EP0318528A1 - Verfahren zur behandlung von frischholz. - Google Patents
Verfahren zur behandlung von frischholz.Info
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Definitions
- the invention relates to a process for the treatment of fresh wood, in the course of which the wood prepared for drying, e.g. Lumber, is dried in a drying room in a known manner at a temperature between 40 ° C and 100 ° C to at least 30 moisture content.
- the wood prepared for drying e.g. Lumber
- the first three methods are used. With these three methods, the desired wood moisture content can be determined by means of time and space
- dry wood production generally consists of the following three main phases:
- the moisture content of the heating material dried using the currently known method can be adjusted to the desired level, but
- the aim of the inventive method is to remedy the deficiencies mentioned and to create a drying method which, in comparison with the previous drying methods, accepts the wood deformations, shape and dimension deviations, the tensions remaining therein and the duration of the drying process minimum reduced.
- Part of the gases in the air combine in the course of a reaction to form oxide, which converts to acid in the water and is able to release the alkaline earth metal incorporated during the growth of the wood if we salt it together with a distilled aqueous one Use the solution as a catalyst to accelerate the effect of this acid.
- the essence of the invention is that the distilled aqueous solution of the alkali metal salt is mixed with a nitric acid and the mixture thus obtained is injected at least once into the drying room.
- this spray agent the hard pectin is loosened, which is located in the fibers of the wood and prevents the removal of moisture, and the alkali earth metal builds up between the wood fibers.
- the composition of the mixture to be injected is as follows:
- concentration of nitric acid can be between 65-96H.
- This process enables the dry wood obtained in the course of the artificial drying process carried out in a few days to have the same properties as the wood that has been naturally dried in a few years.
- This process also enables the material to be made plasticizable and machinable without cutting (e.g. bendable, rotatable compressible, stretchable, can be dismantled into fibers, etc.) by reinforcing the natural chemical process, with relatively low wood moisture, and somi during the Growth within the known limits or keeping almost the same value as a living tree.
- the application can also be extended to other areas not previously used, e.g. enables the chipless shaping of wood materials previously thought to be inflexible and the shapeable shaping without damage caused by temperature
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Description
VERFAHREN ZUR BEHANDLUNG VON FRISCHHOLZ
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Frischholz, im Laufe dessen das zur Trocknung vorbereitete Holz, z.B. Schnittholz, in einem Trockenraum auf an sich bekannte Weise bei einer Temperatur zwischen 40°C und 100°C bis auf mindestens 30 Feuchtigkeitsgehalt getrocknet wird.
Wie bekannt, werden die in der Holzindustrie zwecks Weiter- anweπdung hergestellten Primärprodukte (verschiedene Schnitt- aterialieπ, Furniere und Holzspäne) zur Zeit in jedem Fall mit einem Feuchtigkeitsgehalt über der Fasersättigungsgreπze produziert. In diesem Zustand ist das Holz zur Weiterver- arbeitung bzw. zur Formung nicht geeignet, deswegen ist es nötig, auf natürlichem oder künstlichem Wege den Feuchtig¬ keitsgehalt unter die Fasεrsättigungsgrenze, auf lufttrockene (12-18 %) oder auf zimmertrockenen (6-12 ) Zustand zu senken
Infolge des raschen Anstiegs der industriellen Anwendung bzw. der Notwendigkeit der Herstellung von zimmertrockenen Bestand teilen wurde es unerlässlich, das natürliche Trockenverfahren welches mindestens 2-5 Jahre lang dauert, künstlich zu beschl nigen, d.h. verschiedene künstliche Trocknuπgsprozesse anzu- wenden.
Da die Beschleunigung der natürlichen Vorgänge in unverändert Form (Temperatur, Wind, Feuchtigkeitsgehalt) zu keinem Ergebn führte, wurden verschiedene Methoden zur möglichst schnellere und schonenderen Extraktion der Holzfeuchtigkeit angewendet, die fast ausnahmslos auf die Aeπderuπg der Eigenschaften und Parameter der Umweltluft (Temperatur,Beweguπgsgeschwindigkeit, Druck, Feuchtigkeitsgehalt) beruhten ( eine Ausnahme ist die Hochfrequenz - Trocknung, wo der Prozess der Feuchtigkeits- Strömung von innen beginnt).
Die zur Zeit bekannten Methoden bzw. Verfahren sind die folgenden:
- Konvektionsverfahren, - Kondeπsationsverfahren,
- Vakuumver ahren,
- Hochfrequenzverfahren .und
- Trocknung in heisse öl.
In der Praxis werden die drei zuerst genannten Methoden angewendet. Mit diesen drei Methoden kann der gewünschte Holzfeuchtigkeitsgehalt mittels zeitlicher und räumlicher
Änderung der verschiedenen Parameter erreicht werden. Im Vergleich mit der natürlichen Trocknung besteht die schπelle- re sog.Trockenholzherstellung (Trocknung) im allgemeinen aus folgenden drei Hauptphaseπ:
- Aπheizuπg (bzw. Anwärmung)
- Trocknung - Ausgleichung (und Abstehenlassen, Kühlung).
Der Feuchtigkeitsgehalt des mit den zur Zeit bekannten Methode getrockneten Heizmaterials kann zwar auf das gewünschte Niveau eingestellt werden, aber
- die makroskopischen Eigenschaften und Fehler des Holzmateria führen zur Ungenauigkeit des erreichten Wertes (in allgemeinen in einer Grösseπordnung zwischen 1-5 %).
- das Holz wird in Laufe des Trockπungsprozesses wegen des
"erzwungenen" Feuchtigkeitsentzuges verschiedenartig defor¬ miert (Krümmung, Verwerfung, Rissbildung, usw.)
- während der Trocknung entstehen im Holzmaterial Spannungen verschiedener Art und verschiedenen Masses und diese bleiben auch während der Verarbeitungszeit weiter bestehen,wobei sic wieder neue Krümmungen und Verwerfungen ausbilden.
- das getrocknete Material ändert seine Form und Grosse in
II wesentlich grösserem Masse - infolge der Änderungen der Umweltfeuchtigkeit während der Erreichung des Holz euchtig- keits-Gleichgewichtes und infolge anderer Feuchtigkeits- odifizieruπgen (z.B. Befeuchtung) - als das auf natürlichem Wege getrocknete Holzmaterial.
Das Ziel des erfindungsge ässeπ Verfahrens besteht in der Behebung der- erwähnten Mängel und in der Schaffung eines Trocknungsverfahrens, das im Vergleich mit den bisherigen Trocknungsmethoden die Holzdeformationen, Form- und Ab¬ messungsabweichungen, die darin zurückbleibenden Spannungen sowie die Zeitdauer des Trocknungsprozεsses auf ein akzeptie bares Minimum vermindert.
Bei der Ausarbeitung des erfindungsgemässen Verfahrens haben wir uns auf die bisherigen Erfahrungen und auf die bereits praktizierten Methoden gestützt und haben diese mit den bisher nicht beachteten chemischen Prozessen ergänzt, die im Laufe der natürlichen Trocknung auch bisher einen bedeute den Einfluss ausgeübt haben. So kann jede Trocknungstechnolog (Konvektions- Kondensatioπs- und Vakuumtechnologie) auf Grund des folgenden Grundprizipes ergänzt bzw. modifiziert werden:
Ein Teil der in der Luft befindlichen Stoffe baut sich während des Wachsens in das Material des Holzes ein, der andere Teil beeinflusst die Entwicklung und die natürliche Widerstandsfähigkeit. Wird nun dieser natürliche Vorgang
während der künstlichen Trocknung in entgegengesetzter Richtung und beschleunigt angewendet,kann der effektiven und beschleunigten Imitation der natürlichen Trocknung - mit der wesentlich bessere Ergebnisse erzielt werden können - näher g__kππτEn werden.
In den Phasen des Verfahrens, wo die bisherigen Methoden die verschiedenen feuchteren und trockeneren Zeitperioden imitierend die Gleichgewichtsfeuchtigkeit des Holzmaterials beeinflussen und den erwünschten Trocknungsgrad sichern, wird im Laufe der dabei angewendeten Befeuchtung (Brüden¬ zuführung, Besprühung, Bespritzung) erfiπdungsgemäss ein chemisches Präparat in solcher Zusammensetzung und Konzentra¬ tion angewendet, dessen Wirkung auch während der Naturvorgänge zur Geltung kommt.
Ein Teil der in der Luft befindlichen Gase vereinigt sich im Laufe einer Reaktion zu Oxyd, das sich im Wasser in Säure umwandelt und imstande ist, das während des Wachsens des Holze eingebaute Alkali-Erdmetall auszulösen, falls wir ein Salz desselben zusammen mit einer destillierten wässrigen Lösung als Katalisator verwenden, um die Wirkung dieser erwähnten Säure zu beschleunigen.
Unser Verfahren imitiert also neben den bisher bekannten beeinflussenden Faktoren (Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt, Druck, Luftgeschwindigkeit) die chemische Wirkung der Umwelt. Damit wird die molekularische Struktur des Holzes in dem kritischen Zeitpunkt von dem verhärteten Zustand des Pektins aufgelockert, wodurch ermöglicht wird, dass der innere Feuchti keitsgehalt störungslos an die Oberfläche gelangt und sich von dort entfernt, danach baut sich das Alkali-Erdmetall mit Hilfe des Katalysators in die natürliche Substanz ein.
Das Verfahren ist also eine "Labor"-Nachahmung des natürliche Trocknungsprozesses, d.h. eine künstliche Maximalbeschleunigu aller heute bekannten Wirkungen der Umwelt.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass der destillierten wässrigen Lösung des Alkalimetall-Salzes eine Salpetersäure zugemischt wird und die so gewonnene Mischung wenigstens einm in den Trockenraum eingespritzt wird. Mit diesem Spritzmittel wird das Hartpektin aufgelockert, das sich in den Fasern des Holzes befindet und die Entfernung der Feuchtigkeit be¬ hindert, dabei baut sich das Alkali- Erdmetall zwischen die Holzfasern ein.
Gemäss einem Ausführuhgsbeispiel der Erfindung ist die Zusammensetzung der einzuspritzenden Mischung wie folgt:
Salpeterssäure (HNO,) 42-48 Massen-%, destilliertes Wasser (H20) 42-48 Massen-8,;, Alkalimetall-Salz, z.B. Kalziu klorid (CaCl2) 4-16 Massen-%. Gemäss einem Ausführungsbeispiel kann die Konzentration der Salpetersäure zwischen 65-96 H liegen.
Das erfiπdungsgemässe Verfahren wird nachstehend anhand eines Ausführuπgsbeispiels näher erläutert.
Nach Anwendung der bisherigen Erfahrungsdaten sind die wichti sten Parameter des in der Erfindung angegebenen Trocknuπgs- verfahrens die folgenden:
Temperatur min.40°C max. 100°C
Luftgeschwindigkeit min.0,1 m/s max. 10 m/s Druck min.0,5 bar max. 1,063 bar
Zeit Anheizung 3-18 Trocknung 12-71 Stunden
Stunden
Ausgleich 0-12 Stunden Holzfeuchtigkeit Aπfangsfeuchtigkeit 50 h
Endfeuchtigkeit - wunschgemäss - 6-15 %
Anwendung von Chemikalien während der Brüdenzuführuπg in den verschiedenen Phasen der Anheizung, Trocknung und Aus¬ gleichung zwischen 30-8 % Gleichgewicht- Holzfeuchtig¬ keitsgehalt.
Dieses Verfahren ermöglicht, dass das im Laufe des in einigen Tagen durchgeführten künstlichen Trocknungsprozesses gewonnene Trockenholz dieselben Eigenschaften hat, wie das in einigen Jahren auf natürlichem Wege getrocknete Holz. Dieses Ver- fahren ermöglicht ebenfalls, dass durch Verstärkung des natürlichen chemischen Prozesses, bei verhältnissmässig niedriger Holzfeuchtigkeit das Material plastizierbar und spanlos bearbeitbar gemacht werden kann (z.B. biegbar, drehbar zusammendrückbar, dehnbar, in Fasern zerlegbar, usw.) und somi kann es während des Wachstums innerhalb der bekannten Grenzen bzw. unter Beibehaltung des grössten Teils seines Wertes beinahe wie ein lebender Baum geformt werden.
Die angeführten Nachteile, die bei den bekannten Verfahren auftreten, vermindern sich bei der Anwendung des erfindungs- gemässen Verfahrens auf das Minimum, wie
a) im Laufe der Trocknung vermindern sich die aufgrund der makroskopischen Eigenschaften des Holzes entstehenden Form- und Massveränderungen auf das Minimum, weil eine künstliche Alterung hervorgerufen wird
b) es entstehen keine solchen Formänderungen, die nach den bekannten Trocknungsverfahren registriert erden können, d.h. Krümmung, Verwerfung und Risse schädigen das aufzuar¬ beitende Holzmaterial nicht
c) das getrocknete Holz ist spannungsfrei, deswegen entsteht während der Verarbeitung keine neue Wertveiminderung, das
Material kann vollwertig verbraucht werden
d) auch auf andere, bisher nicht ausgenützte Gebiete kann die Anwendung erweitert werden, z.B. ermöglicht es die spanlose Formung von bisher als unbiegsam vermuteten Holzmaterialien und die gestaltungsfähige Formung ohne durch Temperatur verursachte Beschädigung
e) die wegen der Beschleunigung der Umlaufgeschwindigkeit des Verbrauchs (Verhältnis des Wachstums zum Verbrauch) entstandenen Probleme, dass die aus Holz hergestellten Bestandteile mit grösserer Holzfeuchtigkeit als zugelassen
II eingebaut werden und die spätere Änderung derselben (Form-, Massänderung-, usw.) weitere Beschädigungen verursacht, werden eliminiert.
Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die im Ausführung beispiel angeführten Lösungen, sondern erstreckt sich auch auf alle Lösungen, die durch die Patentansprüche, insbe¬ sondere den Hauptanspruch unter Schutz gestellt sind.
Claims
1. Verfahren zur Behandlung von Frischholz, im Laufe dessen das zur Trocknung vorbereitete Rohholz, z.B. Schnittholz in einem Trockeπraum auf an sich bekannte Weise, bei einer
Temperatur zwischen 40°C und 100 °C bis zum Erreichen eines Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 30 h getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet , dass einer destillierten wässrigen Lösung eines Alkalimetall-Salzes Salpetersäure zugemischt wird und die auf diese Weise gewonnene Mischung mindestens einmal in den Trockenraum eingespritzt wird, wobei mit diesem Spritzmittel, das sich in den Fasern des Holzes befindliche und die Entweichung der Feuchtigkeit behindernde Hartpektin aufgelockert wird und sich dabei das Alkali-Erdmetall zwischen die Holzfasern einbaut.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net , dass die Zusammensetzung der einzuspritzenden Mischung wie folgt gewählt wird: Salpetersäure (HN0,) 42-48 Massen-%, destilliertes Wasser (H20) 42-48 Massen-%, Alkalimetall-Salz, z.B. Kalziumklorid (CaCl,) 4-16 Massen-%.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet , dass die Konzentration der Salpetersäure zwisc 65 % und 96 H ausgebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, daduch gekennzeichnet , dass vor dem Einspritzen die Holz-
" feuchtigkeit - abhängig von der Holzart - zwischen 18 % und 30 % eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass die Inneπtemperatur im Trocken- räum nach dem Einspritzen, während der Trockπ__rg auf einem Wert zwischen 40°C und 100°C gehalten wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a du r ch g ek en n z e i c h ne t , dass das Einspritzen - abhängig von der hlzart - während einer Zeitdauer von 2 bis 15 Minuten vorgenommen wird, während die Zahl der Einspritzungszyklen - abhängig von der Holzart - zwischen 1 und 10 gewählt wird.
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