DE2654958A1

DE2654958A1 - Verfahren zur behandlung von holz

Info

Publication number: DE2654958A1
Application number: DE19762654958
Authority: DE
Inventors: Takeji Motai
Original assignee: Shin-Asahigawa Co Ltd
Current assignee: Shin-Asahigawa Co Ltd
Priority date: 1976-05-12
Filing date: 1976-12-03
Publication date: 1977-12-01
Also published as: US4127686A; NO764123L; AU2104277A; FI59549C; SE7613590L; AU504464B2; SE421391B; FI763484A; FI59549B; CA1103414A

Description

KRAUS & WElSERT

PATENTANWÄLTE 2 6 5 4 9 W ö

DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING. ANNEKÄTE WEISERT DIPL.-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 ■ TELEFON 089/797077-797078 - TELEX O3-21215S kpatd

TELEGRAMM KRAUSPATENT

1411 AW/MY

(1) TAKEJI MOTAI, Chofu / Japan

und j

(2) SHIN-ASAHIGAWA CO., LTD., Tokyo / Japan"

Verfahren zur Behandlung von Holz

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Holz, durch das die Entstehung von Schäden am "bzw. im Holz vermieden wird.

Für die moderne Gesellschaft mit hochentwickelter chemischer Industrie ist Holz nach wie vor das nützlichste Material wie auch für das tägliche Leben der Menschen, wo es für Haushaltsmaterialien und Möbel verwendet wird. Das Holz kann sich jedoch nachteilig verändern, und es können Fehler und schadhafte Stellen entstehen. Das Holz kann sich verziehen, es kann eine Spiralmaserung entstehen, es kann sich krümmen, es kann brechen, es können Flecken oder Färbungen entstehen, es kann eine Fäulnis auftreten usw. Solche Änderungen der Eigenschaften sind bei der Haushaltsindustrie, der Möbelindustrie und ebenfalls bei anderen Industriezweigen, bei denen Holz verwendet wird, sehr nachteilig.

Holz unterscheidet sich von Kunststoffen und Metallen in vielerlei Hinsicht. Oft unterscheiden sich auch die ver-? schiedenen Holzsorten der gleichen Arten und des gleichen Ur-

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sprungs. Oft beobachtet man auch Unterschiede in den Eigenschaften von Holzstücken, die aus dem gleichen Stamm herausgeschnitten wurden. Die wichtigsten Unterschiede in den Eigenschaften von Holz sind die folgenden:

(1) Unterschiede im Material wie Kernholz, Splintholz, fehlerhaftes Holz;

(2) Unterschiede in der Holzstruktur bzw. dem Holzstrukturstrahl und der Komponente;

(3) Unterschiede in der Dicke, Breite und Länge;

(4) Unterschiede in der physikalischen Verarbeitbarkeit auf Maschinen von Holz, das in vier Teile gesägt wurde, zwischen einfach gesägtem Holz oder Zwischenschnitten bzw. aus der Mitte herausgeschnittenem Holz;

(5) unterschiedliche Wassergehalt des Holzes selbst und

(6) Unterschiede bei den Trocknungsbedingungen, Lagerund Gebrauchsbedingungen.

Die Art der Fehler und der Zeitpunkt ihres Auftretens unterscheiden sich, bedingt durch verschiedene Ursachen, wie oben erwähnt, und selbst bei gleichen Fehlern können Unterschiede in der Qualität bestehen.

Die Beseitigung und die Vermeidung solcher Fehler im Holz ist damit eine wichtige und weltweite Aufgabe.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung von Holz zu schaffen, durch das vermieden wird, daß das Holz fehlerhaft wird, wenn das Holz den verschiedensten Bedingungen ausgesetzt ist.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Behandlung von Holz, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Holz in einer ein oberflächenaktives Mittel enthaltenden Lösung gekocht wird," das gekochte Holz in einen Druckkocher überführt wird, das oberflächenaktive Mittel und verdünnte Alkali-

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lösung durch Anwendung von Druck und unter Erhitzen zwangsweise in den Holzstrahl gezwungen werden, das Holz bei vermindertem Druck entwässert wird und das Holz durch Trocknen in Luft und/oder durch Trocknen in einem Ofen getrocknet wird und gegebenenfalls einer Endbehandlung unterworfen wird.

Die erfindungsgemäße Behandlung des Holzes besteht darin, daß man das Holz in einer ein oberflächenaktives Mittel enthaltenden Lösung zuerst kocht, das Holz ohne Zerstörung der Holzstruktur erweicht und die verschiedenen Zusammensetzungen bzw. Substanzen, von denen angenommen wird, daß sie die Holzqualität verschlechtern, in Lösung überführt. Harz oder Hemicellulose, die durch die heiße, das oberflächenaktive Mittel enthaltende Wasserlösung gelöst wird, wird abgetrennt. Werden das oberflächenaktive Mittel und verdünnte Alkalilösung in jeden Teil des Holzstrahls gezwungen, indem man Druck anwendet und das oberflächenaktive Mittel und die verdünnte Alkalilösung zusammen mit dem Holz in einem Druckkocher erhitzt, wird die Lösung in dem Holz dispergiert und unerwünschte Stoffe bzw. Abfälle wie Harze, Lignin, Hemicellulose, die in den Holzkomponenten akkumuliert sind, werden herausgelöst und trennen 3ich ab. Tracheide,Teer und Lumina, die als Hauptursachen für die Fehler des Holzes angesehen werden, werden anschließend bei vermindertem Druck abgetrennt, insbesondere werden die nichthomogenen Stoffe aus dem Holz abgetrennt, und dadurch wird die Holzqualität verbessert und die Substanzen werden aus der Holzstrahl- bzw. Xylemstrahlkomponente entfernt, die durch ihre ungleichmäßige Verteilung Unterschiede in der Holzqualität ergeben. Erfindungsgemäß gelingt es, Holz herzustellen, das eine gleichbleibende Qualität besitzt und aus dem die akkumulierten, unerwünschten Stoffe entfernt wurden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es weiterhin möglich, das Holz direkt aus dem Druckkocher in eine Ofentrockenkammer zu überführen und es auf einen Feuchtigkeitsgehalt unter 10% zu trocknen. Dadurch wird die Trocknungszeit, die im allgemeinen über etwa 9 Tage beträgt, wesentlich verkürzt.

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Werden bei dem erfindungs gemäß en Verfahren relativ wertvolle Hölzer verwendet, d.h. Hölzer, die keine so großen Fehler zeigen (Japanische Zeder, Silberföhre bzw. Silberkiefer bzw. Silberfichte, Japanische Zypresse usw.), so kann die-Kochzeit mit der lösung aus dem oberflächenaktiven Mittel um etwa die Hälfte verkürzt werden,und die Konzentration an oberflächenaktivem Mittel in der Lösung und die Konzentration an verdünnter Alkalilösung können auf etwa die Hälfte vermindert werden. Der Druck und die Temperatur beim Kochen mit der verdünnten Alkalilösung können auf 2,0 kg/cm und· 120 C und 2 Stunden verkürzt werden, und man erhält trotzdem die gewünschten Ergebnisse.

Die Lösung aus dem oberflächenaktiven Mittel kann in dem Kochtank mehrmals verwendet werden, indem man ihre Konzentration entsprechend einstellt, und so ist es möglich, kontinuierlich zu arbeiten. Das kontinuierliche Verfahren ist wirtschaftlich vorteilhaft.

Die für ein besonderes Holz geeigneten Bedingungen können in Abhängigkeit von den Holzarten, dem Feuchtigkeitsgehalt, den Dimensionen entsprechend ausgewählt werdenj mit Ausnahme von Spezialholz für Präzisionsverwendungen, können, die Bedingungen jedoch stark variiert werden.

Es wurde gefunden, daß die folgende Beziehung zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt des zu behandelnden Holzes und den Kochbedingungen des Holzes besteht.

(1) Bei Holz, dessen Feuchtigkeitsgehalt unter liegt, ist es, sofern nicht bei der Kochbehandlung die Konzentration an oberflächenaktivem Mittel über 0,5% liegt, schwierig, die Mangel des Holzes zu beseitigen, selbst wenn die Behandlung während der zweiten Verfahrens stufe, d.h. die Behandlung unter Druck und Erhitzen, mit dem oberflächenaktiven Mittel und der verdünnten Alkalilösung während langer Zeiten durchgeführt wird.

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(2) Bei Holz, dessen Feuchtigkeitsgehalt über 30% und unter 60% liegt, kann die Konzentration an oberflächenaktivem Mittel niedriger sein und kann z.B. 0,1 bis 0,3% betragen. Wird das Holz nicht zuerst mit der das oberflächenaktive Mittel enthaltenden Lösung gekocht, so treten in dem Holz Unregelmäßigkeiten auf, selbst wenn die Kochbehandlung unter Anwendung von Druck mit dem oberflächenaktiven Mittel und der verdünnten Alkalilösung bei der nächsten Verfahrensstufe erfolgt. ,

(3) Bei Holz, dessen Feuchtigkeitsgehalt über 60% liegt, muß die Konzentration an oberflächenaktivem Mittel in der wäßrigen Lösung im Kochtank einen extrem niedrigen Wert besitzen, d.h. 0,01%.

Wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Behandlung von Lärche verwendet wird, können die Abscheidungen von Harz, Spiralmaserungen, Krümmungen, ein Verziehen und ein Brechen, Schäden, die bei Lärchenholz leicht auftreten, vollständig beseitigt werden. Außerdem wird das Lärchenholz fester, beständiger und die Körnung wird schoner. Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt weiterhin den Vorteil, daß es auch mit großen Holzstücken durchgeführt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr variabel und kann an den verschiedensten Orten durchgeführt werden und diesen angepaßt werden.

Lärchenholz, das in der Vergangenheit nur zeitweise als Gerüstholz für Bauzwecke, Träger bzw. Stützen für Bäume und als Holz mit niedrigem Wert für Pulpenmaterial verwendet wurde, kann nun als Hochqualitätsholz für verschiedene Zwecke eingesetzt werden. Die Lärche kann z.B. als Dekorationsholz, als Alkovenstützen, als Dachsparren und ebenfalls als Hochqualitätsholz für Holzrahmen zum Bauen von Häusern, wie als quadratische Stämme in Form von Herzholz, für Rohre als Rahmenholz verwendet werden. Sie kann ebenfalls als dekoratives Baumaterial wie für Hochqualitätsmöbel, für Spielzeug, Füßböden, Wände usw. eingesetzt werden.

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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

In diesem Beispiel wird die Behandlung von Holz beschrieben, das relativ viele Mängel aufweist, z.B. von Buchen, Eichen, Lärchen und Hemlocktannen.

Buchenstämme mit Baumrinde, deren Feuchtigkeitsgehalt über 6O?6 liegt, mit einem Innendurchmesser von 15 cm und einer Länge von 4 m werden in einen 2 m tiefen und 6 m breiten und langen Kochtank gegeben. Dann wird während etwa 12 h mit heißem Wasser, das das oberflächenaktive Mittel enthält, gekocht. Die Temperatur beträgt 92 bis 98°C. Es wird eine wäßrige Lösung eines anionischen oberflächenaktiven Mittels verwendet, das eine hohe Permeation, Dispersion, Reinigungswirkung und Löslichkeitswirkung besitzt. Der gekochte Stamm wird sofort danach in einen Druekkocher überführt, dessen Durchmesser 1,5 beträgt und der 6 m lang ist. Eine wäßrige Lösung mit einer Konzentration von 0,1% an oberflächenaktivem Mittel (als oberflächenaktives Mittel wird ein anionisches oberflächenaktives Mittel, nämlich Natriumdodecylbenzolsulfonat, verwendet; dies ist besonders wirtschaftlich) und mit einem Gehalt an verdünnter Alkalilösung (besonders geeignet ist Natriumasche = Na₂COz) wird in einer Menge zugegeben, die gleich ist oder größer als es dem Volumen des Stamms entspricht. Die Konzentration an Alkali in der wäßrigen Lösung beträgt k%. Der Stamm wird 3 h in Anwesenheit der oben beschriebenen Lösung auf 130°C bei einem Druck von 3 kg/cm erhitzt. Anschließend läßt man die Lösung ablaufen. Nach dem Ablaufenlassen der Lösung beträgt der Feuchtigkeitsgehalt des Stamms etwa 28 bis 32.%. Der Stamm wird dann bis zum Fasersättigungspunkt bei vermindertem Druck entwässert. Als verminderten Druck verwendet man einen Druck, der 500 mm Quecksilbersäule entspricht. Der Stamm wird dann aus dem Druckkocher entnommen und länger als 48 h bei einer Temperatur von 55°+5°C in einem Ofen getrocknet. Nach dem

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Trocknen im Ofen liegt der Feuchtigkeitsgehalt unter 10%. Man kann den Stamm auch nach der Entnahme aus dem Druckkocher an der Luft während 10 Ms 15 Tagen trocknen. Auch nach dem Trocknen an der Luft liegt der Feuchtigkeitsgehalt unter 10%. Es ist weiterhin möglich, den Stamm nach der Entnahme aus dem Druckkocher in Luft während 10 Ms 15 Tagen zu trocknen und dann langer als 24 h bei einer Temperatur von 55°+5°C in einem Ofen zu trocknen. Man erhält dabei die gleichen Ergebnisse.

Wird der Stamm nach der oben beschriebenen Behandlung und nach dem Trocknen so, wie er ist, verwendet, oder wird er zu Brettern oder Balken zersägt, so stellt man fast keine Fehler im Holz fest.

B e is ρ i e 1 2

In diesem Beispiel wird die Behandlung von Nutzholz mit relativ großen Fehlern, z.B. Buche, Eiche, Lärche,Hemlock, beschrieben.

Nutzholz (5,1 x 10,2 cm)-Balken für Holzrahmenkonstruktionen mit einem Feuchtigkeitsgehalt über 30% und unter 60% werden verwendet. Es werden 44 mm dicke und 94 mm breite und 3640 mm lange Balken zugeschnitten und in einen 2 m tiefen und 4 m breiten und langen Kochtank gegeben»

Anschließend wird 8 h mit einer wäßrigen, 0,3% oberflächenaktives Mittel enthaltenden Lösung, die eine Temperatur von 92 bis 98⁰C besitzt, gekocht. Das Holz wird anschließend nach dem Kochen in einen Druckkocher mit einem Durchmesser von 1,5 m und einer Länge von 6 m gegeben. Es wird 2 h bei 120⁰G und einem Druck von 2 kg/cm mit einer wäßrigen Lösung mit einem Gehalt von 0,0596 an oberflächenaktivem Mittel und einer . wäßrigen Lösung mit einem Gehalt von 0,2% Sodaasche gekocht. Anschließend läßt man die Lösung ablaufen. Zum Kochen wird das

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/(O

gleiche oberflächenaktive Mittel wie in Beispiel 1 verwendet. Nach dem Abfließenlassen der Lösung wird bei vermindertem Druck entwässert, bis der Feuchtigkeitsgehalt des gesägten Holzes etwa den Fasersättigungspunkt (28 bis 32%) erreicht. Das gesägte Nut2hölz wird dann aus dem Druckkocher entfernt und im Inneren eines Raums, der gut ventiliert ist, mehrere Tage aufbewahrt, wobei das gesägte Holz mit trockener Luft in Berührung kommt. Das gesägte Holz wird dann einer Druckbehandlung unterworfen, und wird das an der Luft getrocknete, gesägte Nutzholz verwendet, so zeigt es keine Fehler. Soll Holz hergestellt werden, das einen niedrigen Feuchtigkeitsgehalt besitzt, wie z.B. unter 10%, so ist es ebenfalls möglich, das Holz in einem Ofen bei Temperaturen von 55°+5°C zu trocknen.

Das oben beschriebene Beispiel wird wiederholt, wobei man Hemlock verwendet. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Hemlockholz zeigt im Gegensatz zu dem unbehandelten Holz praktisch keine Fehler. Die Ausbeute ist bei dem erfindungsgemäß behandelten, getrockneten Holz wesentlich höher. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man jegliche Art von Nutzholz behandeln, wie Druckholz, Knoten, Äste, Kernholz oder Splintholz oder aus Kernholz und Splintholz gemischtes Holz. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Steigerung um etwa 20$ an Ausbeute an gesägtem Holz, und außerdem werden die Sägekosten bei Nutzholz um etwa 50% erniedrigt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es weiterhin möglich, Druckholz zu verwenden, das in der Vergangenheit nicht eingesetzt werden konnte. Dadurch werden Wertsteigerungen von etwa erhalten, und die Wirtschaftlichkeit wird verbessert.

Bei 50 χ 100 mm großen Holzstücken oder 40 χ 90 mm großen Holzstücken fällt der Feuchtfekeits-Gehalt durchschnittlich wesentlich, wenn man während einiger Tage an der Lufttrocknet, wonach das Holz einen Feuchtigkeitsgehalt unter 19$> besitzt. Das Holz kann dann in einem Ofen getrocknet werden,

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sofern Holz mit einem niedrigeren Feuchtigkeitsgehalt hergestellt werden soll.

Beispiel 5

Dieses Beispiel beschreibt die Behandlung von dünnen Holzplatten mit relativ vielen Fehlern, z.B. Buchen, Eichen, Lärchen, Hemlock, Lamin (lamin), Lumbayao, Kempas (kempas), Ebenholz, Schwarzes Ebenholz, Rosenholz.

Dünne Rosenholzplatten (Möbelholz) mit einem Feuchtigkeitsgehalt unter 30%, einer Dicke von 20 mm, einer Breite von 250 mm und einer Länge von 1000 mm werden in einen 2 m tiefen und 4 m breiten und langen Kochtank gegeben. Unter Verwendung einer wäßrigen Lösung eines oberflächenaktiven Mittels mit einer Konzentration von 0,5% und einer Temperatur von 92 bis 98°C wird 4 h gekocht. Sofort danach wird das Holz in einen Druckkocher mit einem Durchmesser von 500 mm und einer Länge von 2 m gegeben, 2 h bei einem Druck von 2 kg/cm und einer Temperatur von 120⁰C in einer wäßrigen Lösung erhitzt, die einen Gehalt von 0,1% an oberflächenaktivem Mittel besitzt, und in einer wäßrigen, 0,2% Sodaasche enthaltenden Lösung. Anschließend läßt man die Lösungen ablaufen.

Nach dem Ablaufenlassen wird die Entwässerung bei vermindertem Druck so durchgeführt, daß der Feuchtigkeitsgehalt des dünnen Bretts den FaserSättigungspunkt erreicht. Das dünne Brett wird von dem Druckkocher entnommen und sofort länger als 48 h bei einer Temperatur von 55°+5°C in einem Ofen getrocknet. Man erhält praktisch das gleiche Ergebnis.

Das in Beispiel 3 verwendete Rosenholz zeigt keine Spiralmaserung, kein Abschälen, keine Verkrümmung, keine jahreszeitliche Rißbildung, Fehler, die spezifisch für Hartholz sind. (Die Ausbeute des Holzes wurde durch die erfindungsgemäße Behandlung durchschnittlich um 20% erhöht.) Das Harz im

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Holz war herausdiffundiert und die Bindungsfestigkeit des Holzes ist homogen und sehr gut. Das Holz konnte zu Möbelholz verarbeitet werden, und man beobachtet keine Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche. Die Bindungseigenschaften sind um 20 bis 3O?6 verbessei't, verglichen mit nichtbehandeltem Holz, und somit ist seine Verarbeitbarkeit auf Maschinen sehr gut.

Die Oberflächenhärte ist weiterhin um 15 bis 25% ver- · bessert, verglichen mit nichtbehandeltem Holz, und somit kann das behandelte Holz als Hochqualitätsmöbelholz verwendet werden.

Beispiel 4

In diesem Beispiel wird die Behandlung von Nutzhölzern beschrieben, die relativ große Harzmengen enthalten und viele Fehler aufweisen, z.B. Lärche, Fichte , Kiefer, Föhre,Pinie, Douglasfichte, Apitong (apitong), Kapur (kapur).

Douglasfichtennutzholz (für Türrahmen und für Simse und Leisten), dessen Feuchtigkeitsgehalt über 3C# und unter 6O?6 liegt, wird verwendet. Man verwendet 35 mm dicke, 300 mm breite und 2 m lange Bretter und gibt diese in einen Kochtank, der 2 m tief ist und sowohl 4 m breit als auch 4 m lang ist. Man kocht 4 h mit heißem Wasser, das eine Konzentration von O,3?6 an oberflächenaktivem Mittel besitzt und dessen Temperatur 92 bis 98⁰C beträgt. Das Nutzholz wird sofort danach in einen Druckkocher gegeben, der einen Durchmesser von 500 mm und eine Länge von 2 m besitzt und der an einer anderen Stelle steht. Es wird dort 2 h bei einem Druck von 2 kg/cm und einer Temperatur von 120⁰C mit einer 0,1?£igen wäßrigen Lösung aus oberflächenaktivem Mittel und einer 0,2%igen wäßrigen Lösung aus Sodaasche gekocht. Anschließend läßt man die Lösung ablaufen. Nach dem Ablaufenlassen der Lösung wird bei vermindertem Druck getrocknet, bis der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes den Fasersättigungspunkt erreicht. Das Nutzholz wird aus dem Druckkocher entnommen und in der Luft länger als 24 h bei einer

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Temperatur von 55°+5°C bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt unter

getrocknet. Nach Entnahme des Nutzholzes aus dem Druckkocher kann das Nutzholz auch an der Luft während 5 bis 7 Tagen getrocknet werden und anschließend langer als 24 h in einem Ofen bei 55°+5°C getrocknet werden. Man erhält fast das gleiche Ergebnis.

Die in Beispiel 4 verwendete Douglasfichte enthält viel Harz, das in dem Holz schlecht verteilt ist. Bei den bekannten Koch- und Trocknungsbehandlungen ist es daher schwierig, das Harz vollständig so zu entfernen, daß bei der Verwendung des Holzes keine Schwierigkeiten auftreten. Es hat daher in der Vergangenheit nicht an Bemühungen gefehlt, Verfahren zu entwickeln, um das Harz aus der Douglasfichte vollständig zu entfernen. Man hat z.B. lange Zeiten an der Luft getrocknet, im Ofen getrocknet oder gekocht.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es dagegen möglich, das überschüssige oder schlechtverteilte Harz vollständig aus dem Holz zu entfernen, und dadurch läßt sich die Holzqualität erheblich verbessern. Das im Holz verbleibende Harz ist homogen im Holz verteilt, und das Holz besitzt eine einheitliche Qualität. Man beobachtet bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Holz überhaupt keine Absonderung von Harz auf der Holzoberfläche.

Es wurde weiterhin festgestellt, daß bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Holz die Alterungsänderungen, die sich durch eine Änderung der Holzfarbe zu erkennen geben, vermieden werden. Derartige Verfärbungen von Douglasfichte haben ihre Verwendung in der Vergangenheit sehr beschränkt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es somit möglich, die Holzqaalität von minderwertiger Douglasfichte

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wesentlich zu verbessern, eine spezifische Maserung zu schaffen, eine geeignete Härte einzustellen, so daß die Douglasfichte für Türen oder Fensterrahmen oder Möbel neuerdings verwendet werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung unter Druck in Anwesenheit einer wäßrigen Lösung aus oberflächenaktivem Mittel und Sodaasche in dem Druckkocher fließt das Harz aus dem Holz heraus. Das Harz kann gewonnen und verflüssigt werden und Terpentinöl kann extrahiert werden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es somit möglich, die Qualität von Douglasfichte zu verbessern, die Absonderung von Harz; zu verhindern, die Verfärbung des Holzes, bedingt durch Alterung, zu verhindern und Terpentinöl zu gewinnen. Dadurch wird das erfindungsgemäße Verfahren wirtschaftlieh.

Beispiel 5

In diesem Beispiel wird die Behandlung von Nutzholz erläutert, bei dem die Farbtönung des Splintholzes und Kernholzes wie auch die Holzfärbung im allgemeinen oder die Form fehlerhaft sind, z.B. Buchen, Topffrucht- bzw. Krukenbaum, Walnuß und Rosenholz.

Buchenholz für Möbel, dessen Feuchtigkeitsgehalt über 30% und unter 60% liegt, wird verwendet. Es werden 20 mm dicke, 150 mm breite und 2 m lange Bretter verwendet, die in einen Kochtank gegeben werden, der 2 zn tief und je 4 m lang und breit ist. Man kocht 4 h mit einer heißen, 0,39&Lgen, wäßrigen Lösung aus oberflächenaktivem Mittel mit einer Temperatur von 92 bis 98°C. Das Holz wird sofort danach in einen anderen Druckkocher gegeben, der einen Durchmesser von 500 mm und eine Länge von 2 m besitzt. Zu einer 0,1?6igen wäßrigen Lösung aus oberflächenaktivem Mittel und einer 0,2$&Lgen wäßrigen Lösung aus Sodaasche gibt man eine zuvor hergestellte 0,03#ige wäßrige Lösung aus einem braun-roten Pigment. Das Gemisch wird so gerührt, daß sich das Buchenholz zu einer dem Kernholz ent-

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sprechenden falschen Farbe oder zu einer Birkenholzfarbe verfärbt. Dies ist von den Buchenholzfarben die dunkelste Farbe. Das Holz wird 2 h bei einem Druck von 2 kg/cm und einer Temperatur von 120°C gekocht. Dann wird die Lösung ablaufen gelassen. Nach dem Ablaufenlassen der Lösung wird bei vermindertem Druck getrocknet, bis der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes ungefähr den Fasersättigungspunkt erreicht. Das Holz wird dann aus dem Druckkocher entnommen und in einem Ofen langer als 24 h bei einer Temperatur von 55°+5°C sofort getrocknet. Der Feuchtigkeitsgehalt liegt unter 10%.

Das in Beispiel 5 verwendete Buchenholz besitzt vor der Behandlung eine sehr schlechte Qualität und eine unregelmäßige, dunkelbraun gefärbte Maserung des Kernholzes. Dadurch wird der Handelswert des Holzes stark vermindert. Durch die erfindungsgemäße Behandlung werden jedoch diese Fehler beseitigt und die gesamte Holzqualität wird verbessert. Das Holz wird entsprechend einer Kernholzfarbe oder einer Birkenholzfarbe gefärbt, und wird das Holz erneut gesägt, geschnitten oder angebohrt, so ist das gesamte Holz einheitlich verfärbt« Der Handelswert des Holzes ist wesentlich erhöht. Durch diese Behandlung erhält man ebenfalls glatte und einheitliche Oberflächen, und außerdem sind viele andere Eigenschaften des Holzes wie die Biegefestigkeit und die Oberflächenhärte verbessert.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die Qualität des Holzes und die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung des Holzes verbessert werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden insbesondere die folgenden Vorteile erzielt:

(1) Ohne Unterschiede kann das> erfindungsgemäße Verfahren sowohl mit Weichholz als auch mit Hartholz durchgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist für alle Holzsorten der Welt geeignet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders für solche Holzsorten geeignet, die in der Vergangenheit wegen ihrer minderwertigen Qualität kaum verwendet wurden.

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Ab

Durch das erfindungsgemäße Verfären können enorme Holzmengen, die in der Vergangenheit nicht verwendbar waren, nutzbar gemacht werden. Erfindungsgemäß kann das im Holz enthaltene Harz leicht herausdiffundiert werden und somit der Wert des Holzes verbessert werden. *

(2) Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit allen Formen und Sorten von Holz durchgeführt werden, wie mit Rundholz, dicken Platten bzw. dicken Brettern und Balken und dünnen Brettern, und in jedem Fall erhält man die gewünschten Ergebnisse.

(3) Selbst wenn der Feuchtigkeitsgehalt des zu behandelnden Holzes hoch ist, ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, das Holz zu behandeln und seine Qualität zu verbessern.

(4) Durch die Behandlung des Holzes bei vermindertem Druck wird der Feuchtigkeitsgehalt auf den Fasersättigungspunkt nach der Druck- und Wärmebehandlung im Druckkocher eingestellt. Man kann so das Holz bei hoher Temperatur im Ofen trocknen, und dadurch werden die Nachteile einer Lufttrocknung beseitigt, und es ist möglich, Holz mit einem Feuchtigkeitsgehalt unter "\Q% herzustellen. Erfindungsgemäß läßt sich die Holzverfärbung, die durch Altern und Absonderung von Harz auftritt, verhindern, und dies innerhalb kurzer Zeiten von 2 bis 4 Tagen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr wirtschaftlich, da die Ausbeuteverluste, bedingt durch Schaden während der Holzlagerung, vermieden werden. Die Produktionskapazität wird erhöht und kann leicht plötzlichen Marktänderungen und Transportmöglichkeiten angepaßt werden.

(5) Bei dem erf indungsgemäßen Verfahren wird praktisch kein fehlerhaftes Holz erhiten. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Ausbildung von Splint- und Kernholz, gemischtem Splint- und Kernholz, Reaktionsholz, Knoten, Borkentaschen, Harztaschen und die Absonderung von Hemicellulose,

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Lignin vermieden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren beobachtet man keine Verzerrung, Verziehung, Spiralmaserbildung, Brechen oder Rißbildung in bestimmten Teilen, und erfindungsgemäß wird somit der Nutzwert des Holzes wesentlich verbessert.

(6) Das erfindungsgemäß behandelte Holz kann komplizierten Maschinenbehandlungen, Borbehandlungen, Schleifbehandlungen usw. unterworfen werden, und selbst wenn das Holz während langer Zeiten gelagert wird, treten praktisch keine Fehler auf. Das erfindungsgemäß behandelte Holz kann somit lange Zeit gelagert werden, und somit kann der konstant variierende Bedarf an Hochqualitätsholz für Leisten, Möbelholz, Türen und Fenster jederzeit gedeckt werden.

(7) Durch das erfindungsgemäße Verfahren liegt das Holz in leicht alkalischem Zustand vor und ist somit gegenüber Bakterien, die eine Verfärbung verursachen, und Bakterien, die eine Zersetzung des Holzes verursachen, beständig. Die Beständigkeit des Holzes wird automatisch erhalten, und dadurch wird der Wert des Holzes weiter verbessert.

(8) Holz niedriger Qualität wie Lärche kann als Hochqualitätsdekorations- oder -furnierholz wie für Alkovenpfosten, Sparren, polierte Balken und zur maschinellen Herstellung von eckigen Säulen verwendet werden. Es können so leicht mehreckige Dekorationssäulen aus Lärche hergestellt werden.

Das Holz kann für viele Zwecke verwendet werden, wie als Bauholz, d.h. als quadratische Balken aus Kernholz, für Dachbalken, für polierte Stämme, es kann waterhin als Hochqualitätsmöbelholz, Spielwarenholz, für Pfosten, Ständer usw. eingesetzt werden.

(9) Lärche ist nicht nur in Japan, sondern auf der ganzen Welt als Holz mit vielen Fehlern bekannt. Die Möglichkeit, die Fehler in der Lärche zu beseitigen, löst ein weltweites Problem. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, die Lärche weltweit zu verwenden.

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(10) Da beim Sägen sowohl beim quadratischen Sägen als auch beim einfachen Sägen oder runden Sägen keine Schwierigkeiten auftreten, kann die Ausbeute an Holz beim Sägen verbessert werden und die Sägekosten können um 20% vermindert werden. (Die Ausbeute an normalem Nutzholz beim einfachen Sägen beträgt bei der Lärche 60 bis 65%; die Ausbeute an Nutzholz beim Rundsägen beträgt 80 bis 85%; dies sind tatsächliche durchschnittliche Werte.)

(11) Durch die erfindungsgemäße Behandlung wird die Bindungsfestigkeit des Holzes um 10 bis 30% verbessert, verglichen mit nichtbehandeltem Holz.

(12) Die Haftfestigkeit von Anstrichmitteln wird verbessert, und es wird ein homogener Überzug erhalten.

(13) Die Schneid- und Poliereigenschaften werden verbessert und der Verbrauch an Schneidmaterial und Sandpapier wird wesentlich erniedrigt.

(14) Bretter mit einer geringen Breite oder kurze Bretter, die normalerweise verworfen werden, können als Kernholz verwendet werden oder sie können gesammelt werden, und dadurch wird die Wirtschaftlichkeit weiter verbessert.

(15) Hemlockholz, das in Japan das am häufigsten verwendete Holz zum Bauen ist, kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich verbessert werden* Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Ausbeute um mehr als 20% erhöht; dies war mit den bekannten Verfahren, wie mit Bedampfungsverfahren, Hochgeschwindigkeitstrocknungsverfahren und Kochverfahren, nicht möglich. Dadurch kann Hemlockholz heute vielfach als Rahmenholz eingesetzt werden.

(16) Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird als Nebenprodukt Harz erhalten, aus dem Terpentinöl gewonnen werden kann.

(17) Die Oberflächenhärte des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Holzes wird um 15 bis 25% erhöht. Dadurch kann (a) relativ weiches Holz als Harzholz für Tisch-

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holz, Möbelholz usw. verwendet werden, und (b) Holz, das schnell wächst, aber wegen seiner Weichheit nicht verwendet werden konnte, kann nunmehr als Nutzholz eingesetzt werden, 2.B. Pappel- und Eukalyptusholz.

Die in der vorliegenden Anmeldung angegebenen Prozentgehalte sind Gewichtsprozent.

In der vorliegenden Anmeldung und den Ansprüchen werden zur Bezeichnung verschiedener Hölzer volkstümliche Bezeichnungen verwendet. Die jeweiligen wissenschaftlichen Bezeichnungen sind die folgenden:

Lamin Dysoxylum caulostachyum

Lumbayao Tarrietia simplicifalia

Kempas Koompassia malaccensis

Apitong Dipterocarpus grandiflorus

Kapur Dryobalanops aromatica

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ORfGlNAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche

.1. Verfahren zur Behandlung von Holz, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz in einer ein oberflächenaktives Mittel enthaltenden Lösung gekocht wird, das gekochte Holz in einen Druckkocher überführt wird, das oberflächenaktive Mittel und verdünnte Alkalilösung durch Anwendung von Druck und unter Erhitzen zwangsweise in den Holzstrahl gezwungen werden, das Holz bei vermindertem Druck entwässert wird und das Holz durch Trocknen in Luft oder durch Trocknen in einem Ofen getrocknet wird und gegebenenfalls einer Endbehandlung unterworfen wird.
2. Verfahren zur Behandlung von Holz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Holz ein Holz mit relativ vielen Fehlern behandelt wird, nämlich Buchen-, Eichen-, Lärchen-, Föhren- bzw. Kiefern- bzw. Fichten-, Hemlock-, Eben-, Schwarzes Eben-, Rosen-, Douglasfichten-, Topffrucht- bzw. Krukenbaum-, ΐ/alnuß-, Lamin-, Lumbayao-, Kempas-, Apitong- oder Kapur- bzw. Kopokholz.
3. Verfahren zur Behandlung von Holz nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das oberflächenaktive Mittel enthaltende Lösung eine Konzentration an oberflächenaktivem Mittel von 0,1 bis 0,5% besitzt.
4. Verfahren zur Behandlung von Holz nach mindestens einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man 4 bis 12 Stunden mit einer wäßrigen Lösung von 92 bis 98°C mit einer Konzentration an oberflächenaktivem Mittel von 0,1 bis 0,5% kocht.
5. Verfahren zur Behandlung von Holz nach mindestens einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

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ORIGINAL INSPECTED

daß das Erhitzen unter Druck unter Verwendung einer Lösung mit einem Gehalt von 0,05 "bis 0,1% an oberflächenaktivem Mittel und 0,2 Ms 0,4% an Alkali während 2 bis 3 Stunden bei einem Druck von 2 bis 3 kg/cm und einer Temperatur von 120 bis 130⁰C durchgeführt wird und die Lösung in den Holzstrahl bzw. Xylemstrahl eingezwungen wird.
6. Verfahren zur Behandlung von Holz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als oberflächenaktives Mittel ein anionisches oberflächenaktives Mittel verwendet.
7. Verfahren zur Behandlung von Holz nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als verdünnte Alkalilösung Sodaasche bzw. Natriumcarbonatlösung verwendet.
8. Verfahren zur Behandlung von Holz nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß man das Holz bei vermindertem Druck trocknet, bis das Holz einen Feuchtigkeitsgehalt erreicht, der dem Fasersättigungspunkt entspricht (Feuchtigkeitsgehalt 28 bis 32%).
9. Verfahren zur Behandlung von. Holz nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Holz gesägtes Hemlocknutzholz behandelt.
10. Verfahren zur Behandlung von Holz nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man gesägtes Hemlocknutzholz mit vielen Fehlern mit einer Lösung behandelt, die eine Konzentration von 0,5% an oberflächenaktivem Mittel besitzt, und das Nutzholz während 8 Stunden bei einer Temperatur von 92 bis 98⁰C mit dieser Lösung kocht.
11. Verfahren zur Behandlung von Holz, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösungsmittelmischung aus oberflächenaktivem Mittel und verdünntem Alkali mit einem Farbstoff vermischt und das behandelte Holz so mit der gewünschten Holzfarbe ^färbt. 709848/0691