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Verfahren zum Imprägnieren von Holz Es ist bekannt, Holz, Holzwerkstoffe
u. dgl. durch Iniprägnierung gegen den Angriff von tierischen und pflanzlichen Schädlingen
zu schützen. Als Imprägniermittel können sowohl ölige Flüssigkeiten, wie Teeröl,
oder auch wäßrige Lösungen von anorganischen Giften, z. B. Natriumfluorid, angewendet
werden.
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Die Imprägnierung wird bisher nach verschiedensten Verfahren durchgeführt.
Man lagert beispielsweise die trockenen Stoffe über längere Zeit in den Imprägniermitteln,
wobei eine gewisse Durchtränkung erfolgt. Allerdings wird wegen der im Zellaufban
stets eingeschlossenen Luftbläschen keine genügende Eindringtiefe der Imprägnierflüssigkeit
erzielt. Außerdem beansprucht das Verfahren hohe Verweilzeiten des Irnprägniergutes
in der Anlage, wodurch größere Unkosten entstehen. Eine Verbesserung besteht im
Gebrauch von erwärmten Imprägnierflüssigkeiten, was jedoch wiederum einen höheren
Aufwand für Heizung ti. dgl. erfordert.
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Bei dem sogenannten Frischsaftverfahren werden Holzstangen an einem
Ende einzeln mit einer Druckhaube versehen, durch die man Imprägnierflüssigkeit
in das Holz unter Überdruck einpreßt. Der Zellsaft wird von der in Längsrichtung
unter Druck fortschreitenden Imprägniermittelschicht vor sich her gedrückt und schließlich
fast völlig aus dem Holz entfernt. Das Verfahren liefert sehr gute Ergebnisse hinsichtlich
der Durchtränkung, ist aber nur bei schnittfrischem Holz anwendbar. Falls durch
längere Lagerung bereits ein großer Teil der Zellflüssigkeit verdunstet ist, so
wird dieses Verfahren wegen des hohen Strömungswiderstandes gegenüber dem Imprägniermittel
unbrauchbar. Ein etwas abgeändertes Verfahren verwendet eine Saughaube, die ähnlich
der Druckhaube an einem Ende der Holzstange aufgesetzt wird. Die gesamte Holzstange
liegt dabei in einem Behälter mit Imprägnierflüssigkeit. Nachdem die Saughaube mit
einer entsprechenden Pumpe verbunden ist, entsteht an der Hirnfläche des saftfrischen
Stammes ein Unterdruck, der den Baumsaft bzw. das Wasser aus den Zellhohlräumen
an der Hirnfläche austreten läßt. Unter dem Einfluß des atmosphärischen Luftdruckes
wird zum Ausgleich das allerseits umgebende Imprägniermittel in das Holz eingepreßt.
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Die modernen Imprägnierverfahren arbeiten mit größerem Unterdruck.
Dabei wird das zu imprägnierende trockene Holz in einen luftdichten Kessel eingesetzt,
der mit einer Grobvakuumpumpe in Verbindung steht. Nachdem ein gewisser Unterdruck,
etwa 25 Torr, erzielt ist, läßt man die Imprägnierflüssigkeit zuströmen,
die jetzt in die entlüftete Oberfläche des Holzes eindringt. Dabei erfolgt jedoch
ein heftiges Aufschäumen der Imprägnierflüssigkeit, und das Einsatzgut überzieht
sich mit einer dünnen Schicht von kleinsten Luftbläschen, die den weiteren Eintritt
der Imprägnierflüssigkeit zu den tieferen Schichten verhindert. Außerdem wird das
Imprägniermittel mit Luft stark durchmischt, wodurch eine Schädigung der verwendeten
Substanzen und somit Beeinträchtigung der Imprägniereigenschaften und der fungiziden
Wirkung eintreten kann.
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Auch bei dem sogenannten Sparverfahren nach R ü p i n
g, das bei der Teerölimprägnierung als Spezialverfahren angewendet wird,
ist eine Vakuumbehandlung bekannt. Das trockene Einsatzgut wird in dem Imprägnierbehälter
zunächst unter einen gewissen Überdruck von etwa 1:L/2 bis 4 atü gesetzt, wobei
die in den Poren des Holzes vorhandenen Luftpolster zusammengepreßt werden. Die
Imprägnierflüssigkeit tritt anschließend unter 7 bis 8 atü ein und
füllt die Zellhohlräume aus. Dajedoch derartigvollgetränkteHölzer einen bedeutenden
Gewichtszuwachs aufweisen und außerdem in der Handhabung durch das laufend »ausgeschwitzte«
Imprägniermittel sehr unangenehm sind, entfernt man anschließend einen Teil der
in den Hohlräumen eingeschlossenen Flüssigkeitsreste, indem man in den Imprägnierkessel
atmosphärische Luft einströmen läßt. Die im Holz zusammengepreßten Luftpolster entspannen
sich und verdrängen die überschüssige Imprägnierflüssigkeit. Diese Wirkung läßt
sich noch verstärken, wenn man statt Atmosphärendruck einen geringen Unterdruck
benutzt.
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Das neue erfindungsgemäße Verfahren erreicht gegenüber den bisher
bekannten einen wesentlichen Fortschritt durch die kombinierte Anwendung von relativ
hohem Vakuum im Imprägnierkessel zusammen mit der Verwendung einer ebenfalls unter
Vakuum entgasten Imprägnierflüssigkeit. Das Kennzeichnende der Erfindung wird demnach
darin gesehen, daß man das zunächst bei einem Vakuum unterhalb 10 Torr behandelte
Imprägniergut
mit einer unter mindestens dem gleichen Vakuum wie das Imprägniergut vorentgasten
Imprägnierflüssigkeit imprägniert. Praktische Versuche haben gezeigt, daß die Anwendung
von höherem Vakuum im Imprägnierkessel für sich allein keine wesentlicheVerbesserung
bewirkt. Die Zeitdauer der Vakuumeinwirkung vor dem Einlaß des Imprägiermittels
hängt stark von dem jeweils verwendeten Einsatzgut ab und muß gegebenenfalls durch
Vorversuche ermittelt werden.
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Demnach ist die Entgasung der Imprägnierflüssigkeit bei mindestens
dem gleichen Vakuum, das der Vorbehandlung des Einsatzgutes im Imprägnierkessel
entspricht, eine wesentliche Bedingung für das Eintreten der erstrebten Wirkung.
Entgast man die Imprägnierflüssigkeit bei höheren Druckwerten, so erfolgt beim Einströmen
in den Imprägnierkessel noch immer ein erhebliches Aufschäumen, welches
- abgesehen von der Erschwerung der Füllungsbestimmung - auch die
Güte der Imprägnierung gefährdet. Da eine Flüssigkeit bei keinem niedrigeren Dampfdruck
entgast werden kann, als dem ihrer Temperatur zugeordneten Dampfdruck entspricht,
ergeben sich bei den verschiedenen Imprägnierflüssigkeiten (Öle, wäßrige Lösungen)
verschiedene Entgasungsdrücke, an die der Druck im Imprägnierkessel angepaßt werden
muß.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß die geforderte Entgasung der Imprägnierflüssigkeit
im allgemeinen die Anwendung besonderer Entgasungseinrichtungen notwendig macht
und nicht bereits durch das Einströmen der Imprägnierflüssigkeit in den evakuierten
Imprägnierkessel erreicht werden kann. Zur Verdeutlichung dieser Tatsache ist in
Fig. 1 der Gasgehalt einer für Imprägnierungszwecke verwendbaren Erdölfraktion
bei der Lagerung in 80 cm hoher Schicht im Vergleich zur Gasabgabe bei dünnschichtiger
Verteilung in einer Entgasungsapparatur unter 5 Torr dargestellt. Als Ordinate
ist dabei der Gasgehalt in Kubikzentimetern unter Normalbedingungen aufgetragen,
während die Zeit als Abszisse verwendet wird. Man erkennt, daß ein oberhalb einer
Flüssigkeitsschicht von 80 cm (wie sie beispielsweise nach dem Einströmen
in einem Imprägnierkessel auftreten könnte) einwirkendes Vakuum von 5 Torr
nach 11/2 Stunden eine Verminderung des Gasgehaltes der Imprägnierflüssigkeit auf
einen Wert erreicht, wie er sich bei einer dünnen Schicht (beispielsweise auf der
Oberfläche von »kaschigringen«) bereits nach wenigen Sekunden eingestellt hat. Wenn
man daher nicht eine erhebliche Verweilzeit des Imprägniermittels im Vakuumkessel
und ein Aufschäumen beim Einströmen in Kauf nehmen will, so ist es erforderlich,
die Vorentgasung der Imprägnierflüssigkeit in einer zusätzlichen Apparatur auszuführen.
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Der durch die Erfindung erreichte technische Fortschritt ist darin
zu sehen, daß nach dem neuen Verfahren eine vollständige, bis zum Kern des Holzes
reichende Durchimprägnierung weit besser und wirtschaftlicher erzielt werden kann,
als dies mit den bisher bekannten Verfahren, beispielsweise dem Rüping-Verfahren,
möglich war. Außerdem wird das Aufschäumen der Imprägnierflüssigkeit vermieden,
und hierdurch läßt sich die vom Imprägniergut aufgenommene Menge der Imprägnierflüssigkeit
ohne Schwierigkeit bestimmen.
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Bereits dieVerwendungeines relativhohenVakuums unterhalb von
10 Torr steht im Gegensatz zu den bisher in der Holzimprägnierung gültigen
Auffassungen. Danach sollte die Anwendung von hohen Vakua wegen der ungleichmäßigen
Zellstruktur des Holzes nicht mehr vorteilhaft sein. In diesem Sinne verlangen die
bisherigen Abnahmevorschriften für imprägnierte Baustoffe aus Holz, wie sie von
der Bundespost und Bundesbahn aufgestellt worden sind, lediglich einen gewissen
Unterdruck während des Imprägnierungsvorganges, ohne daß auf eine Vorbehandlung
der Imprägnierflüssigkeit selbst Bezug genommen wird. Die angestrebte Entlüftung
unterhalb 10 Torr wirkt sich im wesentlich nur dann in erwünschter Weise
aus, wenn man eine entsprechend entgaste Imprägnierflüssigkeit verwendet. Das neue-
Verfahren erschließt wichtige Anwendungsmöglichkeiten, besonders für Bauhölzer,
die in den Tropen verwendet werden sollen, da es hierbei auf eine möglichst vollständige
Durchtränkung mit dem Imprägniermittel zum Schutz gegen tierische Schädlinge, z.
B. Termiten, ankommt.
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Als besonders vorteilhaft hat sich die Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens bei ölartigen Imprägniermitteln, insbesondere bei der Teerölimprägnierung,
erwiesen. Das öl wird hierbei nicht mit Luft durchwirbelt und dadurch die
Bildung von schädlichen, verharzten Bestandteilen unterdrückt. Versuche haben gezeigt,
daß die in manchen Fällen erstaunlich geringe Schutzwirkung von Teeröl wohl möglicherweise
auf einer Verharzung durch Luftbeladung im Imprägniervorgang beruht.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können verschiedene
apparative Anordnungen angegeben werden. Ein zweckmäßiges schematisches Ausführungsbeispiel
zeigt Fig. 2.
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Die Imprägnierflüssigkeit 1 befindet sich zunächst in einem
Vorratsbehälter 2, der unter Atmosphärendruck steht. Eine Zuleitung 3 mit
einem Absperrventil 4 führt das Imprägniermittel in eine Entgasungskolonne
5, in der die Imprägnierflüssigkeit vor der Einleitung in den Imprägnierkessel
14 entgast wird. In der Entgasungskolonne 5 erfolgt eine Verteilung der Flüssigkeit
durch eine Düse 6 auf eine Schicht von »Ras,chigringen« 7, die in
einem perforierten Behälter 8
angeordnet sind. Die Entgasungskolonne wird
gleichzeitig über eine Zuleitung 9 mit Absperrventil 11
durch eine
Vakuumpumpe 10 laufend evakuiert. Die entgaste Flüssigkeit sammelt sich im
kegelförmigen Teil der Entgasungskolonne 5 oder in einem hier nicht gezeichnetenVorratskessel,
der entsprechend evakuiert worden ist. Eine weitere Zuleitung 12 mit einem
Ab-
sperrventil 13 führt zum Imprägnierkessel 14, in den das Imprägniergut
15 eingebracht worden ist. Zur Druckmessung im Imprägnierkessel dient ein
Druckmeßinstrument 16, das über eine Zuleitung 17 mit Ab-
sperrventil
18 an den Imprägnierkessel 14 angeschlossen ist. Vom Imprägnierkessel führt
eine weitere Rohrleitung 19 mit Absperrventil 20 zum Meßgerät 21, das mit
einem Standglas 22 versehen ist. Über die Zuleitung 23 und das Absperrventil
24 kann das Meßgefäß belüftet werden. Durch die Zuleitung 25 wird die Verbindung
mit einer weiteren Vakuumpumpe 26 hergestellt, wobei in die Zuleitung ein
Absperrventil 27 eingeschaltet ist.
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Der Imprägniervorgang verläuft in folgenderWeise: Zunächst sind die
Ventile-4 und 13 geschlossen, und der Innenraum der Entgasungskolonne wird
durch die Vakuumpumpe 10 auf den gewünschten niedrigen Druck gebracht. öffnet
man Ventil 4, so strömt unter dem Einfluß -eigener Schwere bzw. des atmosphärischen
Luftdruckes Imprägnierflüssigkeit aus demVorratsbehälter und verteilt sich über
die Sprühdüse 6 auf der Oberfläche der »Raschigringe« im Einsatzbehälter
8. Die entgaste Flüssigkeit sammelt sich im trichterförmigen unteren Teil
der Entgasungskolonne und kann nach Öffnen von 13 in den Imprägnierkessel
14
geleitet werden. Dieser wurde bereits vorher von der Vakuumpumpe
26 durch das Meßgefäß 21 hindurch auf vorzugsweise unterhalb 10 min
Hg evakuiert. Die Vakuumeinwirkung auf das im Imprägnierkessel befindliche Gut ist
dabei, wie bereits dargelegt, hinsichtlich ihrer Zeitdauer und den Druckwerten der
Art des Einsatzgutes und dem Imprägniermittel anzupassen. Die entgaste Imprägnierflüssigkeit
strömt über die Zuleitung 12 bei geöffnetem Absperrventil 13 in den Imprägnierkessel
und füllt diesen einschließlich der Zuleitungen völlig aus. Das Absperrventil
18 ist vorher geschlossen worden. Nachdem die Imprägnierflüssigkeit auch
die Zuleitung 19 ausgefüllt hat, gelangt sie über das geöffnete Absperrventil
20 in das Meßgefäß 21. Bei einem gewissen Stand A wird der weitere Zufluß
der Imprägnierflüssigkeit durch Schließen von Absperrventil 13 abgesperrt
und das Meßgefäß über Absperrventil 24 belüftet, dabei preßt der atmosphärische
Luftdruck die Imprägnierflüssigkeit in das entlüftete Einsatzgut, während gleichzeitig
der Flüssigkeitsspiegel im Meßgefäß 21 von A nach B sinkt. Aus der Verschiebung
des Flüssigkeitsspiegels läßt sich die vom Imprägniergut aufgenommene Menge bestimmen.
Man läßt daher so lange eine Verschiebung des Flüssigkeitsspiegels eintreten, bis
das Einsatzgut eine bestimmte vorher errechnete Menge der Imprägnierflüssigkeit
aufgenommen hat. Das erfindungsgemäße Verfahren erzielt auch eine Verbesserung der
Meßgenauigkeit bei der Messung der aufgenommenen Imprägnierflüssigkeitsmenge. Bisher
war die Messung im Imprägnierkessel 14 nur als grobe Schätzung anzusprechen. Diese
gilt vor allem für die Imprägnierung mit Teeröl, da hierbei ein besonders heftiges
Aufschäumen auftrat.
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Nachdem die vorgesehene Menge des Imprägniermittels vom Einsatz#gut
aufgenommen worden ist, wobei unter Umständen mit zusätzlichem Überdruck auf die
Oberfläche der Imprägnierflüssigkeit im Meßgefäß 21 gearbeitet werden muß, wird
der Imprägniervorgang beendet und das überschüssige Imprägniermittel in bekannter
Weise in den Vorratsbehälter zurückgepreßt.