CH301887A - Verfahren zur Veredelung von Holz. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Veredelung von Holz.    Es ist bekannt, dass man Holz mit     Phenol-          oder        Harnstoff-Formaldehyd-Kondensations-          produkten,    imprägnieren und dadurch seine       Härte,    Druckfestigkeit,     Hygroskopizität    und       Quellbarkeit    verbessern kann. Die     Imprägnie-          rung    wurde sowohl drucklos als auch unter  Druck durchgeführt, und die Aushärtung der  Kondensationsprodukte bei Temperaturen  über 100  vorgenommen.  



  Bei Verwendung von     Phenolformaldehyd-          harzen    stört jedoch der unangenehme Geruch  der     Tränklösungen    und: auch der imprägnier  ten Hölzer sowie deren Neigung zum Verfär  ben. Bei Verwendung der Kondensationspro  dukte     aus    Phenol oder Harnstoff und Form  aldehyd ist. eine einwandfreie Härtung durch       Verwendung    geringer Mengen eines     Härtungs-          mitt.els,    z. B. einer Säure oder eines sauer  reagierenden Salzes erzielbar.

   Die Lösungen  der Kondensationsprodukte sind nach Zusatz  saurer     Härtungsmittel    jedoch nur begrenzt  haltbar und     lagerbeständig.    Bereits nach eini  gen Stunden, höchstens nach 1 bis 2 Tagen,       sind        beispielsweise        10%ige        Lösungen        dieser     Kondensationsprodukte ausgeflockt oder ist  starke Trübung und Bildung von Nieder  schlägen eingetreten. Ausserdem sind die beim  Härten sich bildenden Harze spröde und     ver-          schleeht.ern    die Elastizität und Biegefestigkeit  der behandelten Hölzer.  



  Es wurde gefunden, dass man Holz durch  Imprägnieren mit     härtbaren    Kondensations  produkten veredeln kann, ohne dass die     ge.       schilderten Mängel auftreten, wenn man als       Imprägniermittel    Kondensationsprodukte aus  Formaldehyd und mehrwertigen     Urethanen     anwendet.. Diese     Urethane    können z. B. durch  Verschmelzen von mehrwertigen Alkoholen  mit Harnstoff oder durch Umsetzung von       Chlorkohlensäureestern    mit Ammoniak gewon  nen werden. Es können auch Gemische der so  erhaltenen Produkte verwendet werden.

   Als  besonders vorteilhaft haben sich Kondensa  tionsprodukte erwiesen, die durch Erhitzen  äquivalenter Mengen eines     diprimären        Alko-          hols        und        Harnstoff,        bis        etwa        40        bis        70%          Diurethan    gebildet. sind, und Umsetzen der  erhaltenen     Schmelze    mit Formaldehyd ge  wonnen sind. Geeignete Alkohole sind z. B.

         di-primäre    Alkohole, wie     Propandiol    1,3,     Bu-          tandiol    1,4,     Pentandiol    1;5,     Hexandiol    1,6,       Diäthylenglykol    sowie höhere     Polyäthylengly-          kole,        Dioxydibutyläther,        Dioxydiäthylsulfid,          Diäthanolamin,    ferner     zweiwertige    sekundäre  Alkohole, wie 1,3- oder     2"3-Butylenglykol,    so  wie auch     höherwert-ige    Alkohole, wie Gly  cerin,

       Trimethylolpropan,        Hexantriol    und       Erythrit.    Auch Gemische dieser Alkohole  sind geeignet.  



  Die     Kondensationsprodukte    aus mehrwer  tigen!     Urethanen    und. Formaldehyd haben  gegenüber den bisher verwendeten aus Harn  stoff oder Phenol und Formaldehyd vor  allem den Vorteil, dass     sie    bedeutend elasti  schere Imprägnierungen ergeben und     da.ss    die  damit behandelten Hölzer eine höhere Biege-           festigkeit    aufweisen.

   Ausserdem sind ihre       wässrigen    Lösungen sowohl ohne Zusatz als  auch nach Zusatz von sauer wirkenden     Hä.r-          tungsmitteln    sehr gut lagerbeständig, so     da.ss     mit. ihnen eine     fortlaufende        Wiederverwen-          dung    der     Imprägnierlösungen    ohne weiteres  möglich ist. Die mit ihnen behandelten Hölzer  bleiben in der Farbe unverändert. und vergil  ben nicht.     -1lan    kann mit ihnen mit besonde  rem Vorteil billige     Weichholzsorten    in ein  facher     )Veise    veredeln.

   Die Hölzer werden  sehr dauerhaft, so dass sie als Parkettholz, für  Schwellen und an 'Stelle von Edelhölzern für  die     versehiedensten        Zwecke    verwendet werden       können,.     



  Das zu veredelnde Holz wird in feuchtem  oder vorgetrocknetem Zustand mit einer     wäss-          rigen    Lösung -der     Kondensationsprodukte    von  möglichst.     niedrigem    Kondensationsgrad bei  gewöhnlicher oder mässig erhöhter Tempe  ratur, am besten unter Vakuum oder zunächst  unter Vakuum und anschliessend unter  Druck     imprägniert.    Danach wird es erhöhter  Temperatur zwecks Härtung der Kondensa  tionsprodukte ausgesetzt.

   Die     Imprägnierung     kann aber auch ohne Anwendung von Va  kuum oder Druck durch einfaches Einlegen  der Hölzer in die     entsprechenden;    Imprägnier  lösungen     durchgeführt    werden.     Zweckmässig     werden den Imprägnierlösungen noch kleine  Mengen eines Netzmittels     van    der Art der       alkyInaphthalinsulfonsauren    Salze     zugesetzt,     um eine bessere Benetzung und damit schnel  lere und     vollständigere    Imprägnierung     zii     erzielen.

   Um die     Haltbarkeit    von stark sauer  wirkende     Härtiingsinittel    enthaltenden,     wäss-          rigen        Lösungen    der     Kondensationsprodukte     noch zu steigern, empfiehlt es sich, vor der       Imprägnierung    den     pH-Wert    der Lösungen  durch Zusatz geringer Mengen von Basen, am  besten Ammoniak, auf ein     PH    von etwa 7 ein  zustellen. Dadurch kann die Lösung unbe  grenzt haltbar gemacht werden.  



  Die     Imprägnierlösungen    können ausser  dem mit     wasserlöslichen    Farbstoffen gefärbt  und durch Zusatz von     fungiziden    und bakte  riziden Substanzen, wie     Fluoriden,        Phenolen     und ihren Derivaten, in an sich     bekannter       Weise in ihrer     Wirksamkeit    auch als Holz  schutzmittel gesteigert- werden. Auch können  den Harzlösungen vor der Imprägnierung  Salze     zugesetzt    werden, die die Brennbarkeit  des imprägnierten Holzes verringern.

   Nach  der Imprägnierung können ferner die Hölzer  auch unter hohem Druck     verpresst        werden,          gegebenenfalls    unter gleichzeitiger     Härtung     der     Kondensationsprodukte.    Dadurch wird  die Härte der Hölzer noch gesteigert.

           Beispiel   <I>1:</I>  3     ein    starke     Kiefernholzbretter    werden  luftfeucht mit einer 10     o/oigen    Lösung eines       Kondensationsproduktes    imprägniert, das wie  folgt hergestellt worden ist.: 54 'Teile     Butan-          diol-1,4    werden mit 75,6 Teilen Harnstoff bei  <B>1,010</B> bis 150 mm     Hg-Druck    3     Stunden,    auf 170   erhitzt. Zur Vervollständigung der Reaktion  wird das     Reaktionsgemiseh    noch 1 Stunde bei  170  gehalten.

   In die heisse Schmelze, die     züi          65,1/o        Butandioldiurethan    enthält, lässt man  <B>150</B> Teile einer     wässrigen        30o/oigen        Form-          a.ldehy        dlösung    einlaufen und erhitzt 2 bis  3     Stunden    unter     Rückflusskühlung.    Das ent  standene Kondensationsprodukt wird durch  Zusatz von Wasser auf einen Festgehalt von       10 /o    verdünnt..

   Mit dieser Lösung wird das  Holz unter Vakuum (10 mm     H-        Druck;     8 Stunden lang     behandelt,    bis kein Entwei  chen von Luftblasen mehr zu beobachten ist.  



  Es werden dabei keine     Hä.rtungs-    oder       Neutralisationsmittel    verwendet. Die Im  prägnierlösung ist gut     lagerbeständig        lind     der nach der     Imprägnierang    übrig bleibende  Rest. ohne weiteres wieder verwendbar.

   Nach  dem Trocknen bei     130     hat das Holz     eine    hö  here Härte und     Draekfestigkeit    und auch  eine bedeutend geringere     Hy;roskopizität     und     Quell'barkeit    als     ursprünglieh.    Die Biege  festigkeit ist. beträchtlich     grösser    als bei dem  gleichen, jedoch mit. einem     Harnstof    f  Formaldehyd -     Kondensationsprodukt    behan  delten Holz. Die     CTewichtszunahme    beträgt.  etwa 20 0/0.

   Das im Holz     .enthaltene    Kondensa  tionsprodukt. ist. nach der Trocknung prak  tisch     unauslaugbar.              Beispiel   <I>2:</I>       ein    starke     Tannenholzbretter    werden in  einem     Autoklaven    im Vakuum bei etwa 80   getrocknet. Anschliessend lässt man eine       1?        %ige        wäss.rige        Lösung        eines        1,4-Butandiol-          diurethan    - Formaldehyd - Kondensationspro  duktes einfliessen, das, wie im Beispiel 1 be  schrieben, hergestellt worden ist.

   Das Konden  sationsprodukt wird nach Umsetzung mit  Formaldehyd im Vakuum bei 60 bis 70  In  nentemperatur vom überschüssigen Wasser  befreit. Das     Molv        erhältnis    von     Durethan    zu       Formaldehyd        beträgt        etwa        1:

  21/2.        Die        12%ige          wässrige    Imprägnierlösung     enthält    ausserdem       0,1%        dibutylnaplithalinsulfonsaures        Natrium,          3,3        %        Ammoniumnitrat        und        3,3        %        Ammoniak          konz.    (bezogen auf festes     Kondensationspro-          (Iukt).    Der     pH-Wert    der Lösung ist 7.

   Die Lö  sung ist noch nach 6 Monaten vollkommen  einwandfrei und für die Imprägnierung ge  eignet. Nach Zugabe der Imprägnierlösung in       den,        Autoklaven        wird,das    Holz 4     !Stunden    bei  10 mm Quecksilberdruck getränkt. Anschlie  ssend wird 4 'Stunden lang ein Druck von  4 atü angelegt, Nach dieser Zeit ist eine völ  lige     Durehimprägnierung    erfolgt. Nun wird  die unverbrauchte Imprägnierlösung abgelas  sen und das feuchte Holz bei     105     getrocknet.

         Das        erhaltene        gehärtete        Holz,        das        23        %        an        Ge-          wicht.    zugenommen hat,

   besitzt eine     gegen-          über        dem        unbehandelten        Holz        um        60%        hö-          here        Oberflächenhärte        und        um        1,1%        höhere          Driiekfestigkeit.    Die     Hygroskopizität    ('bei  etwa.

       701/9    relativer Luftfeuchtigkeit) ist um       40010,        die        Quellbarkeit        um        61%        vermindert.     Die     Auslaugbärkeit    nach     d'reit'ägiger    Lage  rung in fliessendem Wasser ist praktisch  gleich 0.  



  <I>Beispiel 3:</I>  2     ein        starke        Holzbrettchen    aus     Balsaholz          werden        mit.        einer        12        %igen        wässrigen        Lösung     eines     Vorkon.densats    behandelt, das aus 1,4  Butandioldiurethan und Formaldehyd, wie  im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt ist.

   Die       wässrige        Imprägnierlösung        enthält        4%,        einer     handelsüblichen     Sulfitablauge    (bezogen auf  festes     Vorkondensat).    Nach vierstündiger Im  prägnierung unter Vakuum (bei 10 mm Hg-    Druck) sind die Holz     brettchen    durchtränkt.  Das Holz wird dann bei 110  getrocknet.

   Die  Harzaufnahme beträgt     451/o,    die Steigerung  der Oberflächenhärte 1200/0, die Zunahme       der        Druckfestigkeit        100%        und        der        Biege-          festigkeit        14%.        Die        Hygroskopizität        und          Quell'barkeit    des     imprägnierten        Balsaholzes     sind um etwa<B>500/ & </B> gesunken.  



       Beispiel   <I>4:</I>  1 cm starke     Kiefernholzbrettchen    werden  mit einer 10     0/dgen    Lösung eines Kondensa  tionsproduktes imprägniert, das wie im Bei-,  spiel 2 beschrieben hergestellt worden ist. Die       Imprägnierlösung        enthält        noch        2.%.        Natrium-          fluorid.    Nach der     Imprägnierung    im Vakuum  und Aushärtung bei 75  wurde das Holz in  eine gut entwickelte     Hausschwammkultur    ein  gelegt.

   Nach viermonatiger     Lagerung    dort  war es unverändert und vom Hausschwamm  nicht befallen, während     unbehandelte    Kon  trollproben unter sonst gleichen Bedingungen  stark vom Hausschwamm durchsetzt waren.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Veredlung von Holz durch Imprägnieren mit härtbaren Kunstharzen, da durch gekennzeichnet, dass als Imprägnie- rungsmittel Kondensationsprodukte aus mehr wertigen Urethanen und Formaldehyd ver wendet werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man wässrige Lö sungen der Kondensationsprodukte verwen det. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch die Verwendung von Kon densationsprodukten, die durch Erhitzen äqui valenter Mengen, eines .diprimären Alkohols und, Harnstoff, bis 40-70% Diurethan ge- bildet sind, und Umsetzen der erhaltenen Schmelze mit Formaldehyd gewonnen sind. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den wässrigen Lösungen der Kondensa tionsprodukte sauer wirkende Stoffe zugesetzt werden.

   -. Verfahren: nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die wässrigen, sauer reagieren den Lösungen der Kondensationsprodukte durch Neutralisieren mit Stickstoffbasen auf einen PH-Wert von mindestens 7 eingestellt werden. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, :dadurch gekennzeichnet, dass den zur Imprägnierung verwendeten Lösungen fungizide Stoffe zugesetzt werden. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den zur Imprägnierung verwendeten wässrigen Lösungen bakterizide Stoffe zuge setzt werden. 7. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den zur Imprägnierung verwendeten wässrigen Lösungen die Brennbarkeit des Hol zes verhindernde Stoffe zugesetzt werden.