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Verfahren zur Holzbehandlung Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Verfahren zur Holzbehandlung, und das charakteristische Merkmal dieser Erfindung
besteht darin, das Holz durch Erhitzen zu entwässern, während es in einer flüchtigen,
höher als Wasser siedenden Flüssigkeit, wie Tetrachloräthan oder Pentachloräthan,
eingeweicht ist, oder durch Einweichen in einer solchen vorher erhitzten flüchtigen
Flüssigkeit.
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Gegenstand der Erfindung ist es, Holz von hoher Qualität für Lackware,
für den Schiffsbau, für rollendes Material, Sperrholz, Kernholz oder anderes allgemeines
Bauholz zu erhalten, das sich durch den Einfluß der atmosphärischen Temperatur und
Feuchtigkeit nicht biegt und wirft. Dies kann durch ein einfaches Verfahren in sehr
kurzer Zeit erreicht werden. Der größte Mangel des Holzes, das in ausgedehntem Maße
für Lackware, Schiffsbau, rollendes Material und allgemeine Konstruktion verwendet
wird, besteht darin, daß sich der fertige Gegenstand biegt und wirft. Die Hauptgründe
für dieses Biegen und Werfen gehen auf die Ausdehnung und Kontraktion der im Holz
selbst vorhandenen Bestandteile und ebenso auf die im Holz enthaltene Menge Wasser
zurück. Dieses sind die Hauptgründe, aber zuweilen wird das Biegen und Werfen durch
die ungleiche Verteilung von Harz und anderen Stoffen verursacht.
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Erfindungsgemäß werden alle diese Mängel des Holzes durch ein einfaches
und wirksames Verfahren beseitigt. Das charakteristische Merkmal dieser Erfindung
besteht darin, das Holz in einer flüchtigen
Flüssigkeit mit hohem
Siedepunkt, wie Tetrachloräthan oder Pentachloräthan, einzuweichen und die Flüssigkeit
bis nahe an den Siedepunkt oder auf den Siedepunkt zu erhitzen oder die Flüssigkeit
vorher auf eine geeignete Temperatur zu erhitzen und dann das Holz darin einzuweichen
und zu entwässern. Bisher wurde das Biegen und Werfen dadurch verhindert, daß man
01, Harz oder Metall in das Holz preßte und so das Holz härtete. Der Zweck
und die Wirkung der vorliegenden Erfindung weichen von dem obenerwähnten Verfahren
völlig ab. Früher wurde das Biegen und Werfen verhindert, indem man dem Holz härtende
Stoffe zusetzte, aber die Behandlung des Holzes gemäß der vorliegenden Erfindung
erfordert keine zusätzlichen Stoffe und erreicht einen .hohen Grad an Trockenheit
und verhindert das Biegen und Werfen.
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Erfindungsgemäß wird das Holz entweder in Tetrachloräthan (Siedepunkt
147° C) oder in Pentachlorät'han (Siedepunkt i59° C) eingeweicht und dann erhitzt,
oder es kann in der bereits erhitzten Flüssigkeit eingeweicht und die Heißbehandlung
in dieser Weise durchgeführt werden. Wenn Wärme zugeführt wird, verdampft allmählich
das im Holz enthaltene Wasser; das Holz wird völlig frei von Wasser, und eine !kleine
Menge der Flüssigkeit dringt beim Einweichen in das Holz ein. Bei dem bisher bekannten
Trocknungsverfahren sprang das Holz häufig, wenn es jedoch nach dem vorliegenden
Verfahren getrocknet wird, ist ein Springen nicht zu befürchten, weil das Holz während
des Einweichens in der Flüssigkeit erhitzt wird.
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Wenn die Temperatur der Flüssigkeit einige Minuten oder Stunden hochgehalten
wird, wirkt sich die Heißbehandlung sogar indem Inneren des Holzkerns aus, und die
Faser verliert ihre Eigenschaft, sich auszudehnen und zusammenzuziehen. Der Grund
für diese Änderung ist nicht genau bekannt, doch könnte die starke Entwässerung
einer der Gründe sein. Diese Entwässerung kann durch Verlängerung der Behandlungsdauer
bis auf einen Wassergehalt von o % gebracht werden. Weiterhin wird infolge des Lösungsvermögens
der erhitzten Flüssigkeit ein Teil des im Holz vorhandenen Öls und Harzes entfernt,
und der Rest verteilt sich infolge der Permeabilität der Flüssigkeit gleichmäßig
im Holz. Andere Stoffe, wie Lignin und Pentosan, haben ebenfalls einen bedeutenden
Einfluß auf das Biegen und Werfen des Holzes, jedoch wird ein Teil dieser Stoffe
ebenfalls extrahiert. Es scheint, daß durch Kombination der obigen Einwirkungen
das Biegen und Werfen des Holzes aufhört.
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Die übliche Erhitzungstemperatur beträgt annähernd i io° C und darüber,
bis zum Siedepunkt der Flüssigkeit; es kann jedoch jede Temperatur gewählt werden.
Die Temperatur hängt von der Qualität, der Form des Holzes und der Dauer der Behandlung
ab. So soll z. B. die Behandlung von Holz von 3 oder 4 Zoll im Quadrat oder noch
stärkeres Holz oder Eichen- oder Buchenholz mit leicht springender Faser nur kurze
Zeit bei einer Flüssigkeitstemperatur von etwa 8o bis 9o ° C dauern. Dann wird die
Temperatur allmählich gesteigert und auf einem bestimmten, gewünschten Punkt gehalten.
Nach der Behandlung sollen Hölzer, die leicht springen, nicht sofort aus der hocherhitzten
Flüssigkeit genommen werden, sondern erst, nachdem die Temperatur allmählich erniedrigt
wurde. Wenn man Furnierholz behandelt, wird nach dem Entwässern des Holzes der Leim
hart, und man kann eine einwandfreie Furnierholztafel erhalten. Bezüglich der Behandlungszeit
ist die Qualität des Holzes zu berücksichtigen, aber der Hauptfaktor ist die Größe,desHolzquerschnitts.
Fürdünnes Holz ist eine Behandlung von ungefähr 2o bis 3o11inuten ausreichend; wenn
Eichen- oder Buchenholz vorliegt, kann man es, wenn es dünn ist, in einer hocherhitzten
Flüssigkeit von ungefähr 120 .bis 130 ° C ohne schlechte Auswirkung in der Weise
@behandeln, daß man es in die heiße Flüssigkeit rasch eintaucht und dann rasch wieder
herausnimmt. Vierkantholz, wie zum Beispiel Holz von 2 Zoll im Quadrat, erfordert
2 bis 21/2 Stunden. Bambus ist einer der am schnellsten zu entwässernden Stoffe.
Frisch geschnittener Bambus, gespaltener Bambus oder irgendeine andere Form von
Bambus kann in ein paar Minuten bei einer Behandlungstemperatur von 13o bis 140'C
entwässert werden, ohne seine ursprüngliche Form zu verändern. Diese Behandlung
kann auf irgendeinem der drei folgenden Wege durchgeführt werden, nämlich unter
erhöhtem Druck, unter normalem Druck oder unter vermindertem Druck.
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Wenn das Holz behandelt ist, wird die eingesaugte Flüssigkeit abgetrennt
und das Holz sogleich getrocknet. Die Flüssigkeit kann für die nächste Behandlung
verwendet werden; wenn sie zu schmutzig für den 'Gebrauch ist, soll sie jedoch für
die weitere Verwendung abfiltriert und gereinigt werden. In diesem Fall können auch
die löslichen Stoffe wiedergewonnen werden. Die Flüssigkeit verdampft aus dem behandelten
Holz sogar, wenn es sich selbst überlassen wird. Wenn man die Flüssigkeit wiedergewinnen
will, wird das aus der Flüssigkeit herausgenommene Holz sofort in einen getrennten
Trockner gebracht und durch geeignete Mittel die Flüssigkeit verdampft, abgekühlt
und verflüssigt; man kann auch nach der Behandlung die Flüssigkeit aus dem Behälter
ablassen und durch Erhöhung oder Erniedrigung,des Druckes das Holz in demselben
Behälter trocknen.
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Wie oben festgestellt wurde, besteht das Prinzip dieser Erfindung
in der Hitzebe'hand!lung von Holz mit einer flüchtigen Flüssigkeit, die einen höheren
Siedepunkt als Wasser hat. Das Holz wird in dieser Flüssigkeit eingeweicht, und
es findet eine gleichmäßige und rasche 'Wärmeleitung und Eindringen der Flüssigkeit
in das Holz statt. Auf diese Weise erreicht man eine vollständige Verdampfung und
Abtrennung von Wasser, und kleine Anteile von Öl und anderen Stoffen werden extrahiert.
Dann wird die flüchtige Flüssigkeit, die in das Holz eingesaugt ist, verdampft.
Deshalb dürfen bei dieser Behandlung solche Flüssigkeiten nicht verwendet werden,
die die Faser auflösen oder die Faser oder die Qualität des Holzes sclhä!digen.
Kohlenwasserstotte
mit höherem Siedepunkt als Wasser, Aldehyde, Ketone, Äther, Ester, Alkohole und
deren Derivate können verwendet werden.
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Der Grund, warum in der vorliegenden Erfindung besonders Chlorkohlenwasserstoffe,
z. B. Tetrachloräthan, als ausgezeichnete Substanzen hervorgehoben werden, besteht
darin, daß sie alle Anforderungen erfüllen und außerdem nicht feuergefährlich sind
und ein andauerndes Erhitzen über viele Stunden aushalten. Sie sind nicht nur sicher
und beständig, sondern sie entfernen und lösen auch Substanzen, wie Lignin, heraus
und hindern das Holz an der Verformung.
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Das folgende Beispiel soll die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens näher erläutern; es wird eine Vorrichtung benutzt, die von außen erhitzt
werden kann. Eine ,Kühlvorrichtung und eine Apparatur zum Auffangen der kondensierten
Flüssigkeit sowie ein Erhitzungsbehälter, der die zu erhitzende Flüssigkeit aufnimmt,
werden verwendet. Das Holz wird in den Erhitzungsbehälter gebracht und Tetrachloräthan
in denselben Behälter eingeleitet; dann beginnt man mit dem Erhitzen. Wenn man die
Temperatur der Flüssigkeit auf ungefähr 12o° C hält, wird das Holz von dem darin
enthaltenen Wasser völlig befreit. Dann erhitzt man weiter und hält die Flüssigkeit
entsprechend der Größe des Holzes to Minuten bis zu einigen Stunden auf dem Siedepunkt.
Der Dampf wird durch eine Leitung in die iKühlvorrichtung und durch die die kondensierte
Flüssigkeit aufnehmende Apparatur in den Erhitzungsbehälter zurückgeleitet. Nach
einer bestimmten Erhitzungsdauer wird die Flüssigkeit aus dem Erhitzungsbehälter
in einen Vorratsbehälter geleitet. Nachdem der Erhitzungsbehälter von Flüssigkeit
entleert wurde, wird weiter erhitzt und die in das Holz eingesaugte Flüssigkeit
verdampft. Nachdem das Holz getrocknet ist, wird es aus dem Behälter genommen.
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Die beschriebene Behandlung ist für eine Durchführung in verhältnismäßig
großem Maßstab geeignet. Wenn die Anlage vollständig eingerichtet ist, kann der
Verlust an Flüssigkeit, in der das Holz erhitzt wird, bis auf ein Minimum gebracht
und das Verfahren wirtschaftlich durchgeführt werden.
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Das erfindungsgemäß be'hand'elte Holz ändert weder seine Farbe, noch
seine Form. Dieses Holz kann für jeden Zweck verwendet werden und man kann atmosphärisch-,-
Einwirkungen, wie z. B. Ausdehnen, Zusammenziehen, Biegen, Werfen, Springen usw.,
verhindern. Dieses behandelte Holz kann auf allen Gebieten, wo Holz benötigt wird,
Verwendung finden: man erhält ausgezeichnete Ergebnisse.