DE49172C - Verfahren zum Auflockern von Holzzellgewebe - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auflockern des Zellgewebes von Holz, um letzteres leicht verarbeitungsfähig zu machen.

Das Verfahren ist besonders dadurch charakterisirt, dafs man das in üblicher Weise vorher gedämpfte Holz in Stämmen, Scheiten oder Stücken beliebiger Gröfse oder Form mit einer Lösung · von schwefligsauren oder unterschwefligsauren Salzen, oder Aetznatron, basischen Natronsalzen oder einem Gemenge solcher chemischer Lösungen auf kaltem Wege unter Druck imprägnirt und hierauf in feuchtem Zustande ₍ jedoch nach Entfernung der vom Holze nicht aufgenommenen Flüssigkeit erhitzt.

Dieses Verfahren ist mit einem sehr geringen Aufwand an Brennstoff verbunden, da eben nur jener geringe Theil der Imprägnirungsflüssigkeit erhitzt zu werden braucht, welcher in das Holzgewebe eingedrungen ist; aufserdem ist die Wirkung der Chemikalien auf die Holzsubstanz eine sehr rasche, weil sich die Lösung infolge der Imprägnirung schon zu Beginn des Erhitzungsprocesses in innigster Berührung mit den Zellgewebswandungen und der Intercellularsubstanz befindet; die Wirkung ist aber auch eine intensive, weil die Lösungen infolge dessen, dafs nur so viel davon vorhanden ist, als das Holz durch die Imprägnirung aufgenommen hat, beim Erhitzen infolge der eintretenden Verdampfung der Lösungsflüssigkeit fast augenblicklich in einen concentrirten Zustand gebracht werden.

Zur Ausführung der Erfindung wird das Holz in beliebigen Stücken oder beliebiger Form in einen Imprägnirungsapparat gebracht und in bekannter Weise mit Flüssigkeiten imprägnirt, welche aus Lösungen von schwefligsauren oder unterschwefligsauren Salzen oder Aetznatron oder basischen Natronsalzen bestehen.

Ist die Imprägnirung beendet, so läfst man die überschüssige Imprägnirungsflüssigkeit in einen tiefer gelegenen Behälter ab und kann sie aufs Neue zu weiteren Imprägnirungen von Holz verwenden.

Das mit der Imprägnirungsflüssigkeit angefüllte Holz erfährt eine weitere Behandlung dadurch, dafs man es einer mehrstündigen Erhitzung unterwirft, welche direct durch Einlassen von Dampf in den Imprägnirungsapparat geschieht, oder indirect durch Wärmeabgabe von im Innern des Kessels oder an dessen äufseren Mantelflächen angebrachten Heizkörpern erfolgt.

Beide Methoden lassen sich übrigens auch combiniren.

Weiche Laubhölzer, wie Linden, Pappeln, Weiden, bedürfen zur Aufweichung und Lockerung ihrer Zellgewebe einer geringeren Concentration der Imprägnirungsflüssigkeit und einer kürzeren Erhitzungsdauer als die harzhaltigen Nadelholzgattungen: Tannen, Fichten, Kiefern, und die dichten, festeren Laubhölzer: Birken, Buchen, Eichen wieder mehr als die letzteren.

Die Concentration der Imprägnirungsflüssigkeit, die Zeitdauer der Erhitzung für jede Holzgattung läfst sich von vornherein nicht genau feststellen, da sie auch vom Klima und der Bodenart beeinflufst wird, doch kann als Kennzeichen der Vollendung der Erhitzungsoperation die bis ins Innere der Holzstücke vorgedrungene Lockerung der Holzmasse angesehen wer-

den. Im allgemeinen genügt hierzu eine Temperatur von ι io bis 145⁰ C. und eine Zeitdauer der Einwirkung von 5 bis 10 Stunden bei Anwendung einer Imprägnirungsflüssigkeit, welche einen Gehalt von an Basen gebundener oder gleichzeitig auch überschüssiger schwefliger Säure von 3 bis 9 pCt. enthält, oder welche aus einer 3Y₂ bis 10⁰B. starken Aetznatronlösung oder aus 5 bis 15⁰ B. starker Lösung von kohlensaurem Natron (Soda) oder kieselsaurem Natron (Wasserglas) besteht, oder einem Gemenge solcher Lösungen. Hierbei beziehen sich durchschnittlich die niedrigsten Ziffer-Angaben auf weiche Laubhölzer, die mittleren auf die Nadelhölzer, das Maximum auf die dichteren, festen Laubhölzer.

Die Folge dieser Manipulation ist, dafs die in die Zellgewebe des Holzes eingeprefsten und erhitzten chemischen Lösungen eine Lockerung der Fasermassen durch Erweichung und Aufquellung ihrer Zellenwandungen, sowie der Intercellularsubstanzen bewirken. Eine eigentliche Zersetzung der letzteren findet nicht statt, auch behält das Holz ganz seine frühere Form bei, dagegen gewinnt es die Eigenschaften, sich leicht schneiden, spalten, biegen, pressen und zerfasern, zertheilen und in die einzelnen Jahresringschichten zerlegen zu lassen. Die Manipulation läfst sich übrigens dadurch näher verfolgen und controliren, dafs man einen Probirkessel, welcher mit dem Imprägirungsapparat durch Ventile bequem in und aufser Verbindung gebracht werden kann, mit Stücken der zu behandelnden Holzgattung beschickt und bei letzteren sich durch den Augenschein überzeugt, wie weit die Lockerung der Zellgewebe vorgeschritten ist.

Das Holz behält annähernd seine natürliche Farbe so lange, als sich im Innern desselben noch unzersetzte schwefligsaure oder unterschwefligsaure Verbindungen befinden, anderenfalls tritt eine Veränderung in der Holzsubstanz ein, welche sich durch deren Bräunung erkennbar macht. Anders ist dies bei der Anwendung von Lösungen von Aetznatron oder dessen basischen Salzen. Hier tritt die Bräunung immer ein. Man verwendet daher diese Chemikalien nur in solchen Fällen, wo auf die Färbung des Holzes kein besonderer Werth gelegt wird.

Zur Imprägnirung verwendet man Lösungen von Natriumsulfit oder schwefligsaurem Natron, Natriumbisulfit oder doppeltschwefligsaurem Natron oder Natriumdithionit oder unterschwefligsaurem Natron (Na₂ S.₂ O_s) mit einer Concentration von 5 bis 15⁰B., oder Natron (Na O H), kohlensaures Natron (Na.₂ C O₃) oder kieselsaures Natron (Na₂ Si O₃J oder Gemenge von diesen Lösungen, mit Ausnahme eines Gemenges von Natriumbisulfit und kohlensaurem Natron oder Aetznatron, welches natürlich wegen der beim Mengen sofort eintretenden chemischen Reaction einem Gemenge von Natriumsulfit mit Sodalösung gleichkäme.

Obwohl es vorzuziehen ist, diese Chemikalien zu benutzen, kann man, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, auch Lösungen verwenden, welche Calciumbisulfit oder doppeltschwefligsauren Kalk (Ca O SO₂, SOJ enthalten. Bezweckt man gleichzeitig eine Conservirung des Holzes, so fügt man den Imprägnirungsflüssigkeiten Zusätze von Aluminiumsulfit (Al₂ O₃, SO₂), Chlorzink (Zn Cl₂) oder sonstige bekannte Conservirungsmittel bei.

Das auf die beschriebene Weise behandelte, dem Imprägnirungsapparat entnommene Holz eignet sich infolge seiner Weichheit, Biegsamkeit und Theilbarkeit zur Herstellung von Holzschnitzereien, Möbeln, gebogenen Holzwaaren, Holzschachteln, Holztapeten, Fournieren, Polstermaterial u. dergl.

Unter Umständen empfiehlt es sich, die im Holze zurückgebliebenen Chemikalien durch Auslaugen mit reinem oder durch Salzsäure, Schwefelsäure, Oxalsäure oder deren sauren' Salzen angesäuertem Wasser zu entfernen. Dies kann im Imprägnirungsapparat selbst oder- in besonders dazu hergerichteten Behältern geschehen und entweder vor der Bearbeitung oder Verarbeitung des Holzes oder nachher vorgenommen werden.

Mit zunehmender Trocknung, welche, um Risse und Sprünge zu vermeiden, vorsichtig und langsam ausgeführt werden soll, verliert das mit schwefligsauren oder unterschwefligsauren Salzen präparirte Holz die beregten Eigenschaften und nimmt im lufttrockenen Zustande nahezu seine ursprüngliche Beschaffenheit wieder an. ^:

Der Imprägnirungsapparat, welcher übrigens nicht den Gegenstand des Patentes bildet, ist in Fig. ι im Grundrifs, in den Fig. 2 und 3 im Quer- und Längenschnitt dargestellt. Derselbe ist besteigbar durch das Mannloch α und wird rückwärts durch den offenen Boden b beschickt. Er besitzt ein Sicherheitsventil c, Vacuummeter d, Manometer e und Wasserstandsglas g, und aufserdem folgende durch Ventile verschliefsbare und zu öffnende Ab- und Zuleitungen : Ventil g^l vermittelt die Communication von Kessel A mit einem Vacuumapparat; Ventil h dient zum Einlassen von Dampf in A, Wechsel i dient zum Ablassen von Condensationswasser und Holzsaft aus A, die Ventile j und k vermitteln den Eintritt der Imprägnirungsflüssigkeit zu A aus dem Reservoir L, Ventil m vermittelt den Ablafs der Imprägnirungsflüssigkeit in den unten gelegenen Behälter JV.

Bei stattfindender Wiederbenutzung wird letztere entweder mittelst Pumpe oder Injectors in das obere Reservoir L geschafft oder direct

mittelst Vacuums in den Kochkessel A aufgesaugt.

Seitwärts am Hauptkessel A ist der Probirkessel O angebracht; das an demselben befindliche Mannloch ο dient zum Beschicken des Apparates mit Holzstücken und zur Entnahme von Proben; die Ventile ρ und q vermitteln die Communication mit O; Ventil r dient zum Ablassen von Dampf. Bei der Probeentnahme sind die Leitungen ρ und q zu schliefsen; der im Probirkessel befindliche Dampf wird durch Oeffnen von r entfernt und hierauf der Mannlochdeckel ο geöffnet. Haupt- und Probirkessel A und O sind aus Eisen oder Stahl angefertigt. Werden zum Imprägniren saure schwefligsaure Verbindungen benutzt, so sind beide Kessel mit Schutzblechen aus Kupfer, Blei oder Phosphorbronce zu bekleiden oder aus Kupfer und Phosphorbronce herzustellen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zum Auflockern von Holzzellgewebe, darin bestehend, dafs man Holz zuerst mit Lösungen von schwefligsauren oder unterschwefligsauren Salzen (Sulfiten oder Dithioniten), besonders Natriumsulfit, Natriumbisulfit oder Natriumdithionit oder mit Lösungen von Aetznatron oder basischen Natronsalzen oder mit einem Gemenge dieser Substanzen imprägnirt und hierauf bei einer Temperatur von ι io bis 145⁰ C. mehrere Stunden hindurch nur mit dem Theil der Lösung, welcher infolge der Imprägnirung im Holze selbst zurückgeblieben ist, erhitzt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.