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Verfahren zum Imprägnieren von Holz.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Imprägnieren von Holz mit Stoffen, die geeignet sind, die Widerstandsfähigkeit des Holzes gegen äussere schädliche Einflüsse zu erhöhen, insbesondere der Fäulnis entgegenzuwirken, den Einfluss wechselnder Feuchtigkeitsverhältnisse im weitgehenden Masse unschädlich zu machen und ein Schrumpfen, Quellen und Reissen des Holzes zu verhüten. Es ist bereits eine Reihe von Verfahren dieser Art bekannt, bei denen von im wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen verschiedener Art bestehende Mittel als Imprägnierungsmasse zur Verwendung gelangen, die bei gewöhnlicher Temperatur fest und genügend leicht verflüssigbar sind.
So wurde vorgeschlagen, zur Imprägnation des Holzes Rohnaphthalin allein oder zusammen mit anderen Stoffen, wie Kreosot, Teerstoffen und den Destillaten und Rückständen des Erdöles, zu verwenden. Ein anderer Vorschlag geht dahin, das Holz mit einer Mischung aus Paraffinwachs, Asphalt, Terpentinharz, Kieselgur, Kreosot und anderen Ölen zu imprägnieren.
Die bekannten Verfahren haben die Nachteile, dass die Imprägnation nicht ganz gleichmässig durchgeführt werden kann und dass auf der Oberfläche in vielen Fällen sich fettig anfühlende Krusten entstehen ; ferner ist die Imprägnation nicht hinreichend dauerhaft, weil die öligen Bestandteile, insbesondere die flüchtigen Konservierungsmittel, ausschwitzen, wenn das Holz z. B. längere Zeit einer stärkeren Sonnenhitze ausgesetzt ist. Aus diesem Grunde ist auch das Anwendungsgebiet der bekannten
Imprägnierungsverfahren ein sehr beschränktes ; so kommen sie z.
B. für Möbel, Haushaltungsgegenstände, Baubestandteile u. dgl. nicht in Betracht, weil die imprägnierten Gegenstände infolge des Ausschwitzen einiger Bestandteile der Imprägnierungsmasse oft einen unangenehmen Geruch haben, Kleider oder andere Gegenstände, mit denen sie in Berührung kommen, verunreinigen und schwer zu polieren sind.
Gemäss der Erfindung werden die geschilderten Nachteile dadurch behoben, dass zur Imprägnierung des Holzes eine Wachssubstanz von hohem Schmelzpunkte, z. B. Montanwachs, verwendet wird, die bei Temperaturen unter 54 C hart und nicht klebrig, jedoch bei 1200 C flÜssig ist. Montanwachs, das verhältnismässig billig ist und in grossen Mengen zur Verfügung steht, eignet sich für die Zwecke der Erfindung am besten, unter Umständen können aber auch Wachsarten mit ähnlichen Eigenschaften, wie Karnaubawachs oder Kandelillawachs, verwendet werden.
Das hochschmelzende Wachs, das allein oder als Hauptbestandteil einer Mischung den Poren und Tracheiden (d. s. die Zellen mikroskopischer Feinheit, die den Hauptbestandteil des Holzes ausmachen) vorzugsweise unter Druck einverleibt wird, durehdringt das zu behandelnde Holz ganz gleichmässig zur Gänze oder auf eine bestimmte Tiefe, was bei den bisherigen Imprägniermitteln nicht der Fall ist. Die Oberfläche des behandelten Holzes zeigt keine Kruste, ist trocken und nimmt durch Reiben
Glanz an. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Montanwachs flüchtige Konser- vierungsmittel, z. B. Kreosot, bindet, so dass diese bei höheren Temperaturen nicht ausschwitzen können.
Ein gründlich mit Montanwachs imprägniertes Holz ist ferner durchaus wasserdicht, wodurch seine Isolierungsfähigkeit verstärkt und das Wachsen von Schwämmen verhindert wird ; infolgedessen kann das Holz nicht verfaulen und es kann auch durch einfaches Schneiden geglättet oder durch Schleifen hochglanzend poliert werden.
Die gewöhnlichen Bezugsquellen für Montanwachs sind bekanntlich Braunkohlen oder Pyropissite, aus welchen das Wachs durch Lösemittel extrahiert wird.
Für die Holzimprägnierung wird das Wachs geschmolzen und dann im offenen Bottich oder mittels des gewöhnlich für die Kreosotimprägnierung des Holzes angewandten Verfahrens unter Druck in das Holz gedrückt, was für die Zwecke der Erfindung vorzuziehen ist. Das Druckverfahren lässt sich mit dem zum Kreosotimprägnieren von Eisenbahnschwellen benutzten Apparate ausführen, es müssen nur die Röhren mit Heizmänteln umgeben werden, weil das Montanwachs bei normaler Temperatur fest ist.
Das Holz wird in einen unter Druck stehenden Behälter eingeführt und in geschmolzenes Montanwachs getaucht. Dieses wird hierauf, vorzugsweise bei einer Temperatur von 105 bis 1200 C und unter einem Druck von 8 bis 14 Atm., in das Holz gedrückt. Temperatur, Druck und die erforderliche Zeitdauer schwanken natürlich je nach der Holzart, der-Grösse der zu behandelnden Stücke und dem Grade der gewünschten Imprägnierung. Es werden z. B. bei der Behandlung von Hartholz, wie Buche, Birke oder Ahorn, zufriedenstellende Resultate erreicht, wenn das Holz bei einer Temperatur von 105 C unter einem Druck von 14 Atm. drei Stunden lang imprägniert wird. Das Holz wird dann herausgenommen und zur Kühlung liegen gelassen.
Ein beträchtlicher Teil des Montanwachses scheidet sich während der Abkühlung aus dem Holz wieder aus, die sich in den Tracheiden und Poren des Holzes erhärtende Menge reicht jedoch vollauf hin, um das gewünschte Resultat zu erzielen.
Wenn nach erfolgter Tränkung der Druck vermindert, die hohe Temperatur jedoch beibehalten wird, so kann ein grosser Teil des in das Holz gedruckten Montanwachses wiedergewonnen werden. In diesem Falle werden sich die Poren und Tracheiden des hineingedrückten Wachses teilweise entleeren, die Zellenwände bleiben jedoch genügend bedeckt und die Holzfasern daher vollständig durch das Montai-
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Der saftreiche Splint der Tanne lässt sich mit Leichtigkeit imprägnieren, während das Kernholz sieh schwer behandeln lässt. Das ist jedoch ein Vorteil, wenn Tannenholz für Stangen verwendet werden
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die Stange gegen Fäulnis zu schützen. Man kann jedoch das Montanwachs natürlich auch auf eine verhältnismässig grosse Tiefe in das Hartholz eindringen lassen.
Die in das Holz einzuführende Menge der Imprägnierungsmasse kann natürlich je nach dem Gebrauchszweck des Holzes und der Wirtschaftlichkeit entsprechend geändert werden. Der Erfinder zieht es jedoch vor, dem Holze mindestens 10% seines Eigengewichtes an Montanwachs zuzugeben. Für die meisten Holzarten bedeutet dies eine Gewiehtsvermehrung von mindestens 32 /CM Holz. Dieses Mindestmass lässt sich aber auch bedeutend überschreiten, und in den meisten Fällen wird mehr Wachs zuzugeben sein. So hat sich gezeigt, dass in Birken-, Buchen-und Ahornholz mehr als die Hälfte des Trockengewichtes derselben an Montanwachs eingetrieben werden kann.
Selbst wenn nur ein verhältnismässig kleiner Teil des Imprägnierungsmittels im Holze verbleiben soll, ist es zweckmässig, zuerst eine viel grössere Menge einzudrücken, um ein gleichmässigeres Eindringen des Imprägnierungsmittels zu erzielen und dann das überschüssige Material ablaufen zu lassen, nachdem der Druck entfernt worden ist, die Temperatur jedoch noch verhältnismässig hoch ist.
Da vollkommene Trockenheit des Holzes das Verfahren begünstigt, ist es von grösster Wichtigkeit, dass jeder Feuehtigkeitsüberschuss ausgetrieben wird, bevor man darangeht, Wachs in das Holz zu drücken.
Beim Abkochen des Wassers entsteht die Gefahr, dass das Holz hiedurch Spalten oder Risse erhält. Diese Schwierigkeit lässt sich jedoch dadurch vollständig umgehen, dass man das Holz beim Abdampfen des Wassers einem leichten vorbereitenden Drucke von zirka 1-3 Atm. aussetzt, indem das Holz, wie oben beschrieben, in dem Behälter in das Montanwachs getaucht, das Wachs durch äussere Wärmezufuhr auf dem gewünschten Wärmegrad erhalten und der benutzte Druck zwischen den obengenannten Grenzen z. B. auf 3 Atm. eingestellt und dort so lange gehalten wird, bis das Wasser ausgetrieben ist. Dies dauert 1-4 Stunden. Wenn alles Wasser abgekocht ist, wird der Druck auf die zum Eindrücken des Wachses nötige Höhe gebracht.
Die dazu nötige Zeit und der erforderliche Druck lassen sich durch Ablesen des Manometers und durch Beobachtung des Augenblick, in welchem das Holz kein weiteres Material aufnimmt, bestimmen.
Nachdem das Holz imprägniert worden ist, liegt keine weitere Gefahr des Auftretens von Rissen vor. In der Tat verhindert die nach dem vorliegenden Verfahren durchgeführte Behandlung eines Risse enthaltenden Holzes das weitere Spalten, und das Holz verbleibt in dem Zustande, in welchem es sich gleich nach der Behandlung befindet. Dies trifft auch für ganz dünne, z. B. für verschiedene Modelle benutzte Querschnitte zu, die sonst fast immer Risse bekommen.
Die sich in der Verhinderung des Spaltens und Konservierung des Holzes äussernde Wirkung des Montanwachses ist zum Teil dem Umstande zuzuschreiben, dass alle Feuchtigkeit ausgesehieden wird, und zum Teil auch dem bindenden Einfluss des Montanwachses. Das Wachs selbst quillt weder. noch verschwindet es unter der Wirkung wechselnder Temperatur, und infolgedessen hält es das Holz immer in demselben stabilen Zustande.
Karnaubawachs oder Kandelillawachs besitzen manche der Vorteile, welche das Montanwachs auszeichnen, und sie können anstatt des Montanwachses für das Imprägnieren von Möbelholz u. dgl. benutzt werden, sie sind jedoch weit teuerer als Montanwachs und es ist auch mit
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deutend während des Abkühlens ; wenn daher ein mit Karnaubawachs imprägniertes Holz sich abkühlt, so drückt die Kontraktion des Wachsen das Holz so stark zusammen, dass es häufig seine Form verliert.
Es ist auch möglieh, andere Stoffe mit Montanwachs zu verbinden, um Spezialwirkungen zu erzielen. Es ist z. B. bei der Imprägnierung von im Freien zu verwendenden Holzes, wo der Hauptzweck darin besteht, das Holz vollkommen wasserdicht zu machen und es zu konservieren, sehr zweckmässig, mit dem Montanwachs einen ziemlich hohen Prozentsatz Kreosot zu verbinden. Im Gegensatz zu vielen anderen Wachsarten geht Montanwachs mit Kreosot in eine sehr stabile Verbindung ein, und das Wachs zeigtnicht die den meistenWaehsarten, wie auch demKandelilla-und Karnaubawachs eigene Neigung, sich von dem Öl zu trennen. Die Wachse der Paraffinreihe zeigen diese Neigung in besonders hervorragendem Masse, und deshalb war es bisher gerade die Verwendung von Kreosot, die den Wert der bekannten Imprägnationsverfahren überaus beeinträchtigte.
Eine Mischung von Montanwachs und Kreosot in dem Verhältnis von 60 Gewichtsteilen des ersteren und 40 Gewichtsteilen des letzteren ergibt eine Verbindung, welche unter normaler Temperatur eine wachsig Konsistenz hat, sehr wasserfest und ein vorzüglicher Sehwammzerstörer ist und bei einer Temperatur von 60 C weder weich noch klebrig noch fettig wird, aber bei 1050 C einen solchen Flüssigkeitsgrad erreicht, dass sie sich leicht in die Zellen des Holzes ein-
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jedoch auch noch viel mehr Kreosot einer derartigen Mischung beigeben. Die Toxizität der Lösung kann auch noch durch die Anwendung anderer Kreosotarten erhöht werden, z. B. der Sorte, die allgemein
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Dreifache Übertrifft.
Wenn eine Stange, ein Pfahl od. dgl. mit einer derartigen Mischung imprägniert worden ist, so erhält das Holz nicht nur eine Toxizität, die genügt, es gegen Fäulnis zu schützen, sondern das toxische Agens wird auch dauernd durch das Montanwachs im Holze festgehalten, und es ist daher ein Auslaufen oder Ausschwitzen aus den Holzzellen unmöglich.
Das vorliegende Verfahren ermöglicht es, nicht widerstandsfähige Holzarten, wie Tannen-und Kiefernholz so gründlich zu imprägnieren, dass sie dem Kastanien-oder Zedernholz für die Anwendung als Stangen, Pfähle, Pfosten, Querhölzer, Isolatorspindeln usw., für welche bisher nur die widerstandsfähigeren Holzarten benutzt werden konnten, weit überlegen sind. So ist z. B. eine gemäss dem neuen Verfahren behandelte Stange aus Kiefernholz viel dauerhafter als eine nicht behandelte Stange aus Kastanien-oder Zedernholz ; dazu kommt noch, dass sie sich zu einem viel billigeren Preise herstellen lässt.
Für das Imprägnieren vonHolz für Möbel und ähnliche Gegenständekann dasMontanwachsmiteinem in Öl löslichen Farbstoff gemischt werden, um dadurch dem Holz die gewünschte Farbe zu geben. Öle und Wachse, welche den durch das Montanwachs hervorgerufenen Glanz ändern können, können gleichfalls beigemischt werden. In allen diesen Verbindungen muss jedoch das Montanwachs den Hauptbestandteil bilden.
Ein besonders wichtiger, durch die vorliegende Erfindung erzielter Vorteil beim Polieren von Möbeln, Fussböden und anderer aus Holz hergestellter Artikel besteht darin, dass die Struktur des Holzes entweder durchweg oder wenigstens bis zu einer grösseren Tiefe verändert wird, im Gegensatz zu der nur oberflächlichen Beize und Politur, welche mittels der gewöhnlichen Methoden geschaffen wird. Durch die Anwendung von Lösemitteln können Beizen auf geringe Tiefe, z. B. Vjg Zoll, in das Holz eingeführt werden, eine Tiefimprägnierung kann jedoch nicht erzielt werden.
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schädigen würde.
Beulen, Ritze und sonstige Verletzungen der polierten Fläche eines Hausgerätes, welches mit der Mischung, in welcher Montanwachs den Hauptbestandteil bildet, imprägniert wurde, lassen sich leicht ausreiben, so dass die Originalpolitur sofort wiederhergestellt ist. Ähnliche Verletzungen einer mit Firnis angestrichenen Fläche würden die Entfernung des Firnis von der ganzen Oberfläche sowie eine durchaus neue Politur des ganzen Gegenstandes bedingen.
In der Behandlung von Holz, das für Isolierungen benutzt werden soll, ist es oft wünschenswert, Transformatorenol oder ein anderes Isoliermaterial mit dem Wachs zu mischen.
Es ist ferner möglich, dem Wachs ein feuerbeständiges Material beizumischen, z. B. das zu diesem Zwecke bereits benutzte doppelborsaure Natrium. Wenngleich diese festen Stoffe nicht in die Zellen des Holzes eindringen und beim Eindrücken der Wachsmasse in das Holz aus dem flüssigen Montanwachs herausfiltriert werden, so bleiben sie doch in den Poren oder Zellen der Oberfläche stecken, was für den Zweck, das Holz feuerbeständig zu machen, vollkommen genügt. Eine Behandlung dieser Art ist für viele Zwecke wertvoll, z. B. für die Imprägnierung von Schindeln. Montanwachs selbst lässt sich nur sehr
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diesem Verfahren behandelte Schindel wirklich feuerfest zu machen.
Ein Schutz des Holzes gegen Feuersgefahr kann auch noch vorteilhaft dadurch herbeigeführt werden, dass man in das Holz eine Lösung wasserlöslicher Feuerverzögerungsmittel, wie beispielsweise Chlorammonium, einführt, dann das Holz trocknet und am Ende mit Montanwachs imprägniert. Das Wachs verhindert hiebei in wirksamer Weise das Ausla1Ïgen des Chlorammoniums aus dem Holze.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Verfahren zum Imprägnieren von Holz für Pfosten, Möbeln. dgl. unter Verwendung von aus Kohlenwasserstoffen bestehenden Mitteln, die bei gewöhnlicher Temperatur fest und genügend leicht verflüssigbar sind, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Wachssubstanz von hohem Schmelzpunkte, wie Montanwachs, die bei Temperaturen unter 54 C hart und nicht klebrig. jedoch bei 1200 C flÜssig ist.