DE3707042A1

DE3707042A1 - Verfahren zum konservieren von holz

Info

Publication number: DE3707042A1
Application number: DE19873707042
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl Chem Dr Hellwig; Wolfgang Dipl Chem Dr Metzner; Detlef Dr Seepe
Original assignee: Desowag Materialschutz GmbH
Current assignee: Desowag Materialschutz GmbH
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1987-03-05
Publication date: 1987-10-01

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konservierung und Imprägnierung von Holz unter Verwendung von Holzkonservierungs- oder Holzimpräg nierungsmitteln, vorzugsweise auf der Basis von chrom-, fluor-, kupfer-, borhaltigen und/oder orga nischen Bioziden und Wasser und/oder einem orga nisch-chemischen Lösungsmittel oder Lösungsmittel gemisch sowie ggf. Farbstoffen, Zusatzmitteln, wo bei das Holz vor und während und/oder nach der Kon servierung oder Imprägnierung einer Mikrowellenbe handlung mit einer bestimmten Frequenz unterworfen wird.

Es sind bereits zahlreiche Verfahren und Vorrich tungen zum Tränken von Holz, insbesondere Massiv holz und Holzwerkstoffen mit Holzkonservierungs- oder Holzimprägnierungsmitteln, insbesondere sol chen zum Schutz gegen biologische und/oder atmos phärische Angriffe, bekannt, wobei die Holzimpräg nierung oder -konservierung vorzugsweise im Tauch-, Vakuum-, Doppelvakuum- und/oder Kesseldruckverfah ren durchgeführt wird (vgl. u.a. DE-AS 24 14 869).

Die Verfahren zur Tiefenimprägnierung, insbesondere Vakuum-, Doppelvakuum- und/oder Kesseldruckverfah ren, sind sehr kostenaufwendig und zeigen bei schlecht imprägnierbaren Hölzern nur geringe Tie fenwirkungen.

Ein weiterer Nachteil bei den Imprägnierverfahren besteht darin, daß die Fixierung der Holzkonser vierungsmittel oder Holzimprägnierungsmittel offen sichtlich im Holz allmählich erfolgt, so daß bei der offenen Lagerung der frisch imprägnierten Höl zer im Freien ein Verlust an Konservierungs- und/ oder Imprägnierungsmitteln durch Auswaschung und dgl. im allgemeinen unvermeidbar ist.

Aus der DE-OS 34 45 064 ist weiterhin ein Verfahren zur Behandlung imprägnierter Hölzer bekannt, wobei zur Auslösung oder Beschleunigung des Fixierungs prozesses ein Hochfrequenzfeld auf die behandelten Hölzer einwirkt.

Ziel und Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein verbessertes Konservierungs- und/oder Imprägnierungsverfahren zu finden. Es sollte auch zur Tiefenimprägnierung bzw. -konservierung und/ oder zur besseren Fixierung und/oder schnelleren Fixierung der Holzkonservierungs- und/oder Impräg nierungsmittel geeignet sein.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß diesen Zie len und Aufgaben ein Verfahren zur Konservierung von Holz unter Verwendung von Holzkonservierungs- oder Holzimprägnierungsmitteln, vorzugsweise auf der Basis von chrom-, fluor-, kupfer-, borhaltigen und/oder organischen Bioziden sowie Wasser und/oder einem organisch-chemischen Lösungsmittel oder Lö sungsmittelgemisch sowie ggf. Farbstoffen und/oder Zusatzmitteln gerecht wird, bei der das Holz wäh rend und/oder nach der Konservierung oder Impräg nierung einer Mikrowellenbehandlung mit einer Fre quenz von 0,8 bis 23 GHz, vorzugsweise 1800 bis 10 000 MHz, unterworfen wird.

Gemäß der Erfindung wird das Holz zusätzlich vor der Konservierung oder Imprägnierung mit Mikrowel len mit einer Frequenz von 0,8 bis 23 GHz, vorzugs weise 1800 bis 10 000 MHz, behandelt.

Verfahren zum Trocknen von Holzgegenständen mittels Mikrowellen in einer Behandlungskammer sind bereits bekannt (vgl. u.a. EP-PS 00 64 516). Ziel dieser Holztrocknungsverfahren ist es ein auf Gebrauchs feuchte getrocknetes Holz zu erhalten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung soll jedoch eine Trocknung des Holzes mittels der Mikrowellen nicht erfolgen. Die Zeitdauer und die Intensität der Mi krowellenbestrahlung sollen so bemessen sein, daß nur eine geringe bzw. gewisse Feuchtigkeitsvermin derung im Holz eintritt, wobei das Holz unmittelbar anschließend mit dem Konservierungsmittel in Kon takt gebracht werden muß. Bei einer zwischenzeitli chen Lagerung des Holzes würde ein reversibler Vor gang eintreten, mit der Maßgabe, daß das Holz gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht ausreichend konserviert werden kann.

Erfindungsgemäß erfolgt die Mikrowellenbehandlung des Holzes in einem Zeitraum von 5 sec bis 30 min, vorzugsweise 30 sec bis 15 min, vor und während und/oder nach der Konservierung oder Imprägnierung. Dabei wird jedoch die Zeitdauer und Frequenz der einwirkenden Mikrowellen so bemessen, daß eine Trocknung oder Durchtrocknung des Holzes nicht er folgt.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Mikrowellenbestrah lung auf mindestens einer Fläche oder einem Flä chenteil des Holzes. Das Holz und/oder der Mikro wellenstrahler wird nach einer bevorzugten Ausfüh rungsform vor und während und/oder nach der Konser vierung mit Mikrowellen bestrahlt und dabei relativ zueinander, vorzugsweise parallel oder annähernd parallel zu- bzw. voneinander, bewegt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nach ei ner bevorzugten Ausführungsform das Holz mit einem Holzkonservierungs- oder Holzimprägnierungsmittel im Flut-, Tauch-, Vakuum-, Doppelvakuum- und/oder Kesseldruckverfahren nach vorausgehender Mikrowel lenbehandlung mit einer Frequenz von 0,3 bis 0,8 oder 0,8 bis 23 GHz, vorzugsweise 1800 bis 10000 MHz, innerhalb von 5 sec bis 30 min, vorzugsweise 30 sec bis 25 min, und darauf unmittelbar (je nach der verwendeten Arbeits- oder Umgebungstemperatur innernalb von 10 min, vorzugsweise innerhalb von 2 min) getränkt und nachfolgend einer weiteren Mikro wellenbehandlung mit einer Frequenz von 0,3 bis 0,8 oder 0,8 bis 23 GHz, vorzugsweise 1800 bis 10000 MHz, innerhalb von 5 sec bis 30 min, vorzugsweise 30 sec bis 25 min, zur Fixierung des Holzkonservie rungs- oder Holzimprägnierungsmittels unterworfen wird.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Holz vor einer holzkonservierenden Behand lung einer Mikrowellenbehandlung mit einer Frequenz von 0,3 bis 23 GHz, vorzugsweise 1800 bis 10000 MHz, innerhalb von 5 sec bis 30 min, vorzugsweise 30 sec bis 15 min, unterworfen und unmittelbar nachfolgend, je nach der verwendeten Arbeits- oder Umgebungstemperatur innerhalb von 10 min, vorzugs weise innerhalb von 2 min, mit einem holz-, holz lignin- oder holzcelluloseaufschließenden Mittel, vorzugsweise einer anorganischen oder organischen Säure oder sauer reagierenden Verbindung oder einer alkalisch reagierenden Verbindung, und/oder einem dimensionsstabilisierenden Mittel für Holz, vor zugsweise organisch-chemische Äther- und/oder Hy droxygruppen enthaltenden Verbindungen, Polyethy lenglykolen, Glycerin, bei einer Temperatur zwi schen 20 und 99°C, vorzugsweise zwischen 50 und 95°C, bei einer Reaktionszeit von 5 sec bis 30 min ausgesetzt, wobei das Holz danach erneut einer Mi krowellenbehandlung mit einer Frequenz von 0,3 bis 23 GHz, vorzugsweise 1800 bis 10000 MHz, innerhalb von 5 sec bis 30 min, vorzugsweise 30 sec bis 15 min, unterworfen, unmittelbar nachfolgend mit einem Holzkonservierungs- oder Holzimprägnie rungsmittel, vorzugsweise im Tauch- oder Flutver fahren, behandelt oder getränkt und einer erneuten Mikrowellenbehandlung bei Temperaturen zwischen 20°C und 99°C, vorzugsweise 50°C und 95°C unter worfen wird.

Die Einwirkung der Mikrowellen in Abhängigkeit von der Mikrowellenfrequen, Zeitdauer und/oder Intensi tät der Bestrahlung, Abstand des oder der Mikrowel lenstrahler vom Holz und/oder von der Holzart er folgt so, daß durch die Mikrowelleneinwirkung le diglich eine geringe oder gewisse Feuchtigkeitsver ringerung auftritt.

Bevorzugt wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfah ren durch die Mikrowellenbehandlung bzw. -bestrah lung eine Feuchtigkeitsverringerung des Holzes so eingestellt, daß die Endfeuchte oberhalb der Ge brauchsfeuchte liegt.

Die mehrfache erfindungsgemäße Mikrowellenbehand lung zeigt im Vergleich mit der Heißdampffixierung erhebliche Vorteile, z.B. eine sehr kurze Behand lungszeit, sehr geringe Kondensatmenge, geringere Energiekosten, da Dampferzeugung entfällt, usw..

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Holzoberflächenschicht vor der ersten Mikrowellen behandlung und/oder der Holzimprägnierung einer Perforation unterworfen.

Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Konservierung und/oder Imprägnierung von abgetrockneten, auf Ge brauchsfeuchte getrockneten oder frischgeschlagenen (feuchten) Holz.

Als Imprägnierungsmittel können nach einer Ausfüh rungsform auch Holzstabilisierungsmittel, z.B. Po lyglykole, Verwendung finden.

Beispiel

Beispiel für Tiefenimprägnierung:

Ein Holzabschnitt (Kiefer mit 25% Holzfeuchte) 5 x 5 x 15 cm mit abgedichteten Hirnholzflächen wurde einer Mikrowellenbehandlung mit einer Fre quenz von 2450 MHz 12 min ausgesetzt und unmittel bar nach der Mikrowellenbehandlung (innerhalb 1,8 min) mit einem organisch-chemischen Lösungsmittel, Farbstoffe und biozide Wirkstoffe enthaltenden Holzkonservierungsflüssigkeit oder Holzkonservie rungsmittel (10 gew.-%ig) auf der Basis von Chromaten, Fluoriden und/oder Kupferverbindungen einmal im Tauch- und in einem anderen Versuch im Flutverfahren behandelt und nachfolgend einer er neuten Mikrowellenbehandlung unterworfen. Bei bei den Ausführungsformen wurde eine Erhöhung der Im prägniertiefe und eine ausreichende Imprägnierung, insbesondere auch bei Außenbewitterung festge stellt.

Claims

1. Verfahren zur Konservierung von Holz unter Ver wendung von Holzkonservierungs- oder Holzimpräg nierungsmitteln, vorzugsweise auf der Basis von chrom-, fluor-, kupfer-, borhaltigen und/oder organischen Bioziden, sowie Wasser und/oder ei nem organisch-chemischen Lösungsmittel oder Lö sungsmittelgemisch sowie gegebenenfalls Farb stoffen und/oder Zusatzmitteln, wobei das Holz während und/oder nach der Konservierung oder Imprägnierung einer Mikrowellenbehandlung unter worfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz zusätzlich vor der Konservierung oder Im prägnierung mit Mikrowellen mit einer Frequenz von 0,8 bis 23 GHz, vorzugsweise
1800 bis 10 000 MHz,behandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Mikrowellenbehandlung des Holzes innerhalb von 5 sec bis 30 min, vorzugsweise
30 sec bis 15 min,vor und während und/oder nach der Konservierung oder Imprägnierung erfolgt.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Mikrowellenbestrahlung auf mindestens einer Fläche oder einem Flächenteil des Holzes durch einen oder mehrere Mikrowel lenstrahler erfolgt und das Holz und/oder der Mikrowellenstrahler vor und während und/oder nach der Bestrahlung relativ zueinander bewegt werden, vorzugsweise parallel oder annähernd parallel zu- bzw. voneinander.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz mit einem Holzkonservierungs- oder Holzimpräg nierungsmittel im Flut-, Tauch-, Vakuum-, Dop pelvakuum- und/oder Kesseldruckverfahren nach vorausgehender Mikrowellenbehandlung unmittelbar (je nach der verwendeten Arbeits- oder Umge bungstemperatur innerhalb von 10 min, vorzugs weise innerhalb von 2 min) getränkt und nachfol gend einer weiteren Mikrowellenbehandlung mit einer Frequenz von 0,3 bis 0,8 oder
0,8 bis 23 GHz, vorzugsweise
1800 bis 10 000 MHz,innerhalb von 5 sec bis 30 min, vorzugsweise
30 sec bis 25 min,zur Fixierung des Holzkonservierungs- oder Holz imprägnierungsmittels unterworfen wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz vor einer holzkonservierenden Behandlung einer Mikrowellenbehandlung mit einer Frequenz von 0,3 bis 23 GHz, vorzugsweise
1800 bis 10 000 MHz,innerhalb von 5 sec bis 30 min, vorzugsweise
30 sec bis 15 min,unterworfen wird und unmittelbar nachfolgend, je nach der verwendeten Arbeits- oder Umgebungstem peratur innerhalb von 10 min, vorzugsweise in nerhalb von 2 min, mit einem holz-, holzlignin- oder holzcelluloseaufschließenden Mittel, vor zugsweise einer anorganischen oder organischen Säure oder sauer reagierenden Verbindung oder einer alkalisch reagierenden Verbindung, und/ oder einem dimensionsstabilisierenden Mittel für Holz, vorzugsweise organisch-chemische Äther- und/oder Hydroxygruppen enthaltenden Verbindun gen, Polyethylenglykolen, Glycerin, bei einer Temperaturzwischen 20 und 99°C, vorzugsweise
zwischen 50 und 95°C,bei einer Reaktionszeit von 5 sec bis 30 min ausgesetzt, daß das Holz danach erneut einer Mikrowellenbehandlung mit einer Frequenz von 0,3 bis 23 GHz, vorzugsweise
1800 bis 10 000 MHz,innerhalb von 5 sec bis 30 min, vorzugsweise
30 sec bis 15 min,unterworfen wird, unmittelbar nachfolgend mit einem Holzkonservierungs- oder Holzimprägnie rungsmittel, vorzugsweise im Tauch- oder Flut verfahren, behandelt oder getränkt und einer erneuten Mikrowellenbehandlung bei Temperaturen zwischen20°C und 99°C, vorzugsweise
50°C und 95°Cunterworfen wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwir kung der Mikrowellen in Abhängigkeit von der Mikrowellenfrequenz, Zeitdauer und/oder Intensi tät der Bestrahlung, Abstand des oder der Mikro wellenstrahler vom Holz und/oder von der Holzart so erfolgt, daß durch die Mikrowelleneinwirkung lediglich eine geringe Feuchtigkeitsverringerung auftritt.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Mikrowellenbehandlung bzw. -bestrahlung eine Feuchtigkeitsverringerung des Holzes so eingestellt wird, daß die Endfeuchte oberhalb der Gebrauchsfeuchte liegt.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Holz oberflächenschicht vor der ersten Mikrowellenbe handlung und/oder der Holzimprägnierung einer Perforation unterworfen wird.

9. Verwendung des Verfahrens nach einem oder mehre ren der Ansprüche 1 bis 8 zur Konservierung und/oder Imprägnierung von abgetrockneten, auf Gebrauchsfeuchte getrockneten oder frischge schlagenen (feuchten) Holz.