Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Härten und Stabi-The invention relates to a method for hardening and stabilizing
lisieren von Holz, vorzugsweise Furnier, um die mechanischen Eigenschaften
des Holzmaterials und insbesondere dessen Druckfestigkeit und Oberflächenhärte zu
verbessern.lizing wood, preferably veneer, to improve mechanical properties
of the wood material and in particular its compressive strength and surface hardness
to enhance.
Es ist schon bekannt, Holz dadurch zu härten und zu stabilisieren,
dass man die Poren in gewissem Ausmass mit monomeren chemischen Verbindungen ausfüllt,
die dann in situ polymerisiert werden. In dieser Weise kann also das Zellgewebe
durch Kunststoffprodukte verstärkt werden, die innerhalb gewisser Grenzen je nach
den an die erwünschten Eigenschaften des fertigen Holzmaterials gestellten Anforderungen
gewählt werden können. Derartige Imprägnierungsverfahren sind meistens ziemlich
teuer, und.ausserdem wird das natürliche Aussehen des Holzes in einer gelegentlich
unerwünschten Weise verändert.It is already known to harden and stabilize wood by
that the pores are filled to a certain extent with monomeric chemical compounds,
which are then polymerized in situ. In this way, the cell tissue can
are reinforced by plastic products, which within certain limits depending on
the requirements placed on the desired properties of the finished wood material
can be chosen. Such impregnation methods are mostly pretty
expensive, and. besides, the natural appearance of the wood in an occasional
changed in an undesirable way.
Durch z.B. die SE-PS 216 911 ist ausserdem das Stabilisieren und gleichzeitige
Trocknen von Holz mit einem Feuchtigkeitsquotienten über dem Fasersättigungspunkt
bekannt, indem man bei einer Temperatur von 110-200 0C senkrecht zur Faserrichtung
des Holzes einen Pressdruck 2 von höchstens 100 kg/cm2 ausübt. Das Trocknen kann
in gewissen Fällen angeblich während 0,5-5 h durchgeführt werden.With the SE-PS 216 911, for example, the stabilization and simultaneous
Drying wood with a moisture quotient above the fiber saturation point
known by placing at a temperature of 110-200 0C perpendicular to the fiber direction
of the wood exerts a pressure 2 of at most 100 kg / cm2. The drying can
in certain cases supposedly carried out for 0.5-5 hours.
Durch die SE-PA 7805483-0 ist es bereits bekannt, die Härte und andere
mechanische Eigenschaften von Furnier zu verbessern, indem man auf das Furnier einen
Pressdruck der Grössenordnung 150-350 MPa ausübt. Eine solche Behandlung soll angeblich
eine annähernd maximale Verdichtung des Furniers bewirken und bedeutet somit eine
beträchtliche Verminderung der Furnierdicke.From SE-PA 7805483-0 it is already known the hardness and others
improve mechanical properties of veneer by putting one on the veneer
Exerts pressure of the order of 150-350 MPa. Such treatment is supposed to be
cause an approximately maximum compression of the veneer and thus means a
considerable reduction in veneer thickness.
Betrachtet man. Holz aus chemischen und mechanischen Gesichtspunkten,
kann festgestellt werden, dass das Holz-
gewebe in chemischer Hinsicht
aus Cellulose, Hemicellulose, Lignin und ggf. Harzen, Terpenen und Gerbstoffen besteht,
während es in mechanischer Hinsicht eine Konstruktion ist, die aus Stoffen mit weit
verschiedenen Eigenschaften zusammengesetzt ist. Das Celluloseskelett kann an sich
nur Zugkräfte aufnehmen. Damit es auch Druckkräften widerstehen kann, muss ein Ausdrücken
der schwächeren Cellulosestränge verhindert werden, was dadurch ermöglicht wird,
dass sie in Lignin eingebettet sind. Der Ligningehalt von Holz ist deshalb für die
Druckfestigkeit von allergrösster Bedeutung. Auf diese Tatsache hat bereits Trendelenburg
in seinem Buch "Das Holz als Rohstoff", Leipzig-Berlin, 1939, hingewiesen, in dem
anhand von Diagrammen und Zahlen gezeigt ist, dass ein höherer Ligningehalt im Holz
eine bedeutende Erhöhung der Festigkeitseigenschaften herbeiführt.If you look at. Wood from a chemical and mechanical point of view,
it can be determined that the wooden
tissue in chemical terms
consists of cellulose, hemicellulose, lignin and possibly resins, terpenes and tannins,
while in mechanical terms it is a construction made up of fabrics with far
is composed of various properties. The cellulose skeleton can in itself
only absorb tensile forces. In order for it to be able to withstand compressive forces, it has to be expressed
the weaker cellulose strands are prevented, which is made possible by
that they are embedded in lignin. The lignin content of wood is therefore for the
Compressive strength of the utmost importance. Trendelenburg already has this fact
in his book "Das Holz als Rohstoff", Leipzig-Berlin, 1939, pointed out in which
With the help of diagrams and figures it is shown that a higher lignin content in the wood
brings about a significant increase in strength properties.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe des eigenen Lignins
des Holzes die Zellwände noch weiter zu verfestigen, und die Erfindung gründet sich
auf die Tatsache, dass das Lignin bei etwa +75-1000C zu erweichen beginnt, während
die Cellulose bei Temperaturen von zwischen +1000C und +2500C im wesentlichen intakt
verbleibt. Bei Temperaturen von bis zu +750C ist das Lignin dagegen sehr hart und
verhältnismässig spröde, während die Cellulose flexibel ist. Die Aufgabe der Erfindung
wird dadurch erreicht, dass das Holz auf eine Temperatur von 75-1600C, vorzugsweise
-120-1500C, erhitzt wird, um die Ligninkomponente darin zu erweichen, und im Anschluss
an das Erhitzen durch Pressen bei einem Pressdruck von 5-100 MPa, vorzugsweise 5-30
MPa, verdichtet wird.The invention is based on the object with the help of one's own lignin
of the wood to strengthen the cell walls even further, and the invention is born
to the fact that the lignin begins to soften at around + 75-1000C while
the cellulose is essentially intact at temperatures between + 1000C and + 2500C
remains. At temperatures of up to + 750C, on the other hand, the lignin is very hard and
relatively brittle, while the cellulose is flexible. The object of the invention
is achieved by keeping the wood at a temperature of 75-1600C, preferably
-120-1500C, is heated to soften the lignin component in it, and then
to heating by pressing at a pressing pressure of 5-100 MPa, preferably 5-30
MPa, is compressed.
Die Erfindung macht also von den obengenannten Eigenschaften des Holzes
Gebrauch, und es hat-sich überraschenderweise gezeigt, dass das verdichtete Volumen
von bei einer Temperatur von zwischen +75 0C und +1600C mit
einem
Druck von zwischen 5 und 20 MPa verdichtetem Holz auf etwa die Hälfte des Ursprungsvolumens
reduziert werden kann; gleichzeitig wie die prozentuelle Steigerung des Lignins
in den verdichteten Teilen eine beträchtliche Erhöhung der Festigkeit herbeiführt.
Ausserdem tragen die im Holz anwesenden Terpene und Harze dazu bei, die Holzstruktur
zusammenzubinden und ein in grösserem Ausmass hydrophobes Produkt zu schaffen, wodurch
das Holzmaterial gegen Feuchtigkeitsschwankungen unempfindlicher wird.The invention thus makes use of the above properties of wood
Use, and it has-surprisingly been shown that the compressed volume
of at a temperature of between +75 0C and + 1600C with
one
Pressure of between 5 and 20 MPa compressed wood on about half of the original volume
can be reduced; at the same time as the percentage increase in lignin
causes a considerable increase in strength in the compacted parts.
In addition, the terpenes and resins present in the wood contribute to the structure of the wood
to bind together and to create a more hydrophobic product, whereby
the wood material becomes less sensitive to fluctuations in humidity.
Die Erfindung ist nicht auf irgendwelche besonderen Holzarten begrenzt,
sondern lässt sich auf verschiedene Arten von sowohl Laubholz als auch Nadelholz
anwenden Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert.The invention is not limited to any particular species of wood,
but can be found in different types of both hardwood and softwood
apply The invention is explained in more detail below with the aid of an exemplary embodiment
explained.
BEISPIEL Im Zusammenhang mit den Trocknen von Furnier wurden etwa
3 mm dicke Furniere aus Kiefernholz von einem kontinuierlich arbeitenden Furniertrockner
mit einer Betriebstemperatur von +150 0C genommen. Mit beibehaltener Temperatur
wurden die Furniere in einer Walzenpresse gepresst, ebenfalls bei einer Betriebstemperatur
von +1500C. Die Presszeit wurde auf 1 sek berechnet, und der Pressdruck betrug 18
MPa. Nach dieser Behandlung wurden formstabile Furniere erhalten, die eine bemerkenswert
höhere Härte hatten.EXAMPLE In connection with the drying of veneer, approx
3 mm thick pine veneers from a continuously operating veneer dryer
taken with an operating temperature of +150 0C. With maintained temperature
the veneers were pressed in a roller press, also at an operating temperature
from + 1500C. The pressing time was calculated to be 1 sec and the pressing pressure was 18
MPa. After this treatment, dimensionally stable veneers were obtained, which are remarkable
had higher hardness.
Furniere, die auf einen Feuchtigkeitsquotienten von 9% getrocknet
und dann sofort gemäss der Erfindung verdichtet worden waren, hatten nach Kühlen
auf Zimmertemperatur eine Härte von 7 kg/mm², während ein nur auf einen 9%einen
Feuchtigkeitsquotienten getrocknetes Furnier nach dem mühlen auf Zimmertemperatur
eine Härte von 1,5 kg/mm² hatte.Veneers that have been dried to a moisture quotient of 9%
and then immediately compacted according to the invention, had after cooling
at room temperature a hardness of 7 kg / mm², while a hardness of only 9%
Moisture quotient of dried veneer after milling to room temperature
had a hardness of 1.5 kg / mm².