DE2716157B1 - Verfahren zum Herstellen von trockenem formbestaendigen Holz - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von trockenem formbestaendigen HolzInfo
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- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
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- B27K3/0207—Pretreatment of wood before impregnation
- B27K3/0214—Drying
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von trockenem formbeständigen Holz gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist bereits bekannt, Holz mittels Heißluft zu trocknen. Dabei wird das Holz so gestapelt, daß Kanäle
für den Durchstrom der Trocknungsluft freibleiben. Der
Holzstapel wird in einer Kammer angeordnet, in der die
für das Trocknen erhitzte Luft zugeführt wird, durch die Kanäle im Stapel strömt, dabei das Holz erwärmt und
aus dem Holz entweichende Feuchte zu einer
Entfeuchtungseinrichtung abtransportiert, der eine
Einrichtung zum Aufheizen der Luft nachgeschaltet ist (US-PS 39 40 860).
Bei diesem Verfahren werden zunächst die äußeren Holzschichten getrocknet. Anschließend muß dann der
weiter im Inneren des Holzes gebildete Dampf durch die bereits getrockneten äußeren Bereiche hindurchgehen, was zu einer Rißbildung, zum Splittern und zu einer
Formveränderung des Holzes führt.
Zur Herstellung von formbeständigem Holz ist es
bekannt, das Holz, das einen Feuchtegehalt von 15 bis
30% hat, in einem Autoklaven bei einem Überdruck von bis zu 6,5 bar 15 Stunden lang einer Temperatur von
1600C auszusetzen (DT-AS 22 63 758). Die erforderte
eine sehr lange Behandlungszeit des Holzes unter
Bei einem anderen bekannten Verfahren zum gleichzeitigen Stabilisieren und Trocknen von Holz in
einer Warmpresse wird das Holz, das einen Wassergehalt von 15 bis 30% hat, in einem Zeitraum von
15 Minuten bis 5 Stunden senkrecht zur Faserrichtung einem Preßdruck von 2 bis 100 bar bei einer Temperatur
von 110 bis 2000C ausgesetzt. Dabei soll das Holz soweit
getrocknet werden, daß der Wassergehalt nach der Behandlung weniger als 12% beträgt (OE-PS 2 47 590).
am Holz vermieden. Das Holz wird dabei nur senkrecht
zur Preßrichtung, nicht jedoch in der Preßrichtung
stabilisiert.
Verfahren zum Trocknen von Holzbrettern und Holzleisten, die in einem Stapel angeordnet werden, in
welchem die Bretter durch flache thermostatgeregelte Heizelemente getrennt sind. Mittels der Heizelemente
wird die Temperatur im Inneren der Bretter auf den
gewünschten Wert gebracht. Dabei wird das Holz
einem Unterdruck ausgesetzt, der kleiner ist als der Dampfdruck des Sattdampfs in dem erhitzten Holz
(DT-OS 17 79 223). Dieses Verfahren erfordert ein genaues Einhalten nach Erfahrung gewonnener Be
striebsparameter. Trotzdem läßt sich bei bestimmten
Hölzern ein Splittern manchmal nicht ausschließen.
Alle bekannten Verfahren haben insgesamt den Nachteil, daß die in der beschriebenen Weise behandelten Hölzer ihre Eigenschaften dann, wenn sie extremen
Bedingungen über längere Zeit ausgesetzt sind, nicht beibenalten.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, das Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß sich mit ihm
ein trockenes formbeständiges Holz herstellen läßt,
dessen Eigenschaftsbild bei lang andauernden extremen Umweltbedingungen unverändert bleibt.
Die Lösungsmittel dieser Aufgabe sind im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 zusammengefaßt.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß sich mit ihm die verschiedensten Hölzer unter
Anwendung sehr hoher Temperaturen sehr schnell trocknen lassen. Diese hohen Temperaturen ergeben
einen sehr hohen Dampfdruck im Holz, der an sich zu
einer sofortigen Zerstörung der Holzstruktur führen
würde, wenn diesem Druck nicht in der erfindungsgemäßen Weise entgegengewirkt würde. Erst dadurch ist
es möglich, den Dampf aus dem Inneren des Holzes zu
entfernen, ohne daß Strukturschäden am Holz auftreten. Erfindungsgemäß lassen sich somit in äußerst günstiger
Weise Hölzer in Großproduktion, insbesondere geformte Schafthölzer für Gewehre und dergleichen
herstellen, die sich in ihrem Eigenschaftsbild auch dann, *>
wenn sie extremsten Umweltbedingungen langzeitig ausgesetzt werden, nicht verändern und absolut form-
und maßstabil bleiben.
Mit der Maßnahme nach Unteranspruch 2 wird dafür gesorgt, daß von dem Holz keine Wärme an es ι υ
umgebende Luft in der Kammer abgeführt wird.
Da sich das Holz bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem elastischen
Zustand befindet, kann es gemäß Unteranspruch 3 verformt werden.
Mit der Maßnahme nach Unteranspruch 4 können die Dichte des Holzes und somit seine Festigkeit,
Oberflächenhärte und Elastizität verbessert werden.
Mit der Maßnahme nach Unteranspruch 5 kann eine ggfs. noch vorhandene Restfeuchte vollständig entfernt
werden, wobei der mechanische Druck und die Kammertemperatur aufrechterhalten werden können.
Das vollständig getrocknete Holz kann dann mit den im Unteranspruch 5 genannten, mit Wasser nicht verträglichen
imprägnierenden Gemischen behandelt werden.
Mit den Maßnahmen der Unteransprüche 6 und 7 kann eine Vortrocknung des Holzes erreicht werden.
Mit der Maßnahme nach Unteranspruch 8 kann beispielsweise Salz aus dem Holz entfernt werden, das
bei der späteren Verwendung des Holzes zusammen mit Stahl zu einem vorzeitigen Rosten des Stahls führen
würde. Es lassen sich auch andere Stoffe, wie Säuren aus dem Holz entziehen. Der Spülvorgang kann mehrfach
ausgeführt werden.
Aufgrund der Vorbehandlung mit den in den J5
Unteransprüchen 9 und 10 genannten Substanzen können dem Endprodukt spezielle Eigenschaften
gegeben werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können trockene Hölzer bzw. Schichthölzer in der gewünschten
Form hergestellt werden, wobei als Ausgangsmaterial entsprechendes Frischholz verwendet wird, das auch in
Form von Brettern oder Schichten eingesetzt werden kann, die miteinander verleimt sind. Man erhält
formstabile Hölzer, die gebeizt sind, deren Oberfläche behandelt ist, die durch Imprägnierung feuerfest und
termitensicher gemacht sind und die in der gewünschten Form eine hohe Zugfestigkeit, eine hohe Dichte, eine
hohe Oberflächenhärte und eine ausgezeichnete Elastizität aufweisen.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine erste Ausführungsform einer Kammer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im
lotrechten Längsschnitt,
F i g. 2 eine Draufsicht auf einen Teil einer Platte der Vorrichtung von F i g. 1,
F i g. 3 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung teilweise im lotrechten Längsschnitt,
Fig.4 eine Einzelheit einer Platte der Vorrichtung
von F i g. 3 und
F i g. 5 eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung schematisch in einer Seitenansicht.
Die in F i g. 1 gezeigte Kammer 20 ist mit einer Isolierung 23 zur Reduzierung der Wärmeverluste im
Kammerinneren versehen. Die Kammer ist fahrbar und hat eine Tür 21 zum Einbringen und Entfernen des
Holzes W. Durch die Oberseite der Kammer 20 erstreckt sich ein Büchse 28, in der abdichtend eine
Kolbenstange 27 eines Hydraulikzylinders /> geführt ist.
An dem kammerseitigen Ende der Kolbenstange 27 ist eine Platte 26 befestigt, die sich im wesentlichen über
den ganzen Kammerquerschnitt erstreckt und vertikal durch Bewegung der Kolbenstange 27 verschiebbar ist.
Auf dem Boden 31 der Kammer 20 liegt eine Platte 30 mit pyramidenstumpfformigen Vorsprüngen 32, deren
Oberseiten 33 in einer Ebene liegen. Auf den Oberseiten 33 der Vorsprünge 32 liegt das Holzstück Wauf. Auf der
Oberseite des Holzstückes W liegen die pyramidenstumpfformigen
Vorsprünge 32 einer weiteren Platte 30 auf, an der die Platte 26 anliegt.
Wie aus F i g. 2 zu ersehen ist, haben die Platten 30 Heizleiter 35 zum Erhitzen der Platten mittels
elektrischer Energie, Hochfrequenzenergie oder mittels eines Fluids.
In den Kammerwänden sind Sichtöffnungen 22 und Rohranschlüsse 36 vorgesehen, mit denen eine Verbindung
mit einer Vakuumquelle, mit einer Zuführung für Heißluft oder Dampf oder mit einer Zuführung für
Chemikalien hergestellt werden kann.
Durch den Hydraulikzylinder P kann über die Kolbenstange 27 und die Platte 26 auf das zwischen den
Vorsprüngen 32 liegende Holzstück W ein mechanischer Druck ausgeübt werden, wobei dem Holzstück W
durch den Kontakt mit den Vorsprüngen 32 Wärme zugeführt wird, die in den Platten 30 mittels der
Heizleiter 35 erzeugt wird.
Die in F i g. 3 gezeigte Ausführungsform entspricht dem wesentlichen Aufbau der Vorrichtung von Fig. 1,
wobei anstelle eines einzigen Holzstücks mehrere Holzbalken W in Schichten angeordnet sind. Zwischen
den Schichten sind Platten 30 angeordnet, die mittels Heizleitern 35 erwärmt werden und die Wärme durch
Kontakt an das aufliegende Holz abgeben. Eine im Holz befindliche Sonde 76 ist mit einem außerhalb der
Kammer vorgesehenen Meßgerät 75 verbunden, das die Temperatur des Holzes anzeigt. Mit einem Meßgerät 74,
das mit dem Kammerinneren verbunden ist, wird der Kammerdruck angezeigt. Über ein Ventil 73 wird heiße
Luft oder Dampf ins Kammerinnere eingeführt. Eine Pumpe 69 ist über ein Ventil 71 und einen Rohranschluß
36 mit dem Kammerinneren verbunden, um dort einen Unterdruck zu erzeugen.
Wie aus F i g. 4 zu ersehen ist, haben die Platten 30 auf beiden Seiten jeweils zueinander parallele Längskanäle
64a und diese kreuzende zueinander parallele Querkanäle 646, wobei an den Kreuzungsstellen die Platte
durchsetzende Bohrungen 67 vorgesehen sein können.
Bei der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform sind in der Kammer 20 am Boden 31 eine Vielzahl von
Hydraulikzylindern 97 mit Kolbenstangen 97a und auf der Kammeroberseite eine Vielzahl von Hydraulikzylindern
98 mit Kolbenstangen 98a vorgesehen. Die Kolbenstangen 97a greifen über Gelenke an einer
unteren elastischen Platte 30, die Kolbenstangen 98a über Gelenke an einer oberen elastischen Platte 26 an,
wobei die Platte 26 und die Platte 30 von einer Vielzahl von Bohrungen 67 durchsetzt sind und in der vorher
beschriebenen Weise erwärmt werden können, was nicht gezeigt ist. Zwischen den Platten 26 und 30 ist ein
Holzschichtkörper W angeordnet, der aufgrund der unterschiedlichen Betätigungen der Kolbenstangen die
in F i g. 5 gezeigte Form erhält und aus dem nach der Formgebung beliebige Blöcke ausgeschnitten werden
können, was durch die gestrichelten Linien 103 und 104 angedeutet ist.
Zusätzlich zu den Platten 26 und 30 können auch den übrigen Seiten von Holzstücken zugeordnete mit einem
mechanischen Druck beaufschlagbare Platten vorgesehen werden, so daß auf das Hoiz von allen Seiten ein
mechanischer Druck aufgebracht wird.
Wenn das feuchte Holz W in die Kammer 20 eingebracht worden ist und die Kammer luftdicht
verschlossen ist, können die Platten 30 über die Heizleiter erhitzt werden, so daß sie an das mit ihnen in
Kontakt stehende Holz Wärme ableiten. Zunächst kann eine Vorerhitzung des Holzes stattfinden, wobei die
Temperatur des Holzes 600C nicht überschreiten darf,
wenn über die obere Platte 26 bzw. die untere Platte 30 ein mechanischer Druck nicht aufgebracht wird. Die
Temperatur kann 80° C betragen, wenn ein mechani scher Druck zwischen 1 und 5 bar ausgeübt wird. Mittels
der Pumpe 69 kann über das Ventil 71 bei geschlossenem Ventil 73 in der Kammer ein Vakuum zwischen 1
und 400 Torr während eines Zeitraums von 3 bis 120 Minuten angelegt werden, wodurch überschüssige
Feuchte aus dem Holz entfernt wird. Anschließend wird auf das Holz W mittels des Hydraulikzylinders P ein
mechanischer Druck ausgeübt, der zwischen 1 und ISO bar liegen kann. Bei Holz mit einer Stärke von
15 mm genügt ein Druck von 5 bar, bei Stärken von 2 bis
8 mm genügen 15 bar. Für starkes Bauholz werden Drücke zwischen 120 und 150 bar angelegt.
Das Holz wird auf eine Temperatur zwischen 70 und
2000C mittels der Platten 30 aufgeheizt, wobei über das
Ventil 73 ins Kammerinnere Heißluft oder Dampf mit einer solchen Temperatur eingebracht werden kann,
daß alle Flächen des Holzes der gleichen Temperatur ausgesetzt sind. Entweder gleichzeitig mit diesem
Erhitzen oder kurz danach, jedoch ehe sich im Holz Dampf bildet, wird der Druck in der Kammer auf 2 bis
45 bar gesteigert, also auf einen Druck, der höher ist als
der Dampfdruck im Holz. Dadurch wird verhindert, daß Dampf aus dem Holz entweicht. Gleichzeitig wird
erreicht, daß der Druck des im Holz befindlichen Dampfes sich über dem Holz ausgleicht. Dabei werden
auch die Außenflächen des Holzes feucht gehalten, so daß zwischen den Holzfasern hindurch Dampf von
innen nach außen aus dem Holz entweichen kann.
Mit der Sonde 76 wird die Temperatur im Inneren des Holzes Wgemessen und am Thermometer 75 angezeigt.
Durch Ablassen von Luft aus der Kammer 20, wird der
Kammerinnendruck auf Atmosphärendruck reduziert, wobei das Reduzieren entsprechend langsam vor sich
geht. Mit der aus der Kammer abgeführten Luft wird gleichzeitig Dampf abgeführt. Anschließend kann zur
weiteren Entfernung an die Kammer noch ein Vakuum mit einem Unterdruck von 1 bis 400 Torr angelegt
werden.
Nach dem Abschluß dieser Behandlung stellt man in der Kammer Atmosphärendruck her und läßt die
Kammer abkühlen. Dabei wird der mechanische Druck auf das Holz aufrechterhalten. Nach dem Abkühlen wird
der mechanische Druck aufgehoben und das Holz aus der Kammer entfernt.
Es zeigt sich, daß man durch diese Behandlung aus grünem Holz mit einem Feuchtgehalt von über 80%
formstabiles Holz mit einer Feuchte von weniger als 8% bei einer Behandlungszeit von 20 bis 40 Minuten und bei
einer längeren Behandlungszeit mit einer noch geringeren Feuchte erhält.
Wenn vor oder nach dem Einbringen des Holzes Win die Kammer 20 ein Färbemittel auf Alkohol-, öl- oder
Wasserbasis zugegeben wird, dringt das Färbemittel in das feuchte unbehandelte Holz ein und ist nach der
Behandlung gleichmäßig im ganzen Holz verteilt. Das Färben, Beizen oder chemische Behandeln kann auch
nach einer teilweisen Trocknung des Holzes erfolgen, wobei die Kammer mit dem Mittel geflutet wird oder
das Mittel in die Kammer injiziert wird und der Druck in der Kammer auf 2 bis 45 bar erhöht wird. Anschließend
wird der Überschuß des Mittels aus der Kammer entfernt und ein Vakuum angelegt, um das Holz
abschließend zu trocknen.
Zum Entfernen von Säuren oder Salzen aus Hölzern wird an die Kammer 20, in der sich die Hölzer W
befinden, ein Vakuum zwischen 1 und 400 Torr angelegt Anschließend wird in die Kammer Flüssigkeit zum
Neutralisieren der Säuren oder Salze eingebracht und der Kammerdruck auf 2 bis 45 bar erhöht Nach der
Druckreduzierung auf Atmosphärendruck wird die Flüssigkeit aus der Kammer entfernt. Diese Schritte
können beliebig oft wiederholt werden.
Um die gewünschte formstabile Verformung von Holz zu ermöglichen, muß die Feuchte des Holzes auf 30
bis 35% reduziert sein.
Claims (10)
1. Verfahren zum Herstellen von trockenem formbeständigem Holz, bei welchem das in eine
geschlossene Kammer bei Atmosphärendruck eingebrachte feuchte Holz im wesentlichen durch
Kontakt mit Heizelementen zur Verdampfung des Wasser erhitzt wird und aus dem Holz austretender
Wasserdampf mit in der Kammer befindlicher Luft bei einer Kammerdruckreduzierung abgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß vor der Dampfbildung im feuchten Holz der Kammerdruck
auf 2 bis 45 bar erhöht und anschließend während eines Zeitraumes von 10 bis 180 Minuten durch
Ablassen von Luft aus der Kammer auf Atmosphärendruck reduziert wird und daß spätestens zu
Beginn dieser Reduzierung des Kammerdruckes auf das Holz ein konstanter mechanischer Druck von 1
bis 150 bar wenigstens bis zum Abschluß des Schnimpfens des Holzes ausgeübt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliches Heizmittel die Luft in
der Kammer auf 70 bis 200° C erhitzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz durch den mechanischen Druck verformt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der
Reduzierung des Kammerdrucks der mechanische Druck auf das Holz erhöht wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz
nachfolgend einem Vakuum ausgesetzt und anschließend daran mit einem Gemisch aus Polymethylen,
Polyphenyl und Polyisocyanat behandelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz
entweder bis 600C ohne mechanische Druckbelastung oder bis 800C bei einer mechanischen
Druckbelastung von 1 bis 5 bar vorerhitzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Erhitzen das Holz einem
Vakuum ausgesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Vakuum das Holz mit einer
Spulflüssigkeit zum Entfernen schädlicher Stoffe aus dem Holz kontaktiert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz
vor der Behandlung bzw. vor dem Erhitzen einer Beize, einem Farbe- oder Imprägniermittel, die
Mittel auf Alkohol-, öl- oder Wasserbasis sein können, ausgesetzt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz
mit Polyurethan, Phenolharz, Polyester, Polyäthylen, Epoxyharz, Kupferchromarsenat oder Ammoniumchlorid behandelt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772716157 DE2716157C2 (de) | 1977-04-12 | 1977-04-12 | Verfahren zum Herstellen von trockenem formbeständigen Holz |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772716157 DE2716157C2 (de) | 1977-04-12 | 1977-04-12 | Verfahren zum Herstellen von trockenem formbeständigen Holz |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2716157B1 true DE2716157B1 (de) | 1978-07-27 |
DE2716157C2 DE2716157C2 (de) | 1979-03-29 |
Family
ID=6006134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772716157 Expired DE2716157C2 (de) | 1977-04-12 | 1977-04-12 | Verfahren zum Herstellen von trockenem formbeständigen Holz |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2716157C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4131071A1 (de) * | 1990-09-18 | 1992-03-19 | Daiken Trade & Industry | Verfahren und vorrichtung zum erhitzen von holzmaterial |
WO2011050914A1 (de) * | 2009-10-28 | 2011-05-05 | Franz Heinz-Guenther | Verfahren zum tränken eines porösen materials |
EP2319684A3 (de) * | 2009-11-14 | 2013-01-16 | Henning Rambow | Pressform für die Umformung von Holzwerkstoffen aus Furnierlagen |
-
1977
- 1977-04-12 DE DE19772716157 patent/DE2716157C2/de not_active Expired
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4131071A1 (de) * | 1990-09-18 | 1992-03-19 | Daiken Trade & Industry | Verfahren und vorrichtung zum erhitzen von holzmaterial |
WO2011050914A1 (de) * | 2009-10-28 | 2011-05-05 | Franz Heinz-Guenther | Verfahren zum tränken eines porösen materials |
EP2353818A1 (de) * | 2009-10-28 | 2011-08-10 | Heinz-Günther Franz | Verfahren zum Tränken eines porösen Materiales |
EP2319684A3 (de) * | 2009-11-14 | 2013-01-16 | Henning Rambow | Pressform für die Umformung von Holzwerkstoffen aus Furnierlagen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2716157C2 (de) | 1979-03-29 |
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