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Verfahren zum künstlichen Altern (Reifen) von Werkholz. Man hat erkannt,
daß bei dem Altern und Reifen des Holzes die Oxydierung des Lignins eine wichtige
Rolle spielt. Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, diesen 0x37dationsvorgang
durch Behandlung der Hölzer mit Ozon zu beschleunigen. Dieser Vorschlag ging aber
im wesentlichen fehl, weil bei der Behandlung mit Ozon allein keine durchgreifende
Oxydierung des Lignins erfolgt; die Wirkung des Ozons erschöpft sich vielmehr wesentlich
in der Bildung von Ozoniden (additionellen Verbindungen).
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Es wurde gefunden, daß sich Lignin insoweit ähnlich wie Pyrogallussäure
verhält, als es bei. Gegenwart eines basischen Katalysators eine starke Neigung
zur Aufnahme von Sauerstoff zeigt.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Hölzer in, einer aus Sauerstoff
und einem basischen Katalysator .bestehenden Atmosphäre bei gelinder (d. h. schädliche
Erhitzung des Holzes vermeidender) Wärme behandelt werden.
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Der Sauerstoff kann atomistischer oder molekularer Sauerstoff, auch
Ozon sein. Ozon ist an sich weniger gut geeignet, es wird: aber vermöge der Anwesenheit
des Katalysators wirksam, da ja bekanntlich durch alkalische -Einwirkung atomistischer
Sauerstoff abgespalten wird. Als Katalysator genügt schon Ammoniak, doch können
natürlich auch stark basisch wirkende Katalysatoren, namentlich Methylamin und höher
methylierte Aminbasen; angewendet werden. Man kann statt »reinen« Sauerstoffes such
Luft verwenden. Dann ist aber die katalytische Wirkung des Ammoniaks unzureichend
und die Anwendung eines stärker basischen Katalysators (siehe oben) geboten. Dadurch,
daß statt Luft plus Ammoniak vielmehr Luft plus Methylamin usw. angewendet wird,
unterscheidet sich die hier in Rede stehende Ausführungsart des neuen Oxydierungsverfahrens
auch von der bekannten Behandlung des Holzes in einer Ammoniakatmosphäre, bei welcher
Behandlung zwar nicht auf die Mitwirkung der Luft abgezielt, die Luft aber auch
nicht immer ausgeschaltet wurde. Dieses alte Verfahren (Räucherverfahren) bezweckte
lediglich eine Verfärbung des Holzes und ist, weil diese einen reichlichen Gerbstoffgehalt
voraussetzt, nur bei Eiche anwendbar; die färbenden Vorgänge vollziehen sich auch
ohne Gegenwart von Luft.
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Da das Methylamin als Handelserzeugnis ziemlich teuer ist, so verfährt
man zweckmäßig in der Weise, daß man statt seiner Ammoniak und Formaldehyd verwendet,
woraus sich nach den Beobachtungen des Erfinders Methylamin (weiterhin auch Di-
und Trimethylamin) bildet.
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In ähnlicher Weise kann übrigens auch Sauerstoff bei dem Verfahren
selbst aus leicht spaltbaren Sauerstoffverbindungen (z. B. Peroxyden) gewonnen werden.
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Um einen Anhaltspunkt für die quantitativen Verhältnisse zu geben,
sei erwähnt, daB im Falle der Verwendung von Ammoniak ein
Gasgemisch
von 95 Raumteilen Sauerstoff und 5 Raumteilen Ammoniak geeignet ist, und daß man
bei Anwendung eines stark basischen Katalysators -auf einen Raumteil bei Sauerstoff,
auf zwei Raumteile bei Luft herabgehen kann.
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Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, die Hölzer vor der Behandlung
mit dem Gasgemisch im Vakuum bei möglichst niedriger Temperatur zu trocknen.
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Ausführungsbeispiele: Die praktische Durchführung des Verfahrens wird
an folgenden Beispielen erläutert.
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In den Beispielen I bis IV wurde ein stehender Kessel von etwa 401
Inhalt mit i bis 1,6 kg Holz (die Gewichtsmenge wird mit der Abnahme des spezifischen
Gewichtes des Holzes verringert) in Form von ungefähr 1,5 bis 2 cm starken Brettchen
beschickt; und zwar wurden die einzelnen Brettchen durch Luftzwischenräume getrennt.
Die Temp--rattir wurde allmählich bis auf 50 bis 55° gesteigert und während
etwa 6 Tage aufrechterhalten. Sodann ließ man den Kessel bis auf Zimmertemperatur
abkühlen. Das dem Kessel entnommene Holz ist gebrauchsfertig.
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i. Behandlung von Buche mit Ozon und Ammoniak. Es wurde in der von
Prof. H a r r i e s in Kiel vorgeschlagenen Weise Sauerstoff ozonisiert und in den
mit dem Holz beschickten Kessel unter Verdrängung der ursprünglich darin gewesenen
Luft eingelassen, so daß also der Kessel mit Ozon unter atmosphärischem Druck gefüllt
war. Unter Ozon ist natürlich das bei dem besagten Verfahren entstehende Gemisch
von etwa 5 bis 8 Prozent Ozon mit inaktivem Sauerstoff zu verstehen. Durch einen
Rohrstutzen mit Doppelhahn wurden in den Kessel io ccm stärkste Ammoniakflüssigkeit
eingelassen. Die Feststellung des spezifischen Gewichtes vor und nach der sechstägigen
Behandlung ergab eine Herabsetzung von o,98 auf 0,75.
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z. Behandlung von Lärche mit Luft und Methylamin. In den mit Holz
und Luft gefüllten Kessel wurden 25 ccm einer 1o prozentigen Lösung von Methylamin
in Alkohol eingebracht. Das spezifische . Gewicht des Lärchenholzes sank von o,83
auf o,62.
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3. Behandlung von Fichte und Kiefer. Es wurde in zweierlei Weise gearbeitet:
a) In den mit Holz und Luft gefüllten Kessel wurde Formaldehyd in Gestalt von 5,5
g des festen Trioxymethylens und 16 g des ebenfalls, festen kohlensauren Ammoniaks
eingetragen, worauf der Kessel auf- einen während der Behandlungsdauer aufrechterhaltenen
Unterdruck von ioo mm Quecksilbersäule gebracht wurde.
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b) Der mit dem Holz beschickte Kessel wurde zunächst auf den Unterdruck
(cvie bei a) gebracht, alsdann wurden durch einen Rohrstutzen mit Doppelhahn in
den Kessel 28 ccm Formaldehyd (von 40 Prozent) und 35 ccm stärkster Ammoniaklösung
eingelassen.
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In beiden Fällen bildet sich nach des Erfinders Beobachtungen bei
der gegenseitigen Einwirkung von Formaldehyd auf Ammoniak Methylamin. Das spezifische
Gewicht des Fichtenholzes sank von o,73 ' auf 0,40, dasjenige des Kiefernholzes
V-01 1-0374- auf 0,52.
4. Behandlung von Ahorn und Fichte in einer im Verlauf
des Verfahrens entwickelten Sauerstoffatmosphäre und mit Ammoniak. In den mit Holz
und Luft gefüllten Kessel wurden 22o g Kaliumpcrkarbonat gebracht, welches bei seiner
vollständigen Zersetzung eine den Kessel für sich allein ausfüllende Sauerstoffmenge
-gebildet haben würde. In Wirklichkeit entstand natürlich unter Drucksteigerung
ein Gemisch von Luft und Sauerstoff. Wiederum wurden 25 ccm stärkster Ammoniakflüssigkeit
eingelassen. Es konnte eine Verminderung des. spezifischen Gewichtes von o,92 auf
o,62 beim Ahornholz und von 0,78 auf 0,48 beim Fichtenholz festgestellt werden.
. 5. Behandlung von Lärche und Ahorn unter Anwendung von Unterdruck bei Entwicklung
der zur Einwirkung, kommenden Agentien im Verlauf des Verfahrens. Es wurden zwei
- durch ein absperrbares Rohr miteinander verbundene Kessel verwendet. In- dieser
Weise kann man umschichtig arbeiten und die unverbrauchten Restgase aus dem einen
Arbeitsvorgang durch Hinüberlassen in den anderen eben neu beschickten Kessel nutzbar
machen. Der neu beschickte Kessel wurde teilweise luftleer gemacht, so daß nach
dem Eröffnen der Rohrverbindung die Restgase und ein guter Teil der Wärme aus dem
vorher benützten Kessel übertreten konnten.
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Bei diesem Übergang des Arbeitsgases aus einem Kessel in den andern
blieb zuweilen noch ein Unterdruck bestehen. Jedenfalls ließ man aber zur Wiederauffrischung
des Arbeitsgases oder richtiger des Gasgemisches in dem Kessel in der bereits beschriebenen
-Weise Sauerstoff aus Kaliumperkarbonat und Methylamin aus Ammoniak und Formaldehyd
entstehen. Auf die quantitativen Verhältnisse
wurde hierbei nicht
sonderlich geachtet; man gab die Agentien in solcher Menge zu, daß sie schon für
sich allein zur Erzeugung des nötigen Sauerstoffes und des nötigen Methylamins ausgereicht
haben würden. Es zeigte das Lärchenholz eine Verminderung des spezifischen Gewichtes
von o,82 auf o,68, das Ahornholz eine solche von 0,97 auf o,63.
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Die Abweichungen in den Anfangs- und Endzahlen für das spezifische
Gewicht des gleichen. Holzes' bei den verschiedenen Versuchen dürfen nicht Wunder
nehmen. Sie hängen mit en Eigenheiten der Jeweils verwendeten Holzstücke (nach Boden,
Wuchs, Alter des Baumes, Stammteil usw.) zusammen.