DE3405373A1 - Verfahren zur dimensionsstabilisierung und zum schutz von holz und holzhaltigen materialien - Google Patents
Verfahren zur dimensionsstabilisierung und zum schutz von holz und holzhaltigen materialienInfo
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- B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
- B27K3/02—Processes; Apparatus
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Description
BUNDESANSTALT FÜR MATERIALPRÜFUNG
1 Berlin 45, den 07.02.1984 Unter den Eichen 87 Fernruf (030) 8104-1
Patentbeschreibung
Erfinder: Dr. Arno Burmester
Erfindung: Verfahren zur Dimensionsstabilisierung
und zum Schutz von Holz und holzhaltigen
Materialien
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Die Erfindung betrifft ein"Verfahren zur Herstellung von dimensionsstabilem
Holz und holzhaltigen Materialien.
Holz verändert seine Abmessungen unter dem Einfluß wechselnder Feuchtigkeit. Dieses Queiren""und Schwinden (Feuchteverformung)
führt in der Holzverwendung zu den allgemein bekannten Schwierigkeiten, insbesondere bei Fenstern, Türen, Fußböden, Plattenflächen
usw. . - '^
Das Problem der Verminderung der Feuchteverformung ist schon
Gegenstand zahlreicher Versuche in Wissenschaft und Praxis gewesen. Eine Übersicht darüber enthält der von A. Burmester verfaßte
BAM-Bericht Nr. ^ "Formbeständigkeit von Holz gegenüber Feuchtigkeit;
Grundlagen und Vergütungsverfahren", Berlin 1970. J)ie
bisher bekanntgewordenen Vergütungsverfahren konnten sich nur in wenigen Fällen in die Praxis einführen, weil sie mit Nachteilen
'Verschiedener Art verbunden sind, die ihre Anwendbarkeit begrenzen.
Bei der Komplexität des Problems ist es nicht möglich, ein universell anwendbares Vergütungsverfahren zu entwickeln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung der Formbeständigkeit von Splinthölzern wie Ahorn,
Birke, Buche, Pappel, usw. zu entwickeln, denen von Natur aus wegen ihrer Struktur und wegen des Fehlens von Kerninhaltsstoffen
eine besonders große Feuchteverformung zu eigen ist, so daß sie
u.a. deswegen von vielen Verwendungsgebieten ausgeschlossen sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine
Tränkung mit solchen Stoffen durchgeführt wird, die in die Zellwandhohlräume eingebracht werden können. Hierfür sind nur wenige
Stoffe geeignet. Zu diesen gehören die Gerbstoffe, die sowohl als Naturstoffe (Tannin) in Pflanzen vorkommen als auch synthetisch
hergestellt werden. Tannin ist ein wesentlicher Bestandteil des
Kernholzes vieler Baumarten. Es bewirkt bei der natürlichen
Umwandlung von Splint- in Kernholz jedoch nur eine geringe Dimensionsstabilisierung,
weil es lediglich in den Lumina der Zellen und nicht in den Zellwänden eingelagert ist. Die technische
Tränkung von Splintholz mit Tanninlösungen verursacht nach dem
bisherigen .'Jt and de.-. Wissens ebenfalls nur eine mäßige Dimensionsstabilisierung.
Die Eindringung in die Zellwände ist wegen der Molekülgröße der Gerbstoffe beschränkt und kann durch Trän^_
kung des- Holzes im fasersatten Zustand und durch Verlängerung der
Tränkzeit nur in geringem Maße gefördert werden.. Für praktische Belange ist diese Dimensionsstabilisierung jedoch nicht ausreichend,
wenn man sie mit von Natur aus dimensionsstabilen Holzarten vergleicht. Bisher ist es-rt'icTTt gelungen, Tannin in größerem
Umfang in die Zellwände einzulagern.
Es wurde nun gefunden, daß eine entscheidende Verbesserung der"
Dimensionsstabilisierung gerbstoffgetränkten Holzes durch Wärmeeinwirkung
bei bestimmter Temperaturhöhe erreicht werden kann.. Neben der Erniedrigung der Viskosität der Gerbstofflösung wird
vor allem die Porosität der Zellwände so weit erhöht, daß die
Tränkstoffmoleküle die Zellwandhohlräume anstelle des die Feuchteverformung
verursachenden Wassers ausfüllen können. Dadurch wird das Schwinden des Holzes beim Trocknen weitgehend unterbunden.
Für das Eindringvermögen des Tränkstoffes in die Zellwände ist dessen Molekülgröße und die Porenweite der Zellwände von
Bedeutung. Die optimale Temperaturhöhe bei der Wärmeeinwirkung ist daher entsprechend der Molekülgröße der jeweiligen Gerbstoffart
und des Feinbaues der jeweiligen Holzart unterschiedlich. Sie liegt allgemein im Bereich zwischen 20° C und 140° C.
Gerbstoff kann allein oder in Mischung mit anderen Stoffen, z.B. Zuckern oder Salzen einschließlich Holzschutz- oder Feuerschutzsalzen,
verwendet werden.
Die Tränkung des Holzes mit derartigen Lösungen ist auf verschiedene
Weise nach den üblichen Verfahren (unter Druck- oder Vakuumanwendung sowie im Tauchverfahren) möglich. Die Wärmeeinwirkung
kann durch Tränkung mit entsprechend erwärmter Lösung, evtl. nach Vorwärmung des Holzes, erfolgen. Es ist aber auch
möglich, die Erwärmung erst nach der bei Raumtemperatur erfolgten Tränkung am lösungsgesättigten Holz oder nach teilweiser bis
vollständiger Trocknung vorzunehmen. Das erreichbare Ausmaß der Dimensionsstabilisierung hängt vom Feuchtigkeitszustand bei der
Wärmebehandlung sowie von ihrer Dauer und Temperatur höhe ab. Weitere Parameter sind Tränkstoffart, Lösungskonzentration und
Holzfeuchtigkeit vor der Tränkung.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere
darin,, daß
Y. die Dimensionsstabilität von Splinthölzern in entscheidendem
Maße verbessert wird, so daß geringwertige Hölzer zu hochwertigen Spezialhölzern vergütet werden,
2. das .Verwerfen und Reißen des .Holzes beim Trocknen unterbunden
wird, _^__—.
3- der Volumenverlust durch Schwindung und spanabhebende Bearbeitung
wesentlixLb_r-e_diLziert ist,
k. die Tränkung des Holzes bei beliebigem Feuchtigkeitsgehalt
mit den üblichen Einrichtungen erfolgen kann,
5. der Tränkstoff, insbesondere Tannin, preiswert ist und aus
den Rinden einheimischer Bäume gewonnen werden kann,
.6. mit der Verwendung von Tannin und weiteren Extraktstoffen' aus Baumrinde ein wesentlicher Beitrag zur Verwertung dieses
bisher wenig genutzten Rohstoffes geleistet werden kann,
7- die Widerstandsfähigkeit des vergüteten Holzes gegen Befall
durch Pilze und Insekten erhöht wird, wobei Tannin ein für den Menschen ungiftiger Schutzstoff ist, der dem hellen
Splintholz ein ansprechendes Aussehen verleiht.
Kantein aus Buchenholz von 350 mm Länge, deren Holzfeuchtigkeit etwa 20 % betrug, wurden in einem Autoklaven mit Tanninlösung
T.L. von 70° C geflutet. Nach halbstündiger Evakuierung, wobei die Temperatur der Tränklösung auf 70° C gehalten wurde, wurde
der normale Luftdruck wieder hergestellt, so daß die Tanninlösung in das Holz eindrang. Die Kanteln verblieben weitere 5 Stunden in
der 70° C warmen Lösung und wurden dann entnommen. Danach wurden aus .verschiedenen Längenbereichen Scheiben entnommen, an denen
die Schwindung gemessen wurde. Die Schwindung betrug bis zum Ausgleich in 20°/86 % tangential 0,81 % und radial 0,57 %, in
20°/65 % 1,80 % bzw. 0,97 %. Die tangentiale Schwindung ist damit
im Vergleich zum unbehandelten Buchenholz um 8t>
% bzw. 75 % verringert.
- 5 COPY
Die Prüfung der Biegefestigkeit und des Ε-Moduls ergab keine Veränderung; die Druckfestigkeit war um 10 % erhöht.
«^Beispiel- 2.
Buchenholz wurde bei Raumtemperatur im Vakuumverfahren mit
Tanninlösung T.L. getränkt. Nach Erreichen der Maximalquellung wurde es unter Verhinderung der Austrocknung 5 Stunden lang bei
70° C erwärmt. Die. Schwindungsmessung ergab eine Reduzierung der tangentialen Schwindung um 70 %.
Ahornholz wurde bei Raumtemperatur im Vakuumverfahren mit Tanninlösung
T.L. getränkt und bis zur Fasersättigung getrocknet. Dann erfolgte unter Verhinderung weiterer Austrocknung eine 5stündige
Wärmebehandlung bei 85° C. Die gemessene Schwindung war im Vergleich zum unbehandelten Holz um 72 % vermindert.
Frisches Kiefernrundholz von 25 cm Durchmesser wurde im Saugvere
j fahren mit erwärmtem Mimosarindenextrakt getränkt und anschließend
j im Normalklima getrocknet. Eine daraus entnommene Holzscheibe 'l trocknete, ohne zu reißen, während bei einer unbehandelten Scheibe
der typische V-Riß auftrat.
Buchenholz wurde mit 20 %igen Lösungen von Quebrachoextrakt bzw. synthetischem Tanigan LD im fasersatten Zustand getränkt und
anschließend wärmebehandelt· Die größte Schwindungsverminderung wurde für Quebrachoextrakt bei 90° C und für Tanigan LD bei 50° C
erreicht.
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Claims (4)
1. Verfahren zur Dimensionsstabilisierung und zum Schutz von Holz
und holzhaltigen Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß Gerbstoffe oder diesen in ihren Eigenschaften ähnliche Stoffe durch
geeignete Verfahren vorzugsweise in die Zellwände eingelagert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß Holz und holzhaltige Materialien in möglichst hohem Quellungszustand mit den Lösungen der betreffenden
Stoffe nach sonst üblichen Verfahren getränkt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagerung der betreffenden »
Stoffe in die Zellwände durch Wärmeeinwirkung in Temperaturbe- ^
reichen durchgeführt wird, die jeweils auf Holzart, Holzfeuchtig-»
keitsgehalt und Stoffart abgestimmt sind.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß den Gerbstoffen oder diesen ähnlichen
Stoffen weitere Stoffe zugesetzt werden, welche z.B. die Stabilisierung, Fixierung und Färbung beeinflussen oder einen zusätzlichen
Schutz gegen Pilze, Insekten und/oder Feuer sowie Verwitterung bewirken.
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Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
DE19843405373 DE3405373A1 (de) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Verfahren zur dimensionsstabilisierung und zum schutz von holz und holzhaltigen materialien |
EP85730023A EP0152369A3 (de) | 1984-02-15 | 1985-02-13 | Verfahren zur Dimensionsstabilisierung und zum Schutz von Holz und holzhaltigen Materialien |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19843405373 DE3405373A1 (de) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Verfahren zur dimensionsstabilisierung und zum schutz von holz und holzhaltigen materialien |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3405373A1 true DE3405373A1 (de) | 1985-08-22 |
Family
ID=6227792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19843405373 Ceased DE3405373A1 (de) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Verfahren zur dimensionsstabilisierung und zum schutz von holz und holzhaltigen materialien |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018105716A1 (de) | 2018-03-13 | 2019-09-19 | Technische Universität Dresden | Flammschutzmittel und Verfahren zur Herstellung des Flammschutzmittels sowie dessen Verwendung |
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-
1984
- 1984-02-15 DE DE19843405373 patent/DE3405373A1/de not_active Ceased
-
1985
- 1985-02-13 EP EP85730023A patent/EP0152369A3/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
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EP0152369A2 (de) | 1985-08-21 |
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