DE102005045533A1

DE102005045533A1 - Verwendung von modifizierten Holzwerkmaterialien zur Herstellung von Gegenständen

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Publication number: DE102005045533A1
Application number: DE200510045533
Authority: DE
Inventors: Arend Jouke Dr. Kingma; Franz Dr. Weingart; Stefan Schaffert; Oliver JÜTTNER; Holger Prof. Dr. Militz; Andreas Krause; Falko Wepner
Original assignee: GEORG AUGUST UNI; Georg-August-Universitat; BASF SE
Current assignee: Georg-August-Universitaet 37073 Goettingen De; BASF SE
Priority date: 2005-09-23
Filing date: 2005-09-23
Publication date: 2007-03-29
Also published as: US20080226932A1; BRPI0616279A2; KR20080055922A; CA2622011A1; CN101267921A; WO2007033988A1; EP1934026A1; AU2006293913A1; RU2008115237A; NO20081102L

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von modifizierten Holzmaterialien zur Herstellung von Gegenständen, die wenigstens ein Holzmaterial umfassen.

Description

Die natürliche Dauerhaftigkeit von Holz wird durch das Verhalten des Holzes bei Feuchtigkeitsänderungen beeinflusst. Das mit der Fähigkeit des Holzes, Wasser auf- und wieder abzugeben, einhergehende Quellen und Schwinden des Holzes führt zu Problemen bei der Herstellung von Gegenständen, die teilweise oder vollständig aus Holzmaterialien gefertigt sind, insbesondere wenn zwei oder mehrere Teile kraftschlüssig miteinander verbunden sind, da die Festigkeit kraftschlüssiger Verbindungen zwischen Holzteilen naturgemäß durch das Quell-/Schwind-Verhaltens des Holzes in besonderem Maße herabgesetzt wird. Im Extremfall führt das Quell-/Schwind-Verhaltens zu einer Zerstörung der kraftschlüssigen Verbindung.

Die Dimensionsänderung führt zudem häufig zu einer Zerstörung der Holzoberfläche des Werkstoffs und darauf aufgebrachter Beschichtungen, so dass da Holz biologischen Zersetzungsprozessen in verstärktem Maß ausgesetzt wird.

Zur Verbesserung der Haltbarkeit und werden Holz und vergleichbare Lignocellulosebasierte Materialien häufig hydrophobiert, z. B. durch Behandlung mit Wachs-haltigen Tränkmitteln. Hierdurch wird ein Eindringen von Wasser in die Poren des Materials erschwert.

Es wurde vorgeschlagen, die Dimensionsstabilität von Holz und Holzmaterialien wie Span- und Faserplatten und ihre Beständigkeit gegenüber holzzerstörenden Organismen durch die Acetylierung der Holz-Partikel mit Hilfe von Anhydriden, wie Essigsäureanhydrid zu verbessern (siehe EP-A 213252 und darin zitierte Literatur sowie Rowell et al., Wood and Fiber Science, 21(1), S. 67–79). Nachteilig sind die hohen Kosten der Behandlung und der unangenehme Eigengeruch des so behandelten Materials, so dass sich diese Maßnahmen auf dem Markt nicht durchgesetzt haben.

Aus der Veröffentlichung "Treatment of timber with water soluble dimethylol resins to improve the dimensional stability and durability", erschienen in Wood Science and Technology 1993, Seiten 347–355, ist es bekannt, zur Verbesserung der Schwind- und Quelleigenschaften von Holz sowie des Widerstandes gegen Pilze und Insekten dieses mit einem Imprägniermittel zu behandeln, das aus einer wässrigen Lösung von Dimethyloldihydroxyethylenhamstoff (DMDHEU oder 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2) und einem Katalysator besteht. Bei erhöhter Temperatur findet eine Reaktion des DMDHEU mit sich selbst und dem Holz statt. Auf diese Weise wurden Holzkörper mit Abmessungen von 20 mm × 20 mm × 10 mm untersucht. Das beschriebene Verfahren lässt sich nur bei kleinen Abmessungen der Holzkörper anwenden, weil diese bei größeren Abmessungen zu Rissbildung neigen.

Die WO 2004/033170 beschreibt ein Verfahren zur Verbesserung der Oberflächenhärte von Holz, bei dem man einen unbehandelten Holzkörper mit einer wässrigen Lösung einer vernetzbaren Stickstoffverbindung aus der Gruppe 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2, mit einem C_1-5-Alkohol, einem Polyol oder deren Gemischen modifiziertes 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2, 1,3-dimethyl-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2, Dimethylolharnstoff, Bis(methoxy-methyl)harnstoff, Tetramethylolacetylenediharnstoff, 1,3-Bis(hydroxymethyl)-imidazolidinon-2, Methylolmethylharnstoff, die einen die Vernetzung dieser Verbindungen bewirkenden Katalysator enthält, imprägniert und anschließend unter Aufrechterhaltung feuchter Bedingungen bei erhöhter Temperatur aushärtet. Aus der WO 2004/033171 ist ein ähnliches Verfahren bekannt, bei dem die Imprägnierlösung ein mit Alkanolen oder Polyolen modifiziertes Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxy-imidazolidinon, 1,3-Bis(hydroxymethyl)harnstoff, 1,3-Bis(methoxymethyl)harnstoff, 1-Hydroxymethyl-3-methylharnstoff, 1,3-Bis(hydroxymethyl)imidazolidin-2-on, 1,3-Dimethyl-4,5-dihydroxyimidazolidin-2-on oder Tetra(hydroxymethyl)acetlyendiharnstoff enthält.

Die ältere deutsche Patentanmeldung DE 10 2005 020 387.6 beschreibt die Oberflächenbehandlung von Formkörpern aus modifiziertem Holz oder modifzierten Holzmaterialien oder anderen Werkstoffen aus modifizierten Lignocellulsoematerialien, wobei das modifizierte Holzmaterial bzw. der modifizierte Werkstoff aus dem Lignocellulosematerial zuvor ähnlich mit WO 2004/033170 und WO 2004/033171 mit vernetzbaren Stickstoffverbindungen imprägniert und vernetzt werden.

Aus der älteren deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 020 386.8 sind modifizierte Holzmaterialien bekannt, die mit einer reaktiven Zusammensetzung auf Basis vernetzbarer Stickstoffverbindungen imprägniert und vernetzt werden, die neben wenigstens einer vernetzbaren Stickstoffverbindung wenigstens einen Effektstoff in gelöster oder dispergierter Form enthält.

Aus den älteren deutschen Patentanmeldungen DE 10 2005 020 390.6 und DE 10 2005 020 389.2 sind modifizierte Holzmaterialien bekannt, die mit einer reaktiven Zusammensetzung imprägniert und vernetzt werden, die neben wenigstens einer vernetzbaren Stickstoffverbindung einen dispergierten, hydrophoben Bestandteil enthält.

Aus der älteren deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 010 0042.2 sind modifizierte Holzmaterialien aus feinteiligen Holzmaterialien bekannt, bei denen das feinteilige Holzmaterial mit einer reaktiven Zusammensetzung auf Basis vernetzbarer Stickstoffverbindungen imprägniert und einem Formgebungsprozess unterworfen wird, bei dem gleichzeitig eine Vernetzung durchgeführt wurde. Auch kann die Vernetzung vor dem Formgebungsprozess erfolgen.

Aus der älteren deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 010 0041.4 sind modifizierte Holzmaterialien bekannt, die wenigstens eine mit einem Träger oder weiteren Furnierlagen flächig verklebte dünne Furnierschicht aufweisen, wobei die Furnierschicht mit einer reaktiven Zusammensetzung auf Basis vernetzbarer Stickstoffverbindungen imprägniert, beleimt und zu einem Furnier verklebt wird.

Aus der älteren deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 020 388.4 sind modifizierte Holzmaterialien bekannt, die mit einer reaktiven Zusammensetzung imprägniert und vernetzt werden, welche

a) wenigstens eine niedermolekulare Verbindung V, welche wenigstens zwei N-gebundene Gruppen der Formel CH₂OH und/oder eine zwei Stickstoffatome verbrückende 1,2-Bishydroxyethan-1,2-diyl-Gruppe aufweist, und
b) wenigstens ein Oligo- oder Polyalkylenetherpolyol P mit im Mittel wenigstens 2 OH-Gruppen, insbesondere 2 bis 6 OH-Gruppen, je Molekül, der wenigstens eine zwei oder mehrwertige aliphatische oder cycloaliphatische Gruppe mit wenigstens 3 C-Atomen, insbesondere mit 3 bis 10 C-Atomen aufweist, und/oder
c) ein Reaktionsprodukt einer niedermolekularen Verbindung V mit dem Polyalkylenetherpolyol enthält.

Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, neue Verwendungen für derartige modifizierte Holzmaterialien bereitzustellen.

Es wurde überraschenderweise gefunden, dass sich die aus dem Stand der Technik bekannten, modifizierten Holzmaterialien in besondere Weise zur Herstellung von Gegenständen eignen, die wenigstens ein Holzmaterial umfassen.

Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung modifizierter Holzmaterialien HW, die wenigstens eine vernetzbare Stickstoff-Verbindung in einer vernetzten, im Holz verteilten Form enthalten, zur Herstellung von Gegenständen, die wenigstens ein Holzmaterial umfassen.

Die Verwendung von derart modifizierten Holzmaterialien erlaubt die Herstellung von Gegenständen mit verbesserter mechanischer Festigkeit und verbesserter Witterungsstabilität, insbesondere verminderter Rissbildung in denjenigen Bereichen, die aus dem Holzmaterial gefertigt sind und einer verringerten Anfälligkeit dieser Bereiche für einen Befall mit holzschädigenden Organismen wie holzzerstörenden Pilzen.

Insbesondere eignen sich die modifizierten Holzmaterialien zur Herstellung von Gegenständen, die aus mehreren, miteinander verbundenen Teilen gefertigt sind, wobei wenigstens ein Teil aus einem modifizierten Holzmaterial gefertigt ist, da aufgrund des verringerten Quell-/Schwind-Verhaltens des modifizierten Holzes die Verbindungen zwischen den verschiedenen Teilen stabiler sind und bei Witterungseinflüssen geringeren mechanischen Belastungen ausgesetzt sind und ihre Funktion besser beibehalten können. Dies gilt insbesondere dann, wenn die aus dem modifiziertem Holzmaterial gefertigten Teile miteinander oder mit Teilen aus anderen Materialien zumindest teilweise kraftschlüssig verbunden sind.

Erfindungsgemäß sind grundsätzlich alle aus dem Stand der Technik bekannten modifizierten Holzmaterialien geeignet, die wenigstens eine vernetzbare, Stickstoff-Verbindung in einer vernetzten, im Holz verteilten Form enthalten.

Unter einem modifizierten Holzmaterial versteht man im Rahmen der vorliegenden Erfindung Holz, d.h. Vollholz, sowie einen holzbasierten Werkstoff, d.h. einen Holzwerkstoff, einschließlich einem Furnierwerkstoff und einem aus feinteiligen Holzpartikeln gefertigten Holzwerkstoff, worin der Holzbestandteil wenigstens eine versetzbare, Stickstoff-Verbindung in einer vernetzten, im Holz verteilten Form enthält. Zu den feinteiliger Holzpartikeln zählen Fasern, Späne, Strands, Chips, Schnitzel und dergleichen. Ein Furnierwerkstoff ist im Sinne der Erfindung ein Holzwerkstoff, der wenigstens eine Furnierlage aufweist. Unter Furnieren versteht man flächige dünne Holzmaterialien mit Dicken ≤ 5 mm insbesondere ≤ 2 mm.

Insbesondere handelt es sich bei dem Holzmaterial um Vollholz, d.h. um großformatige mit Abmessungen im Zentimeter oder Meterbereich, z.B. Bretter, Knüppelholz, Rundholz, Balken oder dergleichen.

Vernetzt bedeutet, dass der Anteil extrahierbarer Bestandteile der Stickstoffverbindung nicht mehr als 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der im Holz enthaltenen Stickstoffverbindung beträgt. Die Bestimmung des extrahierbaren Anteils erfolgt über den Stickstoffgehalt eines modifzierten Holzmaterials vor und nach einer Extraktion mit heißem Wasser. Hierzu wird ein modifiziertes Holzmaterial zu einem Holzmehl vermahlen, atro getrocknet und der Stickstoffgehalt im Holz mittles Elementaranalyse bestimmt. Anschließend wird eine Probe des Holzmehls 16 h bei 80 °C mit Wasser extrahiert, abfiltriert, erneut atro getrocknet und der Stickstoffgehalt der so gewonnnen Probe mittels Elementaranalyse bestimmt. Da unmodifiziertes Holz selber keine nachweisbaren Mengen Stickstoff enthält ergibt sich aus der Differenz des Stickstoffgehalts vor und nach der Extraktion direkt der extrahierbare Anteil in %, bezogen auf den Stickstoffwert der Probe vor Extraktion.

Im Holz verteilt bedeutet, dass die vernetzte Stickstoffverbindung mehr oder weniger gleichmäßig über den Querschnitt des Holzes verteilt ist und sich nicht nur an der Oberfläche oder in Kavitäten des Holzes befindet.

Die Menge der vernetzbaren Stickstoff-Verbindung im Holz beträgt in der Regel wenigstens 0,5 Gew.-%, insbesondere wenigstens 1 Gew.-%, häufig wenigstens 2 Gew.-% und liegt typischerweise im Bereich von 1 bis 20 Gew.-%, häufig im Bereich von 2 bis 15 Gew.-%, gerechnet als Stickstoff und bezogen auf das Gewicht des Holzmaterials HW enthält. Der Stickstoffanteil kann mittels Elementaranalyse bestimmt werden.

Geeignete vernetzbare Stickstoffverbindungen zur Modifizierung des Holzes sind

α) niedermolekulare Verbindungen V, welche wenigstens zwei N-gebundene Gruppen der Formel CH₂OR, worin R für Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl steht, und/oder eine zwei Stickstoffatome verbrückende 1,2-Bishydroxyethan-1,2-diyl-Gruppe aufweisen,
β) Präkondensate der Verbindung V und
γ) Umsetzungsprodukte oder Mischungen der Verbindung V mit wenigstens einem Alkohol, der unter C₁-C₆-Alkanolen, C₂-C₆-Polyolen und Oligoalkylenglykolen ausgewählt ist.

Bei den zur Modifizierung des Holzmaterials eingesetzten vernetzbaren Stickstoffverbindungen, d.h. Verbindungen V deren Präkondensate und Umsetzungsprodukte, handelt es sich um niedermolekulare Verbindungen oder um Oligomere mit geringem Molekulargewicht, die in der eingesetzten wässrigen Zusammensetzung in der Regel vollständig gelöst vorliegen. Das Molekulargewicht der vernetzbaren Verbindung liegt üblicherweise unterhalb 400 Dalton. Man nimmt an, dass die vernetzbaren Stickstoffverbindungen aufgrund dieser Eigenschaften in die Zellwände des Holzes eindringen können und beim Härten ein die mechanische Stabilität der Zellwände verbessern und ihre durch Wasser bewirkte Quellung vermindern.

Beispiele für vernetzbare Stickstoffverbindungen sind, ohne darauf beschränkt zu sein:

– 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidin-2-on (DMDHEU),
– Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon, das mit einem C₁-C₆-Alkanol einem C₂-C₆-Polyol, einem Oligoalkylenglykol modifiziert ist (modifiziertes DMDHEU bzw. mDMDHEU),
– 1,3-Bis(hydroxymethyl)hamstoff,
– 1,3-Bis(methoxymethyl)harnstoff;
– 1-Hydroxymethyl-3-methylhamstoff,
– 1,3-Bis(hydroxymethyl)imidazolidin-2-on (Dimethylolethylenharnstoff),
– 1,3-Bis(hydroxymethyl)-1,3-hexahydropyrimidin-2-on (Dimethylolpropylenharnstoff)
– 1,3-Bis(methoxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidin-2-on (DMeDHEU),
– Tetra(hydroxymethyl)acetylendiharnstoff
– niedermolekulare Melamin-Formaldehyd Harze (MF-Harze) wie Poly(hydroxymethyl)melamin mit wenigstens 2, z.B. 2, 3, 4, 5 oder 6 N-Hydroxymethylgruppen wie 3-fach methyloliertes Melamin (= 2,4,6-Tris-(N,hydroxymethylamino)-1,3,5-triazin und
– niedermolekulare Melamin-Formaldehyd Harze (MF-Harze) wie Poly(hydroxymethyl)melamin mit wenigstens 2, z.B. 2, 3, 4, 5 oder 6 N-Hydroxymethylgruppen, die mit einem C₁-C₆-Alkanol einem C₂-C₆-Polyol oder einem Oligoalkylenglykol modifiziert sind (modifizierte MF-Harze).

Wässrige Zusammensetzungen von Verbindungen V, deren Präkondensaten und deren Umsetzungsprodukten sind an sich bekannt, beispielsweise aus WO 2004/033171, WO 2004/033170, K. Fisher et al. "Textile Auxiliaries-Finishing Agents" Kap. 7.2.2 in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Ed. on CD-ROM, Wiley-VCH, Weinheim 1997 und dort zitierte Literatur, US 2;731;364 , US 2,930,715 , H. Diem et al. "Amino-Resins" Kap. 7.2.1 und 7.2.2 in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Ed. on CD-ROM, Wiley-VCH, Weinheim 1997 und dort zitierte Literatur, Houben-Weyl E20/3, S. 1811–1890, und werden üblicherweise als Vernetzer für das Textilfinishing eingesetzt. Umsetzungsprodukte von N-methylolierten Harnstoffverbindungen V mit Alkoholen, z. B. modifiziertes 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2 (mDMDHEU) sind beispielsweise aus der US 4,396,391 und der WO 98/29393 bekannt. Im Übrigen sind Verbindungen V sowie ihre Umsetzungsprodukte und Präkondensate im Handel erhältlich, beispielsweise unter den Handelsbezeichnungen Fixapret^® CP und Fixapret^® ECO der BASF Aktiengesellschaft und die Kauramin^®-marken (z.B. Kauramin 650 Pulver) der BASF.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die vernetzbare Stickstoffverbindung unter 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidin-2-on und einem mit einem C₁-C₆-Alkanol einem C₂-C₆-Polyol, und/oder einem Polyalkylenglykol modifizierten 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidin-2-on ausgewählt. Beispiele für Polyalkylenglykole sind insbesondere die unten genannten Oligo- und Poly-C₂-C₄-alkylenglykole.

Bei mDMDHEU handelt es sich Umsetzungsprodukte von 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon-2 mit einem C₁-C₆-Alkanol, einem C₂-C₆-Polyol, einem Oligoethylenglykol oder Gemischen dieser Alkohole. Geeignete C_1-6-Alkanole sind bei spielsweise Methanol, Ethanol, n-Propanol, iso-Propanol, n-Butanol und n-Pentanol, bevorzugt ist Methanol. Geeignete Polyole sind Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1,2- und 1,3-Propylenglykol, 1,2-, 1,3-, und 1,4-Butylenglykol, Glycerin. Beispiele für geeignete Polyalkylenglykole sind insbesondere die im Folgenden genannten Oligo- und Poly-C₂-C₄-alkylenglykole. Zur Herstellung von mDMDHEU werden DMDHEU dem Alkanol, dem Polyol oder dem Polyalkylenglykol, gemischt. Hierbei werden der einwertige Alkohol, das Polyol, oder das Oligo- bzw. Polalkylenglykol üblicherweise in einem Verhältnis von je 0,1 bis 2,0, insbesondere 0,2 bis 2 Moläquivalenten, bezogen auf DMDHEU, eingesetzt. Die Mischung aus DMDHEU, dem Polyol oder dem Polyalkylenglykol wird üblicherweise in Wasser bei Temperaturen von vorzugsweise 20 bis 70 °C und einem pH-Wert von vorzugsweise 1 bis 2,5 umgesetzt, wobei der pH-Wert nach der Umsetzung in der Regel auf einen Bereich von 4 bis 8 eingestellt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die vernetzbare Stickstoffverbindung unter wenigstens 2-fach, z.B. 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-fach, speziell einem 3-fach methyloliertem Melamin (Poly(hydroxymethyl)melamin) und einem mit einem C₁-C₆-Alkanol einem C₂-C₆-Polyol, und/oder einem Polyalkylenglykol modifizierten Poly(hydroxymethyl)melamin ausgewählt. Beispiele für Polyalkylenglykole sind insbesondere die im Folgenden genannten Oligo- und Poly-C₂-C₄-alkylenglykole.

Die üblicherweise zur Modifzierung eingesetzten wässrigen Zusammensetzungen können auch einen oder mehrere der vorgenannten Alkohole, C₁-C₆-Alkanole, C₂-C₆-Polyole, Oligo- und Polyalkylenglykole oder Gemische dieser Alkohole enthalten. Geeignete C_1-6-Alkanole sind beispielsweise Methanol, Ethanol, n-Propanol, iso-Propanol, n-Butanol und n-Pentanol, bevorzugt ist Methanol. Geeignete Polyole sind Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1,2- und 1,3-Propylenglykol, 1,2-, 1,3-, und 1,4-Butylenglykol, Glycerin. Geeignete Oligo- und Polyalkylenglykole sind insbesondere Oligo- und Poly-C₂-C₄-alkylenglykole, speziell Homo- und Cooligomere des Ethylenoxids und/oder des Propylenoxids, die gegebenenfalls in Gegenwart von niedermolekularen Startern, z.B. aliphatischen oder cycloaliphatischen Polyolen mit wenigstens 2 OH-Gruppen wie 1,3-Propandiol, 1,3- und 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Glycerin, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Erythrit, und Pentaerythrit, sowie Pentite und Hexite wie Ribit, Arabit, Xylit, Dulcit, Mannit und Sorbit sowie Inosit oder aliphatischen oder cycloaliphatischen Polyaminen mit wenigstens 2-NH2-Gruppen wie Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Propylendiamin-1,3, Dipropylentriamin, 3-Amino-1-ethylenaminopropan, Hexamethylendiamin, Dihexamethylentriamin, 1,6-Bis-(3-aminopropylamino)hexan, N-Methyldipropylentriamin oder Polyethylenimin erhältlich sind, worunter Diethylenglykol, Triethylenglykol, Di-, Tri- und Tetrapropylenglykol, niedermolekulare Pluronic^®-Marken der BASF (z.B. Pluronic^® PE 3100, PE 4300, PE 4400, RPE 1720, RPE 1740) bevorzugt sind.

Sofern vorhanden, liegt die Konzentration der vernetzbaren Stickstoffverbindungen in der wässrigen Zusammensetzung üblicherweise im Bereich 1 bis 60 Gew.-%, häufig im Bereich von 10 bis 60 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 15 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Sofern die wässrige Zusammensetzung einen der vorgenannten Alkohole enthält, liegt dessen Konzentration vorzugsweise im Bereich von 1 bis 50 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 5 bis 40 Gew.-%. Die Gesamtmenge an vernetzbarer Verbindung und Alkohol macht üblicherweise 10 bis 60 Gew.-% und insbesondere 20 bis 50 Gew.-% des Gesamtgewichts der wässrigen Zusammensetzung aus.

In der Regel enthält die zur Modifizierung eingesetzte wässrige Zusammensetzung wenigstens einen Katalysator K, welcher die Vernetzung der Stickstoffverbindung bewirkt. In der Regel sind als Katalysatoren K Metallsalze aus der Gruppe der Metallhalogenide, Metallsulfate, Metallnitrate, Metallphosphate, Metalltetrafluoroborate; Bortrifluorid; Ammoniumsalze aus der Gruppe der Ammoniumhalogenide, Ammoniumsulfat, Ammoniumoxalat und Diammoniumphosphat; sowie organischen Carbonsäuren, organischen Sulfonsäuren, Borsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure und Salzsäure geeignet.

Beispiele für als Katalysatoren K geeignete Metallsalze sind insbesondere Magnesiumchlorid, Magnesiumsulfat, Zinkchlorid, Lithiumchlorid, Lithiumbromid, Aluminiumchlorid, Aluminiumsulfat, Zinknitrat und Natriumtetrafluoroborat.

Beispiele für als Katalysatoren K geeignete Ammoniumsalze sind insbesondere Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Ammoniumoxalat und Diammoniumphosphat.

Als Katalysatoren K sind insbesondere auch wasserlösliche organische Carbonsäuren wie Maleinsäure, Ameisensäure, Zitronensäure, Weinsäure und Oxasäure, weiterhin Benzolsulfonsäuren, wie p-Toluolsulfonsäure, aber auch anorganische Säuren, wie Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, Borsäure oder deren Gemische geeignet.

Vorzugsweise ist der Katalysator K unter Magnesiumchlorid, Zinkchlorid, Magnesiumsulfat, Aluminiumsulfat oder deren Gemischen ausgewählt, wobei Magnesiumchlorid besonders bevorzugt ist.

Den Katalysator K wird man üblicherweise der wässrigen Zusammensetzung erst kurz vor dem Modifizierverfahren zusetzen. Er wird üblicherweise in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der in der wässrigen Zusammensetzung enthaltenen härtbaren Bestandteile eingesetzt. Die Konzentration des Katalysators, bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Dis persion, liegt üblicherweise im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-%.

Weiterhin kann die zur Modifizierung des Holzes eingesetzte Zusammensetzung einen oder mehrere Effektstoff, beispielsweise ein Farbmittel, z.B. einen Farbstoff oder ein Pigment, einen UV-Stabilisator, ein Antioxidationsmittel, ein Fungizid und/oder Insektizid und dergleichen enthalten, wie in der älteren deutschen Patentanmeldung 102005020386.8 beschrieben, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird. Die Konzentration an Effektstoff liegt je nach Effektstoff im Bereich von 0,01 bis 60 Gew.-% und insbesondere 0,1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung.

Weiterhin kann die zur Modifizierung des Holzes eingesetzte Zusammensetzung einen oder mehrere hydrophobe Bestandteile, beispielsweise ein Wachs oder ein Öl in emulgierter bzw. suspendierter Form enthalten, wie in den älteren deutschen Patentanmeldungen DE 10 2005 020 389.2 und DE 10 2005 020 390.6 beschrieben, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird. Die Konzentration an hydrophobem Bestandteil liegt typischerweise im Bereich von 0,01 bis 60 Gew.-% und insbesondere 0,1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung.

Die modifzierten Holzmaterialien und die daraus hergestellten Gegenstände können eine übliche Beschichtung, beispielsweise einen Lack, eine Lasur oder eine Beize aufweisen, wie in der älteren deutschen Patentanmeldung DE 2005 020 387.6 beschrieben, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird.

Die Herstellung der modifizierten Holzmaterialien kann nach den im eingangs zitierten Stand der Technik beschriebenen Verfahren erfolgen, auf den ebenfalls Bezug genommen wird.

In der Regel umfasst die Herstellung des modifizierten Holzmaterials im Falle von Vollholz:

a) Imprägnieren von Vollholz mit einer wässrigen Zusammensetzung, welche wenigstens eine vernetzbare Stickstoff-Verbindung und wenigstens einen die Vernetzung bewirkenden Katalysator enthält, und
b) Behandeln des in Schritt a) erhaltenen imprägnierten Vollholz bei erhöhter Temperatur unter Entfernen von Wasser.

In der Regel umfasst die Herstellung eines modifizierten Holzwerkstoffs die in DE 10 2005 010 0042.2 beschriebenen Schritte:

a) Imprägnieren eines feinteiligen Holzmaterials mit einer wässrigen Zusammensetzung, welche wenigstens eine vernetzbare Stickstoff-Verbindung und wenigstens einen die Vernetzung bewirkenden Katalysator enthält, und
b) Behandeln des in Schritt a) erhaltenen imprägnierten Holzmaterials bei erhöhter Temperatur unter Entfernen von Wasser.
c) Beleimen und Formgebung des in Schritt b) erhaltenen feinteiligen Holzmaterials oder
b') Beleimen des in Schritt a) erhaltenen imprägnierten Holzmaterials gegebenenfalls nach Trocknung und
c') Formgeben des Holzmaterials bei erhöhtert Temperatur unter Entfernen von Wasser, wobei man einen Holzwerkstoff erhält.

In der Regel umfasst die Herstellung eines modifizierten Furnierwerkstoffs die in DE 10 2005 010 0041.4 beschriebenen Schritte:

a) Imprägnieren eines Furniers mit einer wässrigen Zusammensetzung, welche wenigstens eine vernetzbare Stickstoff-Verbindung und wenigstens einen die Vernetzung bewirkenden Katalysator enthält, und
b) Beleimen des imprägnierten Furniers mit einer Leimzusammensetzung und
c) Verarbeiten des beleimten Furniers zu einem Furnierwerkstoff bei erhöhter Temperatur unter Härten der vernetzbaren Stickstoffverbindung,

Das Imprägnieren kann in an sich üblicher Weise erfolgen, z.B. durch Tauchen, durch Anwendung von Vakuum gegebenenfalls in Kombination mit Druck oder durch konventionelle Auftragungsverfahren wie Streichen, Besprühen und dergleichen. Das jeweils angewendete Imprägnierverfahren hängt naturgemäß von den Abmessungen des zu imprägnierenden Materials ab. Holzmaterialien mit geringen Abmessungen wie Späne oder Strands sowie dünne Furniere, d.h. Materialien mit einem großen Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, lassen sich mit geringem Aufwand, z.B. durch Tauchen oder Besprühen imprägnieren, wohingegen Holzmaterialien mit größeren Abmessungen, insbesondere Materialien, deren geringste Ausdehnung mehr als 5 mm beträgt, z.B. Vollholz, Formteile aus Vollholz oder Holzmaterialien, unter Anwendung von Druck oder Vakuum, insbesondere durch kombinierte Anwendung von Druck und Vakuum imprägniert werden. Vorteilhafterweise wird das Imprägnieren bei einer Temperatur unterhalb 50°C, z.B. im Bereich von 15 bis 50°C durchgeführt.

Die Bedingungen des Imprägnierens werden in der Regel so gewählt werden, dass die aufgenommene Menge an härtbaren Bestandteilen der wässrigen Zusammensetzung wenigstens 1 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse des unbehandelten Materials, beträgt. Die aufgenommene Menge an härtbaren Bestandteilen kann bis zu 100 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse der unbehandelten Materialien betragen und liegt häufig im Bereich von 1 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, und insbesondere im Bereich von 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse des eingesetzten unbehandelten Materials, liegt. Die Feuchte der zum Tränken eingesetzten, unbehandelten Materialien ist unkritisch und kann beispielsweise bis 100 % betragen. Hier und im Folgenden ist der Begriff „Feuchtigkeit" synonym mit dem Begriff Restfeuchtegehalt nach DIN 52183. Häufig liegt er im Bereich von 1 bis 80 % und insbesondere 5 bis 50 %.

Zum Tauchen wird das Holzmaterial, gegebenenfalls nach einer Vortrocknung, in einen Behälter, welcher die wässrige Zusammensetzung enthält, getaucht. Das Tauchen erfolgt vorzugsweise über einen Zeitraum von wenigen Sekunden bis 24 h, insbesondere 1 min bis 6 h. Die Temperaturen liegen üblicherweise im Bereich von 15 °C bis 50 °C. Hierbei nimmt das Holzmaterial die wässrige Zusammensetzung auf, wobei durch die Konzentration an den nicht-wässrigen Bestandteilen (d. h. härtbare Bestandteile) in der wässrigen Zusammensetzung, durch die Temperatur und die Behandlungsdauer die von dem Holzmaterial aufgenommene Menge an diesen Bestandteilen gesteuert werden kann. Die tatsächlich aufgenommene Menge an Bestandteilen kann der Fachmann in einfacher Weise über die Gewichtszunahme des imprägnierten Materials und die Konzentration der Bestandteile in der wässrigen Zusammensetzung ermitteln und steuern.

Das Imprägnieren erfolgt vorteilhafterweise durch kombinierte Anwendung von vermindertem und erhöhtem Druck. Hierzu wird das Holzmaterial, das in der Regel eine Feuchtigkeit im Bereich von 1 % bis 100 % aufweist, zunächst unter vermindertem Druck, der häufig im Bereich von 10 bis 500 mbar und insbesondere im Bereich von 40 bis 100 mbar liegt, mit der wässrigen Zusammensetzung in Kontakt gebracht, z. B. durch Tauchen in der wässrigen Zusammensetzung. Die Zeitdauer liegt üblicherweise im Bereich von 1 min bis 5 h. Hieran schließt sich eine Phase bei erhöhtem Druck, z. B. im Bereich von 2 bis 20 bar, insbesondere im 4 bis 15 bar und speziell 5 bis 12 bar, an. Die Dauer dieser Phase liegt üblicherweise im Bereich von 1 min bis 12 h. Die Temperaturen liegen üblicherweise im Bereich von 15 bis 50 °C. Hierbei nimmt das Holzmaterial die wässrige Zusammensetzung auf, wobei durch die Konzentration an den nicht-wässrigen Bestandteilen (d. h. härtbare Bestandteile) in der wässrigen Zusammensetzung, durch den Druck, durch die Temperatur und die Behandlungsdauer die von dem Holzmaterial aufgenommene Menge an diesen Bestandteilen gesteuert werden kann. Die tatsächlich aufgenommene Menge kann auch hier über die Gewichtszunahme des Holzmaterials berechnet werden.

Weiterhin kann das Imprägnieren durch konventionelle Verfahren zum Aufbringen von Flüssigkeiten auf Oberflächen erfolgen, z.B. durch Besprühen oder Rollen bzw. Streichen. Hierzu setzt man vorteilhafterweise ein Material mit einer Feuchtigkeit von nicht mehr als 50 %, insbesondere nicht mehr als 30 %, z.B. im Bereich von 12 % bis 30 % ein. Das Aufbringen erfolgt üblicherweise bei Temperaturen im Bereich von 15 bis 50 °C. Das Besprühen kann in üblicher Weise in allen für das Besprühen von flächigen oder feinteiligen Körpern geeigneten Vorrichtungen vorgenommen werden, z. B. mittels Düsenanordnungen und dergleichen. Beim Streichen bzw. Rollen wird die gewünschte Menge an wässriger Zusammensetzung mit Rollen oder Pinseln auf das flächige Materialien aufgetragen.

Anschließend erfolgt in Schritt b) die Härtung der vernetzbaren Bestandteile der wässrigen Zusammensetzung. Die Härtung kann in Analogie zu den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. z.B. nach den in WO 2004/033170 und WO 2004/033171 beschriebenen Verfahren.

Die Härtung erfolgt typischerweise durch Behandeln des imprägnierten Materials bei Temperaturen oberhalb 80°C, insbesondere oberhalb 90°C, z.B. im Bereich von 90 bis 220°C und insbesondere im Bereich von 100 bis 200°C. Die für das Härten erforderliche Zeit liegt typischerweise im Bereich von 10 min bis 72 Stunden. Bei Furnieren und feinteiligen Holzmaterialien können eher höhere Temperaturen und kürzere Zeiten angewendet werden.

Gegebenfalls kann man vor dem Härten einen Trocknungsschritt, im Folgenden auch Vortrocknungsschritt durchführen. Hierbei werden die flüchtigen Bestandteile der wässrigen Zusammensetzung, insbesondere das Wasser und überschüssige organische Lösungsmittel, die in der Härtung/Vernetzung der Harnstoffverbindungen nicht reagieren, teilweise oder vollständig entfernt. Vortrocknung bedeutet, dass der Holzkörper unter den Fasersättigungspunkt getrocknet wird, der je nach Art des Holzes bei etwa 30 Gew% liegt. Diese Vortrocknung wirkt der Gefahr einer Rissbildung entgegen. Bei kleinformatigen Holzkörpern, beispielsweise Furnieren, kann die Vortrocknung entfallen. Bei Holzkörpern mit größeren Abmessungen ist die Vortrocknung jedoch von Vorteil. Sofern eine separate Vortrocknung durchgeführt wird, erfolgt diese vorteilhafterweise bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 80°C. In Abhängigkeit von der gewählten Trocknungstemperatur eine teilweise oder vollständige Härtung/Vernetzung der in der Zusammensetzung enthaltenen härtbaren Bestandteile erfolgen. Die kombinierte Vortrocknung/Härtung der imprägnierten Materialien erfolgt üblicherweise durch Anlegen eines Temperaturprofils, das von 50 °C bis 220 °C, insbesondere von 80 bis 200 °C reichen kann.

Die Härtung/Trocknung kann in einem konventionellen Frischluft-Abluft System, z. B. einem Trommeltrockner durchgeführt werden. Vorzugsweise erfolgt die Vortrocknung in einer Weise, dass der Feuchtegehalt der feinteiligen Lignocellulose-Materialien nach der Vortrocknung nicht mehr als 30 %, insbesondere nicht mehr als 20 %, bezogen auf die Trockenmasse, beträgt. Es kann von Vorteil sein, die Trocknung/Härtung bis zu einem Feuchtegehalt < 10 % und insbesondere < 5 %, bezogen auf die Trockenmasse, zu führen. Der Feuchtegehalt kann durch die Temperatur, die Dauer und den bei der Vortrocknung gewählten Druck in einfacher Weise gesteuert werden.

Gegebenenfalls wird man vor dem Trocknen/Härten anhaftende Flüssigkeit auf mechanischem Wege entfernen.

Bei großformatigen Materialien hat es sich bewährt, diese beim Trocknen/Härten zu fixieren, z.B. in Heizpressen.

Die in Schritt a) imprägnierten Holzmaterialien können, wenn es sich um feinteilige Materialien oder um Furnierlagen handelt, in an sich bekannter Weise weiterverarbeitet werden, im Falle feinteiliger Materialen z.B. zu Formkörpern wie OSB (oriented structural board) Platten, Spanplatten, Wafer-Boards, OSL-Platten oder OSL-Formteilen (Oriented-Strand-Lumber), PSL-Platten oder PSL-Formteilen (Parallel-Strand-Lumber), Platten oder Formteilen aus Constructed Strand Lumber, SCL-Formteilen oder -Platten (Structural Composite Lumber), LSL-Formteilen oder -Platten (Laminated Strand Lumber), Dämmplatten und mitteldichten (MDF) und hochdichten (HDF) Faserplatten und dergleichen, im Falle von Furnieren zu Furnierwerkstoffen wie furnierte Faserplatten, furnierte Tischlerplatten, furnierte Spanplatten einschließlich furnierte OSB-, SCL-, OSL- und PSL-Platten, Sperrholz, Leimholz, Lagenholz, Furnierschichtholz (z. B. Kerto-Schichtholz), Multiplex-Platten, laminierte Furnierwerkstoffe (Laminated Veneer Lumber LVL), aber auch nichtflächige, 3-dimensional geformte Bauteile wie Lagenholzformteile, Sperrholzformteile und andere beliebige, mit wenigstens einer Furnierlage beschichtete Formteile. Die Weiterverarbeitung kann unmittelbar im Anschluss an das Imprägnieren in Schritt a), während oder im Anschluss an das Härten in Schritt b) erfolgen. Bei Furnieren und Holzwerkstoffen umfasst die Weiterverarbeitung neben dem Härten und Verkleben, bzw. Formgeben zusätzlichen einen Beleimungsschritt. Wegen Details hierzu wird auf den Inhalt der 1020050100041.4 (furnierwerkstoffe) und den Inhalt der 1020050100042.2 (Holzwerkstoffe) Bezug genommen. Im Falle von imprägnierten Furnieren wird man vorteilhafterweise die Weiterverarbeitung vor dem Härtungsschritt oder zusammen mit dem Härtungsschritt durchführen. Bei Holzwerkstoffen aus feinteiligen Materialien wird werden häufig der Formgebungsschritt und Härtungsschritt gleichzeitig durchgeführt.

Zur Herstellung modifizierter Holzmaterialien sind grundsätzlich alle Holzsorten geeignet, vorzugsweise solche, die wenigstens 30 %, insbesondere wenigstens 50 % ihres Trockengewichts an Wasser aufnehmen können, und besonders bevorzugt solche, die in die Tränkbarkeitsklassen 1 und 2 gemäß DIN EN 350-2 eingeordnet werden. Hierzu zählen beispielsweise Hölzer von Nadelbäumen wie Kiefer (Pinus spp.), Fichte, Douglasie, Lärche, Pinie, Tanne, Küstentanne, Zeder, Zirbel, sowie Hölzer von Laubbäu men, z. B. Ahorn, Hardmaple, Akazie, Ayons, Birke, Birne, Buche, Eiche, Erle, Espe, Esche, Eisbeere, Hasel, Hainbuche, Kirsche, Kastanie, Linde, amerikanischer Nussbaum, Pappel, Olive, Robinie, Ulme, Walnuss, Gummibaum, Zebrano, Weide, Zerreiche und dergleichen. Da durch die Imprägnierung auch bei preiswerten Hölzern Eigenschaften erzielt werden, wie sie sonst nur Tropenhölzer aufweisen, beispielsweise ein äußerst geringes Quell-/Schwind-Verhalten, hohe Festigkeiten und gute Witterungsstabilität, betrifft eine besondere Ausführungsform der Erfindung die Verwendung von modifiziertem Holz bzw. Holzmaterial, dessen Holzbestandteil ausgewählt ist unter Buche, Fichte, Kiefer, Birke, Pappel, Esche und Ahorn.

Wie bereits oben erläutert, eignen sich erfindungsgemäß modifizierte Holzmaterialien insbesondere zur Herstellung von Gegenständen, die mehrere miteinander verbundene Teile umfassen, wobei wenigstens ein Teil aus einem modifizierten Holzmaterial HW gefertigt ist. Sie eignen sich insbesondere zur Herstellung von Gegenständen, worin wenigstens zwei Teile des Gegenstandes kraftschlüssig miteinander verbunden sind, wobei wenigstens ein Teil der miteinander kraftschlüssig verbundenen Teile aus einem modifizierten Holzmaterial HW gefertigt ist. Beispiele für kraftschlüssige Verbindungen sind geschraubte Verbindungen, geleimte Verbindungen, gezapfte Verbindungen sowie Nut-Feder-Verbindungen.

Aufgrund ihrer Unempfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeitseinflüssen betrifft die Erfindung insbesondere auch die Verwendung modifizierter Holzmaterialien zur Herstellung von Gegenständen, die Feuchtigkeit oder Witterungsbedingungen ausgesetzt ist. Der Feuchtigkeitseinfluss kann ein Kontakt mit hoher Luftfeuchtigkeit sein, z.B. wenn sich die Gegenstände in Feuchträumen wie Badezimmern, Hallenbädern, Waschküchen, im Inneren von Schiffen, und dergleichen befinden, oder aber auch wenn sie im Außenbereich hoher Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sind. Der Feuchtigkeitskontakt kann auch ein Kontakt mit flüssigem Wasser oder mit stehender Nässe sein, z.B. durch Einwirkung von Regen, durch Kontakt mit Fluss- oder Seewasser bei Bauwerken des Wasserbaus oder bei Schiffen.

Die Herstellung der Gegenstände kann in an sich bekannter Weise in Analogie zur Herstellung von Gegenständen aus Holzmaterialien erfolgen. Sie umfasst typische Maßnahmen der Holzbearbeitung wie Sägen, Schneiden, Hobeln, Fräsen, Schleifen, Bohren, Schrauben, Nageln, Kleben, Laminieren und dergleichen. In der Regel geht man bei der Herstellung der Gegenstände bereits von dem modifizierten Holzmaterial aus. Man kann aber auch den Gegenstand zunächst aus einem unmodifizierten Holzmaterial fertigen und anschließend die Holzbestandteile einer Modifzierung, wie oben beschrieben unterwerfen.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial zur Herstellung von Bodenbelägen. Häufig setzt man hierzu Furnierwerkstoffe ein, in denen die dekorative, der Witterung ausgesetzte Oberfläche von einer erfindungsgemäß modifizierten Furnierschichtschicht gebildet wird. Ein Beispiel hierfür ist Parkett, einschließlich Stabparkett, Massivparkett, Mosakiparkett, Hochkant-Lamellenparkett, Fertigparkett, z.B. 2-Schicht- oder 3-Schichtfertigparkett, Furnierböden und Sportböden, z.B. flächenelastische Sportböden und punktelastische Sportböden, sowie Parkettschwingböden. Erfindungsgemäß modifizierte Holzmaterialien sind auch zur Herstellung von Dielenparkett, Terassenbelägen und dergleichen geeignet. Erfindungsgemäße Holzmaterialien sind auch zur Herstellung von Laminat geeignet, wobei das erfindungsgemäß modifizierte Holzmaterial dabei in der Regel die Pressholzschicht des Laminats bildet.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial zur Herstellung von Türen und Türzargen, beispielsweise für Innentüren aber auch für Haustüren. Das modifizierte Holzmaterial kann sowohl für das Türblatt selber, für Teile des Türblatts, z.B. in Form von Vollholz- oder Holzwerkstoffplatten für den Innenaufbau des Türblatts oder in Form eines Furniers für die Dekorschicht auf dem Türblatt eingesetzt werden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial zur Herstellung von Fenstern, z.B. von Fensterrahmen und/oder Fensterflügeln. Die Fensterrahmen und Fensterflügel können Die erfindungsgemäß modifizierten Holzmaterialien können auch zur Herstellung von Fensterbrettern eingesetzt werden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial zur Herstellung von Möbeln, insbesondere von solchen Möbeln oder Möbelteilen, die typischerweise aus Holz oder Holzmaterialien gefertigt sind. Hierzu zählen Schränke oder Teile von Schränken wie der Korpus, die Türen oder Böden, Regale, Bettgestelle, Lattenroste, Sofagestelle, Stühle, Tische, oder Teile dieser Möbel wie Tischuntergestelle, Tischplatten, Arbeitsplatten, insbesondere Küchenarbeitsplatten, Badezimmermöbel und dergleichen. Die erfindungsgemäß modifizierten Holzmaterialien sind insbesondere für Möbel geeignet, die in verstärktem Maße Feuchtigkeit oder Witterung ausgesetzt sind, z.B. für die Herstellung von Küchenmöbel, Badezimmermöbel oder für Herstellung von Gartenmöbeln, Parkbänken, Stadionsitze und dergleichen geeignet.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial zur Herstellung von Gegenständen für den Wasserbau, z.B. für Uferbefestigungen, Wasserbauwerke wie Schleusen, insbesondere Schleusentore, festigungen, Wasserbauwerke wie Schleusen, insbesondere Schleusentore, Wasseräder, Plattformen, Pontons, Stege und sonstige Konstruktionen in und am Wasser.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial für den Bau von Gebäuden oder Gebäudeteilen. Hierzu zählen neben dem Bereits genannten Fensterbau insbesondere die Verwendung modifizierter Holzmaterialien in Form von Konstruktionshölzern für den Bau von Holzhäusern, für den Fachwerkbau, für den Bau von Dachkonstruktionen, für den Gebäude in Holzständerbauweise, für den Bau von Brücken oder Aussichtsplattformen, Carports sowie für Gebäudeteile wie Terrassen, Balkone, Balkongeländer, Dachgauben und dergleichen. Hierzu zählt weiterhin die Verwendung modifizierter Holzmaterialien für den Bau von Treppen einschließlich Treppenstufen, z.B. bei Holzstufen bei Metalltreppenkonstruktionen, aber auch für vollständig aus Holzmaterialien gefertigte Treppen und Geländer.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial für den für den Fassadenbau. Das modifizierte Holzmaterial kann dabei sowohl Bestandteil der Fassadenunterkonstruktion sein als auch den sichtbaren Teil der Fassade bilden, z.B. in Form von Fassadenplatten aus dem modifizierten Holzmaterial, Fassadenbretter aus modifiziertem Holz, Schindeln aus modifiziertem Holz und dergleichen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial für die Herstellung von Wandelementen und Deckenelementen, beispielsweise Paneele, Nut und Feder-Bretter, Kassetten-Decken, aber auch Deckenabhängungen, mobile Wände oder Wandelemente in Ständerbauweise, Decken- und Wandverkleidungen. Hierfür kommen insbesondere Holzwerkstoffe auf Basis feinteiliger Materialien in Form von Platten in Betracht, beispielsweise OSB-Platten, Spanplatten, OSL-Platten, PSL-Platten Dämmplatten und mitteldichte (MDF) und hochdichte (HDF) Faserplatten und dergleichen sowie Furnierwerkstoffe wie furnierte Faserplatten, furnierte Tischlerplatten, furnierte Spanplatten einschließlich furnierte OSL- und PSL-Platten, Sperrholz, Leimholz, Lagenholz, Furnierschichtholz (z. B. Kerto-Schichtholz) in Betracht.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial für den Gartenbau, beispielsweise für die Herstelung von Zäunen, Palisaden, Sichtschutzelementen, Gartenhäuser, Pergolas, Vogelhäuser und dergleichen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial für die Herstellung von Spielgeräten für den Außenbereich, beispielsweise für Klettergerüste, Schaukeln, insbesondere Schaukelgerüste und Schaukelsitze und -bretter, Spiellandschaften mit Vorrichtungen zum Klettern, Schaukeln und/oder Rutschen, für Gerüste von Seilbahnen und dergleichen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial für die Herstellung von Haushaltsartikeln, beispielsweise für Messerblöcke, Brotkästen, Holzschüsseln, Badezubehör wie Badezuber, Bürsten und dergleichen, weiterhin für Schneidbretter, Kochbesteck wie Kochlöffel, Pfannenwender, Nudelhölzer, Salatbesteck, Nudelgabeln und dergleichen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial für den Bootsbau, sowohl für den Bau von Rümpfen, z.B. für die Beplankung, für Spanten und Kiel, für Motorenlager, für stehendes Gut wie Masten, Spieren, aber auch für Decksaufbauten, Decksbeplankung, und sonstige außenliegende Vorrichtungen wie Grätings, Klampen, Ruderrad, Instrumententafeln, und dergleichen sowie für den Innenausbau von Schiffen z.B. für Schrankeinbauten, Kojeneinbauten, Kabinenwände- und Türen, Motorverkleidungen, Niedergänge, Leitern und dergleichen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial für den Saunabau, beispielsweise für Wände, Türen, Bänke, Ofenverkleidungen und dergleichen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial im Fahrzeugbau, beispielsweise für Innenverkleidungen des Fahrgastraums, des Kofferraums und Motorraumverkleidungen, weiterhin Dämmungen, beispielsweise des Motorraums und des Kofferraums, weiterhin für Armaturentafeln Holzdekors und dergleichen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial für die Herstellung von Spielzeug wie Bauklötze, Kugelbahnen, Spielzeughäuser und Spielzeugeinrichtungen wie Puppenhäuser, Puppenküchen und dergleichen, Spielzeugautos, -flugzeuge und -schiffe, für den Modellbau, wie Modellbauautos, -flugzeuge und -schiffe, Spielgeräte wie Schläger, Schlägerrahmen und dergleichen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial für die Herstellung von Musikinstrumenten insbesondere für den Bau von Saiteninstrumenten wie Gitarren, Lauten, Harfen, Geigen, Violas, Violoncellis, Kontrabässe oder Teilen davon wie Stege, Korpus, Schnecke, Wirbel, weiterhin für den Bau von Holzblasinsturmenten, wie Klarinette, Oboe, Fagott, Blockflöte etc.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial für die Herstellung von Sportgeräten, insbesondere solcher Sportgeräte, die typischerweise aus Holz oder Holzmaterialien gefertigt werden, aber auch für Sportgeräte, in denen Holz aus gründen seiner mangelnden Festigkeit und Härte bislang nicht eingesetzt wurde. Zu nennen sind beispielsweise Schläger, wie Hockey- und Eishockey-Schläger, Wurfgeräte wie Speere und Diskus, Ruder und Skulls, für den Bau von Sportruderboten wie Skullbooten, Kajak, Einer, Kanadier, Gig und dergleichen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet man das modifizierte Holzmaterial für die Herstellung von Gehäusen einschließlich Gehäuseteilen für Maschinen, elektrische Geräte und dergleichen.

Durch die erhöhte Festigkeit der erfindungsgemäßen modifizierten Holzmaterialien lässt sich in vielen Fällten eine Gewichtsersparnis durch verringerten Materialaufwand erreichen. Zudem sind die Gegenstände weitaus weniger Anfällig gegenüber Witterungseinflüssen und dem Einfluss von Feuchtigkeit. Aufgrund der hohen Dimensionsstabilität infolge des geringen Quellen- und Schwindens und den damit erreichbaren Fertigungstoleranzen kann das modifizierte Holzmaterial auch zur Herstellung von Gegenständen eingesetzt werden, in denen bislang Holz nicht eingesetzt werden konnte.

Claims

Verwendung von modifizierten Holzmaterialien HW, die wenigstens eine vernetzbare, Stickstoff-Verbindung in einer vernetzten, im Holz verteilten Form enthalten, zur Herstellung von Gegenständen, die wenigstens ein Holzmaterial umfassen.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Holzmaterial HW die Stickstoff-Verbindung in einer Menge von wenigstens 1 Gew.-%, gerechnet als Stickstoff und bezogen auf das Gewicht des Holzmaterials HW enthält.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vernetzbare Stickstoff-Verbindung ausgewählt ist unter: – 1,3-Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidin-2-on, – Bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidinon, das mit einem C₁-C₆-Alkanol einem C₂-C₆-Polyol oder einem Oligoalkylenglykol modifiziert ist, – 1,3-Bis(hydroxymethyl)hamstoff, – 1,3-Bis(methoxymethyl)harnstoff; – 1-Hydroxymethyl-3-methylhamstoff, – 1,3-Bis(hydroxymethyl)imidazolidin-2-on (Dimethylolethylenharnstoff), – 1,3-Bis(hydroxymethyl)-1,3-hexahydropyrimidin-2-on (Dimethylolpropylenharnstoff) – 1,3-Bis(methoxymethyl)-4,5-dihydroxyimidazolidin-2-on (DMeDHEU), – Tetra(hydroxymethyl)acetylendiharnstoff – niedermolekularen Melamin-Formaldehyd Harze und – niedermolekulare Melamin-Formaldehyd Harzen, die mit einem C₁-C₆-Alkanol einem C₂-C₆-Polyol oder einem Oligoalkylenglykol modifiziert ist (modifiziertes MF-Harz).
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das modifizierte Holzmaterial HW ein modifiziertes Vollholz ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das modifizierte Holzmaterial HW ein modifizierter Holzwerkstoff ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gegenstand mehrere miteinander verbundene Teile umfasst, wobei wenigstens ein Teil aus einem modifizierten Holzmaterial HW gefertigt ist.
Verwendung nach Anspruch 6, wobei wenigstens zwei Teile des Gegenstandes kraftschlüssig miteinander verbunden sind, wobei wenigstens ein Teil der mitein ander kraftschlüssig verbundenen Teile aus einem modifizierten Holzmaterial HW gefertigt ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Holzbestandteil des modifizierten Holzmaterials HW ein Holz ist, das gemäß DIN EN 350-2 in die Tränkbarkeitsklasse 1 oder 2 eingeordnet wird.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von Gegenständen, die Feuchtigkeit oder Witterungsbedingungen ausgesetzt ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Herstellung von Bodenbelägen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Herstellung von Türen und Türzargen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Herstellung von Fenstern.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Herstellung von Möbeln.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Herstellung von Gegenständen für den Wasserbau.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für den Bau von Gebäuden oder Gebäudeteilen.
Verwendung nach Anspruch 15, wobei modifizierte Holzmaterial ein Konstruktionsholz ist.
Verwendung nach Anspruch 15 für den Bau von Treppen und Geländer.
Verwendung nach Anspruch 15 für den Fassadenbau.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Herstellung von Wandelementen und Deckenelementen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für den Gartenbau.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Herstellung von Spielgeräten für den Außenbereich.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Herstellung von Haushaltsartikeln.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für den Bootsbau.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für den Saunabau.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 im Fahrzeugbau.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Herstellung von Spielzeug.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Herstellung von Musikinstrumenten.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Herstellung von Sportgeräten.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Herstellung von Gehäusen.