DE3935025A1

DE3935025A1 - Verfahren zur behandlung von nassem nadel- oder laubbaumholz

Info

Publication number: DE3935025A1
Application number: DE3935025A
Authority: DE
Inventors: Robert Boho; Jozsef Vekony; Istvan Dr Pozsar
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-07-03
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-01-17
Also published as: GB8923390D0; IT8922168A1; IT8922168A0; US4971840A; IT1236870B; GB2233677B; CA2001139A1; ATA237789A; BR8905465A; GB2233677A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von nassem Nadel- oder Laubbaumholz, in erster Linie zum Zwecke der Verminderung des Wassergehaltes und zwecks Konservierung.

Zur Verringerung des Wassergehaltes von feuchtem Holz und zur Verhinderung einer nachträglichen Wasseraufnahme beziehungsweise zur Konservierung von Holz sind viele Verfahren bekannt. Die älteste Methode ist das Trocknen des Holzes durch Lagern bei Raumtemperatur. Diese Methode ist außerordentlich platz- und zeitaufwendig. Bekannt ist es ferner, Holz in geschlossenen Räumen mit Heißluft zu trocknen. Dieses Verfahren ist sehr energieaufwendig, und außerdem muß zum Schutz gegen Pilze und Insekten noch eine nachträgliche Behandlung vorgenommen werden.

Ein bekanntes Holzkonservierungsverfahren besteht darin, daß das Holz mit einem fungizid und insektizid wirkende Stoffe enthaltenden Imprägniermittel auf Ther moplastbasis behandelt wird (Budalakk, Lakk- ´s Fest´k Müszaki Katalógus, Közgazdasági ´s Jogi Könyvkiadó, 1967, S. 399-402). Mit dieser Methode kann jedoch der Wasser gehalt des Holzes nicht verringert werden.

In der britischen Patentschrift 11 68 062 wird zum Behandeln von Holz eine Pentachlorphenol enthaltende wäßrige Paraffinemulsion vorgeschlagen. Nachteilig dabei ist, daß die mit dieser Emulsion behandelten Holzgegenstände die Neigung zeigen, nachträglich doch etwas Wasser aufzu nehmen.

In der DE-OS 24 31 595 wird zur Behandlung von Holz eine fungizid und insekticid wirksame wäßrige Paraffin emulsion beschrieben, die infolge eines speziellen Emul gatorsystems wärme- und lagerstabil ist. Auch diese Emulsion hat den Nachteil, eine nachträgliche Wasserauf nahme des Holzes nicht zu verhindern.

Ein ähnlicher Nachteil ist bei dem Verfahren gemäß der DE-OS 23 61 119 zu beobachten, gemäß der das Holz bei 140-180°C in einem Paraffinbad behandelt wird.

Ziel der Erfindung war die Ausarbeitung eines Verfah rens, mit dem die Nachteile der bekannten Verfahren ver mieden werden, die Entwässerung des Holzes mit verhältnis mäßig wenig Energieaufwand gelöst werden kann, eine nach trägliche Wasseraufnahme nicht erfolgt und außerdem die mechanischen Eigenschaften des Holzes besser werden.

Im Sinne der Erfindung wird das mit einem zweistufigen Verfahren erreicht. In der ersten Stufe wird das Holz bei 80-180°C in einem Bad, das Paraffin oder ein im Verhältnis 90 : 10-10 : 90 bereitetes Gemisch aus Paraffin und Paraffinöl und ferner 0,05-5 Masse-% kolloides Siliciumdioxyd enthält, 10-50 Minuten lang behandelt. Dann wird das Holz aus dem Bad genommen und in der zweiten Stufe in ein anderes Bad überführt, das 10-30 Masse-% wäßriges Harnstoff-Formaldehyd- Harz mit 30-50 Masse-% Trockensubstanzgehalt, auf den Trocken substanzgehalt des Harzes gerechnet 0,1-0,8 Masse-% Katalysa tor, 90-70 Masse-% Paraffin oder im Verhältnis 90 : 10-10 : 90 bereitetes Gemisch aus Paraffin und Paraffinöl und gewünsch tenfalls 1-8 Masse-% Zusatzstoffe, vorzugsweise Farbstoffe, Fungizide, Insektizide, Emulgatoren enthält. In diesem Bad wird bei Temperaturen von 60-100°C 20-150 behandelt. Dann nimmt man das Holz heraus, läßt die überschüssige Menge der Badflüssigkeit abtropfen und bewahrt das Holz 24-48 Stunden bei Raumtemperatur auf.

In der ersten Stufe wird der größte Teil des Wasser gehaltes aus den Poren des Holzes entfernt. Der Gehalt an kolloidem Siliciumdioxyd haftet in den Poren des Holzes und bildet dort einen Überzug, dessen Dicke in der Größen ordnung eines Mikrons liegt.

In der zweiten Stufe werden die Reste des Wasser gehaltes aus den Poren des Holzes entfernt, und das vernetzende Harnstoff-Formaldehyd-Harz bildet in den Poren einen Überzug. Gewünschtenfalls können zusammen mit dem Harz auch Farbstoffe, Fungizide oder Insektizide in die Poren eingebracht werden. Als Farbstoffe werden öllösliche Farbstoffe eingesetzt, als Fungizid ist Penta chlorphenol-Natrium bevorzugt, als Insektizide werden vorteilhaft Phosphorsäurederivate verwendet.

In der Ablagerungszeit nach der zweiten Imprägnie rung verläuft bei Raumtemperatur die Vernetzung des Harzes.

Die in der zweiten Stufe verwendete Harz-Paraffin- Emulsion wird unter intensivem Dispergieren, zweckmäßig in Gegenwart eines Emulgators (z. B. Triäthanolaminsalze), hergestellt. Zur Herstellung der Emulsion werden zweckmäßig spezielle Gerätschaften, zum Beispiel Zentrifugalmischer, Ultraschall-Dispergatoren usw. verwendet. Das im ersten Bad befindliche kolloide Siliciumdioxyd beziehungsweise das im zweiten Bad befindliche Harz haben die Aufgabe, in den Poren des Holzes einen Überzug zu bilden, der das Holz konserviert und eine nachträgliche Wasserauf nahme verhindert.

Das verwendete wäßrige Harnstoff-Formaldehyd-Harz enthält 48-52 Masse-% Trockensubstanz, sein pH-Wert be trägt 7,1-8,5, sein Gehalt an freiem Formaldehyd 8 Masse-%. Das Harz wird vor der Anwendung auf die genannte Konzen tration verdünnt.

Als Katalysator wird dem Harz zweckmäßig die wäß rige Lösung von Ammoniumchlorid zugesetzt. Zweckmäßig wird zunächst die wäßrige Harzlösung mit Wasser auf eine Konzentration von etwa 20 Masse-% verdünnt und dann mit dem Katalysator, dem Emulgator und dem geschmol zenen Paraffin beziehungsweise dessen Gemisch mit Öl versetzt.

Das zu behandelnde Holz kann von Nadelbäumen oder Laubbäumen stammen, es kann in Form von Stammholz oder Brettern vorliegen, und es können auch Späne beziehungs weise Spanplatten mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden. Die Behandlungstemperatur und die Ein wirkungsdauer des Bades werden abhängend von der Art des Holzes gewählt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann sogar die mit anderen Verfahren schwer behandelbare kana dische Fichte (Jackpine) ausgezeichnet behandelt werden.

Der anfängliche Wassergehalt des Holzes (30-60 Masse-%) sinkt durch die erfindungsgemäße Behandlung auf 8-10 Masse-%. Während der Lagerung bleibt der Wassergehalt des Holzes praktisch konstant.

Die Erfindung hat folgende Vorteile:

- das Verfahren ist für die unterschiedlichsten Holzarten (Laubbäume, Nadelbäume) gleichermaßen geeignet;
- der Ausgangsfeuchtegehalt des Holzes (30-60 Masse-%) kann mit dem Verfahren unter geringem Energieauf wand auf 8-10 Masse-% verringert werden;
- eine nachträgliche Wasseraufnahme ist nicht zu be fürchten, was den Vorteil hat, daß die erfindungs gemäß behandelten Hölzer nicht unter Spezialbe dingungen gelagert werden müssen;
- die mechanischen Eigenschaften des Holzes, zum Bei spiel die Druckfestigkeit, werden durch die Behand lung besser;
- durch die Behandlung wird gleichzeitig der Schutz gegen Pilze und Insekten beziehungsweise notwen digenfalls eine Einfärbung des Holzes gewährleistet.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Akazienbalken mit einem Wassergehalt von 40 Masse-% werden behandelt. In Stücke gebrochenes Industrieparaffin (Schmp.: 62°C) wird in einem Autoklav auf 70°C erwärmt. Zu den 50 Masseteilen geschmolzenen Paraffins wird unter intensivem Rühren 1 Masseteil kolloides Silicium dioxyd gegeben. Nach dem Homogenisieren wird das Gemisch mit 50 Masseteilen Paraffinöl (Dichte: 0,92; Hersteller: DKV, Ungarn) versetzt. Das Gemisch wird unter Rühren auf 100°C erwärmt und dann in die Behandlungswanne gefüllt.

In der Wanne wird das Gemisch bei 100°C gehalten. Dann werden die Balken eingelegt und 20 Minuten lang bei der genannten Temperatur in der Wanne gelassen. Dann werden die Balken herausgenommen und in die zweite Be handlungswanne gelegt.

Das zweite Behandlungsbad wurde wie folgt hergestellt. 80 Masseteile Paraffin werden auf 65°C erwärmt und unter Rühren mit 20 Masseteilen Paraffinöl versetzt. Das Gemisch wird unter ständigem Rühren auf 60°C erwärmt und dann unter Rühren mit 20 Masseteilen Harnstoff-Formaldehyd- Harz versetzt, das vorher auf einen Feststoffgehalt von 40 Masse-% verdünnt worden war und die wäßrige Lösung von 0,1 Masseteil Ammoniumchlorid enthält. Das Gemisch wird in einem Zentrifugalmischer intensiv dispergiert (nach Zugabe von 1 Masseteil Fettalkoholpolyglycoläther/ Triäthanolamin als Emulgator). Nach 15minütigem Rühren wird die Emulsion unter ständigem Rühren auf 90°C erwärmt. Dann wird 1 Masseteil Sudan-Braun (Hersteller: BASF, BRD) als Farbstoff zugegeben. Die fertige Emulsion wird in die zweite Behandlungswanne geschüttet. In dieser werden die aus dem ersten Bad herausgenommenen Balken bei 85°C 20 Minuten lang behandelt. Dann nimmt man die Balken aus dem Bad und läßt sie abtropfen. Die Balken werden bei 25°C 48 Stunden lang gelagert. Dann wird an Prüfkörpern der Maße 20 × 20 × 300 mm der Wassergehalt bestimmt. Er betrug 8 Masse-%.

Beispiel 2

Fichtenstammstücke mit einem Wassergehalt von 40 Masse-% werden behandelt. In der ersten Behandlungs wanne befindet sich ein Bad aus 100 Masseteilen ge schmolzenen Paraffins und 0,5 Masseteilen kolloidem Siliciumdioxyd. Die Badtemperatur beträgt 120°C. Bei dieser Temperatur wird das Holz 30 Minuten lang behandelt. Die Zusammensetzung des zweiten Bades entspricht der im Beispiel 1 angegebenen mit dem Unterschied, daß statt des Sudan-Bran 4 Masseteile Pentachlorphenolnatrium als Fungizid und 0,001 Masseteil Malathion (0,0-Dimethyl- S-(1,2-dicarbäthoxyäthyl)-dithiophosphat) als Insektizid enthalten sind. Die Behandlung wird bei 95°C 30 Minuten lang vorgenommen. Das behandelte Holz hat einen Feuchte gehalt von 10 Masse-%.

Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)

Aus dem gemäß Beispiel 1 behandelten Akazienholz werden Prüfkörper der Maße 20 × 20 × 300 mm angefertigt. Das Holz hat einen Feuchtegehalt von 8 Masse-%. Die Prüfkörper werden in einem Raum mit 60% relativer Luftfeuchtigkeit 24 Stunden lang gelagert, anschließend wird die nachträg liche Wasseraufnahme bestimmt. Diese beträgt im Durch schnitt 0,1 Masse-%.

Als Kontrolle werden Prüfkörper der Maße 20 × 20 × 300 mm aus dem unbehandelten, ursprünglich 40 Masse-% Wasser enthaltenden Akazienholz bei 105°C auf 8 Masse-% Wasser gehalt getrocknet. Die getrockneten Prüfkörper werden ebenfalls 24 Stunden lang bei 60% relativer Luftfeuchtig keit gehalten, dann wird die nachträgliche Wasseraufnahme gemessen. Die Kontrollprüfkörper enthielten 22 Masse-% Wasser, hatten demnach 14 Masse-% Wasser nachträglich auf genommen. Der Versuch wurde wiederholt, indem die Prüf körper nur in dem ersten Bad gemäß Beispiel 1 behandelt wurden. Anschließend wurden die Prüfkörper 24 Stunden lang bei 60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert. Ihre nachträgliche Wasseraufnahme betrug 6 Masse-%.

Die Versuche beweisen, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die nachträgliche Wasseraufnahme praktisch ver hindert werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung von nassem Nadel- oder Laubbaumholz in Paraffin oder Paraffin und Paraffinöl enthaltenden Bädern bei erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Stufe das Holz bei 80-180°C in einem Bad, das Paraffin oder ein im Ver hältnis 90 : 10-10 : 90 bereitetes Gemisch aus Paraffin und Paraffinöl und 0,05-5 Masse-% kolloides Siliciumdioxyd enthält, 10-50 Minuten lang behandelt, dann aus dem Bad genommen und in einer zweiten Stufe in ein anderes Bad überführt wird, das 10-30 Masseteile wäßriges Harnstoff-Formaldehyd-Harz mit 30-50 Masse-% Trocken substanzgehalt, auf den Trockensubstanzgehalt des Harzes gerechnet 0,1-0,8 Masseteile Katalysator, 90-70 Masse teile Paraffin oder im Verhältnis 90 : 10-10 : 90 bereite tes Gemisch aus Paraffin und Paraffinöl und gewünschten falls 1-8 Masseteile Zusatzstoffe, vorzugsweise Emulgator, Farbstoffe, Fungizide, Insektizide enthält, in diesem Bad bei 60-100°C 20-150 Minuten lang behandelt, dann aus dem Bad entnommen, abtropfen gelassen und schließ lich bei Raumtemperatur 24-48 Stunden lang gelagert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das nasse Holz in der ersten Stufe bei 90-110°C in einem Paraffin und Paraffinöl enthaltenden Bad 10-30 Minuten lang behandelt, dann in ein zweites, ein Gemisch aus Paraffin und Paraffinöl, Katalysator und wäßriges Harnstoff-Formaldehyd-Harz sowie gewünschtenfalls Farbstoffe enthaltendes Bad getaucht und in diesem bei 80-90°C 30-150 Minuten lang behandelt, dann dem Bad entnommen und bei Raumtemperatur wenigstens 24 Stun den lang gelagert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator des Harzes Ammoniumchlorid verwendet wird.