DE102005002096B3

DE102005002096B3 - Imprägniermittel zur Imprägnierung von fertig getrocknetem und profiliertem Holz und Verwendung des Imprägniermittels

Info

Publication number: DE102005002096B3
Application number: DE102005002096A
Authority: DE
Inventors: Carl-G. Berninghausen; Andreas Dr. Rapp; Christian Welzbacher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2025-01-15
Also published as: EP1681143A1; EP1681143B1; ATE375235T1; DE502006000122D1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Imprägniermittel für getrocknetes und profiliertes Holz, bestehend aus einem Stoffgemisch von wenigstens zwei Komponenten aus den Stoffgruppen, Paraffine, Paraffinwachse, pflanzliche Wachse, pflanzliche Öle und/oder Silikonwachse, bei der sich zwei Komponenten hinischtlich ihrer Mobilität unterscheiden, wobei die wenigstens eine mobilere Komponente des Imprägniermittels unter den Umgebungsbedingungen migrationsfähig ist. DOLLAR A Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Imprägnierung von fertig getrocknetem und profiliertem Holz, wobei das Holz mit dem Imprägniermittel vollständig durchtränkt wird, und ein fertig getrocknetes und profiliertes Holz imprängiert mit dem Imprägniermittel nach und/oder nach dem Imprägnierverfahren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Imprägniermittel für getrocknetes und profiliertes Holz, bestehend aus hydrophoben Komponenten. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung des Imprägniermittels.
Bei der Imprägnierung von Holz kann grundsätzlich zwischen wässrigen Imprägniermitteln und reinen hydrophoben Imprägniermitteln unterschieden werden. Vorliegend handelt es sich um eine nicht wasserbasierte Hydrophobierung des Holzes.

Aus der DE 198 41 433 C2 sind ein Verfahren zum Herstellen eines Parkettfußbodens sowie ein hiermit hergestellter Parkettfußboden bekannt, bei dem die Holzdeckschicht des Parkettfußbodenbelages in einem Schutzmittel aus Öl oder Wachs getränkt wird bzw. durchtränkt ist. Dabei soll von der Zielsetzung ein Parkettfußboden geschaffen werden, der gegenüber bisherigen Holzfußböden eine weitaus bessere Standzeit bzw. Lebensdauer hat. Entsprechend soll die vom Schutzmittel durchtränkte Holzdeckschicht des Parkettfußbodens einen verbesserten Abriebschutz bilden. Aufgrund der Anwendung des Parkettfußbodens im Innenbereich ist ein Fäulnisschutz nicht verwirklicht.

Bei dem Verfahren gemäß US 1,572, 905 A handelt es sich um ein zweischrittiges Verfahren, so dass es kein einheitliches Imprägniermittel mit beiden Komponenten in Form eines Blends gibt, sondern lediglich zwei getrennte Imprägniermittel, nämlich einmal das Imprägniermittel aus niedrig viskosen, leicht in das Holz eindringendem Wachs und einem zweiten, später aufgebrachten Imprägniermittel aus Asphalt, aufweist.

Aus der US 3,278,277 A ist eine Imprägniermittelkomposition aus Steinkohlenteeröl und Wachs bekannt, jedoch ist auch in dieser Schrift eine besondere Eigenschaftsabstimmung, die die Mobilität einer mobileren Komponente in Verbindung mit den zu erwartenden Umgebungsbedingungen abstimmt, nicht gegeben.

Das in der DE 297 80 342 U1 beschriebene Imprägniermittel besteht aus einer Kombination von Harz und Wachs.

In der DE 539 391 A wird ein Verfahren zur Veredelung von Holz beschrieben, bei dem Montanwachs im geschmolzenen Zustand unter hohem Druck in das Holz gepresst wird. Dazu soll bevorzugt trockenes Holz verwendet werden, das in das erwärmte, geschmolzene Montanwachs eingetaucht und in diesem Behälter, vorzugsweise mit 8 bis 14 Atmosphären unter Druck gesetzt wird.

In dem Beschreibungstext wird von einer Wachstemperatur von 105°C bis 120°C bzw. von 150°C in Verbindung mit einer 3-stündigen Anwendung gesprochen.

Die DE 203 10 745 U1 beschreibt ein Imprägnierverfahren für Holz mit einer Wachsschmelze.

Ferner ist aus der DE 101 60 424 A1 ein Behandlungsverfahren mittels Imprägniermittel in einer Behälteranlage zur dauerhaften Nutzung von Holz bekannt, bei dem frisch geschlagenes noch feuchtes Holz in einem druckfesten Behälter von einem Imprägniermittel bestehend aus mindestens Paraffin und einem Fließmittel umspült wird, wobei im Behälter ein Unterdruck herrscht und der Behälter beheizt wird. Bei diesem Verfahren handelt es sich um eine Saftverdrängung von nassem Holz mit dem Imprägniermittel, womit eine Volumenschwindung von 10 bis 15% einhergeht und das Verfahren für endbearbeitetes, nämlich fertig getrocknetes und profiliertes Holz, nicht anwendbar ist.

Weiter ist aus der US 6,596,063 B2 ein Imprägnierungsverfahren für Holz bekannt, bei dem das Imprägniermittel aus einer lösungsmittelfreien Schmelze besteht mit wenigstens einer Komponente aus den nachfolgenden Stoffgruppen, chemisch modifiziertem Naturharz, chemisch modifizierter Naturharzsäure und Terpentinharz. In weiterer Ausbildung wird auch ein Anteil von „wax" bis zu 45% (m/m) an dem harzbasierten Imprägniermittel beschrieben. Bei der prozentualen Verhältnisangabe% (m/m) handelt es sich um das Verhältnis Masse zu Masse, das in der Literatur meist auch als Gewichtsprozente, abgekürzt Gew.-% benutzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Imprägniermittel sowie eine Verwendung des Imprägniermittels unter Berücksichtigung der DE 198 41 433 C2 bereitzustellen, mit dem getrocknetes und profiliertes Holz auch in Balkendimensionen gegen Feuchtigkeit geschützt und ein Selbstheilungseffekt des Feuchteschutzes bei nachträglich entstandenen Rissen und/oder Beschädigungen bereitgestellt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Imprägniermittel bestehend aus einem Stoffgemisch von wenigstens zwei Komponenten aus den Stoffgruppen Paraffine, Paraffinwachse, pflanzliche Wachse und/oder Silikonwachse, bei der sich zwei Komponenten hinsichtlich ihrer Migrationsfähigkeit unterscheiden, wobei die wenigstens eine migrationsfähigere Komponente des Imprägniermittels unter den zu erwartenden Umgebungsbedingungen, in denen das imprägnierte Holz eingesetzt werden soll, migrationsfähig ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die maximal zu erwartenden Oberflächentemperaturen je nach Anstrich über einen Temperaturbereich von 40°C bis fast 80°C variiern können, wie aus einem Vorlesungsscript von Rapp, A.O.; Willeitner, H.: Holzschutzvorlesung; Studiengang Holzwirtschaft an der Universität Hamburg, Fachbereich Biologie, 2004, S. 269 zu entnehmen ist.

Ein Imprägniermittel mit einem ähnlichen Stoffgehalt ist in der nachveröffentlichten Patentanmeldung des Anmelders DE 103 41 883 A1 beschrieben. Die speziellen Eigenschaften, die den Selbstheilungseffekt des Feuchteschutzes bewirken, sind in der nachveröffentlichten Schrift nicht enthalten.

In der ebenfalls nachveröffentlichten, älteren Patentanmeldung DE 10 2004 041 032 A1 ist ein Verfahren zum Imprägnieren von Holz unter Druck mit einem bei Druckeinwirkung zumindest teilweise flüssigen Impägniermittel bekannt, das aus einer weniger als 5% Wasser aufweisenden Mischung von Paraffinen und/oder Wachs unterschiedlicher Kettenlängen bzw. Molekülgrößen besteht, wobei die Paraffine oder Wachse als Bestandteil der Mischung so ausgewählt werden, dass sie bei Umgebungstemperaturen zumindest teilweise fest sind und zumindest erst bei wesentlich höheren Temperaturen, jedenfalls über 50° Celsius, flüssig werden. Eine Durchfärbung des zu imprägnierenden Holzes mit Farbpigmenten oder Farbstoffen ist nicht beschrieben.

Durch die Auswahl von zwei Komponenten aus den genannten Stoffgruppen, die sich hinsichtlich ihrer Migrationsfähigkeit unterscheiden, wird erreicht, dass an einem fertig imprägnierten Holz die wenigstens eine migrationsfähigere Komponente weiterhin beweglich, nämlich migrationsfähig, in der Holzstruktur vorliegt. Dabei wird die Auswahl dieser wenigstens einen migrationsfähigeren Komponente angepasst an die zu erwartenden Umgebungsbedingungen, nämlich insbesondere Temperatur, Feuchtigkeit, ggf. Druckverhältnisse etc., in denen das fertige Holzprodukt, beispielsweise ein Fenster-/Türrahmen eingesetzt werden soll. Die migrationsfähigere Komponente muss unter diesen Umgebungsbedingungen noch beweglich im Holz vorliegen.

Beim Entstehen von Rissen und/oder Beschädigungen des fertig imprägnierten Holzes wird so diese migrationsfähigere Komponente in Richtung auf den Riss oder die Beschädigung migrieren und somit einen Selbstheilungseffekt des Feuchteschutzes aufgrund der hydrophobierenden Eigenschaften auch dieser migrationsfähigeren Komponente erzielen. Insbesondere bei Mikrorissen, die aufgrund ihrer kapillaren Wirkung besonders anfällig gegen unerwünschte Feuchtigkeitsaufnahme sind, wird durch die Diffusion der migrationsfähigeren Komponente des Imprägniermittels bevorzugt vom Holzinneren in die äußeren Bereiche des Holzes der Riss mit dem hydrophoben Material wieder geschlossen.

Es wird fertig getrocknetes und profiliertes Holz, also endbearbeitetes Holz mit dem Imprägniermittel durchtränkt. Dabei bedeutet getrocknetes Holz, dass das Holz mit einer maximalen Holzfeuchte unterhalb der Fasersättigung vorliegt. Der Begriff profiliert soll dabei aussagen, dass die Holzbauteile im Endformat, also endbearbeitet sind und keiner nachträglichen Oberflächenbearbeitung mehr erfordern. Es handelt sich also um bevorzugt technisch getrocknetes, profiliertes, also endbearbeitetes Holz, das nach dem Imprägniervorgang nicht mehr nachgearbeitet wird, also insbesondere keine spanende Nachbehandlung erfährt. Das getrocknete Holz nimmt die Paraffine, Wachse etc. leicht auf. Dabei werden die einzelnen Fasern und/oder Zellen des Holzes von den hydrophoben Stoffen überzogen/ummantelt. Diese Hydrophobierung erzeugt einen wirksamen Feuchteschutz. Somit ist das Holz durch die im wesentlichen vollständige Durchtränkung optimal gegen Fäulnis und Verrotten geschützt. Dabei wird die holzschützende Wirkung gegenüber biologischem Holzabbau ausschließlich durch die Hydrophobierung erreicht. Der Schutz gegen Verrotten des Holzes wird vollständig ohne den Zusatz von Fungiziden oder Insektiziden erreicht.

Diese Hydrophobierung führt jedoch nicht zu einer Dimensionsveränderung des Holzes, da vollständig auf wässrige Komponenten in dem Imprägniermittel verzichtet wird. Ein Aufquellen der Holzfasern und/oder -zellen wird also sicher vermieden, so dass eine Nachbearbeitung des endbearbeiteten Holzes nach der Imprägnierung nicht erforderlich ist. Mit dem Imrägniermittel wird somit auch eine erhebliche Produktionsvereinfachung erreicht, da lediglich endbearbeitetes Holz in einem Arbeitsgang imprägniert und farblich behandelt wird.

Ferner ist es vorteilhaft, dass die Stoffgemische des Imprägniermittels aus den genannten Stoffgruppen zudem geruchlos und toxisch unbedenklich sind.

Besonders bevorzugt ist dabei, dass das Stoffgemisch mindestens 80% (m/m) synthetische und/oder mineralölstämmige Paraffine, Paraffinwachse und/oder Silikonwachse und bis zu 20% (m/m) pflanzliche Wachse enthält. Bei diesem maximalen Anteil von natürlichen (pflanzlichen) Wachsen wird verhindert, dass das Imprägniermittel von Organismen besiedelt, abgebaut und/oder verfärbt wird, was sonst bei natürlichen Ölen in Art einer Schwärzung aufgrund von Pilzen und/oder Bakterien sehr schnell erfolgen würde. Dabei sind mit synthetischen und/oder mineralölstämmigen Paraffinen und/oder Paraffinwachsen unverseifbare Wachse gemeint. Demgegenüber sind die pflanzlichen Wachse verseifbar.

Besonders bevorzugt enthält das Imprägniermittel Pigmente, die einen wirksamen UV-Schutz vermitteln. Dabei sind Pigmente von ihrer Struktur lichtundurchlässige, mineralische Partikel, die häufig als UV-Schutz verwendet werden. Der UV-Schutz soll insbesondere vor Photodegradation und Depolymerisation im und am imprägnierten Holz schützen. Entsprechend ist der UV-Schutz insbesondere als Schutz vor Photodegradation und/oder Depolymerisation definiert, d. h. die Faser bzw. Zellstruktur des Holzes wird gegen die UV-Einwirkung geschützt.

Die Pigmente haben weiter bevorzugt eine Partikelgröße kleiner 10 μm, insbesondere in einer Verteilung zwischen 0,05 μm und kleiner 10 μm. Damit wird erreicht, dass die im Imprägniermittel suspendierten Pigmente sich wie folgt verteilen: Die Pigmente großer Partikelgröße liegen im wesentlichen auf der Holzoberfläche auf; hingegen dringen die Pigmente kleiner Partikelgröße (Mikropigmente) auch tiefer in das Holzinnere ein und bewirken somit eine Pigmentierung und einen vorbereiteten UV-Schutz im Holzinnern, falls nachträgliche Beschädigungen und/oder Risse auftreten oder eine Nachbearbeitung des Holzes erforderlich sein sollte.

Zudem wird durch die im Imprägniermittel und dort in den migrationsfähigeren Komponenten des Imprägniermittels suspendierten Pigmente ein Selbstheilungseffekt des UV-Schutzes erreicht. Mit der im späteren Einbauzustand unter den Umgebungsbedingungen weiterhin migrationsfähigen mobileren Komponente werden die darin suspendierten Pigmente mit dieser „Flüssigkeit" mitbewegt. Dieser Migrationsprozess führt dazu, dass nachträgliche Beschädigungen und/oder Risse im Holz mit dieser migrationsfähigeren Komponente überzogen werden und sich folglich auch Pigmente an den neu geschaffenen Oberflächen ablagern, die zu einem wirksamen „nachträglich selbstständig" entstehenden UV-Schutz führen.

Ferner enthält das Imprägniermittel bevorzugt Farbstoffe. Dabei liegen die Farbstoffe als chemisch gelöste Stoffe vor. Im Gegensatz zu Pigmenten sind Farbstoffe weniger UV-beständig.

Bevorzugt sind die Farbstoffe wasserunlöslich, also fettlöslich, um eine gleichmäßige Durchfärbung des Imprägniermittels und damit des vom Imprägniermittel durchtränkten Holzes zu erreichen. Die vollständige Durchfärbung des imprägnierten Holzes kann als Indikator für den vollständig erreichten Holzschutz, nämlich vollständige Durchtränkung des Holzes verwendet werden. Wird beispielsweise ein endbearbeitetes Holz nach der Imprägnierung noch durchtrennt, visualisiert der im Imprägniermittel gelöste Farbstoff die Eindringtiefe bzw. die vollständige Durchtränkung des Holzes mit dem Imprägniermittel.

Bevorzugt weisen die migrationsfähigere Komponente Paraffinwachse mit einem Schmelzpunkt kleiner 60°C und die andere Komponente Paraffinwachse mit einem Schmelzpunkt größer 60°C, bevorzugt 70°C bis 105°C auf. Selbstverständlich können auch andere physikalisch-chemische Eigenschaften einer Komponente des Imprägniermittels zu der geforderten erhöhten Migrationsfähigkeit führen.

Wenn die wenigstens eine migrationsfähigere Komponente kleiner 50% (m/m), bevorzugt kleiner 30% (m/m) des Stoffgemisches umfasst, wird durch die nicht mobilen Komponenten des Imprägniermittels eine ausreichende Griff- und Abriebfestigkeit der Imprägnierung erreicht und ein Ausbluten der niedriger viskosen Komponente wirkungsvoll verhindert. Die migrationsfähigere Komponente ist somit quasi von der weniger mobilen Komponente durch die chemisch/stoffliche Affinität gehalten.

In weiterer Ausgestaltung haben die Komponenten des Imprägniermittels einen Schmelzpunkt von 50°C bis 105°C. Dies betrifft sowohl die Hauptkomponenten des Imprägniermittels aus den Stoffgruppen Paraffine, Paraffinwachse, pflanzliche Wachse und/oder Silikonwachse, wie auch etwaige Additive. Beispielsweise kann für bestimmte Anwendungen der Zusatz von Fungiziden und/oder Bioziden vorteilhaft sein, da möglicherweise einige holzverfärbende oder imprägniermittelverfärbende Organismen nicht vollständig durch die Hauptkomponenten des Imprägniermittels von einer Ansiedlung am Holz verdrängt werden können.

Das Imprägniermittel wird bevorzugt einstufig mit einer Behandlungsdauer von 30 Minuten bis 12 Stunden angewendet. Einstufig bedeutet, dass das zu behandelnde Holz nur einmal in einen Behandlungsbehälter eingebracht und nach der Behandlung wieder entnommen wird. Die Behandlungsdauer ist dabei in Abhängigkeit der Materialstärke des zu imprägnierenden Massivholzes, Holzbauteiles oder Holzwerkstoffes und der Holzart zu wählen. Dabei spielen insbesondere auch die Temperatur während der Durchtränkungsbehandlung und die Druckverhältnisse eine entscheidende Rolle.

In bevorzugter Ausführungsform erfolgt eine einstufige Behandlung in einem Temperaturbereich unter 180°C, vorzugsweise von 60°C bis 160°C, insbesondere von 80°C bis 130°C. Dabei ist möglichst eine Temperatur unter 160°C zu wählen, da oberhalb 160°C die Holzstruktur angegriffen wird, was zu Verlusten in der Festigkeit führt.

Für besondere Einsatzzwecke wird jedoch das Holz einer Wärmebehandlung bei mindestens 160°C für mindestens 2 h, bevorzugt mindestens 4 h ausgesetzt. Mit dieser Wärmebehandlung wird eine Erhöhung der Dauerhaftigkeit des Materials gegenüber Befall durch Termiten und Meeresorganismen, insbesondere gegenüber der hochschadensträchtigen Bohrmuschel (teredo navalis), unter Inkaufnahme von Verlusten in der Festigkeit erreicht. Dabei dient das Imprägniermittel als Medium für den Wärmeeintrag. Bei dieser Wärmebehandlung vergast ein Teil der Holzsubstanz, so dass während der Wärmebehandlung ein Gasaustritt aus dem Holz auftritt.

Entsprechend wird bevorzugt die endgültige Imprägnierung erst nach der Wärmebehandlung in einer zweiten Phase des Prozesses durchgeführt. Das Imprägniermittel braucht dann nicht gegen den Gasdruck der austretenden vergasenden Holzsubstanz in das Holz eingebracht oder gehalten werden. Zudem ziehen sich die im Holz befindlichen Gase beim Abkühlen beispielsweise von 160°C auf 80°C zusammen und unterstützen die Durchtränkung mit dem Imprägniermittel in der nachfolgenden Imprägnierphase, die evtl. zusätzlich mit Außendruck unterstützt wird.

Bei einer Imprägnierbehandlung mit erhöhter Temperatur, beispielsweise 80°C bis 180°C, wird bevorzugt eine Aufwärmstufe ausgeführt, bei der eine Temperaturdifferenz der Holzinnentemperatur zur Imprägniermitteltemperatur von 30°C nicht überschritten wird.

In weiterer Ausgestaltung kann eine Behandlungsstufe ausgebildet sein, bei der die Holzinnentemperatur der Imprägniermitteltemperatur entspricht. In dieser Behandlungsstufe ist eine sehr hohe Migrationsfähigkeit des Imprägniermittels, also eine sehr starke Durchtränkung des Holzes erreichbar.

Um unerwünschte Blasenbildung an der Oberfläche der bereits endbearbeiteten Holzteile zu verhindern, kann eine Abkühlstufe vorgesehen werden, bei der das Holz so langsam abgekühlt wird, dass im Holzinnern freigesetzte Gase und/oder Holzgase gelöst und ausgewaschen werden.

Ferner sollte die einstufige Behandlung in einem Druckbereich von 20 mbar bis 50 bar erfolgen. Dabei ist es durchaus denkbar, dass der aufgebrachte Außendruck während der Imprägnierbehandlung verändert wird. Beispielsweise kann zunächst über den atmosphärischen Druck erhöhter Gasdruck auf das zu imprägnierende Holz ausgeübt werden, um das Imprägniermittel nachfolgend in das Holz eindringen zu lassen. Am Ende der Behandlung kann ein verminderter Druck, beispielsweise auch unterhalb des atmosphärischen Drucks, zu einer gewünschten Ausgasung und damit verbundenen teilweisen Rückgewinnung des Imprägniermittels (Sparverfahren) während der Abkühlstufe erfolgen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Versuchsdurchführung unter Bezugnahme auf zwei Abbildungen beschrieben.
Beispiel 1

D: 99,5% Fischer-Tropsch-Paraffin, Paraflint, C105 (Sasol Wax GmbH, Hamburg), Summenformel: (C_nH_2n+2); Erstarrungsbereich: > 90°C; Viskosität bei 100°C (DIN 51 5621: 2,5–10 mm²/s; Dichte bei 20°C (DIN 51 757): ca. 900kg/m³; CAS Nr.: 8002-74-2 0,5% feste, gesättigte Kohlenwasserstoffe, TerHell Paraffin 3496 (Sasol Wax GmbH, Hamburg), Summenformel: (C_nHz_2n+2); Erstarrungsbereich: > 35°C; Viskosität bei 100°C (DIN 51 562): 2,5–10 mm²/s; Dichte bei 20°C (DIN 51 757): ca. 900kg/m³; CAS Nr.: 92045-12-0 Konzentration der Farbstoffe und Pigmente: 0,5% (m/m) Feinpigment dispergiert, Bekro 401 rot (Bekro Chemie GmbH) 0,5% (m/m) Fettfarbstoff rot (Bekro Chemie GmbH)

Beispiel 2

DA5: 95% Fischer-Tropsch-Paraffin, Paraflint C105 (Sasol Wax GmbH, Hamburg), Summenformel: (C_nH_2n+2); Erstarrungsbereich: > 90°C; Viskosität bei 100°C (DIN 51 562): 2,5–10 mm²/s; Dichte bei 20°C (DIN 51 757): ca. 900kg/m³; CAS Nr.: 8002-74-2 5% feste, gesättigte Kohlenwasserstoffe, TerHell Paraffin 3496 (Sasol Wax GmbH, Hamburg), Summenformel: (C_nH_2n+2); Erstarrungsbereich: > 35°C; Viskosität bei 100°C (DIN 51 5621: 2,5–10 mm²/s; Dichte bei 20°C (DIN 51 757): ca. 900kg/m³; CAS Nr.: 92045-12-0 Konzentration der Farbstoffe und Pigmente: 0,5% (m/m) Feinpigment dispergiert, Bekro 401 rot (Bekro Chemie GmbH) 0,5% (m/m) Fettfarbstoff rot (Bekro Chemie GmbH)

Beispiel 3

DA30: 70% Fischer-Tropsch-Paraffin, Paraflint C105 (Sasol Wax GmbH, Hamburg), Summenformel: (C_nH_2n+2); Erstarrungsbereich: > 90°C; Viskosität bei 100°C (DIN 51 562): 2,5–10 mm²/s; Dichte bei 20°C (DIN 51 7571: ca. 900kg/m³; CAS Nr.: 8002-74-2 30% feste, gesättigte Kohlenwasserstoffe, TerHell Paraffin 3496 (Sasol Wax GmbH, Hamburg), Summenformel: (C_nH_2n+2); Erstarrungsbereich: > 35°C; Viskosität bei 100°C (DIN 51 562): 2,5–10 mm²/s; Dichte bei 20°C (DIN 51 7571: ca. 900kg/m³; CAS Nr.: 92045-12-0 Konzentration der Farbstoffe und Pigmente: 0,5% (m/m) Feinpigment dispergiert, Bekro 401 rot (Bekro Chemie GmbH) 0,5% (m/m) Fettfarbstoff rot (Bekro Chemie GmbH)

Verwendetes Holz:

Für die Untersuchungen zur Penetration des Imprägniermittels und des damit verbundenen Feuchteschutzerfolges wurde Kiefer Splint (Pinus sylvestris L.) in der Dimension 500×50×25 mm³ eingesetzt. Das technisch getrocknete Kiefernsplint-Holz entstammte den Beständen der BFH und wurde nach Zuschnitt und spanender Oberflächenbearbeitung im Dickenhobel bis zum Erreichen des Ausgleichsgewichtes im Normklima (20°C/65% rel. Luftfeuchte) gelagert. Nach Erreichen der Gewichtskonstanz der imprägnierten Proben im Normklima (20°C/65% rel. Luftfeuchte) erfolgte der Imprägnierprozess unter Verwendung der jeweiligen Imprägnierlösung aus Beispiel 1, 2 und 3. Imprägnierprozess:

Imprägniermitteltemperatur	126°C
Holzinnentemperatur	125°C

Druckphase bei 8,0 bar absolut	3,25h
Vakuumphase bei 20 mbar absolut	1,25h
Abkühlphase bis auf 80°C	2,25h

Gesamtdauer des Imprägnierprozesses:	6,75h

Erreichte Aufnahmemengen und optisch bestimmte Penetration des Imprägniermittels:
Tabelle 1. Mittlere Aufnahmemenge und Penetration des Imprägniermittels über den Gesamtquerschnitt der aufgetrennten Proben
Bestimmung des Feuchteschutzes
Es wurde das Feuchterisiko, bzw. der Feuchteschutz durch die Imprägnierung ermittelt. Nach Exposition im Normklima (20°C/65% rel. Luftfeuchte) bis zum Erreichen der Gewichtskonstanz wurden die imprägnierten Proben für sieben Tage untergetaucht im Wasser gelagert. Während dieser Wasserabsorptionsphase wurde die Holzfeuchte täglich gravimetrisch bestimmt und die Wasseraufnahmegeschwindigkeit beim Überschreiten der Grenzholzfeuchte von 25% berechnet. Anschließend wurden die imprägnierten Proben für sieben Tage in kalibrierten Windkanälen im Normklima (20°C/65% rel. Luftfeuchte) exponiert. Täglich wurde die Holzfeuchte während dieser Wasserdampfdesorptionsphase gravimetrisch bestimmt und die Wasserdampfabgabegeschwindigkeit beim Unterschreiten von 25% Holzfeuchte errechnet. Anhand der Ab- und Desorptionsgeschwindigkeit wurde das Risiko eines feuchteinduzierten Befalls durch holzzerstörende Organismen (MRI = Moisture induced Risk Index) berechnet. Die Ergebnisse der Bestimmung des Feuchteschutzes sind in der Tabelle 2 dargestellt.
Durch die Kombination zweier unterschiedlich viskoser Paraffine wurde die Feuchteaufnahme im Vergleich zu unbehandelter Kiefer-Splint verringert, ein Feuchteschutz somit wirkungsvoll erreicht. Dies drückt sich auch in einem reduziertem feuchteinduziertem Befallsrisiko durch holzzerstörende Organismen aus (Tabelle 2). Je geringer der MRI-Wert ist, desto niedriger ist das feuchteinduzierte Befallsrisiko.
Tabelle 2. Geschwindigkeit der Holzfeuchteänderung und berechneter MRI-Wert
Bestimmung der UV-Beständigkeit der Oberfläche
Für die Bestimmung der UV-Beständigkeit wurden die mit den Imprägnierlösungen aus Beispiel 1, 2 und 3 imprägnierten Proben wie auch unbehandelte Kontrollen für 168h mit 300W Ultra-Vitalux-Lampen der Fa. Osram bestrahlt. Der Abstand der Lampen zur Probenoberfläche betrug 30cm. Untersucht wurde die Farbänderung der Außenseite der Proben wie auch die Farbänderung der Schnittfläche nach mittiger Auftrennung. Die Auswertung der Farbänderung erfolgte mittels Betrachtung der digitalisierten CMY-Werte (Cyan Magenta Yellow). Die Bewertung erfolgte durch Berechnung der prozentualen Farbänderung nach Bestrahlung. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 3. Prozentuale Farbänderung durch UV-Bestrahlung. Positive Vorzeichen bedeuten eine Nachdunklung, negative Vorzeichen eine Aufhellung des Farbwertes

Claims

Imprägniermittel für endbearbeitetes, getrocknetes Holz, bestehend aus einem Stoffgemisch von wenigstens zwei Komponenten aus den Stoffgruppen – Paraffine, – Paraffinwachse, – pflanzliche Wachse und/oder – Silikonwachse, dadurch gekennzeichnet, dass alle Komponenten einen Schmelzpunkt von 35°C bis 135°C aufweisen und sich zwei Komponenten hinsichtlich ihrer Migrationsfähigkeit unterscheiden, wobei die wenigstens eine migrationsfähigere Komponente des Imprägniermittels unter den zu erwartenden Umgebungsbedingungen, in denen das imprägnierte Holz eingesetzt werden soll, migrationsfähig ist, und dass das Imprägniermittel Pigmente und/oder Farbstoffe enthält.
Imprägniermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch mindestens 80% (m/m) synthetische und/oder mineralölstämmige Paraffine, Paraffinwachse und/oder Silikonwachse und bis zu 20% (m/m) pflanzliche Wachse enthält.
Imprägniermittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffe wasserunlöslich, also fettlöslich sind.
Imprägniermittel nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmente eine Partikelgröße in einer Verteilung zwischen 0,05 μm und kleiner 10 μm haben.
Imprägniermittel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die migrationsfähigere Komponente Paraffinwachse mit einem Schmelzpunkt kleiner 60°C und die andere Komponente Paraffinwachse mit einem Schmelzpunkt größer 60°C, bevorzugt 70°C bis 105°C aufweisen.
Imprägniermittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine migrationsfähigere Komponente kleiner 50% (m/m), bevorzugt kleiner 30% (m/m) des Stoffgemisches umfasst.
Imprägniermittel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten des Imprägniermittels einen Schmelzpunkt von 50°C bis 105°C haben.
Verwendung des Imprägniermittels gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Imprägnierung von endbearbeitetem, getrocknetem Holz, wobei das Holz mit dem Imprägniermittel durchtränkt wird.
Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Pigmente unterschiedlicher Partikelgröße enthaltenden Imprägniermittel die Pigmente im Imprägniermittel suspendieren, wobei die Pigmente großer Partikelgröße auf der Holzoberfläche aufliegen, die Pigmente kleiner Partikelgröße auch in das Holzinnere eindringen und bei nachträglichen Beschädigungen und/oder Rissen die Pigmente in Suspension mit den migrationsfähigeren Komponenten migrieren.
Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der im Imprägniermittel beigemischten fettlöslichen Farbstoffe das Holz vollständig durchgefärbt wird, wobei der in der wenigstens einen migrationsfähigeren Komponente gelöste Farbstoff mit dieser Komponente migriert.
Verwendung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Behandlung eine Dauer von 30 min bis 12 h hat.
Verwendung nach Anspruch 8, 9, 10 oder 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine einstufige Behandlung in einem Temperaturbereich unter 180°C, vorzugsweise von 60°C bis 160°C, insbesondere von 80°C bis 130°C erfolgt.
Verwendung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz einer Wärmebehandlung bei mindestens 160°C für mindestens 2 h, bevorzugt mindestens 4 h ausgesetzt wird, bevorzugt vor der endgültigen Imprägnierung.
Verwendung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, gekennzeichnet durch eine Aufwärmstufe, bei der eine Temperaturdifferenz der Holzinnentemperatur zur Imprägniermitteltemperatur von 30°C nicht überschritten wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, gekennzeichnet durch eine Behandlungsstufe, bei der die Holzinnentemperatur der Imprägniermitteltemperatur entspricht.
Verwendung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, gekennzeichnet durch eine Abkühlstufe, bei der das Holz so langsam abgekühlt wird, dass im Holzinnern freigesetzte Gase und/oder Holzgase gelöst und ausgewaschen werden.
Verwendung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, gekennzeichnet durch eine einstufige Behandlung in einem Druckbereich von 20 mbar bis 50 bar.
Verwendung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, gekennzeichnet durch eine Gas-Vordruckstufe, bei der vor der Imprägnierung mit dem Imprägniermittel Gas ins Holz gepresst wird, das sich am Ende des Imprägnierprozesses, bevorzugt unter einem Druck unter dem atmosphärischen Druck, wieder ausdehnt und zu einer teilweisen Rückgewinnung des Imprägniermittels führt.