspaineena on 5-30 kg/cm2 ja puutavaraa puristetaan hitaasti haluttuun muotoon käyttäen aikaa 7-15 tuntia. 15A method according to claim 1, characterized in that the pressing pressure of the timber is 5-30 kg / cm 2 and the timber is slowly pressed into the desired shape using a time of 7-15 hours. 15 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puutavaraa puristetaan jaksoittain haluttuun muotoon, jolloin puristus lopetaan tietyin väliajoin. 20Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the timber is periodically pressed into the desired shape, the pressing being stopped at certain intervals. 20 4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, jossa menetelmässä puutavara jäähdytetään kuivauksen jälkeen, tunnettu siitä, että puristuspaine pidetään jäähdytyksen aikana samana kuin kuivauksen aikana. 25Method according to one of Claims 1 to 3, in which the wood is cooled after drying, characterized in that the compression pressure is kept the same during cooling as during drying. 25 5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puutavaraa esilämmitetään ennen puristamista, ja että esilämmityksessä käytettävä lämpötila on noin 100-120°C. 30Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the wood is preheated before pressing and in that the temperature used for preheating is about 100 to 120 ° C. 30 6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, jossa puutavara esilämmitetään ennen puristamista, tunnettu siitä, että normaalin kuivaus- ja puristuslämmityksen aikana käytettävä lämpötila on noin 120-160°C. 35A method according to any one of claims 1 to 5, wherein the wood is preheated before pressing, characterized in that the temperature used during normal drying and pressing heating is about 120-160 ° C. 35 7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puutavara (1) puristetaan 97961 monikerrospuristimessa (3), jossa puristavien tasojen (2) välissä on ilmakanavat (4) ja reikälevyt (6) kaasujen johtamiseksi .Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the timber (1) is pressed 97961 in a multilayer press (3), in which between the pressing planes (2) there are air ducts (4) and perforated plates (6) for conducting gases. 8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puutavarana (1) käytetään tuoretta puuta, joka on enintään 10 päivää ennen käyttöä kaadettu.Method according to one of Claims 1 to 7, characterized in that fresh wood which has been felled for at most 10 days before use is used as the timber (1). 9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puun värjäämiseksi nostetaan kuivauksen loppuvaiheessa kuivaus- ja puristuslämpötila noin 150-200°C lämpötilaan.Method according to one of Claims 1 to 8, characterized in that, in order to color the wood, the drying and pressing temperature is raised to a temperature of about 150 to 200 ° C at the end of the drying process. 15 PATENTKRAV15 PATENTKRAV