DE69400416T2 - Verfahren zur Verbesserung von Holz niedriger Qualität - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung von Holz niedriger Qualität

Info

Publication number
DE69400416T2
DE69400416T2 DE69400416T DE69400416T DE69400416T2 DE 69400416 T2 DE69400416 T2 DE 69400416T2 DE 69400416 T DE69400416 T DE 69400416T DE 69400416 T DE69400416 T DE 69400416T DE 69400416 T2 DE69400416 T2 DE 69400416T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
sections
range
wood
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69400416T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69400416D1 (de
Inventor
Anton Hortulanus
Herman Petrus Ruyter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Plato Beheer BV
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Internationale Research Maatschappij BV filed Critical Shell Internationale Research Maatschappij BV
Application granted granted Critical
Publication of DE69400416D1 publication Critical patent/DE69400416D1/de
Publication of DE69400416T2 publication Critical patent/DE69400416T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K5/00Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
    • B27K5/001Heating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K5/00Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
    • B27K5/06Softening or hardening of wood
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00Pretreatment of moulding material

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Veredelung von Holz niederer Qualität zu Holz von hoher Qualität in umweltfreundlicher Weise, und auf Holz von hoher Qualität, welches durch dieses Verfahren erhalten wird. Solch ein Verfahren ist bereits aus der EP 0 373 726 bekannt.
  • Gemäß diesem Dokument wird ein cellulosehaltiges Faseraggregat aus einem cellulosehaltigen Fasermaterial durch ein Verfahren hergestellt, welches folgendes umfaßt: einen Erweichungsschritt, worin ein Abschnitt von cellulosehaltigem Fasermaterial der Einwirkung eines wäßrigen Erweichungsmittels bei einer Temperatur im Bereich von 150ºC bis 220ºC bei einem Druck von mindestens dem Gleichgewichtsdampfdruck des Erweichungsmittels bei der Arbeitstemperatur ausgesetzt wird, wodurch die im Cellulosefasermaterial vorhandene Hemicellulose bzw. das im Cellulosematerial vorhandene Lignin zumindest teilweise disproportioniert und hydrolysiert werden; und einen Härtungsschritt, umfassend ein Trocknen des Produktes des Erweichungsschrittes bei einer Temperatur im Bereich von 100ºC bis 220ºC, um eine vernetzte Cellulosematrix zu erhalten.
  • Dieses Verfahren benützt traditionelle Wege des Erhitzens und Trocknens des Holzes. Diese Methoden beruhen auf der Wärmeleitung zur Erhöhung der Temperatur des Holzes und zum Verdampfen des darin enthaltenen Wassers. Die schlechte thermische Leitfähigkeit von Holz und die Empfindlichkeit der Verfahrenschemie gegenüber anhaltenden Erhitzungsperioden führt zu Einschränkungen hinsichtlich Produktstärke und Qualität für solche Verfahren. Weiters wurde gefunden, daß Temperatur-, Druck- und Feuchtigkeitskonzentrationgradienten im Holz Spannungen induzieren, welche zur Ausbildung von Rissen und dementsprechend zum Verlust mechanischer Festigkeit führen können. Daraus kann geschlossen werden, daß ein Verfahren zur Veredelung von Holz niedriger Qualität benötigt wird, welches die Verarbeitung größerer Abschnitte von Holz niedriger Qualität zuläßt.
  • Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß relativ große Abschnitte von Holz niedriger Qualität in einem Verfahren, wie zuvor hierin beschrieben, veredelt werden können, unter Anwendung eines spezifischen Erhitzungsprofils, wobei die Holzabschnitte zuerst auf eine mittlere Temperatur erhitzt werden, gefolgt von einer Wartezeit, um einen Temperaturausgleich zwischen dem Inneren und dem Äußeren der genannten Abschnitte zu erhalten, wonach die Temperatur der erhitzten Abschnitte auf die letztlich gewünschte Temperatur gesteigert wird.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich daher auf ein Verfahren zur Veredelung von Holz niedriger Qualität zu Holz von hoher Qualität, umfassend: a) einen Erweichungsschritt, worin ein oder mehrere Abschnitte von Holz niedriger Qualität in Gegenwart eines wäßrigen Mediums und bei einem Druck, der wenigstens dem Gleichgewichtsdruck des Mediums bei der Betriebstemperatur entspricht, auf eine Temperatur im Bereich von 120 bis 160ºC erhitzt werden und diese Temperatur beibehalten wird, bis die Temperaturdifferenz zwischen dem Inneren und den äußeren Teilen der Abschnitte weniger als 20ºC beträgt, worauf ein Erhitzen auf eine Temperatur im Bereich von 160 bis 240ºC für nicht mehr als eine Stunde vorgenommen wird, bis die Temperaturdifferenz zwischen dem Inneren und den äußeren Teilen der Abschnitte weniger als 20ºC beträgt, b) einen Entwässerungsschritt und c) einen Härtungsschritt.
  • Im ersten Teil des Erhitzungsschrittes werden die Holzabschnitte vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 130 bis 145ºC erhitzt, und der Temperaturunterschied zwischen dem Inneren und den äußeren Teilen der Abschnitte beträgt nicht mehr als 10ºC, und stärker bevorzugt besteht im wesentlichen kein Temperaturunterschied. Im Kontext der vorliegenden Erfindung wird der Ausdruck "das Innere eines Abschnittes" für jenen Teil eines Abschnittes verwendet, der den größten Abstand zu den Außenseiten dieses Abschnittes aufweist.
  • Im ersten Teil des Erhitzungsschrittes können die Abschnitte in geeigneter Weise für einen Zeitraum zwischen 0,1 und 4 Stunden auf Temperaturen in dem angegebenen Bereich gehalten werden, um den hierin zuvor beschriebene Temperaturausgleich zwischen dem Inneren und den äußeren Teilen des Abschnittes zu erreichen. Da der Ausgleich dieser beiden Temperaturen durch Wärmeübergang von den äußeren Teilen, d.h. jenen Teilen, welche mit der Hitzequelle in Kontakt stehen, zu dem Inneren erfolgt, ist verständlich, daß die Zeit, welche zum Erreichen des Temperaturausgleichs erforderlich ist, weitgehend vom Abstand zum Inneren des Abschnittes bestimmt wird. Für regelmäßig geformte Abschnitte, z.B. jene, welche rechteckigen oder kreisförmigen Querschnitt aufweisen, wird dieser Abstand 50% der Stärke bzw. des Durchmessers des Abschnittes entsprechen. Im allgemeinen wird dieser Temperaturausgleich gut innerhalb der genannten vier Stunden erhalten. Vorteilhafterweise wird mit dem zweiten Teil des Erweichungsschrittes begonnen, sobald der erforderliche Temperaturausgleich erhalten wurde.
  • Nach Beendigung des ersten Erhitzungsschrittes werden die Abschnitte, wie zuvor erwähnt, auf eine Temperatur im Bereich von 160ºC bis 240ºC, vorzugsweise auf eine Temperatur von 170 bis 220ºC und stärker bevorzugt auf eine Temperatur im Bereich von 180 bis 200ºC erhitzt. Auch in diesem zweiten Erhitzungsschritt wird die angelegte Temperatur beibehalten, bis das Innere der Abschnitte eine Temperatur erreicht hat, welche um weniger als 20ºC niedriger ist als die Temperatur der äußeren Teile, und vorzugsweise um weniger als 10ºC niedriger ist, stärker bevorzugt bis im wesentlichen kein Temperaturunterschied zwischen der Außenseite und dem Inneren eines Abschnittes besteht. Die Zeit, welche erforderlich ist, um diesen Temperaturausgleich zu erreichen, liegt geeigneterweise im Bereich von 0,1 bis 0,75 Stunden. Der Temperaturunterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Erhitzungsschritt liegt üblicherweise bei mindestens 10ºC, stärker geeignet bei 20ºC.
  • Wie zuvor erwähnt, wird das Erweichen der Lignocelluloseabschnitte in Gegenwart eines wäßrigen Mediums durchgeführt. Die Beschaffenheit dieses wäßrigen Mediums kann entsprechend der Herkunft der Lignocelluloseabschnitte variieren. Wenn die Abschnitte frisch geerntetes Material enthalten, wird dessen Feuchtigkeitsgehalt im allgemeinen ausreichen, um als wäßriges Medium zu dienen. Sollte jedoch der Feuchtigkeitsgehalt der Anfangsabschnitte des Holzes auf einen Wert unter jenem des entsprechenden natürlichen Materials abgefallen sein, z.B. als Ergebnis von natürlichen oder künstlichen Vorgängen, muß zusätzlich ein wäßriges Medium zugegeben werden, bevor mit dem Erweichungsschritt begonnen wird. In geeigneter Weise enthält das genannte wäßrige Medium Wasser. Vorzugsweise werden die Holzabschnitte mit dem wäßrigen Medium in Kontakt gebracht, bevor der eigentliche Erweichungsschritt beginnt. Stärker bevorzugt wird das genannte Material in das genannte wäßrige Medium eingetaucht, bei Umgebungs- oder erhöhter Temperatur, um einen ausreichenden Feuchtigkeitsgehalt anzunehmen. Geeigneterweise haben die Abschnitte, welche im Erweichungsschritt behandelt werden, einen Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 50 bis 60 Gew.-%.
  • Im Hinblick auf die wäßrige Beschaffenheit des Mediums, in dessen Gegenwart der Erweichungsschritt durchgeführt werden soll, ist Dampf eine bevorzugte Wärmequelle zur Anwendung in diesem Schritt des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. Das eigentliche Erhitzen der Abschnitte wird vorzugsweise durch Kondensieren dieses Dampfes auf der Oberfläche der Abschnitte vollzogen.
  • Es wird bevorzugt, das Erweichen der Abschnitte bei einem Druck zu bewirken, welcher höher als der Gleichgewichtsdampfdruck des wäßrigen Mediums bei der Betriebstemperatur ist.
  • Ohne an irgendeine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß das hohe Ausmaß an mechanischen Eigenschaften, welche bei diesen Lignocellulosematerialien durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten werden können, mit dem Erwärmungsprofil in Beziehung stehen, welches im Erweichungsschritt angewandt wird. Im ersten Teil des Erweichungsschrittes, d.h. bei einer Temperatur im Bereich von 120 bis 160ºC, ist der Hydrolysegrad der Hemicellulose und die Disproportionierung des Lignins praktisch vernachlässigbar. Lediglich während des zweiten Teils des Erweichungsschrittes, d.h. bei einer Temperatur im Bereich von 160 bis 240ºC, wird ein merkliches Ausmaß an Reaktion auftreten. Da die Temperatur an der Außenseite so wie im Inneren eines Abschnittes bereits zu Beginn des zweiten Teiles des Erweichungsschrittes hoch ist, kann die Zeit, die erforderlich ist, um die Abschnitte mit dem letztlich erwünschten Temperaturausgleich zu erzielen, relativ kurz sein, sogar dann, wenn Abschnitte von beträchtlich großen Dimensionen verwendet worden sein sollten. Demgemäß ist die Möglichkeit einer Bildung von Essigsäure, zusätzlich zu der Bildung von Zuckern und Aldehyden während der Hydrolyse der Hemicellulose, relativ gering und/oder bleibt innerhalb annehmbarer Bereiche. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß das Vorliegen von Essigsäure nicht nur die Hydrolyse von Hemicellulose katalysieren kann, sondern gleichzeitig auch zu einem partiellen Abbau der Cellulosefaserstruktur führen kann, welches Phänomen seinerseits in den schlechten mechanischen Eigenschaften des Fertigverbundes seinen Niederschlag finden kann.
  • Zusammenfassend kann geschlossen werden, daß die Anwendung des Erhitzungsprofils im Erweichungsschritt der vorliegenden Erfindung die Gesamtverweilzeit der Lignocelluloseabschnitte bei einer hohen Temperatur verringert, wodurch die Bildung von unannehmbaren Mengen der schädlichen Essigsäure vermieden wird.
  • Die Holzabschnitte, welche im Verfahren der vorliegenden Erfindung als Ausgangsmaterial verwendet werden können, enthalten im allgemeinen Abschnitte aus Leichtholz, d.h. Materialien, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß sie eine geringe Dichte, relativ schlechte mechanische Eigenschaften und schlechte Feuchtigkeitsbeständigkeit aufweisen. Die Verwendung dieser Leichtholzmaterialien im vorliegenden Verfahren führt zu Produkten, welche eine wesentliche Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und der Feuchtigkeitsbeständigkeit im Vergleich mit denen der Ausgangsmaterialien zeigen. Beispiele von Bäumen, welche derartige Leichtholz-Ausgangsmaterialien liefern, umfassen Fichte, Pappel, Weide, Buche, Föhre und Eukalyptus, d.h. Bäume, welche im allgemeinen über eine hohe Wachstumsrate verfügen.
  • Abschnitte aus Schwerholz können geeigneterweise ebenfalls im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wobei bei diesen Materialien die wichtigste Verbesserung in der Wasserfestigkeit der endgültigen Produkte gefunden werden kann.
  • Die Größe und Form der Holzabschnitte, welche im vorliegenden Verfahren verwendet werden sollen, ist nicht kritisch. Vorteilhafterweise wird das vorliegende Verfahren für Abschnitte mit einer geringsten Dimension verwendet, welche beträchtlich größer ist als die jener Materialien, welche im Verfahren nach dem Stand der Technik verwendet wurden, und wobei die Verwendung derartiger Abschnitte zu Produkten mit schlechten mechanischen Eigenschaften geführt hätte. Es besteht jedoch ein Maximum für die genannte geringste Dimension, welches Maximum durch die Zeit bestimmt wird, in welcher der genannte Temperaturausgleich im zweiten Teil der Erweichungsschrittes erreicht werden sollte, d.h. eine Zeitspanne von nicht mehr als einer Stunde.
  • Es vesteht sich, daß der tatsächliche Wert für das Maximum der geringsten Dimension auch von der Beschaffenheit des zu verwendenden Lignocellulosematerials abhängen wird, da erwartet werden kann, daß der Wärmeübergang durch ein Lignocellulosematerial mit geringer Dichte von der Oberfläche zum Inneren weniger Zeit erfordern wird, als es der Fall wäre bei einem Abschnitt mit ähnlichen Dimensionen und höherer Dichte. Demgemäß kann die geringste Dimension eines Leichtholzabschnittes zur Verwendung im vorliegenden Verfahren beträchtlich größer sein als für ein Abschnitt auf Schwerholzbasis. Die Ausgangsmaterialien sind vorzugsweise Stämme oder Bretter aus Holz, d.h. langgestreckte Holzabschnitte. Die Mindestlänge liegt vorzugsweise bei 25 cm, stärker bevorzugt bei mindestens 50 cm, noch stärker bevorzugt mindestens 1 m. Üblicherweise werden Holzabschnitte von mindestens 1,5 m bis 4 m, oder sogar 6 m lang, verwendet. Das Ausgangsmaterial hat üblicherweise eine Breite und Stärke von mindestens 2 x 2 cm (im speziellen wenn Schwerholz verwendet wird), vorzugsweise 3 x 3 cm, stärker bevorzugt 4 x 4 cm. Vorzugsweise ist die Länge der verschiedenen Stücke des Ausgangsmaterials gleich oder annähernd gleich. Das Ausgangsmaterial kann einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt haben, aber auch ein kreisförmiger, halbkreisförmiger oder sogar ein unregelmäßiger Querschnitt ist möglich.
  • Da das vorliegende Verfahren in hohem Maße für eine Ausführung in größerem Maßstab geeignet ist, kann es vorteilhafterweise für industrielle Zwecke verwendet werden. Demgemäß versteht sich, daß eine gleichbleibende Qualität des Endproduktes eine primäre Anforderung sein wird. Folglich wird bevorzugt, im vorliegenden Verfahren nicht nur Abschnitte einzusetzen, die auf der gleichen Art und Herkunft von Lignocellulosematerial beruhen, sondern überdies auch die gleiche Form und Größe aufweisen.
  • Nach Beendigung des Erweichungsschrittes wird der Reaktorinhalt auf Temperaturen unter 100ºC abgekühlt, bevor der Reaktor geöffnet wird. Darauffolgend wird das erweichte Material einer Entwässerungsbehandlung zugeführt, um den Hauptanteil - wenn nicht die Gesamtmenge - des wäßrigen Mediums zu entfernen. Das Entwässern kann beispielsweise dadurch ausgeführt werden, daß man auf das Material mittels Walzen und/oder einer Presse Druck ausübt, durch Verdunstungstrocknungsverfahren im Vakuum oder mit chemischen Mitteln, z.B. durch Kontaktieren mit einem geeigneten Adsorptions- oder Absorptionsmittel. In einem solchen Entwässerungsschritt wird es bevorzugt, daß die Temperatur 100ºC und vorzugsweise 80ºC nicht überschreitet, um ein vorzeitiges Härten oder Vernetzen im erweichten Material zu verhindern. Stärker bevorzugt wird der Entwässerungsschritt durchgeführt, nachdem das erweichte Material auf eine Temperatur unter 10ºC abgekühlt worden ist. Unter diesen Bedingungen weisen die während der Hydrolyse der Hemicellulose und/oder Disproportionierung des Lignins gebildeten reaktionsfähigen Verbindungen eine geringe Löslichkeit in dem wäßrigen Medium auf, oder sind darin unlöslich. Dadurch wird der Verlust der genannten reaktiven Verbindungen während des Entwässerungsschrittes vermindert, die in dem nachfolgenden Härtungsschritt eine entscheidende Rolle spielen.
  • Es ist ein besonders vorteilhaftes Merkmal dieser Erfindung, daß das Produkt des Erweichungsschrittes und des Entwässerungsschrittes ein weiches Material ist, welches leicht verformt werden kann. Dementsprechend ist die bequemste Methode zur Durchführung des Verfahrens dieser Erfindung das Härten des verarbeiteten Materials in einer Heißform. Das ermöglicht, das Aggregatprodukt in jede gewünschte Form zu bringen. Ausreichender Druck wird während des Härtens in der Form angewandt, um ein Produkt mit der gewünschten Dichte und Form zu erhalten, wobei solche Drücke typischerweise im Bereich von 1 bis 50 bar liegen und oft ein Druck im Bereich von 3 bis 20 bar für die meisten Zwecke ausreicht. Das Härten wird bei einer Temperatur im Bereich von 100ºC bis 220ºC, typischerweise von 140ºC bis 200ºC durchgeführt.
  • Die Dauer des Härtungsschrittes wird entsprechend dem zu härtenden Material und der vorherrschenden Temperatur varriieren. Ein vollständiges Härten wird eine Verweilzeit von 10 min bis, in manchen Fällen, zu 10 Stunden erfordern. In den meisten Fällen wird eine Härtungszeit im Bereich von 1 bis 3 Stunden ausreichend sein, um ein hochqualitatives Holzmaterial zu erhalten.
  • Jegliches nach dem Entwässerungsschritt im erweichten Lignocellulosematerial vorhandenes wäßriges Medium wird mit ziemlicher Sicherheit durch Verdampfung während des darauffolgenden Härtungsschrittes entfernt.
  • Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung soll. der Ausdruck "Form", worin das entwässerte erweichte Holz gehärtet werden soll, so interpretiert werden, daß er auch eine Plattenpresse mit Distanzstücken und weiterer Hilfsausrüstung umfaßt, worin regelmäßig geformte, erweichte Abschnitte nebeneinander zum Härten angeordnet werden. Sollten die Abmessungen des letztlich gewünschten Verbundkörpers so sein, daß er nicht direkt aus einem einzigen erweichten Abschnitt erhalten werden kann, so kann dem abgeholfen werden, indem man mit einer Form arbeitet, welche die erforderliche Abmessung besitzt, und in welche man eine ausreichende Anzahl von erweichten Abschnitten einbringt und sie gemeinsam härtet, um das gewünschte Produkt bereitzustellen.
  • Wann immer es möglich ist, ist es vorteilhaft, einen oder mehrere und vorzugsweise jeden Schritt in Abwesenheit oder weitgehender Abwesenheit von Sauerstoff durchzuführen, im speziellen jene Schritte, welche bei erhöhter Temperatur ausgeführt werden. Es wurde gefunden, daß die Anwesenheit von Sauerstoff einen negativen Einfluß auf eine oder mehrere Eigenschaften des Verbundendproduktes haben kann. Ein augenfälliger Weg zur Erzielung einer sauerstofffreien Umgebung ist das Vermeiden des Einbringens von Luft mit den zu erweichenden Holzabschnitten. Dies kann in bequemer Weise dadurch erreicht werden, daß man das Ausgangsmaterial vor der Behandlung in Wasser eintaucht, vorzugsweise bei erhöhter Temperatur, im speziellen bis zu 100ºC. Dies bringt den zweifachen Effekt, daß die in dem Ausgangsmaterial eingeschlossene Luft ausgetrieben wird und daß sichergestellt wird, daß das Material über den erforderlichen Feuchtigkeitsgehalt für den Erweichungsschritt verfügt, wie zuvor erörtert wurde.
  • Zusätzlich zu den beträchtlich verbesserten mechanischen Eigenschaften und der Wasserfestigkeit haben die hochqualitativen Holzabschnitte, welche gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, das typische Holzaussehen des Ausgangsmaterials, d.h. das Vorhandensein einer Maserung. Das Vorhandensein dieser Maserung im Endprodukt bestätigt, daß die langgestreckte Cellulosestruktur des Ausgangsmaterials beibehalten wurde, und erlaubt, daß die erhaltenen Produkte mit den gleichen Methoden bearbeitet werden können wie unbehandeltes Holz, z.B. durch Sägen und Hobeln.
  • Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiterhin illustriert, welche jedoch nicht als Einschränkung der vorliegende Erfindung konstruiert werden sollen.
  • Beispiele
  • 6 Abschnitte von gesägtem Pappelholz mit den folgenden Maßen: Länge 2m, Breite 12 cm und Stärke 5 cm, wurden übernacht in ein erhitztes Dampfbad von 90ºC eingelegt. Darauffolgend wurden die eingetauchten Holzabschnitte in einem verschlossenen Gefäß mittels Sattdampf von 140ºC auf eine Temperatur von 140ºC erhitzt, bis die Kerntemperatur der Abschnitte 130ºC erreicht hatte, welcher Vorgang etwa 1 Stunde erforderte. Danach folgte ein Erhitzen der Abschnitte auf 190ºC durch Kontaktieren mit Dampf von 190ºC, der auf der Holzoberfläche kondensierte. Das Erhitzen wurde fortgesetzt, bis der Kern eine Temperatur von 185ºC erreicht hatte, was nach 30 min beendet war. Nachfolgend wurde der Inhalt des Gefäßes auf 10ºC abgekühlt, bevor der Behälter geöffnet wurde, wonach die erweichten Abschnitte in eine Presse eingebracht wurden und 5 min gepresst wurden, während der Druck nach und nach von 1 auf 3 bar erhöht wurde, um das Entfernen der wäßrigen Phase zu stimulieren.
  • Die entwässerten und erweichten Abschnitte wurden nebeneinander in einer Plattenpresse bei einer Temperatur von 195ºC angeordnet, wobei beide Platten mit einem Entwässerungssieb ausgestattet waren. Die äußeren Abschnitte wurden mit einem Stück unbehandeltem Leichtholz, welches eine etwas größere Stärke aufweist als die erweichten Abschnitte, unterstützt, um eine übermäßige Deformation während des anschließenden Pressens zu vermeiden. Schließlich wurden zwei Distanzstücke aus rostfreiem Stahl mit einer Stärke von 3 cm auf der unteren Platte angeordnet, welche Stärke der Enddicke der gewünschten Verbundkörper entsprach (Planken).
  • Die Presse wurde geschlossen, wofür ein Druck von 5 bar benötigt wurde, und die Muster wurden 1,5 Stunden bei 195ºC gehalten. Anschließend wurde das Material auf Umgebungstemperatur abkühlen gelassen, bevor es bewertet wurde. Die Bewertungsergebnisse wurden in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengestellt.
  • Vergleichsbeispiel
  • Der im Beispiel beschriebene Vorgang wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Abschnitte aus Pappelholz in einem einzigen Schritt auf 190ºC erhitzt wurden, durch sofortiges Einwirken von Dampf mit 190ºC, bis die Kerntemperatur 185ºC erreicht hatte, was nach 1 Stunde vollendet war. Die Bewertungsergebnisse wurden in Tabelle 1 aufgenommen. Tabelle 1
  • Aus den in Tabelle 1 zusammengestellten Daten kann ersehen werden, daß die mechanischen Eigenschaften des aus Leichtholzabschnitten erhaltenen Produktes, welches gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelt wurde, denen eines entsprechenden Produktes, welches gemäß einem bekannten Verfahren hergestellt wurde, überlegen sind. Die Wasserbeständigkeit beider Produkte war ausgezeichnet.

Claims (10)

1. Verfahren zur Veredelung von Holz niedriger Qualität zu Holz von hoher Qualität, das folgendes umfaßt:
a) einen Erweichungsschritt, worin ein oder mehrere Abschnitte von Holz niedriger Qualität in Gegenwart eines wäßrigen Mediums und bei einem Druck, der wenigstens dem Gleichgewichtsdruck des Mediums bei der Betriebstemperatur entspricht, auf eine Temperatur im Bereich von 120 bis 160ºC erhitzt werden und diese Temperatur beibehalten wird, bis die Temperaturdifferenz zwischen dem Inneren und den äußeren Teilen der Abschnitte kleiner als 20ºC beträgt, worauf ein Erhitzen auf eine Temperatur im Bereich von 160 bis 240ºC für nicht mehr als eine Stunde vorgenommen wird, bis die Temperaturdifferenz zwischen dem Inneren und den äußeren Teilen der Abschnitte kleiner als 20ºC beträgt,
b) einen Entwässerungsschritt und
c) einen Härtungsschritt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Abschnitte zunächst auf eine Temperatur im Bereich von 130 bis 145ºC erhitzt werden, gefolgt von einem Erhitzen in der zweiten Stufe auf eine Temperatur im Bereich von 170 bis 220ºC.
3. Verfahren nach Anspruch 2, worin die Temperatur in der zweiten Erhitzungsstufe im Bereich von 180 bis 200ºC liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Temperaturdifferenz zwischen dem Inneren und den äußeren Teilen der Abschnitte nicht mehr als 10ºC beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin während des zweiten Teiles des Erweichungsschrittes die Temperatur während 0,1 bis 0,75 Stunden beibehalten wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Abschnitte wenigstens 25 cm lang sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die zu behandelnden Abschnitte einen Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 50 bis 60 Gew.-% aufweisen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin das erweichte Holz auf eine Temperatur unter 100ºC abgekühlt wird, bevor es aus dem Reaktor entnommen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin das Härten bei einer Temperatur im Bereich von 140 bis 200ºC ausgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die Holzabschnitte vom gleichen Typ sind und die gleiche Form und Größe aufweisen.
DE69400416T 1993-04-21 1994-04-20 Verfahren zur Verbesserung von Holz niedriger Qualität Expired - Fee Related DE69400416T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP93201161 1993-04-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69400416D1 DE69400416D1 (de) 1996-10-02
DE69400416T2 true DE69400416T2 (de) 1997-02-13

Family

ID=8213784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69400416T Expired - Fee Related DE69400416T2 (de) 1993-04-21 1994-04-20 Verfahren zur Verbesserung von Holz niedriger Qualität

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5451361A (de)
EP (1) EP0622163B1 (de)
AT (1) ATE141850T1 (de)
DE (1) DE69400416T2 (de)
DK (1) DK0622163T3 (de)
ES (1) ES2091086T3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007011703A1 (de) * 2007-03-08 2008-09-11 Sägewerk Hagensieker GmbH Verfahren zur Herstellung von Holzprofilen

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE198661T1 (de) * 1993-05-12 2001-01-15 Valtion Teknillinen Verfahren zur verbesserung des widerstandes von zellulosehaltigen produkten gegen schimmel und fäulnis
FI96930C (fi) * 1995-02-06 1996-09-25 Valtion Teknillinen Menetelmä modifiointikemikaalien kiinnittämiseksi ja sisähalkeamien estämiseksi puukappaleissa
DK175650B1 (da) * 1996-10-04 2005-01-03 Mywood Corp Fremgangsmåde til hydrostatisk trykformning af træ
EP0852174B1 (de) 1996-12-09 2003-07-09 Plato International Technology B.V. Verfahren zur Herstellung von Zellulosefaseraggregaten
ATE274406T1 (de) * 1997-04-25 2004-09-15 Plato Internat Technology B V Verfahren zur herstellung von celluloseverbundwerkstoffen
FR2846269B1 (fr) * 2002-10-28 2004-12-24 Jean Laurencot Procede pour traiter une charge de matiere ligneuse composee d'elements empiles, notamment une charge de bois, par traitement thermique a haute temperature
DE102009047137A1 (de) 2009-11-25 2011-05-26 Institut Für Holztechnologie Dresden Gemeinnützige Gmbh Verfahren zur thermischen Modifizierung oder Vergütung von Holz und Holzprodukten
FR2983111B1 (fr) 2011-11-30 2014-08-22 Faurecia Interieur Ind Procede de fabrication d'un materiau composite comprenant des fibres lignocellulosiques dans une matrice plastique
CN102514066A (zh) * 2011-12-13 2012-06-27 江苏洛基木业有限公司 浸渍纸层压高耐磨草木复合地板的制作方法
AU2018395288B2 (en) 2017-12-29 2024-06-13 Ahf, Llc Densified wood including process for preparation

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2016568A (en) * 1935-10-08 Process of forming composition
GB497477A (en) * 1937-03-16 1938-12-16 Masonite Corp Improvements relating to the manufacture of moulded products from raw ligno-cellulose
US2642371A (en) * 1942-04-25 1953-06-16 Fahrni Fred Composite wooden board
US2495282A (en) * 1946-11-05 1950-01-24 Du Pont Thermosetting and thermoset compositions comprising monoolefin/carbon monoxide polymers and process for obtaining same
US3021244A (en) * 1955-12-23 1962-02-13 John G Meiler Process for producing high density hardboard
US3282313A (en) * 1964-11-24 1966-11-01 Research Corp Method of forming wood and formed wood product
US4007312A (en) * 1973-09-27 1977-02-08 The Regents Of The University Of California Method of bonding solid lignocellulosic material, and resulting product
US4061819A (en) * 1974-08-30 1977-12-06 Macmillan Bloedel Limited Products of converted lignocellulosic materials
US4163840A (en) * 1975-05-09 1979-08-07 Fiber Associates, Inc. Process and apparatus for making alkali cellulose in sheet form
US4255477A (en) * 1978-10-24 1981-03-10 Holman John A Artificial board of lumber
US4469156A (en) * 1980-09-12 1984-09-04 Misato Norimoto Method and apparatus for shaping wood material into a predetermined configuration
US4461684A (en) * 1981-02-13 1984-07-24 The Marine Resources Company Accretion coating and mineralization of materials for protection against biodegradation
US4569873A (en) * 1981-05-26 1986-02-11 Robbins Earl Herbert Composite wood panel
IT1139131B (it) * 1981-08-14 1986-09-17 Montedison Spa Procedimento per la preparazione di strutture fibrose a piu' strati
US5017319A (en) * 1984-03-30 1991-05-21 Shen Kuo C Method of making composite products from lignocellulosic materials
US4610913A (en) * 1986-02-14 1986-09-09 Macmillan Bloedel Limited Long wafer waferboard panels
US4751131A (en) * 1986-02-14 1988-06-14 Macmillan Bloedel Limited Waferboard lumber
US4942081A (en) * 1988-01-21 1990-07-17 Altomar-Ii Trust By Kenneth Safe, Jr., Trustee Process for making cellulose-containing products and the products made thereby
DE68923350T2 (de) * 1988-12-16 1996-01-18 Shell Int Research Zellulosefaser-Aggregat und Verfahren zu dessen Herstellung.
ES2073429T3 (es) * 1988-12-16 1995-08-16 Shell Int Research Agregado fibroso celulosico y un procedimiento para su preparacion.
JP2724332B2 (ja) * 1989-09-11 1998-03-09 雅文 井上 木材の処理方法
DE69023762T2 (de) * 1989-12-25 1996-05-23 Hisaka Works Ltd., Osaka Verfahren und vorrichtung zum behandeln von holz.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007011703A1 (de) * 2007-03-08 2008-09-11 Sägewerk Hagensieker GmbH Verfahren zur Herstellung von Holzprofilen

Also Published As

Publication number Publication date
ATE141850T1 (de) 1996-09-15
EP0622163A1 (de) 1994-11-02
US5451361A (en) 1995-09-19
EP0622163B1 (de) 1996-08-28
ES2091086T3 (es) 1996-10-16
DK0622163T3 (da) 1996-09-16
DE69400416D1 (de) 1996-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69411887T2 (de) Verfahren zur Acetylierung von Holz
DE69426563T2 (de) Verfahren zur verbesserung des widerstands von cellulosehaltigen produkten gegen schimmel und fäulnis
DE60104891T2 (de) Mit furanpolymer imprägniertes holz, verfahren zur herstellung und verwendungen davon
DE69400416T2 (de) Verfahren zur Verbesserung von Holz niedriger Qualität
EP0018446B1 (de) Verfahren zur Vergütung von Holz
DE69400417T2 (de) Verfahren zur Verbesserung von Holz niedriger Qualität
DE69710748T2 (de) Behandlung von lignocellulosematerialien
EP2641712A1 (de) Holzveredelungsverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE60130881T2 (de) Verfahren zur herstellung von gehärteten produkten
DE2823574A1 (de) Verfahren zur holzbehandlung
DE2028377C3 (de) Verfahren zur Formgebung oder zum Pressen von Holz
DE1767911B2 (de) Verfahren zum Imprägnieren von Gegenständen aus cellulosischem Material
DE3922382C2 (de)
DE69629038T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Zellulosefaseraggregaten
DE3148120A1 (de) Verfahren zum haerten und stabilisieren von holz
DE2654958A1 (de) Verfahren zur behandlung von holz
EP1646483A1 (de) Verfahren zum einbringen von wachs in thermoholz
AT326339B (de) Verfahren zum verdichten von vollholz
CH656343A5 (en) Process for the dimensional stabilisation of compressed wood-based materials
DE3432135A1 (de) Impraegnierte lagenholzplatte
DE899493C (de) Verfahren zur Behandlung von Torf
DE831322C (de) Verfahren zur Herstellung von Faserplatten und Formkoerpern aus Lignocellulose
DE1037696B (de) Verfahren zur Verbesserung der hygroskopischen Eigenschaften von Holzspaenen oder -fasererzeugnissen
DE884274C (de) Verfahren zur Herstellung von Holzfaserplatten
DE739076C (de) Verfahren zur Herstellung von harten, beiderseitig glatten Faserplatten

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: PLATO BEHEER B.V., WAGENINGEN, NL

8339 Ceased/non-payment of the annual fee