DE2154497C3 - Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Holz - Google Patents
Verfahren zur Oberflächenbehandlung von HolzInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Holz durch Harzbildung, bei dem das
Holz vor der Harzbildung mit Phenol oder substituiertem Phenol behandelt wird.
Es gibt bekanntlich Holzarten, die nur schwer zu imprägnieren sind, da das Imprägniermittel ni<r schwer
in das Holz eindringt, auch wenn bei Unter- oder
Überdruck gearbeitet wird.
Um das Eindringen des Imprägniermittels zu erleichtern, ist es bereits bekannt, gewisse Bestandteile
aus dem Holz herauszulösen und dadurch dasselbe für eine Imprägnierung geeigneter zu machen. So ist es
beispielsweise aus der SW-PS 49 519 bekannt, durch eine Behandlung des Holzes mit säurehaltigem Dampf
aus dem Holz Harze herauszulösen.
Weiterhin ist es bekannt, z. B. aus der DT-PS 9 75 286,
durch Behandlung von Holz mit sauren wässrigen Natriumchloritlösungen aus dem Holz Lignin herauszulösen,
um dadurch Hohlräume zu schaffen und Poren zu öffnen, um hierdurch d*s Eindringen des Imprägniermittels
zu erleichtern.
Es ist auch allgemein bekannt, in der erwähnten Weise vorbehandelte Holzoberflächen mit Kunstharzen
oder kunstharzbildenden, polymerisierbaren oder kondensierbaren Mitteln zu imprägnieren.
Nachteilig an derartigen Verfahren ist, daß das Vorbehandlungsmittel durch Waschen oder dergl. vor &>
der sich anschließenden Imprägnierung wieder entfernt werden muß.
Aus der DTPS 2 31 148 und den CH-PS I 41 109 sowie I 91 895 ist es ferner bekannt, Holz entweder mit
einer Kuristharzlösung oder mit den das Kunstharz bildenden Komponenten zu Imprägnieren und anschließend
auszuhärten. Mit diesen Verfahren läßt sich jedoch keine Vollimprägnierung der Zellhohlräume erreichen,
da die verwendeten Kunstharze entweder nicht voll in
die Zellhohlräume einzudringen vermögen oder weil bei Verwendung von Lösung das Lösungsmittel bei seiner
Verdampfung Hohlräume hinterläßt.
Es ist schließlich auch bekannt, z. B. aus der CH-PS
1 20 051 und der US-PS 15 50 395 Holz mit Dämpfen zu
behandeln, die Phenol oder Homologe von Phenol wie Kresol enthalten. Durch diese Behandlung soll das Holz
zum Quellen gebracht werden, um für die nachfolgende Imprägnierung aufnahmefähiger zu sein. Auch bei
Anwendung dieses Verfahrens läßt sich jedoch eine Vollimprägnierung der Zellhohlräume nicht erreichen.
Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Holz anzugeben, das ein
begrenztes Eindringen des Oberflächenbehandlungsmittels sowie die Erzielung von beständigen verschleißfesten
Oberflächen auf eine einfache und wirtschaftlichere Weise ermöglicht, als dies bisher möglich war,
insbesondere bei schwer zu imprägnierenden Holzarten.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Holz durch Harzbildung,
bei dem das Holz vor der Harzbildung mit Phenol oder substituiertem Phenol behandelt wird, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß das Phenol oder substituierte Phenol in geschmolzenem Zustand eingesetzt und die
Holzoberfläche damit imprägniert und das Imprägnierungsmittel in einer zweiten Stufe mit einem Stoff, der
mit dem Imprägnierungsmittel unter Harzbildung reagiert, gehärtet wird.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt eine Vorbehandlung des Holzes mit Phenol bei
erhöhter Temperatur und eine Nachbehandlung bei Zimmertemperatur mit einer wässrigen Hexamethylentetraminlösu:;g.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung erfolgt die Vorbehandlung des
Holzes bei erhöhter Temperatur mit Phenol und eine Nachbehandlung bei Zimmertemperatur mit einer
Mischung von zuvor zusammengeschmolzenem Phenol und Paraformaldehyd unter Zusatz eines alkalischen
Härters.
Gemäß einer dritten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Vorbehandlung auf die gleiche Weise
wie bei der zweiten Ausführungsform, während die Nachbehandlung bei Zimmertemperatur mit einer
hochkonzentrierten wässrigen Melamin-Formaldehydharzlösung erfolgt.
Gemäß einer vierten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung erfolgt die Vorbehandlung mit
Resorzin oder einem anderen substituierten Phenol bei erhöhter Temperatur, während die Nachbehandlung mit
einer Mischung von zuvor zusammengeschmolzenem Paraformaldehyd und Phenol unter Zusatz eines
alkalischen Härters erfolgt.
Das Härten des Vorbehandlungs- bzw. Nachbehandlungsmittels erfolgt bei sämtlichen Ausführungsformen
in an sich bekannter Weise. Es kann dabei zweckmäßig sein, die Härtung aufzuteilen in eine Vorhirtung, die
z. B. in einem Ofen erfolgen kann, sowie eine Nachhärtung in einer Heizpresse unter Verwendung
von Glanzblechen, Mattblechen oder dergl., um die Oberflächenstruktur zu beeinflussen.
Bei der Vorbehandlung der Holzoberflächen tritt das bekannte Problem auf, daß die Stirnseiten des Holzes
eine bedeutend größere Saugfähigkeit entwickeln, als die übrigen Holzoberflächen. Infolgedessen können die
Stirnseiten des Holzes vor der Vorbehandlung mit
einem Mittel behandelt werden, das die Eindringgeschwindigkeit
in das Stirnholz herabsetzt. Die kann in der Weise geschehen, daß das Mittel seine die
Eindringgeschwindigkeit vermindernde Wirkung dadurch entfaltet, daß es bei der Vorbehandlung des
Holzes polymerisiert oder kondensiert.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung des Verfahrens werden die Stirnseiten mit einem wasserlöslichen
Melaminharz oder einer gesättigten wässrigen Lösung von Hexamethylentetramin behandelt und durch die
Vorbehandlung des Holzes mit Phenol bei erhöhter Temperatur gehärtet, wobei sich in Phenol unlösliche
Harze an den genannten Stirnseiten bilden und ein rasches Eindringen von Phenol in die derart behandelten
Stirnseiten als an den übrigen Oberflächen verhindern.
Die folgenden Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung
näher veranschaulichen.
B e i s ρ i e I 1
Die Stirnseiten von Tannenholzstücken werden mit einer 50%igen wäßrigen Melaminharzlösung behandelt
und getrocknet. Bei der sich anschließenden Vorbehandlung der Holzstücke oder gegebenenfalls nur
gewisser Oberflächen desselben mit konzentriertem geschmolzenem Phenol bei 1000C während zwei
Stunden wird eine Eindringtiefe des Phenols von 1 -2 mm erreicht, wobei gleichzeitig Melaminharz an den
Stirnseiten der Holzstücke zu in Phenol unlöslichem Melaminharz gehärtet wird, was ein nennenswertes
Eindringen von Phenol in das Stirnholz verhindert. Demgegenüber dringt das Phenol in die übrigen
Oberflächen ein und imprägniert dieselben. Nach Herausnehmen der behandelten Stücke aus dem
Phenolbad werden sie etwa zwei Stunden lang mit.einer nahezu gesättigten wässrigen Hexamethylentetraminlösung
(etwa 40 Gew.-%) bei Zimmertemperatur behandelt. Danach erfolgt ein Halbstündiges Heißpressen bei
etwa 1400C und einem Überdruck von ca. 1,5 kp/cm2,
wobei man eine harte, blanke und wasserabweisende Oberfläche erhält. Das verwendete Phenol bestand aus
einem technischen Produkt.
45
Nach einer Stirnseitenbehandlung, wie in Beispiel 1 angegeben, werden Täfelungsbretter aus Tanne etwa 3
Stunden lang bei 900C mit konzentriertem geschmolzenem Phenol mit einem Zusatz von etwa 0,2%
Schwefelsäure vorbehandelt. Dabei erzielt man eine Phenol-Eindringtiefe von etwa 1-2 mm. Der Säurezusatz
verleiht dem Phenol einen delignifizierenden Effekt, wodurch Eindringtiefe und -geschwindigkeit
zunehmen. Die Nachbehandlung, d. h. die Imprägnierung erfolgt etwa 1 Stunde lang bei Zimmertemperatur
und einem Überdruck von 5-10 kp/cm2 unter Verwen dung einer Mischung von Phenol und Paraformaldehyd
im Verhältnis 1:1 bis 2 :1, die zuvor zu einer klaren Flüssigkeit zusammengeschmolzen wurden, mit einem
Zusatz von NaOH bis zu einem pH-Wert von etwa 8,5, nach einer vorhergehenden etwa 15minütigen Vakuumbehandlung.
Danach werden die Täfelungsbretter in einem Ofen bei 80-140°C 1-2 Stunden lang gehärtet. Bei
größerer Impregniertiefe ist die Härtungszeit langer und bei geringerer Imprägniertiefe kürzer. Danach
erfolgt eine 5 bis 20 Minuten lange Nachhärtung in einer Heizpresse bei 130-180°C, wobei die später sichtbare
Täfelungsoberfläche gegen ein Glanzblech, Mattblech oder dergl. anliegt Hierbei erhält man verhältnismäßig
heile Täfelungsoberflächen. Ist eine gefärbte Täfelungsoberfläche erwünscht, setzt man der Imprägniermischung
entsprechende Farbstoffe zu.
Eine gesättigte wäßrige Lösung von Hexamethylentetramin
wird auf die Stirnseiten von Kiefernhoizstükken aufgetragen. Durch eine etwa einstündige Behandlung
bis etwa 1100C mit konzentriertem geschmolzenem
Phenol mit einem Zusatz von etwa 0,5% Zinnchlorid (SnCh) dringt das Phenol etwa 2 mm in die
nicht mit Hexamethylentetramin vorbehandelten Oberflächen ein. An den vorbehandelten Stirnseiten reagiert
demgegenüber das Hexamethylentetramin mit dem Phenol und bildet ein in Phenol unlösliches Phenolkunstharz.
Danach erfolgt eine etwa einstündige Nachimprägnierung mit einer Mischung aus Phenol und
Paraformaldehyd in einem Autoklaven bei etwa 5 atü und Zimmertemperatur. Die Härtung erfolgt hier auf
gleiche Weise, wie in Beispiel 2 beschrieben, wobei man verhältnismäßig helle Holzoberflächen erhält.
Die Stirnseiten von Tannenholzstücken werden in der in Bespiel 3 beschriebenen Weise versiegelt. Danach
erfolgt eine etwa 1 Stunde lange Vorbehandlung der Tannenholzstücke mit Resorzin bei ca. 1200C, wobei die
Eindringtiefe von etwa 1 mm erhalten wird. Nach der Behandlung mit Resorzin werden die vorbehandelten
Tannenholzstücke bei Zimmertemperatur mit einer hochkonzentrierten wässrigen Melaminformaldehydlösung
eines pH-Wertes von 8-9 zur Vermeidung einer Selbsthärtung imprägniert. Danach erfolgt eine Vorhärtung
(etwa 90%) im Heizofen, wie oben beschrieben, bei ca. 80-1400C, wonach eine Nachhärtung bei höheren
Temperaturen, d. h. etwa 130-1800C, in einer Heizpresse
unter Verwendung von Glanzblechen, Mattblechen oder dergl. erfolgt, wodurch die Oberflächenbeschaffenheit
des Holzes beeinflußt werden kann.
Den Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß zunächst eine Behandlung der Stirnseiten erfolgt. Ist
jedoch eine gleichmäßige Eindringtiefe des gegebenenfalls substituierten Phenols nicht srforderlich, kann die
Versiegelung der Stirnseiten unterbleiben. Zum Versiegeln wird dabei ein Mittel verwendet, das die
Eindringgeschwindigkeit in das Holz herabsetzt, indem es bei der Vorbehandlung des Holzes bei erhöhter
Temperatur mit Phenol oder einem substituierten Phenol wie Resorzin polymerisiert oder kondensiert.
Die Vorbehandlung des Holzes nach der Versiegelung der Stirnseiten bewirkt ein Anschwellen des
Holzes, wobei gewisse Bestandteile desselben gelöst werden. In saurer Umgebung — durch Zusatz einer
starken Mineralsäure, z. B. H2SO4, — führt eine derartige Behandlung mit Phenol zu einem gewissen
Abbau von Lignin, das indessen im Holz vcbleibt und an der Kunstharzbildung teilnimmt. Durch Zusatz
bestimmter Salze mit reduzierenden Eigenschaften, z. B. Zinn(ll)chiorid, läßt sich die Braunfärbungstendenz der
Phenolharze vermindern.
Nach der Vorbehandlung folgt die Nachbehandlung unter Bildung eines Polymeren.
Die Härtung erfolgt schließlich in an sich bekannter Weise durch Erwärmung, eventuell in 2 Stufen durch ein
Vorhärten im Ofen und Nachhärten in einer Heizpresse. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine
Vereinfachung bisher bekannter ähnlicher Verfahren durch Vermeidung von Auswasch- und Trocknungsoperationen
zwischen der Vorbehandlung und Nachbehandlung erreicht. Weiterhin wird das als Vorbehandlungmittel
dienende Phenol odtr substituierte Phenol
If-
auch als Kunstharzstoffbilder ausgenützt. Gegebenenfalls abgebautes oder gelöstes Lignin und andere
Holzbestandteile verbleiben im wesentlichen im Holz und können an der Kunstharzbildung teilnehmen,
wodurch keine Substanzverluste entstehen. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur industriellen
Oberflächenbehandlung im großen Maßstab.
Claims (3)
1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Holz durch Harzbildurg, bei dem das Holz vor der
Harzbildung mit Phenol oder substituiertem Phenol behandelt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Phenol oder substituierte Phenol in geschmolzenem Zustand eingeset?t und die HoIzoberfiäche
damit imprägniert und das Imprägnierungsmittel in einer zweiten Stufe mit einem Stoff,
der mit dem Imprägnierungsmittel unter Harzbi! dung reagiert, gehärtet wird.
2. Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung
mit Phenol bei erhöhter Temperatur erfolgt und die Nachbehandlung bei Zimmertemperatur
mit einer Mischung von zuvor zusammengeschmolzenem Phenol und Paraformaldehyd mit
einem Zusatz von alkalischem Härter vorgenommen wird.
3. Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung
mit Resorzinol oder einem anderen substituierten Phenol bei erhöhter Temperatur erfolgt und die Nachbehandlung mit einer zuvor
zusammengeschmolzenen Mischung von Phenol und Paraformaldehyd mit einem Zusatz von alkalischem
Härter vorgenommen wird.
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| SE1485970 | 1970-11-03 |
Publications (3)
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| DE2154497B2 DE2154497B2 (de) | 1976-07-08 |
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