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Verfahren zum Imprägnieren von Holz
Es sind bereits Spartränkungsverfahren bekannt, bei welchen Holz mit organischen, wasserabstossenden Mitteln, wie z. B. Teeröl, unter möglichst geringem Verbrauch an Tränkungmitteln imprägniert wird. Dabei wird angestrebt, lediglich die Gefäss-bzw. Zellwandungen des Holzes zu tränken, während die Gefässe selbst und die Hohlräume frei bleiben sollen. Das bekannteste Sparverfahren nach diesem System der sogenannten Hohlimprägnierung ist das Rüping-Verfahren. Bei diesem bekannten Verfahren werden möglichst lufttrockene Hölzer (nasse Hölzer müssen einer Vortrocknung unterworfen werden) einem Luftdruck von 0-5 bis höchstens 4 Atm. so lange ausgesetzt, bis die Zellen des Holzes mit Luft von diesem Druck erfüllt sind.
Nun wird das Imprägnieröl unter erhöhtem Druck, zumeist 6-8 Atm., in das Holz eingepresst, wobei die in den Zellräumen enthaltene Druckluft zusammengepresst wird. Bei Aufhebung des Druckes wird das Imprägnier- öl, soweit es nicht von den Zellwandungen aufgesaugt wird, wieder aus dem Holz ausgetrieben, was durch Anwendung von Vakuum befördert wird. Bei diesem Verfahren ist jedoch eine vollständige Durchtränkung der Gefäss-und
Zellwandungen, z. B. bei Buche, nur bei einer
Aufnahme des Tränkungsmittels in Mengen von ungefähr 20""möglich. Nach den vorgenom- menen Untersuchungen überschreitet jedoch eine
Aufnahme von 20"., Imprägnierungsmittel jene
Menge von Tränkungsstoff, die erforderlich ist, um die innere Oberfläche der Holzsubstanz in dünnster Schicht auszukleiden.
Hiezu sind vielmehr je nach dem Molekulargewicht des
Tränkungsmittels 5 bis höchstens 15 Gew.-"", des Holzes völlig ausreichend. Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Hohlimprägnierung von
Holz mit Hilfe dieser herabgesetzten Mengen an Tränkungsmitteln zu bewerkstelligen.
Es wurde gefunden, dass eine Hohlimprä- gnierung in einfacher Weise mit Hilfe von Lösungen von Steinkohlenpech,-teer, Ölen u. dgl. in organischen, bei gewöhnlicher Temperatur flüssigen Lösungsmitteln möglich ist, sofern von den bekannten Lösungsmitteln solche ausgewählt werden, welche mit Wasser nicht mischbar sind, auf Holz nicht quellend wirken und Holz leichter benetzen als Wasser. Als solche kommen beispielsweise Benzin, Benzol, Toluol, Xylol, Methylenchlorid, Dichloräthylen, Chloroform, Trichloräthylen, Tetrachlor-Kohlenstoff, Tetrachloräthan, Chlorbenzol in Betracht, während Alkohole oder sonstige ganz oder zum Teil wasserlösliche Lösungsmittel, wie auch Ketone, Aldehyde, Äther, wegen ihrer quellenden Wirkung auf Holz ungeeignet sind.
Bei Anwendung solcher Lösungen gelingt, wie festgestellt wurde, die vollständige Durchdringung der Gefässwände unter Verdrängung des Wassers ohne Füllung der Hohlräume, wenn die Konzentration der
Lösung in der Weise eingeregelt wird, dass die
Lösung ungefähr die gleiche oder eine geringere
Viskosität besitzt als Wasser. Die Konzentration der Lösung an Steinkohlenpech,-teer, Ölen beträgt im allgemeinen nicht mehr als 20n () ; zweckmässig wird sie noch erheblich geringer, beispielsweise zwischen 10 und 150/0 gewählt.
Versuche haben z. B. ergeben, dass beispielsweise schon eine 20% igue Lösung von z. B. Steinkohlen- pech in Trichloräthylen ungefähr die gleiche
Viskosität wie Wasser hat und vom Holz 30mal schneller aufgenommen wird als dieses.
Als weiteres Beispiel sei eine 10% igue Lösung von
Montanwachs in Trichloräthylen genannt, die etwas dünnflüssige als Wasser ist. Um bei
Ausführung dieses Verfahrens das Wasser in den
Gefässwänden durch eine solche Lösung in ver- hältnismässig kurzer Zeit zu verdrängen, wird die Tränkung bei höherer Temperatur (bis zu etwa 120 0) und unter Druck durchgeführt, wobei der Druck so gross zu wählen ist, dass das
Imprägnierungsmittel während der Tränkung zur Gänze in flüssiger Phase vorliegt. Der Druck beträgt beispielsweise bei Verwendung von Tri- chloräthylen 8 Atm. Überdruck. Das Lösungs- mittel wird der Hauptmenge nach Aufhebung des Druckes und durch Ablassen der über- schüssigen Flüssigkeit mit dem angesammelten
Wasser gewonnen.
Den Rest des Lösungsmittels gewinnt man durch Destillation zurück, wobei es sich empfiehlt, erst gegen Ende der Rück-
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ein Wiederaustreten des Tränkungsmittels aus dem Holz zu vermeiden.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass nach dieser Arbeitsweise auch Holz mit einem hohen Feuchtigkeirsgehalt, etwa von 20 bis 30So, durchgehend imprägniert werden kann, was einen wesentlichen Vorteil bedeutet, da die monatelange Vortrocknung zur Herabsetzung des Feuchtigkeitsgehaltes auf etwa 120 ; " wie sie derzeit geübt wird, wesentlich abgekürzt oder ganz erspart werden kann.
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Ziele, es gegen Pilzangriffe und gegen Formveränderung durch Wasseraufnahme weitgehend zu schützen, wird dieses in einem Druckkessel mit Heizung zunächst zur Entfernung der Luft einem Vakuum von 700 mm Hg ausgesetzt.
Nach 15 Minuten wird der Kessel mit einer 70 warmen, 15 gew.-""igen Lösung von Steinkohlenpech in Trichloräthylen gefüllt, aus welcher zweckmässig ungeloster Kohlenstoff vorhergehend abfiltriert wurde. Nunmehr wird der Kessel durch 1 Stunden einem Druck von 8 Atm. ausgesetzt. Nach Ablassen der Imprägnierlösung wird das Lösungsmittel aus dem Holz durch Destillation zurückgewonnen, wobei erst gegen Ende der Ruckgewinnungsperiode Vakuum von etwa 700 mw Hg angewendet wird. Das Holz weist nach der Imprägnierung einen Feuchtig-
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verschwindende Menge Wasser auf, wobei die Quellung auf ein Mindestmass herabgesetzt ist.
Mikroskopische Aufnahmen zeigen deutlich, dass nur die GefÅasswandungen mit Tränkungsstoff imprägniert sind, während alle Hohlräume und Gefässe leer geblieben sind. Die Bedingungen fur Vakuum, Druckzeit, Temperatur, Druckhöhe usw. können je nach Holzart und Dimension des zu behandelnden Gutes durch einen Vorversuch ermittelt werden.
Beispiel 2 : Ein Kiefernbrett (Splintholz) mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 300 () Wasser wird in gleicher Weise mit einer eigen Lösung von Montanwachspech in Benzol imprägniert.
Nach 30 Minuten Vakuum von 720 mm Hg wird der Kessel mit der angegebenen, auf 75 erwärmten Lösung gefüllt und der Kesselinhalt unter einem Druck von 6 Atm. eine Stunde gehalten. Nach Ablassen der überschüssigen Tränkungslösung wird das im Holz befindliche
Lösungsmittel durch Destillation wie nach Bei- spiel l zurückgewonnen. Das Brett enthält nach der Imprägnierung 5% Wasser und 8% Montanwachspech.
Es ist aus der amerikanischen Patentschrift Nr. 2,135. 029 bekannt, zur Imprägnierung von Holz mit gewissen in Wasser unlöslichen Im- prägnierungsmitteld, vor allem Betanaphtol, Tetrachlorphenol, Orthophenylphenol, Zinkchlorid, Kupfernaphtenat u. dgl. nicht wässerige Medien zu verwenden, welche nicht wesentlich höher als 5 0 C sieden. Als solche bei gewöhnlicher Temperatur gas-oder dampfförmige organische Lösungsmittel sind z. B. Dimethyl- äther, Propan, Butan und Methylchlorid in Vorschlag gebracht worden. Diese niedrig siedenden Lösungsmittel sollen auch verhältnismässig niedrige Oberflächenspannungen und verhältnismässig geringe Viskositäten aufweisen.
Aus diesem Vorschlage lässt sich jedoch die Regel gemäss der Erfindung, Steinkohlenteer,-pech und Öle u. dgl., in bei gewöhnlicher Temperatur flüssigen organischen Lösungsmitteln gelöst, unter Einregelung der Konzentration auf höchstens die gleiche Viskosität der Lösung wie Wasser zur Holzimprägnierung mit dem Ergebnis einer sparsamen Hohlimprägnierung zu verwenden, nicht herleiten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Imprägnierung von Holz mit Hilfe von Lösungen von Steinkohlenteer,-pech, Ölen u. dgl. in organischen, mit Wasser nicht mischbaren, auf Holz nicht quellend wirkenden und bei gewöhnlicher Temperatur flüssigen
Losungsmitteln, deren Benetzbarkeit für Holz grösser als die des Wassers ist, beispielsweise
Kohlenwasserstoffe oder gechlorte Kohlenwasser- stoffe, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lösung verwendet wird, deren Konzentration derart eingestellt ist, dass die Lösung annähernd die gleiche, vorzugsweise eine geringere Viskosität als
Wasser besitzt, wobei die Konzentration der
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unterschreitet.
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