способ подготовки древесины для сушки

Формула изобретения

Способ подготовки древесины для их сушки, в котором торцы покрывают водным эмульсионным веществом, обладающим адгезией с сырой древесиной, отличающийся тем, что предварительно из бревна, предназначенного для получения брусьев, выпиливают сердцевинную доску, а из оставшихся двух половин бревна выкраивают брусья, причем внутренние пласти брусьев ориентируют параллельно пластям выпиленной сердцевинной доски, далее дополнительно к торцам покрывают внутренние и внешние пласти выпиленных брусьев водным эмульсионным веществом, обладающим адгезией с сырой древесиной.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к деревообработке, а именно к технологии подготовки пиломатериалов, преимущественно бруса и толстых досок (толщиной до 100 мм) перед их сушкой. Изобретение может быть использовано на деревообрабатывающих предприятиях при производстве досок, мебели, домов и т.д.

Известен способ сушки древесины для производства бруса, в котором предварительная подготовка древесины перед началом сушки заключается в том, что вдоль продольной оси бруса на его противоположных сторонах выполняют пазы и далее при сушке направляют поток воздуха вдоль этих пазов. Недостатком известного способа является то, что наличие продольных пазов на противоположных сторонах бруса позволяет в некоторой степени сократить общее время сушки самого бруса, но не позволяет защитить брус от трещин, которые образуются во время сушки. Так, в противоположных пластях, в которых расположены пазы, трещины, образуются и развиваются и в самих пазах. В некоторых случаях трещины в пазах в процессе сушки достигают значительных размеров и являются причиной разваливания бруса вдоль продольной направляющей в пластях. Кроме того, в известном способе в процессе сушки бруса образуются торцовые трещины, которые в процессе своего развития переходят в центральные трещины пластей [патент РФ 2163328, кл. F 26 В 3/04, 2001].

Недостатком известного способа также является неравномерность высыхания бруса по его длине. Неравномерность высыхания бруса по длине объясняется тем, что торцы бруса, на которые выходят более крупные капилляры (в сравнении с микрокапиллярами, выходящими на пласти бруса), высыхают значительно быстрее, чем сама середина бруса. Эта неравномерность высыхания, в свою очередь, обуславливает дополнительные напряженности, возникающие в пластях бруса в процессе сушки, и является причиной дополнительных трещин.

Замедление высыхания серединной части бруса приводит и к общему замедлению сушки бруса в целом.

Известен способ подготовки древесины для сушки сердцевинных досок, в котором для защиты древесины от трещин, торцы и части пластей досок покрывают водным эмульсионным веществом, обладающим адгезией с сырой древесиной доски. Известный способ подготовки древесины перед сушкой эффективно защищает древесину от трещин, но область использования этого способа - защита от трещин только древесины досок [патент РФ 2164467, кл. В 27 К 5/00, 2001].

Наиболее близким к изобретению является способ подготовки древесины, в частности досок, для их сушки, в котором торцы досок (боковых) покрывают водным эмульсионным веществом, обладающим адгезией с сырой древесиной [патент РФ 2164466, кл. В 27 К 5/00, 2001].

Известный способ по прототипу используется в основном для защиты от торцовых трещин, которые образуются в процессе сушки, но он не защищает от продольных трещин, которые образуются в пластях бруса.

В основу изобретения положена задача - разработать способ подготовки бруса для сушки, в котором предварительно из бревна, предназначенного для получения брусов, выпиливают сердцевинную доску, а из оставшихся двух половин бревна выкраивают брусья, причем, внутренние пласти брусьев ориентируют параллельно пластям выпиленной сердцевинной доски, далее дополнительно к торцам покрывают внутренние и внешние пласти выпиленных брусьев водным эмульсионным веществом, обладающим адгезией с сырой древесиной. Этим обеспечивается перераспределение выхода влаги по закрытым водным эмульсионным веществом пластям бруса и по незакрытым его пластям. При этом выход влаги по площадям пластей осуществляется более равномерно.

В результате перераспределения выхода влаги по пластям и более равномерного распределения выхода влаги по площадям самих пластей бруса обеспечивается решение следующих практических задач, а именно - исключение всех видов трещин на пластях и торцах сушимого бруса, сокращение времени сушки.

Поставленная задача решается тем, что предлагается способ подготовки бруса для сушки, в котором предварительно из бревна, предназначенного для получения брусьев, выпиливают сердцевинную доску, а из оставшихся двух половин бревна выкраивают брусья, причем внутренние пласти брусьев ориентируют параллельно пластям выпиленной сердцевинной доски, дополнительно к торцам водным эмульсионным веществом, обладающим адгезией с сырой древесиной, покрывают внутренние и внешние пласти выпиленных брусьев.

В качестве водного эмульсионного вещества, обладающего адгезией с древесиной доски, могут быть использованы: клей на водной основе эмульсионного типа, лак на водной основе эмульсионного типа, краска на водной основе эмульсионного типа и т.п.

Механизм сброса влаги из подготовленного по данному способу бруса отличается от сброса влаги в способе по прототипу. Так, в высушиваемом брусе с внешними и внутренними пластями и торцами, предварительно закрытыми водным эмульсионным веществом, обладающим адгезией с сырой древесиной, происходит перераспределение выводимой из него влаги. Причем, большая часть влаги выделяется через не закрытые водным эмульсионным веществом пласти бруса, т.е. пласти, перпендикулярные внешней и внутренней пластям бруса. Выход влаги через закрытые поверхности внешней и внутренней пластей, а также через торцы бруса уменьшается. При этом за счет коллоидности и смачиваемости водного эмульсионного вещества, покрывающего внешнюю и внутреннюю пласти и торцы бруса, выход влаги из этих поверхностей осуществляется равномерно по всем их поверхностям. Несмотря на ограничение выхода влаги через покрытые водным эмульсионным веществом внешние и внутренние пласти, а также через покрытые торцы бруса за счет перераспределения выхода влаги через незакрытые пласти и за счет большой площади последних суммарная скорость сброса влаги из бруса увеличивается в сравнении со скоростью сброса влаги по прототипу. Этим объясняется ускорение сушки бруса по данному способу и сокращение времени сушки.

За счет равномерного сброса влаги по площадям, закрытым водным эмульсионным веществом, в них снимаются локальные напряженности в процессе всего времени сушки бруса. Это в свою очередь и предотвращает образование трещин во внешней и внутренней пластях, а также в торцах бруса во время его сушки. Подготовка древесины бруса для сушки путем покрытия его внутренней и внешней пластей, а также покрытия и торцов бруса водным эмульсионным веществом, обладающим адгезией с сырой древесиной, эффективна для бруса, схема изготовления (выпиливания) которого описана в формуле изобретения настоящей заявки. Из бревна, предназначенного для получения брусьев, выпиливают сердцевинную доску, а из получившихся двух продольных половин бревна выпиливают заданных размеров брусья. При этом внутренние пласти ориентируют параллельно пластям выпиленной сердцевинной доски. Выпиленные брусья по данной схеме имеют явно выраженные внутреннюю и внешнюю пласти и прилегающие к ним перпендикулярно боковые пласти. В таком брусе внутренняя и внешняя пласти более подвержены появлению трещин в процессе сушки бруса. Наибольшей склонностью к трещинам обладает внешняя пласть. Это объясняется, прежде всего, действием дифференциальных усилий, действующих на разрыв вдоль волокон древесины во время сушки бруса. Следующей по степени риска получения трещин во время сушки является внутренняя пласть бруса. В результате подготовки древесины, т.е. после покрытия водным эмульсионным веществом внешней и внутренней пластей, а также торцов бруса большая часть влаги выходит через незакрытые пласти бруса. Это, в свою очередь, существенно снижает (и практически исключает) возможность появления трещин в пластях бруса.

Способ по данному изобретению осуществляется следующим образом. В качестве водного эмульсионного вещества, обладающего адгезией с сырой древесиной, могут быть использованы водоэмульсионный клей типа ПВА (поливинилацетатный), водоэмульсионный лак типа ВД-АК-1101 (на основе акриловой дисперсии) или водоэмульсионная краска типа ВД-ВА-224 [Савиных В.П. Умельцу о поделочных материалах. Мн.: Полымя, 1997, с. 309].

Раскрой бревна на брусья по данному способу может быть проиллюстрирован на чертеже, изображающем бревно 1 в разрезе, сердцевинную доску 2 в разрезе, 3 и 4 - брусья; 5 - внешняя пласть бруса 3; 6 - внешняя пласть бруса 4; 7 - внутренняя пласть бруса 3; 8 - внутренняя пласть бруса 4; 9 - боковые пласти бруса 3; 10 - боковые пласти бруса 4.

Способ по данному изобретению осуществляется следующим образом. Из бревна 1 выпиливается сердцевинная доска 2, которая разделяет вдоль бревно 1 на две половины. Из получившихся двух половин бревна выпиливаются брусья 3 и 4 необходимых размеров. Причем, внутренние пласти 7 и 8 брусьев 3 и 4 при выпиливании ориентированы параллельно пластям 11 сердцевинной доски 2. Выпиленные таким образом брусья, предварительно перед их сушкой, закрывают (закрашивают) внутренние и внешние пласти, а также и торцы брусьев клеем типа ПВА или водоэмульсионным лаком типа ВД-АК-1101 или водоэмульсионной краской типа ВД-ВА-224.

Далее, подготовленные таким образом брусья, т.е. с закрытыми внешними и внутренними пластями и торцами, сушат, например, с использованием способа естественной сушки, или в тепловых камерах с использованием дополнительной энергии.

Испытания описанного способа подготовки древесины брусьев и их сушка активным и естественным способами проведены на следующих породах древесины: сосна, ель, дуб, лиственница. Достигнутая в процессе подготовки и дальнейшей сушки влажность на всех перечисленных породах брусьев не превышала 6-8%. Время сушки брусьев для древесины хвойных пород было в 2-3 раза меньшим в сравнении со способом по прототипу. На пластях и торцах сушимых брусьев отсутствовали все виды трещин. Все технологические приемы (процессы) подготовки и сушки брусьев для дальнейшей сушки, обеспечивающие решение поставленных задач в данном изобретении, легко поддаются механизации, автоматизации и автоматическому контролю. Это в свою очередь обеспечивает возможность широкого промышленного внедрения предложенного способа. Это в свою очередь обеспечивает широкое промышленное внедрение предложенного способа.

Источники информации

1. Способ конвективной сушки древесины, патент 2163328.

2. Способ подготовки досок для их естественной сушки, патент 2164467.

3. Способ подготовки досок для их естественной сушки, патент 2164466.