CH261691A - Verfahren zum Veredeln von Holz und daraus hergestellten Gegenständen. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Veredeln von Holz und daraus hergestellten Gegenständen.    Es ist bekannt, dass Holz und aus Holz  bestehende Gegenstände     hydrophil    sind und  die Neigung haben, Wasser unter     Quellung     aufzunehmen und beim Trocknen unter Ver  werfungen,     Rissbildungen    und dergleichen  wieder abzugeben. Der Erfinder hat sich die  Aufgabe gestellt, Hölzer der verschiedensten  Art von ihrer lästigen Eigenschaft des Feuch  tigkeitsaustausches zu befreien und die Eigen  schaften des Holzes, insbesondere mit Bezug  auf Festigkeit, durch Imprägnierung zu ver  bessern.  



  Es ist bereits bekannt, Holzgegenstände,  wie Eisenbahnschwellen, Pfähle und derglei  chen durch Imprägnierung gegen Feuchtig  keit, Fäulnis und Bakterienwirkung     zu    schüt  zen. Derartige Imprägnierungen besitzen aber  zumeist den Nachteil, dass sie den behandelten  Gegenständen schlechten Geruch oder störende  Verfärbungen verleihen, so dass sie für viele  Anwendungsgebiete nicht brauchbar sind. Es  ist auch bereits vorgeschlagen worden, Holz,  Faserstoffe, Papier und Pappe mit einer Lö  sung eines Kunstharzes in organischen Lö  sungsmitteln zu imprägnieren, hierauf das  Lösungsmittel zu verdampfen und alsdann das  eingeführte Kunstharz durch Erhitzen weiter  zupolymerisieren.

   Dieses Verfahren, für wel  ches bestimmte Kunstharze nicht vorgeschla  gen worden sind, besitzt den Nachteil, dass  das Austreiben und die Wiedergewinnung des  verhältnismässig teuren organischen Lösungs  mittels unter Vermeidung störender Beein  flussung des in Umbildung begriffenen Kunst-    harzen Schwierigkeiten bereitet und     mit        Lö-          sungsmittelverlusten    verbunden ist. Dieses Im  prägnierverfahren hat, soweit es sich auf die  Behandlung von Holz mit Kunstharzen be  zieht, Eingang in die Technik nicht gefunden.  



  Nach vorliegender Erfindung gelingt die  Veredlung von Holz und daraus hergestellten  Gegenständen unter weitgehender Verbesse  rung der Eigenschaften des Holzes und da  mit verbundener grosser Vorteile durch Ein  verleibung ganz bestimmter Kunstharze unter  Einhaltung bestimmter Arbeitsbedingungen.

    Demgemäss betrifft die Erfindung ein Verfah  ren zum Veredeln von Holz und daraus her  gestellten Gegenständen durch Imprägnieren  mit Kunstharzen, dadurch gekennzeichnet,  dass das Holz zunächst durch schonendes  Trocknen in gut saugfähigen Zustand überge  führt, alsdann mit     wässrigen    Lösungen von       Vorkondensaten    von     Aminoplasten,    welche  ohne Mitwirkung von Katalysatoren in die un  löslichen Endprodukte übergeführt werden  können, bei höchstens mässig erhöhter Tempe  ratur getränkt und nach Befreiung von über  schüssiger Flüssigkeit bei darüber hinaus er  höhten Temperaturen gehärtet wird. Zweck  mässig arbeitet man bei     Härtungstemperatu-          ren    von über 95  C.  



  Eingehende Untersuchungen haben erge  ben, dass zur erfolgreichen Durchführung des       Verfahrens    durchaus nicht alle Kunstharze,  geeignet sind. So kommen z. B. die vielge  bräuchlichen     Phenolaldehydharze    schon des  halb nicht in Betracht, weil damit imprä-           gnierte    Hölzer einen unangenehmen Geruch       aufweisen        und    nach     einiger    Zeit Verfärbungen  erleiden. Ebenso haben sich     polymere    Kunst  harze, wie     Polyvinylverbindungen,    als nicht  geeignet erwiesen.

   Dagegen sind für die in  Rede stehende     Holzveredlung        Aminoplaste     der     genannten    Art,     wie        Dicyandiamid-Form-          aldehydkunstharze    oder     Melamin-Formalde-          hydkunstharze,    geeignet.

   Im Vergleich zu  Harnstoff- und     Thioharnstofformaldehyd-          kunstharzen    bietet die Verwendung von       Aminoplasten    vorstehend genannter Art den  Vorteil, dass die letzteren auch ohne Mitwir  kung von Katalysatoren beim     Härtungsvor-          gang        Verwendung    finden können.

   Man kann  infolgedessen durch Verzicht auf Mutverwen  dung von Katalysatoren (Härtere) Störungen,  welche durch     Wirkung    von Katalysatoren bei  der     Durchtränkung    des     Holzes    entstehen kön  nen,     wie    das Auftreten von die gleichmässige       Durchimprägnierung        behindernden        Verdik-          kungen    von     vornherein    ausschalten.

   Während       Harnstofformaldehydharze    mit Hilfe von  sauer wirkenden Katalysatoren gehärtet wer  ; den müssen, und auch bei Verwendung von       Salzen,    wie     Ammonchlorid,    die Masse im  Laufe der Kondensation sauer wird, bietet die       Anwendung    von     Dicyandiamidformaldehyd-          kunstharzen    den Vorteil, dass die Kondensa  tion und Härtung     in    neutralem oder schwach       alkalischem    Gebiet     durchgeführt        werden    kann,  z. B. bei     pH-Werten    von etwa 7 bis 9.

   Dies ist       insofern    von     erheblicher    Bedeutung, als sauer  wirkende Medien bei erhöhter Temperatur  eine abbauende Wirkung auf Zellulose aus  üben, wodurch die mechanischen Eigenschaf  ten der veredelten Hölzer ungünstig beein  flusst werden     können.    Ein weiterer Vorzug be  steht darin, dass die die Wasser- bzw.

   Wasser  ,     dampfaufnahme        blockierende        Wirkung    von  Kunstharzen nach Art der     Dicyandiamidform-          aldehydkunstharze    günstiger     liegt    als die der       Harnstofformaldehydkimstharze.    Aus den       Kunstharzmolekülen    gehen nämlich 'von den  entsprechenden polaren Gruppen     nebenvalenz-          mässige    Kräfte aus,

   die     mit    den aus den     Hy-          droxylgruppen    der     Zellulosemoleküle    aus  gehenden in     Wechselwirkung    treten. Nun sind    aber die     Hydroxylgruppen    diejenigen, die  Wassermoleküle aufnehmen und so aus feuch  ter Luft durch     Sorption    von Wasser durch       Quellung    Veränderungen des     Holzes    mit sich  bringen. Die Holzveredlung durch Einverlei  bung von Kunstharzen gemäss der Erfindung  bezweckt     unter    anderem, beide Arten der  Wasseraufnahme des     Holzes    praktisch zu ver  hindern.

   Kunstharze nach Art der     Dicyandi-          amidformaldehydkunstharze    wirken nun in  dieser Richtung günstiger als     Harnstofform-          aldehydkunstharze.    Zu alledem kommt die  technisch wichtige Tatsache, dass die wasser  löslichen     Vorkondensate    von Kunstharzen  nach Art der     Dicyandiamidformaldehydkunst-          harze    wesentlich stabiler sind als die     Vorkon-          densate    von Harnstoff und Formaldehyd.

         Dieg    ist insofern von erheblicher Bedeutung,  als beim     betriebsmässigen    Arbeiten üblicher  weise ein grösserer Ansatz hergestellt und die  ser nach und nach aufgearbeitet wird und fer  ner die beim Imprägnieren der     Hölzer    ver  bleibenden Rückstände an     wässrigen    Lösun  gen von     Vorkondensaten    immer wieder ver  wendet werden müssen.

      Wesentlich für den Erfolg vorliegender  Erfindung ist, dass die zu veredelnden Hölzer  vor dem Einbringen der     Vorkondensate    einem  langsamen und sorgfältigen     Trocknungsvor-          gang    unterworfen werden, der vorteilhaft im       'Vakuum    durchgeführt wird.

   Hierdurch ge  lingt es, das Gefüge des Holzes in einen der  artigen Zustand zu versetzen, dass eine rasche  und gleichmässige     Vollimprägnierung    möglich  ist und nach Überführung der     Vorkondensate     in den unlöslichen Endzustand die Gesamt  masse des Holzes gleichmässig von dem ein  geführten Kunstharz durchsetzt ist.     Im.    übri  gen kann der     Imprägnierungsvorgang    noch  durch Massnahmen, wie Druck,     begünstigt     werden. Der     Härtungsvorgang    kann mit Vor  teil durch Erhitzen der imprägnierten Hölzer  im Vakuum durchgeführt werden. Der Ge  samtvorgang kann, wie das nachstehende Bei  spiel zeigt, in ein und derselben Apparatur  durchgeführt werden.

   In Sonderfällen kann  eine zwei- oder     mehrmalige    Imprägnierung      mit darauffolgender Härtung vorgenommen  werden.  



  Eine     Vorkondensatlösung    kann man z. B.  wie folgt herstellen:  840 g     Dicyandiamid    werden in 2800     cm\I     einer 30%igen     Formaldehydlösung,    die mit  n/10     Na0Id    auf einen     pH-Wert    von 8,5 einge  stellt worden ist, eingebracht. Nach einigen  Stunden bzw. nach gelindem Erwärmen wird  das Gemisch klar löslich. Es kann alsdann mit  Wasser verdünnt werden. Durch Verdünnung  des Ansatzes mit Wasser auf 10 Liter erhält  man eine für die Imprägnierung geeignete  Lösung.  



  Für die Durchführung des Verfahrens  kann man     Dicyandiamidformaldehydkonden-          sate    verwenden, die aus 1     Mol        Dicyandiamid     und etwa     21/2        Mol    Formaldehyd bei neutraler  oder schwach alkalischer Reaktion erhalten  werden. Man kann aber auch das     Molverhält-          nis    von     Dicyandiamid    und Formaldehyd vari  ieren, insbesondere nach der Richtung hin,  dass auf 1     Mol        Dieyandiamid    weniger als  2,5     Mol    Formaldehyd angewendet werden.  



  An Stelle von     Dicyandiamidformaldehy        d-          kunstharzen    kann man auch     Melamin-Alde-          hydkunstharze,        insbesondere        Melaminform-          aldehydkunstharze    verwenden, die in ent  sprechender Weise in Form w     ässriger    Lösun  gen zur Anwendung gebracht werden und  entsprechend wirken.

   Ebenso kann man Ge  mische verschiedener Kunstharze, die     Dicyan-          diamidformaldehydkunstharze    und/oder     Mel-          aminformaldehydkunstharze    enthalten, zum  Beispiel     Dicyandiamidformaldehydkunstharz     und     Harnstoffkunstharz,    oder     Dicyandiamid-          kunstharz    und     Melaminkunstharz,    oder     Di-          cyandiamidkunstharz    und     Melaminkunstharz     und     Harnstoffkunstharz,

      in Form wässriger  Lösungen von     Vorkondensaten    zur Anwen  dung bringen.  



  <I>Beispiel:</I>  Etwa 1 cm dicke Bretter aus     Eschenholz     werden in einem     Autoklaven    bei 60  C im Va  kuum vorsichtig getrocknet. Hierauf wird  eine Lösung eines     Dieyandiamidformaldehyd-          vorkondensates,    die nach der oben gegebenen  Vorschrift hergestellt worden ist, bei gewöhn-         licher    Temperatur     eingepresst.    Der Druck  wird hierbei allmählich auf etwa 25     Atm    er  höht und die     Hözer    alsdann einige Zeit, z. B.  12 Stunden, in der Lösung belassen.

   Hierauf  wird die unverbrauchte Imprägnierflüssigkeit  abgelassen, der     Autoklav    evakuiert und lang  sam auf eine Temperatur von 100  C gebracht.  Nachdem diese Temperatur erreicht ist, ist die  Härtung in kurzer Zeit vollendet. Die Bretter  sind gleichmässig mit dem unlöslichen Kunst  harz durchsetzt.  



  Die erfindungsgemäss veredelten Hölzer  zeichnen sich durch vorzügliche Wasserbestän  digkeit und erheblich verbesserte mechanische  Eigenschaften, insbesondere mit Bezug auf  Festigkeit (Druck- und Biegefestigkeit) aus.  Selbst bei längerer Einwirkung von Feuchtig  keit zeigen die veredelten Hölzer keine Nei  gung zu     Verziehungen    und dergleichen. Auch  bei längerem Lagern tritt keine Bildung von  Rissen und dergleichen Nachteilen auf. Die  Imprägnierung gewährt weiterhin einen weit  gehenden Schutz gegen Fäulnis, Schimmel  bildung, Zerstörung durch Bakterien und an  dere tierische Schädlinge. Durch Zusatz nicht  störender     fungizider    Stoffe kann man diese  Schutzwirkungen noch verbessern.  



  Vergleichsprüfungen haben ergeben, dass  erfindungsgemäss veredelte     Kieferhölzer    durch  die Imprägnierung mit     Dicyandiamidform-          aldehydkunstharz    Steigerungen der Druck  festigkeit senkrecht zur Faser um etwa 50  und mehr und Steigerung der Biegefestigkeit  um etwa 15 % und mehr erfahren haben. Bei  Harthölzern, wie Buche oder Eiche, wurden  Steigerungen der Druckfestigkeit um 50 bis  65 % und mehr und Steigerung der Biege  festigkeit um 35 % und mehr festgestellt. In  folge der weitgehend verbesserten Eigenschaf  ten der erfindungsgemäss imprägnierten Höl  zer können insbesondere mit Bezug auf Festig  keit die Profile erheblich verringert und da  durch grosse Mengen von Holz eingespart wer  den.

   Die Lebens- und Gebrauchsdauer der  veredelten Hölzer wird durch die Kunststoff  imprägnierung ausserordentlich verlängert;  die Hölzer sind giftfrei, geruchlos und schwer,  entflammbar. Unerwünschte Verfärbungen      treten nicht auf. Ein grosser Vorzug besteht  darin, dass trotz der     Durchimprägnierung    mit       Kunstharz    das spezifische Gewicht des Holzes  kaum verändert wird. Das imprägnierte Holz  kann mit üblichen Werkzeugen bearbeitet  werden; es lässt sich gut und zuverlässig ver  leimen. Bei Lackierung kann auf     Grundierung     verzichtet werden. Das Arbeiten des Holzes  (Quellen, Schwinden,     Reissen)    wird durch die  Veredlung gemäss Erfindung praktisch aufge  hoben.  



  Das erfindungsgemäss veredelte     Holz    ge  stattet vielseitige Anwendungsmöglichkeiten,  insbesondere     für    die     Verwendung    als Bauholz       und    für     Tischlereizwecke,    z. B. für die Her  stellung von     Möbeln    und dergleichen. Weiter  hin eignet sich     erfindungsgemäss    veredeltes  Holz vorzüglich für die Herstellung von Trep  penstufen, Parkettböden, für Spaltarbeiten,  Schnitzarbeiten,     Drehereizwecke    usw.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum. Veredeln von Holz und daraus hergestellten Gegenständen durch Im prägnieren mit Kunstharzen, dadurch gekenn zeichnet, dass das Holz zunächst durch scho nendes Trocknen in gut saugfähigen Zustand übergeführt, alsdann mit wässrigen Lösungen von Vörkondensaten von Aminoplasten, wel che ohne Mitwirkung von Katalysatoren in die unlöslichen Endprodukte übergeführt werden können,

   bei höchstens mässig erhöhter Tempe ratur getränkt und nach Befreiung von über schüssiger Flüssigkeit bei darüber hinaus er höhten Temperaturen gehärtet wird. UNTERANSPRüCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Härtung der gelösten Vorkondensate in neutralem bis schwach alkalischem Gebiet bei pH-Werten von 7 bis 9 durchgeführt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Trocknung zur Erhöhung der Saugfähigkeit im Vakuum er folgt. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Imprägnierung unter Druckanwendung erfolgt. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Härtung im Vakuum erfolgt. 5. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Härtung bei Temperaturen von über 95 C erfolgt. 6. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Imprägnierung Lösungen von Dicyandiamid-Formaldehyd- Vorkondensaten verwendet werden. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Imprägnierung Lösungen von Melamin-Formaldehyd-Vorkon- densaten verwendet werden. 8. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Imprägnierung wässrige Lösungen, die Gemische von Vorkon- densaten von Dicyandiamidformaldehydkunst-, harzen und andern Kunstharzen enthalten, verwendet werden. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Imprägnierung wässrige Lösungen, die Gemische von Vorkon- densaten von Melaminformaldehy dkunsthar- zen und andern Kunstharzen enthalten, ver wendet werden. 10.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Imprägnierung, wässrige Lösungen, die Gemische von Vor kondensaten von Dicyandiamidformaldehyd- kunstharzen und Melaminformaldehydkunst- harzen enthalten, verwendet werden.