(12) Oversettelse av europeisk patentskrift

Transkript

1 (12) Oversettelse av europeisk patentskrift (11) NO/EP B1 (19) NO NORGE (51) Int Cl. F26B 3/04 ( ) B27K 3/02 ( ) B27K 5/00 ( ) F26B 3/00 ( ) Patentstyret (21) Oversettelse publisert (80) Dato for Den Europeiske Patentmyndighets publisering av det meddelte patentet (86) Europeisk søknadsnr (86) Europeisk innleveringsdag (87) Den europeiske søknadens Publiseringsdato (30) Prioritet , SE, (84) Utpekte stater AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR (73) Innehaver Featherlite N.V., Pietermaai 15, Curaçao, Nederlandske Antiller (72) Oppfinner RENNERFELT, Lars, Rte Plancy l'abbaye 46, CH-1746 Prez-vers-Noréaz, Sveits (74) Fullmektig Curo AS, Industriveien 53, 7080 HEIMDAL, Norge (54) Benevnelse Framgangsmåte for å forbedre kvaliteten av et tre-element og et tre-element behandlet med framgangsmåten (56) Anførte publikasjoner EP-A US-A US-B WO-A1-2008/ WO-A1-94/27102

2 2 Framgangsmåte for å forbedre kvaliteten av et tre-element og et tre-element behandlet med framgangsmåten Oppfinnelsens område og kjent teknikk [0001] Oppfinnelsen angår en framgangsmåte for å forbedre kvaliteten av et tre-element, så som å framskaffe et tre-elementet med forbedret resistens mot nedbrytning, i samsvar med den innledende del av krav 1 og et tre-element i samsvar med den innledende del av krav 14. [0002] Tre og konstruksjoner av tre har i alle tider vært utsatt for nedbrytning på grunn av et antall årsaker, inkludert forråtnelse, mugg, angrep fra insekter etc. og mange ulike tilnærminger har blitt gjort i menneskets historie, for å forsinke denne nedbrytningen. Et av de første forsøkene på å forlenge levetiden av tre-elementer var å plassere tre-elementet i en brann, og derved karbonisere overflaten av elementet for å fremme motstanden av tre-elementet mot nedbrytning. Nå er den dominerende framgangsmåten for tre-preservering impregnering med giftige kjemikalier ved bruk av framgangsmåter så som CCA behandling (CCA står for kobber-krom-arsenat). Store mengder kjemikalier blir brukt i tre-preservering i dag, og det er viktig, fra et miljøhensyn å finne erstatninger for impregnering. [0003] I de siste årene har fokus for tre-industrien snudd seg mot varmebehandling av tre. US 6,217,939 B1 omtaler en framgangsmåte for varmebehandling av tre, hvor tre-elementet blir varmebehandlet i flere timer i olje med en temperatur i området C. Resultatet er en homogen varmebehandling av tre-elementet, hvor egenskapene av både massen og overflaten av tre-elementet blir omdannet for på denne måten å forbedre motstanden mot nedbrytning. [0004] EP B1 omtaler en framgangsmåte hvor tre-elementer blir varmebehandlet i linfrøolje eller lignende vegetabilsk herdeolje. Behandlingen resulterer i en naturlig diffusjon av vannet ut fra tre-elementet, hvorved oljen erstatter vannet i hulrommene i treet. Oljen herder deretter og avstiver derved treet. Insektmidler og/eller soppdrepende midler er også satt til oljen for ytterligere motstand mot mulige insekt- eller soppangrep på treet. Oppsummering av oppfinnelsen [0005] Formålet med foreliggende oppfinnelse er å framskaffe en ny og foretrukket framgangsmåte for å framskaffe et tre-element med forbedret resistens mot nedbrytning. Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å framskaffe et nytt og foretrukket tre-element.

3 3 [0006] Dette formålet er i samsvar med oppfinnelsen oppnådd med en framgangsmåte med trekkene angitt i krav 1 og et tre-element med trekkene som definert i krav 14. [0007] Det kan antas at nevnte punkt vil være plassert i den delen av tre-elementet hvor avstanden fra senter til overflaten av tre-elementet er kortest. Varmebehandlingen vil bli avbrutt når temperaturen når 170 C, ved et punkt i tre-elementet, idet punktet er plassert i en avstand fra senter av tre-elementet som er 50 %, fortrinnsvis 70 %, av avstanden fra nevnte senter til den delen av overflaten av tre-elementet som er nærmest senteret. [0008] Et velkjent problem forbundet med varmebehandling av et tre-element, hvor tre-elementet føres til en temperatur over 180 C, er at de mekaniske egenskapene, så som slitestyrke, slagstyrke og bøyestyrke av tre-elementet forringes. Forringelsen av de mekaniske egenskapene blir mer tydelig når temperaturen ved varmebehandling øker mot og over 200 C. Samtidig blir den ønskete motstanden av tre-elementet mot nedbrytning, for eksempel mot soppangrep, også mer tydelig etterhvert som varmebehandlings-temperaturen øker. Det har derfor vært en avveining ved valg av varmebehandlings-temperatur ved varmebehandling av tre-elementer. For å oppnå en motstand mot nedbrytning i varme-behandlete tre-element som kan sammenlignes med motstanden mot nedbrytning i et impregnert tre-element, må temperaturen ved varmebehandling være høy, og bruk av slike høye varmebehandlings-temperaturer vil resultere i forringelser i de mekaniske egenskapene som er uakseptable for enkelte anvendelser, så som å bruke treelementet som en last-bærende bjelke eller som påle for et gjerde. Ved å bruke framgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen, blir bare overflate-delene av tre-elementet utsatt for varmebehandlingen, dvs. en varme-indusert endring i lignin-karbohydratet, som fører til bedre resistens mot nedbrytning, er bare påført overflate-delene av tre-elementet. Foreliggende oppfinnelse har nyttiggjort at ettersom det bare er overflate-delene av tre-elementet som er eksponert for fukt og forbindelser i omgivelsene som fremmer nedbrytning av tre-elementet, dvs. sopp-sporer osv., er det tilstrekkelig dersom bare overflate-deler og ikke hele massen av tre-elementet, varmebehandles for å oppnå god resistens mot nedbrytning i tre-elementet. De mekaniske egenskapene av tre-elementet er bevart i det meste av tre-element-materialet, ettersom hoveddelen av elementet ikke blir eksponert for de høye temperaturene som gir endringer i lignin-karbohydratet og forringer de mekaniske egenskapene av tre-elementet. [0009] I samsvar med en utførelse av oppfinnelsen blir eksponeringen av tre-elementet for det varmende medium forstyrret før temperaturen ved noe sted i tre-elementet når 160 C, fortrinnsvis 150 C.

4 4 [0010] I samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen blir tre-elementet eksponert for et oppvarmet medium i form av en olje. En olje kan varmes til en temperatur i området C uten å dekomponeres. Videre ved å bruke olje som oppvarmende medium framskaffes en homogen oppvarming av overflatedelene av tre-elementet under varmebehandlingen av treelementet. [0011] I samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen er oljen en mineralolje. Mineralolje framskaffer god beskyttelse mot fukt i atmosfæren, og har dessuten har gode termiske egenskaper som er nødvendige i varme-behandlingen av tre-elementet. Dessuten er ikke mineraloljer kostbare. [0012] I samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen er oljen en ikke-herdbar vegetabilsk olje, så som rapsolje. Vegetabilske oljer framskaffer en miljøvennlig framgangsmåte for varmebehandling av tre-elementet. Bruk av ikke-herdbare oljer i stedet for herdbare oljer resulterer i mindre gjenværende olje i tre-elementet etter varmebehandling ettersom de ikke-herdbare vegetabilske oljene ikke herder i hulrom og på overflata av tre-elementet. Med gjenværende olje i tre-elementet etter varmebehandlingen, hvilket vil være tilfellet ved bruk av herdbare vegetabilske oljer som varmemedium, vil tre-elementet bli tyngre, og dessuten ville forbruket av olje være høyere hvilket resulterer i en mer kostbar produksjon av varmebehandlete treelementer. [0013] I samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen blir tre-elementet eksponert for et varme-medium i form av en inert gass. [0014] I denne beskrivelsen og de påfølgende kravene er uttrykket "inert gass" definert som en gass som ikke fremmer oksidative reaksjoner i materialer som er eksponert for gassen, dvs. en ikke-oksidativ gass. Dette betyr at gasser som i andre tilfeller er reaktive gasser, så som karbonmonoksid, forbrenningsgasser, gassholdig vann og/eller vanndamp også er inkludert i definisjonen. [0015] Tilstedeværelsen av oksygen under varmebehandling øker risikoen for forbrenning av treelementet, helt eller delvis, og nærværet av oksygen svekker også motstanden mot nedbrytning i tre-elementet som blir utsatt for varmebehandling i det varmende mediet; derfor er en oksygenfri atmosfære ønskelig.

5 5 [0016] I samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen er den inerte gassen nitrogen eller vanndamp. Nitrogen og vanndamp er enkle å håndtere og ikke kostbare, hvilket gjør dem nyttige som varmemedium i framgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen. [0017] I samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen har varmemediet en temperatur i området C, fortrinnsvis C, mest foretrukket C, og blir brakt i kontakt med tre-elementet. For å oppnå god motstand mot nedbrytning i tre-elementet, bør temperaturen i varmemediet være forholdsvis høy, og ettersom varmebehandlingen blir avbrutt før temperaturen i massen av tre-elementet når en høy temperatur er dette mulig å oppnå uten betydelig forringelse av de mekaniske egenskapene. [0018] I samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen blir varmemediet varmet til ønsket temperatur for varmebehandling før tre-elementet eksponeres for varmemediet. Ved å forhåndsvarme varmemediet til den ønskete temperaturen for varmebehandlingen, kan varmebehandlingen av tre-elementet lokaliseres til overflate-deler av tre-elementet. I kjent teknikk blir varmemediet vanligvis varmet opp mens tre-elementet er eksponert for mediet slik at treelementet varmes sakte og det oppnås en homogen varme-behandling av elementet. Ettersom foreliggende oppfinnelse angår en framgangsmåte hvor varmebehandlingen ikke skal utføres homogent på tre-elementet, er en rask oppvarming ønsket, ettersom varmemediet blir forhåndsvarmet før tre-elementet blir eksponert for mediet. [0019] I samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen fortsetter eksponeringen av treelementet for varmemediet i det minste inntil temperaturen når 200 C i et punkt i tre-elementet, plassert 5 mm, fortrinnsvis 7 mm, mest foretrukket 10 mm fra overflata av tre-elementet. For å oppnå den ønskete motstanden mot nedbrytning i tre-elementet er det nødvendig at temperaturen i overflate-delene av tre-elementet kommer over 200 C. Bare da kan det varmebehandlete tre-elementet oppnå en motstand mot nedbrytning sammenlignet med motstanden mot nedbrytning som er observert for impregnerte tre-elementer. [0020] I samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen blir eksponeringen av tre-elementet for varmemediet fortsatt i det minste inntil temperaturen når 230 C ved et punkt i tre-elementet, plassert 5 mm, fortrinnsvis 7 mm, mest foretrukket 10 mm fra overflata av tre-elementet. [0021] I samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen er tre-elementet eksponert for varmemediet i 1-200, eller minutter. Varmebehandling har tidligere vært utført over flere timer for å oppnå en homogen varmeindusert endring i lignin-karbohydratet i tre-elementet. Med

6 6 framgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen er ikke en homogen varme-behandling ønskelig, varmebehandlingen blir derfor utført i løpet av kortere tidsperioder, som kan avhenge av parametere så som tykkelsen av tre-elementet som blir varmebehandlet. [0022] Oppfinnelsen er også relatert til et tre-element med forbedret kvalitet, tre-elementet er behandlet med framgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen. [0023] I samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen er tre-elementet langstrakt, så som en tre-bjelke eller påle. [0024] I samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen har tre-elementet et hovedsakelig kvadratisk eller sirkulær tverrsnitt, vinkelrett på lenge-retningen. [0025] Andre fordeler og fordelaktige trekk av oppfinnelsen vil framgå fra de avhengige kravene og den påfølgende beskrivelsen. Kort beskrivelse av figurene [0026] Under følger en spesifikk beskrivelse av utførelser av oppfinnelsen angitt som eksempler, med referanse til de vedlagte figurene. Det skal forstås at figurene er skjematisk opptegnet og skal derfor ikke representere foreliggende oppfinnelse i skala. [0027] I figurene: Fig 1 viser et skjematisk tverrsnitt av et tre-element i et varmemedium under varmebehandling i samsvar med oppfinnelsen, Fig 2 viser et skjematisk tverrsnitt av et tre-element i et varmemedium under varmebehandling i samsvar med oppfinnelsen, og Fig 3 viser et skjematisk perspektiv av et varmemedium i en delvis overskåret tank hvor et treelement er plassert under varmebehandling i samsvar med oppfinnelsen. Detaljert beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen [0028] I det følgende beskrives foretrukne utførelser av oppfinnelsen, både framgangsmåten og tre-elementet i samsvar med oppfinnelsen blir beskrevet. Oppfinnelsen kan imidlertid utføres i mange ulike former og skal derfor ikke tolkes som begrenset til de eksemplifiserte utførelsene som er beskrevet her; disse utførelsene er heller framskaffet slik at denne beskrivelsen vil være gjennomgående og komplett, og vil til det fulle forklare konseptet av oppfinnelsen til fagpersoner.

7 7 [0029] Fig 1 viser et tverrsnitt av et tre-element 1 i et varmemedium 2 under varmebehandling ved bruk av framgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen. Tre-elementet kan selvsagt ha enhver geometri, men her er det avbildet med et hovedsakelig kvadratisk tverrsnitt. Framgangsmåten omfatter varmebehandling av tre-elementet 1 ved å eksponere det for varmemediet 2 med en temperatur i området C. Eksponeringen av tre-elementet 1 for varmemediet 2 blir avbrutt før temperaturen når 170 C ved hvilket som helst punkt i tre-elementet 1 som er plassert i en avstand fra senteret 3 av tre-elementet 1 som er 50%, fortrinnsvis 70%, av avstanden fra senteret 3 til overflata 4 av tre-elementet 1. Den nevnte avstanden er for enkelhets skyld avbildet med i Fig 1 som grense 5, grense 5 omfatter alle punktene i nevnte avstand fra senteret 3. Eksponeringen av tre-elementet 1 for varmemediet 2 fortsetter i det minste inntil temperaturen når 200 C ved et punkt i tre-elementet 1 som er plassert 5 mm, fortrinnsvis 7 mm, mest foretrukket 10 mm fra overflata 4 av tre-elementet 1 og/eller for 1-200, eller minutter. Tre-elementet 1 som er et resultat av denne varmebehandlingen vil ha overflatedeler 6 som har blitt varmebehandlet i en slik utstrekning at nevnte overflatedeler 6 vil ha bedre motstand mot nedbrytning, like god som impregnerte tre-elementer, enn de samme ville hatt uten varmebehandlingen. Kjernedeler 7 av tre-elementet har ikke blitt eksponert for en temperatur høyere enn 170 C, derfor har nevnte kjernedeler 7 hovedsakelig de samme mekaniske egenskapene som tre som ikke har blitt behandlet, dvs. naturlig tre. [0030] Fig 2 viser et tverrsnitt av et tre-element 11 i et varmemedium 12 under varmebehandling med framgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen. Geometrien av tre-elementet kan selvsagt være hvilken som helst geometri, men er her avbildet med et rektangulært tverrsnitt, to av sidene i rektanglet er lengre enn de to andre sidene. Framgangsmåten omfatter varmebehandling av treelementet 11 ved å eksponere det for varmemediet 12 som har en temperatur i området C. Eksponeringen av tre-elementet 11 for varmemediet 12 avbrytes før temperaturen ved hvilket som helst punkt i tre-elementet 11, plassert i en avstand fra senter 13 av tre-elementet 11 som er 70% av avstanden fra senteret 13 til overflata 14 av tre-elementet 11, når 170 C. Avstanden er for klarhet tegnet inn i fig 1 som grense 15, grensen 15 omfatter alle punkter i nevnte avstand fra senteret 13. Eksponeringen av tre-elementet 11 for varmemediet 12 fortsetter i det minste inntil temperaturen når 200 C ved et punkt i tre-elementet 11, som er plassert 5 mm, fortrinnsvis 7 mm, mest foretrukket 10 mm fra overflata 14 av tre-elementet 11 og/eller i 1-200, eller minutter. Tre-elementet 11 som er et resultat av denne varmebehandlingen vil ha overflatedeler 16 som er varmebehandlet i en slik grad at overflatedelene 16 vil ha bedre motstand mot nedbrytning, like god som impregnerte tre-elementer, enn de samme ville hatt uten varmebehandlingen. Kjernedeler 17 av tre-elementet er ikke eksponert for en temperatur høyere

8 8 enn 170 C, og kjernedelene 17 har derfor hovedsakelig de samme mekaniske egenskapene som tre som ikke er behandlet, dvs. naturlig tre. [0031] I fig 3 er det vist et skjematisk perspektiv av et tre-element 21 eksponert for et varmemedium 22 i en delvis avkuttet tank 28. Tank 28 omfatter varmeorganer for å styre temperaturen av varmemediet 22 til C før tre-elementet 21 plasseres i tanken 28 og eksponeres for varmemediet 22. Varmemediet 22 vist i fig 3 er en olje, så som en mineralolje eller en ikkeherdbare vegetabilsk olje men kan også være en inert gas, så som nitrogen eller vanndamp. [0032] Framgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen er selvsagt ikke begrenset til varmebehandling av hele tre-elementer men kan også utføres på deler av et tre-element, f.eks. kan stolper for et gjerde varmebehandles på de deler som er utsatt for nedbrytning, så som de delene som skal plasseres i bakken, mens andre deler av den samme stolpen ikke varmebehandles med framgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen. Tykkelsen av det varmebehandlete ytre laget av treelementet kan også optimeres for enkelte anvendelser. [0033] Oppfinnelsen er selvsagt ikke på noen måte begrenset til utførelsene beskrevet ovenfor. Tvert i mot bør flere mulige modifikasjoner være opplagt for en fagperson uten å gå utenfor ramma av oppfinnelsen slik den er definert i de vedlagte kravene.

9 9 Kravene 1. Framgangsmåte for å bedre kvaliteten av et tre-element (1, 11, 21), så som å gi tre-elementet (1, 11, 21) bedret motstand mot nedbrytning, hvor tre-elementet (1, 11, 21) blir varmebehandlet ved å eksponere det for et varmemedium (2, 12, 22) med en temperatur i området C, karakterisert ved at eksponeringen av tre-elementet (1, 11, 21) for varmemediet (2, 12, 22) blir avbrutt før temperaturen ved hvilket som helst punkt i tre-elementet (1, 11, 21) som er plassert i en avstand fra senter (3, 13) av tre-elementet (1, 11, 21) som er 50% av avstanden fra senteret (3, 13) til overflata (4, 14) av tre-elementet (1, 11, 21), når 170 C. 2. Framgangsmåte i samsvar med krav1, karakterisert ved at eksponeringen av tre-elementet (1, 11, 21) for varmemediet (2, 12, 22) blir avbrutt før temperaturen ved ethvert punkt i treelementet (1, 11, 21) som er plassert i en avstand fra senteret (3, 13) av tre-elementet (1, 11, 21) som er 70% av avstanden fra senteret (3, 13) til overflata (4, 14) av tre-elementet (1, 11, 21), når 170 C. 3. Framgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at eksponeringen av treelementet (1, 11, 21) for varmemediet (2, 12, 22) blir avbrutt før temperaturen ved noe punkt i tre-elementet (1, 11, 21) når 160 C, fortrinnsvis 150 C. 4. Framgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-3, karakterisert ved at tre-elementet (1, 11, 21) blir eksponert for et varmemedium (2, 12, 22) i form av en olje. 5. Framgangsmåte i samsvar med krav 4, karakterisert ved at oljen er en mineral olje. 6. Framgangsmåte i samsvar med krav 4, karakterisert ved at oljen er en ikke-herdbar vegetabilsk olje, så som rapsolje. 7. Framgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-3, karakterisert ved at tre-elementet (1, 11, 21) blir eksponert for et varmemedium (2, 12, 22) i form av en inert gass. 8. Framgangsmåte i samsvar med krav 7, karakterisert ved at den inerte gassen er nitrogen eller vanndamp. 9. Framgangsmåte i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at varmemediet (2, 12, 22) har en temperatur i området C, fortrinnsvis C, mest foretrukket C, og blir brakt i kontakt med tre-elementet (1, 11, 21).

10 Framgangsmåte i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at varmemediet (2, 12, 22) blir varmet til den ønskete temperaturen for varmebehandling før tre-elementet (1, 11, 21) eksponeres for varmemediet (2, 12, 22). 11. Framgangsmåte i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at eksponeringen av tre-elementet (1, 11, 21) for varmemediet (2, 12, 22) fortsetter i det minste inntil temperaturen når 200 C ved et punkt i tre-elementet (1, 11, 21), som er plassert 5 mm, fortrinnsvis 7 mm, mest foretrukket 10 mm fra overflata (4, 14) av tre-elementet (1, 11, 21). 12. Framgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-9, karakterisert ved at eksponeringen av treelementet (1, 11, 21) for varmemediet (2, 12, 22) fortsetter inntil temperaturen når 230 C ved et punkt i tre-elementet (1, 11, 21), plassert 5 mm, fortrinnsvis 7 mm, mest foretrukket 10 m fra overflata (4, 14) av tre-elementet (1, 11, 21). 13. Framgangsmåte i samsvar med et av de foregående kravene, karakterisert ved at treelementet (1, 11, 21) blir eksponert for varmemediet (2, 12, 22) i 1-200, eller minutter. 14. Tre-element (1, 11, 21) med forbedret kvalitet, tre-elementet (1, 11, 21) har blitt varmebehandlet ved bruk av framgangsmåten i samsvar med et av kravene Tre-element (1, 11, 21) i samsvar med krav 14, karakterisert ved at tre-elementet (1, 11, 21) er langstrakt, så som en trebjelke eller stople. 16. Tre-element (1, 11, 21) i samsvar med krav 15, karakterisert ved at tre-elementet (1, 11, 21) har et hovedsakelig firkantet eller sirkulært tverrsnitt, vinkelrett på lengderetningen.

11

12