Laszlo P. Futo

Der photochemische Abbau des Holzes als Präparations- und Analysenmethode

ZusammenfassungBei der natürlichen und künstlichen Bewitterung von Holz und Holzwerkstoffen kommt dem UV-Licht eine von der Wellenlänge, Strahlungsintensität und Bestrahlungszeit abhängige Rolle zu, welche über einer bestimmten Grenze der Strahlungsintensität zu einem bedeutenden quantitativen Abbau des Holzes führt. Die einzelnen Holzbestandteile, aber auch eventuelle Einlagerungen (wie Harze, Farbstoffe, Leime, Imprägnierstoffe usw.) werden durch das UV-Licht, den absorbierten Lichtquanten entsprechend, unterschiedlich stark angegriffen und unter der Einwirkung des Wärmespektrums der Lichtquelle sublimiert Ein Teil der Abbauprodukte kann nach der UV-Bestrahlung durch Extraktion der Proben gewonnen werden. Sublimation und Extraktion ermöglichen die chemische Analyse der gewonnenen Substanzen. Die durch den unterschiedlich starken photochemischen Abbau entstandene strukturelle Differenzierung der verschiedenen Stoffe an den bestrahlten Oberflächen kann für präparative Vorbereitungen mikroskopischer Objekte benützt werden. Sehr vorteilhaft ist diese Präparation für Arbeiten mit dem Raster-Elektronen-mikroskop (REM), bei welchen ohne räumliche Trennung bestimmte Substanzen nicht unterschieden werden können.SummaryOne of the factors involved in the natural and artificial weathering of wood and wood base materials is the UV-light, the importance of which depends on wave length, intensity, and duration of radiation; above a certain level of radiation intensity, a significant quantitative decomposition of wood occurs. The individual wood components, but also possible infiltrations (such as resins, colours glues, materials for impregnation etc.) are affected differently by UV-light according to the amounts of light absorbed and are sublimated under the influence of the heat spectrum of the light source. Part of the decomposed products can be obtained through extraction of the specimens after UV-radiation. Sublimation and extraction enable the chemical analysis of the substances obtained. The structural differentiation of the various components generated by the photochemical decomposition of varying intensity at the radiated surface can be used for microscopic preparation. This type of preparation is very suitable, working with a scanning electron microscope by means of which certain substances cannot be difterentiated without a separation in space.

Qualitative und quantitative Ermittlung der Mikrozugeigenschaften von Holz

ZusammenfassungFestigkeitsuntersuchungen an Mikroprobekörpern sind aus theoretischen und praktischen Gründen sehr wichtig. Insbesondere ist das Studium der Gewebe- und Zellverformung unter Zugbeanspruchung von großem Interesse. In der vorliegenden Arbeit wird ein Gerät beschrieben, das der Ermittlung der Zugfestigkeit an einzelnen Fasern sowie an Mikroprobekörpern von wenigen Mikron Dicke dient und das gleichzeitig die mikroskopische Beobachtung der Verformung und des Zerreißvorganges ermöglicht.SummaryInvestigations on the strength of micro samples are of great importance for theoretical as well as for practical reasons. In particular, studies on the deformation of the tissue and the cells under tensile stress are of high interest. The present paper describes a device which serves to determine the tensile strength of individual wood fibers and also of micro samples on only a few micrometers in thickness and which at the same time makes possible the microscopic observation of the deformation and the process of rupture.

Elektronenmikroskopische Direktabbildung von Leimfugen und Oberflächenbeschichtungen der Holzwerkstoffe

ZusammenfassungDie Leimfugen von Holzwerkstoffen sind stärker differentziert als man es bis jetzt wahrgenommen hat: außer der Dicke der inneren Leimfuge und der mikroskopischen und submikroskopischen Verankerungen des Leimes im Holzgewebe (äußere Leimfugen) spielt die Leimkonsistenz eine wichtige Rolle. Sie variiert entsprechend den Herstellungsbedingungen der Holzwerkstoffe und kann deshalb ebenfalls als Gütemerkmal für die Bindefestigkeit betrachtet werden. Die Eigenstruktur des Bindemittels kann rasterelektronenmikroskopisch direkt abgebildet werden, während die Verteilung des niedrigmolekularen Leimes in den verholzten Zellmembranen elektronenoptisch noch nicht erfaßbar. ist. Die Vorteile des Rasterelektronenmikroskopes bei der Bestimmung der Oberflächenbeschaffenheit kunstharzbeschichteter Holzwerkstoffe können auch im Rahmen dieser Arbeit bestätigt werden.SummaryThe glue lines of wood base materials are more fully differentiated than thas been observed so far: Besides the thickness of the inner glue line and the microscopic and sub-microscopic penetration of the glue into the wood tissue (outer glue lines) viscosity plays an important part. Viscosity varies according to the manufacturing conditions and, therefore, may be considered as a quality criterion of the bond strength. The glue structure can be depicted directly by means of the scanning electron microscope, while the distribution of low molecular glues in cell membranes cannot yet be determined by electron-optical methods. In this paper, the advantages of the scanning electron microscope with regard to the determination of the surface finish of synthetic resin-layered wood base materials could be demonstrated again.

Über die Schwindungsanisotropie von Buchenholz

ZusammenfassungDas Schwindungsverhalten von Buchenholz wurde im Trocknungsmikroskop an Lamellen, an Quer-Mikroschnitten, an einzelnen Gewebezonen und an Gewebeelementen untersucht, um die Entstehung von Trocknungsspannungen und die Ursachen von möglichen Gewebedeformationen zu studieren. Im Ergebnis wird über die heterogene Verteilung der Schwindungskapazitäten im Holzquerschnitt, über die Abhängigkeit der Dimensionsstabilisierung von Breite und Abstand der Strahlen und über die passive Rolle der Gefäße bei der Schwindung berichtet. Ferner werden die lokal behinderte Schwindung des Fasergewebes, die Zonen der maximalen Gewebedeformationen während der Trocknung und der Wechselklimabelastung und die Möglichkeiten einer technischen Dimensionsstabilisierung dargestellt und diskutiert.AbstractThe shrinkage behaviour of beech wood was investigated with a drying microscope. Lamellae, transverse microsections, individual tissue zones, and tissue elements were examined with respect to the development of drying stress and the causes of possible tissue deformations. The study reports on the findings concerning the heterogeneous distribution of shrinkage capacities in transverse sections, the relationship between dimensional stabilization and the width and spacing of the rays. The passive role of vessels during shrinkage, the locally hindered shrinkage of fibre tissue, the zones of maximum tissue deformation during shrinkage and alternating atmospheric conditions, and the possibilities for the mechanical dimensional stabilization are described and discussed.

Über die Spannungsverteilung im Holzgewebe nach der Trocknung

ZusammenfassungDie ungleichen Schwindungskapazitäten von Spätholz (SH) und Frühholz (FH) verursachen in trockenen Holzproben Spannungen, die nach der Isolierung einzelner Jahrringschichten freigesetzt werden können. Sie verursachen in den isolierten Zonen zusätzliche Dimensionsänderungen. Neben diesem elastischen Teil der Schwindung sind irreversible Dimensionsänderungen in den Proben festzustellen, die vor allem im FH ausgeprägt sind. Sie entstehen durch Druck spannungen, die im FH infolge der größeren Schwindungskapazität des SH hervorgerufen werden. Das FH leistet gegenüber diesen Druckspannungen Widerstand. Die tangentialen Schwindungen innerhalb eines Jahrringes werden im FH mit zunchmendem Abstand vom SH kleiner, bis sie in der Nähe der Jahrringgrenze die “Zone der minimalen Schwindungen” erreichen. Die größten Schwindwerte im selben Jahrring werden im FH gemessen, und zwar in der Nähe des SH. Diese Zone der maximalen Schwindungen wurde als Übergangszone zwischen SH und FH identifiziert: sie weist die größte Eigenschwindung auf. Es wird ferner auf die ungleichmäßige Verteilung der Spannungen und Zelldeformationen in den Jahrringen hingewiesen, dieses Phänomen steht mit dem heterogenen Aufbau der Jahrringe in Zusammenhang.AbstractThe unequal shrinkage capacity of latewood (LW) and carlywood (EW) causes tension in dry wood specimeas which can be climinated after isolation of the different layers within the annual rings (AR). They also produce further dimensional changes when the layers are isolated, following to drying. In addition to this clastic component of shrinkage, irreversible dimensional changes can be observed, especially in the EW. They are due to resistance of the EW to pressure caused by the greater shrinkage capacity of the LW. Tangential shrinkage within one AR decreases in the EW with increasing distance from the Lw and reaches in the vicinity of the AR boundary the “zone of minimum shrinkage”. The highest shrinkage values are observed in the EW, i.e. in the vicinity of the LW. This region of maximum shrinkage has been identified as the transitions zone between EW and LW: it shows maximum inherent shrinkage. The irregular distribution of tension and cell deformation is pointed out and related to the heterogeneous composition of the ARs.

Verbesserung in der Herstellungstechnologie der Holzwerkstoffe

ZusammenfassungMit Hilfe einer für diesen Zweck konstruierten Autoklavpresse lassen sich die sonst üblichen Preßbedingungen durch Einflußgrößen wie Atmosphärendruck, relative Luftfeuchte, Lufttemperatur und durch einen definierten Gaspartialdruck erweitern. In dem geschlossenen Preßraum der Autoklav-presse gelingt es, die physikalischen Zustandsgrößen und die chemische Zusammensetzung der auf den Preßling einwirkenden Umgebungsatmosphäre zu steuern bzw. konstant zu halten. Damit läßt sich die Inhomogenität der fertigen Preßlinge vermindern und ihre Güte verbessern. Es ist ferner möglich, bestehende Herstellungstechnologien zu rationalisieren, ja sogar sie grundsätzlich zu ändern.SummaryBy means of an autoclave-press designed for this purpose the otherwise usual conditions of pressing can be enlarged by other factors, such as atmospheric pressure, humidity of air, air temperature, and by a defined partial gas pressure. In the closed press chamber of the autoclave-press it is possible to control and to keep constant the variables of state and the chemical composition of the surrounding atmosphere influencing the pressed material. Thus, the inhomogeneity of the pressed material can be reduced and its quality be improved. It is further possible to rationalize the existing technologies of processing, i. e. to alter them basically.

Prüfung der Luft-, Dampf- und Wasserdurchlässigkeit von Holzwerkstoffen

ZusammenfassungDie Luft-, Dampf- und Wasserdurchlässigkeit von Holzwerkstoffen hängt vom Aufbau und von der Struktur dieser Produkte ab. Poröse, homogene Platten sind spannungsfreier und stärker durchlässig als Holzwerkstoffe mit dichter Struktur und Sperrzonen, welche die Durchlässigkeit behindern. In dieser Hinsicht kommt den konventionellen Leimschichten der Werkstoffe eine bedeutende Rolle zu. In einer ersten Versuchsserie mit einem neuen Durchlässigkeitsprüfgerät, welches die serienmäßige und schnelle Durchführung der erwähnten drei Prüfungen ermöglicht, wurden deshalb die Wirkungen von Dicke und Fugenstruktur der Leimschichten auf die Permeabilität von phenolharzverleimten Buchensperrhölzern untersucht.SummaryThe air-, steam- and water permeability of wood base materials depends largely on the composition and structure of these products. Porous, homogeneous boards possess greater freeness from tension and higher permeability than wood base materials with dense structures and isolation zones which impede permeability. In this respect conventional glue layers in wood base materials are particularly significant. A new permeability test apparatus for rapid, serial testing of the three types of permeability was used in an initial test series in which the effects of thickness and structure of a glue joint were investigated with respect to the permeability of beech plywood bonded with phenolic resins.

Prüfung der Luft-, Dampf- und Wasserdurchlässigkeit von Holzwerkstoffen@@@Testing the air-, steam- and water permeability of wood base materials

ZusammenfassungDie Luft-, Dampf- und Wasserdurchlässigkeit von Holzwerkstoffen hängt vom Aufbau und von der Struktur dieser Produkte ab. Poröse, homogene Platten sind spannungsfreier und stärker durchlässig als Holzwerkstoffe mit dichter Struktur und Sperrzonen, welche die Durchlässigkeit behindern. In dieser Hinsicht kommt den konventionellen Leimschichten der Werkstoffe eine bedeutende Rolle zu. In einer ersten Versuchsserie mit einem neuen Durchlässigkeitsprüfgerät, welches die serienmäßige und schnelle Durchführung der erwähnten drei Prüfungen ermöglicht, wurden deshalb die Wirkungen von Dicke und Fugenstruktur der Leimschichten auf die Permeabilität von phenolharzverleimten Buchensperrhölzern untersucht.SummaryThe air-, steam- and water permeability of wood base materials depends largely on the composition and structure of these products. Porous, homogeneous boards possess greater freeness from tension and higher permeability than wood base materials with dense structures and isolation zones which impede permeability. In this respect conventional glue layers in wood base materials are particularly significant. A new permeability test apparatus for rapid, serial testing of the three types of permeability was used in an initial test series in which the effects of thickness and structure of a glue joint were investigated with respect to the permeability of beech plywood bonded with phenolic resins.