DE1629096A1

DE1629096A1 - Verfahren zum Trocknen von Holz

Info

Publication number: DE1629096A1
Application number: DE19651629096
Authority: DE
Inventors: Ikutaro Ebisu; Takayoshi Fukawa; Masao Iguchi; Tamio Tatsuguchi
Original assignee: Toagosei Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd
Priority date: 1964-11-02
Filing date: 1965-11-02
Publication date: 1971-01-28
Also published as: GB1108469A; US3359048A

Description

aufeinander abgestimmt werden, was sehr komplizierte Vorrichtungen und eine strenge Überwachung erforderlich macht, jedoch bisher keine zufriedenstellenden Ergebnisse lieferbe.

■Üokyo / Japan

«Verfahren zum -!Trocknen von Holz"

Priorität: 2„ Xioveaber I964 / Japan Anmelds-lilr. % 61839/64

Erfindung betrifft- sin Verfahren sum Trocknen von nassem Holz, insbesondere ein Verfahren zum raschen Entfernen von Wasser aus wasserhaltigem Holz*

Bei dön herkömmlichen Verfahren zum künstlichen Trocknen von Holz wird dieses entweder in ein organisches Lösungsmittel getaucht und anschließend durch Erhitz«», getrocknet, oder es wird he isser V/asserdawpf oder trockene Hsissluft zum !Trocknen verwendet. Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, dass das Holz innen oder aussen Risse bekommt oder sich wirft_β TJm derartige Kaehteile zu beheben^ müssen verschiedene Faktoren v/ie Tempera-

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aufeinander abgestimmt werden, was sehr kompliaierte Vorrichtungen und eine strenge Überwachung erforderlich macht„ jedoch bisher keine zufriedenstellenden Ergebnisse lieferbe.

Zweck der Erfindung ist nun ein Verfahren zum Trocknen von wasserhaltigem Holz, ohne daß sich im Holz Eisse bilden oder es sich wirft, wobei man trockenes Holz mit geringerem Öl- und Harzgehalt erhalte Das Verfahren läßt sich innerhalb kurzer Zeit durchführen und es entsteht keine Feuergefahr«

Mittels des eriindungsgemässen Verfahrens werden die vorstehenden Nachteile der herkömmlichen Verfahren behoben und die angestrebten Ziele wirksam erreicht. Demgemäss ist das erfindungsgemässe Verfahren zum Trocknen yon nassem Holz dadurch gekennzeichnet,

dass man wasserhaltiges Holz in einen mit Wasser ein azeotrop siedendes
/Gemisch bildenden chlorierten Kohlenwasserstoff taucht» das Holz hierauf zur Abtrennung des in das Holz eingedrungenen chlorierten Kohlenwasserstoffs in eine Wasserdampfatmosphäre von höchstens etwa 1O5°C bringt_s und es anschliessend trocknet,

Erfindungsgemäss wird das Holz zunächst in einen chlorierten Kohlenwasserstoff getaucht, so dass dieser in das Holz eindringt. Anschliessend wird das in dem Holz enthaltene Wasser durch Aus=- nutzung der Tatsache, dass der Kohlenwasserstoff mit Wasser ein

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siedendes
azeotrop⁷ Gemisch bildet, abgetrennt» Dabei wird das Holz mit Wasserdampf behandelt, indem man auf seine Oberfläche Wasserdampf bläst ₉ oder es in einen mit Wasserdampf gefüllten Raum bringt _t um den in das HcCz eingedrungenen Kohlenwasserstoff wiederzugewinnen.

z.B.
Hierauf wird das Hol?/Jliftgetrocknet- um das Sekundärwasser_s das durch die Wasserdampfbehandlung in das Holz eingedrungen ist, zu entfernenn Es saheint also_f dass gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren ein Umweg gemacht wird, indem nämlich zunächst das ursprünglich im Holz enthaltene V/asser mittels eines Lösungsmittels entfernt wird_f dann dem Holz durch Behandlung mit Wasserdampf Wasser wieder einverleibt und schliesslich dieses Sekundärv/asser wieder entfernt wird. Dieser Weg wurde jedoch aus folgenden Gründen beschritten:

Wenn.nämlich, ein zunächst mit einem chlorierten Kohlenwasserstoff getränktes Holz sofort erhitzt wird, so verdampft das ursprünglich flüchtige Lösungsmittel sehr rasch, wodurch der Oberfläche des Holzes übermässig viel Wasser entzogen und diese stark ausgetrocknet wird, so dass sie sich verhärtet und sich an der Oberfläche oder im Kern Risse bilden und Spannungen auftreten_p so dass das Holz splittert oder sich wirft. Derartige Erscheinungen kön~ nen jedoch völlig verhindert werden., wenn das Lösungsmittel dadurch entfernt wird, dass es durch das sekundäre_f durch Wasserdampfbehandlung dem Holz einverleibte, Wasser ausgetauscht wird. Das Sekundärwasser kann gegenüber dem ursprünglich im Holz enthaltenen Wasser wesentlich leichter, nämlich durch normales Erhitzen ρ entfernt werden. Darüberhinaus tritt bei der Entfernung

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des Sekundärwaeeere kein derartig rasches Verdampfen auf wie bei dem Lösungsmittel, so dass bei dem getrockneten Holz keine Hißbildungen oder Werfungen auftreten.

Erfindungsgemäss werden chlorierte Kohlenwasserstoffe verwendet, die mit Wasser ein azeotrop siedendes Gemisch bilden. Werden jedoch chlorierte Kohlenwasserstoffe verwendet, deren azeotroper Funkt mit Wasser über 100⁰C liegt* so neigt das Holz zum Splittern, oder dazu, sich zu werfen oder auch, sich zu verfärben. !Deshalb wird vorzugsweise ein chlorierter Kohlenwasserstoff verwendet, dessen azeotroper Punkt mit Wasser unter 100⁰C liegt. Beispiele für die erfindungsgemäss verwendeten chlorierten Kohlenwasserstoffe sind Tetrachlorkohlenstoff, Dichlormetban, Dichlorethylen, Trichloräthylen, Perchloräthylen, Dichloräthan und Pentachloräthan. Hinsichtlich der Wiedergewinnung des Lösungsmittels sind jedoch '.lirichloräthylen und Perchloräthylen besonders bevorzugte

Das erfindungsgemäsEiJ Verfahren beruht mehr auf den physikalischen Eigenschaften chlorierter Kohlenwasserstoffe als auf ihrer chemischen Wirkung- d. h. auf dem raschen Eindringen des chlorierten KohlenwassersOoffes in Holz durch Verdrängung des im Holz enthaltenen Wassers. Deshalb wird der chlorierte Kohlenwasserstoff, in den das Holz getaucht wird, bei oder über seinem azeotropen Punkt mit Wasser gehalten, wodurch ein wirksamer Effekt erzielt wird, unterhalb dieser Temperatur dringt der chlorierte Kohlenwasserstoff nuz schwer in das Holz ein und der Effekt ist gering.

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Sas in den chlorierten Kohlenwasserstoff zu tauchende Holz wf. rd von ÄBten befreit und iia allgemeinen au Brettern oder quadratischen Blöcken oder Klotzen zersägt. Die Eintauchzeiten hängen von der Größe, besonders der Stärke des Holzes und vom Wassergehalt und der Art des verwendeten chlorierten Kohlenwasserstoffes ab. Bei einem 5 cm starken und 20 cm breiten Brett aus Buchenoder Zellkovaholz beträgt die erforderliche Eintauchzeit etwa 5 Stunden? bei einem 5 bia 6 cm starken und 20 cm breiten Brett etwa 8 Stunden, und bei einem etwa 9 om starken und 20 cm breiten Bret!; etwa 10 bis 12 Stunden«

Bezüglich der Behandlung mit Wasserdampf kann man hinsichtlich aar Wiedergewinnung des chlorierten Kohlenwasserstoffes

annehmen^ dass man günstige Ergebnisse erzielt, wenn die Behandlung bei erhöhter Temperatur erfolgt. Jedoch verändert eine' Behandlung mit Wasserdampf bei einer Temperatur über 105⁰C das Zellgewebe des Holzes und schadet dadurch dem zu behandelnden Material. Es ist deshalb unmöglich» den einverleibten chlorierten Kohlenwasserstoff bei hohen Temperaturen wiederzugewinnen und deshalb 3oll die Behandlung mit Wasserdampf₉ damit das Holz nicht beschädigt wird, bei Temperaturen unter 105^GC durchgeführt werden.

Bei einer Behandlungstemperatur zwischen 100 und 105⁰C kann ein

Breite

Holz von 3 bis 5 cdi Stärke und 20 cm/ungefähr 2 Stunden behandelt werden und ein Holz von einer Stärke von mehr als 6 om und 20 cm Breite etv/a 4 Stunden, Wird die Temperatur über 105⁰C erhöht, so

kleine
treten in grösserem Masse/Risse im Holz auf und es wirft sich.

Liegt die Behandlungstemperatur mit Wasserdampf zwischen 95 und

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10O⁰C, bo sind zur Behandlung eines Holzes von 3 cm Stärke und 20 om Breite mehrere Stunden erforderliche

Zum trocknen wird im allgemeinen Heissluft verwerdet. Weist die Heissluft eine Temperatur von 60 bis 70⁰O auf, so trocknet ein 3 cm starkes und 20 om breites Holzbrett in etwa 6 Tagen, während ein Brett von 5 cm Stärke und 20 cm Breite in etwa 12 Tagen trocknet.

Mittels der vorstehend genannten Verfahrensweisen kann der Wasser gehalt eines Holzes, der vor der Trocknung etwa 60 bis 70 % betrug, auf wenige Prozent reduziert werden=, Auf diese Weise kann die Trocknungszeit von Holz mittels des erfindungsgemässen Verfahrens beträchtlich verkürzt werden. Z. B₀ kann ein Holzbrett von 3 cm Stärke und 20 cm Breite, das nach dem herkömmlichen natürlichen Trοcknungsverfahren etwa drei Monate trocknen würde, gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren in etwa einer Woche getrocknet werden» Darüberhinaus verursacht die Trocknung gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren im Holz weniger Rissbildungen und es wirft sich weniger. Weiterhin wird die Ausbeute an trockenem Holz, die bei der herkömmlichen natürlichen Trocknung 64»9 $ betrug» mittels des erfindungsgemässen Verfahrens auf 81,7 # beträchtlich erhöht.

Im vorstehenden wurde die Erfindung bei Verwendung von Normaldruck erläutert, doch kann das erfindungsgemässe Verfahren auch bei Unter- oder Überdruck durchgeführt werden. Zwar hangt der

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Ventil 19 zum Ableiten des chlorierten Kohlenwasserstoffs geöffnet, und der chlorierte Kohlenwasserstoff wird mittels eines Kühlers 4 und eines Wasserabscheider 6 über die Abflussleitung 17 wiedergewonnene Anschlieesend wird das Ventil 19 geschlossen und Wasserdampf durch eine Dampfleitung 12 eingeblasen. In diesem Fall wird der in das Holz eingedrungene chlorierte Kohlenwasserstoff als azeotrop siedendes Gemisch mit Wasser von dem Behälter 1 über die Dampfabzugsleitung 9» den Rückflusskühler 2, den Wasserabscheider 3? der Abzugsleitung 14, den Kühler 4, den Wasserabscheider 6 und die Abzugsleitung 17 für den chlorierten Kohlenwasserstoff wiedergewonnene Das Holz wird anschließend aus dem Behälter 1 entnommen und in einen Dampftrockner gelegt, in den Heissluft eingeleitet wird, die das Holz trocknet η

Geraäss dem herkömmlichen "/erfahren wird das Holz sofort nach dem Eintauchen in einen chlorierten Kohlenwasserstoff dampfgetrocknet» wodurch sich jedoch im Holz leicht Risse bilden und es sich wirft. Im erfindungsgemässen Verfahren wird dagegen die Dampfbehandlung erst dann angewandt, v/enn vorher die Bildung von Rissen und Werfungen im Holz während der Behandlung mit dem Lösungsmittel verhindert wurde. Daruberhinaus v,^reist das geraäss dem erfindungsgemässen Verfahren getrocknete Holz keinerlei Veränderungen hinsichtlich Farbe, Aussehen, Zellgewebe und Festigkeit auf. Zwar werden aus dem Holz mehr oder weniger grosse Kengen organischer Säuren und Öle extrahiert, doch hat sich die Zusammensetzung des trockenen Holmes im grossen und ganzen nicht geändert. Das Holz hat daruberhinaus eine nicht so rauhe Oberfläche wie ein Holz,

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das nur der Behandlung mit einem organischen Lösungsmittel unterworfen wurde, sondern weist eine glatte Oberfläche auf, wodurch es wesentlich besser verarbeitbar ist. Deshalb kann das erfindungs· gemässe Verfahren als eine sehr bedeutsame Neuerung auf dem Gebiet des Trocknens von nassem Holz bezeichnet werden.

Die Erfindung ist anhand der nachstehenden Beispiele näher erläutert;, in denen sich der jeweilige Wassergehalt des Holzes aus folgender Gleichung ergibt:

Wassergehalt

in der a das ursprüngliche Gewicht des Holzes und b das Gewicht des Holzes bedeutet₈ nachdem es so lange bei 1O5°C getrocknet wurde_p bis sein Gewicht konstant blieb.

Beispiel 1

In der in beigefügter Zeichnung er laut er tenlltaiäifcuiJg wurde ein 5 cm starkes ₃ 20 cm breites und 200 cm langes Buchenholzbrett bei 73⁰C 6 Stunden in Trichloräthylen getaucht und anschliessend weitere 6 Stunden der Behandlung mit Wasserdampf unterworfen (Temperatur in dem beheizten Behälter 98 bis 100⁰C). Das Holz wurde aus dem Behälter genommen und in den Heisslufttroekner gelegt und bei 60 bis 70⁰C 280 Stunden heissluftgetrocknet«. Man erhält ein Holz mit einem Wassergehalt von 5,5 $>₉ dass sich nicht geworfen hat und keine Splitterungen zeigt. Der Wiedergewinnungswert für Triohloräthylen betrug 99 $>*

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Beispiel 2

In der in beigefügter Zeichnung erläuterten Vorrichtung wurde ein 3 cm starkes, 20 cm breites und 250 cm langes Zelkovabrett mit einem Wassergehalt von 95 % 3 Stunden bei 8S°C in Perchloräthylen getaucht und anschliessend 3 Stunden der Behandlung mit Wasserdampf unterworfen (Temperatur in dem beheizten Behälter: 98 bis 100⁰G) ο Das Holz wurde aus dem Behälter genoamien und in den Heisslufttrockner gelegt und bei 60 bis 70⁰G 150 Stunden heissluftgetrocknet. Man erhält ein HoIs mit einem Wassergehalt von 5,5 $, das sich nicht geworfen hat und keine Splitterungen aufweist. Der Wiedergewinnungswert für Perchloräthylen betrug 96 $.

Patentans prüche

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Trocknen von nassem HoIz₅ dadurch gekennz e lehne t_s dass man wasserhaltiges Holz in

siedendes einen mit Wasser ein azeotrop/ Gemisch bildenden chlorierten Kohlenwasserstoff eintaucht, das Holz hierauf zur Abtrennung des in das Holz eingedrungenen chlorierten Kohlenwasserstoffs in eine Was serdaiapf atmosphäre von höchstens etwa 105°C bringt und es anschliessend trocknet.

2„ Verfahren nach Anspruch l_f dadurch gekenn=- zeie-hnet* dass der azeotrope Punkt des verwendeten ehlo~ rierten Kohlenwasserstoffs mit Wasser unter 100⁰C liegt.

3 ο Verfahren nach Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnete dass als chlorierter KGlilenwasss^iisoff Trichlorethylen verwendet wird.

4« Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als chlorierter Kohlenwasserstoff Perchloräthylen verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch I₅, dadurch gekennzeichnet» dass das Holz in einen chlorierten Kohlenwasserstoff getaucht wird, der bei einer temperatur gehalten wird, die über dem azeotropen Punkt des chlorierten Kohlenwasserstoffs mit Wasser und unter 100⁰G liegt.

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6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenstufe in einem heissen,
trockenen Gas erfolgt«

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenstufe in Heiseluft erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in der Trockenetufe etwa 60 bis 70⁰C beträgt.

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