DE1042880B

DE1042880B - Verfahren zum Impraegnieren von Holz, Holzfaser- oder Holzspanplatten zwecks Dimensionsstabilisierung

Info

Publication number: DE1042880B
Application number: DEI13512A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Seifert
Original assignee: FASERBAUSTOFFE; IHD Institut fuer Holztechnologie Dresden gGmbH
Current assignee: FASERBAUSTOFFE; IHD Institut fuer Holztechnologie Dresden gGmbH
Priority date: 1957-07-25
Filing date: 1957-07-25
Publication date: 1958-11-06

Description

Verfahren zum Imprägnieren von Holz, Holzfaser- oder Holzspanplatten zwecks Dimensionsstabilisierung Außer durch Imprägnieren mit wasserabweisenden Stoffen (z. B. Paraffin) oder mit Substanzen, die sich nach Verdunsten des Lösungs- oder Dispersionsmittels als wasserunlösliche Filme um die Holzfasern lagern (z. B. Phenol-Formaldehyd-Harze), lassen sich die hygroskopischen Eigenschaften des Holzes noch dadurch verbessern, daß die Hydrophilie der Polysaccharide der Holzfaser stark zurückgedrängt wird, indem man sie in wasserunlösliche Derivate verwandelt.
Es ist bekannt, Holz mit Essigsäureanhydrid und Pyridin als Katalysator zu acetylieren, um seine Resistenz gegen Feuchteeinwirkung zu verbessern. Bei diesem Verfahren werden die Hydroxylgruppen gegen Acetylgruppen ausgetauscht und so eine Dimensionsstabilisierung des Holzes erreicht. Um eine 70°/Qige Antiquellwirksamkeit zu erhalten, muß die Behandlung bei 90°C 6 bis 12 Stunden lang vorgenommen werden, und das Holz darf nicht stärker als 1,5 mm sein. Das Verfahren ist sehr teuer, umständlich und nur beschränkt anwendungsfähig.
Auch Formaldehyd mit Mineralsäuren als Katalysator wurde als geeignet zur Hydrophobierung von Holz gefunden, da die Hydroxylgruppen der Polysaccharide infolge Acetalisierung verschwinden. Das Holz wird jedoch bei dieser Methode durch Säureeinwirkung brüchig.
Schließlich ist es bekannt, neben der Verfestigung und Oberflächenhärtung von Holz diesem noch dadurch eine geringere Wasserquellbarkeit zu verleihen, daß es mit Diisocyanaten imprägniert und anschließend auf über 100° C erhitzt wird. Da sich Düsocyanate mit Wasser jedoch zersetzen, sie außerdem verhältnismäßig teuer sind, ist man gezwungen, mit in organischen Lösungsmitteln gelösten Diisocyanaten zu arbeiten. Die Lösungsmittel sind jedoch kostspielig und müssen, um das Verfahren wirtschaftlich zu gestalten, wiedergewonnen werden. Im übrigen sind sie leicht brennbar sowie meist physiologisch bedenklich.
Es wurde daher nach Reaktionen gesucht, die sich möglichst ohne Katalysator und aus wäßrigem Milieu heraus am Holz durchführen lassen, wobei die die Wasserempfindlichkeit des Holzes verursachenden Hydroxylgruppen durch hydrophobe Reste substituiert werden. Es wurde gefunden, daß Alkyloxymethylpyridiniumsalze von der allgemeinen Formel dies-- Forderungen erfüllen. Ohne Katalysator, lediglich durch Wärmeeinwirkung, reagieren diese Substanzen, z. B. Alkyloxymethylpyridiniumchlorid, mit den Polysacchariden des Holzes unter Bildung des Polysaccharidacetals eines Methylalkyläthers folgendermaßen: In den Formeln bedeuten R eine Alkylgruppe, Hal ein Halogenatom und Pol Polysaccharid.
Für die beschriebene Reaktion ist es wichtig, daß sie sich im Holz, im Gegensatz zur isolierten Cellulosefaser, auch an den Hydroxylgruppen der mit besonders starker Hydrophilie ausgestatteten Xylane und anderer Hemicellulosen abspielt.
Mit den Hydroxylgruppen des leicht hydrolisierbaren, niedrigmolekularen, reaktionsfähigen Anteils des Lignins, der ebenfalls hydrophilen Charakter zeigt, gehen die bezeichneten Substanzen ebenfalls entsprechende Kondensationsreaktionen ein.
Eine ähnliche Reaktion gehen die Alkylhalogenmethyläther; z.B. Alkylchlormethyläther R-O-CH2-Cl, mit den Üydroxylgruppen der Holzbestandteile ein: - HCl Pol-OH+R-O-CH2C1 -#, Pol-O-CH,-O-R In nachstehenden Beispielen wird die Anwendung und Wirkung des Verfahrens näher erläutert: 1. Buchenklötzchen, beispielsweise in den Maßen 70 - 45 - 20 mm, werden in einer 3°/jgen wäßrigen Lösung von Oktadecyloxymethylpyridiniumchlorid 24 Stunden bei Raumtemperatur getränkt. Sodann werden die imprägnierten Klötzchen bei ständig steigenden Temperaturen getrocknet und schließlich bei 140° C ausgebacken, wobei die Backzeit 2 Stunden beträgt. Die sodann vorgenommenen Testungen (nach 24stündiger Lagerung im Wasser) ergeben z. B. folgende Werte: a) Die Wasseraufnahme der -behandelten Klötzchen wird bis zu 16 % gesenkt, während die Wasseraufnahme unbehandelter Buchenklötzchen etwa 40 °/o beträgt.
b) Als Antiquellwirksamkeit der beschriebenen Behandlung ergibt sich eine solche bis zu 680/0.
2. Man kann gemäß der Erfindung auch eine Hydrophobierung des Holzes erzielen, welches in Form von Fasern oder Spänen vorliegt und zu Faser- bzw. Spanplatten verarbeitet werden soll, indem man die Fasern oder Späne z. B. durch Besprühen mit All,:yloxymethylpyridiniumhalogenidlösungen behandelt und das vorbehandelte Material nach an und für sich bekannten Verfahren zu Platten verarbeitet, und schließlich läßt sich eine Dimensionsstabilisierung bei Holzplatten dadurch bewirken, daß das bereits geformte Holzmaterial nachträglich mit Alkyloxymethylpyridiniumsalzlösungen z. B. besprüht und einer thermischen Nachbehandlung unterzogen wird. Das Verfahren kann bei der Faserplattenfertigung z. B. an irgendeiner Stelle der Entwässerung oder nach Beendigung der Entwässerung eingeschaltet werden. 3. Erlenklötzchen in den Abmessungen 50 - 50 - 20 mm werden in einer 5°/@gen wäßrigen Emulsion von Oktadecylchlormethyläther bei Raumtemperatur während 2 Stunden im Vakuum getränkt. Darauf werden die Klötzchen bei 140° C getrocknet. Die Antiquellwirksamkeit der beschriebenen Behandlung liegt bei etwa 30"/,.
Die Eindringtiefe der Imprägnierlösungen kann in an sich bekannter Weise durch Zusatz von Netzmitteln erhöht werden. Die polysaccharidabbauende Wirkung der beim Ausbacken entstehenden Säure kann durch Zusatz von Pufferlösungen verhindert werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Imprägnieren von Holz, Holzfaser-oder Holzspanplatten zum Zwecke der Dimensionsstabilisierung, dadurch gekennzeichnet, daß das zu stabilisierende Material mit gegebenenfalls Netzmittel und zur Aufrechterhaltung eines optimalen pH-Wertes Pufferlösungen enthaltenden Lösungen von Alkyloxymethylpyridiniumsalzen oder Alkylhalogenmethyläthern, die eine längere Alkylkette besitzen, getränkt und anschließend auf Temperaturen von über 100=' C erhitzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 864 917, 923 030, 924185, 931887; USA.-Patentschrift Nr. 2 417 995; Modern Plastics Encyclopedia, 1948, S. 731; US Forest Products Laboratory, Rep. Nr. 1593, Madison (Wise), Mai 1946.