(12) Oversettelse av europeisk patentskrift (11) NO/EP 2229263 B1 (19) NO NORGE (1) Int Cl. B27K /04 (06.01) B27K 3/02 (06.01) Patentstyret (21) Oversettelse publisert 13.07.08 (80) Dato for Den Europeiske Patentmyndighets publisering av det meddelte patentet 13.02. (86) Europeisk søknadsnr 08869921.0 (86) Europeisk innleveringsdag 08.12.16 (87) Den europeiske søknadens Publiseringsdato.09.22 () Prioritet 08.01.09, FI, 080017 (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 MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR (73) Innehaver Stora Enso Wood Products Oy Ltd, PO Box 1, 0001 Helsinki, FI-Finland (72) Oppfinner BOREN, Hannu, Lipinsaarentie 2, FI-7970 Kohtavaara, FI-Finland (74) Fullmektig Bryn Aarflot AS, Postboks 449 Sentrum, 04 OSLO, Norge (4) Benevnelse Fremgangsmåte for trykkimpregnering av tre eller treprodukter med trebeskyttelsesmiddel inneholdende vannglass og impregnert tre eller treprodukt (6) Anførte publikasjoner EP-A1-1 681 14 SE-B- 49 97 US-A1-03 4 13 US-A1-04 031 416 US-A1-04 938 US-A1-0 03 778 WO-A1-99/1321
1 Fremgangsmåte for trykkimpregnering av tre eller treprodukter med trebeskyttelsesmiddel inneholdende vannglass og impregnert tre eller treprodukt 1 2 Beskrivelse [0001] Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for trykkimpregnering av tre eller treprodukter i samsvar med den innledende del av krav 1 og tre eller et treprodukt i samsvar med den innledende del av krav 6. [0002] Natriumsilikater (vannglass) består av silisiumdioksid og natriumoksid. Deres vekt og molforhold kan varieres i samsvar med behov avhengig av anvendelsen. De er ikke-brennbare, luktfrie, ufarlige for omgivelsene, og har ingen usunne kvaliteter med unntak av en høy ph-verdi. ph av vandige oppløsninger av natriumsilikater avhenger av molforholdet av silisiumdioksid og natriumoksid i oppløsningen og av konsentrasjonen av oppløsningen. ph stiger når konsentrasjonen øker, og, på den annen side, når molforholdet avtar. ph i natriumsilikatoppløsning med 3,3 molforhold er omtrent 11,2 og den i vannglass med 2, molforhold er igjen 12,6. [0003] Andre egenskaper som påvirker oppførselen til vannglass er faststoffinnhold, densitet og viskositet. Viskositeten er avhengig av molforholdet, faststoffinnholdet og temperaturen. Faststoffinnholdet i oppløsningen kan økes ved å minske molforholdet. Faststoffinnholdet i oppløsninger med 3,3 og 2, molforhold er henholdsvis 36% og 43%. Vannglassoppløsninger er stabile ved alkaliske betingelser. Polymeriseringen av vannglass starter når ph reduseres til ti. [0004] Bruken av vannglass som trebeskyttelsesmiddel har blitt undersøkt vidt. Etter impregnering, vil vannglass stivne i porene i tre som følge av fordampningen av vann, og vil polymerisere når det reagerer med sure karboksylgrupper i trecellene. Polymerisasjon kan økes med termisk behandling, metallsalter og ulike syrer. Den iboende vannoppløselighet av vannglass avtar når molforholdet øker. Videre avtar oppløseligheten av lignin i treet når natriumsilikat-molforholdet øker og ph avtar. [000] Det har blitt funnet at anvendelse av vannglass i impregnering av tre gir forskjellige fordeler. Som ikke-brennbart materiale, beskytter vannglass cellulosefibre mekanisk og hindrer forbrenningsreaksjon med oksygen. Videre har vannglass blitt funnet å øke hardheten av tre, redusere fuktighetsabsorpsjon og
2 1 2 forbedre dimensjonsstabilitet. Vannglass beskytter også trevirke mot mikroorganismer og minimerer risikoen for mugning ved utendørs bruk. Vannglass har i lang tid vært kjent som et trebeskyttelsesmiddel, men et stort problem har vært knyttet til dets anvendelse: full eller tilstrekkelig dyp penetrering av vannglass i tre spesielt med sure treslag (bartrær) har ikke blitt oppnådd med konsentrerte vannglassoppløsninger med 3,3 molforhold. Av denne årsak er bl.a. hardhets-, slitasjebestandighets-, råtebestandighets-, brannutholdenhets- og værbestandighetsegenskapene til vannglassimpregnert tre fortsatt for svake. Ved anvendelse av vannglass med lavt molforhold, blir full penetrering i treet lettere oppnådd. Vannglasset med lavt molforhold er mer oppløselig (vaskes bort fra tre) og svekker egenskapene av tre på grunn av en høyere ph-verdi. [0006] I US 03/413 har det blitt presentert en fremgangsmåte og en sammensetning for behandling av tre hvor tre behandles ved å tilveiebringe en behandlingsoppløsning som inkluderer et alkalisilikat og en tetningsmiddelsammensetning, trykkbehandling av treet med behandlingsoppløsningen og anbringelse av energi til det behandlede treet. I WO 99/16321 har det blitt presentert en prosess for å forbedre impregnerbarheten av ildfaste treslag ved forbehandling med sopp av slektene Trichoderma o Gliocladium eller med svakt tre-nedbrytende sopp. I EP 168114 har det blitt presentert en prosedyre og en sammensetning for forbedring av opptaket og fordeling av bløtende sammensetninger i tresorter. Prosedyren omfatter å bringe treet i kontakt med soppen Physisporinus vitreus. [0007] Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for trykkimpregnering av tre eller treprodukter, ved hjelp av hvilken ovennevnte problemer relatert til nylig kjente treimpregneringsmetoder basert på anvendelsen av vannglass vil elimineres. Spesielt er det et formål med oppfinnelsen å introdusere en fremgangsmåte med hvilken tre eller treprodukter kan trykkimpregneres med vannglass, slik at vannglasset er i stand til å penetrere inn til kjerneveden også med sure treslag og ved anvendelse av konsentrerte vannglassoppløsninger med 3,3 molforhold. Videre er det et formål med oppfinnelsen å introdusere tre eller et treprodukt impregnert med vannglass på denne måten. [0008] Formålet med oppfinnelsen tilveiebringes med en fremgangsmåte som er karakterisert ved det som presenteres i den karakteriserende delen av krav 1, og
3 1 2 med tre eller et treprodukt som er karakterisert ved det som presenteres i den karakteriserende delen av krav 6. [0009] I fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, blir tre eller et treprodukt blåråte- (blue-stain) behandlet før starting av impregneringstrinnet slik at treet eller treproduktet som impregneres vil bli blåanløpet (blue stained) i det minste delvis og, etter eller før impregnering, vil treet eller treproduktet høytemperatur-tørkes og/eller termisk behandles slik at blåanløpingen dannet i blåråtebehandlingen i hovedsak ikke vil være observerbar selv etter maskinering av treet. Impregneringstester utført med vannglass har vist at penetreringen av vannglass i tre forbedres betydelig dersom treet som behandles er blåanløpet. Ved trykkimpregnering av blåanløpet tre med vannglass, er det også mulig å bringe det konsentrerte vannglass med 3,3 molforhold til å penetrere treet inn til kjerneveden. Tidligere har blåanløpet tre blitt impregnert med CCA, blant andre, men en sterkere blåfarge har vanligvis forblitt synlig i det impregnerte tre. Anvendelse av blåanløpet tre har blitt unngått på grunn av utseende særlig i indre områder, men også i ytre kledning etc., selv om blåanløping ikke vil svekke styrkeegenskapene av tre. Med termisk behandling eller høytemperatur-tørking utført etter eller før impregnering, vil defekter med hensyn til utseende forårsaket av blåanløping bli eliminert, fordi fargen av den blåanløpede del av tre vil bli brun i behandlingen. Med andre ord, med fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er det mulig å trykkimpregnere tre eller treprodukter med vannglass med konsentrert molforhold, slik at det oppnås tilstrekkelig penetrasjon uten utseendemessige defekter etter blåråtebehandlingen utført for å forbedre penetreringen. [00] Treet eller treproduktet i henhold til oppfinnelsen blir blåråtebehandlet før starting av impregneringstrinnet, slik at treet eller treproduktet blir blåanløpet i det minste delvis og, etter eller før impregnering, treet eller treproduktet blir høytemperatur-tørket og/eller termisk behandlet slik at blåanløpingen dannet i blåråtebehandlingen i hovedsak ikke vil være observerbar selv etter maskinering av treet. Av sin råtebestandighet, er slikt tre eller treprodukt impregnert med vannglass ekvivalent med tre impregnert med nyere trykkkonserveringsmidler (dvs. nyere Ar-Cr frie substitutter av CCA), men helt sikre for mennesker og miljø. Videre er en fordel ved et slikt impregnert tre eller treprodukt at, på grunn av ikkebrennbarheten av vannglass, tre impregnert på denne måten blir nesten ikke-
4 1 2 brennbart og således er slikt tre eller treprodukt bedre egnet til å anvendes i for eksempel brann-klassifiserte mål av bygninger enn tre tradisjonelt trykkimpregnert eller ikke-impregnert. [0011] I en fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen, er treprodukt fremstilt ved laminering og/eller ved sammenføyning av to eller flere trestykker sammen slik at det på den ytre overflaten av treproduktet er et trelag så tykt som mulig impregnert med vannglass og et eventuelt ikke-impregnert trelag, slik som kjerneved, er igjen i den indre delen av treet eller treproduktet for å sikre nødvendig brannutholdenhetsklasse og -tid og lastbærende evne. [0012] I en fordelaktig ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen, blir treproduktet fremstilt av slikt tømmer på sevjeflaten av hvilket det ikke er noen kjerneved og på kjerneflaten av hvilket det ikke er noen kjerneved eller det bare eksisterer i midten/midtdelen av kjerneflaten. [0013] Oppfinnelsen vil nå beskrives i nærmere detalj ved hjelp av noen utførelsesformer som eksempler. [0014] Ved fremstilling av tre impregnert med vannglass i henhold til oppfinnelsen, blir tre eller treprodukter blåråtebehandlet før trykkimpregnering. Blåråtebehandlingen kan utføres for eksempel ved oppbevaring/lagring av tre eller treprodukter som behandles utendørs, ved oppbevaring av tre eller treprodukter i et fuktet tørkekammer eller ved behandling av tre eller treprodukter med bakterier/- mikrober og oppbevaring av treet eller treproduktene i et spesielt blåråtebehandlingsrom særlig laget for dette formålet i hvilket luftfuktighet og temperatur best egnet for blåanløping er ordnet. [001] Høytemperatur-tørking utføres i temperaturområdet fra omtrent... 160 C og termisk behandling ved temperatur på over 160 C, hvorved fargen på treproduktene endres til vakker brun og blåanløping er ikke lenger lett observerbart i treet selv etter eventuell maskinering, slik som høvling. Treet eller treproduktet behandles brunt gjennom hele ved hjelp av varm voks, olje, trykkluft, damp, og/eller vakuum. Det er mulig å utføre høytemperatur-tørkingen og/eller termisk behandling i en impregneringssylinder eller annet ekvivalent rom. Eksempel 1. [0016] Furu topp-tømmerstokk ble saget til 32*0 mm overflatebord, som ble anbrakt i en strimmelpakning. Strimmelpakningen ble etterlatt ubeskyttet utendørs
1 2 oppå fotstykker, hvor forholdene var fordelaktige for blåanløpingen av tømmer. Når det sagde tømmeret var delvis blåanløpet, ble det tørket i et vanlig kammertørkeanlegg til en fuktighet på 2%. Etter dette ble det sagde tømmeret impregnert ved hjelp av den vanlige Bethell-prosessen med 3,3 molforhold vannglass med en oppløsningskonsentrasjon på 1%. Etter impregneringen ble det sagde tømmeret høytemperatur-tørket ved en temperatur på 1 C ved hjelp av damp i en impregneringssylinder så lenge at fargen på treet endret seg til brun og blåanløping var ikke lenger lett observerbar i treet selv etter høvling. Eksempel 2. [0017] Furu topp-tømmerstokk ble saget til 32*0 mm overflatebord, som ble anbrakt i en strimmelpakning. Strimmelpakningen ble etterlatt ubeskyttet utendørs oppå fotstykker, hvor forholdene var fordelaktige for blåanløpingen av tømmer. Når det sagde tømmeret var delvis blåanløpet, ble det høytemperatur-tørket ved en temperatur på 1 C ved hjelp av damp i en impregneringssylinder så lenge at fargen på treet endret seg til brun og blåanløping ikke lenger var lett observerbar i treet. Etter dette ble det sagde tømmeret impregnert ved hjelp av den vanlige Bethell-prosessen med 3,3 molforhold vannglass med en oppløsningskonsentrasjon på 1%. Etter impregneringen ble det sagde tømmeret tørket ved en temperatur på 80 C vanligvis i et kammer-tørkeanlegg, hvoretter det ble høvlet til 28*9 mm. Eksempel 3. [0018] Furu topp-tømmerstokk ble saget til 32*0 mm overflatebord, som ble anbrakt i en strimmelpakning. Strimmelpakningen ble etterlatt ubeskyttet utendørs oppå fotstykker, hvor forholdene var fordelaktige for blåanløpingen av tømmer. Når det sagde tømmeret var delvis blåfarget, ble det tørket i en impregneringssylinder ved hjelp av varm trykkluft, damp og vakuum ved en temperatur på 1 C til en fuktighet på omtrent %. Etter dette ble det sagde tømmeret impregnert ved hjelp av den vanlige Bethell-prosessen med 3,3 molforhold vannglass med en oppløsningskonsentrasjon på 1%. Etter impregneringen ble det sagde tømmeret høytemperatur-tørket ved en temperatur på 1 C ved hjelp av varm trykkluft, damp og vakuum i en impregneringssylinder så lenge at fargen på treet endret seg til brun og blåanløping ikke lenger var lett observerbar i treet selv etter høvling. Eksempel 4.
6 1 2 [0019] Furu topp-tømmerstokk ble saget til 32*0 mm overflatebord, som ble anbrakt i en strimmelpakning. Strimmelpakningen ble etterlatt ubeskyttet utendørs oppå fotstykker, hvor forholdene var fordelaktige for blåanløpingen av tømmer. Når det sagde tømmeret var delvis blåanløpet, ble det tørket i et vanlig kammertørkeanlegg til en fuktighet på 2%. Etter dette ble det sagde tømmeret impregnert ved hjelp av den vanlige Bethell-prosessen med 3,3 mol-forhold vannglass med en oppløsningskonsentrasjon på %. Etter impregneringen ble det sagde tømmeret høytemperatur-tørket ved en temperatur på C til en fuktighet på 18%. Etter dette ble det saget tømmer høvlet til 28*9 mm og ble gradert etter styrke. Emner av de laveste styrkegradene ble deretter fremstilt til ulike limtreemner, for eksempel 6*9 mm, i hvilke kjerneflatene er mot hverandre. Etter dette vil det limte emne være ekstremt bestandig overfor brann, og det kan anvendes i fremstilling av takstoler, støttende skillevegger etc., blant andre. Emnene av høyere styrkegrader ble anvendt i fremstilling av takstoler som sådan. Disse emnene ble dannet til takstolpar i hvilke spikerbord etc. forble i midten av takstolparet sikre mot brann. Også kjerneflaten til det sagde tømmeret var rettet slik at kjerneflaten alltid forble i midten av takstolparet. [00] Det er således mulig å fremstille brannsikre takstoler eller andre slike bygningsprodukter for eksempel ved liming av kjerneflater mot hverandre eller ved anvendelse av spikerbord bare på siden av kjerneflaten, hvorved spikerbordene forblir i midten av takstolen (eller takstolpar) sikre mot brann. [0021] I en utførelsesform av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, er det mulig å anvende pigmentert vannglass ved impregneringen. ph-verdien for pigment som blir blandet med vannglass må være så nær som mulig ph-verdien av vannglass. En fordel ved pigmentering er at fargen av tre impregnert med det kan endres på en måte ekvivalent med de nyere impregneringsmetoder. Krav 1. En fremgangsmåte for trykkimpregnering av tre eller treprodukter med et trebeskyttelsesmiddel inneholdende vannglass, i hvilken fremgangsmåte tre trykkimpregneres med trebeskyttelsesmidlet inneholdende vannglass, karakterisert ved at tre eller et treprodukt blåråte- (blue-stain) behandles før starting av impregneringstrinnet slik at treet eller treproduktet som impregneres blir
7 1 blåanløpet (blue stained) i det minste delvis og at, etter eller før impregneringen, treet eller treproduktet høytemperatur-tørkes og/eller termisk behandles slik at blåanløping dannet i blåråtebehandlingen i hovedsak ikke vil være synlig selv etter maskinering av treet. 2. En fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at blåråtebehandlingen utføres ved lagring av tre utendørs. 3. En fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at blåråtebehandlingen utføres ved behandling av tre i et tørkekammer slik at treet blir blåanløpet før starting av tørkingen. 4. En fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-3, karakterisert ved at for trykkimpregneringen anvendes pigmentert vannglass for endring av fargen av treet eller treproduktet.. En fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-4, karakterisert ved at treet eller treproduktet behandles brunt gjennom hele ved hjelp av varm voks, olje, trykkluft, damp, og/eller vakuum. 6. Trykkimpregnert tre eller treprodukt som er trykkimpregnert med et trebeskyttelsesmiddel inneholdende vannglass, karakterisert ved at treet eller treproduktet blir blåråtebehandlet før starting av impregneringstrinnet slik at treet eller treproduktet blir blåanløpet i det minste delvis og, etter eller før impregnering, treet eller treproduktet blir høytemperatur-tørket og/eller termisk behandlet slik at blåanløpingen dannet i blåråtebehandlingen i hovedsak ikke vil være observerbar selv etter maskinering av treet. 7. Tre eller treprodukt som angitt i krav 6, karakterisert ved at for trykkimpregneringen anvendes pigmentert vannglass.