DE19640873C2 - Verwendung einer wässrigen Tensid-Emulsion oder- Dispersion zur Verbesserung der mechanischen Bearbeitbarkeit von Holz - Google Patents
Verwendung einer wässrigen Tensid-Emulsion oder- Dispersion zur Verbesserung der mechanischen Bearbeitbarkeit von HolzInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer wässrigen Tensid-
Emulsion oder Tensid-Dispersion, zur Verbesserung der
mechanischen Bearbeitbarkeit von Holz, insbesondere von
Hölzern, wie Stifthölzer für Schreib-, Zeichen-, Markier-
und/oder Malstifte aller Art und die damit hergestellten
Gegenstände.
Imprägnationsmittel für Holz sowie Verfahren zu dessen
Anwendung zur Imprägnierung sind grundsätzlich bekannt.
So wird in [1.], der DE-OS 43 13 219 A1, ein Verfahren zum
Imprägnieren von Holz vorgeschlagen, wobei durch den Einsatz
von Polysiloxanen hauptsächlich wasserabweisende
Eigenschaften und erhöhter Feuchtigkeitsschutz erreicht
werden sollen. Zur Behandlung von Stifthölzern ist dieses
Verfahren schon wegen der toxikologischen Problematik nicht
geeignet und zur mechanischen Bearbeitbarkeit wird hierin
keinerlei Hinweis gegeben.
Dies gilt auch für das in [2.], der EP-PS 0393306 B1
vorgeschlagene Holzschutzmittel und dessen Verwendung, wobei
hiermit besonders eine gute Wirksamkeit gegen Moderfäule-
Erreger angestrebt wird.
Die EP-PS 0510435 B1 [3.], sieht ein Verfahren zur
Holzimprägnierung vor, das von Teerölen ausgeht.
Die hierin vorgeschlagenen Imprägniermittel müssen durch
Temperatur erst auf eine geeignete Viskosität gebracht
werden. Dadurch soll ein nachträgliches Austreten des
Imprägniermittels im Gebrauch sicher vermieden werden.
Ähnliches gilt auch für das in [4.], der DE-PS 42 24 510 C1,
beschriebene Verfahren zum Imprägnieren von Holz, mit dem
insbesondere eine verbesserte Kesseldruckimprägnierung
vorgeschlagen werden soll.
Bei diesen Imprägniermitteln geht es insbesondere um die
Verbesserung der Witterungs- und Pilzbeständigkeit - nicht
aber um die Beeinflussung der mechanischen Bearbeitbarkeit.
In [5.] der EP 0596295 A1, wird eine Beize zum Schwarzfärben
von Holz vorgeschlagen. Diese Beize betrifft zwar
Stifthölzer, doch wird hier speziell auf eine gewünschte
Färbung und auf deren Durchdringung im Holz abgestellt.
Wie auch nach [6.], EP-PS 0553407 B1, werden Säure-Farbstoffe,
essigsaure Farbstofflösungen von Azofarbstoffen zur
Holzfärbung vorgeschlagen, in geeigneter Mischung, die, wie
jedem Coloristen bekannt ist, gemäß [5.] zu schwarz führt.
Die Beize geht von einer verbesserten Penetrierfähigkeit aus,
wobei dieser Effekt durch den Einsatz von oberflächenaktiven
Mitteln, sogenannten Netzmitteln, durch Senkung der
Oberflächenspannung erreicht wird. Diese Netzmittel, wofür in
[5.] beispielsweise in Wasser gelöstes Polyoxyethylen-(20)-
sorbitan-monolaurat vorgeschlagen wird, muß somit
zwangsläufig wasserlöslich sein, da es einerseits die
Oberflächenspannung des Wassers herabsetzen und andererseits
die Eindringfähigkeit der Beize erhöhen soll.
Will man größere Holzdimensionen imprägnieren, z. B. solche
die mehr als 5 mm Eindringtiefe fordern, dann reicht die
Senkung der Oberflächenspannung nicht mehr aus.
Die Wirksamkeit ist zudem bei anderen Holzarten nur über
unwirtschaftliche Imprägnationszeiten zu erzielen.
Außerdem ergibt die Paraffindispersion für
Hochleistungsmaschinen und -Werkzeuge keine ausreichende
Gleit- und Schmierwirkung.
Die EP 0695608 A1 [7.] schlägt ebenfalls eine Beize und ein
Verfahren zum Färben von Holz vor, das im wesentlichen auch
auf der bekannten Lehre über Holzfärbung aufbaut und
lediglich durch Pufferung des pH-Wertes und Komplexierung
unerwünschter Ionen Verfärbungen verhindern soll.
Hierdurch soll die vorgeschlagene Beize auch in Autoklaven
aus nicht rostfreiem Stahl und unter Anwendung von Azo-,
Diazo- und Triarylmethan-Farbstoffen einsetzbar sein.
Die postulierte verbesserte Penetrierfähigkeit durch den
Einsatz von Netzmitteln, ist - wie bei der Würdigung der EP
0596295 A1 [5.] bereits erwähnt - bei größeren Eindringtiefen
nicht wirksam. Das zur Herabsetzung der Oberflächenspannung
des Wassers in der Beize vorgeschlagene Netzmittel muß
zwangsläufig wasserlöslich sein, um die vorgesehene Wirkung
überhaupt erzielen zu können.
Durch die Verwendung von Puffersubstanzen, die den pH-Wert < 7
einstellen und durch die Verwendung von Komplexbildnern, wird
jegliche Substantivität ionogener Verbindungen zunichte
gemacht. Eine Verbesserung der Bearbeitbarkeit ist hier -
wenn überhaupt - nur bei kleinen Holzdimensionen und bei
ohnehin schon leicht bearbeitbaren Hölzern wie Inscensezeder
oder Jelutong zu erwarten, wobei hier zudem ausdrücklich zur
Verbesserung der Spitzbarkeit der Zusatz von wasserlöslichen
Wachsdispersionen oder wasserlöslichen Fettsäurederivaten
vorgeschlagen wird.
Die DE-PS 39 11 091 C2 [8.] beschreibt eine wäßrige
Imprägnierungslösung für Verpackungshölzer, die neben
anorganischen Salzen wie Silikaten-, Boraten-, Karbonaten und/oder
Phosphaten auch Wachse sowie Amine vorsieht. Ziel ist es
dabei, die in den Hölzern enthaltenen Säuren sowie
Formaldehyd zu binden, um bei einer Verwendung als
Verpackungshölzer keine Korrosion der Stahloberfläche
verpackter Produkte zu verursachen. Zudem wird eine
Hydrophobierung angestrebt.
Eine Verbesserung der Bearbeitbarkeit kann damit nicht
erreicht werden.
Bei allen diesen bekannten Imprägniermitteln geht es
insbesondere um die Verbesserung der Witterungs- und
Pilzbeständigkeit oder um Einfärbungen.
Keine dieser Veröffentlichungen offenbart die Behandlung von
mechanisch besonders zu bearbeitenden Hölzern, insbesondere
von Stifthölzern, geschweige denn eine Verbesserung deren
mechanischer Bearbeitbarkeit mit einfachen Mitteln.
Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber, die Verwendung eines
Imprägationsmittels für Holz vorzuschlagen, wobei das Mittel
tief in das Holz eindringt und die mechanische
Bearbeitbarkeit des Holzes so verbessert, daß z. B. auch auf
schnellaufenden Maschinen keine Brandstellen entstehen und
die Oberfläche nicht aufgefasert wird.
Das imprägnierte Holz soll dabei bzw. dadurch weder in der
Verleimbarkeit noch in der Lackierbarkeit beeinträchtigt
werden. Desweiteren sollen auch schwer zu bearbeitende und
schlecht spitzbare Hölzer nach der Imprägnation die oben
geschilderten Vorteile aufweisen.
Ziel der Erfindung ist somit die Verwendung eines
Imprägnierungsmittels, das tief in nahezu alle Holzarten
eindringt und den Hölzern sowie den daraus hergestellten
Gegenständen eine gute Bearbeitbarkeit verleiht.
Dies wird mit den vorgeschlagenen Lösungen erzielt,
insbesondere dadurch, daß das Imprägnierungsmittel eine
wässrige Emulsion oder Dispersion eines wasserunlöslichen
kationischen, quartären, amphoteren oder speziellen
nichtionischen Tensides ist.
Es ist bekannt, daß Tenside aus diesen Gruppen eine hohe
Tendenz haben, auf negativ geladene Oberflächen, insbesondere
auf Haare und Textilfasern aufzuziehen und diese kämmbar und
geschmeidig machen.
Es wurde nun gefunden, daß diese Tenside eine außerordentlich
große Affinität zu den Cellulosen und Hemicellulosen des
Holzes haben und dort angelagert werden.
Dies ist insofern überraschend, da weder die Cellulosen noch
die Hemicellulosen frei zugänglich sind, sondern im Gegenteil
fest in der Holzmatrix gebunden vorliegen. Es kann ferner
auch angenommen werden, daß die genannten Tenside eine
weichmachende Wirkung auf das Mittellamellenlignin des Holzes
haben. Die hohe Präsenz der Tenside auf den Holzfasern, in
den Zellumina sowie in den Poren und Hohlräumen, stellt eine
ausreichende Werkzeugschmierung bei gleichzeitiger
Herabsetzung der Fasersteifigkeit sicher. Dieser Synergismus
bewirkt, daß z. B. bei einem Hobelvorgang mit hohen
Geschwindigkeiten keine Fasern aus dem Verbund gelöst bzw.
herausgerissen werden und daß somit eine glatte Oberfläche
entsteht.
Zur Imprägnierung
von Stifthölzern werden kationische, quartäre,
amphotere oder spezielle nichtionische wasserunlösliche
Tenside eingesetzt. Damit wird sichergestellt, daß die
Substanzen bei unlackierten Stiften nicht durch Handschweiß
und/oder durch Speichel herausgelöst werden.
Zur Erzielung einer guten Penetrierfähigkeit wird aus den
unlöslichen Substanzen eine Emulsion bzw. Dispersion
hergestellt. Diese Emulsionen bzw. Dispersionen sind
besonders dadurch charakterisiert, daß die disperse Phase
mittlere Teilchen- bzw. Tröpfchendurchmesser von unter 1,0 µm
aufweist. Einsetzbar sind generell Dispersionen oder
Emulsionen, die eine mittlere Teilchen- bzw. Tröpfchengröße
von 0,4 bis 1,0 µm, vorzugsweise von 0,6 bis 0,95 µm
aufweisen.
Bei der Imprägnierung, insbesondere von nassen bzw.
schnittfrischen Hölzern mit Feuchten von 80 Gew.-% und mehr,
hat sich überraschend herausgestellt, daß bei Verwendung der
genannten feindispersen Systeme eine besonderes schnelle
Penetrierung erfolgt.
Dies ist umso überraschender, da hierbei ein Austausch Wasser
bzw. Saft gegen Imprägnierflüssigkeit erfolgen muß.
Ohne den Vorgang an eine bestimmte Theorie binden zu wollen,
kann angenommen werden, daß die Partikel bzw. die fluiden
Bezirke der feindispersen Systeme bei Durchmessern < 1,0 µm
extreme Diffusionsneigung besitzen. Dadurch wird ein
konvektiver Stoffaustausch bewirkt der zusätzlich durch
osmotische Vorgänge unterstützt wird.
Die Anwendung von erhöhter Temperatur beschleunigt diese
Vorgänge zusätzlich. Die gleichen Zusammenhänge gelten bei
zusätzlicher Anwendung von höherem Druck.
Maßgebend bei dispersen Systemen sind die Größe der
Austauschfläche sowie die Dicke der Grenzschichten.
Die spezifische Phasengrenzfläche hängt hyperbolisch vom
Partikeldurchmesser ab. Bei den vorschlagsgemäßen dispersen
Systemen mit Partikelgrößen < 1 µm beträgt die spezifische
Austauschfläche ca. 10.000.000 m2/m3.
Es wurde darüber hinaus gefunden, daß feindisperse Systeme <
1 µm aufgrund ihrer Stömungskräfte eine ausgezeichnete
Lagerstabilität aufweisen und ein Sedimentieren bzw.
Aufrahmen verhindern. Der Bewegungsimpuls von Partikeln
verhält sich nämlich proportional zur dritten Potenz ihres
Durchmessers. Für Partikel < 1 µm finden in ruhenden Medien
zunehmend nur noch "Begegnungen" aber keine Stöße zwischen
den Partikeln statt. Dies verhindert eine Aggregation und
damit eine Koagulation der Teilchen.
Die Emulsionen bzw. Dispersionen waren über mehrere Monate
hinweg stabil. Lediglich Einflüsse, welche die
Bewegungsfähigkeit der Teilchen einschränken oder verhindern,
wie ein Einfrieren, bewirken eine Zerstörung der
feindispersen Phase.
Die Herstellung der feindispersen Systeme erfolgt
vorzugsweise in Emulgierapparaten die nach dem Prinzip der
Hochdruckentspannung arbeiten. Dabei wird eine Voremulsion
unter hohem Druck durch eine Düse gepreßt. In einem
Homogenisierventil wird eine Kavitationszone hoher
Leistungsdichte durchlaufen, in der suspendierte Partikel
oder Tröpfchen unter der Einwirkung großer örtlicher Zug-,
Druck-, und Schubspannungen zerstört bzw. aufgespalten
werden. An die Herstellung der Voremulsion sind keine
besonderen Anforderungen zu stellen. Diese kann durch Rühren
oder durch Rotor-/Statorsysteme hergestellt werden.
Hierfür kommen kationische bzw. quartäre Verbindungen (auch "Quart" genannt) aus
der Gruppe der Imidazoline, Benzyle, Alkyle, Dialkyle,
Monoalkyl-Trimethyl, Dialkyl-Dimethyl, Methyl-Dialkoxy-
Alkyl, Dialkyl-Methyl-Benzyl, Diamidoamin, sowie komplexe
diquartäre Verbindungen in Betracht.
Geeignete kationische und insbesondere auch spezielle
quarternäre Ammoniumverbindungen können zum Beispiel sein:
X = chlorid oder Methylsulfat
R = aliphatisch, geradkettig, gesättigt oder ungesättigt C12 bis C18
R' = 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl
R = aliphatisch, geradkettig, gesättigt oder ungesättigt C12 bis C18
R' = 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl
X = chlorid oder Methylsulfat
R = aliphatisch, gesättigt oder ungesättigt C12 bis C18
R = aliphatisch, gesättigt oder ungesättigt C12 bis C18
x, y = 2-50 Mol EO(ethylenoxid Einheiten)
R = aliphatisch, gesättigt oder ungesättigt C8 bis C22
R = aliphatisch, gesättigt oder ungesättigt C8 bis C22
R = Alkyl- oder Alkylamido C8 bis C22
X = chlorid oder Methylsulfat
R = aliphatisch, gesättigt oder ungesättigter Rest C12 bis C18
R = aliphatisch, gesättigt oder ungesättigter Rest C12 bis C18
X = chlorid oder Methylsulfat
R = aliphatisch, gesättigt oder ungesättigter, geradkettig oder verzweigt C8 bis C22
R = aliphatisch, gesättigt oder ungesättigter, geradkettig oder verzweigt C8 bis C22
X = chlorid oder Methylsulfat
R = aliphatisch, gesättigt oder ungesättigt, geradkettig oder verzweigt C8 bis C22
R' = 2-hydroxyethyl oder polyethoxyethanol
n = 1-50 polyalkoxygruppen
R = aliphatisch, gesättigt oder ungesättigt, geradkettig oder verzweigt C8 bis C22
R' = 2-hydroxyethyl oder polyethoxyethanol
n = 1-50 polyalkoxygruppen
X = chlorid oder Methylsulfat
R = aliphatischer, gesättigte oder ungesättigter Rest C12 bis C22 Verbindung. Alkyl-, Benzyl Alkyl oder ein Alkyl-Propyläther R-O-CH2-CH2-CH2- wobei R eine Kettenlänge von C4 bos C18 hat.
R = aliphatischer, gesättigte oder ungesättigter Rest C12 bis C22 Verbindung. Alkyl-, Benzyl Alkyl oder ein Alkyl-Propyläther R-O-CH2-CH2-CH2- wobei R eine Kettenlänge von C4 bos C18 hat.
X = chlorid oder Methylsulfat
R = aliphatischer Alkylrest C8 bis C18 (geradkettig oder verzweigt)
R = aliphatischer Alkylrest C8 bis C18 (geradkettig oder verzweigt)
X = chlorid oder Methylsulfat
R = aliphatischer, gesättigter oder ungesättigter Rest C12 bis C18
R = aliphatischer, gesättigter oder ungesättigter Rest C12 bis C18
X = chlorid oder Methylsulfat
R = aliphatischer, gesättigter oder ungesättigter Rest C12 bis C18
R = aliphatischer, gesättigter oder ungesättigter Rest C12 bis C18
Es sind aber auch solche Verbindungen geeignet, die im sauren
Medium kationischen Charakter annehmen. Dies können auch
nichtionische Verbindungen sein, sofern sie sich an einem
Heteroatom protonieren lassen.
Dies trifft auf die Fettaminoxide, Aminethoxylate, sowie
Addukte des Ethylenoxides zu. Die amphoteren Verbindungen
umfassen die Gruppe der Betaine und Ampholyte.
Es ist bekannt, daß bei der Imprägnation die Hölzer, je nach
ihrer Anatomie, d. h. nach ihrem Holzaufbau und ob es sich um
Kern- oder Splintholz handelt, bis zu 200 Gew.-%
Imprägnationsflüssigkeit aufnehmen, bezogen auf das atro Holz
(atro = absolut trocken). Erfahrungsgemäß ist die notwendige
Trocknung langwierig und bedarf einer sehr engen
Prozeßführung, da sonst die Ausschußraten nicht zu vertreten
sind. Die Gründe hierfür sind vielschichtig. Die wichtigsten
sind jedoch Verzug, Verschalungen und Trockenrisse durch
starke Dimensionsänderungen bei unkontrolliertem
Wasserentzug.
Durch die Wassereinlagerung bzw. durch die bei
Trocknungsbeginn vorliegende hohe Holzfeuchte kommt es
insbesondere bei hohen Temperaturen zu einem erheblichen
Anstieg der sofortigen plastischen Verformung. Zusätzlich
zeigen sich, insbesondere bei tangential eingeschnittenen
Hölzern, auch hydrostatische Spannungen. Diese entstehen,
wenn dem Holz freies Wasser über das Porensystem entzogen
wird. Ein Meniskus, der an der Grenzfläche Wasser/Luft
entsteht, erzeugt im Wasser hinter diesem eine hydrostatische
Zugspannung (mit sinkendem Kapillarradius steigt die
Spannung); wenn diese Spannung die Druckfestigkeit des Holzes
übersteigt, kommt es zum Zelleinbruch. Ein hoher Anteil
dieser Verformung bleibt bei Abkühlung der verformten Hölzer
als plastische Deformation erhalten. Die Verformung wird
dabei wesentlich durch das Trocknungsgefälle (Verhältnis der
momentanen Holzfeuchte zu der dem Trocknungsklima
entsprechenden Gleichgewichtsfeuchte) bestimmt. Je höher das
Trocknungsgefälle, desto größer ist der Anteil verformter
Hölzer. Durch die bereits oben erwähnte Weichmachung des
Mittellamellenlignins haben die Zellwände nun eine
ausreichende Flexibilität, um den Zelleinbruch bei der
Trocknung abzupuffern. Dieser Effekt dürfte sicherlich durch
die Präsenz der Tenside, die ja nicht flüchtig sind und zudem
eine gewisse Wasserretention haben, unterstützt werden, d. h.
das Wasser wird nicht nur verzögert abgegeben, sondern die
nicht flüchtigen Tenside verbleiben in den Hohlräumen und
stabilisieren diese.
Das Ziel, die Schaffung und Anwendung einer
Imprägnierungsemulsion, die tief in nahezu alle Holzarten
eindringt und den Hölzern eine gute Bearbeitbarkeit und
Spitzbarkeit verleiht, wird durch die Verwendung der
vorgeschlagenen Imprägierungsmittel erreicht.
Die Herstellung von Blei- und Farbstiften war bisher fast
ausschließlich an die Verwendung von Inscense-Zeder, Jelutong
oder Weymouthkiefer gebunden. Diese Hölzer sind aufgrund
ihrer Struktur und Dichte relativ einfach zu imprägnieren.
Hier reichten wäßrige Paraffinemulsionen aus, um die
geforderte Prozeßgängigkeit und Spitzbarkeit sicherzustellen.
Die immer teurer und seltener werdenden Spezies der genannten
Stifthölzer, vor allem aber die immer schneller arbeitenden
Stiftherstellungsmaschinen verlangen nach Alternativen.
Moderne Nut- und Hobelmaschinen arbeiten heute mit
Geschwindigkeiten deutlich über 40 Meter pro Minute, so daß
herkömmlich imprägnierte Hölzer nicht mehr die notwendige
Gleit- und Schmierfähigkeit aufweisen. Brandstellen und rauhe
Oberflächen sind die Folge. Ganz zu schweigen, daß andere
Hölzer wegen fehlender Imprägnierfähigkeit nicht eingesetzt
werden konnten.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher
erläutert:
35,00 Gew.-% 1-Stearinsäureamidoäthyl-2 Stearyl 3-methyl-
imidazoliniummethosulfat werden mit 65,00 Gew.-% Wasser unter
Rühren vermischt. Die Mischung wird anschließend unter Druck
im Hochdruckhomogenisator dispergiert. Dabei wird die
Flüssigkeit durch ein Ventil gepreßt und entspannt. Die
Dispersion hatte eine mittlere Teilchengröße von 0,9 µm und
kann beliebig verdünnt werden.
38,00 Gew.-% Alkyldimethybenzylammoniumchlorid werden mit
62,00 Gew.-% Wasser unter Rühren vermischt. Die Mischung wird
gemäß Beispiel 1 dispergiert. Die Dispersion hatte eine
mittlere Teilchengröße von 0,85 µm. Diese Emulsion hat
fungizide und bakterizide Wirkung. Hier zeigte sich nicht nur
eine besonders gegen mikrobiellen Befall stabile
Imprägnationsflotte, sondern die damit behandelten Hölzer
wiesen neben den verbesserten Bearbeitungseigenschaften auch
eine Konservierung auf. Besonders gegen Bläue waren die
Hölzer resistent.
40,00 Gew.-% Distearyldimethylammoniumchlorid werden in 60,00
Gew.-% Wasser mittels eines Rührers vordispergiert. Die
Vordispersion wird gemäß Beispiel 1 dispergiert. Die
Dispersion hatte eine mittlere Teilchengröße von 0,85 µm und
kann beliebig mit Wasser verdünnt werden.
35,00 Gew.-% Talgfettaminethoxylat mit 5 Mol Ethylenoxid
werden in erwärmtem Wasser mittels eines Rührers
vordispergiert und mit einer Säure auf einen sauren pH-Wert
eingestellt. Es kann hierfür jede beliebige Säure verwendet
werden. Ortho-Phosphorsäure eignet sich wegen ihrer
antikorrosiven Wirkung und ihrer Zulassung als
Lebensmittelzusatzstoff jedoch bevorzugt. Die Vordispersion
wird bei 350 bar gemäß Beispiel 1 dispergiert. Die Dispersion
hatte eine mittlere Teilchengröße von 0,95 µm.
Selbstverständlich können die Imprägnationsflotten je nach
Bedarf eingefärbt werden, um den zu imprägnierenden Hölzern
die gewünsche Farbe zu verleihen.
Dies kann insbesondere bei der Nachstellung von speziellen
Holzarten, zur Herausstellung der Maserung, zur Maskierung
von Holzfehlern oder zur Erzielung optischer Effekte
erwünscht sein.
Es ist bekannt, hier geeignete Farbstoffe einzusetzen wie sie
beispielsweise in der EP 0553407 B1 [6.] bzw. EP 0596295 A1
[5.] vorgeschlagen wurden. Solche Farbstoffe sind jedoch
nicht immer physiologisch einwandfrei und haben meist eine
mäßige Lichtechtheit. Im Rahmen der Erfindung wurde nun
gefunden, daß Pigmente unter den vorgenannten Bedingungen
ebenso in das Holz eindringen, sofern sie eine der dispersen
Phase vergleichbare oder kleinere Teilchengröße besitzen und
bezüglich ihres Netzmittelsystems auf den Einsatz in
kationischen Systemen abgestimmt sind. Solche extrem
feinteiligen Pigmente sind als wäßrige Pigmentpräparationen
am Markt erhältlich.
32 Gew.-% Distearyldimethylammoniumchlorid werden in 67,2 Gew-
% Wasser mittels eines Rührers vordispergiert. Die
Vordispergierung wird mit 0,8 Gew.-% einer 20%igen, wäßrigen
Präparation aus Pigment Brown 25, CI 12510, mit einer
durchschnittlichen Teilchengröße von 0,071 µm eingefärbt. Die
Vordispersion wird gemäß Beispiel 1 dispergiert. Die
Dispersion hatte eine mittlere Teilchengröße von 0,85 µm und
kann beliebig mit Wasser auf Anwendungskonzentration verdünnt
werden.
In einem zylinderförmigen Stahlbehälter mit einem Durchmesser
von 1600 cm und einer Länge von 8000 cm werden 8 m3
Weymouthkiefer-Bretter in den Abmessungen 20,0 mm × 80, 0 mm
× 2000 mm und einer Feuchte von 15,0 Gew.-% vorgelegt und
gegen Aufschwimmen gesichert. Der Behälter wird sodann samt
Inhalt evakuiert und bei einem Vakuum von 90% 15 Minuten
belassen. 8000 Liter der gemäß Beispiel 1 hergestellten und
auf 8,0 Gew.-% Aktivsubstanz verdünnten Imprägnationsflotte
werden nun unter Zerstörung des Vakuums in den Behälter
eingesaugt.
Das jetzt unter Flüssigkeitsniveau befindliche Holz wird mit
einem Druck von 12,0 bar beaufschlagt und für 120 Minuten
gehalten. Während dieser Zeit wird über eine Pumpe der
verbrauchte Anteil Imprägnationsflotte ergänzt. Anschließend
wird die Imprägnationsflüssigkeit aus dem Behälter gedrückt
bzw. gepumpt. Durch Anlegen eines ca. 10 minütigen
Nachvakuums kann das Abtropfen der Imprägnationsflüssigkeit
verhindert werden.
Die Holzbretter sind komplett mit der Imprägnationsflotte
durchtränkt und können auf herkömmliche Art getrocknet
werden.
Nach der Trocknung wiesen die Bretter einen Aktivgehalt von
durchschnittlich 6,5 Gew.-% auf und konnten zu
Bleistiftbrettchen in den Abmessungen 73 × 5 × 185 mm gesägt
werden.
Die Brettchen besaßen eine ausgezeichnete Prozeßgängigkeit
und Spitzbarkeit.
Darüber hinaus zeigte sich durch die antistatische
Eigenschaft des sich im Holz befindlichen 1-
Stearinsäureamidoäthyl-2 Stearyl 3-methyl-
imidazoliniummethosulfat ein einwandfreier Abtransport der
Säge- und Hobelspäne.
In einem Behälter gemäß Anwendungsbeispiel 1 werden 8 m3
schnittfrische Pappelbretter 20,0 × 80,0 × 2000 mm mit einem
Wassergehalt von durchschnittlich 80 Gew.-% vorgelegt und
gegen Aufschwimmen gesichert. Die gemäß Beispiel 1
hergestellte und auf 12,0 Gew.-% Aktivgehalt verdünnte
Imprägnationsflotte wird in den Behälter eingepumpt und mit
einem Flüssigkeitsdruck von 14 bar beaufschlagt. Dieser Druck
wird für 240 Minuten gehalten, wobei während dieser Zeit die
Imprägnationsflüssigkeit zirkuliert. Diese Zirkulation ist
notwendig, da im vorliegenden Fall Holzsaft gegen
Imprägnationsmittel ausgetauscht wird und es dadurch zu
lokalen Konzentrationsunterschieden kommen würde.
Anschließend wird die Imprägnationsflotte aus dem Behälter
gepumpt und ein Nachvakuum von 10 Minuten angelegt, um das
Abtropfen zu verhindern. Die Holzbretter sind komplett mit
der Imprägnationsflotte durchtränkt und können auf
herkömmliche Art getrocknet werden. Nach der Trocknung wiesen
die Bretter einen Aktivgehalt von durchschnittlich 6,0 Gew.-%
auf und konnten zu Bleistiftbrettchen in den Abmessungen 73 ×
5 × 185 mm gesägt werden.
In einem Behälter gemäß Anwendungsbeispiel 1 werden 8 m3
schnittfrische Pappelbretter 20,0 × 80,0 × 2000 mm mit einem
Wassergehalt von durchschnittlich 80 Gew.-% vorgelegt und
gegen Aufschwimmen gesichert. Die gemäß Beispiel 5
hergestellte und auf 12,0 Gew.-% Aktivgehalt verdünnte
Imprägnationsflotte wird auf 85°C erwärmt, in den Behälter
eingepumpt und mit einem Flüssigkeitsdruck von 14 bar
beaufschlagt. Dieser Druck wird für 240 Minuten gehalten,
wobei während dieser Zeit die Imprägnationsflüssigkeit
zirkuliert. Anschließend wird die Imprägnationsflotte aus dem
Behälter gepumpt und ein Nachvakuum von 10 Minuten angelegt,
um das Abtropfen zu verhindern. Die Holzbretter sind komplett
mit der Imprägnationsflotte durchtränkt und können auf
herkömmliche Art getrocknet werden.
Nach der Trocknung wiesen die Bretter einen Aktivgehalt von
durchschnittlich 6,5 Gew.-% auf. Außerdem besaßen sie eine
rotbraune Färbung.
Die Hölzer konnten zu Bleistiftbrettchen in den Abmessungen
73 × 5 × 185 mm gesägt werden.
Die Brettchen wiesen eine ausgezeichnete Prozeßgängigkeit und
Spitzbarkeit auf.
Auch hier zeigte sich der antistatische Einfluß des
Imprägnationsmittels in einem verbesserten Abtransport der
Späne und einer verminderten Staubexplosionsgefahr.
Die Standzeit der Werkzeuge konnte durch die Herabsetzung des
Bearbeitungswiderstandes auf die vierfache Einsatzzeit
gesteigert werden.
Alle mit den so imprägnierten Brettchen hergestellten
Schreib-, Zeichen- und Malgeräte oder sonstigen Gegenstände,
ließen sich gut spitzen, schnitzen oder anderweitig
bearbeiten und erfüllten auch sonst die an derartige Artikel
gestellten hohen Anforderungen.
Sie waren insbesondere auch gut lackierbar.
Claims (15)
1. Verwendung einer wässrigen Emulsion oder Dispersion
eines wasserunlöslichen kationischen, amphoteren oder
nichtionischen Tensides, bei der die disperse Phase einen
mittleren Teilchen- bzw. Tröpfchendurchmesser von unter 1 µm
aufweist, zur Verbesserung der mechanischen Bearbeitbarkeit
von Holz.
2. Verwendung des Mittels nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß es zunächst als konzentrierte
Vordispersion vorliegt, die im wesentlichen aus 32 bis 40
Gew.-% Tensid und 60 bis 67,2 Gew.-% Wasser, sowie
gegebenenfalls 0,8 Gew.-% Pigmentlösung besteht.
3. Verwendung des Mittels nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die kationischen Tenside
Substituenten aus der Gruppe der Imidazoline, Benzyle,
Alkyle, Dialkyle, Monoalkyl-Trimethyl, Dialkyl-Dimethyl,
Methyl-Dialkoxy-Alkyl, Dialkyl-Methyl-Benzyl, Diamidoamin
tragen.
4. Verwendung des Mittels nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die kationischen Tenside
Verbindungen aus der Gruppe komplexer diquartärer
Verbindungen sind.
5. Verwendung des Mittels nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tenside nichtionische
Verbindungen sind, aus der Gruppe der Fettaminoxide,
Aminethoxylate, und/oder von Addukten eines Ethylenoxides,
die sich an einem Heteroatom protonieren lassen und damit in
saurem Medium kationischen Charakter annehmen.
6. Verwendung des Mittels nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tenside amphotere
Verbindungen sind, aus der Gruppe der Betaine und/oder der
Ampholyte.
7. Verwendung des Mittels nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Tensid ein 1-Stearinsäure
amidoäthyl-2 Stearyl 3-methyl-imidazolinium-methosulfat ist.
8. Verwendung des Mittels nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tensid ein Alkyldimethybenzylammoniumchlorid ist.
9. Verwendung des Mittels nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Tensid ein
Distearyldimethylammoniumchlorid ist.
10. Verwendung des Mittels nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tensid ein Talgfettaminethoxylat mit 5 Mol
Ethylenoxid pro Mol ist.
11. Verwendung des Mittels nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß es 32,00 Gew.-% Tensid,
vorzugsweise Distearyldimethylammoniumchlorid, 67,2 Gew-%
Wasser und 0,8 Gew.-% einer 20%-igen, wäßrigen Pigment-
Präparation, mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von
kleiner 1 µm aufweist.
12. Verwendung eines Mittels nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, zur Behandlung von Holz, wobei zunächst in einem
Stahlbehälter die zu behandelnden Bretter vorgelegt und gegen
Aufschwimmen gesichert werden, wobei der Behälter dann samt
Inhalt evakuiert und bei einem Vakuum von 80 bis 95% 10 bis
25 Minuten belassen wird, wobei dann die auf
Anwendungskonzentration des Mittels verdünnte Flotte unter
Zerstörung des Vakuums in den Behälter eingebracht wird,
wobei das Holz für 1 bis 6 Stunden gehalten wird und wobei
anschließend zunächst die Flüssigkeit und dann das Holz aus
dem Behälter entfernt wird.
13. Verwendung eines Mittels gemäß Anspruch 12, wobei die
Behandlung unter Anwendung von erhöhter Temperatur und/oder
erhöhtem bzw. zusätzlichem Druck erfolgt.
14. Verwendung eines Mittels gemäß einem der Ansprüche 12
oder 13, wobei zunächst in einem geeigneten Behälter
schnittfrische Bretter vorgelegt und gegen Aufschwimmen
gesichert werden, wobei dann die Flotte in den Behälter
eingepumpt und mit einem Flüssigkeitsdruck von 14 bar
beaufschlagt wird, wobei dieser Druck für 4 Stunden gehalten
wird, wobei während dieser Zeit die Flüssigkeit zirkuliert
und wobei dann die Flotte aus dem Behälter gepumpt und das
Holz entnommen wird.
15. Verwendung eines Mittels gemäß einem der Ansprüche 12 bis
14, wobei in einen geeigneten Behälter schnittfrische Bretter
mit einem Wassergehalt von durchschnittlich 80 Gew.-%
vorgelegt und gegen Aufschwimmen gesichert werden, wobei das
auf 12,0 Gew.-% Aktivgehalt verdünnte und auf 85°C erwärmte
Mittel in den Behälter eingepumpt und mit einem
Flüssigkeitsdruck von 14 bar beaufschlagt wird, wobei dieser
Druck für 4 Stunden gehalten wird, wobei während dieser Zeit
die Flüssigkeit zirkuliert und wobei anschließend die Flotte
aus dem Behälter gepumpt und ein Nachvakuum von 10 Minuten
angelegt wird.
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