DE2914432A1

DE2914432A1 - Verfahren zur impraegnierung von holz, insbesondere grosser balkenfoermiger holzteile

Info

Publication number: DE2914432A1
Application number: DE19792914432
Authority: DE
Inventors: Peter Ing Grad Dibbern
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-10
Filing date: 1979-04-10
Publication date: 1980-10-16

Description

BEZEICHNUNG: Verfahren zur Imprägnierung von Holz,
insbesondere großer balkenförmiger Holzteile Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Imprägnierung von Holz, insbesondere auch großer balkenförmiger Holzteile.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Imprägnieren von insbesondere großen balkenförmigen Holzteilen zu schaffen, durch das das zu imprnierende Holzteil über jeden Querschnitt bei beliebiger Witterung frei von Feuchtigkeit ist.
Erfindungsgemä.ß erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß der mechanisch vorbehandelte Holzrohling einer Vortrocknung vorzugsweise an der Luft unterzogen wird, der so vorgetrocknete Holzrohling dann in einem Hochfrequenzfeld weitergetrocknet wird und danach die Restfeuchte und die im Holzrohling vorhandene Luft bzw. Gase durch Vakuumtrocknung entfernt werden, dann der getrocknete und entgaste Holzrohling unter Aufrechterhaltung des Vakuums von einem Imprägniermittel vollständig umspült wird und danach durch Beaufschlagung mit Überdruck die kapillarartigen Poren und die feste Substanz des Holzrohlings von dem Imor.5gniermittel durchdrungen werden und danach eine Verfestigung des Tmprigniermittels herbeigeffihrt wird. Vorteilhaft ist die Verwendung von Imprigniermitteln auf der Basis von Isolierlack. Isolierlacke sind weitgehend auf Kunstharzgrundlage aufgebaute Lacke, die üblicherweise fÜr stromführende Teile wie Drähte und Spulen verwendet werden, an die besondere Anforderungen hinsichtlich Isolationswiderstand, W.Mrme- und Alterungsbeständigkeit, Abriebfestigkeit usw. gestellt werden. Zur Anwendung kommen öllacke, plastifizierte h.5rtbare Phenol-und Harnstoffharze, Polyvinylacetale, Polyamide, Polyurethane, Epoxyharze, Silikone, Terephthalsä.ure-Polyester sowie Kombinationen derselben.
Weitere Merkmale der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben und anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Durch die abgestufte Trocknung der Holzrohlinge wird verhindert, daß während des Trocknungsprozesses flberm5Rig große Spannungsrisse in dem Holzrohling auftreten. Hierzu wird zunächst nur den äußeren Schichten des Holzes durch die Lufttrocknung Feuchtigkeit entzogen. Bei der daran anschließenden Hochfrequenztrocknung, bei der das Trockengut selbst als Heizwiderstand benutzt wird, wird infolge der durch das TemperaturgefUlle von innen nach außen bewirkten lebhaften Feuchtigkeitswanderung in gleicher Richtung im Verlauf der Trocknung der Holzrohling im Ouerschnitt außen feuchter als innen. Hierdurch treten zwar an der Oberflache des H6zes mechanische Druckspannungen auf, die aber zu keiner Rißbildung führen. Es ist daher möglich, im Hochfrequenzfeld Holz in wenigen Stunden rußfrei zu trocknen.
Allerdings kann der Holzrohling nicht völlig durch Hochfrequenztrocknung getrocknet werden. Mit abnehmendem Feuchtigkeitsgehalt im Innern des Holzrohlings nimmt der Widerstand bei dem nichtleitenden Feststoff in einem derartigen Maße zu, daß selbst bei hohen Spannungen, deren Höhe durch den Funkendurchschlag begrenzt ist, keine ausreichende Wärmezufuhr mehr möglich ist.
Aus diesem Grunde wird nach Erreichen einer bestimmten Restfeuchte der Holzrohling einer weiteren Trocknung durch Vakuumtrocknung ausgesetzt. Hierbei wird vornehmlich die im äußeren Bereich des Holzrohlings durch die Hochfreuenztrocknung angelagerte Feuchtigkeit entfernt. Danach kann auch noch ein Teil der in dem Kern des Holzrohlings befindlichen Restfeuchte durch Diffusion abgeführt werden.
Es ist möglich, den Ablauf der Vakuumtrocknung durch teigerung der Diffusionsgeschwindigkeit durch zunehmende Steigerung des Vakuums zu beschleunigen.
Durch die an die Trocknung anschließende TrRnkung mit Isolierlack sollen die durch Trocknung erzielten wasserfreien Hohlräume in dem Holzrohling mit dem Isolierlack ausgefüllt werden. Hierzu eignen sich insbesondere Isolierlacke, die auch für den Transformator-, Schalter-, Gleichrichter- und Kondensatorbau sowie für die Kabeltechnik verwendet werden.
Diese Isolierlacke weisen eine hohe Durchschlagfestigkeit und geringe dielektrische Verluste auf. Ferner besitzen sie einen hohen Isolationswiderstand, eine geringe Temneraturabhängigkeit der Viskosit.N't und eine geringe Oxidationsempfindlichkeit. Besonders vorteilhaft sind Isolierlacke auf Kunstharzbasis. Um eine vollstMndige Frftlllung der Hohlräume in dem Holzrohling sowie eine Beschichtung der Oberfläche des Holzrohlings mit dem Isolierlack zu erzielen, wird nach zunächst erfolgter Tr.Mnkung oder Umspillung nach der Vakuumtrocknung der Holzrohling einer tWberdruckkammer mit Überdruck beaufschlagt, wodurch der Tsolierlack in die Hohlräume des Holzrohlings hineingepreßt wird. Je nach Holzart kann es erforderlich sein, eine mehrfache Tr.nkung und Überdruckbeaufschlagung des Holzrohlings vorzunehmen.
Im Regelfall wird durch diese Isolierlackbehandlung eines Holzrohlings gleichzeitig eine ausreichende Konservierung gegen fungizide und insektizide Einflüsse erzielt. Bei besonderen Anforderungen ist es aber auch mM0ich, beispielsweise den Holzrohling getrennt mit einem Holzschutzmittel mit insektiziden und fungiziden Zusätzen zu behandeln oder aber dem zur Tränkung verwendeten Isolierlack insektizide und fungizide Zusätze beizumischen.
Eine besonders vorteilhafte Anwendung findet das erfindungsgefäße Verfahren zur Herstellung von elektrisch isolierenden Eisenbahnschwellen zur Verwendung in auf Achskurzschluß reagierenden Gleisfreimeldekreisen. Hierbei wird als Imprägniermittel ein harzhaltiger Tsoliertränklack verwendet.
Dieser kann auch in dickeren Schichten aufgetragen werden, da er auch dann leicht trocknet und durchhärtet. Die Trocknung und Ortung kann durch kurzzeitig aufgebrachte hohe Temperaturen bis 5000 C beschleunigt werden.
Eisenbahnschwellen sind Schienenunterstützungselemente, die der festen Auflagerung der einzelnen Schienen und Festlegung ihrer zueinander - der Spurhaltung - sowie der flächenhaften Kraftübertragung dienen. Holzschwellen zeichnen sich gewichtsbedingt durch eine relativ einfache Handhabbarkeit aus. Sie bedürfen aber eines Schutzes gegen biologische Zerstörung und Witterungseinflüsse. Ublicherweise werden Holzschwellen deshalb mit Steinkohlenteeröl getränkt.
Als Einrichtungen zur automatischen Gleisfreimeldung werden Gleisstromkreise verwendet. Sie arbeiten nach dem Ruhestromprinzip. Bei freiem Gleis ist das Gleisrelais angezogen, bei besetztem Gleis wegen Achskurzschluß abgefallen. Um eine elektrische Störbeeinflussung von Gleisstromkreisen zu verhindern, sind Schutzmaßnahmen erforderlich. Es hat sich jedoch gezeigt, daß i: insbesondere bei extremen winterlichen Wetterlagen mit viel Schneeanfall eine Gleisstromkreisbeeinflussung nicht verhindert werden kann, weder bei Stahlbetonschwellen noch bei Holzschwellen.
Insbesondere bei Holzschwellen ist dies darauf zuriSckzuführen, daß in dem Schwellenkhrper durch Schrumpfung oder Verwerfung oder Austrocknung Hohlräume entstanden sind, die zwar die Festigkeit der Schwelle nicht beeinträchtigen, aber durch Eindringen von Feuchtigkeit eine elektrische Leitung ermöglichen. Hierdurch kann es zu Gleisbesetztmeldungen kommen, obwohl auf dem betreffende.n Gleisabschnitt kein Zug steht oder fahrt, so daß Störungen im Fahrbetrieb unabwendbar sind.
Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können Holzschwellen mit einer derartigen FeuchteimprNnierung versehen werden, daß auch bei extremen Witterungsverhiltnissen eine Gleisstrombeeinflussung sicher vermieden wird.
Die Imprägnierung eines figur eine Eisenbahnschwelle vorgesehenen Holzrohlings kann wie folgt erfolgen: 1. Mechanische Bearbeitung des Holzrohlings einschließlich Ausbildung etwa erforderlicher Ausklinkungen und Durchbrechungen für die spatere Verwendung beim Gleisoberbau.
2. Lagerung des mechanisch behandelten Holzrohlings in einem trockenen Raum oder aber im Freien, wobei trockene Luft den Holzrohling umgibt.
3. Einlagerung des Holzrohlings in einen Hochfrequenztrockner.
Die bei der Hochfrequenztrocknung verwendete Feldstärke kann zwischen 1 bis 3 kV/cm betragen. Es ist aber mr5glich, durch Erhöhung der Frequenz die filr gleiche Heizleistung erforderliche Feldstärke zu vermindern. ZweckmMig ist bei Verwendung von Röhrengeneratoren eine Frequenz von 30 MHz.
4. Danach wird der Holzrohling in einen Vakuumtrockner eingebracht. Vorteilhaft wird Feinvakuum verwendet.
5. Die danach folgende Imprägnierung mit Isolierlack in einem Tränkbad erfolgt dadurch, daß der Holzrohling aus dem Vakuumtrockner silber eine Schleuse in das TrSnkbad eingebracht wird. Nach kurzer Verweilzeit in dem Tränkbad wird der Holzrohling in eine fiberdruckkammer eingelagert und dort mit fiberdruck beaufschlagt. Dieser Überdruck kann 1 bis 3 bar betragen. Sofern der Isolierlack durch besonders hohe Kapillarität des Holzrohlings in diesen völlig eindringt, wird der Holzrohling noch einmal getrSnkt und dann mit ftberdruck beaufschlagt. Dieser Vorgang erfolgt so lange, bis die Oberfläche des Holzrohlings mit einer geschlossenen, verfestigten Isolierlackschicht bedeckt ist.
Durch das poren- und auch substanzfüllende linprägniermittel wird der bearbeitete Holzrohling undurchdringlich für Flüssigkeiten und auch für Gase. Die nach der Erfindung impr.5gnierten Holzbauelemente vereinigen somit die Festigkeit von Holz, die Maßhaltigkeit von dauerhaft und sehr weitgehend feuchtem Holz mit den Eigenschaften des zur Imprägnierung verwendeten vorzugsweise harz- oder plastifizierten Kunststoffs. Da das Holz in seinem gesamten Volumen imprägniert wird, verbleiben diese vorteilhaften Eigenschaften auch bei spanabhebender Bearbeitung bestehen, die nach dem Imprägnieren folgt. Ausgenommen hiervon sind die Holzbauelemente, die nur an der Oberfläche imprägniert sind. Bei diesen Holzbauelementen ist bei spanabhebender Bearbeitung dafür Sorge zu tragen, daß die imprägnierte Außenschicht nicht durchbrochen wird.
Besonders dann, wenn ein Bauteil gewünscht wird, dessen Poren und Kapiliaren weitestgehend von Gasen frei und mit dem Imprägniermittel verfüllt sind, ist es erforderlich, den zu imprägnierenden Holzrohling unter Vakuum mit dem Imprägniermittel in Verbindung zu bringen, damit nach der Trocknung im Vakuum nicht wieder Luft in die entgasten Hohlräume eindringen kann, bevor das Imprägniermittel den Holzrohling umspült.
Derartige gasdichte und durchimprägnierte Holzbauelemente können z.B. auch bohne weitere Behandlung im Holzschiffbau und für mit chemisch aggressiven Fluiden zu befüllende Behälter verwendet werden.
Es ist aber auch möglich, bei besonders vorgetrockneten Hölzern oder bei geringeren Anforderungen an den nach der Vakuumtrocknung erzielbaren Trocknungsgrad des Holzrohlings auf eine Hochfrequenztrocknung zu verzichten.
Das Verfahren kann sowohl in einer durchlauftrocknerartigen Vorrichtung wie auch in einem Behälter durchgeführt werden.
Bei Verwendung einer durchlauftrocknerartigen Vorrichtung wird der Holzrohling auf einer Fördereinrichtung, wie z.B.
einem Endlosförderer, nacheinander den einzelnen Bearbeitungsstufen zugeführt. Wenn das Verfahren in nur einem Behälter durchgeführt werden soll, muß dieser derart ausgebildet sein, daß in vorbestimmter zeitlicher Reihenfolge die einzelnen Verfahrensschritte, wie Hochfrequenztrocknung, Vakuumtrocknung, Umspülung mit Imprägniermittel, Druckbeaufschlagung, durchgeführt werden können. Hierbei läßt sich die Umspülung des Holzrohlings mit Imprägniermittel unter Unterdruck besonders leicht durchführen, da nach Abschluß der Vakuumtrocknung durch Öffnung eines Ventils Imprägniermittel durch den im Behälter befindlichen Unterdruck in diesen einströmen und den Holzrohling spülen kann, ohne daß dieser mit Luft unter Atmosphärendruck in BerUhrung kommt.

Claims

P a t e n t a n s p r ch e 1. Verfahren zur Impragnierung von Holz, insbesondere auch großer balkenfhrmiger Holzteile, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanisch vorbehandelte Holzrohling einer Vortrocknung, vorzugsweise an der Luft, unterzogen wird, der so vorgetrocknete Holzrohling dann in einem Hochfrequenzfeld weitergetrocknet wird und danach die Restfeuchte und die im llolzrohling vorhandene Luft bzw. Gase durch Vakuumtrocknung entfernt werden, dann der getrocknete und entgaste Holzrohling unter Aufrechterhaltung des Vakuums von einem Imnr.5gniermittel vollständig umspült wird und danach durch Beaufschlagung mit Überdruck die kapiliarartigen Poren und die feste Substanz des Holzrohlings von dem ImDrSgniermittel durchdrungen werden und danach eine Verfestigung des Imprägniermittels herbeigeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel vor dem Umspülen des Holzrohlings vorgewSrmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Impr,Sgniermittel ein Isolierlack verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierlack auf Kunstharzgrundlage aufgebaut ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Holzrohling vor oder nach der Verfestigung, des Imprägniermittels erneut von einem ImprSgniermittel umspült wird, das sich mit dem in dem Holzrohling befindlichen Impr5gniermittel verbindet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ein zweites Mal den Holzrohling umspülende Imprägniermittel mit dem bereits im Holzrohling eingelagerten ImprNgniermittel derart reagiert, daß die Imprägniermittel sich verfestigen bzw. aushärten.
7. Verfahren nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Holzrohling nach der Vakuumtrocknunz in ein Bad mit Imprä.gnieiitüel getaucht wird und dann durch tfberdruckbeaufschlagung das Tmprägniermittel in die äußere Schicht des Holzrohlings eingedrückt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Holzrohling aufeinanderfolgend mehrmals in ein Bad mit Tinprlgniermittel getaucht und dann einem Überdruck ausgesetzt wird.
9, Verfahren nach Anspruch 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Holzrohling vor dem Umspülen mit einem Imprägniermittel mit einem Holzschutzmittel mit fungiziden und insektiziden Zusätzen getränkt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Imprägniermittel kontaktinsektizide und fungizide Zusätze beigemischt werden.
11. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 10 zur Herstellung von elektrisch isolierenden Eisenbahnschwellen zur Verwendung in auf Achskurzschluß reagierenden Gleisfreimeldekreisen, dadurch gekennzeichnet, daß als Imprägniermittel ein Isoliertränklack auf Kunstharzbasis verwendet wird.
12.Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 10 zur Herstellung feuerhemmender Holzbauelemente, dadurch gekennzeichnet, daß dem ImprSgni.ermi.ttel ein Brandschutzmittel beigemischt ist.
13. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 10 zur Herstellung chemisch indifferenter Holzbauelemente, dadurch gekennzeichnet, daß dem Imprägniermittel Schutzmittel gegen chemisch aggressive Fluide und Gase beigemischt wird.
14. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 10 zur Herstellung geformter hölzener Bauelemente für Sitzmöbel, nicht ebener Beflankungen und Snante fitr Schiffe und dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Holzbauelemente vor dem Umspillen mit dem Imprägniermittel unter erhöhtem Druck und erhXhter Temperatur verformt werden.