DE1767911A1 - Verfahren zum Impraegnieren dicker Gegenstaende aus cellulosischem Material - Google Patents
Verfahren zum Impraegnieren dicker Gegenstaende aus cellulosischem MaterialInfo
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Description
Verfahren ZU1Ti Imprägnieren dicker Gegenstände-aus
cellulosischem Material
Die Imprägnierung von Holz erfolgt gewöhnlich zum Konservieren oder Stabilisieren des cellulosischen Materials im Holz. Die
Konservierung soll einen Schutz gegen den Angriff von Insekten oder Mikroorganismen, gewöhnlich in Form von Fungi, liefern.
Holz angreifende Fungi können im wesentlichen in zwei Haupttypen eingeteilt werden, von denen einer aus solchen Fungi
besteht, die nur die Verfärbung des Holzes bewirken, z.B. Blaufäulefungi, während der andere Typ Fäulnisfungi umfaßt,
die die Struktur des Holzes zersetzen. Die Stabilisierung erfolgt, um Dimensionsveränderungen zu verhindern, die Wellen,
Wölbungen und Risse bewirken, und die durch Veränderungen der Temperatur und Luftfeuchtigkeit verursacht werden.
Zur Ilolzkonservierung sind viele verschiedene Verfahren und Imprägnierungsmittel verwendet worden, die jedoch alle den
Nachteil haben, nicht gleichzeitig die Dimension des Holzes zu stabilisieren und so Bewegungen in demselben zu verhindern.
Soll Holz konserviert werden, so wird es gewöhnlich durch Druckbehandlung mit einem Fungizid, wie Kreosot, oder mit
verscniedenen, anorganischen, als Fungizide wirkenden Salzen
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ßAD ORIGINAL
.;;,\-r;i^riiert. Bei der Kolzkonaervierung ist es nur notwendig,
...s .Ic/^ervierungsmittel in die Holzsubstanz einzuführen
uaa eo auL' der oberfläche der Kapillaren und Zellw^ndis
zur Bildung eines Überzuges auszufällen, der die Oberflächen iO'vohl gegen einen Insektenbefall als auch gegen Mikroorganismen
schützt, die das Holz in Form von Sporen befallen können und sich bei günstigen Bedingungen entwickeln.
AIa Holzstabilisierungsmittel wurden Polyalkohole verwendet,
■lie bioher angewendeten Imprägnierungsverfahren haben jedoch·
nicht zufriedenstellend gewirkt, wodurch die Anwendungümöglichkeiten
stark eingeschränkt werden. Bei der Dimensionaütabilisierung
des Holzes genügt es nicht - wie bei der Holzkonservierung - die äußere Oberfläche des Zellgewebes mit der stabilisierenden
Substanz zu überziehen, da der Polyalkohol im chemisch
im Zellgewebe gebundenen Wasser gelöst werden muß, um seine Punktion zu erfüllen; beim anschließenden Trocknen des cellulo-3iochen
Materials muli er ganz oder teilweise dieses Wasser ersetzen. Daher wird keine stabilisierende Wirkung erzielt,
indem man die Zellhöhlungen füllt oder die Oberfläche des ZeIl- ' gewebes mit einem Mittel überzieht, das nicht wirklich in das
Zellgewebe eindringen kann. Holz wird daher bezüglich seiner Dimensionen nur zufriedenstellend stabilisiert, wenn man erreicht,
daß der PoIyalkohol, der relativ große Moleküle hat, das
Zellgewebe als ganzes in solcher Weise durchdringt, dau er, selbst
nach Trocknung des Holzes, in einheitlich diapergierter Weise zurückgehalten wird. In der Praxis wurde festgestellt, daß das
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_ χ —
zur Aufbringung von Konservierungsmitteln angewendete Verfahren
nicnt von vornherein für Dimensions-staMVisierende
Mittel angewendet werden kann. Jedes Verfahren zur Holzimprägnierung kann für Konservierungsmittel, jedoch nicht für ein
Dimensionsstabilisierungsmittel angewendet werden..
Die Holzkonservierung mit imprägnierenden Salzen erfolgt gewöhnlich
unter Verwendung einer wässrigen Lösung des Salzes in sehr verdünnter Form, gewöhnlich mit 1-4 Gew.-% Konservierungsmittel.
Bei der Holzkonservierung werden daher sehr große Wassermengen eingeführt, die später ausgetrodnet werden müssen. ä
Die Wasserlöslichkeit des im Holz anwesenden Konservierungsmittels braucht jedoch nicht besonders angestrebt zu werden,
da das Wasser später das Konservierungsmittel auslaugen
kann. Das Holzkonservierungsmittel ist daher gewöhnlich so zusammengesetzt, daß es in wasserunlöslichker Form in situ
im Holz augefällt wird; weiterhin kann es, im Gegensatz zu
Stabilisierungsmitteln vom Polyalkohol-Typ, vollständig wassersein
unlöslich^ Eines der zur Holzimprägnierung am häufigsten verwendeten
Imprägnierungsmittel ist Kreosotöl, das aus Teer w.hrend
der Umwandlung von Kohle in Koks gewonnen wird. Das Öl besteht aus einer groiien Anzahl unterschiedlicher chemischer Substanzen,
von denen die wichtigsten cyclische Kohlenwasserstoffe niedriger Flüchtigkeit sind. Kreosotöl ist in Wasser unlöslich und kann
daher nicht in wässriger Lösung verwendet werden; es kann auch nicht das chemisch im Zellgewebe gebundene Wasser ersetzen und
dieses auch nicht durchdringen. Daher ist mit Kreosot impräg-
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alertes Holz oft schmierig und schwer zu bemalen und zu leimen^
da die fett-artige Substanz bei erhöhten Lufttemperaturen aus uem Holz dringt.
Um Konservierungsmittel auf Holz aufzubringen können andere,
nohr oder weniger v/irksame Verfahren angewendet werden, wie
das Bestreichen, Besprühen, Eintauchen oder die Druckbehandlung,
einschließlich einer Imprägnierung durch Anwendung des Verfahrens mit offenen Behälter ("open-tank method")# Von diesen
Verfahren kann nur die Druckimprägnierung praktisch in solchen Industrien, in denen schwerere Holzgegenstände konserviert
werden sollen, angewendet werden. Zur Druckimprägnierung von Holz im Konservierungsmitteln werden im großtechnischen Maii3tab
Autoklaven verwendet, in denen das Imprägnierung3material in das Holz gezwungen wird. Zweck der sog. Vollimprägnierung ist
es, die Zellhöhlungen mit Imprägnierungsmittel zu füllen; bei der sog."recovery"-Imprägnierung °
des Holzes wird nur eine begrenzte Imprägnierungsmittelmenge zugefahrt,
die in den Zellhöhlungen dispergiert werden soll; diese gewünschte Punktion kann jedoch in der Praxie nicht immer erreicht
werden.
Die zur Holzkonservierung durch Vollimprägnierung bekannten Druckverfahren sind dadurch gekennzeichnet, daß Vakuum/Druck
in verschiedenen Kombinationen angewendet wird; oft wird auch ein Vakuum nur in Kombination mit atmosphärischem Druck verwendet.
Das diesbezüglich einfachste Verfahren ist das "Verfahren mit offenen Behälter", bei dem jedoch nur aehr geringe
Druckänderungen erhalten werden. Bei diesem Verfahren wird das
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BAD
"-J
Holz in eine kalte Konservierungslöaung eingetaucht, die
gewöhnlich progressiv auf Temperaturen bis zu 900C. erhitzt
wird. Durch die Wärme expandiert die jjUtt in den Zellen und
zieht sich beim anschließenden Abkühlen zusammen, so daß der äußere Luftdruck das Konservierungsmittel hineinzwingt, das
bei diesem Verfahren gewöhnlich nur die äußere Holzschicht durchdringt. Die Vollimprägnierung unter Verwendung des "Verfahrens
mit offenem Behälter" kann in bestimmten Fallen zur Holzstabilisierung mit Polyäthylenglykol - im folgenden PÄG
genannt - verwendet werden, jedoch nur bei neu gesägtem, ,
ungetrockneten Holz oder bei archeologischen Funden mit hohem
Feuchtigkeitsgehalt. Dabei erfolgt das I^prägnierungaverfahren
am besten bei konstanten Temperaturen, und die Zeit, bis PÄG vollständig in das Holz diffundiert, kann - entsprechend
den Dimensionen des fraglichen Gegenstandes - Wochen, Monate oder Jahre benötigen. Daher iat das Verfahren zur Verwendung
in der Industrie nicht schnell genug.
Das wirksamste Verfahren zur Holzvollimprägnierung iat dasjenige, bei welchem ein fortgeschrittenes Vakuumdruckverfahren λ
angewendet wird, um das Konservierungsmittel in das Holz zu
pressen. Dieses Verfahren ergibt eine mehr oder weniger vollständige Durohimprägnierung des Holzes. Bei diesem Verfahren
wird das Druckgefäß zuerst mit Holz gefüllt. Dann wird die Luft im Druckzylinder evakuiert, worauf auch ein großer Teil
der Luft in den Zellhöhlungen des Holzes entfernt wird. Vorzugsweise sollte ein Vakuum um 0,05-0,1 Atm. angewendet werden.
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,;.;. -'or· Einführung der Iuiprägnierungaf lüsaigkeit in dua Druckgerät)
wird ein Druck zwischen 7-16 Atü angewendet. Die gewöhnlich etwa 1-5 Stunden betragende Imprägnierungsdauer wird ao eingestellt,
daß das Splintholz mit Lösung gesättigt wird. Dazu
sollte das Holz, z.B. Fichtenholz mit einem Feuchtigkeits-
("a,ip wood") Quotienten von 20-25 $ und mit etwa 50 # Splintholz/, etwa 500 1
Imprägnierungalösung pro m absorbieren. Nach Beendigung des
Imprägnierungsverfahrens wird die überschüssige Imprä{;.iierung3-i'lüssigkeit
abgepumpt, und zur Erzielung der besten Ergebnisse sollte eine abschließende Evakuierung erfolgen.
lie allgemein bekannten Druckverfahren zur Holzkonservierung
mit der sog. "recovery"-Imprägnierung wurden von Lowry und Rüping entwickelt. Nach dem am häufigsten angewendeten
Lowry-Verfahren wird der Zylinder zuerst mit Holz und Konservierungsmittel
gefüllt, worauf ein Druck von etwa 8-Ί2 Atm. auf die Flüssigkeit angelegt wird, die dann in die Zellhöhlungen
des Holzes hineingezwungen wird. Die Höhlungen können jedoch nicht
vollständig mit Flüssigkeit gefüllt werden, da sie noch Luft enthalten, die durch die einfließende Flüssigkeit auf denselben
Druck wie die Flüssigkeit komprimiert wird. Nach Beendigung der
Druckbehandlung wird das Verfahren mit einer Vakuumbehandlung abgeschlossen. Die Absorption des Imprägnierungsmittels bei
diesem Verfahren ist begrenzt und besteht etwa in der Hälfte der durch die Vollimprägnierung erzielten Absorption.
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Das Rüpingverfahren wird zur Holzkonservierung mit KreosotJl
verwendet und schränkt das Ab3orptionsmaß noch weiter ein, 1.,Vr. von Anfang an, d.h. vor Einführung der Imprägnierungsflüsai^-
keit in das Druckgefäß, der Luftdruck in den Zellen durch komprimierte Luft noch weiter erhöht wird. Zu Beginn wird ein Luftdruck
von 3-6 Atm. aufrechterhalten, und unter Aufrechterhalten.:
dieses Druckes wird dae Imprägnierungsmittel eingeführt. Nach einer bestimmten ?eit wird der Druck verringert, und das Verfahren
wird mit einer Vakuumperiode abgeschlossen. Das Absorptionsmaß ist etwa ein Drittel derjenigen, die durch übliche
Vollimprägnierungsverfahren erhalten wird; das Zellgewebe ist nicht imprägniert, sondern nur an den Oberflächen mit Kreosotöl
überzogen.
Es sind auch verschiedene Abänderungen der beschriebenen Konservierungsverfahren
vorgeschlagen worden.
Wie oben erwähnt, sind Polyalkohole oder Polyalkoholäther zur
Stabilisierung von feuchtem Holz vorgeschlagen worden. Dabei soll eine merkliche Veränderung der Anisotropie des Holzes
bewirkt werden, und während und nach dem Trocknen soll das f
Holz in einem vollständig oder teilweise gequollenen Zustand gehalten werden. Daher wird im Vergleich zum unbehandelten
Holz ein mehr oder weniger hohes Maß an DimensionaabaMlität
erreicht. Da die Polyalkohole und ihre Äther gewöhnlich einen hohen Siedepunkt und, bei Temperaturen zwischen 0-10O0C,
einen Dampfdruck haben, der nur sehr gering oder gleich Null ist, bleiben die Substanzen unbegrenzte Zeiten im Holz, vorausgesetzt,
daß dieses nicht längere Zeit dem auslaugenden
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r ;.;;/*:.;;· von v/aaaer oder anderen Lösungsmittel unterworfen
w ird.
jei den-bisher verwendeten Verfahren, bei welchen die HoIz-■uabilisierung
mit Polyalkoholen erfolgte, wurde versucht, das ?ellgewebe und die Zellhöhlungen vollständig mit Polyalkohol
zu füllen, um Wasser und Luft darin vollständig zu ersetzen
■ind so auch eine Art chemischer Bindung des Polyalkohols an das
Holz zu schaffen. Dies erfordert die absorption wesentlich größerer Polyalkoholmengen als bei der Holzkonservierung mit
einem Konservierungsmittel. So wurde festgestellt, daß bei
der Stabilisierung mit Polyalkohol die absorbierte Polyalkohol-•nenge
bei etwa 40 #, berechnet auf das Gewicht des trockenen
Bolzes, liegen sollte, wenn eine annehmbare Stabilisierung erreicht werden soll, während eine ausreichende Menge an
imprägnierendem Salz bei der Holzkonservierung bei etwa 1 #,
berechnet auf das Gewicht des trockenen Holzes, liegt. Daher wurde bisher die Anwendung von Polyalkohol-Stabilisierungsverfahren
nur für sehr spezielle Gebiete ala wirtschaftlich angesehen.
Das bei der Holz3tabilisierung mit Polyalkoholen am häufigsten verwendete Verfahren ist das oben genannte,Zeit raubende
"Verfahren mit offenen Tank" und ein kombiniertes Vakuum/Druck-Verfahren mit verlängerter Absorptionszeit aufgrund der Größe
der Polyalkoholmoleküle; das heißt der Polyalkohol wird langsamer durch das Holz absorbiert als die sehr verdünnten, ein Konservierungsmittel
enthaltenden Lösungen. Neben dem hohen Ver-
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brauch an Stabilisierungsmittel hat dieses Verfahren noch
einen weiteren, ernstlichen Nachteil. In der Praxis wurde nämlich gefunden, daß der Polyalkohol stark dazu neigt, während
der TrocKnung im Anschluß an da3 Imprägnierung3verfahren
zu wandern und sich in der äußeren Schicht des Holzes zu konzentrieren. Daher ist der Polyalkohol uneinheitlich im
Holz dispergiert, so daß die äußeren Teile eine höhere PoIyalkoholkonzentration
und Stabilisierungsmaß erhalten als die inneren Anteile. Die Wanderung ist so stark, daß es bisher
unmöglich war, Druckimprägnierungsverfahren unter Verwendung von Polyalkohol bei Holzgegenständen anzuwenden, die nach dem
Trocknen auf kleinere Größen geschnitten werden aollen. Die Erfahrung hat in diesem Zusammenhang gezeigt, daß z.B. ein mit
Poly-äthylenglykol voll imprägnierter und dann getrockneter
Stab vom 1 m χ 5 cm χ 5 cm bei anschließendem Schneiden in Faserrichtung in zwei Stücke von 2,5 x 5 cm Gegenstände
liefert, die nach kurzem Trocknen an der Luft so gewölbt und wellig werden, daß man sie nicht verwenden kann; dies beruht
auf der Tatsache, daß das Holz im äußeren Teil vollständig stabilisiert ist, daß jedoch die frisch geschnittenen Ober- i
flächen, die durch das Schneiden des Holzes frei werden, nicht dasselbe Maß an Stabilisierung aufweisen. Dieses Problem wird
bei Holzgegenstände größerer Länge noch akuter. Nach dem Schneiden reguliert eich daa Holz bezüglich seines Volumens entsprechend
der Temperatur und den Feuchtigkeit3bedingungen der Luft und zieht sich daher in den an Äthylenglykol armen Anteilen
zusammen, während die vollständig stabilisierten Teile
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- ίο -
ν: =n bleiben, Bei einem entsprechenden, uhgeüchnittenen
Kolzelement treten keine Probleme des Wölbens oder Welligwerdens
auf, da der Polyalkohol symmetriach um die Mittellinie des
Gegenstandes verteilt wird, obgleich sich die Konzentration vom Zentrum aus erhöht. Wird jedoch die Oberfläche eines solchen
Gegenstandes bearbeitet, ao zeigen sich andere Nachteile, nicht nur im praktischen, sondern auch im wirtschaftlichen
Sinn. Da der Polyalkohol an der Oberfläche des Gegenstandes konzentriert ist, treten große Verluste an Stabilisierungsmittel
bei der Bearbeitung der Oberfläche auf, da ein beträchtlicher Anteil des Impragnierungamittela in den Holzapänen verloren
geht.
Das erfindungsgemäße Verfahren eliminiert die oben genannten
Nachteile und ermöglicht die Holzstabilisierung mit Polyalkohol, wobei eine weaentlich geringere Polyalkoholmenge ala bisher
verwendet wird und gleichzeitig das Stabiliaierungsmaß verbesaert,
ein Wandern vollatändig eliminiert und die Imprägnierungszeit verkürzt wird. Daa erfindungagemäße Verfahren iat
dadurch gekennzeichnet, daß das celluloaiache Material, wie z.B. Holz oder Holzprodukte mit einem Feuchtigkeitaquotiaten
bis zu 80 $, vorzugsweise 5-30 $, mit wasaerlöalichen Polyalko-
deren
holen,/Alkyläthern oder Eatern derselben mit Fettsäuren mit 1-ü Kohlenstoffatomen in einer Konzentration von 30-80 Gew.-$> in solcher Weise imprägniert wird, daß da3 celluloaiache Material in einer ersten Druckstufe einem Gasdruck von 1,2-15 Atm., vorzugsweise 2-6 Atm., für die Dauer von mindestens 2 Minuten unterv/orfen wird, daa Material unter Aufrechterhaltung dea
holen,/Alkyläthern oder Eatern derselben mit Fettsäuren mit 1-ü Kohlenstoffatomen in einer Konzentration von 30-80 Gew.-$> in solcher Weise imprägniert wird, daß da3 celluloaiache Material in einer ersten Druckstufe einem Gasdruck von 1,2-15 Atm., vorzugsweise 2-6 Atm., für die Dauer von mindestens 2 Minuten unterv/orfen wird, daa Material unter Aufrechterhaltung dea
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ι.
de.j Druckes in eine Lösung des Polyalkohole, eine.j Äther3
ά·.;.;:;ϋ1οοη
oder Esters/eingetaucht wird, der Druck dann in einer zweiten Drucj-;.jtui'e u:a 1-20 Atm., vorzugsweise 5-15 Atm., erhöht und aureichend lange aufrechterhalten wird, damit das Material vollständig imprägniert wird, worauf der Druck, vorzugsweise auf atmosjhärischen Druck oder darunter, entspannt und die . nicht absorbierte Imprägnierungslösung entfernt und das behandelte Material, wenn nötig, zu einem dimensionsstabilen Material getrocknet wird, bei dem praktisch der gesamte Polyalkohol, sein Äther oder Ester homogen in den Zellwänden des behandelten, cellulO3ischen Materials verteilt ist. I
oder Esters/eingetaucht wird, der Druck dann in einer zweiten Drucj-;.jtui'e u:a 1-20 Atm., vorzugsweise 5-15 Atm., erhöht und aureichend lange aufrechterhalten wird, damit das Material vollständig imprägniert wird, worauf der Druck, vorzugsweise auf atmosjhärischen Druck oder darunter, entspannt und die . nicht absorbierte Imprägnierungslösung entfernt und das behandelte Material, wenn nötig, zu einem dimensionsstabilen Material getrocknet wird, bei dem praktisch der gesamte Polyalkohol, sein Äther oder Ester homogen in den Zellwänden des behandelten, cellulO3ischen Materials verteilt ist. I
Das Imprägnierungsverfahren erfolgt in zwei oder mehreren
Druckstufen zwecks Zugabe und Bindung des Polyalkohole in aas tatsächliche Zellgewebe und wird entsprechend der Konzentration
der Imprägnierungslösung so eingestellt, daß der Polyalkohol im Zellgewebe absorbiert wird. In der ersten Druckstufe, wo das
cellulosische Material einem Gasdruck von 1,2-15 Atm. unterworfen wird, wird das Luftvolumen in den Zellhöhlungen und Kapillaren
stark erhöht. Durch Aufrechterhaltung des Überdruckes
bei der anschließenden Imprägnierungsstufe bei einem erhöhten I Druck von 2-20 Atm. wird das Eindringen der 7 im Vergleich
mit Wasser sehr großen - Polyalkoholmoleküle erleichtert, ohne daß die Zellhöhlungen vollständig mit Flüssigkeit gefüllt werden.
Statt einer stark verdünnten Lösung wie bei Salzimprägnierungs-
verfahren wird eine konzentrierte Lösung von 30-80 Gew.-$
Polyalkohol verwendet. Das chemisch im Holz gebundene Wasser
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BAD
S i
güTHi+ T,el für d6n Polyalkohol neutralisiert,
.' xiurch das' anschließende Trocknungsverfahren verkürzt und
"«r-^lligt wird. Obgleich dann ein Hauptanteil des Polyalkohole
■■\ ".er aweiten Druckstufe im chemisch gebundenen Wasser im
",'.. "■ .:cev;ebe gelößt ist, iot die Polyalkoholverteilung im Holz
η --iesein Zeitpunkt noch zu uneinheitlich, um eine wirksame
stabilisierung zu ergeben. Erst nach Entspannung des Hochdruckes
und Expansion der Luft in den Zellhöhlungen wird der "Ό"*.yalkohol homogenisiert und vollständig im chemisch gebundenen
Wasser in den Zellwänden gelöst. Daher ist anstelle des ein mit Wasser gemischter Polyalkohol an das Zellgewebe
n, und da der Unterschied zwischen den Siedepunkten ■vor. Wasser und Polyalkohol sehr merklich ist, kann das Wasser
ti der anschließenden Trocknungsstufe abgedampft werden, ohne
laß der Polyalkohol in der fraglichen Konzentration durch den
Wasserdampf abgeführt und an der Oberfläche dea cellulosischen Materials konzentriert wird. Da im Gegensatz zu üblichen
Konservierungsmitteln von Salz- und Kreosot-Typ der Polyalkohol
eine Art chemischer Verbindung mit dem Zellgewebe bilden kann, wird das Holz nach der Druckimprägnierung und
Trocknung im gequollenen Zustand gehalten. In bestimmten Fällen ist auch die Imprägnierung von Fichtenkernholz nach
diesem Verfahren möglich, was bisher als völlig unmöglich angesehen wurde. Zur Zeit kann noch keine volle Erklärung
für die erfindungsgemäßen, überraschenden Ergebnisse gegeben
werden. Teilweise beruhen sie jedoch auf der Tatsache, daß
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ί y
beim erfincjurigsgemaijen Verfahren mindestens zeitweilig eine
PLi1MmJiOn der Zellnöhlungen und Kapillaren erreicht wird, die
möglicherweise das Eindringen und die Verteilung des PoIyalRohols
im Holzmaterial erleichtert.
Die folgende Tabelle 1 zeigt die oben angegebenen Faktoren bezüglich der Polyalkoholverteilung bei der üblichen Druckimprpgnierung
von Holz. Bei den Tests wurden Buchenstäbe von 5 χ 5 cm Querschnitt und 50 cm Länge verwendet. Liese wurden
in einem Autoklaven mit wässrigen Lösungen von Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von 1500, 4000 und 6000 |
(PÄG 1500, PÄG 4000 und PÄG 6000) druckimprägniert, wobei das Holz 30 Minuten einem Unterdruck von 0,1 Atm. unterworfen wurde.
Die Polyäthyleng^kollösung wurde in das Holz eingesaugt, und
es wurde ein Druck von 8 Atm. angewendet und 3 Stunden aufrechterhalten. Nach Entfernung überschüssiger Lösung aus dem
Autoklaven wurde ein Unterdruck von 0,1 Atm. 15 Minuten angelegt. Die Holzstäbe - von denen einige aus dieser Stufe einer
Analyse auf die absorbierte PÄG-Menge unterworfen wurden wurden entfernt und 5 Tage bei 600G. in einem Trockner getrock- λ
net. Nach beendeter Trocknung wurden 5 mm dicke Scheiben von den Stäben in der Mitte zwischen ihren Enden geschnitten;
diese Holzscheiben wurden auf die absorbierte Polyäthylenglykolmenge analysiert. Bei der Analyse wurde der Polyäthylenglykolgehalt
in der äußeren Schicht der Probe, d.h. im Gebiet innerhalb von 1 cm von der Kante; in der zentralen Schicht,
Seitenlange d.h. dem quadratischen Gebiet von 3 cm/ innerhalb der äußeren
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\i ϊ:ϊ, Zentrum der Probe, sowie J'"-r durchsclrui' ■· tliche
Po1 'fithylenglykolgehal ^r gesamten ] '"obe festgestellt.
Pie Ergebnisse sind in ί ' "e 1 aufge 't. Dabei bedeuten:
Ύ, = Test der Oberfläche,.jc» ht
CQ = Test der zentralen Schi t
T~ = Test der gesamten Probe CQ)
CQ = Test der zentralen Schi t
T~ = Test der gesamten Probe CQ)
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bad original
urscrüngl.Feuchtigk.- PÄG-Konzentr. analytisch n^chyev/ieaener PAG Gehj.lt in )Ό, bez. auf d-j.3 Τποακ
quotient d.Holzes $ in Impragn.- gewicht des Holzes
lösung;
sofort nach der Druckimprägnierungs- nach der Trocr:r.uri-;j3tüfe
stufe
Imprägnierungsflüssigkeit:
PÄG 1500 54
S PÄG 4000
00 29
S 41
28
^ 34 cn PÄG 6000
26
20
30
14
22
10
23
10 | 6 | 6 | 6 |
20 | 14 | 13 | 14 |
20 | 16 | 18 | 16 |
30 | 25 | 25 | 24 |
7 | 4 | t |
10 | 4 | 1 1 |
14 | 8 | 17 |
25 | 20 | 2> |
14
Wie aus der Tabelle ersichtlich, besteht bereits ein Unterschied im Polyäthylenglykolgehalt zwischen der äußeren und der
zentralen Schicht unmittelbar nach Beendigung der Druckimprägnierungsstufe.
Y/eiter erfolgt während der Trocknung eine starke Wanderung des Polyäthylenglykola vom Probeninneren zur äußeren
Schicht. In bestimmen Fällen ist die absorbierte Polyäthylenglykolmenge an der äußeren Holzoberfläche 1 $ Mal größer als
im Inneren, was äußerst unbefriedigend ist.
Obgleich dieses Verfahren für Konservierungsmittel anwendbar ist, kann es, wie weiterhin ersichtlich, bei der Imprägnierung
schwerer Holzgegenstände mit einem Dimensionsstabilisierungsmittel nicht angewendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zum Stabilisieren aller Holzarten
angewendet werden, wie Pichte ("pine"), Buche, Birke, Eiche, Ahorn, Lärche, Erle, Zeder, Mahagonie und in bestimmten
Fällen auch Tanne ("fir"). Es kann auf Holz in jeder Form einschließlich Rundholz, mit und ohne Borke, Bretter, Planken
und Furniere, angewendet werden. Es eignet sich besonders bei schweren Holzgegenständen einer Dicke über 2,5 cm, insbesondere
einer Dicke über 5 cm, da nach der Imprägnierung und Trocknung keine Probleme einer Wanderung auftreten. Überraschenderweise
wurde auch gefunden, daß es praktisch möglich ist, das Holz unmittelbar nach einem abgeschlossenen Imprägnierungsverfahren
oder nach langer Lagerungsdauer durch Variieren eines, im Vergleich
mit unbehandeltem Holz, äußerst unkomplizierten Trocknungsprogrammes
zu trocknen, ohne daß irgendein Wandern des Polyalkohols im Holz erfolgt.
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Da die erfindungsgemäße Imprägnierungsflüssigkeit eine merklich
höhere Konzentration an Polyulkohol als bisher möglich haben
kann, wird überraschenderweise gegenüber bisher zur Dimensionsstabilisierung von Holz angewendeten Verfahren ein v/eiterer
Vorteil erzielt, indem dem Holz während des Iinprägnierungsverfahrens
nur eine sehr geringe Wassermenge zugeführt zu werden braucht. Dies erleichtert und verkürzt das anschließende Trocknungsverfahren,
das in manchen Fällen 3ogar weggelassen werden kann.
Hat das zu imprägnierende Holz z.B. einen ursprünglichen
Feuchti£jeitsquotienten von 15 "/° und enthält die Imprägnierungslösung 30 °/o Wasser und 70 *$>
PÄG, so übersteigt der Feuchtigkeitsquotient des imprägnierten Holze3 nach Absorption von 20 °/>
PÄG 24 # nicht. Zur Erzielung derselben PÄG-Absorptions, d.h. 20 $,
bei Anwendung der üblichen Voll imprägnierungsverfahren muß eine 80 $ Wasser und 20 % PÄG enthaltende Imprägnierungslösung
verwendet werden. Das FeuchtigkeitsverhältniB des imprägnierten
Holzes übersteigt somit gewöhnlich 90 #, d.h. nach der Impräg
nierung enthält das Holz 3 bis 4 Mal ao viel Wasser wie nach
der erfindungsgemäßen Imprägnierung und muß daher immer in einer {
besonderen Stufe getrocknet werden·
In einer Aueführungsform der vorliegenden Erfindung, in der das
imprägnierte, ungetrooknete Holz - im Vergleich mit üblichen
Iaiprägnierungsverfahren zur Konservierung - sehr niedrigen Feuchtigkeitsquotienten hat, iüt es überraschenderweise gegebenenfalls
möglich, ein zusätzliches Fungizid in der Lösung wegzulassen. Die3 war bei früheren Imprägnierumjsverfahren
unter Verwendung von Polyalkohol nicht möglich ohne die Gefahr
209808/0545
- 18 einer späteren Schädigung durch Mikroorganismen.
Im Allgemeinen reicht eu völlig, den Imprägnierungazykluj nur
eini.nl durchzuführen; in bestimmten Fällen, inabesondere bei
der Imprägnierung schwer zu imprägnierender Holzarten, kann
es jedoch zweckmäßig sein, den Zyklus ein- oder zweimal zu
wiederholen.
Gewöhnlich ist es am zweckmäßigsten, die Imprägnierungalösung
μϊ Zimmertemperatur zu halten. Manchmal, z.B. bei Holz, das
einer intunaiven Trocknung unterworfen wird oder bei schwer
* zu imprägnierenden Holzarten, ist ea zweckmäßig, das Imprägnierungaven'ahren
bei erhöhten Temperaturen, z.E. 50-1000C,
vorzugsweise 6ü-öO°C. , durchzuführen, 80 daß die niedrigere
Viakoiiität der ImprägnierungaflüBsigkeit bei diesen Temperaturen ein Eindringen in daa Holz erleichtert.
Die Polyalkoholkonzentration in der ;
sollte gewöhnlich mindestens» 40 jt betragen, damit ein* aua- j
reichene Flüsaigkeitsmenge absorbiert wird uftcl nach dem Trocknep
ohne Wandern im Holz verbleibt; selbstvtretändliöh Ißt ee jedoo|»
auch möglich, niedrigere konzentration·.* L β,B. bis |μ 50 %t :
zur Erzielung bestimmter besonderer Effeiti au verfeinden, d.h.
wenn z.B. ausdrücklich gewünscht wird, nur eine begrenzte
Stabilisierung der Dimensionen des Holzes zu erreichen.
209808/0545 bad original
■ι
Krfiuaunseremaß verwendbare Polyalkohole haben die allgemeine
Formel:
R1 R,
C - C
ι ι
HO(C - C - 0) R
Darin steht R für ein Wasserstoffatoin, eine Alkylgruppe oder
eine Acylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen, R1, R^, E, und R.
stehen jeweilo für ein Wasserstoffatom oder eine niedrige
Alkyl gruppe und η ist eine ganze Zahl mit einem V/ert z/.'ischen
i und 1000. Erfindungsgemäb werden somit auch niedrige Alkyl- ι
äther und Kater niedriger Fettsäuren (1-8 Kohlenstoffatome)
dieser Polyalkohole mitumfaßt.
en Solche Polyalkohole sind: Äthylenglykol, Diätliyl/j.lykol, Triäthylenglykol,
Polyäthylenglykole mit Molekulargewichten über 200. Erfindungsgeinäii besonders zweckmäßige Polyäthylenglykole
naben ein Molekulargewicht zwischen 1000-10 000, vorzugsweise
15OÜ-6OOO. Weitere, erfindungsgemau verwendbare Polyalkohole
üina: Propylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol und
Polypropylenglykol sowie Glycerin. Geeignete Äther sind z.B. j
Uiatiiylenglykolmonoäthyl— .äther, Diäthylenglykolmonopro^yl —
glykol
atner, Diätnylen4onobu ty lather, Polyätxiylenglykolmonon'.e thy lather, Polyätnylenglykolmonoäthyl—äther, Polyäthylenglykobionopropyläther, Polyäthylenglykolmonobutyläther und entsprechende Äther auf der Grundlage von Propylenglykol, Geeignete Ester sind die Formiate, Acetate, propionate, But.yrate und Valerate der oben genannten Polyalkohole.
atner, Diätnylen4onobu ty lather, Polyätxiylenglykolmonon'.e thy lather, Polyätnylenglykolmonoäthyl—äther, Polyäthylenglykobionopropyläther, Polyäthylenglykolmonobutyläther und entsprechende Äther auf der Grundlage von Propylenglykol, Geeignete Ester sind die Formiate, Acetate, propionate, But.yrate und Valerate der oben genannten Polyalkohole.
209808/0545
5AD ORIGINAL
Erfindungsgemäii Kennen auch Mischungen unterschiedlicher
Polyalkohole, und Äther oder Ester, wie z.B. Mischpolymerisate
verschiedener Alkylenoxide, z.B. Äthylenoxyd und Propylenox,yd,
d.h. sog. gemischte Polyole, verwendet werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die
IiiirrägnierungälÖ3ung eine praktisch gesättigte, v/ässrige
Lösung eines festen Polyäthylenglykols, z.B. eine 60-^ige
Lösung aus PAG 4000, die bei einer Imprägnierungstemperatur
von 200C. verwendet wird. Liegt die Imprägnierungstemperatur
höher, so kann eine höhere Konzentration an PAG 4 000 verwendet
werden oder auch ein Polyäthylenglykol mit höherem Molekulargewicht.
Der Vorteil der Verwendung einer wässrigen, fast gesättigten Lösung besteht darin, daß ersten eine merklich
kleinere Wassermenge in das Holz eingeführt wird und daß bereits eine unwesentliche Verdampfung des Wassers aus dem imprägnierten
Holz ein Auskristallisieren des Polyalkohole im Holz bewirkt.
Diese Kristallisation erfolgt leicht während der anschließenden Vakuumporiode; bei diesem Verfahren wird die Gefahr eines Wanderns
ψ ausgeschlossen, und da das Holz nur eine Mindestwaasermenge
enthält, braucht e3 nicht getrocknet zu werden.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können auch verschiedene Zusätze in der Imprägnierungsflüssigkeit
mitverwendet werden, um den Verbraucherforderungen an
ein dimensionsstabilisiertea Holz zu entsprechen. So können
flammfest machende Mittel, Fungizie oder Insektizide und Färbemittel
mitverwendet werden. Da die Polyalkohole in Wasser lös-
209808/0545
lieh uind,. kann eis oft zNückuiLiiltf sein, ihre Zurückhaltung
im Holz zu verbessern und ein anachlieüendes Au.-j laugen des
Wassers aus dem Holzprodukt während der Verwendung zu vermeiden. Dazu ist es erfindungagemäb möglich, den Polyalkohol in
der Imprägnierungalösung mit polymeren, thermoplastischen Verbindungen,
z.B. Ammoniumpolyacrylat oder Natriumpolyacrylat, zu
kombinieren. Zum selben Zweck können polymere Verbindungen aus der Gruppe wärmehärtender Harze, z.B. Carbamidformaldehyd,
Melaminformaldehyd oder Phenolformaldehyd, mit-verwendet werden.
Ein weiteres Verfahren zur Verbesserung der Zurückhaltung des i
Polyalkohole im Holz ist die Zugabe einer polymerisierbaren Verbindung (Monomeres oder Vorpolymerisat) zur Impragnierungslösung,
das nach der Imprägnierung in situ durch radioaktive Stahlung, z.B. ^ -Strahlung unter Verwendung von Kobalt-60,
polymerisiert werden kann.
Zum verbesserten Eindringen der Imprägnierungalösung bei Behandlung
schwer zu imprägnierender Holzarten kann der Polyalkohol auch mit oberflächenaktiven Mitteln der anioniachen, kationischen
oder nicht-ionischen Art kombiniert werden. Solche organischen, {
erfindungsgemäß verwendbaren Lösungsm": ttel sind Methylalkohol,
Äthylalkohol, Aceton, iLt!-i;-li.a>jly;;ol- und Ώϊ.:.'τΛγ1νγΐ._1γ\ζοΙ:>.ο:\ο-a
ft ay Λ.;Υΰ u tr "bzw. -wonufitnyiktiier baw« -
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Er -findung,
ohne sie zu beschranken.
203a08/0545
- 2 L' -
B u i :i ι. j ft 1 1_
Z.7t;L aLiJ Λ, und B, bezeichnete Buchenlatten von 500 mm L
und 4 5 χ 43 mm Querschnitt vnirden erfimlungsgeinau wie folgt
mir. einer wässrigen Lösung aus 60 Gew.-'/« PÄG 1500 imprägniert:
Lie Buchenlatten v/urden in einen aufrechten Hof er-Autoklaven
eingeführt und jO Minuten einem Luftdruck von 5,5 Atm. unterworfen.
Unter Aufrechterhaltung des Druckes wurde eine 60-^ige wäsaroge Lösung aus PÄG 1500 in den AutoKlaven eingeführt.
Nach Füllung des Autoklavens wurde der Druck auf 1 f. :.tt
erhöht. Die Temperatur der Imprägnierungslösung wurde während des Verfahrens auf etwa 200G. gehalten.
Der Druck wurde 2 Stunden aufrechterhalten, dann entspannt und die Imprägnierungslösung vom Autoklaven entfernt, worauf 15
Minuten ein Vakuum von 0,1 Atm. angelegt wurde.
Für Vergleichszwecke wurde eine 500 mm Buchenlatte B. vom
selben Holz wie B^ genommen und nach dem üblichen Vollimprägnierungjverfcihren
mit einer 20-$igen wässrigen Lösung aus PÄG 1500 (Vakuum 1 Stunde, Druck 2 Stunden, Vakuum 15 Minuten)
imprägniert.
Impragnierungsfaktoren:
uraprünKl. Feuchti^k.-quotient absorbierte Menge an PÄG i500
A, = 11 ,8 # A1 = U,3 %
B1 = 14,1 $ Bj = 25,2 $>
B., = 14, ι tL (Vüllimprägri.) B^ = 21 ,5 $>
(Volli^prägn.)
09 8 08/0545
BAD
— 'J A <- J
Die Analyse zur Festste]lung der P/iG—verteilung in verschiedenen
Laiu>j:jcnni tten der Proben in-der äußeren und in der zentralen
ccnicht erfolgta so:
Die 300 mm lange Latte A^ wurde nach dem Imprägnieren
zwei hdli'ten von d50 ecm Lunge, A™ und Am geteilt. Die Analyije
über die verschiedenen Schnitte war wie folgt:
Schnittzahl
Oberfläche : Oberflache
Oberfläche : Oberflache
Mittelachnitt 4 3^1 5678 Mittelschnitt
Oberfl ache Oberfläche \
Der Unterschied zwiachen jedem Schnitt betrug etwa 60 mm.
Teil AQT wurde sofort nach dem Imprägnieren analysiert, Teil Λφ
wurde nach Imprägnierung und Trocknung analysiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben:
209808/0545
Holzlatte Schnitt analytisch nachgewiesenes PAG 1500, barechint in %, οezogen auJ
Nr. des Holzes
Oberfläche
Zentrum
insgesamt
0Τ
(ungetrock.) 2
3
4
3
4
Durchschnitt
2091 | Am (getrock. |
5 6 |
15,1 20,6 |
ο | 7 | 14,9 | |
OO | 8 | 16,0 | |
O | ■ ) | 16,6 | |
OV | |||
Durchschnitt | |||
17,3 17,8 15,1
U,9 16,3
f
. - Z5 - .
Die durch Wiegen vor und nach dem Imprägnieren gefundene Menge an abaorbierter Lösung betrug 14,3 # PAG I500.
Holzlatte B^ von 500 mm Lange, von derselben 1000 mm Latte wie
B^ entnommen, jedoch erfindungsgemaii imprägniert. Schnitte für
^1 die Analyse» Schnitt zahl
Oberfläche · Oberfläche
llitfcelachnitt 5 3 2 14 Mittelschnitt
Oberflache <-^~— Oberfläche
Die Analysenergebnisae 3ind in Tabelle j gezeigt:
Schnitt nachgewiesenes PÄG 1500*
Oberfläche Zentrum insgesamt
1 24,8
2 22,9
3 20,2
4 21,7
5 20,2
Durch- oo π schnitt fU
* analytisch nachgewiesenes PÄG I500 in #, beaogen auf das
!ÜDCkengewicht des Holzes
Die Menge an absorbierter Losung,' bezogen auf das Gewicht
vor und nach dem Imprägnieren = 25,2 #.
20,4 | 24 | ,1 | Zustand 7 Trocknung |
Tage ι | Tage | nach |
21,9 | 21 | ,4 | lach | Tage | nach | |
18,5 | __ | sofort nach Trocknung | Tage | nach | ||
25,5 | 25 | ,3 | Zustand 10 Trocknung |
|||
17,4 | —— | Zustand 23 Trocknung |
||||
20,7 | 23 | ,6 | Zustand 10 Trocknung |
|||
BAD
209308/0545
Holzlaute B^ von 500 mm Lange wurde vom selbem Holzstück wie
Latte B^ entnommen, jedoch nach dem Volliraprägnierungsverfahren
imprägniert. Die Schnitte zur Analyse waren:
Oberfläche . Oberfläche
el Mittelüchnitt 3 1 2 Mitschnitt
Oberfläche — Oberfläche
Die Ergebnisse der Analyae aind in Tabelle 4 aufgeführt.
. Schnitt nachgewiesenes PÄF
*
r* Oberfläche Zentrum insgesamt
12,6 | 22 | ,5 | Zustand 23 Trocknung |
Tage | nach |
11,1 | 21 | ,0 ο |
Zustand 23 Trocknung |
Tage | nach |
12,1 | 22 | ,2 | |||
11,9 | 21 | 9 | |||
1 27,0
2 23,3
3 24,1
Durch- oj ο schnitt ^4jü
* ;;.ii;;.j T-i.be.lle j
Die durch Y/iegen vor und nach der Imprägnierung festgestellte,
Die durch Y/iegen vor und nach der Imprägnierung festgestellte,
absorbierte Lösungsmenge betrug 21,5 #.
Auu den Proben AQT + A^ kann folgendes geschlossen werden: bei
erfindungsgemäßer Druckimprägnierung wird eine einheitliche PÄG-Diaperaion in der Längsrichtung des Holzes erzielt.
Die Lösung wandert bei der Trocknung des Holzes nicht, da der PÄG-Gehalt an der Oberfläche und im Zentrum, selbat im
Vergleich zum Geaamtschnitt, in derselben Größenordnung i3t.
Die Proben Bj und B0 zeigen folgendes: die Lösung wandert bei
3 rf in lun^ygai.-'äüer· Imprägnierung nicht, wuhrend bei Vollimprägriiarurig
denselben Holzoy ein Wandern eintritt. Bei erfin-
209808/0545
BAD; ORIGIN AD
dungugemäßer Imprägnierung wird eine PÄG-Konzentration von
60 Qev/.-fo in der Imprägnierungalösung benötigt, um im Holz
einen PÄG-Gehalt von 25,2 i° zu ergeben. Bei der Vollimprägnierung
iot eine PÄG-Konzentration von 20 Gew.-?t>
zur Erzielung eines PÄG-Gehaltea von 21,5 # notwendig,
An den Proben B, und B2 gemäß Beiapiel 1 wurden die Veränderung
des Feuchtigkeitsquotienten, mit der Trocknungszeit und die
Ergebnisse der Trocknungstests bei einer Temperatur von 40-600O.
untersucht. \
Wie aus Tabelle 5 ersichtlich, i3t der Feuchtigkeitsquotient
unmittelbar nach der Imprägnierung3stufe oder vor Beginn der Trocknung 3 Mi größer bei Durchführung einer Vollimprägnierung
(B2) aiii bei erfindungsgemäßer Imprägnierung (B-). Nach 6-tägiger
Trocknung hatte B2 noch einen 3 Mal größeren Feuchtigkeitsquotienten
als B, also einen höheren Peuchtigkeitsquotienten als B1 vor der Trocknungsstufe. Da die Holztrocknung
eine kostspielige Stufe der Holzverarbeitung ist, sind die entscheidenden, wirtschaftlichen Vorteile durch die erfin- \
dungsgemäße Holzstabilisierung eindeutig klar.
SAD 209808/0545
- 28 - | |
Tabelle 5 | |
Troekn.zeit bei 50°C.| Tage |
Buchenlatte B.. ; erf.gern.impräg niert; Feuchtig keitsquotient; $ |
0 | 30 |
1 | 23 |
2 | 18 |
3 | 15 |
4 | 13 |
5 | 11 |
6 | 10 |
B e i s ρ i | el 3 |
Buchenlatte B2» vollimprägniert;
Feuchti^eitsquotient;
100
70
48
43
38
33
2 und C, bezeichnete Buchenlatten von 1000 mm
Drei als C1
Länge wurden erfindungsgemäß mit einer 60-$igen wässrigen
Lösung von PAG 1500, die 0,4 % einee oberflächenaktiven Mittels
"Berol Sulfanate 62" enthielt, wie folgt imprägniert:
Die Buchenlatten wurden aufrecht in einen 70-1-Autoklaven gestellt
und 30 Minuten einem Luftdruck von 4 Atm. unterworfen.
Unter Aufrechterhaltung des poaitiven Druckes wurde eine 60-^oige wässrige Lösung von PÄCJ 1500, die 0,4 # eines oberflächenaktiven
Mittels "Berol Sulfanate 62" enthielt, zugefügt. Nach Füllung des Autoklaven wurde der Druck auf 15 Atm. erhöht.
Die Temperatur der Impragnierungslösung wurde während der ganzen zeit auf 700C. gehalten. Der Flüssigkeitsdruck wurde
2 Stunden aufrechterhalten, worauf die überschüssige Imprägnierungslösung ausgepreßt und diese Stufe durch eine Vakuumperiode
von 45 Minuten bei 0,1 Atm. beendet wurde.
209808/0545
Tabelle 6 Im pra^nie runrs L'ak b oren
ur:3piüigl. Feuchtigk. absorbierte PÄG i 500 'tfenge
quotient; jo
C, 13 28
C3 15 28
Pie Huchenlattea wurden 5 Tage bei Temperaturen zv/iüchen
50-7O0C. getrocknet. Nach dem Trocknen waren die Feuchtigkeita
quotiaten wie folgt:
Buchenlatte Feuchtigkeitaquotient
Buchenlatte Feuchtigkeitaquotient
C1 | Analyse | Tabe | 8 | 7 | vov.V. | nach | im | Mit te luc.'hnitt |
C2 | der PÄG | 3 | teilung | ,'■ | aung | Ende | ||
°3 | Oberflachen | (dOO mm | 7 | jedem | ,4 | -' ' ι*-' | Gt! | i! i,lt;ii;h:iit t j y'PAtJ |
vor nach | He | ^PAG Zentrum; #PÄG | »--- | 20,b | VO | r ίΐ-ioh | ||
Trocknung | -Ver | vor | ,1,0 | Tr | '";r.:iL-Ui--J | |||
27,5 27,7 | von | ■ΐ | ^i. | |||||
Latte | 25,3 24,5 | 2,, | / · ί » | |||||
29,5 28,3 | 20 | 27 | J 1." ' * | |||||
c- 4 | ||||||||
c? | ||||||||
V/ie au3 der obigen Tabelle ersichtlich, ,vur.l·; uine vollytandige
Durchimprägnierung erhalten, und v/ahrend dg;i TrocKnungijvorfahren3
erfolgte keine //änderung de^ Stabi L iü ujruruj.i.xi ttely .
Beispiel 4
Kiefernholz (Saftholz) von 2,5 x 12,5 cm w.ueri!annitt wurde
zwecks Dimenaionsatabiliaierung mit der folgenden Losung
imprägniert:
30 Gew.-^ Polyäthylenglykol 4000
10 Gew. -Yo Polypropylen^lykol 400
60 Gew.-^ Waseer
209808/0545
Bau Holz wurde in den Imprügnierunijsautoklaven eingeführt und
zuerst 3U Minuten einer Druckstufe bei einem Luftdruck von 7
Afc unterworfen. Unter Aufrechterhaltung dea positiven Druckes wurde dann die Iinprügnierungslösung mit einer Temperatur von
H1BO0C. in den Autoklaven gegeben. Nach Füllung desselben wurde
der Druck von VS) Atm. erhöht und die zweite Druckstufe 2
Stunden aufrechterhalten. Dann wurde die Imprägnierun^olösung
abgepumpt und der Druck auf atmosphärischen Druck entspannt. Zur Entfernung jeglicher überschüssiger Imprägnierungsflüsaig-
Keit im Holz wurde ein Vakuum von üf1 Atm. 30 Minuten angelegt.
Die Absorption an Imprugnierungsmittel im Holz (berechnet
als 100 iy£ige Mischung von Polyüthylenglykol 4000 (■ PoIy-[iro,],/
Leriglykol 400) betrug durchschnittlich <L2 Gew.-;», bero^hnefc
aus las absolute trookeno Holz. Nach der Holatrocknung
7/urilu fejtgoatelLt, d'iu die ünhrumpfungs- und Quel Lei^en-.caaftf-:ri
1·»! tioLznii bo ι uritersijhiti.l L Lohen Feuchtigkeiten imi Temper
iMtr. α 7-:.i-->ntlic5h rv.vc i.n*;t;rt waren. Das Einpragnieruuguiriittel
:.', - i ι,χ,,; i.Ritiü MeLgung zum V/in,lern.
I<___2 i ..J 1 P i e 1 2,
Birkenholz der Maße 3,β χ IO cm ·
NWi-Aa 7,\iv Diaensionaatabil L sie rung mit der folgenden Lösung
imprägniert:
IO ini\i .-"/o Pülyäthylenglykol 6000
30 QiVN.-,'' " 1500
iO QtiN.-i " 1000
SO Gew."fo Wasser
209 8 08/0545 BAD ORIGINAL
Claims (8)
1. Verfahren zum Imprägnieren von dicken Gegenstanden aus
eellulosischem Material, z.B. HoIa oder Holzprodukte, mit
einem Feuchtigkeitsquotienten bis zu 80 $£, vorzugsweise
3 bis 30 ι/ύ, mit wasserlöslichen Polyalkoholen, deren Alkylothern
oder estern derselben mit Fettsäuren mit 1 bis 8 lrohlenstof fatomen, in einer Konzentration von 30 bis 80 Gew.-?S,
damit das Wandern des Imprägnierungsmittels zur Oberfläche des cellulosischen Materials nach dessen Trocknen verhindert
wird, dadurch gekennzeichnet, daß dan ce]lulosische !,laterial
in einer ersten Druckstufe einem Gasdruck von 1,2 bis 15 at,
vorzugsweise 2 bis 6 at, für die "Dauer von mindestens 2 Minuten
unterworfen wird, das Material unter Aufreunterhaltung
des Druckes in eine Lösung des Polyalkohole, eines Äthers
oder Esters desselben eingetaucht wird, der Druck dann in
einer zweiten Druckstufe um 1 bis 20 at, vorzugsweise 5 bis
1'j at erhöht und auereichend lange aufrechterhalten wird, j |
damit das Material vollständig imprägniert wird, worauf der Druck auf atmosphärischen Druck oder darunter entspannt und die
nicjit absorbierte Imprägnierungslösung entfernt und das behandelte
Material, wenn nötig getrocknet wird, wobei ein dimensionsstabiles Material erhalten wird, bei dem praktisch
209808/0545 BADOr1GINAU
der [_ scar.ite , olyalirohol, sein Äther oder JJster homogen
in den ^ellv/i'.nden den behandelten cellulosischer! LIaterials
verteilt int.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet f daß
dio zweite Druckstufe während einer Dauer von 1/2 bis 3
Stunden, -vorzugsweise mindestens 2 Stunden, aufrechterhalten
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch Gekennzeichnet,
daß naci der zweiten Druckstufe ein Unterdruck von 0,0!;
at
bis 0,l/angewendet wird.
bis 0,l/angewendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Polyalkohole, seines Äthers oder
Täters in der Imprägnierungslöoun^ 40 bis 65 Gew.-^ beträgt.
5« Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Imprägnierung so .durchgeführt wird, daß die 2.1enge
an absorbiertem Imprägnierungsmittel berechnet als 100 c/o
Polyalkohol, dessen Äther oder Ester, 5 bis 35f vorzugsweise
10 bis 30 y£ des absoluten Trockengewichtes des behandelten
cellulosisch^ η Materials enthält.
209808/0545
BAD ORIGINAL
6. Verfahren, nach Anspruch 1 bis lj>, dadurch gekennzeichnet,
daß die Imprägnierungslösung eine Temperatur von 30 bio
900O, vorzugsweise 50 bis 800C, hat.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,daß
ein Alkylenglykol, ein Alkylenglykoläther, ein Alkyien-
^lykolester, ein Polyalkylenglykol mit einem Molekulargewicht
von mehr als 200, vorzugsweise 1000 Dis 10 000,
oder Ilischunjen dieser Verbindungen verwendet werden. ä
8. Verfahren nach Auüpruch 1 bia 7» dadurch gekenzeiehnet,
daß ein Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von 1[j00 bia 6000 verwendet wird«
Der Patentanwalt
ORIGINAL
209808/0545
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-
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