DE1492562A1 - Verfahren zum Impraegnieren von Holz - Google Patents

Description

betreffend
Verfahren zum Imprägnieren von Holz.

Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Holz, wie Schnittholz, Furnier, Sperrholz und Schichtholz mit Schichten aus verschiedenen Holzarten»

Bs ist bekannt, die verschiedensten Hölzarten mit Lösungen, Dispersionen oder Emulsionen von Insekten- oder Pilzbekämpfungsmitteln zu behandeln, wobei den Behandlungsmitteln Polyalkylenglycole oder deren niedrigere Alkyläther in kleineren Mengen zugefügt werden. Die technische Verwendung von Polyalkylenglycolen für diesen Zweck ist jedoch stark eingeschränkt in Anbetracht der hohen Kosten dieser Verbindungen und aufgrund der !Tatsache, daß sie überhaupt aus wirtschaftlichen Gründen nicht recht empfehlenswert erscheinen.

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überraschenderweise wurde nun gefunden, daß es möglich ist, sowohl mit guter Wirtschaftlichkeit, wie unter Erreichung von bisher unvorhersehbaren praktischen Vorteilen die handelsüblichen Polyalkylenglycole und deren Derivate zur Behandlung der verschiedensten Arten von Holzwaren zu verwenden.

Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich auf Schnittholz, Sperrholz und Schichtholz anwenden und besteht darin, daß man das Holz mit Polyalkoholen oder deren Derivaten behandelt, indem man darauf ein flüssiges Polyalkylehglyeol oder ein Gemisch aus mehreren solchen

von/ Polyalkylenglycolen mit einer Konzentration mindestens

o einwirken läßt, worauf man das Holz trocknet.

Besonders geeignet zur Behandlung nach der .Erfindung ist Schnittholz in verschiedensten Formen und aus den verschiedensten Holzarten, wie Tanne, Fichte, Kiefer, Birke, Eiche, Buche, Pappel, aber auch Edelhölzer, wie Mahagoni, Oregonkiefer, Teak usw., sowie Furniere, Sperrholz und Schichtholz aus diesen Holzarten·

Bei der Behandlung von Schnittholz durch erfindungs— gemäßes Aufbringen geringer Mengen von .unverdünnten oder konzentrierten Lösungen eines Polyalkylenglycols auf die Oberfläche und anschließendes Trocknen erhält man ein beträchtlich erhöhtes Holzvolumen, da die Behandlung das 90981Ö/ÖS96

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Schrumpfen des Holzes während des Trocknens wesentlich verringert. Eine andere vorteilhafte Wirkung besteht darin, daß die Neigung zum Springen oder Reißen während des Trocknens beträchtlich eingeschränkt wird. Der Grund dafür, daß lediglich durch eine Oberflächenbehandlung des Holzes eine so deutliche Wirkung erzielt wird, ist noch nicht vollkommen geklärt,' diese V/irkung kann jedoch darauf zurückzuführen sein, daß in frisch geschnittenem Holz die Feuchtigkeit in den Zellwänden gebunden, in den Zellhohlräumen dagegen frei ist. Wird das Holz getrocknet, so verflüchtigt sich das Wasser zunächst aus den Zellhohl— räumen (Lumen) und hierbei tritt noch kein Schrumpfen auf. Fällt die Feuchtigkeit dann während des Trocknens auf etwa 25 - 30fo ab, so bleibt nur das gebundene "Wasser zurück, jedoch sind die Fasern immer noch mit Wasser gesättigt der sogenannte Fasersättigungspunkt. Erst wenn das Trocknen über diesen Punkt hinaus fortgesetzt wird, werden die Zellwände oeeinflußt und das Holz beginnt zu schrumpfen. Beim technischen Trocknen von Holz liegt der Feuchtigkeitsgehalt in den äußeren Regionen gewöhnlich beträchtlich unterhalb des Fasers^ättigungspunktes, während die inneren Regionen des Holmes einen beträchtlich höheren Feuchtigkeitsgehalt aufweisen. Bereits in einem frühen Stadium des Trocknungsprozesses kann die Oberfläche des Holzes praktisch trocken erscheinen, weil an der Oberfläche eine fortwährende Verdunstung stattfindet, die mit höherer Geschwin-

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digkeit als die Flüssigkeitsdiffusion aus dem Holzinnern verläuft. Dabei dunstet das Hydratwasser der ■Oberflächenzellen ab, die äußeren Schichten schrumpfen und die hierdurch entstehenden Spannungen führen zur Bißbildung»

Wird dagegen die Holzoberfläche erfindungsgemäß mit einem Polyalkylenglycol sehr hoher Konzentration (50$ und mehr) behandelt, so wird gleichzeitig ein Teil des in dem Holz gebundenen Wassers in Freiheit gesetzt und verdunstet dadurch während des Trocknungsprozesses wesentlich schneller, als wenn das Holz nicht auf diese Weise vorbehandelt worden wäre. Gleichzeitig bleiben die äußeren Teile gequollen und die sonst auftretenden Spannungen werden vermiedene Hierdurch wird die Tendenz zur Rißbildung ausgeschaltet« Da das Hydratwasser der Oberflächenzellen durch das Polyalkylenglycol bzw. dessen Derivat ersetzt ist, das auf das Zellgewebe eine Quellwirkung ausübt und beim nachfolgenden Trocknen nicht verdampft, wird die Neigung des Holzes zum Schrumpfen insbesondere in tangentialer und radialer Richtung sehr stark zurückgedrängt. Das Ausmaß, in dem das Schrumpfen verringert wird, hängt unter anderem ab von den Abmessungen des Holzstückes, von dem Verhältnis zwischen Splint- und Kernholz, der Holzqualität, der Trocknungstechnik, der Menge an Behandlungsflüssigkeit je Oberflächeneinheit,, der Anwendungsmethode · für die Flüssigkeit und ihrer Zusammensetzung, sowie von der Temperatur und Konzentration der Tränklösung. Unter

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günstigen Bedingungen wurde erfindungsgemaß bei der Behandlung von Schnittholz eine Einschränkung des Schwindens -Scfarumctra von bis zu 12 Volumenprozent erreicht.

Da beim normalen Trocknen des Holzes die Verdampfung an der Oberfläche stattfindet, muß die in den inneren Regionen vorhandene Feuchtigkeit das Zellengewebe durchdringen bis sie die Überfläche erreichen kann und in die Umgebungsatmosphäre austreten kann. Wenn ein Ortswechsel des vVassers in dem Holz stattfinden soll, muß immer eine Differenz im Feuchtigkeitsgehalt oder in der Temperatur zwischen verschiedenen Zonen des Holzes vorhanden sein, d.h. die Oberfläche muß normalerweise trockener sein als die inneren Regionen, damit überhaupt ein Trocknen stattfindet. Mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung wird es jedoch möglich, den Trockenprozeß derart durchzuführen, daß die inneren Teile des Holzes zuerst und die äußeren Teile später trocknen, ohne daß sich der Trocknungsprozeß verlängert oder äußerlich irgendwie veränderte Dies ermöglicht es, das Reißen gänzlich zu vermeiden oder doch weitgehend zu verringern, selbst wenn das Trocknen bis zu so extrem niedrigen Feuchtigkeitsgehalten durchgeführt wird, wie sie beispielsweise für die Herstellung von Möbeln oder für andere Spezialzwecke"verlangt werden. Das Verfahren nach der Erfindung drängt außerdem die Heigung des gegebenenfalls im Holz anwesenden Harzes, beim Trocknen an die Oberfläche zu wandern, zurück. Das er-

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findungsgemäß behandelte Holz hat daher, seifest wenn es bei höheren Temperaturen getrocknet wurde, eine hellere Oberfläche als unter sonst gleichen Bedingungen getrocknetes unbehandeltes Holz,

Analoge Wirkungen werden bei der Behandlung von Furnier, Sperrholz und Schichtholz nach der Erfindung erreicht. Sperrholz ist ein hochqualifiziertes Holzprodukt, das im veredelten Zustand die natürliche Struktur und das Aussehen von Holz behält, und daher weite Verbreitung gefunden hat„ Das Rohmaterial für Sperrholz "besteht aus ausgewählten jtücken Nutzholz, die nach Dampfbehandlung und entsprechendem Schneiden gewöhnlich zu !Furnieren der gewünschten Dicke, die von etwa 0,5 mm bis zu mehreren Millimetern reicht, aufgearbeitet werdeiio Je nach der Herstellung unterscheidet man zwischen Sägefurnier-, Messer- und Schälfurniere Sägefurnier wird mittels Spezialsägen aus Holzblöcken hergestellt und die Dicke derartiger Furniere liegt im allgemeinen zwischen 1 und 3 mm» Der Schnitt kann bei dieser Furnierart entweder ein 5angentialschnitt oder ein Miutelschnitt sein und bei der Herstellung wird der Klotz in Blätter, der gewünschten Dicke aufgeteilt. Bei der Herstellung von geschnittenem Furnier ("Messerfurnier") muß der entrindete Holzblock gedämpft werden, woraufhin er in der Maschine zu Blättern von 0,5 bis 2 mm Dicke geschnitten wird. Hierbei wird der Schnitt entweder tangential oder radial geführt.

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Beim Abdrehen der sogenannten Schälfurniere, der am meisten üblichen Herstellungsart, geht man von frisch gedämpftem liolz aus und schält den Block spiralförmig von außen nach innen, so daß sich ein fortlaufendes Band ergibt. Die Dicke liegt bei dieser Furnierart normalerweise zwischen 1 und 4 mm und aus dem Furnier wird hauptsächlich Sperr- oder Schichtholz hergestellt. Sperrholz wird in mehreren Schichten aus Einzelfurnieren aufgebaut, die derart verklebt'sind, daß die Pasern der angrenzenden Blätter jeweils rechtwinklig zueinander verlaufen. Auf diese Weise erreicht man, daß Sperrholz wesentlich weniger zum Schwinden, Quellen oder Verwerfen neigt als normales Holz« Ein dem Sperrholz verwandtes Produkt ist Schichtholz ("Tischlerplatten'¹)» das zum Unterschied von dem ersteren eine Mittelschicht aufweist, die aus Leisten oder schmalen Brettern besteht, in welche eine Anzahl Rillen eingesägt sind. Diese Mittelschicht ist auf ueiden Seiten mit einem Gegenfurnier verleimt, das seinerseits in manchen Fällen wieder mit einer besonderen Außenfurnierschicht versehen ist.

Das Feuehtigkeitsverhältnis in einem unmittelbar von einer Furnierdrehbank kommenden Furnier beträgt im

·° allgemeinen 60 bis 120$, in manchen Fällen sogar mehr. ο

^ Bevor das Rohfurnier zum "Verleimen für Sperr- oder >o Schichtholz benutzt wird, muß es getrocknet werden, was ο entweder chargenweise in Trockenkammern oder konünuierj£ lieh auf Walzentrocknern durchgeführt werden kann. Während des Trocknungsprozesses schwindet das Holz, da es,

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sowohl_ in den Zellwäriden gebunden, als frei in den Hohlräumen der Zellen, größere Wassermengen enthält. Beim Trocknen des Holzes wird zunächst das in den Zellhohlräumen enthaltene Wasser entfernt und dieser Prozeß verursacht noch kein Schwinden. Erst wenn das Wasser in den Zellwänden zu verdampfen beginnt, schwindet dae Holz. Hach dem Trocknen nat das Furnier normalerweise einen Feuchtigkeitsgehalt von .4-8^, und deshalb nimmt · das Schwinden einen beträchtlichen Umfang an, der u.a„ mit dem ursprünglichen Feuchtigkeitsgehalt und der Holzart schwankt. Das Schwinden in Längsrichtung des .Blocks ist am geringsten und beträgt bis zu etwa 0,1-0,3^, während das Holz in Radialrichtung bis zu 4-8-/0 und in Tangentialrichtung bis zu 5-12^ schwindet. Erfolgt der Feuchtigkeitsentzug aus dem Furnier allzu rasch oder mit verschiedener Geschwindigkeit in verschiedenen Teilen des Furnierblattes, so führen aie Yolumenschwankungen zu starken Spannungen, wodurch das Furnier sich wirft oder verdreht oder gar reißt_e Die Durchführung des Trocknens ist daher entscheidend für die Qualität des Furniers. Das Trocknen wird gewöhnlich auf kontinuierlich arbeitenden Trockenvorrichtungen durchgeführt, wobei das Furnier im Gegen-ο strom zu heißer luft über Walzen oder endlose Bänder ca geführt wird» Im Gegea- Endstadium des Trockenvorganges-

⁰ durchläuft das Furnier gewöhnlich eine Kühlzone„

cn .

¹⁰ Ein Nachteil des üblichen Trockenverfahrens been

steht darin, daß die Trockenperiode verhältnismäßig

lang Ist und daß die Trockeneinriehtungen einen großen Kaum einnehmen. Der Grund für die Lan.^e der Trockenperiode ist in erster Linie die schlechte Wärmeübertragung von der Trockenluft auf das Furnier. Bei einer Temperatur von 100 - 150° der Trockenluft beträft die Trockenzeit für ein 1,6 mm dickes Furnier gewöhnlich etwa 10-15 Minuten und für dickere Purniere entsprechend mehr, ζ»33, für ein 2,6 mm dickes Furnier 15 - 25 Minuten. Ein anderer Nachteil, der üblichen Trockenverfahren zeigt sich darin, daß das Rohfurnier bereits vor dem Trocknen in dünne Blätter geschnitten werden muß, die nach verschiedenen Dicken sortiert und auf die Zufuhreinrichtungen aufgebracht werden, bevor das Furnier in die Einrichtung zum kontinuierlichen Trocknen ein_oeführt wird. Das Furnier wird somit erst getrocknet, nachdem es in einzelne Blätter zerschnitten ist, so daß Schwierigkeiten auftreten, wenn es sich darum handelt, konstante Abmessungen aufrechtzuerhalten, zumal das Verhältnis zwischen Splintholz und Kernholz in.dem Furnier zu Unterschieden im Schwinden führt. Die geschnittenen Blätter sind φ$. oft sehr spröde, was ihre Handhabung vor dem Trocknen erschwerte

Durch die Behandlung nach der Erfindung, die zu einer wesentlich verbesserten Wärmeübertragung zwischen der Behandlungsflüssigkeit und dem Holz und damit einer bedeutend kürzeren Trocknungszeit in den Trockenkammern bzw.

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auf den Walzen führt, können diese Schwierigkeiten überwunden oder doch stark verringert werden. Da in einem Furnierwerk gerade die Trockenabteilung oft de« Engpaß darstellt, führt die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung zu einer wesentlich erhöhten Ausbringung. Gegebenenfalls kann auch unter Beibehaltung der normalen Trockenzeit die Trockentemperatur erniedrigt werden, so daß das Furnier einem weniger angreifenden Trocknen unterworfen wird und das Endprodukt eine bessere Qualität hat.

Das Verfahren nach der Erfindung erfordert auch eine wesentlich einfachere Ausrüstung als das übliche Verfahren. Einer der wichtigsten Vorteile besteht darin, daß das Furnier erst nach Durchführung des Trockenvorganges in dünne Blätter geschnitten werden kann, die dann konstante Abmessungen aufweisen, da irgendwelche Schrumpf- oder Schwindvprgänge bereits vor äem Schneiden stattfinden,, Die Ergebnisse verschiedener Versuche geigen, daß bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung das Schwinden des Furniers beträchtlich eingeschränkt wird» So kann beispielsweise der tangentiale Schwund von bisher .etwa 10-12$ auf nunmehr 2-6$ reduziert werden, und ähnlich liegen die Verhältnisse beim Schwinden in Radialrichtung. Durch eine mehrstufige Behandlung mit Polyalkylenglycol kann der Tangentialschwund noch weiter zurückgedrängt werden» Somit wirkt

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sich, die Terringerung des Schwindens in einer sicjitlich vergrößerten Produktionskapazität auB. Außerdem zeigt das erfindungsg^inäß behandelte, nicht getrocknete Furnier eine erhöhte Festigkeit und

Plastizitäti wobei gleichzeitig die Heigung zum Reißen, die besonders bei Kiefernholzfurnier ganz beträchtlich ist, praktisch ausgeschaltet istο Bei Furnieren aus wertvollen tropischen und subtropischen Hölzern ist eine gute Festigkeit von "besonderer Wichtigkeit für die Qualität des Furniers bei seiner späteren technischen Verwendung_β

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß das Holz bis zu einem gewissen Grad durch die Behandlung widerstandsfähig' gegen Mikroorganismen wird, so daß ihm keine Konservierungsmittel mehr zugefügt werden müssen, wie dies bisher durch die Behandlung mit Polyalkylenglycol von niederen Konzentrationsgraden erfolgte. In der erfindungsgemäß zu verwendenden Konzentration hat die zugefügte Polyalkylenglycolkomponente an sich schon eine ausreichende Konservierungswirkung während der Zeit, in der die Gefahr des Schimmeins besteht» Selbst wenn das ungetrocknete Furnier vor dem Trocknen einen oder mehrere !Tage gelagert werden muß, findet keinerlei Angriff durch Mikroorganismen statt, während an einem unbehandelten Furnier, das unter gleichen Bedingungen gelagert wurde, eine beginnende Pilzbildung zu beobachten war.

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Der errindun^s^emäß zu verwendende Polyalkohol ist vorzugsweise ein iithylenglycol, ein Diäthylenglycol^ ein Polyäthylenglycol, ein Propylenglycoi, ein Dipropylenglycol oder ein Polypropylenglycol, d.h. eine Verbindung,die durch die allgemeine Formel

?1 ?3 HO C-C - C 0-) _n H

ausgedrückt werden kann, worin R-| , R₂> R·^ und R, für Wasserstoffatome oder niedrigere Alkylgruppen, insbesondere Methylgruppen, stehen und η eine ganze Zahl zwischen 1 und 10 000 bedeutet,

Hit Vorteil können ferner Derivate von Polyalkoholen, wie ihre Äther, Ester oder Äther-Ester verwendet werden· Geeignet sind die Äther von aliphatischen oder aromatischen Alkoholen wie Polyäthylenglycolmonomethyläther, Diäthylenglycolmonoithylather, Diäthylenglycolmonobutyläthtr, Polyäthylenglycolmoüoootylphenoläthir oder di· entsprechenden Dinonylphenoläther. öeeignett Eettr von Polyalkoholen sind Diäthylenglycolacetat, Polyäthylenglycolmonoäthylätheracetat, Äthylenglycolmonoacetat, Diäthylenglycolmonostearat, Polyäthylenglycol-2-äthylhexanoat. Geeignete Äther-Ester von Polyalkoholen sind · · Äthylenglycolmonoäthylätheracetat und Polyäthylenglycolmonoäthylätheroleat. Unter den Polyäthylenglycolen und den Polypropylenglycolen sind diejenigen mit einem"

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Molekulargewicht zwischen 200 und 1000 besonders be-' vorzugt. .

Erfindungsgemäß kann man selbstverständlich auch Gemische aus zwei oder mehreren der obigen Substanzen verwenden. In gewissen Fällen ist es besonders zweckmäßig, die Behandlung mit zwei oder mehreren Polyalkoholen bzw. Polyalkoholalkylathern von verschiedenem !Polymerisationsgrad durchzuführen, wobei eine Wärmestabilisierungswirkung mit einer Oberflächenwirkung kombiniert werden kann.

Kombinationen, die sich als besonders zweckmässig erwiesen haben, sind unter anderem Polyäthylenglycol . vom Molo-G-eWo 200 — 1000 oder G-emische aus gleichen Teilen Äthylenglycol und Polyäthylenglycol vom Mol.-Gew.400

oder ein Gemisch aus 80^u/« Polyäthylenglycol vom MoI,-Gew. 200 und 20$ Polyäthylenglycol vom Mol.-Gew. 400 oder ein Gemisch aus 50$ Polyäthylenglycol vom Mol.-Gew. 200, 25?» Polyäthylenglycol vom Mol,-Gew. 400 und 25$ Polyäthylenglycol vom Mol.-Gew. 1000.

Der erfindungsgemäß verwendete flüssige Polyalkohol muß, um den gewünschten Effekt zu erreichen, in konzentrierter Form anwesend sein. Wenn man ein besseres Eindringen in das Holz und eine Stabilisierung des Fasergewebes erreichen oder die Behandlungskosten herabsetzen will» kann man gegebenenfalls mit einem organischen 909810/0596

Lösunga- oder Verdünnungsmittel oder auch Eilt Wasser. . verdünnen, jedoch muß die Konzentration des^: Polyäthylen- ■ glycols in der Behandlungsflüssigkeit mindestens 50^ und soll vorzugsweise 90-100'γο betragen. Brauchbare Lösungsbzw ο Verdünnungsmittel, sind außer "Wasser, aliphatische oder aromatische Alkohole, Ester, üther und Ketone, sowie Erdölkohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwas-serstoxfe und Terpene. ■ . ■

Die physikalischen Daten der jeweiligen üehandlungsi'lüssigkeit müssen dem Einzelfall angepasst werden. Soll nach der .Behandlung die gesamte Flüssigkeit aus dem Holz entfernt werden, so wählt man für die JSehandlungsflüssigkeit vorteilhafterweise einen niedrigen Siedepunkt,, Siedepunkte von 30-110° und Dampfdrücke von 20-140 mm Hg bei 2O⁰G sind in solchen Fällen zweckmässig» Soll die Behandlungsflüssigkeit ganz oder teilweise nach der Entwässerung in der laser zurückbleiben, was in manchen Fällen wünschenswert ist, so ist es vorteilhaft, wenn der Siedepunkt hoch und der Dampfdruck niedrig, vorzugsweise gleich Null ist. In diesem Fall soll die Behandlungsflüssigkeit zweckmässigerweise einen Siedepunkt von mehr als 200°/760 mm und einen Dampfdruck von 0-25 mm Hg bei 105⁰C haben. Kommt eine niedrigsiedende Behandlungsflüssigkeit zur Anwendung, so ist es vorteilhaft, wenn sie mit Wasser eine konstant siedende Mischung- (ein Azeotrop) bildet. Bei hochsiedenden Flüssigkeiten ist es in manohen Fällen von Vorteil, wenn die Flüssigkeit hygroskopisch

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BAD ORiGiNAL

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und in jedem Verhältnis mit Wasser mischbar ist, da sie dann leichter in dag Holz eindringt und das Wasser verdrängt .

Die Temperatur der Behandlungsflussigkeit liegt erfindungsgemäß im Bereich von 0-1ÖÖ , falls die BehandlungsflUssigkeit niedrigsiedend ist; bei Verwendung von hochsiedenden Flüssigkeiten empfiehlt sich eine Behandlungstemperatur zwischen 100 und 200°. Selbstverständlich kann man bei der Behandlung von Schnittholz die BehandlungsflUssigkeit auch bei einer Temperatur anwenden, die der vorherrschenden Außentemperatur entspricht₀ Bei der Behandlung von Furnier kann man die Furnierblätter, falls niedrigsiedende BehandlungBflüsaigkeiten benutzt wurden, ohne weitere Maßnahmen trocknen lassen.

Die Anwendung des Polyalkohole bzw. der diesen enthaltendtn Behandlungsflüusigkeii; kann auf .verschiedene Art erfolgen, z.B. durch Tauchen oder Aufstreichen von Hand oder mechanisch, durch Aufsprühen oder Vernebeln oder üuroh ttMchizielifee Aufbringen mittel« falzen*

Am «weckmäseigsten erfolgt die Behandlung kontinuierlich und automatisch beim Übergang des Holzes bzw. des Furniers aus der Schneid- oder Drehvorrichtung zu der Trockenvorrichtung, wie oben beschrieben.

• . Nach der Behandlung mit dem Polyalkohol, vor dem

Trocknen, kann man gegebenenfalls etwa noch verbliebene

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überschüssige flüssigkeit durch Abquetschen zwischen Walzen entfernen.

In Verbindung mit der Imprägnierung mit Polyalkohol

kann es von Vorteil sein, eine Behandlung mit einer

h Lösung eines wasserlöslichen Polysaccarides oder eines

Derivates eines solchen in der gleichen öder einer folgenden Stufe vorzunehmen, Beispiele für brauchbare Polysaccharide sind Celluloseäther, wie Athylhydroxyäthylcellulose, Methylhydroxyäthylcellulose, Methylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Carboxymethylcellulose} Celluloseester, wie Cellulosesulfat und Zucker bzw. Zuckerderivate, wie Glucose, Sucrose, Mannitol, Sorbitol, Molasse, Stärke und Dextrin« Auf diese Weise erhält man eine weitere Versiegelungsschicht, so daß man sich die Oberflächenbehandlung mit Farbe oder Lack ersparen kann.

Die Behandlungsmittel nach der Erfindung erniedrigen in manchen Fällen von sich aus schon die Oberflächenspannung ihrer wässrigen Lösungen, jedoch können sie auch mit bekannten ionischen oder nichtionischen Substanzen kombiniert werden, die als netzmittel dienen. Beispiele hierfür sind die Salze von Fettsäuren und organischen oder anorganischen Basen, Alkylarylsulfonate, Alkylsulfate, Fettalkoholsulfonate, Polyglycoläther von aliphatischen oder aromatischen Hydroxy !verbindungen*.;: oder Kondensationsprodukte von Alkylenoxiden mit Fettsäuren, wie Tallölfettsäuren oder Laurlnaäure,

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Man kann der Behandlungsflüssigkeit auch, andere ■Zusätze beifügen, wie Insektioide, Fungicide oder .!feuerschutzmittel in Lösung, Emulsion oder Dispersion»

Die Beispiele erläutern die Erfindung näher, wobei die Prozentwerte, soweit sie sich auf die Zusammensetzung der Behandlungsflüssigkeit beziehen, Gewichtsprozent sind.

Beispiel 1

Zwei frisch geschnittene Sannenbretter (Dimension 25x150x350 mm, die weiter unten als A und B bezeichnet werden, wurden jeweils in acht gleiche Stücke von 550 mm Länge geteilt. Sieben dieser Muster von jedem Brett wurden durch 30 Minuten langes Eintauchen in die in Tabelle I verzeichneten Flüssigkeiten imprägniert* Die überschüssige Flüssigkeit wurde von der Oberfläche abgequetscht und die Muster zusammen mit einem unbehandelten Muster von jedem Brett im öfen getrocknet. Die !Erooknungazeiten und -temperaturen war#n dit folgendent

20	Std.	b#i	40°
24	»	rr	80s
24	It	η	90°
48	H	η	105?

Die Länge, Breit· und Dicke der Muster wurden vor und nach dem Trocknen genau gemessen. Der ünterfeliitd im

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Schwund In Längsrichtung zwischen behandelten und unbehandelten Mustern war unbedeutend, dagegen ließ sioh_f an den behandelten Mustern gegenüber den unbehandelten ein wesentlich verringerter Schwund in der Breite und . Dicke feststellen· Im Vergleich mit den unbehandelten Mustern zeigten die behandelten kein oder nur ein-ganz unbedeutendes Heißen.

Beispiel 2

Zwei frisch geschnittene lannenhretter wie oben wurden in jeweils 8 gleiche Stücke von 360 mm Länge geteilt» Die Muster wurden mit den Hummern 1 bis 8 versehen. Die Muster 2,3t5_fS und 8 erhielten eine Oberflächenbehandlung durch 5 Minuten langes Eintauchen in 100 prozentiges Polyäthylenglyaal 1000 bei einer temperatur von 100°» Fach dem Abstreichen der überschüssigen Flüssigkeit wurden di· Muster unter den gleichen Bedingungen wi« die unbehandelten Muster 1, 4 und von den gleichen Brettern im Ofen getrocknet und zwar

	31d.	bei	50®
U	- B	W	.80°
48	η	ti	80°

Nach jeder tinatlnen 4tr oben angeführten Trocfcenphaaen wurden die Läng·, Breite und Dick· sämtlicher Muster gemessen* Di· Resultate gehen aus Tabelle II hervor,

•0II10/OSII

Beispiel 3

Zehn ungetrocknete quadratische Tannenfurnierblätter, Dicke 1,6 mm, Länge und Breite 1465 mm, wurden imprägniert durch.Eintauchen in 100-prozentiges Polyäthylenglycol vom MoI₀-GeW. 400 bei einer Temperatur Von +20°. Das durchschnittliche Gewicht der Furnierblätter "betrug vor dem Tränken 3450g, nach dem Tränken 5690g. Durchschnittlich wurden je Blatt 240g Polyäthylenglycol verbraucht. Während des Trocknens ging die Breite auf 1402 mm zurück, d.h. der Breitenschwund betrug 58 mm oder 4,0$«

Zusammen mit'den imprägnierten Blättern wurden 10 nicht imprägnierte Blätter der gleichen Abmessung und Art getrocknet. Die genaue Breite dieser Purnierblätter betrug durchschnittlich 1465 mm. Während des Trocknens schwanden die Blätter auf 1361 mm Breite, d.h. der Breitenschwund betrug 104 mm oder 7»1#.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß der Breitenschwund (Tangentialschwund) bei den mit Polyäthylenglycol imprägnierten !Purnierblättern um 44$ reduziert werden konnte.

Imprägnierte und nicht imprägnierte Furniere aus diesem Beispiel wurden zur Herstellung von 12 mm-Sperrliolz als Außenschiohten benutzt. Das Sperrholz mit den mit Polyäthylenglycol imprägnierten Deckschichten zeigte

9Q9810/059Si? H^r pol

eine bessere Dimensionsstabilität und eine wesentlich geringere Neigung zu Oberfläehenrissen, verglichen mit dem Sperrholz, dessen Deckschichten nicht imprägniert worden waren.

Beispiel 4

Frisch geschältes Tannenfurnier (Größe 1000x1000x1,6mm) wurde durch Tauchen in 100/oiges Polyäthylenglycol bei +75° imprägniert. Die Tränkflüssigkeit bestand aus Polyäthylenglycolen der folgenden Molekulargewichte: 200, 400, 600, 1000, 1500 und 4000» Die Imprägnierzeit betrug 1 Minute .und während dieser Zeit nahmen die Furniere durchschnittlich 21$ Polyäthylenglycol, berechnet auf das Gewicht des trockenen Furniers, auf.

Unter sonst gleichen Bedingungen wurden Trocknungsversuche an einem nicht imprägnierten, sonst gleichen Furnier als Vergleichsmuster durchgeführt»

Die Resultate gehen aus den Tabellen III und IV hervor.

Tabelle I

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Tabelle I

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-' adlungs- £.· sigkeit

Brett Nach, dem Trocknen Vergleich mit upbehancleItem Stück

Breite Dicke Breite !Dicke Fläche Volumen mm mm (mm breiter) (mm öicker)(mm größer) ($ größer)

MDhne	·■	Polyäthylen- glyool 400 Wasser _ Temp· 10O0G	B	126.3 125.0	24.9 24.4	—	1 1	.4 .3	195 224	-
μ_ι.-.-,.		A B	127.0 127.4	26.3 25.7	0.7 2.4				6.2 7.3

Polyäthylenglycol-	A	128	.2	26	.2	1	.9	1	.3	214	6	.8
nonylphenoläther (Hi1SO)
Wasser _	B	127	.8	25	.8	2	.8	1	.4	247	8	.1
Temp. 100C

+ . ■ IiQQ$ Polyäthylsnglyool I- femp. 1000O	400	'■· A B	129.3 127.9	26.5 26.2	3.0 2.9	1.6 1.8	281 501	8.9 9.9
:1009t Polyäthylenglycol τ- Semp. 1000C	400	A B	128.7 129.3	26.7 25.9	2.4 4.3	1.8 1.5	291 299	9.3 9.8
h00^ Pülyäthylenglycol ( Temp. 1500C	400	A B	128.0 129.7	26,1 26.3	1.7 4.7	1.2 1.9	196 361	6,2 11*8
HOO96 Polyäthylsnglycol 4 Temp. 15O0C it-'	4000	A B	129.3 129.9	26.0 25.6	3.0 4.9	1.1 1.2	217 275 ■	6.9 9.0 ;

SAD

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φ. ■ ■	Musi; er	vor	361	1492562	- 22 ·	-	II	Dicke	Länge	U-27	524	•	Trocknen
	Hr.	Länge	360		Tateile	Durchschnittswerte aus	mm	mm			Dicke
■		mm	361		dem Trocknen	25,2	359		zwei Probestücken	mm
	360	Durchschritt 560,		Breite	25,4	360	nach dem	I 24,8
2	360		mm	25,1	359	Breite '	25,0
3	359	134,1	25,3	360	mm	24,3
5	360	134,4	25,2	358 .	129,2	24,5
6	358	134,4	25,2	359,2	130,0	24,8
8	Durchschnitt^ 9,	134,6	24,8	360	129,6	24,7
	1	134,7	25,2	359	130,0	23,8
	4	4 134,4	25,0	361	130,3	24,1
	■ 7 .	133,6	25,0	360,0	129,8	23,8
	134,0		125,5	23,9
134,5 .	125,8
7 134,0	125,1
	125,5

Durchachnittsvolumen

Behandelte Probestücke vor dem Trocknen 1217 cm Behandelte Probestücke nach dem Trocknen 1152 cm

■;

ünbehandelte Probestücke vor dem Trocknen 1208 cm' Unbehandelte Probestücke nach dem Troclaieii 1080

Durchschnittlicher Schwund

Behandelte Probestücke 65 cm » 5,3 $>

Unbehandelte Probestücke 12Θ cm^ * 10_f6 Jl · Rückgang des Schwundes durch die Behandlung == 50,0 $

Durchschnittlicher Volumengewinn beim Trocknen von behandelten Probe-Stücken gegenüber unbehandelten: 72 χ 100 / 1080 = 6,7 $>*

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!Tabelle III

Polyäthylenglycol

Molr-Gew« Verbrauch an

Polyäthylenglycol, bezogen auf trockenes Holz in Gew.-4> Durchschnittlicher Schwund nach 5 Min, Trocknen bei 1QO Q,

Tangential schwund fo	Radial- schwurd
2,5	2,7
1,5	2,4
2,2	2,9
2,5	2,1
2,9	4,2
4,2	2,9
7,9	8,4

200	19,5
400	22,5
600	21,5
1000	21,0
1500	20,5
4000	21,5

Unimprägniertes Furnier (Vergleich)

Tabelle IV

Mittleres ffurniervolumen

vor dem Trocknen in cm⁵ 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600

mittleres jTurniervo lumen

nach dem Trocknen in cm³ 1518 1541 1519 1546 1488 1488 1350

Mittlerer Volumenschwund in cm

Mittlerer Volumenschwund

Rückgang des Schwundes gegenüber Vergleichsversuch in io

Mittlerer Volumengewinn Während des Trocknens gegenüber Vergleichsversuch 59 81 54 112 112

5,1 3,7 5,1 3,4 7,0 7,0 15,6

76 67 ' 78 55 55

12,4 14,1 12,5 14,5 10,2 10,2

■ 809810/0596

Beispiel 5

Frisch geschälte Tannen- und Eirkenfurnierblätter (Größe 305x1000x1,6mm) wurden durch 1 Minute langes Tauchen in einer 50$igen wässrigen Lösung von Äthylenglycol ■·■ imprägniert und anschließend "bis. auf ..einen Feuchtigkeitsgehalt von 6°/o getrocknet. Es wurden die folgenden„Se_rien— --— von Furnierblättern gleicher Qualität gleich lang und unter gleichen Bedingungen getrocknet und auf ihren Schwundgrad verglichen:

A₆ Imprägniert mit 50^igen AthyJ-englxcolrijex-2?^ B₀ Imprägniert mit 50$ Äthylenglycol bei 75°C G₀ Nicht imprägnierte Vergleichsmuster.

Die Resultate sind aus Tabelle Y ersichtlich. Tabelle V

Serie	Verbrauch an •Äthylenglycol ~	6	Schwund in %, trockenes	bezogen auf Holz	radial
	(100'/ö)in fof bezogen auf trockenes Holz	1οngitudina1	tangential	2,0
A Tanne	2,4	0,1	7,2	3,4
B Tanne	1,2	0,2	7,0	4,6
ö Tanne	-	0,2	7,8	6,1
A-. Birke	2,0	0,1	8,4	3,7
B Birke	2,6	0,1	7,2	9,5
C Birke	-	0,3	10,8
Beispiel

Frisch geschälte Tannen- und Birkenfurnierblätter (Größe 305x1000x1,6mm) wurden imprägniert durch 1 Minute langes

909810/05 9 6

1A-27 524

(Fauchen iß einer 5Ö$igen wässrigen Lösung von Äthylehglycolgtanoäthy lather (Ithyldiglycol), Die Blätter wurden dann "bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 6$ getrocknet·

-Έβ- wurden Äie folgenden Serien von Fumierblättern gleicher Qualität gleich lang und unter glciehen Bedingungen, getrocknet und auf ihren Schwundgrad verglichen»

mit SO^igem Diglyeol bei 27°·

Biglyool bei 75°· C. Nicslrfe iitprägnierte Vergleichsmuster. Die Hesultate sind aus ialbelle YI ersichtlich.

	Verbrauch an Äthyldiglyool (100$} in 5&, frtfäffgett auf trockenes Holz	Tabelle VI	tangential	radial
Serie	0,5		6,5	3,5
	1,6		5,8	1,9
A Tanne	-	, - ' Schwund in $, bezogen auf __~~ trockenes Holz	7,8	4,6
B Tanne	1,5	longitudinal	5,6	4,9
G Tanne	1,7	0,1	5,7	7,0
A Birke		0,1	10,8	9,5
B Birke	0,2
O Birke	0,1
	0,1"
0,3

909810/0596

ι Beispiel 7

Frisch geschälte Birkenfurniere von obiger Größe wurden imprägniert, indem ein Teil in 1OO#iges Polyäthylenglycol vom Mol.-Gew. 400 (MODO-PEG 400, Hersteller Mo och Domajö AB₁ Schweden), ein anderer Teil in wässrige Lösungen dea gleichen Polyäthylenglycola in verschiedenen Konzentrationen bzw.- in reinea Wasser eingebracht wurden. Außer-

dem wurden Vergleicheversuohe ohne jede Imprägnierung durchgeführt. Die Imprägniarzeit wurde in allen Fällen, auf 5 Minuten beschränkt. Das Trocknen erfolgte unter gleichen Bedingungen.

Die Resultate sind aus Tabelle YII ersichtlich.

Tabelle VII

akflüasigkeit Absorbierte Tränk- Absorbiertes . Durchschnitt!. υ flüssigkeit in Gew«-$, Polyäthylenglycol achwund nach wasser _{bezogen auf} trockenes (100'/₀)in Gew.-fo, Trocknend Stä Holz bezogen auf trooke- bei 100 )

in Gew._^o · ■ ^{Πθ3 H}°^1Z longitu-tangen-

dinal °fo tial ψ

17,8

12,6

7,3

4,0

2,7

· 0

O	17,8
20	15,8
40	12,1
60	9,6
80	10,0
100	6,0

0	1,3
0,1	2,0
0,2	4,7
0,2	7,1
0,2	- 8,5
0,2	10,1

909810/0596 _C0PY

-?&&?&*■■■ ' ORIGINAL INSPECTED

H92562-²⁷-

Beispiel 8

Frisch, geschälte Birkenfurniere τοπ obiger Große wurden imprägniert durch Tauchen in 100^igem Polyäthylenglycol vom Mol.-Gew. 400 bei 100°» In diesem Pail wurde die Imprägnierzeit von 1 bis 5 Minuten variiert.

Wie aus Tabelle YIII ersichtlich ist, ist die Imprägnierdauer in diesem Bereich nicht von besonderer Bedeutung für den Rückgang des Schwunds, wenn 100%iges Polyäthylenglycol 400 bei 10O⁰C als Imprägnierflüssigkeit benutzt wird.

Tabelle VIII

Imprägnierzeit Verbrauch an Durchschnittlicher Schwund in Minuten Polyäthylenglycol 4CO, nach Trocknen (6 Min» bei

Gew-^ä bezogen auf 105 0)

UJ.	1	15,8	longitudinal	tangential Io
2	20,0	0.1	2,2
3	28,0	0,1	2,0
Kontrolliste^	_	0,1	1,8
	0,1	7,6

Beispiel 9

Tannenfurnier von obiger Grotte, das als Deckschicht für Schichtholz verwendet werden sollte, wurde imprägniert durch Eintauchen in ein Gemisch aus Polyäthylenglycol vom Mol.-Gew.400 (MODO-PEG 400) und Polyäthylenglycol vom Mol.-Gew. 1500

•909810/0596,

COPY

(MODO-filG- 13"ΟΟ)β Die Tauchzeit /betrug bei 75°C eine Minute"· "' Die aufgenommene Men^e an Polyäthylenglycol war bei den verschiedenen Mustern nur wenig verschieden. Die lurniere wurden nun zusammen mit den nicht imprägnierten Blättern 5 Stunden lang bei 100° getrocknet.

Die Resultate sind aus Tabelle IX ersichtlich.

Tabelle IX ■ . . , . _;._i: ·_ .... .

Tränkflüssigkeit Verbrauch an Tränk- ■ Durchschnittlicher: T/rn-nn wpn ivrrvnn wc flüssigkeit in G-ew.-^, Tangentialschwund nach

Ä bezogen auf trockenes Trocknen:(5 .S*d^:be:i

80 :	20
60	40
40	60
20	80
0	100

22.7 1,9 ' 7 !

19,0 ■ 2,1 ΐ

22,2 , 2,4 *

22.8 2,9
22,0 3,3

Vergleichsmuster - 5,8

Das Schichtholz, das mit den wie oben imprägnierten Deck- j, furnieren hergestellt wurde, zeigte eine wesentlich verbesserte Dimensionsstabilität und die Neigung zum Reißen war gegenüber einem mit den Vergleichsmustern hergestelltem Schichtholzbedeutend verringert, - '

Beispiel 10 \ '

Frisch geschältes Tannenfurnier wurde bei 50° mit ' 50^igen wässrigen Lösungen von Polyäthylenglycol vom Mol.-aew.400»^l!',

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BAD OR[QINAL

ι ■

,imprägniert, wobei die Lösungen außerdem enthielten:

¹A* 1 io Hydroxyäthyleellulose
B. 1 io Äthylhydroxyäthylcellulose

Es ließ sich feststellen, daß die Anwesenheit von 1$ Celluloseäther in der Imprägnierflüssigkeit den durch das Imprägnieren mit Polyalkylenglycol erhältlichen Bückgang im .Schwund nicht beeinträchtigte. Dagegen wurde insofern eine Verbesserung erreicht, als eine verbesserte Leimaufnahme zu beobachten war-und als die normalerweise beim Schneiden von Tannenfurnieren auftretenden Risse zusammenklebten.

Beispiel 11 .

!Eannenfurnierblätter wurden zwecks Imprägnierung 4- Minuten bei 110° in eine 80$ige Lösung von wässrigem Polyäthylenglycol (Mol.-G-dw.400) getaucht. Nach dem Abquetschen der überschüssigen Behandlungsflüssigkeit wurden die Furniere, zusammen mit unbehandelten gleichen Blättern von demselben Klotz, bei 110° getrocknet. Bei den unbehandelten Furnieren betfug die Zeit, die nötig war, um den Feuchtigkeitsgehalt auf 5% zu reduzieren, 22 Minuten, während hierzu bei den imprägnierten Furnieren nur 6 Minuten notwendig waren» Der Breitenschwund war um 42?& geringer als bei den unbehandelten Furnieren und im G-egensatz zu diesen zeigten die behandelten Blätter eine besonders glatte Oberfläche ohne Jede Neigung zur Wellenbildung»

Beispiel 12

fannenfurnierblätter wurden in geschmolzenem Polyäthylen-

9098 10/OSJS,"ν,.,, .,

glycol vom Mol.-Gew. 1000 5 Minuten lang bei 125° getaucht. Beim Trocknen in einem kontinuierlichen Lufttrockner hätte nach der üblichen Methode die Trockenzeit etwa 15 Minuten betragen. Wach obiger Behandlung wurde das überschüssige Polyäthylenglycol zwischen Walzen abgequetscht und das furnier dann mit Hilfe eines Harnst off -Formaldehyd-Leims als Deckschicht auf ein fünfschichtiges Sperrholz von 12 mm Dicke (5x2,6 mm) aufgeleimt, Nach Sandbehandlung wurde die Oberfläche mit einem Polyurethanlack behandelt«

Ein Sperrholz mit diesen Deckschichten erwies sich als von beträchtlich besserer Qualität und Dimensionsstabilität als ein gleiches Produkt, dessen Deckschichten nicht erfindungsgemäß behandelt worden waren. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich in der Deckschicht die Fasern nicht aufrichten konnten« Die Deckschicht ist bereits gequollen und kann nicht., wie eine unbehandelte Furnierschicht, Feuchtigkeit absorbieren oder abgeben, da der normale Feuchtigkeitsgehalt des Furniers durch Polyäthylenglycol verdrängt ist,

Patentansprüche

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Claims (1)

1. Verfahren.zur Behandlung von Holzprodukten, insbesondere von Schnittholz, furnier, Sperrholz und Schichtholz, mit Polyalkoholen oder deren Derivaten, dadurch g e. k en.η ζ e i c h ne t , daß man das Holzprodukt mit einer glycölhaltigen Flüssigkeit, bestehend aus einem Mono- oder Polyäthylenglycol oder einem ihrer Derivate oder einer Mischung aus diesen Verbindungen tränkt, wobei das oder die Glycöle bzw. Giycolderivate in der Flüssigkeit in einer Konzentration von mindestens 50$ vorhanden sind, worauf man das so behandelte Holz trocknet,

2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das oder die G-Iycole bzw» Giycolderivate in einer Konzentration von 90 bis 100 Gewo-$ vorhanden sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, -daß die Trocknung derart durchgeführt wird, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes unter den FaserSättigungspunkt gesenkt wird.

4 β Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man ein G-lycol der allgemeinen Formel

909810/0596, ;, \ : :·

HO(-G -O- 0-) H

worin R-, Rp j ^Ri5 ^{und r}a ^für Wasserstoffatome oder niedrigere Alkylgruppen stehen und η eine ganze Zahl von 1 bis 1000 ist, oder einen Äther, Ester oder üther-Ester eines derartigen Glycols verwendet.

5ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß man ein Polyäthylenglycöl vom Molekulargewicht 200 bis 1000, oder ein Gemisch aus 5Oft Äthylenglycol und 50Jb Polyäthylenglycöl vom Molekulargewicht 400, oder ein Gemisch aus 80/s Polyäthylenglycol vom Molekulargewicht 200 und 20% PoIyäthylenglycol vom Molekulargewicht 400, oder ein Gemisch aus 50°/o Polyäthylenglycol vom Molekulargewicht 200, 25<fo Polyäthylenglycol vom Molekulargewicht 400 und 25fo Polyäthylenglycol vom Molekulargewicht 1000 verwendet.

6 ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß man das oder die Glycole bzw.. Glycolderivate dem Holz bei einer lemperatur von 0 bis 200⁰C unter Mormaldruck zuführt»

7.. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch geke-nnzeiohnet , daß die Troclcenperiode 0,5 bis 5 Minuten dauert„

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H92562 ■- 33 - . U-27 524 8o Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Schnittholzprodukte 'derart behandelt werden, daß die giycolhaltige flüssigkeit nur in einer oberflächlichen Schicht darauf aufgebracht wird, und zwar vorzugsweise dureh Imprägnieren, iauchen oder Aufstreichen.

9» "Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g& k e η η ζ e i e h η e t , daß man beim Behandeln von Furnieren das feuchte lurnier nach Aufbringen der glyeolhaltigem llüseiigk©it troeknet und erst nach dem Trocknen in Blätter schneitet»

80981 Ö/ÖS9$