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- Verfahren zur Herstellung von schmiegsamen Holzprodukten aus dünnen
Holzplatten oder Stäben Durch alle Verfahren zur Zellstoffgewinnung, sofern der
(alkalische, saure oder oxydative) Aufschluß nicht zu weit getrieben wird, gelingt
es, dünne Holzplatten oder Stäbe in einen weichen, biegsamen Zustand überzuführen.
Besonders günstige Ergebnisse lassen sich durch den alkalischen Aufschluß erzielen,
der weitgehende Quellung und Lokkerung des Holzgewebes zur Folge hat. Der weiche
biegsame Zustand dauert jedoch nur so lange an, als das Holz noch genügend Feuchtigkeit
enthält. Beim Austrocknen an der Luft verliert es allmählich diese Eigenschaften,
und das trockne Produkt ist schließlich wieder hart und spröde.
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Es sind bereits Verfahren bekannt, um den biegsamen Zustand des erweichten
Holzes durch Imprägnieren mit wasseranziehenden Mitteln, Stärke und Stärkeabbauprodukten
dauernd zu erhalten. Als Ersatz für Leder eignen sich jedoch derart behandelte Holzplatten
nicht, da die Querfestigkeit der einzelnen Bretter nur sehr gering ist und bei Biegung
um eine zur Faserrichtung parallele Achse leicht Sprünge auftreten, die sich durch
das ganze Material hindurch fortsetzen. Bei der Imprägnierung mit Stärke und Stärkeabbauprodukten
ist überdies im Iufttrockenen Zustande nur mehr geringfügige Biegsamkeit vorhanden.
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Es sind ferner bereits Verfahren bekannt, uni aus völlig zerfasertem
Holz plastische Kunstmassen herzustellen. Bei diesen bekannten Erzeugnissen geht
jedoch die charakteristische Holzstruktur und mithin auch die dieser Struktur eigentümlichen
günstigen mechanischen Eigenschaften verloren; die Holzfasern wirken bei diesen
bekannten Massen lediglich als Füllmittel.
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Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß es nur durch Kombination mehrerer
Teilverfahren gelingt, dem aufgeschlossenen, aber unzerfaserten Holz gleichzeitig
die lederartige hohe Geschmeidigkeit und Festigkeit in allen Richtungen zu geben.
Diese Teilverfahren, welche einzeln angewandt zu keinen befriedigenden Ergebnissen
führen, sind im ,vesentlichen i. Weichhaltung des aufgeschlossenen Holzes, 2. Verfestigung
des liolzgeriistes, 3. Mechanische Bearbeitung.
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i. Weichhaltung Um das in beliebiger Weise aufgeschlossene Holz dauernd
weich und biegsam zu erhalten, muß es mit Stoffen von niederem Dampfdruck imprägniert
werden, die geeignet sind, den Zustand der Auflockerung und Quellung zu stabilisieren;
in diesem Sinne wirken sie somit als Weichhaltungsmittel. Versuche haben gezeigt,
daß für eine derartige Imprägnierung zwei Gruppen von Stoffen in Betracht kommen.
Die erste Gruppe enthält
wasserlösliche, zum Teil auch wasseranziehende
Substanzen von niederem Dampfdruck. wie Formamid, Glycerin, Monoacetin und Lactate.
Diese Stoffe wirken an sich als Quellungs- und Weichhaltungsmittel. Da zwecks hinreichender
Weichhaltung große Mengen dieser Stoffe in das Holz gebracht werden müssen, ist
diese Art der Imprägnierung relativ teuer. Die zweite Gruppe enthält wasserunlösliche
bzw. emulgierbare Stoffe, wie flüssige, gelöste und emulgierte Kohlenwasserstoffe,
Fette, öle und Seifen, bekannte Emulgierungsmittel,wne Sulfo- und Oxvfettsäuren
und deren Derivate. Die Stoffe der zweiten Gruppe wirken zwar auch weichhaltend
auf das aufgeschlossene Holz, doch ist ihre Wirkung «-entgehend abhängig von den
atmosphärischen Bedingungen, denen das Produkt ausgesetzt ist. So wird z. B. ein
mit Wollfett imprägniertes Holzbrett in mäßig warmer und trockener Luft bald hart
und spröde. Es wurde nun gefunden, daß man bei gleichzeitiger Anwendung von Weichhaltungsmitteln
beider Gruppen zu sehr befriedigenden Ergebnissen gelangt, da sich dann auch in
warmer und trockener Luft die weichhaltende Wirkung der Substanzen beider Gruppen
überlagert. Für eine derartige kombinierte Imprägnierung, welche eine sehr wesentliche
Verminderung der Herstellungskosten ermöglicht, wird weiter unten ein Ausführungsbeispiel
gegeben. . 2. Verfestigung des Holzgerüstes Das so erhaltene Produkt ist jedoch
als vollwertiger Lederersatz noch nicht geeignet, da, wie oben angeführt, nur mit
Weichhaltungsmitteln imprägnierte Bretter mangelhafte Querfestigkeit und Biegsamkeit
besitzen. Um diese Mängel zu beheben, erfolgt daher erfindungsgemäß eine weitere
Behandlung mit, insbesondere solchen organischen Kolloiden, welche die Fähigkeit
haben, an sich elastisch deformierbare Filme zu bilden. Diese Substanzen halten
das Holzgerüst fest zusammen und verhindern das Reißen, Springen und Splittern.
Als elastische filmbildende Substanzen kommen Gelatine, Celluloseester, Polyvinylacetat,
Kautschuk und physikalisch ähnliche Substanzen in Betracht. Die Behandlung mit diesen
Stoffen erfolgt entweder durch Imprägnieren oder oberflächlich, z. B. auch durch
Aufkleben fertiger Filme.
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Die Imprägnierung wird entweder mit einer Lösung des Kolloides (mit
oder ohne Zusatz von Weichmachungsmitteln) nach üblichen Methoden vorgenommen, oder
aber es werden polymerisierbare Substanzen (mit oder ohne Zusatz von Weichmachungsmitteln)
dem aufgeschlossenen Holz in inonomerer Form einverleibt und die Polvmerisation
zu Kolloiden der gekennzeichneten Eigenschaften, z. B. durch Zusatz von Katalysatoren,
in an sich bekannter Weise in der Faser vollzogen.
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Die Imprägnierung mit filmbildenden Kolloiden kann gegebenenfalls
mit der vorher beschriebenen Einbringung von Weichhaltungsmitteln beider Gruppen
im gleichen Arbeitsgang erfolgen.
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Die verhältnismäßig schwierige und teuere Imprägnierung mit filmbildenden
Kolloiden kann gegebenenfalls dadurch ersetzt werden, daß die betreffenden Substanzen
nur oberflächlich durch Streichen, Tauchen oder Spritzen aufgetragen werden. Auch
in diesem Falle wird durch die filmbildende Substanz eine hinreichende Verfestigung
des Holzgerüstes erzielt. Gleichzeitig wirkt dieser L'berzug als Lack.
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Als filmbildende Kolloide haben sich besonders Glycerinleim (Gelatine)
und Polyv invlacetat bewährt. Polyvinylacetat hat vor physikalisch ähnlichen Substanzen
den Vorteil, in höherem Maße hydrophil zu sein, wodurch z. B. bei Oberflächenbehandlung
ein auch an der feuchten Holzfaser festhaftender Überzug entsteht. Außerdem machen
es seine mechanischen Eigenschaften für den Zusammenhalt des Holzgerüstes ganz besonders
geeignet: 3. Mechanische Bearbeitung Vor, nach oder während der vorgenannten Arbeitsgänge
empfiehlt es sich, die Holzplatten ausgiebig mechanisch zu bearbeiten (Walken, Walzen,
Hämmern), da dadurch die Geschmeidigkeit der Werkstücke sehr wesentlich verbessert
wird.
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Nach der Imprägnierung kann auf das Produkt eine Schicht von Ölfirnis
aufgetragen werden.
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Bei Einhaltung der richtigen Arbeitsvorschriften, wie sie z. B. in
den unten angeführten Ausführungsbeispielen angegeben sind, gelingt es leicht, ein
allseitig biegsames und faltbares Produkt von großer Festigkeit zu erhalten. Äußerlich
gleicht das fertige Produkt dem natürlichen Holz. Ausführungsbeispiele r. Lindenholzbretter
von 1,5 mm Dicke werden in i6°foiger Natronlauge bei einer Temperatur von etwa zoo°
aufgeschlossen, bis sie hinreichend weich und biegsam sind. Nach dem Auswaschen
werden die Bretter kurze Zeit in eine wäßrige Lösung von verdünnter Schwefelsäure
eingelegt, worin sie wieder ihre ursprüngliche helle Färbung annehmen. Nach abermaligem
Waschen in fließendem Wasser erfolgt zunächst eine Imprägnierung mit 3o°/oigem Glycerin
oder
einem Gemisch, welches 15°/o Glycerin, 30°,;, :Monopolseife
und 55 °/o Wasser enthält. Die Bretter werden bei etwa -.o° C getrocknet und hierauf
gegebenenfalls ein dünner Anstrich von Leinölfirnis aufgetragen. Die Bretter erhalten
einen überzug von Polyvinvlacetat oder Celluloseesterlack. Zwischen den einzelnen
Arbeitsgängen werden die Bretter ausgiebig gewalkt oder kalandriert.
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Die wie unter i aufgeschlossenen und mit Glycerin oder mit Glycerin-Monopolseifenlösung
imprägnierten Bretter werden kurze Zeit in eine auf dem Wasserbad er= wärmte Lösung
von 130 g Gelatine, 300 ccm Glycerin und 7oo ccm Wasser getaucht, so daß
sich an der Oberfläche der Bretter ein -zusammenhängender Film bildet. Die Gelatine
wird hierauf in einer Formaldehyd-oder Alaunlösung gehärtet. Nach hinreichender
Trocknung erhalten die Bretter zweckmäßig noch einen Anstrich von Leinölfirnis oder
Celluloseesterlacken. Vor und nach der Behandlung mit Gelatine erfolgt ausgiebige
mechanische Bearbeitung durch Walken oder Kalandrierung.