DE1910899A1

DE1910899A1 - Verfahren zur Herstellung von schrumpffestem,loesungsmittelbestaendigem Holz

Info

Publication number: DE1910899A1
Application number: DE19691910899
Authority: DE
Inventors: Moser Dr Heinz; Voelker Dr Theodor
Original assignee: Lonza AG
Current assignee: Lonza AG
Priority date: 1968-03-05
Filing date: 1969-03-04
Publication date: 1969-09-25
Also published as: AT288678B; CH489346A; BR6906889D0; GB1249581A; SE352272B; DK122794B

Description

LONZA A.G., Gampel/Wallis (Geschäftsleitung: Basel)

Verfahren zur Herstellung von schrumpffestem, lösungsmittelbeständigem Holz.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von schrumpffesten, lösungsmittelbeständigen Hölzern.

Es ist bekannt, schrumpffeste Hölzer dadurch herzustellen, dass man die Hölzer entsaftet, sie mit monomerem Methacrylsäuremethylester tränkt und die Monomeren im Holz auspolymerisiert. Aus diesen so präparierten Plölzern können Blättchen und Furniere geschnitten werden, die sch rumpffest sind. Als Nachteil haftet diesen Hölzern an, dass sie beim Einwirken von Lösungsmitteln, z.B. Aceton, quellen, weich und fleckig werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass man das PIoIz entsaftet und es anschliessend mit einem Monomergemisch, bestehend aus 50 bis 80% Acrylnitril und 50 bis 20' Methacrylsäuremethylester tränkt und die Monomeren im Holz polymerisiert.

Vorzugsweise wird ein Monomergemi sch aus 65 bis 75; Acrylnitril und 35 bis 25% Methacrylsäuremethylester angewendet.

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Vorteilhaft setzt man dem Monomergemisch 2-3% an starken polaren Monomeren, wie Acrylsäure, Acrylsäureamid, Methacrylsäure, Methacrylsäureamid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid u.a. zu.

Unter Umständen ist es vorteilhaft, dem anzuwendenden Monomergemisch noch O,5-1%,eines Vernetzungsmittels zuzusetzen. Solche Vernetzungsmittel sind beispielsweise Glykoldimethylacrylat, Divinylbenzol, Methylenbisacrylamid usw.

Das Holz wird zunächst entsaftet bzw. getrocknet. Vorteilhaft geschieht dies unter Anwendung von Vakuum, indem man das Holz als Block oder Stamm in einen Vakuumbehälter einbringt und dort behandelt. Bei Anwendung von Stämmen können an beiden Enden der Stämme Kappen angebracht werden, die mit einer Vakuumpumpe verbunden sind. Vorteilhaft kann neben Vakuum auch eine Wärmebehandlung durchgeführt werden.

_ Das entsaftete Holz wird anschliessend mit dem Monomergemisch getränkt. Zweckmässig geschieht dies unter Druckanwendung. ,

Die Menge an Monomermischung, die in das Holz eingebracht wird, hängt von der Aufnahmefähigkeit des Holzes ab. Die untere Grenze liegt bei etwa 50 bis 60%.

Das mit dem Monomergemisch getränkte Holz wird anschliessend der Polymerisation unterworfen. Vorzugsweise wird die PoIy-

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merisation durch Einwirkung energiereicher Strahlung, wie radioaktiver Strahlung, z.B. durch Anwendung eines Kobalt-60-Präparates, herbeigeführt.

Die Polymerisation kann auch durch Polymerisationskatalysatoren in Verbindung mit Wärme und/oder Licht bewirkt werden. Diese werden zusammen mit dem Monomergemisch ins Holz eingebracht. Als Katalysatoren eignen sich radikalbildende Verbindungen, wie Azoverbindungen oder peroxydische Verbindungen .

Neben diesen radikalbildenden Katalysatoren können auch Redoxkatalysatoren, wie Peroxyde/tertiäre Amine, eingesetzt werden.

Beispiel

1.) Ein Stück Okoume-Holz mit Kantenlängen 12 χ 5 χ 0,9 cm wurde in einem Vakuumofen bei einer Temperatur von 50 C und einem Druck von 10 mm Hg bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Das getrocknete Holz wurde bei Raumtemperatur während. 2 Stunden bei 5 mm Hg in einem Exsikkator evakuiert. Anschliessend gab man eine Monomermischung von 70% Acrylnitril 29,5% Methacrylsäuremethylester und 0,5% Glykoldimethacrylat zu und zwar so, dass das Holz vollständig in die Monomermischung eintauchte. Man liess während 24 Stunden unter

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Normaldruck stehen, wobei das Holz 12.7% Monomermischung aufnahm. Das so präparierte Holz wurde anschliessend in eine Aluminiumfolie eingepackt und in einem mit sauerstofffreiem Stickstoff gespülten, verschlossenen Kunststoffsack durch Gammabestrahlung aus einem Kobalt-60-Präparat mit einer Dose rate von 0,85 Mrds/ r und einer Radiation Dose von 3,0 Mrads bei 20 C polymerisiert. Nach der Gammabestrahlung wurde die Holzprobe bei einer Temperatur von 50 C und einem Druck von 10 mm Hg bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und anschliessend gewogen. Der Monomerenumsatζ betrug 99% und die Menge des Polymerisats, bezogen auf das Gewicht des Holzes, 125%. ._

Die Holzproben wurden anschliessend während 24 Stunden in Wasser aufbewahrt. Beim Lagern im Wasser während 24 Stunden bei 20 C wurde eine Gewichtszunahme von 1 % und bei 50 C eine solche von 16% beobachtet. Bei den analog her-

(Vergieichsbeispiel 4)

gestellten Proben mit reinem Methylmethacrylat/ wurde bei 24-stündiger Lagerung in Wasser von 20 C eine Gewichtszunahme von 15% und bei 50°C eine solche von 20% festgestellt. Die Gewichtszunahmen der Holzproben in Aceton bei 20°C und 50°C betrugen 1 bzw. 4%. Im Vergleich dazu betrug die Gewichtszunahme des mit reinem Methylmethacrylat behandelten Holzes 43 bzw. 50%.

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Essigester und Benzol gaben nur sehr geringfügige Veränderungen der Holzoberflache, -währenddem das mit Methylmethacrylat behandelte Holz starke Flecken bildete. Wasser, Methanol und Aethanol gaben keine Veränderung der Holzoberfläche. Das Holz war wesentlich härter als das mit Methylmethacrylat (Vergleichsbeispiel 4) behandelte. Bis zu einer Temperatur von 120 C war keine Klebrigkeit festzustellen.

2.) Ein Stück Okoume-Holz wurde gleich, wie in Beispiel Z beschrieben, getrocknet, evakuiert und mit einer Monomerenmischung von 70% Acrylnitril und 30% Methylmethacrylat während 24 Stunden imprägniert, wobei 146% der Monomerenmischung aufgenommen wurde. Bei einer Dose rate von 0,85 Mrads/hr eine
Radiation Dose von 4,0 Mrads wurde ein Monomerumsatz von 96% erhalten. Das auf diese Art behandelte Holz enthielt, bezogen auf das Gewicht des unbehandelten Holzes, 139% Polymerisat. Es wurde während der Polymerisation praktisch keine Schrumpfuni beobachtet.

> Die Holzproben wurden nach der Gammabestrahlung
gleich behandelt, wie in Beispiel 1 angegeben.

Gegenüber Wasser verhielt sich diese Holzprobe bei 20 C und 50 C recht ähnlich, wie das mit Methylmethacrylat
behandelte Holz (Vergleichsbeispiel 4). In Aceton war bei
Raumtemperatur weder eine Schrumpfung noch eine Quellung zu

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beobachten. Die Gewichtszunahme bei der Lagerung in Aceton bei 20 C und 50 C war kleiner als bei dem mit Methylmethacrylat behandelten Holz; sie betrug 8 bzw. 20%. Mit Aceton, Essigester öder Benzol ergaben sich auf der Holzoberfläche keine Flecken. Das Gleiche wurde mit Wasser, Methanol und Aethanol beobachtet. Die Proben wurden bis 120 C nicht klebrig. Die Härte war etwa gleich wie bei der in Beispiel 1 beschriebenen Probe.

3.) Ein Stück Okoume-Holz wurde mit 137% einer Monomerenmischung, bestehend aus 64% Acrylnitril, 30% Methylrnethacrylat, 5% Glykoldxmethacrylat und 1% Maleinsäureanhydrid, imprägniert. Durch Gammabestrahlung mit einer Dose rate von 0,85 Mrds/hr erhielt man mit einer Radiation Dose von 4,0 Mrads einen Monomerenumsatζ von 99%, was einer Menge von 135% Polymerisat, bezogen auf das Gewicht des Holzes entsprach. Es wurde keine Schrumpfung des Holzes während der Polymerisation beobachtet.

Im Vergleich zu dem mit Methylmethacrylat behandelter Holz wurde eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Aceton beobachtet, währenddem das Verhalten gegenüber Wasser ungefähr gleich bleibt. Die Holzoberfläche wurde durch Aceton nur sehr geringfügig verändert, währenddem Essigester, Benzol, Wasser, Methanol oder Aethanol praktisch keinen Einfluss hatten. Die Härte ist ungefähr gleich wie bei den Proben gemäss Beispi'e¹ 1 und 2; ebenso wurde diese Probe bis 120 C nicht klebrig.

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4.) Vergleichsbeispiel. - Zum Vergleich mit den vorstehend erwähnten Beispielen 1 bis 3 wurde ein Stück Okoume-HoIz, das mit reinem Methylmethacrylat getränkt war, bei einer ! Dose rate von 0,85 Mrads/hr und einer Radiation Dose von 2,1 Mrads polymerisiert. Das Holz zeigte keine Schrumpfung während |

! der Polymerisation und man erhielt bei dieser Dosierung einen .

Monomerenumsatz von 99%. ;

Diese Holzprobe war unbeständig gegenüber Aceton; die Gewichtszunahme bei 24-stündiger Lagerung bei 20 C betrug 43%, bei 50 C 50%. Bei Einwirkung von Aceton, Essigester, Benzol wurden auf der Oberfläche starke Flecken gebildet. Die Oberfläche des Holzes war wesentlich weicher als diejenige der Proben aus den vorangehenden Beispielen.

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Claims

91089.9 P ate ntan sprüohe

1. Verfahren zur Herstellung von schrumpffesten, lösungsmittelbeständigen Hölzern, dadurch gekennzeichnet, daß man das Holz entsaftet und es anschließend mit einem Monomergemisch, bestehend aus 50 bis 80$ Acrylnitril und 50 bis 20$ Methacrylsäuremethylester, tränkt und die Monomeren im Holz polymerisiert. ,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Monomergemisch verwendet, das aus 65 bis 75$ Acryl~ nitril und 35 bis 25$ Methacrylsäuremethylester besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet ₉ daß man ein Monomergemisch verwendet, das neben Acrylnitril und Methacrylsäuremethylester 2 bis 3$ stark polare Monomere enthält.

4. Verfahren nach. Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekenn* zeichnet, daß man ein Monomergemisch verwendet, das 0,5 bis 1$ Vernetzungsmittel enthält.

5« Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisation der Monomeren im Holz durch energiereiche Strahlung bewirkt·

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisation der Monomeren im Holz durch Polymerisationskatalysatoren bewirkt.

Der Patentanwalt

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