Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Tränken von Holz, gegebenenfalls unter Trocknung, wobei das Holz in einem Behandlungsbad bei einer die Raumtemperatur über¬ steigenden Temperatur behandelt wird. Der Feuchtigkeitsgehalt der primären Rohstoffe der holzverarbeitenden Industrie, so z. B. der Feuchtigkeits¬ gehalt der Schnittware, ermöglicht keine unmittelbare wei¬ tere Verarbeitung, dazu muß das Holz getrocknet werden. Die große Menge vom industriell verarbeiteten Holz machte die Ausarbeitung von künstlichen Trocknungsverfahren unum¬ gänglich, um den natürlichen Trocknungsprozeß mit der Dauer von 2 bis 5 Jahren zu beschleunigen.

Die Trocknung von Holz mittels vorgewärmter Luft wird in einem Handbuch der HolzVerarbeitung [A. , Lugosi: Faipa- ri kezikönyv (Handbuch der Holzindustrie) , Müszaki Könyv- kiadό, Budapest, 1976] beschrieben. Demnach ist dieses Verfahren mit folgenden, bedeutenden Nachteilen verbunden:

- großer Energiebedarf;

- das behandelte Holz kann eine Verwerfung von we- sentlichem Ausmaß erleiden;

- im behandelten Holz können bedeutende mechanische Spannungen entstehen;

- die in feuchter Umgebung auftretenden Maßänderungen des behandelten Holzes können die Maßänderungen des auf natürliche Weise getrockneten Holzes wesentlich überstei¬ gen.

Die ungarische Patentschrift Nr. 190 088 beschreibt ein Verfahren, wonach eine Salpetersäurelösung auf das im Trocknungsraum befindliche Holz gesprüht wird. Zwar ver- mindert dieses Verfahren die oben aufgeführten Nachteile, die verwendete Salpetersäurelösung kann aber die Umwelt gefährden, außerdem muß die Trocknungsanlage wegen der er¬ höhten Korrosionsaggressivität aus teueren Werkstoffen hergestellt werden. Ein weiterer Nachteil der bekannten Trocknungsver¬ fahren ist der Umstand, daß das getrocknete Holz in einer feuchten Umgebung wieder eine bedeutende Menge Wasser auf-

nimmt. Das dauerhaft in feuchtem Zustand befindliche Holz ist wiederum einer Schädigung ausgesetzt. Gleichzeitig können auch verschiedene Schädlinge (Insekten, Nagetiere und Mikroorganismen) dem Holz einen Schaden zufügen. Das auf herkömmliche Weise getrocknete Holz bedarf demnach eines Schutzes, einer Konservierung, was in einem nachgeschalteten Verfahren gewährt werden kann. Die Pa¬ tentschriften GB 1 168 062 und DE 2 431 595 beschreiben Verfahren, in welchen eine wäßrige Paraffinemulsion mit Fungizid- und Insektizidzusätzen verwendet wird. Diese Verfahren können eine nachträgliche Wasseraufnahme jedoch nicht verhindern.

. Im Laufe der Ausarbeitung des in der ungarischen Pa¬ tentschrift Nr. 198 644 beschriebenen Verfahrens wurde ein energiesparendes Verfahren zum Ziel gesetzt, das eine nachträgliche Wasseraufnahme des behandelten Holzes ver¬ hindert. Das Verfahren wird in zwei Stufen ausgeführt, wo¬ bei in den eizelnen Stufen Behandlungsbäder unterschiedli¬ cher Zusammensetzung verwendet werden. Das Behandlungsbad der zweiten Stufe enthält freien Formaldehyd in einer Men¬ ge von 8 Masse%. Das läßt sich wiederum mit der gegenwär¬ tigen Tendenz der holzverarbeitenden Technologien nicht vereinbaren, wonach aus der Sicht des Umweltschutzes die Ausarbeitung und Anwendung von Verfahren ohne Formaldehyd oder nur mit einem geringen Gehalt an Formaldehyd er¬ wünscht sind.

Die relativ großen oligomeren Moleküle der zum Trän¬ ken von Holz gemäß bekannten Verfahren [ungarische Patent¬ schrift Nr. 198 644] verwendeten synthetischen Harze, wie Polyester oder Karbamidformaldehyd-Harze können nur auf komplizierte und kostspielige Weise ins Holz gebracht wer¬ den. Diese Verbindungen füllen in erster Linie die Zwi¬ schenräume der Faser aus, wodurch der ursprüngliche Cha¬ rakter des behandelten Holzes geändert und den Plastwerk- Stoffen ähnlich wird, wobei seine Dichte zunimmt.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren zum Tränken und Konservieren von Holz stellt der Umstand dar,

daß das behandelte Holz wegen der verwendeten Stoffe zur Herstellung von Anlagen der Lebensmittelindustrie und mit Lebensmitteln in Berührung kommenden Einrichtungen nicht verwendet werden darf. Dem Stand der Technik nach kann ein dauerhafter Schutz für feuchtes Holz nur durch Trocknen und Tränken, eingesetzt als zwei getrennte Verfahren, gewährleistet werden. Dieser Umstand erhöht sowohl die Investitionsko¬ sten als auch die Betriebskosten der Behandlung. Es zeigt sich ein Bedarf an ein Verfahren, welches die Behandlung von Holz in einem einzigen Verfahren, ein¬ fach und bei günstigen Selbstkosten, ohne die Anwendung umweltgefährdender Stoffe ermöglicht, und der Bestimmung von Holz entsprechend seine Konservierung und/oder sein Färben oder seine Anwendbarkeit in der Lebensmittelindu¬ strie gewährleistet, weiterhin die von der Rißbildung ver¬ ursachten Verarbeitungsverluste vermindert.

Im Einklang mit den vorhergehend behandelten Umstän¬ den wurde zum Ziel der Erfindung die Entwicklung eines Verfahrens gesetzt, welches die erörterten Nachteile der bekannten Verfahren beseitigt und zum Tränken von Holz als ein einziges kombiniertes Verfahren, einfach und bei gün¬ stigen Selbstkosten, bei niedrigen Verarbeitungsverlusten sowie ohne die Anwendung umweltgefährdender Stoffe durch- führbar ist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß im Fall der im Behandlungsbad des Tränkverfahrens durchgeführten Trocknung im wesentlichen ein Flüssigkeitsaustausch vor sich geht; das aus dem Holz austretende Wasser wird vom Tränkungsmittel ersetzt, wodurch die Rißbildung und die Verwerfung vom Holz weitgehend unterdrückt werden kann. Der Ablauf des Flüssigkeitsaustausches kann durch die Ein¬ wirkung weiterer Einflüsse (wie durch Zentrifugalfeld, elektrostatische oder sonstige Felder) beschleunigt wer- den. Durch die Anwendung eines Zentrifugalfeldes wird auch die Effektivität des Verfahrens erhöht. Während des Zent- rifugierens geht der Flüssigkeitsaustausch in dem Zwi-

schenraum der Zellen vor sich, das Tränken der Zellen selbst erfolgt nach dem Zentrifugieren in der Phase des Verfahrens, die bei einer die Raumtemperatur übersteigen¬ den Temperatur unter Austritt von Wasserdampf abläuft. Ferner beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß im behandelten Holz für ein polymerisiertes Tränkmittel unter wesentlich günstigeren Bedingungen gesorgt werden kann, wenn anstatt der Einbringung von großen Polymermole¬ külen trocknende Öle als polymerisierbare Monomere ins Holz gebracht werden, und die Polymerisation im Holz durchgeführt wird.

Die Polymerisation läuft auch als ein natürlicher Vorgang ab, der Zeitbedarf dieses Prozesses kann jedoch mehrere Monate betragen. Der Ablauf des Prozesses kann bei erhöhter Temperatur (80 bis 140 °C) , in der Anwesenheit eines gasförmigen Reaktionsmittels und/oder durch Bestrah¬ lung beschleunigt werden. Zu der Polymerisation in der flüssigen Phase bei erhöhter Temperatur werden bevorzugt Reaktionsmittel vom Typ Peroxid in der Menge von 0,1 bis 50 Masse% verwendet. Die Geschwindigkeit des Polymerisa¬ tionsprozesses kann im Fall von chemischer Initiierung in der flüssigen Phase durch Zusätze reguliert werden, die als Radikalabfang wirken wie Hydrochinon, oder ein Redox- system darstellen wie Kobaltnaphthenat und p-Toluidin. Dementsprechend stellt die Erfindung ein Verfahren zum Tränken von Holz, gegebenenfalls unter Trocknung, dar, wobei das Holz in einem Behandlungsbad bei einer die Raum¬ temperatur übersteigenden Temperatur behandelt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird durchgeführt, indem man a) das Holz in ein Behandlungsbad bringt, welches als Tränkungsmittel mindestens ein unmodifiziertes oder modi¬ fiziertes trocknendes Öl und gegebenenfalls mindestens einen Zusatz enthält, b) das Behandlungsbad auf eine Temperatur von 80 bis 150 °C erwärmt, und gegebenenfalls höchstens 20 Stunden diese Temperatur aufrechterhält, c) das Behandlungsbad abkühlen läßt.

d) das Holz aus dem Behandlungsbad hebt, e) gegebenenfalls die Verfahrensschritte a) bis d) oder b) und c) einmal oder mehrere Male wiederholt, f) und gegebenenfalls das im Holz befindliche, in- destens einen Zusatz enthaltende Tränkungsmittel durch ei¬ ne Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 80 bis 140 °c mit einem gasförmigen Reaktionsmittel oder mit der Mi¬ schung von gasförmigen Reaktionsmitteln bei erhöhtem Druck und/oder durch Bestrahlung polymerisiert. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorzugsweise in Behandlungsbädern durchgeführt werden, welche als Zusätze Farbstoff(e) , die Beständigkeit gegen Schädlinge steigern¬ de^) Mittel, die Brennbarkeit vermindernde(s) Mittel, an¬ dere polymerisierbare Monomere, Polymerisationshilfs- stoff(e). Wachs(e) , Erdölprodukt(e) , flüssiges Silikon und/oder Lösungsmittel enthalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann gleichermaßen zur Behandlung von Nadelholz, Laubholz oder Holzfaserplatten, Sperrholzplatten oder Holzpreßplatten benutzt werden. Gemäß einer bevorzugten Variante des erfindungsge¬ mäßen Verfahrens wird ein Behandlungsbad verwendet, wel¬ ches mittels epoxydierter Alkydharze modifizierte und/oder mit Hydroxymethacrylaten dosierte trocknende Öle enthält. Der Verfahrensschritt a) des erfindungsgemäßen Ver- fahrens kann vorzugsweise in einer Zentrifuge durchgeführt werden.

Als Farbstoffe können z. B. pigmentfreie, fettlösli¬ che Farbstoffe und als gasförmige Reaktionsmittel Sauer¬ stoff, Ozon, Olefinmonomere, Äthylenoxid, Kohlendioxid und Wasserstoffperoxid verwendet werden.

Für die Bestrahlung kommen IR-Strahlen, Mikrowellen, Hochfrequenzfeider; Röntgenstrahlen, harte Gammastrahlen, thermische und schnelle Neutronen; Betastrahlen, Elektro¬ nenstrahlen und UV-Strahlen in Frage. Als andere Monomere können vorzugsweise Olefine, Hydroxymethacrylate, als Polymerisationshilfsstoffe orga¬ nische Peroxide, Sikkative, p-Toluidin und Hydrochinon

verwendet werden.

Als Lösungsmittel können z. B. Kohlenwasserstoffe chlorierte Kohlenwasserstoffe, Aldehyde, Ketone und Este verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgende wesentlichen Vorteile auf:

- Der Zeit- und Energiebedarf des Verfahrens ist im Ver gleich zu Verfahren gemäß dem Stand der Technik geringer Im Gegensatz zu den künstlichen Trocknungsverfahren ver läßt das Wasser das Holz zu Beginn des erfindungsgemäße Verfahrens in erster Linie nicht als Dampf, sondern al Flüssigkeit, was das Verfahren in energetischer und da durch wirtschaftlicher Hinsicht günstig beeinflußt un seinen Zeitbedarf vermindert. Das aus dem behandelten Hol austretende Wasser sammelt sich am Boden des Behälters un kann von dort abgelassen werden.

- Wegen der verminderten Neigung zur Rißbildung nimm der Verarbeitungsverlust des behandelten Holzes ab.

- Im Rahmen der praxisbedingten Erforderungen führt da erfindungsgemäße Verfahren - unabhängig von den Abmes sungen des zu behandelnden Produktes - im ganzen Quer schnitt zum Tränken, gegebenenfalls unter Trocknung.

- Die nachträgliche Wasseraufnahme sowie die Neigung zu Verwerfung oder zur späteren Änderung der Abmessunge nimmt in wesentlichem Maße ab.

- Durch Zugabe von Zusätzen, welche von der Bestimmun des zu behandelnden Holzes abhängig gewählt werden, könne Konservierung gegen Schädlinge und/oder Färben und/ode Herabsetzung der Brennbarkeit oder Anwendbarkeit in de Lebensmittelindustrie gewährleistet werden.

- Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei allen in de holzverarbeitenden Industrie verwendeten Holzwerkstoffe wie blockartigen oder verarbeiteten Produkten jeder Art wie z. B. Schnittware, Holzfaserplatten, Sperrholzplatte oder Holzpreßplatten - unabhängig von der Holzsorte - ver wendet werden.

Im weiteren wird die Erfindung anhand von Ausfüh

rungsbeispielen näher erörtert.

Die in den Beispielen behandelte Prüfung durch Druck¬ belastung dient zur einfachen und schnellen Kontrolle des Tränkens. Im Falle von aus derselben Holzsorte mit gleichen Abmessungen gefertigten Proben besteht eine Kor¬ relation zwischen der Menge des aus der Probe gepreßten Behandlungsbades und der Effektivität des Tränkens. Die verschiedenen Produkte - darunter auch die für Konstruk¬ tionszwecke verwendeten Holzwerkstoffe - sind unter den praktischen Einsatzbedingungen einer Beanspruchung ausge¬ setzt, die um mehrere Größenordnungen unter der Prüfbe- lastung (49 050 N/cm ² ) liegt. Unter Berücksichtigung dieses Umstandes kann vom Sickern des Behandlungsbades aus dem behandelten Holz nicht darauf gefolgert werden, daß diese Erscheinung auch unter den praktischen Einsatzbedin¬ gungen auftritt. Beispiel 1

In einem offenen Behälter, der an seinem Boden mit einem Ablaßstutzen ausgestattet ist, wird ein Behandlungs- *>ad aus 10 Masse% Holzöl und 90 Masse% Leinöl zubereitet. Als Proben werden Buchenholzprismen mit den Abmessungen von 40x40x300 mm und mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 60 Masse% ins Behandlungsbad gelegt. Das Behandlungsbad wird innerhalb von 2 Stunden auf die Temperatur von 80 °C er- wärmt, anschließend wird die Temperatur bis zum Erreichen der Endtemperatur von 105 °C mit einer Geschwindigkeit von 5 °C/Stunde weiter erhöht, wobei die aus den Prismen aus¬ tretende Flüssigkeit zeitweise abgelassen wird. Nach einer Behandlungsdauer von 3 Stunden bei einer Temperatur von 105 °C kann die Abnahme der Menge der aus dem Holz austre¬ tenden Dämpfe und Gase in Form von Blasen visuell festge¬ stellt werden. Man schaltet die Heizung aus, und läßt das Behandlungsbad abkühlen. Nach einer Verweilzeit von 5 Stunden werden die Prismen aus dem Behandlungsbad gehoben, und man läßt die Reste des Behandlungsbades von der Ober¬ fläche der Prismen ablaufen. Nach dem Teilen der Prismen kann festgestellt werden, daß das Tränken im ganzen Quer-

schnitt erfolgte. (Durch die Anwendung einer Druckbe¬ lastung kann Öl auch aus den inneren Schichten gepreßt werden.)

Nach Abtragung der äußeren Schichten der Prismen wer¬ den Probekörper herausgearbeitet, an welchen die Untersu¬ chungen gemäß der ungarischen Norm MSZ 6786/13 durch¬ geführt werden (Bestimmung der Wasseraufnahme von Probe¬ körpern der Abmessungen 2,5x2,5x2,5 cm nach einer Lagerung mit einer Dauer von 24 Stunden in destilliertem Wasser) . Die Untersuchungen zeigen eine Wasseraufnähme von 8 Mas- εe%.

Die beschriebenen Untersuchungen wurden an Prismen durchgeführt, die aus folgenden Holzarten herausgearbeitet wurden: Lärchen-, Tannen-, Hagebuchen-, Eschen-, Eichen-, Linden-, Akazien- und Mahagoniholz. Es konnte festgestellt werden, daß Eschenholz am schwierigsten zu tränken ist, die weiteren Untersuchungen wurden deshalb - mit der Aus¬ nahme von Beispielen 2 und 3 - an Eschenholzprismen durch¬ geführt.

Beispiel 2

In mit dem Behandlungsbad gemäß Beispiel 1 gefüllte Zentrifugenrohre werden Buchenholzprismen der Abmessungen 2x2x8 cm eingeschoben, danach wird die Zentrifuge für die Dauer von 10 Minuten bei einer Drehzahl von 1500/Minute betätigt.

Die Prüfung der Querschnitte der Prismen nach dem Zentrifugieren zeigt, daß das Tränken homogen erfolgt.

Durch Kontrolle des nachträglichen Trocknens der ge¬ tränkten Prismen kann festgestellt werden, daß der Feuch¬ tigkeitsgehalt des Holzes durch einen Flüssigkeitsaus¬ tausch während des Zentrifugierens - bezogen auf den Trockengehalt des Holzes - auf 16 Masse% reduziert werden kann.

Die Wasseraufnahme der auf die beschriebene Weise be¬ handelten und getrockneten Probekörper beträgt 12 bis 16 Masse%. (Es sei bemerkt, daß in diesem Fall der Quer¬ schnitt der Probekörper unter dem in der Norm MSZ 6786/13

vorgeschriebenen Wert von 2,5x2,5 cm lag.)

Beispiel 3

Die in Beispiel 2 beschriebene Arbeitsweise wird wie¬ derholt mit dem Unterschied, daß als Behandlungsbad ein Lack mit dem Handelsnamen TIMBEREX (Hersteller: TIMBEREX, Großbritannien) in die Zentrifugenrohre gefüllt wird. Die Prismen werden in diesem Behandlungsbad wegen der größeren Viskosität 20 Minuten lang bei einer Drehzahl von 2000/Mi- nute zentrifugiert.

Die Prüfung der Querschnitte der Prismen nach dem Zentrifugieren zeigt, daß ein Flüssigkeitsaustausch statt¬ findet und das Tränken homogen erfolgt.

Die auf die beschriebene Weise behandelten Probekör¬ per können anschließend in einem Trockenschrank rißfrei getrocknet werden.

Beispiel 4

Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wie¬ derholt mit dem Unterschied, daß der Farbstoff mit dem Handelsnamen NEPTUN SCHWARZ (Hersteller: BASF, BRD) in einer Menge von 1,6 .Masse% zum Behandlungsbad gegeben wird.

Die Prüfung der Querschnitte der Prismen nach der Be¬ handlung zeigt, daß das Tränken bzw. die Verteilung des Farbstoffes in der Länge und im Querschnitt homogen er¬ folgt.

Beispiel 5

Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wie¬ derholt mit dem Unterschied, daß folgende Produkte zum Be¬ handlungsbad gegeben werden: 0,5 Masse% von SICCOSOL (Her¬ steller: BUDALAKK, Budapest, Ungarn) und 10 Masse% von 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.-butylperoxy)-hexan (INTEROX DHBP, Hersteller: Peroxid-Chemie GmbH, BRD), weiterhin Parkettbrettchen der Abmessungen 25x80x1200 mm getränkt werden, welche nach Abkühlen zur Initiierung des Polymeri- sationsprozesses 3 Stunden bei einer Temperatur von 125 °C und anschließend zum völligen Aushärten 8 Stunden bei einer Temperatur von 110 °C gelagert werden.

Aus dem Inneren der auf die beschriebene Weise behan delten Parkettbrettchen werden Probekörper herausgearbei tet, deren Wasseraufnahme, geprüft gemäß der Norm MS 6786/13, nach einer Eintauchdauer von 24 Stunden 15 Masse beträgt.

Aus dem Inneren der Probekörper kann - infolge de völligen Aushärtung - sogar unter einer Druckbelastung vo 49 050 N/cm ² kein Tränkungsmittel gepreßt werden.

Beispiel 6 Gemäß Beispiel 5 getränkte Prismen werden für di Dauer von 12 Stunden einer Gammastrahlung der Intensitä von 0,8 Gray/Stunde ausgesetzt.

Die Wasseraufnahme der auf die beschriebene Weise be handelten und gemäß der Norm MSZ 6786/13 geprüften Probe körper beträgt nach einer Eintauchdauer von 24 Stunden 12 Masse%.

Beispiel 7

Gemäß Beispiel 5 getränkte Prismen werden für di Dauer von 24 Stunden bei 60 °C in einem Raum gelagert, de reines Sauerstoffgas bei einem Druck von 5 bar enthält.

Die Wasseraufnahme der auf die beschriebene Weise be¬ handelten und gemäß der Norm MSZ 6786/13 geprüften Probe¬ körper beträgt nach einer Eintauchdauer von 24 Stunden 6,5 Masse%. Beispiel 8

Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wie¬ derholt mit dem Unterschied, daß die Prismen nach der Be¬ handlung im Behandlungsbad gemäß Beispiel 1 in ein zweites Behandlungsbad gemäß Beispiel 3 getaucht werden, zu wel- chem vorher noch p-Toluidin in einer Menge von 0,5 Masse% gegeben wird, und man die Prismen im zweiten Behandlungs¬ bad abkühlen läßt.

Nach Abtragung der äußeren Schichten der Prismen wer¬ den Probekörper herausgearbeitet, deren Wasseraufnahme, geprüft gemäß der Norm MSZ 6786/13, 10 Masse% beträgt.

Aus dem Inneren der Probekörper wird unter einer Druckbelastung von 49 050 N/cm ² ein zähes, hochviskoses.

nicht völlig ausgehärtetes Harz gepreßt.

Beispiel 9

Die in Beispiel 2 beschriebene Arbeitsweise wird wie¬ derholt mit dem Unterschied, daß man die Prismen in eine Behandlungsbad abkühlen läßt, welches 1 Masse% vo SICCOSOL (Hersteller: BUDALAKK, Budapest, Ungarn) enthält.

Aus dem Inneren der auf die beschriebene Weise behan¬ delten Prismen werden Probekörper herausgearbeitet, deren Wasseraufnahme, geprüft gemäß der Norm MSZ 6786/13, nach einer Eintauchdauer von 24 Stunden 8 Masse% beträgt.

Beispiel 10

Die in Beispiel 8 beschriebene Arbeitsweise wird wie¬ derholt mit dem Unterschied, daß man die Prismen in einem Behandlungsbad abkühlen läßt, welches 0,5 Masse% von p-To- luidin und 1 Masse% von SICCOSOL (Hersteller: BUDALAKK, Budapest, Ungarn) enthält, und anschließend das in den Prismen befindliche Tränkungsmittel bei einer Temperatur von 110 ^β C polimerisiert wird.

Aus dem Inneren der auf die beschriebene Weise behan- delten Prismen werden •Probekörper herausgearbeitet, deren Wasseraufnahme, geprüft gemäß der Norm MSZ 6786/13, nach einer Eintauchdauer von 24 Stunden 3,8 Masse% beträgt.

Aus dem Inneren der Probekörper kann sogar unter einer Druckbelastung von 49 050 N/cm ² kein Harz gepreßt werden.