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.