DE102005030998A1

DE102005030998A1 - Behandeltes Holz und Holzgegenstände, Mittel zum Behandeln von Holz und Holzgegenständen sowie entsprechendes Verfahren

Info

Publication number: DE102005030998A1
Application number: DE200510030998
Authority: DE
Inventors: Gerda Lambertz; Johannes Welling; Hans Leithoff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-07-02
Filing date: 2005-07-02
Publication date: 2007-01-04

Abstract

Die vorliegende Erfindung beansprucht Holz und Holzgegenstände, welche/s vorzugsweise nach einer phytosanitären Hitzebehandlung vorübergehend gegen Schimmel- und Bläuepilze geschützt ist/sind. Der Schutz erfolgt durch eine Behandlung mit einer wässrigen Lösung von Alkalicarbonaten, Alkalihydrogencarbonaten, Alkalipercarbonaten und/oder Alkalihydroxiden.

Description

Die vorliegende Erfindung beansprucht Holz und Holzgegenstände, welche/s nach einer phytosanitären Hitzebehandlung vorübergehend gegen Schimmel- und Bläuepilze geschützt ist/sind. Der Schutz erfolgt durch eine Behandlung mit einer wässrigen Lösung von Alkalicarbonaten, Alkalihydrogencarbonaten, Alkalipercarbonaten und/oder Hydroxiden, vorzugsweise nach einer phytosanitären Hitzebehandlung.

Holzverpackungen, die für den Export bestimmt sind, müssen nach der internationalen ISPM (International Standard for Phytosanitary Measures) Richtlinie Nr. 15 phytosanitär (pflanzengesundheitlich) behandelt werden, um evtl. vorhandene Schadorganismen abzutöten. Diese Behandlung kann entweder durch eine Begasung mit Methylbromid oder durch eine Hitze-/Wärmebehandlung erfolgen.

Die Begasung mit Methylbromid wird zukünftig aus umweltschutzrechtlichen Erwägungen verboten werden. Zur phytosanitären Behandlung von Holzpackmitteln kann dann nur noch die Hitze-/Wärmebehandlung angewendet werden, um den Erfordernissen der ISPM 15 zu genügen. Bei dieser Art der Behandlung ist sicherzustellen, dass eine Temperatur von 56°C mindestens 30 Minuten in der Mitte des größten Querschnittes des Holzes einwirkt. Die Erfüllung dieser Parameter kann entweder im Rahmen einer konventionellen technischen Holztrocknung erfolgen, oder aber es wird ausschließlich eine phytosanitäre Hitzebehandlung durchgeführt, ohne dass dabei ein Trocknen des Holzes erfolgt (d.h. das Holz hat nach Abschluss der Behandlung eine ähnlich hohe Feuchte wie vor der Behandlung). Die letztgenannte Methode ist die in der Praxis üblichere, da sie kostengünstiger und daher wirtschaftlicher für die Betriebe ist.

Es wurde festgestellt, dass einige Holzarten (z.B. Kiefer, Fichte, Tanne, Buche, Pappel), und insbesondere deren Splitholz, nach einer rein phytosanitären Hitzebehandlung eine extreme Affinität zu Schimmel- und Bläuebefall aufweisen. Diese Anfälligkeit ist weitaus größer als die des naturbelassenen, feuchten und nicht hitzebehandelten Holzes. Obwohl durch Schimmel- und/oder Bläuebefall die Elastizitäts- und Festigkeitseigenschaften des Holzes nicht beeinträchtigt werden, stellt der Befall doch eine starke Wertminderung aus optischer Sicht dar und gilt daher als unerwünscht. Auch die gesundheitlichen Risiken, die durch den Schimmel verursacht werden können, stellen einen wesentlichen Mangel des befallenen Holzes dar.

Zum Schutz von Holz und Holzgegenständen vor Schimmel- und Bläuebefall und/oder vor holzzerstörenden Pilzen gibt es eine Vielzahl von Stoffen und Verfahren. Die meisten der in der Praxis zum Einsatz kommenden Stoffe beinhalten langfristig wirkende toxische Substanzen. Auf diese Weise behandeltes Holz ist für den Einsatz im Lebensmittelbereich meist nicht geeignet und die Entsorgung der mit solchen Holzschutzmittel getränkten Hölzer ist bestimmten Vorschriften unterworfen und entsprechend kostenintensiv.

Es besteht auch die Möglichkeit das Holz dadurch zu schützen, dass es auf eine niedrige Holzfeuchte getrocknet wird. Das Wachstum von Schimmel und Bläue ist an das Vorhandensein von Wasser gebunden, im Falle von Holz an Holzfeuchten von über 20 % bezogen auf das Trockengewicht. Doch wie bereits erwähnt, erweist sich jedoch eine komplette Trocknung des Holzes insbesondere bei Holz für Verpackungszwecke als arbeits- und kostenintensiv.

Nach der EP 1 123 787 können zur temporären Unterdrückung des Schimmel- und Bläuewachstums auch in der Lebensmitteltechnologie gängige Konservierungsmittel wie Sorbinsäure oder deren Salze verwendet werden; auch natürliche Duft- oder Extraktstoffe (z.B. Teebaumöl) kommen zum Einsatz. Allerdings sind solche Mittel vergleichsweise teuer und erst bei Anwendung erheblicher Konzentrationen wirksam, so dass sich auch solche Stoffe bisher in der praktischen Anwendung als unwirtschaftlich erweisen.

Kupferkomplexe, wie in der PCT WO 2004 oder Kupfersalzpartikel wie in der US-Patentanmeldung 2004/0258768 beansprucht, sind wegen ihrer vergleichsweise hohen Toxizität ungeeignet für diese Verwendung. Dieses gilt auch für die Verwendung anderer üblicher Fungizide oder Bakterizide.

Ziel der Erfindung war es deshalb, das Holz bzw. die Holzgegenstände in der „kritischen Zeit" (ca 4 Wochen) gegen den Befall durch Schimmel- und Bläuepilze derart zu schützen, dass es anschließend keine Rückstände von Holzschutzmitteln oder Konservierungsmitteln enthält, so dass es nicht als „mit Holzschutzmitteln kontaminiert" gilt.

Überraschend wurde festgestellt, dass eine Behandlung des Holzes mit wässrigen Lösungen von Verbindungen aus der Gruppe Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Natriumpercarbonat, Kaliumpercarbonat, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid entweder einzeln oder im Gemisch die Bedingungen erfüllt. Wenn Holz nach einer phytosanitären Wärmebehandlung mit einer wässrigen Lösung dieser Verbindungen entweder einzeln oder im Gemisch behandelt wird, wird es deutlich geringer von Schimmel- oder Bläuepilzen befallen als unbehandelt. Die Konzentrationen der Lösungen können in einem weiten Bereich zwischen 1 Gew.% und gesättigten Lösungen gewählt werden. Ein bevorzugter Konzentrationsbereich liegt zwischen 5 bis 20 Gew.%. Die Konzentrationen der Lösungen werden nach oben durch die Löslichkeit begrenzt nach unten durch die schwächer werdende Schutzwirkung.

Der pH-Wert der Lösungen liegt im alkalischen Bereich, vorzugsweise zwischen 9 bis 12. Die Kombinationen aus Carbonat, Hydrogencarbonat sind durch ihre Pufferkapazität pH-stabil. Durch einen Zusatz des entsprechenden Hydroxids kann der pH-Wert eingestellt werden.

Zum „Behandeln" sind die üblichen, für die Holzbehandlung gängigen Verfahren geeignet, wie Tauchen, Sprühen, Druckimprägnieren oder andere. Wesentlich ist eine gleichmäßige und vollständige Benetzung aller Oberflächen. Zur Förderung der Benetzung können geringe Mengen von 0,01 bis 5,0 Gew.% Tenside oder Netzmittel verwendet werden. Hierbei ist die weitere Verwendung zu berücksichtigen. Immerhin ist in diesem Fall das Holz mit Netzmittel oder Tensid kontaminiert. Weiterhin setzt die zusätzliche Verwendung von Tensiden oder Netzmitteln voraus, dass die Behandlung nicht zur Schaumbildung führt. Von den bekannten Tensiden oder Netzmitteln sind alle handelsüblichen grundsätzlich geeignet. Bevorzugt sind anionenaktive, wie die Alkalisalze der aliphatischen Fettsäuren oder Fettsäuresulfonate, aber auch nichtionische wie Polyethylenoxid, Polypropylenoxid oder deren Addukte.

Die Schutzwirkung der Substanzen tritt sofort nach ihrem Aufbringen auf das Holz ein. Ein Abtrocknen der Substanzen ist nicht erforderlich.

Um optimalen Schutz zu gewährleisten, erfolgt die Behandlung vorzugsweise direkt nach der phytosanitären Hitzebehandlung. Eine Behandlung vor der phytosanitären Hitzebehandlung hat sich jedoch ebenfalls als wirksam erwiesen.

Überraschenderweise lässt sich der Schutz des Holzes erzielen, ohne dass nachteilige Wirkungen in Kauf genommen werden müssen. Insbesondere bildet sich keine Geruchsbelastung aus. Zwar ändert sich die Farbe des Holzes zu einem gelblich-braunen Farbton, der aber durchaus als angenehm und ansprechend empfunden wird. Eine Änderung der Elastizitäts- und Festigkeitseigenschaften des Holzes durch die Behandlung konnte bisher nicht nachgewiesen werden.

Die Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert.
Beispiel 1: Sprühbehandlung mit wässriger Kaliumcarbonat-, Natriumcarbonat- und Natriumpercarbonatlösung
Phytosanitär hitzebehandelte Kiefernkanteln (8 × 10 mm²) mit einer Holzfeuchte von 80–110% werden mit einem Pumpsprühgerät mit einer Lösung von 5%–15 % der genannten Substanzen in Wasser bis zur gleichmäßigen Benetzung der Oberfläche besprüht. Anschließend werden die Kanteln gestapelt, mit einer Folie überdeckt und bei Raumtemperatur gelagert, ohne dass das Holz die Möglichkeit zur Trocknung hat. Bereits nach einer Woche zeigen die Vergleichsproben, die rein hitzebehandelt und nicht mit Substanzen beaufschlagt wurden, ein deutliches Schimmel- und Bläuewachstum. Die behandelten Proben hingegen weisen keinerlei Befall auf. Nach Abschluss der Lagerung sind die unbehandelten Kanteln an jeder Stelle mit Schimmel übersät, während die behandelten Kanteln trotz Lagerung in unmittelbarer Nachbarschaft zu den befallenen Kanteln vergleichsweise wenig bzw. keinen Befall aufweisen. Dabei ist festzustellen, dass bei den behandelten Kanteln in Abhängigkeit von der Konzentration der beaufschlagten Lösung ein mehr oder wenig lang anhaltender Schutz gegeben ist (siehe Tabelle 1).
Beispiel 2: Tauchimprägnierung mit wässriger Kaliumcarbonat-, Natriumcarbonat- und Natriumpercarbonatlösung
Phytosanitär hitzebehandelte Kiefernkanteln (8 × 10 mm²) mit einer Holzfeuchte von 80–110% werden in einer Lösung von 5%–15 % der genannten Substanzen in Wasser bis zur gleichmäßigen Benetzung der Oberfläche getaucht (ca. 10 Sekunden), anschließend gestapelt, verpackt und ohne die Möglichkeit zu trocknen unter Folie gelagert. Nach Abschluss der Lagerung entspricht das Ergebnis dem des Beispiel 1. Tabelle 1: Wirkung der einzelnen Substanzen in Abhängigkeit von Konzentration und Versuchsdauer (gemittelte Werte von jeweils sechs Proben)

0 kein Schimmelbefall (nicht erkennbar)
1 sehr leichter Schimmelbefall (gerade erkennbarer)
2 leichter Schimmelbefall (vereinzelte Schimmelflecken)
3 starker Schimmelbefall (ausgedehnte Schimmelflecken)
4 extrem starker Schimmelbefall (Oberflächen komplett mit Schimmel bedeckt)

Claims

Holz und Holzgegenstände, vorzugsweise mit Schimmel- und Bläue-empfindlichem Splintholzanteil, dadurch gekennzeichnet, dass es/sie mit einer wässrigen Lösung aus der Gruppe Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Natriumpercarbonat, Kaliumpercarbonat Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid entweder einzeln oder im Gemisch behandelt wurde(n).
Verfahren zum vorübergehenden Schutz von Holz und Holzgegenständen vor unerwünschter Verfärbung durch Schimmel- und Bläuepilze, dadurch gekennzeichnet, dass frisch eingeschnittenes Holz oder bereits getrocknetes, jedoch anschließend wiederbefeuchtetes Holz, mit oder ohne anschließender Hitze-Behandlung nach ISPM-Standard Nr. 15, mit einer wässrigen Lösung aus der Gruppe Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Natriumpercarbonat, Kaliumpercarbonat, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid entweder einzeln oder im Gemisch behandelt wird.
Verfahren zum vorübergehenden Schutz von Holz und Holzgegenständen vor unerwünschter Verfärbung durch Schimmel- oder Bläuepilze entsprechend Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung zur Behandlung des frisch eingeschnittenen oder nach ISPM Standard Nr. 15 hitze-behandelten Holzes eine Konzentration von 1–50 Gew.-%, bevorzugt 5–20 Gew.-%, aufweist.
Verfahren zum vorübergehenden Schutz von Holz und Holzgegenständen vor unerwünschter Verfärbung durch Schimmel- oder Bläuepilze entsprechend Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung durch Eintauchen, Einstreichen, Besprühen oder Druckimprägnieren erfolgt.
Lösung zum Behandeln von Holz entsprechend den Ansprüchen 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass sie Verbindungen aus der Gruppe Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Natriumpercarbonat, Kaliumpercarbonat, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid entweder einzeln oder im Gemisch enthält.
Lösung zum Behandeln von Holz entsprechend Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert 7–12, vorzugsweise 9–12 beträgt.
Lösung zum Behandeln von Holz entsprechend Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie Tenside oder Netzmittel in Mengen von 0,01–5 Gew.% enthält.