DE1000592B

DE1000592B - Verfahren und Vorrichtung zur Tiefimpraegnierung von Holz mittels Hochfrequenz und fluessigen Impraegniermitteln

Info

Publication number: DE1000592B
Application number: DED20977A
Authority: DE
Inventors: Paul Mueller
Original assignee: Deutsche Elektronik GmbH
Current assignee: Deutsche Elektronik GmbH
Priority date: 1955-07-30
Filing date: 1955-07-30
Publication date: 1957-01-10

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Tränken von Holz mit Öl od. dgl. unter Anwendung von durch Hochfrequenz erzeugter Wärme.

Es hat sich bei einer Reihe von Versuchen gezeigt, daß in einem Ölbad liegendes Holz, insbesondere auch Hartholz, durch Erwärmung im elektrischen Hochfrequenzfeld und anschließende Abkühlung in kurzer Zeit mit öl bis zur ioo°/oigen Sättigung getränkt werden kann. Die Tränkzeit kann noch verkürzt werden, wenn Erwärmung und Abkühlung mehrmals miteinander abwechseln (pulsierender Betrieb). So wurde gefunden, daß eine Probe von 45 X 65 X 18 mm in einem Ölbad von 200⁰ nach 10 Minuten noch auf der ölfläche schwamm und insgesamt 28 g wog, während eine mit ultrakurzen Wellen von 12,5 cm Länge in der gleichen Zeit im pulsierenden Betrieb behandelte Probe untergegangen war und insgesamt 46 g wog.

Es ist an sich bekannt, nicht oder schlecht leitende Körper, z. B. Holz oder zellulosehaltige Stoffe, Preßstoffe u. dgl., einem elektrischen Hochfrequenzfeld auszusetzen, um auf diese Weise die zu einem bestimmten Zweck, z. B. zur Trocknung oder Abtötung von Schädlingen, benötigte Wärme gleichzeitig und gleichmäßig in allen Teilen des Gegenstandes oder Gutes zu erzeugen. Es ist auch ein Verfahren zur Konservierung verbauter Holzteile bekannt, bei dem die von Schädlingen befallenen Zonen zunächst durch Einwirkung hochfrequenter Ströme erhitzt und anschließend mit der Tränklösung behandelt werden. Auf diese Weise vermag das Imprägniermittel wohl tiefer in die äußeren Schichten der Holzteile einzudringen als bei reiner Diffusions- oder Osmosewirkung, jedoch wurde bisher nicht erkannt, daß sich in der dielektrischen Erwärmung eine sehr vorteilhafte, weil leistungs- und zeitsparende Möglichkeit zum Tränken, Imprägnieren u. dgl. von Holz oder hölzernen Gegenständen bis zur Sättigung bietet. Dazu ist erforderlich, daß das Tränkmittel sofort nach der Beendigung der Wärmeeinwirkung eintreten und nicht wieder Luft in die Poren eindringen kann, wie dies bei der üblichen Imprägnierung von Holz im Tränkbad der Fall ist. Das Tränkbad mit dem Holz stellt nun ein geschichtetes Dielektrikum dar, und im Hochfrequenzfeld entsteht durch die dielektrischen Verluste im Holz zunächst im Innern des Holzes eine höhere Temperatur als in den äußeren Zonen. Der schnelle Temperaturanstieg im Holz verursacht einen starken Druckanstieg, der durch die Bildung von Holzgas, Wasserdampf usw. verursacht wird. Die Gase bzw. Dämpfe entweichen zum größten Teil in Faserrichtung nach außen, was sich durch eine starke Blasenbildung an den Stirnflächen des Verfahren und Vorrichtung

zur Tiefimprägnierung von Holz

mittels Hochfrequenz und flüssigen

Imprägniermitteln

Anmelder: Deutsche Elektronik G.m.b.H.,

Berlin und Darmstadt,
Darmstadt, Landgraf-Philipps-Anlage 6

Paul Müller, Darmstadt,
ist als Erfinder genannt worden

Holzes im Bad bemerkbar macht. Nach einiger Zeit stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein. In diesem Zustand darf dann keine weitere Wärme entwickelt werden, denn die daraufhin einsetzende starke Holzgasentwicklung würde das Holz zerstören, es verkohlt von innen heraus.

Nach dem Abschalten des Hochfrequenzfeldes entsteht in dem Holz, das sich noch in dem Bad befindet, durch Abkühlung ein Unterdruck, der bewirkt, daß das erwärmte dünnflüssige öl oder sonstige Tränkmittel durch den normalen Luftdruck, der auf der Badoberfläche liegt, bis in den Holzkern hineingedrückt werden.

Eigenartigerweise wurde gefunden, daß die Frequenz des Hochfrequenzfeldes, dem das Holz zur Erwärmung unterworfen wird, sehr hoch sein muß, um wirtschaftliche Behandlungszeiten bei wirtschaftlichem Leistungsverbrauch zu erreichen.

Die Erfindung macht von dieser Erfahrung zum Zweck des Durchtränkens von Holz mit öl oder anderen Tränkmitteln Gebrauch, derart, daß man das von der Imprägnierflüssigkeit umgebene Holz gegebenenfalls zusammen mit dieser zwecks Erwärmung einem Hochfrequenzfeld einer Wellenlänge im Zentimeterwellenbereich, vorzugsweise unter 15 cm, ausgesetzt und nach Aufhören der Hochfrequenz wirkung das Holz innerhalb der Imprägnierflüssigkeit abkühlen läßt. Vorteilhaft werden Erwärmung und Abkühlung des Holzes mehrfach, gegebenenfalls mehrmals zonenweise durchgeführt.

Zur Erzeugung des Hochfrequenzfeldes bieten sich mehrere an sich bekannte Möglichkeiten. Einmal kann

die Vorrichtung zum Tränken so ausgebildet sein, daß das Tränkgut in seinem Tränkbad zwischen den. Elektroden eines Kondensatorfeldes angeordnet oder hindurchgeführt wird. Jedoch können, hier Schwierigkeiten auftreten, da die Elektrodenabmessungen in die Größe der Wellenlänge des Feldes kommen, wie dies von der Holzverleimung im langwelligen Kondensatorfeld her bekannt ist. Zum anderen kann das Holz im Tränkbad im Bereich mindestens einer Spulenfeldelektrode angeordnet oder an dieser bzw. diesen entlang geführt werden oder auch durch das Spuleninnere hindurchtreten. Schließlich kann auch ein elektromagnetisches Strahlungsfeld angewendet werden, das durch an sich bekannte Mittel wie Hohlspiegel, Hornstrahler od. dgl. gebildet wird. Das Strahlungsfeld kann dabei in einem Hohlkörper aus leitendem Werkstoff (Hohlraumresonator) erzeugt werden, der bis auf Öffnungen zum Ein- und Ausbringen bzw. Durchführen des Behandlungsgutes und zur Zuführung der elektrischen Energie allseitig geschlossen ist. Der elektromagnetische Strahler kann auch aus mindestens einer Windung eines elektrischen Leiters bestehen, durch die das Behandlungsgut hindurchtritt.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung im Schnitt eine Vorrichtung zum Tränken von Holz in öl. Auf dem Sockel 1 steht die Wanne 2 mit der Tränkflüssigkeit 3; sie ist mit einem Deckel verschlossen, der Entlüftungsstutzen 4 trägt. Unter dem Flüssigkeitsspiegel 5, also innerhalb des Tränkmittels, befindet sich das Tränkgut 6, ζ. B. ein Holzbalken, der zwischen den Dornen 7 und 8 gehalten wird. Die Halterung ist so ausgebildet, daß das Holz mittels einer Vorrichtung 9 während des Tränkvorganges um seine Längsachse in der Tränkflüssigkeit gedreht werden kann,

Von oben ragt durch einen Ausschnitt im Deckel eine Hohlleiteranordnung 10 hinein, die von Ultrakurzwellengeneratoren 11 gespeist wird und in dem Wannenraum ein hochfrequentes Strahlungsfeld erzeugt. Die beträchtliche Hochfrequenzenergie wird von zwei Generatoren 11 aufgebracht, die z.B. mit Magnetfeldröhren arbeiten können. Um eine gegenseitige Beeinflussung der vorzugsweise auf gleicher Frequenz arbeitenden Generatoren zu verhindern., besteht die Strahleranordnung 10 aus zwei getrennten Hohlleitern 12 und 13, die an einer Wand aneinanderstoßen und durch je einen Dipol 14 erregt werden.

Mit der beschriebenen Anordnung wurde ein Holzbalken von 10 X 10 X 70 cm im pulsierenden Betrieb mit drei Bestrahlungen zu je 3 Minuten vollständig mit Öl durchtränkt. Das Holzgewicht von anfänglich 2,5 kg ist am Ende der Behandlung auf 5,5 kg gestiegen. Die Leistung der Hochfrequenzanlage betrug 5 kW. Es ist zweckmäßig, das Ölbad am Schluß der Behandlung bis auf etwa 30⁰ abkühlen zu lassen.

Das Behandlungsgut kann in einem Stück oder auch zonenweise bestrahlt werden. Dabei kann ein beweglicher Strahler mehrmals über die Länge geführt werden, so daß auf diese Weise eine pulsierende Erwärmung eintritt, oder das Gut kann, im Fließverfahren unter mehreren Strahlern, die auf Abstand stehen, hindurchgeführt werden. Es ist vorteilhaft, das Tränkgut im Bad mehrmals zu wenden.

Selbstverständlich können auch andere Stoffe, wie Fett, Paraffin usw., als Tränkmittel verwendet werden. Mit dem beschriebenen Verfahren ist es insbesondere möglich, Hartholz mit geeignetem Lack oder Leim zu verfestigen und dadurch einen, neuartigen, sehr widerstandsfähigen Baustoff für mannigfaltige Anwendungen herzustellen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Tief imprägnierung von Holz durch Erhitzen desselben mittels Hochfrequenz und Behandeln mit bekannten flüssigen Imprägniermitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man das von der Imprägnierflüssigkeit umgebene Holz gegebenenfalls zusammen mit dieser zwecks Erwärmung einem Hochfrequenzfeld einer Wellenlänge im Zentimeterwellenbereich, vorzugsweise unter 15 cm, aussetzt und nach Aufhören der Hochfrequenzwirkung das Holz innerhalb der Imprägnierflüssigkeit abkühlen läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Erwärmung und Abkühlung des Holzes mehrfach, gegebenenfalls mehrmals zonenweise durchgeführt werden,

3. Verfahren, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch ein elektromagnetisches Strahlungsfeld erfolgt, dessen elektromagnetische Strahlung gegebenenfalls durch an sich bekannte Mittel wie Hohlspiegel, Hornstrahler, Linsen gebündelt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen aus einem Hohlkörper aus leitendem Werkstoff bestehenden Hohlraumresonator, in welchem ein Strahlungsfeld erzeugt wird, der bis auf Öffnungen zum Ein- und Ausbringen bzw. Durchführen des Behandlungsgutes und zur Zuführung der elektrischen Energie allseitig geschlossen ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen elektromagnetischen Strahler, der aus mindestens einer Windung eines elektrischen Leiters gebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 886219, 831 767;
Heinzerling: »Die Conservierung des Holzes«, Halle 1885, S. 118 ff.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen