DE10061059A1 - Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoffkombinationen mit inhomogener Kunststoffverteilung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoffkombinationen mit inhomogener Kunststoffverteilung

Info

Publication number
DE10061059A1
DE10061059A1 DE10061059A DE10061059A DE10061059A1 DE 10061059 A1 DE10061059 A1 DE 10061059A1 DE 10061059 A DE10061059 A DE 10061059A DE 10061059 A DE10061059 A DE 10061059A DE 10061059 A1 DE10061059 A1 DE 10061059A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wood
range
meth
impregnation
plastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10061059A
Other languages
English (en)
Inventor
Franz Guetlbauer
Mojmir Ruzicka
Ivan Strejcek
Rudolf Schaudy
Helmut Edelmayr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Katzbeck Rudersdorf GmbH
Para Chemie Gramatneusied GmbH
Original Assignee
Katzbeck Rudersdorf GmbH
Para Chemie Gramatneusied GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Katzbeck Rudersdorf GmbH, Para Chemie Gramatneusied GmbH filed Critical Katzbeck Rudersdorf GmbH
Priority to DE10061059A priority Critical patent/DE10061059A1/de
Publication of DE10061059A1 publication Critical patent/DE10061059A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02Processes; Apparatus
    • B27K3/15Impregnating involving polymerisation including use of polymer-containing impregnating agents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoffkombinationen mit inhomogener Kunststoffverteilung, bei dem ein Holzwerkstoff mit einer polymerisierbare Bestandteile enthaltenden Imprägniermischung zur Benetzung wenigstens eines Teils des Holzwerkstoffs in Kontakt gebracht wird, wobei der Holzwerkstoff mit der Imprägniermischung beladen wird, und man anschließend die Imprägniermischung polymerisiert (härtet), wobei man eine Imprägniermischung mit einer Viskosität im Bereich von 1 bis 2000 mPas verwendet, die sphärische Partikel einer Größe im Bereich von 1 nm bis 1 mm und/oder Polymere mit einem Gewichtsanteil des Molekulargewichts im Bereich von 100000 bis 10000000 D aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Holz-Kunststoff­ kombinationen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoffkombinationen mit inhomogener Kunststoffverteilung, bei dem ein Holzwerk­ stoff mit einer polymerisierbare Bestandteile enthaltenden Imprägniermischung zur Benetzung wenigstens eines Teils des Holzwerkstoffs in Kontakt gebracht wird, wobei der Holz­ werkstoff mit der Imprägniermischung beladen wird, und man anschließend die Imprägniermischung härtet.
Holz-Kunststoffkombinationen gehören zum Stand der Technik. Zur Verbesserung der Werkstoffeigenschaften des Holzes kann man geeignete Hölzer mit Monomeren, wie z. B. Methyl­ methacrylat, Vinylacetat, Styrol und dgl., durchtränken und diese durch Erwärmen, Zusatz von Initiatoren oder vornehm­ lich durch energiereiche Strahlung zur Polymerisation und zum Aushärten bringen. Als Verbundwerkstoffe sind Holz- Kunststoffkombinationen besonders hart und besitzen darüber hinaus größere Abrieb- und Druckfestigkeit sowie geringere Feuchtigkeitsempfindlichkeit als Holz.
So ist im einzelnen aus Österreichische Chemiker-Zeitung 67, Seite 350 ff (1966) die Strahlungshärtung von Holz- Kunststoffkombinationen bekannt, wobei als Monomere beson­ ders VC, MMA, VA und Styrolacrylnitril hervorgehoben wer­ den. Das Holz wird durchtränkt und das Imprägniermittel beispielsweise strahlungschemisch polymerisiert. Auch die thermische Härtung ist bekannt. Obwohl eine ganze Reihe von Eigenschaften positiv durch die Polymerbeladung des Holzes verbessert wird, hierzu gehören beispielsweise Abrieb­ festigkeit, Biegefestigkeit, Abscherfestigkeit, Druck­ festigkeit, Zähigkeit, Aussehen und ästhetische Qualitäten, geringere Wasserabsorption sowie Beständigkeit gegenüber Mikroorganismen, werden bei herkömmlich eingesetzten Beladungsverfahren im allgemeinen Werkstoffe erhalten, die vollständig imprägniert sind, d. h., daß der Kunststoff re­ lativ homogen im Holz verteilt ist.
Nachteilig ist neben den hohen Kosten insbesondere das hohe Gewicht dieser Werkstoffe, die vielen Anwendungen entgegen­ stehen, so beispielsweise im Außenbereich als Werkstoff für Fensterrahmen, Türen, Fassadenelemente und im Innenbereich für Treppen, Wandverkleidungen und Möbel. Eine reine Ober­ flächenbehandlung des Holzes durch Lacke ist im Hinblick auf mechanische Festigkeit und Feuchtigkeits- bzw. Witte­ rungsbeständigkeit unbefriedigend. Insbesondere bei Beschä­ digungen der Oberflächenlackierung können Mikroorganismen mit der Feuchtigkeit ins Innere des Holzes dringen und des­ sen Eigenschaften nachteilig beeinflussen.
Eine Teilimprägnierung von Holz kann gemäß der Patent­ schrift DD-66 017 durch Erwärmen von Holz und anschließen­ des Eintauchen in kältere Kunststoffharze erhalten werden.
Des weiteren ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE-A-24 40 139 eine Teilimprägnierung von Holzspanhartplat­ ten oder Holzfaserhartplatten bekannt. Diese wird dadurch erzielt, daß die Einwirkdauer der Imprägniermischung und ggf. der Dauer und Intensität der Evakuierung vermindert wird. Allerdings geht aus dieser Druckschrift hervor, daß die Eigenschaftsverbesserungen im Vergleich zu vollständig mit Kunststoffharz durchtränkten Holzwerkstoffen geringer sind.
Die österreichische Patentschrift AT-PS-282180 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoff- Kombinationen, bei dem man eine polymerhaltige Füllflüssig­ keit verwendet, die eine Viskosität von mindestens 20 mPas aufweist. Durch diese Maßnahme kann der Verdunstungsverlust bei der Härtung so stark verringert werden, daß auf ein Verpacken des gefüllten Holzkörpers während der Härtung verzichtet werden kann. Der Polymerisationsgrad der zu verwendenden Polymere wird nicht beschrieben. Allerdings wird in den Beispielen dargelegt, daß das verwendete Vorpolyme­ risat geregelt wurde. Aus der starken Abnahme der Viskosi­ tät der in den Beispielen beschriebenen Vorpolymerisat­ mischungen kann jedoch geschlossen werden, daß die Moleku­ largewichte wesentlich unter 50000 g/mol liegen. Die Vis­ kosität des geregelten Vorpolymerisats betrug 3200 mPas. Eine 1 : 1 Mischung dieses Vorpolymerisats mit Methyl­ methacrylat weist aber nur noch eine Viskosität von 50 mPas auf. Darüber hinaus kann der Druckschrift entnommen werden, daß der Holzkörper vollständig mit Kunststoff imprägniert wurde, da eine Füllmenge von 58,6% erzielt wurde.
Des weiteren ist ein Verfahren zur Herstellung von Holz- Kunststoff-Kombinationen aus DE-A-17 92 051 bekannt. Bei diesem Verfahren werden der Imprägniermischung Paraffin­ wachse oder vorpolymerisierte Kunststoffe zugesetzt. Durch diese Maßnahme werden die Monomerverluste verringert, da sich das Paraffin auf der Oberfläche abscheidet und die Prepolymere nicht verdunsten. Die Prepolymere dienen insbe­ sondere dazu, den Reaktionsverlauf zu steuern, da viele Mo­ nomere unter einer starken Wärmebildung polymerisieren, die zu Spannungen im Holz führen kann. Des weiteren ist in die­ ser Druckschrift dargestellt, daß durch Zugabe von kleine­ ren Kunststoffmengen die Viskosität erhöht werden kann. Darüber hinaus wird der Zusatz von Füllstoffen mit einer Teilchengröße bis zu 0,3 µm beschrieben. Allerdings findet sich in diesem Dokument keine Aussage über die Gestalt der Füllstoffe. An keiner Stelle des Dokuments wird das Moleku­ largewicht der Kunststoffe oder der Wachse beschrieben. Üb­ licherweise haben kommerzielle Polyolefinwachse ein Moleku­ largewicht im Bereich von 1000 bis 10000 g/mol. Hinsicht­ lich der Vorpolymerisate wird dargelegt, daß diese eine ge­ ringe Viskosität aufweisen sollten. Hieraus kann geschlos­ sen werden, daß die verwendeten Polymere ein niedriges Mo­ lekulargewicht haben.
Die Druckschrift US 4,285,997 beschreibt ein Verfahren zum Imprägnieren von Holz mit wäßrigen Lösung, die Bestandteile mit einem Molekulargewicht kleiner 1000 g/mol und Polymere mit einem Molekulargewicht im Bereich 20000 bis 200000 g/mol aufweist. Nach der Imprägnierung wird das Holz ge­ trocknet, ohne daß monomere Bestandteile polymerisiert wer­ den. In diesem Dokument wird dargelegt, daß die Polymere nicht in das Holz eindringen, so daß sie auf der Oberfläche eine undurchlässige Schicht bilden, die ein Verdunsten von Flammschutzmitteln o. ä. verhindert. Die niedermolekularen Bestandteile dringen in das Holz ein, wodurch dieses stabi­ lisiert wird.
Die Druckschrift DE-A-16 42 170 beschreibt ein Verfahren zur Imprägnierung von porösen Körpern mit polymerisierbaren Stoffen, bei dem Polymere zur Steuerung der Viskosität der Imprägnierlösung eingesetzt werden, um die Eindringtiefe der Imprägniermischung zu steuern. Hierbei wird nur darge­ legt, daß die Viskosität vom Polymerisationsgrad abhängig ist, ohne die Polymere näher zu beschreiben. Dies gilt so­ wohl für die Konzentration des Polymeren in der Imprägnier­ lösung als auch für den Polymerisationsgrad. Wesentlich ist hierbei, daß unter dem Begriff Polymerisationsgrad ein Mit­ telwert über die verschiedenen Ketten einer Lösung dar­ stellt. Im konkreten Fall erhöht sich der Polymerisations­ grad auch dadurch, daß die Mischung eine höhere Konzentra­ tion an Oligomeren mit einem relativ geringen Molekularge­ wicht aufweist, obwohl die Kettenlänge der einzelnen Mole­ küle nicht zunimmt.
In den Beispielen wird lediglich dargelegt, daß die Aufnah­ me einer Monomerlösung in Holz von der Viskosität der Mi­ schung abhängt. So betrug die Gewichtszunahme von Buchen­ holz bei Verwendung einer nicht bestrahlten Monomerenmi­ schung 25%, falls das Holz 24 Stunden imprägniert wurde. Eine bestrahlte Mischung führt bei einer Imprägnierdauer von 72 Stunden lediglich zu einer Zunahme von 12,5%.
Zwar ist offensichtlich, daß insgesamt weniger Kunststoff aufgenommen wurde. Allerdings kann der Beschreibung keine Verteilung entnommen werden, die darlegen würde, daß eine vollständige Imprägnierung über eine Dicke von mehr als 1 mm erzielt wurde. Wiederholt man die dargelegten Versu­ che, so stellt man fest, daß die Kunststoffaufnahme der äu­ ßersten Schicht ungenügend ist.
Trägt man beispielsweise 0,5 mm parallel zur Oberfläche ab, wird ersichtlich, daß nicht das gesamte Holz homogen mit Kunststoff gefüllt wurde. Viele der kleine ren Poren werden nur ungenügend mit Kunststoff ausgefüllt und bieten daher Hohlräume für Wasser und Mikroorganismen, die zu einer Zer­ störung und Verwitterung der Holz-Kunststoffkombination führen können.
Aus diesem Grund geht die in DE-A-16 42 170 dargestellte technische Lehre nicht über die in DE-A-24 40 139 beschrie­ bene Teilimprägnierung hinaus. Dies gilt insbesondere, da weder das Molekulargewicht der Kunststoffe noch deren Kon­ zentration dargestellt wird. Eine ausschließliche Erhöhung der Viskosität führt nur zu einer Verzögerung der Aufnahme der Imprägniermischung, nicht jedoch zu einem stufenförmi­ gen Gradienten der Kunststoffverteilung innerhalb des Holz­ körpers.
Bei all diesen Verfahren wird entweder eine sehr hohe Bela­ dung des Holzkernes erhalten, die zu einer hohen Dichte des Werkstoffes und einer geringen Wirtschaftlichkeit führt, oder der Oberflächenbereich des Holzes ist nicht ausrei­ chend imprägniert, so daß die Witterungsbeständigkeit und das Aussehen des Werkstoffes vielen Anforderungen nicht ge­ nügt. Dies gilt insbesondere falls die äußerste Schicht, die einen lackartigen Überzug darstellt, beschädigt wird.
Angesichts des Standes der Technik ist es nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Holz- Kunststoffkombinationen zur Verfügung zu stellen, bei dem gezielt eine bestimmte Schichtdicke des Holzes möglichst vollständig beladen wird, ohne daß ein großer Teil der Mo­ nomeren bis in den Holzkern eindringen.
Des weiteren ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoffkombinationen anzugeben, die geruchsfrei, witterungsbeständig und spannungsrißfrei sind.
Weiterhin sollte das Verfahren der eingangs erwähnten Art in einem kontinuierlichen Prozeß durchführbar sein.
Darüber hinaus sollte der imprägnierte Kunststoffkörper auch bei Beschädigung der Oberfläche die zuvor genannten hervorragenden Eigenschaften aufweisen.
Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannte Aufgaben, die jedoch aus den hierin diskutierten Zusammen­ hängen ohne weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch ein in Anspruch 1 beschriebenes Verfahren. Zweckmäßi­ ge Abwandlungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen unter Schutz gestellt.
Dadurch, daß man eine Imprägniermischung mit einer Viskosi­ tät im Bereich von 1 bis 2000 mPas verwendet, die sphäri­ sche Partikel einer Größe im Bereich von 1 nm bis 1 mm und/oder Polymere mit einem Gewichtsmittel des Molekularge­ wichts im Bereich 100000 bis 10000000 D aufweist, ge­ lingt es auf nicht vorhersehbare Weise, ein Verfahren zur Herstellung einer Holz-Kunststoffkombination zur Verfügung zu stellen, bei dem ein Holzwerkstoff mit einer polymeri­ sierbare Bestandteile enthaltenden Imprägniermischung zur Benetzung wenigstens eines Teils des Holzwerkstoffs in Kon­ takt gebracht wird, wobei der Holzwerkstoff mit der Imprä­ gniermischung beladen wird, und man anschließend die Imprä­ gniermischung polymerisiert (härtet), so daß gezielt eine bestimmte Schichtdicke des Holzes möglichst vollständig be­ laden wird, ohne daß ein großer Teil der Monomeren bis in den Holzkern eindringt.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von bekannten und kommerziell erhältlichen Partikeln, um den erfinderischen Effekt zu erzielen.
Zugleich lassen sich Holz-Kunststoffkombinationen herstel­ len, die überaus positive Eigenschaften zeigen. Hierzu ge­ hören u. a.:
  • - geringe Wasseraufnahme,
  • - hohe Härte,
  • - weitestgehende Geruchsfreiheit,
  • - große Druck- und Abriebfestigkeit,
  • - hohe Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse und Mikro­ organismen,
  • - relativ geringes Gewicht,
  • - relativ geringe Herstellungskosten.
Diese Eigenschaften bleiben im wesentlichen auch dann er­ halten, wenn die oberste Schicht, beispielsweise 0,2 mm, beschädigt oder abgetragen wird.
Unter "Holz-Kunststoffkombinationen" wird dabei im Rahmen der Erfindung ein mit einem Polymerisat auf Basis eines Mo­ nomeren beladener und ausgehärteter Holzwerkstoff verstan­ den.
Holzwerkstoff bezeichnet hierin jeglichen Werkstoff, der Holz aufweist. Hierzu gehören beispielsweise Vollholz, wie Nadelhölzer, z. B. Fichte und Kiefer, oder Laubhölzer, z. B. Rotbuche und Birke, sowie Spanplatten, Faserplatten, Fur­ niere und cellulosehaltige Materialien.
Der Feuchtegehalt des Ausgangsmaterials beträgt üblicher­ weise 5 bis 20%. Je nach Holzart und Verfahrensbedingungen kann er bei Bedarf mit Wasser oder Wasserdampf erhöht oder durch Trocknung erniedrigt werden. Vorzugsweise entspricht der Feuchtegehalt jedoch der Gleichgewichtsfeuchte des Aus­ gangsmaterials bei Umgebungstemperatur.
Unter inhomogener Kunststoffverteilung ist die ungleiche Beladung des Holzwerkstoffes mit Kunststoff zu verstehen, die zwar innerhalb einer Ebene parallel zur Oberfläche mög­ lichst gleich sein sollte, die aber als Gradient ausgebil­ det ist, wobei der Gradient über die Kunststoffkonzentrati­ on senkrecht zur Oberfläche definiert ist. Besonders bevor­ zugt sind hierbei stufenförmige Verteilungen des Kunststof­ fes im Holzwerkstoff, die sich dadurch auszeichnen, daß ei­ ne vorgegebene Schichtdicke vollständig mit Kunststoff be­ laden ist, aber nur wenig, im Extremfall kein Monomer über die vorgegebene Dicke hinaus in den Holzwerkstoff ein­ dringt. Im allgemeinen ist das Verhältnis der Beladung der Oberfläche zur Beladung des Kerns größer als 2, vorzugswei­ se größer als 4 und besonders bevorzugt größer als 6. Zur Bestimmung dieser Größe wird die Kunststoffbeladung einer ca. 2 mm dicken Probe der Oberfläche in das Verhältnis zur Beladung einer Probe gesetzt, die aus dem Kern des Holz­ werkstoffs gewonnen wurde.
Die Beladung des Holzwerkstoffs mit Kunststoff ergibt sich aus der Zunahme der Dichte des Werkstoffs nach der Härtung, da durch die Beladung Hohlräume des Holzes mit Kunststoff gefüllt werden. Die Beladung der Oberfläche, beispielsweise einer ca. 2 mm dicken Schicht von Buchenholz, ist im allge­ meinen größer als 45%, vorzugsweise größer als 50 und be­ sonders bevorzugt größer als 60%, bezogen auf das Gewicht des ursprünglich eingesetzten Holzwerkstoffs.
Die Beladung des Holzkerns sollte so gering wie möglich ge­ halten werden. Im allgemeinen beträgt die Beladung des In­ neren des Holzwerkstoffs weniger als 40%, bevorzugt weniger als 30% und besonders bevorzugt weniger als 25%, bezogen auf das Gewicht des ursprünglich eingesetzten Holzwerk­ stoffs. Die Beladung des Kerns, wird je nach eingestellter Dicke der beladenen Oberflächenschicht, bereits nach 20 mm, vorzugsweise nach 15 und besonders bevorzugt nach 10 mm er­ reicht, wobei sich diese Werte auf die Eindringtiefe der Imprägniermischung senkrecht zur Oberfläche beziehen. Bei Vollholzproben, die eine Wachstumsrichtung aufweisen, be­ ziehen sich die Werte jeweils auf eine Oberfläche der Holz­ probe, die parallel zur Wachstumsrichtung gewonnen wurde.
Die Dicke der beladenen Schicht richtet sich nach der An­ wendung der Holz-Kunststoffkombination. Vorzugsweise liegt die Dicke der Schicht, die mit Imprägniermittel beladen wird, im Bereich von 0,1 bis 10 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 5 mm, ganz besonders bevorzugt im Be­ reich von 1 bis 3 mm, ohne daß hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Innerhalb dieser Schicht werden die zuvor genannten hohen Beladungsgrade erzielt. Trägt man bei­ spielsweise 0,5 mm der Oberfläche ab, falls die zuvor ge­ wählte Schichtdicke 1 mm beträgt, so zeichnet sich eine nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erhaltene Holz-Kunststoffkombination dadurch aus, daß sie die glei­ chen Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich der Witte­ rungsbeständigkeit, hat wie vor dem Abtragen der obersten Schicht.
Die zur Imprägnierung des Holzwerkstoffs eingesetzten Substanzen sind im Rahmen der Erfindung üblicherweise polymerisierbare Flüssigkeiten. Vorzugsweise enthalten sie als polymerisierbare Bestandteile organische Monomere, die Doppelbindungen aufweisen. Hierzu gehören unter anderem Allyl-, Vinyl- und/oder (Meth)acrylverbindungen.
Diese Verbindungen sind an sich bekannt. Zu den Allylverbindungen gehören beispielsweise Allylhalogenide, wie Allylchlorid, Allylbromid; Allylether, wie Ethylallylether, Allylester, wie Allylessigester; mehrwertige Allylverbindungen, die zwei oder mehr Doppelbindungen enthalten, wie Allyl(meth) acrylat, Triallylcyanurat, Polyallylester von Di- u. Polycarbonsäuren, beispielsweise Diallyldiglykolcarbonate und Diallylester der Phthalsäuren.
Zu den Vinylverbindungen gehören unter anderem Acrylnitril, Vinylhalogenide, wie Vinylchlorid, Vinylbromid; Vinylether und Vinylester, wie Ethylvinylether, Propylvinylether, Bu­ tylvinylether, 1,4-Butandioldivinylether, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinyllaurat, Vinylmethacrylat und verzweig­ te Vinylester, wie in CH-528 957 beschrieben; Vinylaroma­ ten, wie Divinylbenzol, Styrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstituenten in der Seitenkette, wie z. B. α- Methylstyrol und α-Ethylstyrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstituenten am Ring, wie beispielsweise Vinyl­ toluol und p-Methylstyrol, halogenierte Styrole, wie bei­ spielsweise Monochlorstyrole, Dichlorstyrole, Tribromstyro­ le und Tetrabromstyrole.
Ebenfalls an sich bekannt sind (Meth)acrylate, wobei im Rahmen der Erfindung "(Meth)acrylat" für Acrylat und/oder Methacrylat steht.
Die (Meth)acrylate können eine oder mehrere Doppelbindungen aufweisen. (Meth)acrylate, die zwei oder mehr reaktive Dop­ pelbindungen aufweisen, werden im Rahmen der Erfindung als mehrwertige (Meth)acrylate bezeichnet.
Der Alkoholrest kann Heteroatome enthalten, beispielsweise in Form von Ether-, Alkohol-, Carbonsäure-, Ester- und Urethangruppen.
Zu im Rahmen der Erfindung mit besonderem Erfolg einsetzba­ ren (Meth)acrylaten gehören u. a.
Alkyl(meth)acrylate, die sich von gesättigten Alkoholen ab­ leiten, wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Iso­ propyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat, Bu­ tyl(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat, n-Hexyl(meth)acrylat, n-Octyl(meth)acrylat, n-Decyl(meth)acrylat, Isooctyl(meth)acrylat, Tetradecyl(meth)acrylat usw.; Alkyl(meth)acrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie z. B. Oleyl(meth)acrylat, 2-Propynyl, Al­ lyl(meth)acrylat, Vinyl(meth)acrylat usw.; (Meth)acrylate, die Heteroatome oder Aromaten aufweisen, wie 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2- oder 3-Hydroxypropyl- (meth)acrylat, 6-Hydroxyhexyl(meth)acrylat sowie α- (Hydroxymethyl)acrylate, Benzyl(meth)acrylat, Phenyle­ thyl(meth)acrylat, 2-Phenoxyethyl(meth)acrylat, Morpholi­ noethyl(meth)acrylat, Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, Gly­ cidyl(meth)acrylat, Piperidylacrylamid, Neopen­ tyl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, Cyclohe­ xyl(meth)acrylat, und mehrwertige (Meth)acrylate, wie Di(meth)acrylat des Propandiols, Butandiols, Hexandiols, Octandiols, Nonandiols, Decandiols, Eicosandiols, Ethy­ lenglycols, Diethylenglycols, Triethylenglycols und Te­ traethylenglycols, Bisphenol-A-dimethacrylat, Neopentyl­ glycoldi(meth)acrylat, oder Trimethylolpropan­ tri(meth)acrylat und Pentaerythritoltetra(meth)acrylat.
Die (Meth)acrylate können einzeln oder als Mischung von zwei oder mehr (Meth)acrylaten eingesetzt werden. Bevorzug­ tes (Meth)acrylat ist Methylmethacrylat.
Die Allyl-, Vinyl- und/oder (Meth)acrylat-Verbindungen kön­ nen einzeln oder als Mischung eingesetzt werden, wobei auch weitere Monomere, die mit diesen copolymerisierbar sind, eingesetzt werden können. Hierzu gehören unter anderem Mal­ einsäurederivate, wie beispielsweise Maleinsäureanhydrid, Methylmaleinsäureanhydrid, Maleinimid, Methylmaleinimid, Phenylmaleinimid und Cyclohexylmaleinimid.
Verbindungen, die zwei oder mehr Doppelbindungen aufweisen, wirken als Vernetzer und erhöhen somit das Molekulargewicht der durch die Härtung im Holzwerkstoff erhaltenen Polymere.
Als notwendigen Bestandteil enthalten die Imprägniermi­ schungen sphärische Partikel einer Größe im Bereich von 1 nm bis 1 mm und/oder Polymere mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 100000 bis 10000000 D.
Die 1 nm bis 1 mm großen Partikel haben eine sphärische Form. Dementsprechend sollte das Verhältnis der größten zur geringsten Ausdehnung des Partikels maximal 2, vorzugsweise kleiner als 1,5 und besonders bevorzugt kleiner 1,2 sein. Darüber hinaus können die Mischungen beispielsweise auch faserförmige und/oder plättchenartige Partikel enthalten. Die Wirksamkeit dieser nicht sphärischen Partikiel ist jedoch hinsichtlich des Erfindungsgegenstandes deutlich geringer als die von sphärischen Partikeln, wie in Versuchen gezeigt werden konnte.
Die Partikel können aus jegliche Material sein, das sich in der Imprägniermischung nicht löst. Vorteilhaft sind insbe­ sondere Materialien, die besonders beständig gegenüber Wit­ terungseinflüssen und Oxidation sind. Hierzu gehören insbe­ sondere Glas, Pigmente sowie mineralische Füllstoffe oder Kunststoff. Kunststoffmaterialien dürfen zwar in der Imprä­ gniermischung quellen, d. h., Monomere aufnehmen, aber sie dürfen sich nicht in ihre Bestandteile, d. h. die einzelnen Polymere, auflösen. Geeignet sind u. a. Partikel aus den weiter unten beschriebenen Polymeren, die in den Monomeren unlöslich sind. So können diese Polymere durch Vernetzung unlöslich gemacht werden, wodurch poröse Kunststoffpartikel erhalten werden. Des weiteren sind Partikel aus Teflon be­ vorzugt.
Durch Variation der Menge und der Größe der Partikel kann der Grad der Imprägnierung eingestellt werden. Hierbei ist insbesondere die Art des Holzwerkstoffes zu berücksichti­ gen. Je kleiner die Porengröße desto kleiner sollte die Partikelgröße gewählt werden. Wertvolle Hinweise und Anre­ gungen hierzu findet der Fachmann darüber hinaus in den Beispielen.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Parti­ kel weisen eine Größe im Bereich von 1 nm bis 1 mm, vor­ zugsweise im Bereich von 0,1 bis 500 µm, besonders bevor­ zugt im Bereich von 0,5 bis 250 µm und ganz besonders be­ vorzugt im Bereich von 1 bis 80 µm auf.
Bedingt durch die Herstellungsverfahren beziehen sich die angegebenen Größenbereiche immer auf Mittelwerte. Hierbei ist jedoch anzumerken, daß Partikel, die eine besonders enge Größenverteilung aufweisen, bevorzugt sind.
Insbesondere sind für viele Holzarten Partikel bevorzugt, deren Größe in einem Bereich 60 µm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 40 µm und ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 20 µm liegt.
Besonders geeignete Partikel sind beispielsweise Glasku­ geln, Hohlkugeln aus Glas, Glasperlen und Kunststoffkugeln, beispielsweise Partikel aus Teflon. Die Menge, in der diese Partikel in der Imprägniermischung vorhanden sind, richtet sich nach dem Grad der Imprägnierung, der erhalten werden soll und nach dem eingesetzten Holzwerkstoff. Im allgemei­ nen werden die Partikel aber im Bereich von 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 2 bis 15 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Mischung, ver­ wendet.
Polymere mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 100 000 bis 10 000 000 D können ebenfalls ein­ gesetzt werden, um eine inhomogene Verteilung der Imprä­ gniermischung im Holzwerkstoff zu erreichen.
Polymere, die sich für die Zwecke der vorliegenden Erfin­ dung eignen, sind unter anderem Polymerisate oder Mischpo­ lymerisate der o. g. Monomere. Darüber hinaus sind Polymere geeignet, die sich in der Imprägniermischung lösen. Bei­ spiele besonders zweckmäßiger Polymere sind Polyacrylate, Polymethacrylate, wie beispielsweise Polymethylmethacrylat, Polystyrole, Polyether, Polyester, Polycarbonate und Polya­ mide. Besonders bevorzugt sind Poly(meth)acrylate, die der Mischung auch als sogenannte Sirupe beigefügt werden kön­ nen.
Die Dicke der Schicht der Holz-Kunststoffkombination, die einen hohen Anteil an Monomeren aufweist, kann durch das Molekulargewicht beeinflußt werden. Dieses liegt im Bereich von 100 000 bis 10 000 000 D, vorzugsweise von 500 000 bis 4 000 000 D und besonders bevorzugt von 900 000 bis 1 500 000 D. Die Polymere weisen naturgemäß eine Molekular­ gewichtsverteilung auf. Die zuvor angegebenen Werte bezie­ hen sich auf das Gewichtsmittel des Molekulargewichts, wie dies beispielsweise durch Viskosimetrie bestimmbar ist.
Bevorzugte Polymere zeichnen sich durch eine enge Moleku­ largewichtsverteilung aus. Ohne daß hierdurch eine Ein­ schränkung erfolgen soll, ist die Uneinheitlichkeit, defi­ niert als Mw/Mn, bevorzugter Polymere ≦ 8, vorzugsweise ≦ 6 besonders bevorzugt ≦ 4 und ganz besonders bevorzugt ≦ 2. Hierbei bezeichnet Mw das Gewichtsmittel und Mn das Zahlen­ mittel der Polymere. Die Bestimmung beider Größen ist weit­ hin bekannt, wobei eine Verteilung insbesondere über GPC ermittelt werden kann.
Die Menge, in der diese Polymere in der Imprägniermischung vorhanden ist, richtet sich nach der Schichtdicke, die be­ laden werden soll und nach dem eingesetzten Holzwerkstoff. Im allgemeinen werden die Polymere aber im Bereich von 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-% und besonders bevorzugt 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Mischung, eingesetzt.
Hierbei können die Partikel oder die Polymere sowohl ein­ zeln aber auch als Mischungen eingesetzt werden. Hierbei ist der Begriff "Mischungen" weit zu verstehen. Hierzu ge­ hören unter anderem Mischungen zwischen sphärischen Parti­ keln aus verschiedenen Materialien, Mischungen zwischen sphärischen Partikeln unterschiedlicher Größe, Mischungen zwischen sphärischen Partikeln und Polymeren und Mischungen zwischen verschiedenen Polymeren.
Insbesondere Mischungen von sphärischen Partikeln mit Poly­ meren, die ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Be­ reich von 100 000 bis 10 000 000 D aufweisen, können beson­ ders vorteilhaft eingesetzt werden, da Mischungen ein be­ sonders einfaches Steuern der Schichtdicke und der Beladung der mit Kunststoff beladenen Schicht erlauben. Hierdurch werden darüber hinaus auch Holz-Kunststoff-Kombinationen erhalten, die besonders hervorragende mechanische Eigen­ schaften, wie Abriebfestigkeit, Druckfestigkeit und Härte, bei geringem Gewicht zeigen.
Die Viskosität der Imprägniermischung liegt in einem Be­ reich von 1 bis 2000 mPas vorzugsweise in einem Bereich von 20 bis 100 mPas. Niedrige Werte ermöglichen eine schnelle Beladung des Holzwerkstoffs mit der Imprägniermischung. Die untere Grenze ergibt sich aber aus den zugesetzten Parti­ keln bzw. Polymeren, die inhärent eine Erhöhung der Visko­ sität bedeuten. Die obere Grenze bestimmt sich dadurch, daß die Beladung mit zunehmender Viskosität schwieriger wird, wobei beispielsweise Spanplatten oder Faserplatten auch bei relativ hoher Viskosität beladen werden können, während die Beladung von Vollholzproben im allgemeinen nur bei geringer Viskosität der Imprägniermischung möglich ist.
Die Härtung der Imprägniermischung kann auf jede in der Fachwelt bekannte Weise erfolgen. Hierzu gehören unter an­ derem Verfahren, bei denen man die Polymerisation bei­ spielsweise thermisch und/oder durch Bestrahlung mit Elek­ tronen, γ-Strahlen, UV-Strahlen und/oder Mikrowellen be­ wirkt.
Die Aushärtung der sich im Holzwerkstoff befindlichen Im­ prägniermischung kann beispielsweise durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen einer Energie im Bereich von 0,2 MeV bis 15 MeV, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 10 MeV erfol­ gen. Hochleistungselektronenbeschleuniger, die zur Bestrah­ lung eingesetzt werden können, sind an sich bekannt und kommerziell erhältlich. Vorzugsweise wird eine Strahlendo­ sis im Bereich von 1 kGy bis 200 kGy, ganz besonders bevor­ zugt im Bereich von 10 kGy bis 100 kGy, eingesetzt.
Es kann vorteilhaft sein, daß die Härtung in Gegenwart der oben genannten Radikalbildner und/oder Antioxidantien, die nachfolgend beschrieben werden, durchgeführt wird. Die Dau­ er der Bestrahlung richtet sich nach Art und der Menge der eingesetzten Monomere, Radikalbildner und/oder Antioxidan­ tien. Sie liegt aber im allgemeinen im Bereich von 0,1 Minuten bis 10 Minuten.
Nach der Bestrahlung kann der Holzwerkstoff für Zeiten im Bereich von 5 Stunden bis 10 Tagen, vorzugsweise 20 Stunden bis 2 Tage bei Temperaturen im Bereich von 20°C bis 80°C, insbesondere 40°C bis 80°C gelagert werden. Unter Nachla­ gerung ist hierbei zu verstehen, daß das bestrahlte Produkt so aufbewahrt wird, daß möglichst wenig Monomer verflüch­ tigt wird.
Vorzugsweise verliert das beladene und bestrahlte Holz oder der beladene und bestrahlte Holzwerkstoff weniger als 20 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 10 Gew.-% und besonders bevorzugt weniger als 5 Gew.-% der Monomere, während der Nachlagerung durch verdampfen bezogen auf die Monomere der Imprägniermischung die nach der Bestrahlung vorhanden sind.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das be­ strahlte Produkt in einer Atmosphäre gelagert wird, die mit den Monomeren gesättigt ist.
Des weiteren kann das Holz mit einer Folie umgeben sein, in die das Holz vorteilhaft vor Bestrahlung eingepackt wurde. Als Folie kann jedes Material eingesetzt werden, durch das die Monomeren nur schlecht diffundieren, die Elektronen­ strahlung jedoch gut durchdringen kann. Hierzu gehören unter anderem Folien aus Metall, wie beispielsweise Aluminium oder Kunststoff, wie Polyethylen.
Diese Nachlagerung sowie die Verwendung von Radikalbildnern und/oder Antioxidantien, insbesondere bei Härtung mit Elek­ tronenstrahlen, hat sich insbesondere bei Imprägniermi­ schungen als vorteilhaft erwiesen, die auf (Meth)acrylaten basieren. Es handelt sich insbesondere um Mischungen, die mehr als 50 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 70 Gew.-% und be­ sonders bevorzugt mehr als 80 Gew.-%, bezogen auf das Ge­ samtgewicht der Mischung, (Meth)acrylate, insbesondere Me­ thylmethacrylat, enthalten.
Werden die Monomere thermisch oder durch Bestrahlung mit Mikrowellen gehärtet, so werden den Mischungen im allgemei­ nen Radikalbildner zugegeben. Die Höhe des anzuwendenden Drucks und der anzuwendenden Temperatur richtet sich dabei nach der Art des eingesetzten Monomeren und Polymeren. Im allgemeinen liegt der Druck im Bereich von 0,01 bar bis 10 bar, vorzugsweise im Bereich von 0,8 bar bis 2 bar, während bevorzugte Temperaturbereiche zwischen 20°C und 150°C, besonders bevorzugt zwischen 40°C und 80°C liegen. So wurden beispielsweise Proben von Torbuchenholz nach Teilim­ prägnierung im Umluftofen bei 1 bar und 40°C während 6 Stunden polymerisiert. Hierauf wurde unter Ausnutzung der exothermen Polymerisationswärme die Temperatur bis auf 100° im Verlauf weiterer 4 Stunden erhöht. Danach erfolgte ein langsames Abkühlen (2 Stunden).
Zu den als Radikalbildner einsetzbaren Verbindungen, die in den Imprägniermischungen enthalten sein können, gehören ne­ ben den klassischen Azoinitiatoren, wie AIBN bzw. 1,1- Azobiscyclohexancarbonitril, u. a. Peroxyverbindungen, wie Methylethylketonperoxid, Acetylacetonperoxid, Ketonperoxid, Methylisobutylketonperoxid, Cyclohexanonperoxid, Dibenzoyl­ peroxid, tert.-Butylperoxybenzoat, tert.- Butylperoxyisopropylcarbonat, 2,5-Bis(2-ethylhexanoyl­ peroxy)-2,5-dimethylhexan, tert.-Butylperoxy-2- ethylhexanoat, tert.-Butylperoxy-3,5,5-tri.methylhexanoat, 1,1-Bis(tert.-butylperoxy)cyclohexan, 1,1-Bis(tert.- butylperoxy)3,3,5-trimethylcyclohexan, Cumylhydroperoxid, tert.-Butylhydroperoxid, Dicumylperoxid, Bis(4-tert.- butylcyclohexyl)peroxydicarbonat, Mischungen aus Keton- Peroxid-Typen, Perester-Typen, Mischungen von zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen miteinander sowie Mi­ schungen der vorgenannten Verbindungen mit nicht genannten Verbindungen, die ebenfalls Radikale bilden können.
Die Imprägniermischungen können des weiteren Antioxidanti­ en, die einzeln oder als Gemische eingesetzt werden können, enthalten. Zu diesen gehören u. a. Amine sowie sterisch ge­ hinderte Phenole.
Als besonders wirksam erwiesen haben sich 2,2'-Methylen­ bis-(4-methyl-6-tert.-butylphenol), 1,6-Hexandiol-bis-[3,5- di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat] (Irganox® 259), Pentaerythrityl-tetrakis-[3-(3,5-di-tert.-butyl-4 - hydroxyphenyl)-propionat](Irganox® 1010), Diethylengly­ col-bis-(3-(3-(tert.-butyl)-4-hydroxy-5-methylphenyl)- propionat) oder Triethylengylkol-bis-(3-(3-(tert.-butyl)-4- hydroxy-5-methylphenyl)-propionat)(Irganox® 245) der Fir­ ma Ciby Geigy.
Die genannten Imprägniermischungen können vorzugsweise auch weitere Polymere gelöst enthalten. Diese sind Polymerisate oder Mischpolymerisate der o. g. monomeren Bestandteile.
Es ist auch möglich von einem in an sich bekannter Weise durch partielle Polymerisation hergestellten, ggf. sirupö­ sen Vorpolymerisat auszugehen. Die Herstellung solcher Vor­ polymerisate wird beispielsweise in der DE-AS-10 83 075 und in der französischen Patentschrift FR 1221537 beschrieben.
Die Imprägniermischungen können außerdem weitere an sich bekannte Zusätze wie Antistatika, Antioxidantien, Entfor­ mungsmittel, Flammschutzmittel, Schmiermittel, Farbstoffe, Fließverbesserungsmittel, Füllstoffe, Lichtstabilisatoren, organische Phosphorverbindungen, Pigmente, Verwitterungs­ schutzmittel und Weichmacher enthalten.
Das Beladen des Holzes oder des holzenthaltenden Werkstof­ fes kann dabei u. a. beispielsweise so geschehen, daß man ein luftgetrocknetes oder nachgetrocknetes Holz in einem evakuierbaren Füllbad einfach in das Monomere eintaucht und anschließend ein- oder mehrmals Unterdruck erzeugt. In vie­ len Fällen kann auf diese Weise bereits nach 10 bis 20 Mi­ nuten eine hohe Beladung erzielt werden, wobei es für die spätere Polymerisation besonders günstig ist, wenn das Mo­ nomere bereits einen gewissen Anteil an Polymeren enthält.
In Abwandlung von diesem Beladeverfahren kann das Einbrin­ gen des Monomeren auch so erfolgen, daß die Luft aus dem Holzwerkstoff zunächst durch Evakuieren möglichst vollstän­ dig entfernt wird, wobei ggf. die Luft nach dem Evakuieren durch Stickstoff ersetzt werden kann und nochmals evaku­ iert wird. Nach dem Zuströmen des Monomeren unter Vakuum oder Normaldruck kann man Überdruck anlegen, um das Ein­ dringen des Monomeren zu begünstigen.
Über Parameter, wie Einwirkzeit, Druck und Temperatur kön­ nen sowohl die Schichtdicke der Beladung als auch die Ver­ teilung der Imprägniermischung im Holzwerkstoff beeinflußt werden. Durch die Verwendung der im erfindungsgemäßen Ver­ fahren einzusetzenden Partikel und/oder Polymere wird je­ doch erreicht, daß der Einfluß dieser Parameter geringer ist als bei herkömmlichen Methoden.
Auch bei langer Einwirkdauer, hohem Beladungsdruck und vollständiger Evakuierung des Holzes vor der Imprägnierung wird eine inhomogene Beladung erzielt, wobei der Gradient insbesondere von der Größe und der Menge der eingesetzten Partikel und/oder Polymeren sowie der Holzart abhängig ist.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung erge­ ben sich aus den nachfolgenden Beispielen, die der Illustrierung der Erfindung dienen. Alle Angaben in Prozent (%) beziehen sich auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4
Vollholzproben (Birke, Rotbuche, Kiefer) und Holzwerkstoff­ proben (Spanplatte) der Dimension 250 × 100 × 30 nm wurden in einen Vakuum-Druck-Imprägnierkessel eingebracht, wonach der Kessel verschlossen wurde. Anschließend wurde für eine halbe Stunde Vakuum angelegt, wobei ca. 60 mbar erreicht wurden. In diesem Vakuum wurden die Vollholz- und Holzwerk­ stoffproben mit einem Imprägniermittel, bestehend aus Me­ thylmethacrylat, das mit 0,5% Azoinitiator A und mit 10% Glaskügelchen mit Durchmesser von 20 bis 60 µm versetzt war, geflutet. Um eine Entmischung der Zusammensetzung zu vermeiden, wurde das Imprägniergemisch durch wiederholtes Anlegen von Vakuum (ca. 30 Minuten) in Bewegung gehalten. Danach wurde mit reinem Stickstoff ein Druck von 5 bar über eine Zeitspanne von 10 Minuten angelegt.
Nach Druckentlastung und Öffnen des Kessels wurden die im­ prägnierten Holzstücke einzeln in Aluminiumfolie und danach einzeln in Polyethylenfolie verpackt, um ein Verdampfen des Imprägniermittels zu verhindern. Die so verpackten Proben wurden mit 10 MeV-Elektronen aus einem Hochleistungselek­ tronenbeschleuniger mit einer nominalen Leistung von 15 kW bestrahlt. Die Strahlendosis betrug 40 kGy. Nach kurzer Zwischenlagerung im verpackten Zustand wurden die Proben ausgepackt und mehrere Tage unter Massenkontrolle bei Raum­ temperatur nachgelagert. Danach wurde die Kunststoffbela­ dung der Proben (bezogen auf das Gewicht des unbeladenen Holzwerkstoffs = 100%) bestimmt. Anschließend wurde eine ca. 2 mm dicke Probe der Oberfläche des Holzwerkstoffs und eine gleich dicke Probe aus dem Zentrum der Hölzer entnom­ men und auf ihre jeweilige Kunststoffbeladung überprüft.
Diese Versuche wurden mit Imprägniermischungen wiederholt, die keine Glaskugeln aufwiesen. Die erhaltenen Ergebnisse der Versuche und Vergleichsversuche sind in Tabelle 1 zu­ sammengefaßt.
Tabelle 1
Beispiele 5 bis 8 und Vergleichsbeispiele 5 bis 8
Vollholzproben (Rotbuche, Erle, Kiefer) und Holzwerkstoff­ proben (MDF-Platte) der Dimension 250 × 100 × 30 bzw. 24 mm wurden wie in Beispiel 1 imprägniert. Unterschiede gegen­ über Beispiel 1 betreffen die Zusammensetzung des Imprä­ gniergemisches, die drucklose Beladung und die Härtung der imprägnierten Proben. Das Imprägniermittel bestand aus Me­ thylmethacrylat, welches mit 0,1% Azoinitiator A und mit 10% MMA-Vorpolymerisat (ν = 550 mPas, Mw = 1,1 Mio) ver­ setzt war.
Die Härtung erfolgte im Umlufttemperofen bei Temperaturen zwischen 50 und 105°C (in einem ca. 12stündigen Temperatur­ programm).
Diese Versuche wurden mit Imprägniermischungen wiederholt, bei deren Herstellung kein MMA-Vorpolymerisat eingesetzt wurde. Die erhaltenen Ergebnisse der Versuche und Ver­ gleichsversuche sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.
Tabelle 2
Beispiele 9 bis 11 und Vergleichsbeispiele 9 bis 11
Vollholzproben (Kiefer, Birke, Rotbuche) der Dimension 300 × 100 × 30 mm wurden wie in Beispiel 1 imprägniert. Unter­ schiede gegenüber Beispiel 1 betreffen die Zusammensetzung des Imprägniergemisches, die drucklose Beladung und die Härtung der imprägnierten Proben. Das Imprägniermittel bestand aus Methylmethacrylat, welches mit 0,1% Azoinitiator A, mit 5% TiO2-Pigment (Korngröße 0,5 bis 10 µm) und 3,5% SiO2-Füllstoff Aerosil® (Korngröße 5 bis 22 nm) versetzt war. Die Härtung erfolgte im Umlufttemperofen bei Tempera­ turen zwischen 50 und 105°C (in einem ca. 12stündigen Tem­ peraturprogramm).
Diese Versuche wurden mit Imprägniermischungen wiederholt, die kein Pigment und Füllstoff aufwiesen. Die erhaltenen Ergebnisse der Versuche und Vergleichsversuche sind in Ta­ belle 3 zusammengefaßt.
Tabelle 3

Claims (16)

1. Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoff­ kombinationen mit inhomogener Kunststoffverteilung, bei dem ein Holzwerkstoff mit einer polymerisierbare Be­ standteile enthaltenden Imprägniermischung zur Benet­ zung wenigstens eines Teils des Holzwerkstoffs in Kon­ takt gebracht wird, wobei der Holzwerkstoff mit der Im­ prägniermischung beladen wird, und man anschließend die Imprägniermischung polymerisiert (härtet), dadurch gekennzeichnet, daß man eine Imprägniermischung mit einer Viskosität im Bereich von 1 bis 2000 mPas verwendet, die sphärische Partikel einer Größe im Bereich von 1 nm bis 1 mm und/oder Polymere mit einem Gewichtsmittel des Moleku­ largewichts im Bereich von 100 000 bis 10 000 000 D aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Partikel und/oder die Polymere in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Partikel aus Glas oder Kunststoff verwendet.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man Partikel einer Größe von 20 bis 80 µm einsetzt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man Polymere verwendet, die eine Uneinheitlichkeit Mw/Mn ≦ 8 aufweisen.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisation (Härtung) thermisch und/oder durch Bestrahlung mit Elektronen, γ-Strahlen, UV- Strahlen und/oder Mikrowellen bewirkt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den beladenen Holzwerkstoff mit Elektronen­ strahlen aus einem Hochleistungselektronenbeschleuni­ ger, welche eine Energie im Bereich von 0,2 MeV bis 15 MeV aufweisen, mit einer Strahlendosis im Bereich von 10 kGy bis 100 kGy härtet.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Härtung bei Drücken von 0,8 bar bis 2 bar ausführt.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Härtung bei Temperaturen im Bereich von 20°C bis 150°C, insbesondere 40°C bis 80°C aus­ führt.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Imprägniermischung eingesetzt wird, die als Monomere organische Verbindungen mit Doppelbindungen aufweist, insbesondere Allyl-, Vinyl- und/oder (Meth)acrylverbindungen.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine auf (Meth)acrylmonomeren basierende Imprä­ gniermischung einsetzt.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Holzwerkstoff Vollholz, Spanplatten, Faser­ platten, Furniere, und/oder cellulosehaltiges Material einsetzt.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den beladenen und bestrahlten Holzwerkstoff für Zeiten im Bereich von 5 Stunden bis 10 Tagen bei Tempe­ raturen im Bereich von 20°C und 80°C nachlagert.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Beladung der Oberfläche zur Be­ ladung des Kerns größer als 2, insbesondere größer als 4 ist.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beladung der Oberfläche größer als 45%, vor­ zugsweise größer als 50%, bezogen auf das Gewicht des ursprünglich eingesetzten Holzwerkstoffs, ist.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beladung des Kerns des Holzwerkstoffs weniger als 40%, insbesondere weniger als 30%, bezogen auf das Gewicht des ursprünglich eingesetzten Holzwerkstoffs, beträgt.
DE10061059A 1999-12-10 2000-12-08 Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoffkombinationen mit inhomogener Kunststoffverteilung Withdrawn DE10061059A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10061059A DE10061059A1 (de) 1999-12-10 2000-12-08 Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoffkombinationen mit inhomogener Kunststoffverteilung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19959847 1999-12-10
DE10061059A DE10061059A1 (de) 1999-12-10 2000-12-08 Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoffkombinationen mit inhomogener Kunststoffverteilung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10061059A1 true DE10061059A1 (de) 2001-06-13

Family

ID=7932333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10061059A Withdrawn DE10061059A1 (de) 1999-12-10 2000-12-08 Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoffkombinationen mit inhomogener Kunststoffverteilung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10061059A1 (de)
WO (1) WO2001041988A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2863540A1 (fr) * 2003-12-10 2005-06-17 Henri Selmer Paris Procede de traitement de bois par polymeration in situ sous rayonnement electromagnetique
US9314938B2 (en) 2008-12-31 2016-04-19 Apinee, Inc. Preservation of wood, compositions and methods thereof
US9878464B1 (en) 2011-06-30 2018-01-30 Apinee, Inc. Preservation of cellulosic materials, compositions and methods thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AP2009005046A0 (en) 2007-05-11 2009-12-31 Kebony Asa Microwave curing of impregnated wood

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1507177A (fr) * 1966-07-01 1967-12-29 Saint Gobain Techn Nouvelles Imprégnation des corps poreux, et en particulier des bois, avec des matières polymérisables
JPS4946886B1 (de) * 1970-10-19 1974-12-12
AT338499B (de) * 1973-09-12 1977-08-25 Oesterr Studien Atomenergie Verfahren zur herstellung von kunststoffimpragnierten holzspanhartplatten oder holzfaserhartplatten
CH681439A5 (de) * 1990-04-26 1993-03-31 Warmoctro Bv

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2863540A1 (fr) * 2003-12-10 2005-06-17 Henri Selmer Paris Procede de traitement de bois par polymeration in situ sous rayonnement electromagnetique
WO2005065901A1 (fr) * 2003-12-10 2005-07-21 Henri Selmer Paris Procede de traitement de bois par polymerisation in situ sous rayonnement electromagntique
US9314938B2 (en) 2008-12-31 2016-04-19 Apinee, Inc. Preservation of wood, compositions and methods thereof
US9878464B1 (en) 2011-06-30 2018-01-30 Apinee, Inc. Preservation of cellulosic materials, compositions and methods thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001041988A1 (de) 2001-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0245728B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer kratzfesten und witterungsbeständigen Beschichtung auf einem Formkörper
EP1624974B1 (de) Polymerdispersion mit farbeffekt
DE2332142A1 (de) Verfahren zum polymerisieren, haerten oder vernetzen von monomeren oder polymeren massen
DE1642188C3 (de) Verfahren zur Herstellung kunststoffimprägnierten Holzes
DE1720449B2 (de)
EP0990493B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoffkombinationen mittels Hochleistungselektronenbeschleuniger
DE10061059A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoffkombinationen mit inhomogener Kunststoffverteilung
DE1494259B2 (de) Verfahren zur Herstellung von Formkörpern
DE2062955A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Form korpern
DE2103996C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus einer Acrylpolymerisat-Monomer-Mischung
DE2440139A1 (de) Verfahren zur herstellung von kunststoffimpraegnierten holzspanhartplatten oder holzfaserhartplatten
DE1642190C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Kunststoffholz hoher Härte
EP1646483A1 (de) Verfahren zum einbringen von wachs in thermoholz
EP2899242A1 (de) Färbung von Holz und Holzwerkstoffen sowie entsprechendes Holz und Holzwerkstoffe
DE2062995A1 (de) Hydrophiles Copolymerisat
AT500685B1 (de) Formulierung zum appretieren von textilien zur herstellung eines trägerschichtmaterials für ein beschichtetes schleifmittel
WO2006063635A1 (de) Uv-stabilisator für pmma
DE2150860A1 (de) Verfahren zur Herstellung von dekorativen und/oder Schutzueberzuegen
DE3110093A1 (de) Verfahren zur herstellung von acrylatkunststoffen mit einer farblich differenzierten oberflaeche
DE2049714C3 (de) Verfahren zur Herstellung von durch ionisierende Strahlung gehärteten Filmen und Überzügen
EP0013546B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Holz-Kunststoffkombinationen
AT282180B (de) Verfahren zur herstellung von holz-kunststoff-kombinationen
DE1703887C (de) Verfahren zur Herstellung von Poly mensate enthaltenden zwei und mehr schichtigen Holzkorpern
DE1469925C (de) Verfahren zur Herstellung von durch Glasfasern oder synthetische Fasern verstärkten Kunststoffen auf der Grundlage von Polyacryl- oder Polymethacrylsäureestern oder ungesättigten Polyesterharzen
DE1909035A1 (de) Verfahren zum Vergueten von Formkoerpern

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8139 Disposal/non-payment of the annual fee