DE2008463A1

DE2008463A1 -

Info

Publication number: DE2008463A1
Application number: DE19702008463
Authority: DE
Priority date: 1969-03-06
Filing date: 1970-02-24
Publication date: 1970-09-24
Also published as: GB1282195A; AT292996B; NL7003096A; CH501475A; BE746912A; FR2037503A5; ES377553A1

Description

Patentanwälte , ■ DipL-Ing. Walter Kuborn Dipl.-Phys. Dr.-Peter Palgen . 2008463

4 Düsseldorf

Brehmstroße 23 Luigi VAZZOLA in Pordenone /Italien,

■telefon 6327 27 Gottfried ORTNER in Pordenone /Italien und

Josef PRUGGER in Valdaora (Bolzano) /Italien.

Verfahren zur Vergütung von Holz in natürlichem Zustand,

insbesondere zur Herstellung von verdichteten, gegebenenfalls mit einem Ornament versehenen riolzeleraenten.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergütung von Holz j

in natürlichem Zustand, insbesondere zur Herstellung von verdichteten, gegebenenfalls an mindestens einer Seite mit einem Ornament versehenen Holzelementen.

Mit dem Ausdruck "natürliches Holz" wird in der vorliegenden Beschreibung Holz bezeichnet, welches seine natürliche Mase— rung aufweist; es handelt sich öojnit n±ht um Holzfasern, Holzßpäne bzw. kleine Holzabfälle. Trotzdem ist darauf hinzuweisen, daß das zur Herstellung der Holselemente nach dem erfiridungsgemäßen Verfahren verwendete natürliche Auegangsholz aus einem einzigen Stück oder aber aus mehreren Stücken oder Schichten I bestehen kann, die ihre natürliche Maserung aufweisen und einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa l6$ besitzen. Mit dem Aus~ druck "Holzvergtttung" wird eine Behandlung des Holzes in natürlichem Zustand verstanden, welche zu einer Vergrößerung der Dichte und dos spezifischen Geivlchtos dos Holzesϊ sowie zu einer größeren Oberflächenhärte führt.

Die örfindungßgemüfS hergestellten Holzelemente sind insbesondere dazu fteeißnet, Fußbodenbelaßmaterial und im allgemeinen solche Materialien su bilden, die für ihre Verwendung ein

009839/1366 ß^ftD

-ι-

hohes spezifisches Gewicht und ein© große OberflUcheuhUrte benötigen. Wenn es sich um Zierformteile handelt, die an mindestens einei^ Seite mit einem bestimmten Ornament versehen sind, dann können diese Formteile nützlich bei dc-r Möbelfabrikation verwendet werden.

Natürliches Holz besitzt bekanntlich eine geringe PlastizitUt und Verdichtbarkeit.

Es wurde bereits versucht, Zierformteile aus Holz unter Ausnützung der Verformbarkeit des Holzes unter der gleichzeitigen Wirkung von Wärme, Druck und Feuchtigkeit zu erhalten. Gemäß diesem bekannten Verfahren wird das angefeuchtete natürliche Holz in eine offene Form gebracht und darin unter gleichzeitiger l/ärmewirkung" gepresst. Dieses Verfahren führt jedoch nicht zu den gewünschten Ergebnissen und bringt keine Vergütung des Holzes mit sich. Es lassen sich nur Verformungen geringer Tiefe (höchstens 5 mni) zur Erzeugung des Ornamentes verwirklichen und schon bei dieser geringen Verfonnungstiefe zeigen sich Risse im Holz. Die bei diesem Verfahren angewandten Temperaturen sind verhältnismäßig niedrig und die Preßzeiten sind verhältnismäßig lang. Die erhaltenen Verformungen sind nicht vollständig irreversibel und besitzen keine scharfen, sondern unsaubere und abgerundete Ränder und das Holz nimmt zufolge der während des Preßvorgangea angewandten WÄrme dunkle Färbungen an. Aus diesem Grund wurden daher Zierformteile aus Holz bisher fast ausschließlich durch Biegen von natürlichem Vollholz unter Ausnutzung der Biegsamkeit des Holzes oder durch mechanische

0 0 9 8 IjJ 1 3 6 6

spanabhebende Bearbeitung (Schnitzen, Drechseln, Fräsen des Vollholzes usw.) oder durch Vorpressen von mehreren Furnier— lagen in Formen oder durch kombinierte Anwendung dieser verschiedenen Bearbeitungsweisen hergestellt.

Von der Herstellung von Holzfaserplatten ausgehend von Holzfasern ist es andererseits bekannt, daß durch Erhitzen der Fasermasse in Gegenwart bestimmter Wasserniengen und unter gleichzeitiger Anwendung einer starken Pressung in einer geschlossenen Form eine Hitzeplastifizierung des Holzes über ei- i ne Reihe chemischer Prozesse vollzogen wird und sich praktisch ein neues Material bildet. Das Einsetzen der chemischen Reaktionen wird jedoch durch die Anwesenheit von Luft in den Poren der Faserniasse stark behindert und mitunter sogar vollständig unterbunden. Die chemischen Reaktionen, welchö sich im Laufe dieses Prozesses abspielen, umfassen im wesentlichen eine erste vorwiegend Hydrolysephase und eine darauffolgende- vorwiegende Kondensationsphase, im Laufe v/e3.cher harzartige Körper mit Hydrophoben und verklebenden Eigenschaften gebildet werden, die dank ihrer Hitzeplastisität starke irreversible Verformungen | zulassen. - ■

Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung von vergüteten, gegebenenfalls mit einem Ornament versehenen Holzteilen ausgehend von HolzstU&en. zu gestatten, welche ihre natürliche Maserung aufweisen, um Holzteile mit hohem spezifischen Gewicht und ausgezeichneter Oberflachenhärte su erhalten, die gegebenenfalls irreversible ornamentale Verformungen auch von erheblicher Tiefe und hoher Schärfe besitzen.

009839/1366

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit Hilfe eines Verfahrens, welches eine Wärmeverdichtung des angefeuchteten natürlichen Ausgangsholzes umfasst und welches im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, ist, daß das Ausgangsholz vor seiner Wärmeverdichtung in ein Pyridin enthaltendes wässriges Bad getaucht und anschließend bis auf einen Restfeuchtigkeitsgehalt von etwa 12-16$ getrocknet wird, wonach die Verdichtung bei einer Temperatur um l80°C durchgeführt wird.

Das wässrige Bad, in welches das natürliche Holz getaucht wird, besteht vorzugsweise aus drei Gewichtsteilen Wasser und einem Gewichtsteil Pyridin (C H N). Die Eintauchzeit des Holzes in dieses Dad kann schwanken und liegt in der Größenordnung einiger Minuten, beispielsweise etwa 5 Minuten. Das impregnierte Holz wird sodann aus dem Bad genommen uad in eine Trockenkammer eingebracht, in der Heißluft von etwa 6O-8O°C umgewälzt wird. Diese Umwälzluft wird durch einen Kondensator geleitet, um den Ueberschuß des Wasser-Pyridingeni3ches niederzuschlagen. Das Holz bleibt solange in der Trockenkammer, bis der Feuchtigkeitsgehalt auf etwa 12-16$ herabgesetzt ist. In diesem Zustand ist das Holz geruchfrei.

Diese Vorbehandlung des Holzes mit der Wasser- Pyridinmischung hat sich insofern als äußerst wirksam erwiesen, als sie bei der nachfolgenden Verdichtung bei den angewandten Temperaturen (um l80°C) das Einsetzen und den Ablauf der Hydrolysephase begünstigt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß zufolge der Anwesenheit des Pyridine im vorbehandelten Holz die Hydrolyse-

-4-

lO- ι -:■■■ ς

phase fast; schlagartig beginnt, wenn das Holz verdichtet und gleichzeitig der WSrmewirkung ausgesetzt wird. Die Verdien->tung des Holzes kann "in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen durchgeführt werden. In einer ersten Verdichtungsstufe setzt die Hydrolyse ein. Mach einer gewissen Zeit, die von der Stärke des Holzes abhängt, wird eine weitere Verdichtung durchgeführt und es beginnt die Polykondensationsphase des bereits hydrolysieren Holzes, Auch wenn zufolge der Verdichtung Risse und Brüche im Holz entstehen, dann werden dieselben in die— g ser Phase vollständig beseitigt, wobei ein homogener harzartiger Körper gebildet wird, der hydrophobe Eigenschaften besitzt und an dem die natürliche Maserung des bzw» der Ausgangs-* holzstUcke sichtbar bleibt. Dank der kurzen Dauer der Warmverformung erleidet das Holz keine starke Verfärbung.

Wird die Warmverformung des Vorbehandelten Holzes einfach zwischen den Ebenen Platten einer Presse durchgeführt, dann erhält man Holzplatten mit ebenen Seiten, die nach Abhobeln o^cler Abschleifen der Sichtseite unmittelbar beispielsweise als Bodenbelag verwendbar sind. Diese Platten besitzen eine ausgezeich- " nete Oberf rächenhärte und ein hohes spezifisches Gewicht. Das Verfahren dient somit dazu, die Eigenschaften des Ausgangsholzes in natürl,ichein Zustand erheblich zu verbessern und ermöglicht die Ausnutzung weniger wertvoller Hölzer für Verwendungen, denen diese Hölzer sonst nicht zuganglich wären.

Die Warmverformung des vorbehandelten Holzes kann auch in einer Presse durchgeführt werden, von der mindestens eine Platte eine Form trägt, deren Profil dem Negativ eines Ornamentes ent- *■

M- bad

009839/1366

spricht, das in das Holz eingepresst werden soll. Auf diese WWeise ist es möglich, unmittelbar Zierformelemente zu erhalten, die an mindestens einer Seite mit einem Ornament versehen sind, das sehr scharfe Umrandungen besitzt, wobei die Verformungen irreversible sind und auch eine erhebliche Tiefe besitzen können und wobei die erhaltenen Elemente die natürliche Maserung des Ausgangsholzes aufweisen. Um die Verfärbung des Holzes während der V/armver dichtung herab zusetzen und um das Einsetzen der eich dabei abspielenden chemischen Reaktionen x\^reiter zu bogüu— stigen, kann die Warraverdlchtung zweckraäßigerweiae im Vakuum (etwa 650 nun Hg) durchgeführt werden, so daß die in der Form und in den Poren des Holze3 enthaltene Luft entfernt wird.

Eine andere erfindungsgemäß vorgesehene Art zur Herstellung von Zierformelementen, die sich insbesondere dann als zweckmäßig erwiesen hat, v;eim besonders tiefe und scharfe Ornamente gewünscht werden, besteht darin, daß zuerst wie oben beschrieben vorverdichtete Platten mit ebenen Flächen hergestellt werden, welche Platten nach vorherigem Abhobeln oder Abschleifen der Sichtseite bzw. Sichtseiten zwischen die Platten einer Presse eingeführt werden, von denen mindestens eine eine Form trägt, dessen Proflil dom Negativ des gewünschten Ornamentes entspricht, und daß eine weitere Verdichtung unter gleichzeitiger Wurmewirkung durchgeführt wird. Wenn auf diese Weise vorgegangen wird hat sich gezeigt, daß dem Holz Zierornnmente mit größerer Tiefe und mit vollständig scharfen Umfangslinien eingepreßt worden können.

-6-

009839/1366

BAD ORlGlNAU

Es ist darauf hinzuweisen, daß es bei dem beschriebenen Verfahren auch möglich ist, den verdichteten Holzteil bzw. den Zierteil aus mehreren waagrecht übereinander liegenden Schichten herzustellen, wobei beispielsweise für die Sichtschicht eine wertvollere Holzart als für die Innenschicht verwendet werden kann. Die besagten Schichten können aber auch senkrecht nebeneinander liegen. Auch wenn das Holzeleiaent aus mehreren waagrechten oder senkrechten Schichten zusammengesetzt wird, erzielt man jedenfalls eine vollständige und dauerhafte Verschweißung der verschiedenen Schichten.

Die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur unmittelbaren Herstellung-der Zierforiaelemente in einem einzigen Warmverdichtungsvorgang wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung naher erläutert.

Die Fig.1-3 zeigen sehr schematisch eine Preßform in drei aufeinanderfolgenden Phasen dee Verfahrens.

Wie sich aus der .Zeichnung ergibt, wird eine Presse mit zwei auf beliebige Art und V/eise beheizten Preßtischen 1 und 2 verwendet. Am unteren Preßtisch 1 liegt eine Stahlform 3 auf, deren der Auflagefläche entgegengesetzte Fläche ein erhabenes Ornament 4 aufweist, das dem Negativ des Ornamentes entspricht, welches dem Holz aufgedrückt werden soll. Die Stahlform 3 besitzt ferner einen, erhabenen Rand 5, welcher die das Ornament 4 aufweisende Zone umgibt.

Auf dem Pressentisch 1 liegt ferner ein Silikonring 6 auf, der die gesamte Stahlform 3.umgibt. Schließlich umfasst die Form

009839/1366

eine obere Aluminiurcplatte Jt die auf dem Ring 6 aufliegt und gegen welche der obere b&heizte Preasentisch 2 wirkt.

Wie Fig.l zeigt, v.'ird das in der beschriebenen V/eise vorbehandelte (in ein Wasser- Pyridingemisch getauchte und auf einen Restfeuchtigkeitsgehalt von etwa 12-16$ getrocknete) Holzstuck 8 auf den Rand 5 der Stahlform 3 aufgelegt, bevor die obere Aluminiumplatte 7 auf den Silikonring 6 gelegt wird.

Letzterer ist mit einem Anschluß 9 zur Verbindung des durch die Form 3* die Platte 7 und den Ring 6 gebildeten Raumes mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe versehen. Wann die Preßforw in der in Fig.1 gezeigten Weise vorbereitet ist, dann wird Vakuum (etwa 650 mm Hg) angelegt, um die Luft aus dem genannten Raum und aus den Poren des Holzes 8 zu entfernen.

Anschließend erfolgt durch Annäherung der Pressentische 1 und eine erste Verdichtung (siehe Fig. 2), wodurch das Holzstllck 8 teilweise in die Stahlform 3 gepresst wird. In dieser Phase wird der vorher im Inneren der Firm gebildete Unterdruck aufrechterhalten und es beginnt die Hydrolyse des Holzes. ^lIach einer gewissen Zeit wird eine weitere Verdichtung durchgeführt und am Ende derselben (siehe Fig.3) liegt die obere Aluminiumplatte 7 auf dem Rand S der Stahlform 3 auf, wodurch dio Annäherungsbewegung der Pressentische beendet wird und der Forminnenraum hermetisch abgeschlossen wird. Zu diesem Zeitpunkt Sann dio Vakuumpumpe abgeschaltet werden. Das bereits hydrolpsierte Holz ist nun vollständig gegen außen abgeschlossen und es beginnt die Polykondennationsphfise.

009839/1366 -B-

Wie sich aus Fig. 3 klar ergibt, wird beim vollständigen Schlies'-sen der Freßforia die genaue Anpassung des Holzstückes an die Stahlfora erreicht,so daß erstere» das Profil der Form annimmt» Der außerhalb des Randes 5 der Stahlform 3 liegende Teil des Holzes stellt in diesem Fall den Abfall dar, während das Zierformelement durch denjenigen Teil des Holzes gebildet ist, der sich innerhalb des genannten Randes befindet.

Es ist. zu bemerken-, daß das Holz während der beschriebenen Behandlung Dank der kurzen Verweilzeit in der beheizten Form keine merkliche Verfärbung erleidet« Für eine Tiefe des fertigen Ornamentes von etxva 12 mm und bei einer Erwärmung auf l85°C liegt die genannte Verweilzeit in der Form beispielsweise in der Größenordnung Von όθ-8θ Sekunden.

Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß beim erfindungsgemäßen· Verfahren weder Binde- noch Klebniittel dem Holz hinzugefügt werden.

Uie bereits ertvähnt 1st das Anlegen des Vakuums während der Warmverformung nicht unbedingt erforderlich. So können bei der auf der Zeichnung dargestellten Einrichtung der Silikonring 6 und der Anschluß 9 zur_>Vakuumpumpein Wegfall kommen*

Die gleiche Einrichtung kann auch zur Erzeugung von Zierformelementen ausgehend von bereits vorverdichtoten Platten Verwendet werden, wobei diese Platten ihrerseits unter Heranziehung der Presse mit dem unteren und oberen Pressentiech 1 bzw« 2 allein, d.h. ohne der aus der Form 3 und der Flutte 7 be-

009839/1366

■-9" ■'· BAD ORIGINAL

stehenden Preßform hergestellt werden können.

009839/1366

-10-

Claims

Patentansprüche

1 »J Verfahren zum Vergüten von Holz in naturlichem Zustand, insbesondere zur Herstellung von verdichteten, gegebenenfalls mit einem Ornament- versehenen Heizelementen, unter Wärmeverdichtung des angefeuchteten Ausgängenölζes in natürlichem Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsholz: vor der Warittverdichtung in ein Pyridin enthaltendes wässriges Bad ge- -1 taucht und anschließend bis zu einem Restfeuchtigkeitsgehalt von etwa 12-16% getrocknet wird, wonach die Verdichtungbei einer Temperatur um 18O⁰C durchgeführt tvird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet, daß das Holz in natürlichem Zustand einige Minuten lang in ein Bad getaucht wird, welches aus 3 Gewichtsteilen Wasser und 1 Gewichtsteil Pyridin besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß j das im wäsrigöm Eyridinbad impregnierte Holz mittels Warmluft bei einer Temperatur von etwa 6O-8O°C getrocknet wird, von welcher Warmluft kontinuierlich der Ueberschuß der Wasser- Pyrldirunischung entfernt wird,
4« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Wasser- Pyridinmischung vorbereitete Holz, welches der Warmverdichtung unterworfen wird, aus einem Stück besteht.

-11-

0098 3 9/1366
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der- Wasser- Pyridinsiischung vorbereitete Holz, welches der Warmverdichtung unterworfen wird, aus mehreren Stücken besteht, die vorzugsweise schichtweise in waagrecht übereinanderliegenden oder senkrecht ncbeneinanderliegenden Schichten angeordnet sind,
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmverdichtung des mit der Wasser- Pyridinmischung vorbereiteten Holzes in mehreren mit Zwischenräumen aufeinanderfolgenden Stufen durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Wasser-Pyridirunischung vorbereitete Holz zwischen den Ebenen einer Presse warmverdichtet wird und daß die erhaltene verdichtete Platte auf ihrer Sichtseito abgehobelt bzw. abseschlißfen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die auf der bzw, dan Sichtseiten abgehobelte bzw. abgeschliffene verdichtete Platte zwischen die Ebenen einer Presse eingeführt wird, von denen mindestens eine eine Form triigt, deren Profil dem Negativ des in die verdichtete Platte einzupressenden Ornamentes entspricht und dassin dieser Presse eine weitere Verdichtung unter gleichzeitiger WSrmewirkung durchgeführt wird.

•12-

009839/13 66
9· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Wasser-Pyridinmischung vorfaez^eitete Holz in ei~ ner Preßform warmverdichfcet wird, von der mindestens eine Innenfläche ein Profil besitzt, das dejrt Negativ eines in das Holz einzupressenden Ornamentes entspricht.
10. Verfahren nach Anpsruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß während der Warmverformung des mit eier Wassor-Pyridinaiischung vorbereiteten Holzes an den Formirmenraum Vakuum angelegt wird.

-13- .
009839/136B

Leerseite