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Verfahren zur Veredlung von Holz.
Es ist eine in der holzverarbeitenden Industrie lang bekannte Tatsache, dass geflösstes oder geschwemmtes Holz eine Verminderung der Hygroskopizität und damit eine geringere Neigung zum Schwinden, Quellen, Werfen, Verziehen und Reissen zeigt, ferner, dass solches Holz, wenn es genügend lang der auslaugenden Wirkung des Wassers ausgesetzt war, auch gegen Fäulnis widerstandsfähiger und daher dauerhafter wird.
Die Ursache dieser Erscheinung liegt darin, dass die mehr oder weniger leicht löslichen (quellbaren) organischen Anteile des Holzes, wie Xylan, Stärke, Proteine und andere, schon für sich allEin durch ein besonders starkes Quellvermögen ausgezeichnet sind, welches aber durch die gleichzeitig im Holz vorkommenden Mineralstoffe in seiner Wirksamkeit noch bedeutend erhöht wird. Diese im Holz eingeschlossenen Substanzen, deren Quellvermögen von der jeweiligen Luftfeuchtigkeit abhängt, sind auch die Ursache für das"Arbeiten"des verarbeiteten Holzes.
Da diese organischen und anorganischen Holzbestandteile zufolge ihrer relativ leichten Löslichkeit gleichzeitig den besten Nährboden für die das Holz befallenden Pilze und Bakterien sind, wird das Anwachsen der Widerstandskraft der ausgelaugten Hölzer gegen Fäulnis verständlich. Die durch das Auslaugen bedingte Entfernung der oben beschriebenen
Quellstoffe hat daher eine Verbesserung der Holzqualität sowohl in bezug auf die Formbeständigkeit als auch in bezug auf die Lebensdauer zur Folge, da reine Zellulose weder quillt noch den Bakterien und Pilzen Nährboden bietet.
Die natürliche Auslangung des Holzes hat jedoch den Nachteil einer langen Prozessdauer (meist drei bis fünf Jahre), wodurch die Rentabilität des Verfahrens wesentlich herabgesetzt wird, wobei ausserdem eine völlige Auslaugung, d. h. vollständige Befreiung von den genannten Stoffen, schon deshalb nicht möglich ist, weil das natürliche Wasser selbst wieder mehr oder weniger organische und anorganische Stoffe enthält, die daher der Auslaugung eine Grenze setzen.
Erfindungsgemäss wird daher die Entfernung der oben beschriebenen Quellstoffe nicht durch Auslaugung-allein, sondern durch Einwirkung elektrischen Gleichstromes mit gleichbleibender Stromrichtung auf natürliches oder vorbehandeltes Holz erzielt. Letzteres wird der Einwirkung des elektrischen Gleichstromes so lange ausgesetzt, bis die Stromstärke einen ungefähr konstant bleibenden niedrigsten Wert angenommen hat und die auslaugbaren organischen und anorganischen Stoffe, wie Xylan u. dgl. im wesentlichen ausgeschieden sind, wodurch die schlechten physikalischen Eigenschaften des Holzes, wie namentlich das Schwinden, Quellen und Werfen und weiters im besonderen der Pilzbefall, weitgehend vermieden werden.
Bisher kannte man nur Verfahren, bei welchen Holz oder andere zelluloseartige Stoffe durch Einwirkung von Wechselstrom oder Gleichstrom, dessen Stromrichtung in gewissen Zeitintervallen gewechselt wurde, unverweslich gemacht und die mechanische Widerstandskraft erhöht wurde. Eine Veränderung der physikalischen Eigenschaften, zu welchen die Hygroskopizität und die dadurch bedingten Eigenschaften des Schwinden, Quellens, Werfens, Verziehens und Reissens zählen, konnte nicht erreicht werden. Diese bekannten Verfahren sind auch mehr oder weniger als Imprägnierverfahren anzusehen. Eine Entfernung irgendwelcher organischer oder anorganischer Stoffe aus dem Holz erfolgte nicht.
Zum Unterschied von den bekannten Verfahren erfolgt nach dem Verfahren gemäss der Erfindung keine Imprägnierung, sondere-im Gegenteil-es wird ein hoher Prozentgehalt an organischen und anorganischen Holzbestandteilen mittels elektrischen Gleichstromes entfernt. Wenn nun durch das Verfahren gemäss der Erfindung, wie durch Versuche festgestellt worden ist, auch eine Keimfreiheit
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und Immunität des Holzes erzielt wurde, so bedeutet dies nur noch eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Erfindung.
Für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung werden zweekmässigerweise die an sich bekannten Verfahren der Elektrolyse, Elektrodialyse, Elektroosmose, Elektroultrafiltration od. dgl. angewendet, wobei je nach dem gewünschten Auslaugungseffekt und der verwendeten Einrichtung die angelegte Spannung und Stromstärke innerhalb weiter Grenzen variieren kann. Beim Einschalten des natürlichen oder zweckmässig vorbehandelten Holzes in den elektrischen Gleichstromkreis werden die elektrisch geladenen Mineralstoff-und Kolloidteilchen durch den elektrischen Gleichstrom zu den Elektroden entgegengesetzten Potentials beschleunigt bewegt und dadurch eine rasche Extrahierung dieser Stoffe erzwungen.
Praktische Versuche haben ergeben, dass Holz des verschiedensten Ausgangszustandes (waldund lufttrockenes, gedämpftes und ungedämpftes) sowohl mit als auch ohne Vorquellung, z. B. in der Mittelzelle eines Elektrodialysators, etwa bei 220 Volt Spannung bereits am zweiten Tag der elektro- lytisehen-Behandlung an der der Anode zugekehrten Holzfläche eine mit der Zeit wachsende gallertartige Masse aufwies (hauptsächlich Xylan), während an der kathodischen Membrane rostbraun gefärbte kolloide Stoffe (Eiweiss) niedergeschlagen wurden. Schon nach wenigen Tagen sank die anfangs gestiegene Stromstärke auf einen konstant bleibenden Wert, woraus auf die Beendigung des Prozesses geschlossen werden konnte.
Das Xylan wird an der Membran des Elektrodialysators bzw. der Stirnfläche des Holzes im nativen Zustand niedergeschlagen, wobei es zufolge seiner absoluten Salzfreiheit einen Reinheitsgrad erreicht, der auf rein chemischem Wege nie erzielt werden kann. Bisher musste Xylan (Holzgummi) nur aus sorgsam zerkleinertem Holz (Holzspäne) durch wiederholte Extraktion mittels 5 oiger Lauge gewonnen werden. Hiebei änderten sich die kolloid chemischen Eigenschaften des Stoffes derart, dass von einem reinen Xylan überhaupt nicht gesprochen werden kann.
Wie die an den elektrolytisch behandelten und zum Vergleich an nichtbehandelten Hölzern durch- geführten Untersuchungen und Messungen ergaben, wurde durch das beschriebene Verfahren nicht nur die Hygroskopizität und damit auch die Quellung in den verschiedenen anatomischen Hauptrichtungen nahezu gänzlich verhindert, sondern auch der Befall durch den Haussehwamm und durch andere Pilze
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Die Wirtschaftlichkeit des beschriebenen Verfahrens kann ausserdem auch noch dadurch gesteigert werden, dass die bei der Elektrolyse des Holzes anfallenden Abfallstoffe entweder für sich allein oder auch gemeinsam durch Eindampfen oder auf sonstige Art wiedergewonnen und z. B. als Dünger oder in andern Anwendungsgebieten verwertet werden. Die besondere Durchführung des Verfahrens sowie die hiefür erforderlichen Massnahmen sind für die Erfindung beliebig.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Veredelung von Holz, dadurch gekennzeichnet, dass das natürliche oder vorbehandelte Holz der Einwirkung des elektrischen Gleichstromes mit gleichbleibender Stromrichtung so lange ausgesetzt wird, bis die Stromstärke einen ungefähr konstant bleibenden niedrigsten Wert angenommen hat und die auslaugbaren organischen und anorganischen Stoffe, wie Xylan u. dgl., im wesentlichen ausgeschieden sind.