DE102005059207A1

DE102005059207A1 - Holzartikel

Info

Publication number: DE102005059207A1
Application number: DE200510059207
Authority: DE
Inventors: Holger Prof. Dr. Militz; Andreas Treu
Original assignee: GEORG AUGUST UNI GOETTINGEN I; Georg-August-Universitat Gottingen Institut fur Holzbiologie und Holztechnologie; Georg August Universitaet Goettingen
Current assignee: GEORG AUGUST UNI GOETTINGEN I; Georg-August-Universitat Gottingen Institut fur Holzbiologie und Holztechnologie; Georg August Universitaet Goettingen
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2007-06-14

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Holzartikel zur Verwendung im Haushalt, beispielsweise Schneidbretter, Kochlöffel, Frühstücksbrettchen und Servierplatten oder -tabletts aus lignocellulosischen Werkstoffen, vorzugsweise aus natürlichem Holz, die aufgrund einer Imprägnierung nmit Fischer-Tropsch Wachs und/oder Polyethylen gegen wiederholte Waschungen bei erhöhten Temperaturen beständig sind, beispielsweise gegen regelmäßige Reinigungen in einer haushaltsüblichen oder gewerblichen Spülmaschine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Holzartikel zur Verwendung im Haushalt, beispielsweise Schneidbretter, Kochlöffel, Frühstücksbrettchen und Servierplatten oder -tabletts aus lignocellulosischen Werkstoffen, vorzugsweise aus natürlichem Holz. Die Erfindung stellt Holzartikel bereit, die aufgrund einer besonderen Imprägnierung gegen wiederholte Waschungen bei erhöhten Temperaturen beständig sind, beispielsweise gegen regelmäßige Reinigungen in einer haushaltsüblichen oder gewerblichen Spülmaschine.

Erfindungsgemäß wird daher unter dem Begriff der Spülmaschinenbeständigkeit die Widerstandskraft gegen wiederholtes Spülen in wässrigen Zusammensetzungen bei 55–75 °C, insbesondere ca. 65 °C, mit zwischenzeitlichem teilweisen oder vollständigen Trocknen unter Beheizung in der Spülmaschine und anschließendem Kühlen auf Raumtemperatur verstanden. Als wässrige Zusammensetzung während der Waschung kommen übliche Reinigungsmittel in Betracht, die zum Beispiel Detergenzien, Salz, Phosphate sowie Enzyme zur Reinigung wie Amylasen und Proteasen enthalten. Entsprechend umfasst der Begriff der Spülmaschinenbeständigkeit auch die Widerstandsfähigkeit gegen derartige übliche Reinigungsmittel. Die Spülmaschinenbeständigkeit führt bei den erfindungsgemäßen Holzartikeln dazu, dass sie im Wesentlichen dimensionsstabil sind und beispielsweise keine oder nur geringe Rissbildung aufweisen, selbst wenn sie 10, 50, 100, 500 oder mehr Waschungszyklen in einer Spülmaschine mit jeweils zwischenzeitlicher Trocknung für 1 bis 2 Tage unterworfen wurden.

Besonders bevorzugte Holzarten für die erfindungsgemäßen Holzartikel sind Gummibaum, Birke und Teak, wobei die Holzartikel auch aus miteinander verleimten einzelnen Elementen jeweils einer Holzart bestehen können. Für den Fall, dass Holzartikel Leimfugen aufweisen, ist es bevorzugt, dass diese aus wasserfestem Leim, insbesondere Polyurethan(PU)-leim bestehen.

Stand der Technik

Es ist bekannt, Holz und Holzwerkstoffe mit Hydrophobierungsmitteln zu imprägnieren, um deren Dimensionsstabilität gegenüber Feuchtigkeitsschwankungen zu erhöhen. Als Imprägnierungsmittel werden dabei so genannte trocknende Öle, wie Leinöl und dessen Derivate eingesetzt, sowie lösemittelhaltige Paraffinwachse und Alkydharze (Svensson et al., The international research group on wood preservation, IRG/WP 87-3446 (1987), Voulgaridis, E., Wood and Fiber Science, 20 (1), 68–73 (1986)). Weiterhin wurden verschiedene Wachse, nämlich Vaseline oder Shell-Paraffinwachs in Freibewitterungs- und Tauchversuchen auf die Vermittlung wasserabweisender Eigenschaften für Holz getestet. Dabei wurde festgestellt, dass sowohl eine Filmbildung an der Oberfläche, wie auch die Eindringung von Wachsen in die Kapillarstruktur des Holzes auftrat, jedoch kein Eindringen in die Zellwände. Insgesamt wurde jedoch festgestellt, dass die stark hydrophoben Wachse nicht generell den größeren Schutz vor dem Eindringen von Wasser bieten, da diese leichter aus dem Holz abgetragen werden können, beispielsweise durch Auswaschung (Borgin et al., Plastics, Paint and rubber, 14 (3) 69–72 (1970)).

Zur Imprägnierung wurden auch synthetische Harze, nämlich Melaminharz und Dimethyloldihydroxyethylen-Harnstoff eingesetzt, die eine gute Erhöhung der Dimensionsstabilität des Holzes bringen, jedoch nur eine geringe hydrophobierende Wirkung aufweisen. Jedoch wurde für mit Dimethyloldihydroxyethylen-Harnstoff behandeltes Holz trotz der guten Laborwerte (ohne Bewitterung) für die Dimensionsstabilität im späteren Freilandversuch eine verstärkte Rissbildung festgestellt (Kabir et al., Holzforschung 46 (5) 395–401 (1992)).

Auch Borgin et al. (Plastics, Paint and rubber 14 (5) 61–66 (1970)) stellten bei Holz, das mit verschiedenen natürlichen und synthetischen Harzen behandelt wurde, eine gegenüber unbehandelten Kontrollproben verstärkte Rissbildung bei der Bewitterung fest, obwohl vorherige Labortests ohne Bewitterung eine gute Dimensionsstabilität erwarten ließen.

Sailer (Dissertation, Universität Hamburg, 2001) beschreibt die Behandlung von Holz mit natürlichem Hanf- und Leinöl zur Anwendung im Außenbereich. Bei einer hohen Beladung der Holzproben mit dem Öl (320 kg pro Kubikmeter Holz) wurde eine starke Hydrophobierung und reduzierte Holzfeuchten von unter 20% während der Freilandbewitterung beobachtet. Weiterhin wurden zur Imprägnierung Tallöl, Leinöl, Kokosöl und Holzöl im Tauchversuch getestet (van Eckeveld et al., Proceeding of COST Action E22, Reinbek, Deutschland 2001).

Aufgabe der Erfindung

Gegenüber dem Stand der Technik zur Hydrophobierung von Holz und Holzwerkstoffen ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Holzartikel, die im Haushalt Verwendung finden, bereitzustellen, die eine ausreichende Beständigkeit gegen wiederholte Waschungen bei erhöhter Temperatur aufweisen, d.h. spülmaschinenbeständig sind. Derartige Holzartikel müssen weiterhin unbedenklich sein, auch wenn sie mit einem Imprägnierungsmittel behandelt worden sind. Zur Unbedenklichkeit gehört z.B. das Freisein von Lösemitteln, vorzugsweise die Herstellung ohne die Verwendung von organischen Lösemitteln.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Holzartikel zur Verwendung im Haushalt bereitzustellen, die überdies im wesentlichen geruchs- und geschmacksneutral sind, sowie resistent gegen die Aufnahme von Farbstoffen aus Lebensmitteln, so dass beispielsweise Farbstoffe aus Obst und/oder Gemüse nicht vom Holzartikel aufgenommen werden, bzw. durch Reinigung in einer haushaltsüblichen Spülmaschine auch von Verfärbungen befreit werden können.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Herstellung von Holzartikeln mit den vorgenannten Eigenschaften bereitzustellen.

Allgemeine Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung löst die oben genannten Aufgaben durch die Bereitstellung von Holzartikeln, die durch Imprägnierung einen Gehalt an Fischer-Tropsch Wachsen und/oder an Polyethylen aufweisen.

Denn es hat sich herausgestellt, dass eine Vielzahl anderer Imprägnierungsmittel, beispielsweise Paraffine, Silikonöle und natürliche Öle, beispielsweise trocknende Leinöle, nicht zur Imprägnierung von Holz geeignet sind, bzw. nicht ohne Verwendung und Rückständen von Lösemitteln eingesetzt werden können, um Holzartikel mit der Kombination von Eigenschaften auszurüsten, die erfindungsgemäß erwünscht sind, um die Holzartikel für den Einsatz im Haushalt, insbesondere zur regelmäßigen Reinigung in Haushaltsspülmaschinen geeignet zu machen.

So zeigten Vorversuche, dass mit Öl (Silikonöl oder Leinöl) anstelle des erfindungsgemäßen Fischer-Tropsch Wachses und/oder Polyethylen unter ansonsten gleichen Bedingungen imprägniertes Holz bereits nach einer geringen Anzahl von Waschungen in einer Haushaltsspülmaschine eine deutliche Rissbildung aufwies und nicht die erfindungsgemäß erwünschte Spülmaschinenbeständigkeit.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Holzartikel liegt darin, dass die Imprägnierung eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweist, d.h. bis zum Schmelzpunkt der Imprägnierungsmittel im Wesentlichen unverändert bleibt, z.B. bis zu einer Spültemperatur von ca. 80 °C.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Holzartikel besteht darin, dass diese gegen die dauerhafte Aufnahme von Farbstoffen, wie sie beispielsweise aus Lebensmitteln austreten, im wesentlichen beständig sind. Bei der Prüfung der Produkteigenschaften erfindungsgemäßer Holzartikel hat sich gezeigt, dass sich oberflächlich anhaftende Farbstoffe aus Lebensmitteln, wie sie beispielsweise beim Schneiden von Tomaten, Möhren oder grünen, gelben und roten Paprika auftreten, besonders gut durch einen Reinigungsgang in einer haushaltsüblichen Spülmaschine entfernen lassen. Daher zeigen die erfindungsgemäßen Holzartikel auch bei regelmäßigem Gebrauch keine oder nur sehr geringe Verfärbungen durch die Aufnahme von Farbstoffen aus Lebensmitteln bzw. Lebensmittelsäften, insbesondere wenn die Reinigung in einer Haushaltsspülmaschine erfolgt.

Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Holzartikeln bereit, nämlich die Imprägnierung von Holz oder Holzwerkstoffen vor oder nach der Formgebung mit Fischer-Tropsch Wachsen und/oder Polyethylen im Druckverfahren, Vakuumverfahren oder im kombinierten Vakuum-Druck-Verfahren.

Erfindungsgemäße Holzartikel können entsprechend mit dem erfindungsgemäßen Imprägnierungsverfahren aus im Übrigen fertig hergestellten Halbzeugen erzeugt werden, d.h. durch Imprägnierung im Übrigen fertig geformter Holzartikel, die aus einem Stück Holz oder aus aneinandergeleimten Holzstücken bestehen. Alternativ ist es auch möglich, erfindungsgemäße Holzartikel durch Formgebung, beispielsweise spanabhebende Verfahren oder durch Schleifen aus erfindungsgemäß imprägniertem Holz, d.h. Vollholz oder verleimten Holzstücken herzustellen. Es ist jedoch darauf zu achten, dass die Nachbearbeitung imprägnierten Holzes noch erfindungsgemäß imprägnierte Bereiche bestehen lässt, so dass der fertiggestellte Holzartikel auf allen seinen Oberflächen die erfindungsgemäße Imprägnierung aufweist, die auch zumindest bereichsweise, d.h. 1 bis 20 mm tief in das Holz eingedrungen ist.

Erfindungsgemäße Holzartikel, die mit dem erfindungsgemäßen Imprägnierungsverfahren herstellbar sind, weisen eine praxistaugliche Beständigkeit gegen die wiederholte Erwärmung auf Temperaturen von 55 bis 75 °C, insbesondere ca. 60 bis 65 °C unter Spülung mit Wasser auf, das mit herkömmlichen Reinigungsmitteln versetzt ist, anschließendes Trocknen bei Temperaturen von > 55 °C bis ca. 80 °C und anschließendes Kühlen auf Raumtemperatur und Trocknen bei Umgebungsbedingungen. Diese Widerstandsfähigkeit gegen wiederholtes Spülen bei hohen Temperaturen, im Zusammenhang mit der Erfindung auch als Spülmaschinenbeständigkeit bezeichnet, ist über mindestens 20, vorzugsweise mehr als 50, bevorzugter mehr als 100, noch bevorzugter mehr als 500 Waschungszyklen mit jeweils zwischenzeitlicher Trocknung und Lagerung bei Umgebungsbedingungen so stabil, dass im Wesentlichen keine Rissbildung auftritt.

Bei der Verwendung der Holzartikel im Haushalt auftretender Kontakt mit farbstoffhaltigen Zusammensetzungen, beispielsweise Pflanzensäften, wie Möhren-, Tomaten- und rote Betesaft oder Fleischsaft und Blut, werden von den erfindungsgemäßen Holzartikeln nicht oder nicht dauerhaft angenommen, sondern sind durch eine, weniger bevorzugt zwei bis drei Waschungen in einem haushaltsüblichen Spülmaschinenwaschgang im Wesentlichen rückstandsfrei entfernbar.

Vorteilhafterweise sind die erfindungsgemäßen Holzartikeln trotz der Imprägnierung gesundheitlich unbedenklich, d.h. auch lösemittelfrei sowie geruchs- und geschmacksneutral, so dass eine Verwendung in Kontakt mit Lebensmitteln unbedenklich ist.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Fischer-Tropsch Wachsen und/oder Polyethylen zur Imprägnierung von Holz, das im Haushalt vorgesehen ist, liegt darin, dass das Imprägnierungsverfahren ohne großen technischen Aufwand im Produktionsmaßstab möglich ist, da die erfindungsgemäß zur Imprägnierung vorgesehenen Fischer-Tropsch Wachse und/oder Polyethylene auch vom fertig geformten Holzartikel in ausreichendem Maße abtropfen, um eine verwendungsfähige Oberfläche zu hinterlassen, wobei maximal ein oberflächliches Nacharbeiten durch Abwischen ausreicht, um eventuell anhaftende Imprägnierrückstände zu entfernen. Entsprechend weisen die erfindungsgemäß zu verwendenden Fischer-Tropsch Wachse und/oder Polyethylene bzw. deren Gemische Tropfpunkte von 70 bis 140 °C auf.

Genaue Beschreibung der Erfindung

Die erfindungsgemäßen Holzartikel zeichnen sich durch einen Gehalt an Fischer-Tropsch Wachs und/oder Polyethylen aus, der durch Imprägnierung in das Holz eingebracht ist. Diese Imprägnierung bewirkt eine zumindest oberflächliche Anwesenheit des Imprägnierungsmittels im Holz, z.B. bis zu einer Tiefe von mindestens 1 mm, bevorzugt mindestens 2 bis 5 mm.

Als Fischer-Tropsch Wachs werden überwiegend unverzweigte gesättigte Kohlenwasserstoffe bezeichnet, die 20 bis 50 Kohlenstoffatome aufweisen und entsprechend eine Molmasse 400 bis 700 haben. Es ist bekannt, dass derartige Fischer-Tropsch Wachse einen hohen Schmelzpunkt, nämlich beispielsweise 75 bis 100 °C aufweisen, sowie eine niedrige Viskosität bei einer hohen Härte. Besonders bevorzugt sind Fischer-Tropsch Wachse mit einer Erstarrungspunkt nach DIN-ISO 2207 von 50 bis 60 °C, vorzugsweise 54–56 °C, einem Tropfpunkt von ca. 85 bis 105 °C, vorzugsweise 88–102 °C, einem Erstarrungspunkt von ca. 80 bis 100 °C bei einer Viskosität bei 100 °C von 500 bis ca. 1500 MPas für Fischer-Tropsch Wachse und für Gemische aus Fischer-Tropsch Wachsen und Polyethylen, sowie von ca. 1000–1500 MPas bei 100 °C für Polyethylen. Bevorzugte Molekulargewichte des Polyethylens liegen im Bereich von 1000–4000, bevorzugt 2000–3000.

Bei der Vorbereitung der vorliegenden Erfindung wurde eine Vielzahl von Verbindungen auf ihre Eignung hin getestet, in Imprägnierverfahren Holzartikel spülmaschinenbeständig zu machen. Dabei wurde festgestellt, dass allein Fischer-Tropsch Wachse, Polyethylen sowie Mischungen aus Fischer-Tropsch Wachsen und Polyethylen mit einer Viskosität von ca. 500 bis 1.500 MPas, einem Erstarrungspunkt von ca. 50 bis 100 °C, vorzugsweise 80 bis 100 °C dem Holz die für die Spülmaschinenbeständigkeit erforderlichen Eigenschaften zu vermitteln. Diese Eigenschaften konnten bei keiner anderen der Vielzahl von den für die Imprägnierung getesteten Verbindungen in Kombination mit der Eignung zur Herstellung der Spülmaschinenbeständigkeit identifiziert werden.

Die spezifischen Dichten für erfindungsgemäß zu verwendende Imprägnierungsmittel betragen vorzugsweise ca. 0,9 bis 1 bei 20 °C.

Als Imprägnierverfahren kann sowohl ein Druckverfahren als auch ein Vakuumverfahren oder eine Kombination dieser eingesetzt werden. Für ein Druckverfahren sind Parameter von 6 bis 10 bar und 80 bis 150 °C über eine Zeitdauer von 5 bis 60 min ausreichend, wenn die Holzartikel in Fischer-Tropsch Wachs und/oder Polyethylen liegen. Bevorzugt sind Parameter von 5 bis 7 bar bei 80 bis 110 °C über 10 bis 20 min.

Für ein Vakuumverfahren zur Imprägnierung sind Parameter von ≤ 100 mbar absolut bei 80 bis 150 °C für bis zu 60 min ausreichend, wenn die Holzartikel in Fischer-Tropsch Wachs und/oder Polyethylen liegen. Bevorzugt sind Temperaturen von 80 bis 110 °C über 30 min.

Es ist bevorzugt, dass Holz vor der Imprägnierung auf eine Holzfeuchte von 15 bis 25% eingestellt ist.

Zur Nachbehandlung ist es auf Grund der niedrigen Viskosität der erfindungsgemäß eingesetzten Imprägniermittel möglich, durch eine Abtropfphase von 1 bis 2 h unter atmosphärischem Druck im Bereich der Imprägnierungstemperatur eine im Wesentlichen von Imprägniermitteln befreite Oberfläche zu erzielen. Ein Abtropfen im Vakuum ist ebenfalls möglich.

Eine Fixierung der erfindungsgemäß eingesetzten Imprägnierungsmittel läuft im Anschluss an die Imprägnierung bzw. das Abtropfen bei Raumtemperatur ab.

Die Erfindung wird nun genauer mit Bezug auf die Figuren beschrieben, in denen
1 die Gewichtsänderung von erfindungsgemäß und unbehandelten Holzartikeln nach dem Durchlaufen von Waschungs- und Trocknungszyklen zeigt, und
2 die Gewichtsänderung erfindungsgemäßer Holzartikel und zum Vergleich durch Ölbehandlung bzw. Imprägnierung mit Melaminharz behandelte Holzartikel nach dem Durchlaufen von Waschungs- und Trocknungszyklen zeigt.
Beispiel 1: Holzartikel, erhalten durch Imprägnierung von Gummibaumholz mit Fischer-Tropsch Wachs
Gummibaumholz mit einer Restfeuchte von ca. 20% wurde bei 85 °C über 20 min bei einem Druck von 6 bar in Fischer-Tropsch Wachs (Paraffin D, C80, ca. 630 g/mol, spezifische Dichte von 0,9 g/cm³ bei 20 °C, Viskosität von 9,4 MPAs bei 100 °C, Erstarrungspunkt von 80 °C, Tropfpunkt von 88 °C, erhältlich als Paraflint C80 von Sasolwax, Hamburg) vollständig überdeckt imprägniert.
Nach Druckablassen wurde das Holz bei 80 °C für 45 min abtropfen gelassen, anschließend auf Raumtemperatur abkühlen gelassen.
Auf Grund der Gewichtszunahme durch Druckimprägnierung (6 bar über 15 min bei 95 °C) lässt sich errechnen, dass ca. 250 kg Fischer-Tropsch Wachs pro m³ Holz aufgenommen wurden. Für die Praxis haben sich Aufnahmemengen im Bereich von 50–100 kg Fischer-Tropsch Wachs pro m³ Holz als ausreichend herausgestellt.
Das imprägnierte Holz ist geschmacks- und geruchsneutral, so dass allein die Duftnote des Gummibaumholzes wiedererkennbar war. Zur Prüfung der Spülmaschinenbeständigkeit wurde das Holz einer zyklischen Belastung durch Waschen in der Spülmaschine (Vorspülen bei Raumtemperatur, Hauptspülen mit Spülmittel bei 65 °C über 40 min, Trocknen bei 65 °C über 30 min, dann Abkühlen auf Raumtemperatur) und 24 h Trocknen bei Umgebungsbedingungen unterzogen.
Als Alternative wurde die Imprägnierung mit einem Vakuumverfahren durchgeführt, nämlich bei ca. 100 mbar absolut über 30 min bei 85 °C. Im Vakuumverfahren wurde eine aufgenommene Menge an Fischer-Tropsch Wachs von ca. 60 kg pro m³ Holz bestimmt.
Die Ergebnisse der Gewichtsbestimmung druck- bzw. vakuumimprägnierter Holzartikel sind in 1 über steigende Zykluszahlen von Waschgängen in der Spülmaschine dargestellt, wobei zum Vergleich eine unbehandelte, d.h. nicht mit Imprägnierungsmittel behandelte, ansonsten identische Holzprobe eingesetzt wurde. Dabei sind in 1 Gewichtsänderungen in Prozent vor Beginn der Waschung in der Spülmaschine dargestellt, d.h. ab dem zweiten Waschzyklus im Anschluss an eine Trocknung über 24 h bei Umgebungsbedingungen, sowie die Gewichtsänderung nach jedem Waschzyklus jeweils bezogen auf das Ursprungsgewicht der Holzprobe.
Die Messergebnisse zeigen, dass unbehandeltes Holz einer starken Wasseraufnahme beim Waschzyklus unterliegt, die mit Ansteigen der Waschzyklen noch zunimmt. Die zwischenzeitlichen Trocknungsphasen führen zu einem drastischen Gewichtsverlust, wobei stark schwankende Werte bestimmt werden. Die optische Kontrolle der unbehandelten Holzprobe zeigte bereits nach wenigen Waschungszyklen die Rissbildung, insbesondere an den Stirnseiten des Holzes.
Erfindungsgemäße Holzartikel, nämlich mit Fischer-Tropsch Wachs imprägniertes Gummibaumholz zeigt nur verhältnismäßig geringe Schwankungen des Gewichts, d.h. nur geringe Veränderungen durch Wasseraufnahme während des Waschungszyklus und während der anschließenden Trocknungsphase. Dabei wird weiterhin deutlich, dass eine höhere Aufnahme an Imprägnierungsmittel zu geringeren Gewichtsänderungen führt. Die optische Kontrolle der erfindungsgemäßen Holzartikel zeigte, dass zumindest über 20–150 Waschungszyklen mit zwischenzeitlicher Trocknung keine Rissbildung auftrat.
Als weiterer Vergleich wurden entsprechend der erfindungsgemäßen Imprägnierung unter Verwendung von Fischer-Tropsch Wachs ansonsten identische Holzproben mit Leinöl bzw. mit einer wässrigen Suspension an Melaminharz bei ansonsten identischen Imprägnierungsbedingungen behandelt.
Die Ergebnisse sind in 2 dargestellt und zeigen, dass erfindungsgemäße Holzartikel die dauerhafteste Imprägnierung aufweisen, während mit Melaminharz imprägnierte Proben eine deutlich verstärkte Wasseraufnahme zeigen und aus den mit Öl imprägnierten Holzproben das Imprägnierungsmittel Öl ausgewaschen wird, d.h. nicht dauerhaft im Holz fixiert ist.
Die optische Kontrolle der Vergleichsproben, d.h. des unbehandelten, oder mit Öl- bzw. Melaminharz imprägnierten Holzproben ergab die Bildung von Rissen, insbesondere im Stirnholzbereich. Im Unterschied dazu zeigten die erfindungsgemäßen Holzartikel keine Rissbildung.
Beispiel 2: Holzartikel, hergestellt durch Imprägnierung mit einem Gemisch aus Fischer-Tropsch Wachs und Polyethylen
Entsprechend Beispiel 1 wurden Gummibaumholzproben mit einer Mischung aus 80 Gew.-% Fischer-Tropsch Wachs (Paraffin D) mit 20 Gew.-% Polyethylen (spezifische Dichte 0,97 g/cm³ bei 20 °C, Tropfpunkt 100–140 °C, Schmelzpunkt 100 bis 140 °C (erhältlich von BASF, Ludwigshafen unter der Bezeichnung Lupolen) bei 100–120 °C über 30 min druck- oder vakuumimprägniert. Diese Mischung hatte einen Tropfpunkt von 102 °C, einen Erstarrungspunkt von 86 °C, eine Viskosität von 1070 Mpas bei 100 °C und eine spezifische Dichte von 0,91 g/cm³.
Nach der Imprägnierung wurde bei 100 °C bei Umgebungsdruck für 30–60 min abtropfen gelassen und anschließend auf Raumtemperatur abkühlen gelassen.
Bei aufeinanderfolgenden Waschungen in einer Haushaltsspülmaschine zeigt sich, dass mit einem Gemisch aus Fischer-Tropsch Wachs und Polyethylen imprägnierte Holzproben eine sehr geringe Wasseraufnahme während der Spülmaschinenwaschgänge und sehr geringe Gewichtsverluste durch Trocknen im Anschluss an die Waschungen aufwiesen. Die Dimensionsstabilität war ausreichend, dass auch über 150 Waschungszyklen keine Rissbildung beobachtet wurde.
Beispiel 3: Holzartikel, erhältlich durch Imprägnierung von Holz mit Polyethylen
Entsprechend Beispiel 2 wurden Gummibaumholzproben mit Polyethylen (spezifische Dichte 0,97 g/cm³ bei 20 °C, Tropfpunkt 100–140 °C, Schmelzpunkt 100 bis 140 °C (erhältlich von BASF, Ludwigshafen unter der Bezeichnung Lupolen) bei 125 °C druck- oder vakuumimprägniert.
Nach der Imprägnierung wurde bei 120 °C bei Umgebungsdruck für 30 min abtropfen gelassen und anschließend auf Raumtemperatur abkühlen gelassen.
Die imprägnierten Holzartikel zeigten in anschließenden Waschungen in der Spülmaschine nur sehr geringe Gewichtsveränderungen durch Wasseraufnahme und anschließendes Trocknen über 2 Tage. Eine Rissbildung wurde auch über 250 Waschungszyklen nicht beobachtet.
Beispiel 4: Vergleich der Rissbildung und Wasseraufnahme
Als ein weiterer Vergleich wurde die Wirkung verschiedener Imprägnierungsmittel bzw. Oberflächenbehandlungsmittel für Holz auf die Rissbildung und die Wasseraufnahme nach 20 Spülzyklen in einer Haushaltsspülmaschine bei 65 °C geprüft.
Das Ergebnis der Reduktion der Rissbildung und die Verringerung der Wasseraufnahme für die mit den angegebenen Imprägnierungsmitteln im Druckverfahren behandelten Holzproben sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst.
Für diesen Test wurden Bretter aus Gummibaumholz eingesetzt, die Rissbildung auf einer willkürlichen Skala von – bis +++ an den Stirnholzseiten optisch bewertet, die Wasseraufnahme wurde durch Gewichtsbestimmung der gespülten Proben im Anschluss an eine Trocknungsphase von 12 Stunden bei Raumtemperatur bestimmt.
Tabelle: Ergebnisse zur Beschaffenheit behandelter Holzbretter nach 20 Spülzyklen:

Opo0907 ist ein Kohlenwasserstoffgemisch auf Basis von Mineralöl (unter dieser Bezeichnung von der Firma Terhell erhältlich),
als Öl wurde ein Gemisch aus ca. 60 Vol.-% modifiziertem Leinöl und ca. 40 Vol.-% Mineralöl verwendet. Die Modifikation des Leinöls bestand im Zusatz von Sikkativen und Trocknungsadditiven.
Paraffin C ist eine Mischung aus Fischer-Tropsch Wachs (Paraffin D) mit 20% Polyethylen (Lupolen) und
Paraffin D ist das Fischer-Tropsch Wachs aus Beispiel 1.

Die Ergebnisse dieses Vergleichstests zeigen deutlich, dass die hier geprüften erfindungsgemäßen Holzartikel, nämlich die mit Fischer-Tropsch Wachs und der Mischung aus Fischer-Tropsch Wachs und Polyethylen behandelten Holzartikel eine starke Verminderung der Rissbildung bis zu einem Grad aufweisen, bei dem im Wesentlichen keine Rissbildung mehr zu beobachten ist, was einer sehr hohen Dimensionsstabilität entspricht. Auch die Wasseraufnahme ist bei den erfindungsgemäßen Holzartikeln am deutlichsten verringert.
Neben der mangelnden Verminderung der Rißbildung und zu geringen Verringerung der Wasseraufnahme ist das vergleichsweise eingesetzte Öl noch dadurch nachteilig, dass es aus damit imprägnierten Holzartikeln nach wenigen Spülmaschinenzyklen ausgewaschen wird. Diese mangelnde Fixierung des Öls geht auch aus Beispiel 1, 2 hervor, wo der Gewichtsverlust der mit dem gleichen Öl behandelten Holzproben bereits nach einer geringen Anzahl von Spülmaschinenzyklen erkennbar ist.
Die eingesetzten Mikroemulsionen von Silikon weisen den zusätzlichen Nachteil auf, dass sie vom Verbraucher auf Grund des Geruchs, der dem Holzartikel vermittelt wird, vom Verbraucher abgelehnt würden.

Claims

Holzartikel, gekennzeichnet durch eine Imprägnierung aus Fischer-Tropsch Wachs, Polyethylen oder eine Mischung aus Fischer-Tropsch Wachs und Polyethylen.
Holzartikel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 50 bis 250 kg Fischer-Tropsch Wachs und/oder Polyethylen pro m³ Holz.
Holzartikel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch kennzeichnet, dass das Holz ausgewählt ist unter Gummibaumholz, Birkenholz und Teakholz.
Verfahren zur Herstellung eines Holzartikels nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Behandlung von Holz bei einer Temperatur von 80 bis 150 °C für 5 bis 120 min bei Überdruck und/oder Unterdruck.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Überdruck 3 bis 15 bar beträgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck 100 bis 500 mbar absolut beträgt.
Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 4 bis 6 zur Herstellung von Holzartikeln, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie nach einer Vielzahl von Waschungen bei Temperaturen oberhalb 50 °C und jeweils anschließendem Trocknen dimensionsstabil und im Wesentlichen gegen Rissbildung beständig sind.