DE102015204756A1

DE102015204756A1 - Verfahren zum Behandeln von Holz

Info

Publication number: DE102015204756A1
Application number: DE102015204756.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-03-17
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2016-09-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Holz, welches noch einen Feuchtegehalt von maximal 20% aufweist und in einen geschlossenen bzw. isolierten Raum bei einer Temperatur von mindestens 150 °C eingebracht wird, wobei der Raum Paraffin im gasförmigen Zustand enthält.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Holz, welches einen Feuchtegehalt von maximal 20% aufweist, wobei dieses in einen geschlossenen bzw. isolierten Raum bei einer Temperatur von mindestens 150 °C eingebracht wird, gemäß Patentanspruch 1 sowie ein daraus resultierendes Holzprodukt gemäß Patentanspruch 10.
Holz unterliegt natürlichen Verwitterungsprozessen, welche durch Nässe, Temperaturschwankungen, starke UV-Strahlung, biologische Schädlingen u. a. hervorgerufen wird. Die Folge daraus ist, dass das Holz ergraut, aufreißt, bricht oder gar fault.
Wird Holz im Außenbereich eingesetzt, soll dieses mit möglichst einfachen Mitteln vor Witterungseinflüssen dauerhaft geschützt werden.
So ist beispielsweise aus der EP 1 862 278 A1 ein Verfahren zur Behandlung von Holz mit einem Tränkungsmittel bekannt, wobei das Holz hierzu in das Tränkungsmittel, beispielsweise Paraffin, getaucht wird.
Auch aus der EP 1 002 630 B1 ist ein Holzbehandlungsverfahren bekannt.
Bei diesem Verfahren wird das zu behandelnde Holzprodukt in einen geschlossenen Raum, unter Ausschluss von Sauerstoff, vollständig von dem darin aufgenommenen Wärmebehandlungsmittel umgeben, wobei als Wärmebehandlungsmittel Öl verwendet wird. Das Öl dient dabei jedoch nur als Wärmeübertragungsmittel und schirmt das zu behandelnde Material vor Sauerstoffeinwirkung ab. Ein Eindringen des Öles in die Holzstruktur wird durch austretende Gase aus der Holzstruktur verhindert, so dass nur die Oberfläche des Holzproduktes mit Öl getränkt ist.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Konservierungsverfahren trocknen zunächst das Holz auf einen ausreichend niedrigen Feuchtigkeitswert und verschließen es dann durch Oberflächenbeschichtung oder durch oberflächliches Tränken mit Wachsen, Farbanstrichen oder dergleichen, so dass das spätere Eindringen von Feuchtigkeit verhindert werden soll.
Zudem gibt es Verfahren zur Holzbehandlung, bei welchen flüssiges Tränkungsmittel in das poröse Holz kapillar eingesaugt wird. Diese Verfahren sind jedoch sehr teuer und zeitaufwendig, zudem ist das Ergebnis oft unzuverlässig.
So zeigt die Druckschrift DE 10 2004 020 729 B4 beispielsweise ein Verfahren zur Behandlung von Holz, bei welchem das zu behandelnde Holz mit geschmolzenem Paraffin und/oder Wachsmittel sowie einer Temperaturbehandlung eine Tiefenimprägnierung erfährt.
Auch ist aus dem Stand der Technik das Einbringen eines flüssigen Tränkungsmittels mittels Druck bekannt. Allerdings handelt es sich auch hierbei um ein sehr aufwendiges und teures Verfahren.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur ungiftigen und kostengünstigen Behandlung von Holz zu entwickeln, welches zu einem hohen und dauerhaften Schutz gegen Witterungseinflüsse führt.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Verfahren nach der Lehre der Patentansprüche 1 bzw. 10, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
Es wird demnach von einem Verfahren zum Behandeln von Holz ausgegangen, welches einen Restfeuchtegehalt von maximal 20% aufweist, wobei dieses in einen geschlossenen bzw. isolierten Raum bei einer Temperatur von mindestens 150 °C eingebracht wird, so lange bis die Restfeuchte nahezu vertrieben wurde.
Erfindungsgemäß enthält der Raum ein Gemisch aus Alkanen mit der allgemeinen Summenformel C_nH_2n+2 wobei es sich bei dem Gemisch insbesondere um Paraffin handelt. Aufgrund der hohen Temperaturen im Raum, liegt das Paraffin in einem gasförmigen Aggregatzustand vor.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung nimmt die Variable n, der allgemeinen Summenformel C_nH_2n+2, einen Wert zwischen 18 und 32 ein. Anders ausgedrückt, gilt für n folgende Gleichung: 18 ≤ n ≤ 32. Derartige Alkane bzw. Alkan-Gemische weisen einen relativ niedrigen Siedepunkt auf, so dass die Rissbildung des Holzes bei Verwendung derartiger Alkan-Gemische gering gehalten werden kann.
Im Rahmen eines Ausführungsbeispiels wird dem Alkan-Gemisch mindestens ein weiteres Gas beigemischt.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem weiteren Gas um Schwefeldioxid (SO₂).
Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können dem Alkan-Gemisch auch weitere bzw. andere Gase beigemischt werden.
Da die Siedetemperatur von Paraffin bei 250 °C liegt, hat sich als besonders vorteilhaft ein Behandlungs-Temperaturbereich von 210°C bis 270°C herausgestellt.
Durch die hohe Temperatur wird einerseits das Wasser bzw. die Restfeuchte nahezu vollständig aus dem Holz vertrieben, andererseits diffundiert das gasförmige Paraffin, das im Raum vorliegt, in das Holz und lagert sich in den Zellhohlräumen des Holzes ein.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Gemisch aus Alkanen, insbesondere Paraffin, mit Druck in das Holz eingebracht. Dabei hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dies parallel zur Markröhre in das zu behandelnde Holz einzubringen.
Bei Erreichen einer Holztemperatur, die der des Raumes, mindestens jedoch 150 °C, entspricht, wird mit einer Temperatursenkung begonnen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Restfeuchte aus dem Holz nahezu vollständig entwichen und das gasförmige Paraffin hat sich ausreichend in den Zellhohlräumen angesammelt.
Durch Absenkung der Temperatur wandelt sich die Dampfphase des Paraffins in eine Kondensationsphase um und das Paraffin lagert sich an den Zellwänden des Holzes ab. Da der Siedepunkt von Paraffin bei einer wesentlich höheren Temperatur liegt als der Siedepunkt von Wasser, wird beim Absenken der Raumtemperatur die Kondensationsphase vom Paraffin eher erreicht als die des Wassers. Mit Einleiten der Temperatursenkung im Raum wird das sich in den Zellhohlräumen befindliche gasförmige Paraffin nahezu vollständig an den Zellwänden kondensiert, so dass sich in den Zellwänden nur sehr geringe Menge Paraffin befinden.
Wird die Raumtemperatur weiter gesenkt, so dass die Kondensationsphase des Wassers erreicht ist, sind die Zellwände bereits mit Paraffin, welches hydrophobe Eigenschaften aufweist, belegt. Der Wasseraustausch im Holz wird erheblich verzögert. Dieses Verfahren führt zu einem sehr hohen und guten Schutz von Holzprodukten gegen Witterungseinflüssen, wie zum Beispiel Feuchtigkeit. Da eine durchgehende Beschichtung der Zellwände einen ausreichenden Schutz darstellt, ist eine vollständige Füllung der Zellhohlräume mit Paraffin nicht nötig. Es ist somit eine wesentlich geringere Menge, als aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, an Paraffin nötig, um einen ausreichenden Holzschutz zu erzielen.
Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können statt Paraffin auch Wachse, Harze oder andere Stoffe mit einem sehr hohen Siedepunkt und hydrophoben Eigenschaften, im flüssigen bzw. festen Aggregatzustand, zur Holzbehandlung verwendet werden.
Im Rahmen eines Ausführungsbeispiels handelt es sich bei der Vortrocknung des Holzes um eine natürliche Trocknung, so dass dies im Freien erfolgen kann. Selbstverständlich sind auch natürliche bzw. künstlich geschaffene Trocknungsprozesse denkbar. So kann das Holz z. B. in einem speziell zur Trocknung ausgelegten Trockenraum entwässert werden.
Die Erfindung betrifft auch ein gemäß dem beschriebenen Verfahren resultierendes Holzprodukt.
Durch das erfindungsgemäße Holzprodukt ist ein trockenes Bau- bzw. Fassadenholz herstellbar, welches keinen konstruktiven Holzschutz erfordert. Auch ist das erfindungsgemäße Holzprodukt für den Einsatz bei Bahnschwellen geeignet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1862278 A1 [0004]
EP 1002630 B1 [0005]
DE 102004020729 B4 [0009]

Claims

Verfahren zum Behandeln von Holz, welches einen Feuchtegehalt von maximal 20% aufweist, wobei das zu behandelnde Holz in einen geschlossenen bzw. isolierten Raum bei einer Temperatur von mindestens 150 °C eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum ein Gemisch aus Alkanen mit der allgemeinen Summenformel C_nH_2n+2 enthält und es sich bei dem Gemisch aus Alkanen insbesondere um Paraffin handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Variable n der allgemeinen Summenformel C_nH_2n+2 folgende Gleichung gilt: 18 ≤ n ≤ 32.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumtemperatur zwischen 210°C und 270°C liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz so lange in dem Raum verweilt, bis sich ausreichend Paraffingas in den Zellhohlräumen des Holzes angesammelt hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch aus Alkanen mit Druck in das zu behandelnde Holz eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatursenkung des Raumes erst erfolgt, wenn das Holz und das im Raum befindliche Paraffingas die gleiche Temperatur aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Zellhohlräumen angesammelte Paraffingas bei Temperatursenkung des Raumes nahezu vollständig an den Zellwänden kondensiert.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die im Raum verdampfte Restfeuchte bei Temperatursenkung an den hydrophoben Zellwänden kondensiert und erheblich verzögert in die Zellwände eindringen kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Trocknung des Holzes um eine natürliche Trocknung im Freien handelt.
Holz, welches nach einem Verfahren, entsprechend der vorhergehenden Ansprüche, hergestellt wird.