EP2668010A1 - Holzbehandlungsmittel und verfahren zum behandeln von holz, holzwerkstoffen oder dergleichen - Google Patents

Holzbehandlungsmittel und verfahren zum behandeln von holz, holzwerkstoffen oder dergleichen

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Publication number
EP2668010A1
EP2668010A1 EP12701066.8A EP12701066A EP2668010A1 EP 2668010 A1 EP2668010 A1 EP 2668010A1 EP 12701066 A EP12701066 A EP 12701066A EP 2668010 A1 EP2668010 A1 EP 2668010A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wood
photocatalyst
biocide
organic
organic compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12701066.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Pallaske
Peter JÜNGEL
Sascha HELLKAMP
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kurt Obermeier & Co KG GmbH
Original Assignee
Kurt Obermeier & Co KG GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kurt Obermeier & Co KG GmbH filed Critical Kurt Obermeier & Co KG GmbH
Publication of EP2668010A1 publication Critical patent/EP2668010A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/52—Impregnating agents containing mixtures of inorganic and organic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/32—Ingredients for reducing the noxious effect of the active substances to organisms other than pests, e.g. toxicity reducing compositions, self-destructing compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02—Processes; Apparatus
    • B27K3/0278—Processes; Apparatus involving an additional treatment during or after impregnation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/16—Inorganic impregnating agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K5/00—Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
    • B27K5/003—Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00 by using electromagnetic radiation or mechanical waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K2240/00—Purpose of the treatment
    • B27K2240/15—Decontamination of previously treated wood
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/4935—Impregnated naturally solid product [e.g., leather, stone, etc.]
    • Y10T428/662—Wood timber product [e.g., piling, post, veneer, etc.]

Definitions

  • Wood treatment agent and method for treating wood. Wood materials or the like
  • the invention relates to a wood treatment agent according to the preamble of patent claim 1 and to a method for treating wood, wood materials or the like according to the preamble of claim 7. Finally, the invention also relates to wood, a wood material or the like according to the preamble of claim 10 and to a use of photocatalysts for decomposing organic substances, organic compounds and / or biocides according to claim 13.
  • wood, wood-based materials or the like The chemical protection of wood, wood-based materials or the like is achieved by means of biocide-containing wood preservatives. These agents are applied to the wood or introduced into the wood and build there a very durable biocide barrier against wood-destroying fungi and insects. Wood, wood-based materials or the like may further contain organic substances and / or organic compounds.
  • a wood preservative in the wood for example, via so-called surface processes, such as painting, dipping, spraying, via storage methods, such as a tray impregnation, or via impregnation methods, such as, for example, a pressure impregnation of a boiler. All these methods have in common that the wood preservative passes through the wood surface into the interior of the wood and, depending on the chosen method, leaves behind or builds up a more or less deep, biocide-loaded barrier zone and / or a barrier zone, which is produced by organic Substances and / or organic compounds is loaded.
  • the distribution of organic substances and / or organic compounds and / or biocides, hereinafter also referred to as aforementioned substances, is approximately homogeneous within this blocking zone only in the case of the aforementioned impregnation method.
  • the content of the aforementioned substances also called active ingredient content, usually decreases exponentially from the surface to the inside.
  • the depth of penetration of the wood preservative is usually about 1 to 5 mm, the efficacy depth, referred to above exclusion zone, 0.5 to 3 mm, the distribution of the aforementioned substances, in particular the biocide distribution, in the exclusion zone from the surface decreases strongly exponentially inside.
  • the depth of penetration of the wood preservative is usually about 5 to 15 mm, the efficacy depth 3 to 12 mm, the distribution of the aforementioned substances, in particular the biocide distribution decreases moderately exponential in the exclusion zone from the surface to the inside.
  • the penetration depth of the wood preservative is usually more than 20 mm, the effectiveness depth also more than 20 mm, the distribution of the aforementioned substances, in particular the biocide distribution, in the exclusion zone is almost homogeneous.
  • very high concentrations of the abovementioned substances occur on and immediately below the treated surface of the wood, wood-based material or the like.
  • the concentration gradient between the wood surface and the immediate environment causes a mass transfer from the wood into the surrounding air or to the suspended particles contained in the air.
  • the desorption of biocide molecules on dust particles can lead to an additional biocide contamination of the room air in closed rooms.
  • the invention has for its object to design a wood treatment agent of the type mentioned above and a method of the type mentioned above so that the delivery of organic substances, organic compounds and / or biocide release from wood, wood-based materials or the like in the immediate vicinity, in particular in living spaces, is reduced to a negligible level. Furthermore, a wood, wood-based material or the like of the aforementioned type is to be created, the surface of which reduces exposure to organic substances, organic compounds and / or biocide exposure in direct contact with humans and animals to a technically feasible minimum.
  • the wood treatment agent according to the invention contains a wood preservative containing at least one organic substance, an organic compound and / or at least one biocide, wherein the at least one organic substance, organic compound and / or the at least one biocide is photocatalytically degradable. Furthermore, the wood treatment agent contains at least one photocatalyst, which causes the degradation of the at least one organic substance, organic compound and / or the at least one biocide. This makes it possible to eliminate residues on one or more of the aforementioned substances, in particular biocide residues, on treated wood surfaces by means of a photoinduced or photocatalytic destruction.
  • the at least one photocatalyst contains or contains, for example, titanium dioxide (T1O2), carbon-doped TiO 2 , nitrogen-doped TiO 2 or nitrogen-doped TIO 2 with palladium nanoparticles.
  • the TiO 2 is in anatase configuration.
  • the different, aforementioned dopants of the T1O2 cause the photocatalysis takes place already in the daylight range and not exclusively in the ultraviolet (UV) range.
  • the aforementioned palladium nanoparticles like a kind of "battery", cause an energy store, so that the photocatalysis can continue to progress even in poor light conditions and / or even in the dark.
  • the at least one photocatalyst is suspended in the wood preservative, the particle size of the at least one photocatalyst being 10 to 30 ⁇ 10 3 nm, preferably 100 to 5 ⁇ 10 3 nm, particularly preferably 150 to 3 ⁇ 10 3 nm, and the proportion of the foundeds- least a photocatalyst in wood preservatives 1 x 10 "to 10 wt .-%, preferably 0.5 to 5 wt .-%, particularly preferably 1 to 3 wt .-%, is.
  • the particle size of the at least one photocatalyst can be selected so that the photocatalyst is almost exclusively on the surface of the wood, wood-based material or the like and penetrates only slightly into the wood.
  • the photocatalyst can be provided precisely there and largely only where an incidence of light can be assumed or presupposed.
  • the at least one biocide is one or more fungicides selected from
  • the aforementioned photocatalysts are able to break down a wide variety of fungicides and insecticides, so that these substances can not get out of the wood in the immediate vicinity.
  • Analogous embodiments apply to the degradation of one or more organic substances and / or compounds.
  • a wood preservative containing at least one organic substance, an organic compound and / or at least one biocide, on applied to the wood and / or introduced into this furthermore comprises the further steps of applying / introducing at least one photocatalyst on or into the wood, which causes the degradation of the at least one organic substance, organic compound and / or of the at least one biocide, wherein / Introducing the at least one photocatalyst carried out together with or after the installation / introduction of the wood preservative.
  • the first, above-mentioned alternative, in which the at least one photocatalyst is applied or introduced together with the wood preservative on the wood or in the wood, has the advantage that the at least one photocatalyst not in a separate step, but simultaneously with the wood preservative can be supplied to the wood. So it's a separate, i. separate application or application or introduction of the at least one photocatalyst usually not required.
  • the second aforementioned alternative, according to which the introduction / introduction of the at least one photocatalyst takes place after the wood preservative has been applied, has the advantage that wood which has already been treated with a wood preservative can to some extent subsequently be provided with the at least one photocatalyst , so that the inventive method can also be used in already provided with wood preservatives woods.
  • the inventive method can also be used in older, already treated with a wood preservative woods.
  • the at least one photocatalyst is suspended in the wood preservative and applied together with this on the wood and / or introduced into this. The wood preservative and the at least one photocatalyst can thus be fed to the wood in a single step.
  • the method according to the invention can be carried out particularly inexpensively.
  • the particle size of the at least one photocatalyst is 10 to 30 ⁇ 10 3 nm, preferably 100 to 5 ⁇ 10 3 nm, particularly preferably 150 to 3 ⁇ 10 3 nm, and the particle size is determined in such a way. chooses that the at least one photocatalyst applied to the wood at most penetrates into the wood up to about 1 mm.
  • the at least one photocatalyst is located in a near-surface region of the wood, namely in the area in which light can occur during the life of the wood.
  • the wood or the wood material or the like contains a wood preservative containing at least one organic substance, an organic compound and / or at least one biocide.
  • the at least one organic substance, organic compound and / or the at least one biocide is photocatalytically degradable.
  • the wood or the wood material or the like has at least one photocatalyst, which causes the degradation of the at least one organic substance, organic compound and / or the at least one biocide.
  • the wood, the wood-based material or the like therefore also contains at least one photocatalyst in addition to the at least one organic substance, an organic compound and / or the wood preservative containing at least one biocide.
  • the at least one photocatalyst is that which has already been mentioned above with respect to the wood preservative of the present invention. Also, the particle size and the selection of the particle size correspond to those details, as they were previously stated in the wood treatment agent.
  • the invention also includes the aspect of photocatalysts for degradation of organic shear substances, organic compounds and / or biocides in at least one organic substance, an organic compound and / or at least one biocidal wood to use.
  • Embodiments of the subject invention are described below with reference to the drawing, all described and / or illustrated features alone or in any combination form the subject matter of the present invention, regardless of their combination in the claims or their dependency. Show it:
  • Fig. 1 is a schematic representation of photocatalysis on a photocatalyst
  • Fig. 2 is a schematic diagram in which the pigment content above the
  • Penetration depth of the photocatalyst is plotted in the wood, this graph refers to a particle size of the photocatalyst between 20 and 150 nm;
  • Fig. 3 is a schematic diagram in which the pigment content over the
  • this graph refers to a particle size of the photocatalyst between 120 and 300 nm.
  • Fig. 4 is a schematic diagram in which the pigment content above the
  • this graph refers to a particle size of the photocatalyst between 300 and 800 nm.
  • the wood treatment agent contains a wood preservative. This contains at least one organic substance, an organic compound and / or at least one biocide. The at least one organic substance, an organic compound and / or the at least one biocide is photocatalytically degradable. Furthermore, the wood treatment agent contains at least one photocatalyst 1 which is heated under suitable conditions, namely under light, the degradation of the at least one organic substance, an organic compound and / or the at least one biocide causes.
  • the at least one photocatalyst 1 is or contains titanium dioxide ( ⁇ 2 ), carbon-doped TiO 2 , nitrogen-doped TiO 2 or nitrogen-doped TiO 2 with palladium nanoparticles.
  • inorganic photocatalysts are or include ZnO, WO 3 , SnO 2 , Fe 2 O 3 , FeOOH, Al 2 O 3 , Si, SiO 2 , ZrO 2 , M0O 3, CdS.
  • organic photocatalysts are or include indanthrone, phthalocyanines and their metal complexes, quinacridone and / or perylenetetracarboxylic anhydride, alone or in combination with TiO 2 .
  • organic photoinitiators are or include benzil dimethyl ketal, the cyclohexyl phenyl ketone class and / or the acyl phosphine oxide class.
  • the at least one photocatalyst is capable of collecting light energy, then into biocide molecules and, if present, also in residues of organic substances and / or organic compounds, e.g. in solvent residues initiate and destroy them with it.
  • Solvent residues can be, for example, glycols, amino alcohols and / or glycol ethers.
  • the at least one photocatalyst is suspended in the wood preservative according to a particularly preferred embodiment.
  • the particle size of the at least one photocatalyst is 10 to 30 ⁇ 10 3 nm, preferably 100 to 5 ⁇ 10 3 nm, particularly preferably 150 to 3 ⁇ 10 3 nm.
  • the particle size is also called pigment size.
  • the proportion of the at least one photocatalyst in the wood preservative is 1 ⁇ 10 -4 to 10 wt .-%, preferably 0.5 to 5 wt .-%, particularly preferably 1 to 3 wt .-%. In founded, the proportion of at least one catalyst in wood preservative, the pigment content of the photoca talysators in wood preservative.
  • the at least one biocide contains one or more fungicides and / or one or more insecticides.
  • the one or more fungicides include, for example, triazoles, such as
  • Azaconazole 1 - ([2- (2,4-dichlorophenyl) -1,3-dioxolan-2-yl] methyl) -1-H, 2,4-triazole, propiconazole: 1- [2- (2,4-) Dichlorophenyl) -4-propyl-1,3-dioxolan-2-yl] methyl-1-H-1,2,4-triazole,
  • Tebuconazole 1-p-chlorophenyl-4,4-dimethyl-3 (1H-1,2,4-triazol-1-yl-methyl) -pentan-3-ol
  • Cyproconazole 2- (4-chlorophenyl) -3-cyclopropyl-1- (1H, 2,4-triazol-1-yl) butan-2-ol, metconazole: 5 - [(4-chlorophenyl) methyl ⁇ 2, 2-dimethyl-1- (1H-1, 2,4-triazol-1-yl-methyl) cyclopentanol; Imidazole, like
  • Thiazolcarboxanilide such as 2 ', 6, -Dibromo-2-methyl-4-trifluoromethoxy-4'-trifluoro- methyl-1, 3-thiazole-5-carboxanilide;
  • Copper salts like Copper, sulphate, carbonate, hydroxide carbonate, dihydroxide, chloride, ammonia complexes, amine complexes, diazenium complexes, and copper, sulphate, carbonate, hydroxide carbonate, chloride as particles in micronised form (particle size of From 30 nm to 50 ⁇ m, preferably from 100 nm to 500 nm);
  • Fenfuram furcarbanil, cyclafluramide, furmecyclox, Seedvax, Metsulfovax, pyrocarbolide, oxycarboxine, shirlan, mebenil (mepronil), benodanil, flutolanil (Moncut);
  • Naphthalene derivatives such as
  • Dichlorofluidide tolylfluanid, folpet, fluorfolpet; Captan, Captofol; Benzimidazoles, like
  • Morpholine derivatives such as Tridemorph, fenpropimorph, falimorph, dimethomorph, dodemorph, aldimorph, fenpropidin and their arylsulfonic acid salts, such as.
  • arylsulfonic acid salts such as toluenesulfonic acid and p-dodecylphenylsulfonic acid, iodine derivatives, such as
  • Phenol derivatives such as
  • 1-hydroxy-2-pyridinethione (and its Na, Fe, Mn, Zn salts), tetrachloro-4-methylsulfonylpyridine, pyrimethanil, mepanipyrim, dipyrrithione;
  • Tributyltin oxide Cu 2 O, CuO, ZnO; Dialkyldithiocarbamates, such as
  • Dial dithiocarbamates tetramethyl thiuram disulfide
  • Dithiocarbamates Cufraneb, Ferbam, Mancopper, Mancozeb, Maneb, Metam, Metiram, Thiram, Zineb, Ziram;
  • Formaldehyde and formaldehyde-releasing compounds such as
  • Salts of sorbic acid such as Sodium sorbate, potassium sorbate.
  • fungicides may be selected from one or more of the following:
  • the one or more insecticides include, for example, phosphoric acid esters such as
  • Organosilicon compounds preferably as Dimethyl (phenyl) silyl-methyl-3-phenoxybenzyl ethers such as dimethyl (4-ethoxyphenyl) silylmethyl-3-phenoxybenzyl ether or (dimethylphenyl) silyl-methyl-2-phenoxy-6-pyridylmethyl ether such as.
  • dimethyl (9-ethoxy-phenyl) -silylmethyl-2-phenoxy-6-pyridylmethyl ether or [(phenyl) -3- (3-phenoxyphenyl) -propyl] (dimethyl) silanes such.
  • Etofenprox fenpropathrin, fenfluthrin, fenvalerate, flucythrinate, flumethrin, fluvalinate, permethrin, pyrethrum, resmethrin and tralomethrin; Nitroimines and nitromethylenes, such as
  • Chlorofluorazuron, diflubenzuron, flufenoxuron, flucycloxuron, hexaflumuron, penfluron, teflubenzuron, triflumuron and other development inhibitors such as benzoic acid [2-benzoyl-1- (1,1-dimethylethyl)] hydrazide, 2,6-dimethoxy- N - [5-] 4- (pentafluoroethoxy) -phenyl- [2,3,4-thiadiazol-2-yl] -benzamide, N-cyclopropyl-l, 3,5-triazine-2,4-triamine, 2- (4-phenoxyphenoxy) ethyl ethyl carbamate, 1- (decycloxy) -4- [(6-methoxy-4-hexynyl) oxy] benzene, (2-propynyl) -4-methoxybenzoate, fenoxycarb, pyriproxyfen,
  • the at least one biocide can act as a fungicide or act as an insecticide or act as a fungicide and as an insecticide. Suitable mixtures of the substances mentioned above for the fungicides and insecticides may also be used.
  • a wood preservative containing at least one organic substance, an organic compound and / or at least one biocide applied to the wood 2 and / or introduced into this.
  • wood is used below as an abbreviation for the terms “wood, wood-based materials or the like”.
  • the method includes the further steps of applying / introducing at least one photocatalyst on or into the wood, which causes the degradation of the at least one organic substance, organic compound and / or the at least one biocide, wherein the introduction / introduction of the at least a photocatalyst takes place together with or after the installation / introduction of the wood preservative.
  • the at least one photocatalyst may be contacted with the wood at the same time as referred to above together with the wood preservative.
  • the at least one photocatalyst according to a preferred embodiment of the invention is suspended in the wood preservative and applied together with this on the wood and / or introduced into this.
  • the application / introduction of the at least one photocatalyst-containing wood preservative can be carried out in a single step.
  • the at least one photocatalyst on time after the wood preservative on the wood or bring in the wood.
  • wood which has already been treated with wood preservative can be aftertreated by applying the at least one photocatalyst in order to reduce the load of an organic substance, an organic compound and / or a biocide from the wood into the surrounding atmosphere, in particular into spaces such as Living spaces, decrease.
  • the particle size of the at least one photocatalyst is 10 to 30 ⁇ 10 3 nm, preferably 100 to 5 ⁇ 10 3 nm, particularly preferably 150 to 3 ⁇ 10 3 nm, and is chosen such that the at least one photocat deposited on the wood is selected. lysator penetrates at most to about 1 mm into the wood. This will be explained in more detail below.
  • the wood 2 thus contains a wood preservative containing at least one organic substance, an organic compound and / or at least one biocide.
  • the aforementioned substances are photo-unstable.
  • the wood 2 has a photocatalyst 1, which causes the degradation of the at least one organic substance, organic compound and / or the at least one biocide.
  • the at least one photocatalyst 1 is or contains titanium dioxide (TiO 2 ), carbon-doped TiO 2 , nitrogen-doped ⁇ 2 or nitrogen-doped ⁇ 2 with palladium nanoparticles, in particular palladium in the form of metallic nanoparticles.
  • the particle size of the at least one photocatalyst 1 in the wood is 10 to 30 ⁇ 10 3 nm, preferably 100 to 5 ⁇ 10 3 nm, particularly preferably 150 to 3 ⁇ 10 3 nm.
  • the particle size, also called pigment size, is chosen such that the at least up to about 1 mm into the wood 2 from the surface 3 penetrates the wood applied at least photocatalyst.
  • the invention also includes the use of photocatalysts for decomposing organic substances, organic compounds and / or biocides into at least one organic substance, an organic compound and / or at least one biocidal wood.
  • the at least one photocatalyst When applying or applying the at least one photocatalyst individually or together with the wood preservative penetrates the liquid front together with the at least one organic substance, at least one organic compound and / or the at least one biocide in the wood.
  • the at least one photocatalyst thus accumulates in an upper near-area and has a high concentration there.
  • the penetration depth of the at least one photocatalyst corresponds approximately to the light penetration depth into the wood, namely preferably 0.5 to 1 mm.
  • 80% of the at least one organic substance, organic compound and / or the at least one biocide are within a penetration depth of 2 to 3 mm on or in the wood.
  • the near-surface region is heavily loaded with the at least one organic substance, at least one organic compound and / or the at least one biocide.
  • FIG. 1 schematically shows the mode of action of photocatalysis on a photocatalyst pigment, namely a TiO 2 pigment.
  • the electronic band structure of a semiconductor is characterized by the highest occupied energy band, called valence band V, and the lowest unoccupied energy band, called conduction band L.
  • the aforementioned energy bands are separated by an energy gap.
  • the semiconductor now absorbs 4 photons whose incident energy is greater than or equal to the energy gap, then electrons in the valence band V are excited to migrate into the conduction band. An excess of electrons is formed in conduction band L; in the valence band V corresponding electron holes are formed.
  • These electron / hole pairs can recombine or react on the surface with electron donors or electron acceptors, as shown in FIG. 1 on the basis of adsorbed water and oxygen.
  • the resulting radicals are highly reactive substances. They quickly attack surrounding substances, such as the abovementioned aforementioned substances, in particular biocides.
  • the at least one photocatalyst applied to the wood can also have a disinfecting or sterilizing or preserving effect and / or cause near-surface self-cleaning.
  • the semiconductor remains unchanged during the reaction.
  • a direct oxidation or reduction of adsorbed on the semiconductor surface or immediately adjacent organic substances, organic compounds and / or biocides is possible.
  • the photocatalytic degradation of organic substances, organic compounds and / or biocides can both reductively, for example by means of direct reduction by the electrons in the conduction band L, as well as oxidative way, for example by oxidation of the pollutant by OH radicals take place.
  • the at least one organic substance and / or at least one organic compound and / or the at least one biocide is radically decomposed.
  • the particle size of the at least one photocatalyst is selected such that the distribution of the photocatalyst in the wood sets in the desired manner.
  • FIGS. 2 to 4 the pigment distribution of the photocatalyst in the wood 2 is shown schematically.
  • the pigment content is plotted above the penetration depth, the surface 3 of the wood 2 being located on the left in the respective representation.
  • the penetration depth of the photocatalyst thus increases from left to right.
  • the particle size of the photocatalyst 20 to 150 nm In Fig. 2, the particle size of the photocatalyst 20 to 150 nm. It follows the curve 5 of the pigment distribution, as shown in the upper part of Figure 2. This course shows that the photocatalyst particles are relatively uniform over the wood cross section in the wood. Immediately at the surface, the particle content, also called pigment content, is about 100%. It then sinks to about 90% at a penetration depth of between 1 and about 7 mm and drops slightly again to about 80% at a penetration depth above 7 mm. It follows that photocatalysts with particle sizes between 20 and 150 nm penetrate very extensively into the wood. The illustration in FIG. 3 relates to photocatalysts with particle sizes between 120 and 300 nm.
  • the course 5 of the pigment distribution likewise shown in the upper part of this figure, is established. It can be seen that the pigment content drops from 100 to about 50% to a penetration depth of about 0.5 mm and reduces to a pigment content of about 25% between a penetration depth of 0.5 mm and about 4 mm. Above a penetration depth of about 4 mm, the pigment content remains constant at about 25%.
  • FIG. 4 shows the course 5 of the pigment distribution for particle sizes of the photocatalyst between 300 and 800 nm. Up to a penetration depth of about 0.5 mm, the pigment content drops steeply from 100 to about 20%. At a penetration depth above 0.5 mm, the course 5 asymptotically approaches a pigment content of about 0%, which is achieved at a penetration depth between 4 and 5 mm. Thus, FIG. 4 initially shows a relatively steep drop in the pigment content of the at least one photovoltaic catalyst up to a penetration depth of 0.5 mm.
  • the penetration properties of the photocatalyst can thus be specifically controlled, so that the photocatalytic effects, for example after processing of the wood surface (grinding, planing, etc.), are retained by using smaller, deeply penetrating photocatalyst pigments.
  • the photocatalyst can be fixed in particulate form and / or in particulate form on an inert carrier material and / or embedded in an inert carrier material.
  • the carrier material may be, for example, an inert binder or a layered silicate.
  • the subsequent application of the photocatalyst can be carried out in the same manner as described above for the wood preservative, ie, for example, by surface methods such as brushing, dipping, spraying, by storage methods such as tray impregnation, or by impregnation methods such as, for example, a pressure impregnation ,
  • the at least one biocide may be in dissolved, emulsified, microemulsified, particulate dispersed, microencapsulated or microparticle bound form.
  • the distribution patterns shown in FIGS. 2 to 4 apply to pine sapwood, which has been treated by the boiler pressure method.
  • the particle size of the at least one photocatalyst can therefore be chosen so that a penetration of the photocatalyst particles is not possible by so-called spotting openings of the wood, ie the individual particles of the at least one photocatalyst are deposited on the surface 3 of the wood.
  • the wood is still water vapor permeable after application of the wood preservative and the photocatalyst; it therefore remains open to diffusion.
  • the at least one photocatalyst is applied to the surface of the wood, as soon as the photocatalytic action described above has occurred, there are hardly any residues of the at least one organic substance, an organic compound and / or the at least one biocide on the surface.
  • the application / introduction of the photocatalyst can be carried out in one stage together with the wood preservative or in two stages after the application or introduction of the wood preservative.
  • wood preservative means such means that prevent deterioration or destruction of wood and wood-based materials and thus ensure a long service life of the wood.
  • the wavelength of the light irradiated for decontamination is tuned to the absorption characteristics of the biocides used and the photocatalysts used, and that daylight and / or artificial light corresponds to the absorption characteristics of the photocatalysts used.
  • organic substances and / or organic compounds and / or biocides are used which are photoinstable, ie unstable when exposed to light.

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Description

Holzbehandlungsmittel und Verfahren zum Behandeln von Holz. Holzwerkstoffen oder dergleichen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Holzbehandlungsmittel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zum Behandeln von Holz, Holzwerkstof- fen oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7. Schließlich bezieht sich die Erfindung auch auf Holz, einen Holzwerkstoff oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10 sowie auf eine Verwendung von Photokatalysatoren zum Abbau organischer Substanzen, organischer Verbindungen und/oder von Bioziden gemäß Patentanspruch 13.
Der chemische Schutz von Holz, Holzwerkstoffen oder dergleichen wird über biozid- haltige Holzschutzmittel erzielt. Diese Mittel werden auf das Holz aufgebracht bzw. in das Holz eingebracht und errichten dort eine sehr langlebige Biozid-Barriere gegen Holz zerstörende Pilze und Insekten. Holz, Holzwerkstoffe oder dergleichen können ferner organische Substanzen und/oder organische Verbindungen enthalten.
Das Einbringen eines Holzschutzmittels in das Holz erfolgt beispielsweise über sogenannte Oberflächenverfahren, wie zum Beispiel Streichen, Tauchen, Spritzen, über Einlagerungsverfahren, wie zum Beispiel eine Trogtränkung, oder über Imprägnierverfahren, wie zum Beispiel eine Kesseldruckimprägnierung. All diesen Verfahren ist gemeinsam, dass das Holzschutzmittel über die Holzoberfläche in das Innere des Holzes gelangt und in Abhängigkeit von dem gewählten Verfahren eine mehr oder weniger tiefe, Biozid-beladene Sperrzone und/oder eine Sperrzone hin- terlässt bzw. aufbaut, die mittels organischer Substanzen und/oder organischer Verbindungen beladen ist. Die Verteilung der organischen Substanzen und/oder organischen Verbindungen und/oder Biozide, nachfolgend auch vorgenannte Stoffe bezeichnet, ist innerhalb dieser Sperrzone nur bei dem vorgenannten Imprägnierver- fahren annähernd homogen. Bei den Oberflächenverfahren und den Einlagerungsverfahren nimmt der Gehalt an den vorgenannten Stoffen, auch Wirkstoffgehalt genannt, in aller Regel von der Oberfläche nach innen hin exponentiell ab.
Beim Oberflächenverfahren beträgt die Eindringtiefe des Holzschutzmittels übli- cherweise etwa 1 bis 5 mm, die Wirksamkeitstiefe, vorstehend Sperrzone genannt, 0,5 bis 3 mm, wobei die Verteilung der vorgenannten Stoffe, insbesondere die Biozid-Verteilung, in der Sperrzone von der Oberfläche nach innen hin stark exponentiell abnimmt. Beim Einlagerungsverfahren beträgt die Eindringtiefe des Holzschutzmittels üblicherweise etwa 5 bis 15 mm, die Wirksamkeitstiefe 3 bis 12 mm, wobei die Verteilung der vorgenannten Stoffe, insbesondere die Biozid-Verteilung, in der Sperrzone mäßig exponentiell von der Oberfläche nach innen hin abnimmt. Bei den Imprägnierverfahren beträgt die Eindringtiefe des Holzschutzmittels üblicherweise mehr als 20 mm, die Wirksamkeitstiefe ebenfalls mehr als 20 mm, wobei die Verteilung der vorgenannten Stoffe, insbesondere die Biozid-Verteilung, in der Sperrzone nahezu homogen ist. Speziell bei den vorgenannten Oberflächenverfahren aber auch bei den Einlagerungsverfahren treten auf und unmittelbar unter der behandelten Oberfläche des Holzes, Holzwerkstoffs oder dergleichen sehr hohe Konzentrationen der vorgenannten Stoffe auf. Das Konzentrationsgefälle zwischen Holzoberfläche und der unmit- telbaren Umgebung bewirkt einen Stoffübergang aus dem Holz in die umgebende Luft bzw. auf die in der Luft enthaltenen Schwebstoffe. Insbesondere über die Desorption von Biozidmolekülen an Staubpartikel kann in geschlossenen Räumen eine zusätzliche Biozidbelastung der Raumluft entstehen. Selbst wenn die vorge- nannten Desorptionseffekte sehr gering sind, ist deren Vermeidung zumindest im unmittelbaren Wohnumfeld wünschenswert, um die Gesamtbiozidbelastung in Wohn- und Aufenthaltsräumen auf ein technisch machbares Maß zu begrenzen. Problematisch ist die hohe Biozidkonzentration auf Holzoberflächen auch überall dort, wo behandeltes Holz in direkten Kontakt mit Mensch und Tier kommt (Terras- sendielen, Spielplatzanlagen, Ställe usw.). Analoge Ausführungen gelten für Belastungen durch einzelne oder sämtliche der vorgenannten Stoffe.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Holzbehandlungsmittel der eingangs erwähnten Art sowie ein Verfahren der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, dass die Abgabe von organischen Substanzen, organischen Verbindungen und/oder die Biozidabgabe aus Holz, Holzwerkstoffen oder dergleichen in die unmittelbare Umgebung, insbesondere in Wohnräume, auf ein vernachlässigbares Maß reduziert wird. Ferner soll ein Holz, Holzwerkstoff oder dergleichen der vorgenannten Art geschaffen werden, dessen Oberfläche die Exposition durch organische Substanzen, organische Verbindungen und/oder die Biozidexposition bei direktem Kontakt mit Mensch und Tier auf ein technisch machbares Minimum reduziert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Holzbehandlungsmittel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 , durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Pa- tentanspruchs 7, durch Holz, Holzwerkstoff oder dergleichen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Holzbehandlungsmittel enthält ein Holzschutzmittel, welches wenigstens eine organische Substanz, eine organische Verbindung und/oder wenigstens ein Biozid enthält, wobei die wenigstens eine organische Substanz, organische Verbindung und/oder das wenigstens eine Biozid photokatalytisch abbaubar ist. Ferner enthält das Holzbehandlungsmittel wenigstens einen Photokatalysator, welcher den Abbau der wenigstens einen organischen Substanz, organischen Verbindung und/oder des wenigstens einen Biozids bewirkt. Damit ist es möglich, Rückstände an einem oder mehreren der vorgenannten Stoffe, insbesondere Biozid- Rückstände, auf behandelten Holzoberflächen mittels einer photoinduzierten oder photokatalytischen Zerstörung zu beseitigen. Da derart photoinduziert oder photoka- talytisch behandelte Oberflächen keine organischen Substanzen, organischen Verbindungen und/oder Biozide mehr aufweisen, kann dementsprechend keine Desorp- tion der entsprechenden Partikel in die umgebende Atmosphäre und auch keine Anlagerung der entsprechenden Partikel an Staubpartikel mehr auftreten. Damit lässt sich die Belastung durch einen oder mehrere der vorgenannten Stoffe insbesondere in Wohn- und Aufenthaltsräumen äußerst weitgehend reduzieren, und bei unmittelbarem Kontakt von Mensch und Tier mit behandelten Hölzern wird beispielsweise eine direkte Biozidexposition auf diesem Wege verhindert. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist oder enthält der wenigstens eine Photokatalysator beispielsweise Titandioxid (T1O2), Kohlenstoff-dotiertes TiO2, Stickstoffdotiertes TiO2 oder Stickstoff-dotiertes T1O2 mit Palladium-Nanopartikeln. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt das TiO2 in Anata- se-Konfiguration vor. Die unterschiedlichen, vorgenannten Dotierungen des T1O2 bewirken, dass die Photokatalyse bereits im Tageslichtbereich und nicht ausschließlich im Ultraviolett(UV)-Bereich stattfindet. Die vorgenannten Palladium-Nanopartikel bewirken wie eine Art "Batterie" einen Energiespeicher, so dass die Photokatalyse auch bei schlechten Lichtverhältnissen und/oder sogar noch im Dunkeln weiter fortschreiten kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Photokatalysator im Holzschutzmittel suspendiert, wobei die Partikelgröße des wenigstens einen Photokatalysators 10 bis 30 x 103 nm, bevorzugt 100 bis 5 x 103 nm, besonders bevorzugt 150 bis 3 x 103 nm, beträgt und der Anteil des wenigs- tens einen Photokatalysators im Holzschutzmittel 1 x 10" bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 3 Gew.-%, beträgt. Durch ein Suspendieren des Photokatalysators im Holzschutzmittel ist es möglich, Holzschutzmittel und Photokatalysator in einem einzigen Arbeitsschritt auf die Holzoberfläche aufzu- tragen. Die Partikelgröße des wenigstens einen Photokatalysators kann so ausgewählt werden, dass sich der Photokatalysator nahezu ausschließlich auf der Oberfläche des Holzes, Holzwerkstoffs oder dergleichen befindet und nur in geringem Maß in das Holz eindringt. Damit kann der Photokatalysator genau dort und weitge- hend nur dort vorgesehen sein, wo ein Lichteinfall angenommen oder vorausgesetzt werden kann.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist das wenigstens eine Biozid ein oder mehrere Fungizide, ausgewählt aus
Triazolen, Imidazolen, Thiazolcarboxaniliden, Kupfersalzen, Mischsalzen, Succinat- Dehydrogenase Inhibitoren, Naphthalin-Derivaten, Sulfenamiden, Benzimidazolen, Thiabendazolen, Thiocyanaten, quartären Ammoniumverbindungen, Morpholinderi- vaten, Jodderivaten, Phenolderivaten, Bromderivaten, Isothiazolinonen, Pyridinen oder Pyrimidinen, Metallseifen, Oxiden, Dialkyldithiocarbamaten, Nitrilen, Benzthia- zolen, Chinolinen, Benzamiden, Borverbindungen, Formaldyhyd und formaldehyda- bspaltenden Verbindungen, Diazenium-Verbindungen und/oder Salzen der Sorbinsäure; und/oder ein oder mehrere Insektizide, ausgewählt aus Phosphorsäureestern, Carbamaten, Organosiliciumverbindungen, Pyrethroiden, Nitroiminen und Nitromethylenen und/oder Benzoylharnstoffen. Insofern sind die vorgenannten Photokatalysatoren in der Lage, eine große Vielzahl von Fungiziden und Insektiziden abzubauen, so dass diese Stoffe nicht mehr aus dem Holz in die unmittelbare Umgebung gelangen können. Analoge Ausführungen gelten für den Abbau einer oder mehrerer organischer Substanzen und/oder Verbindungen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Behandeln von Holz, Holzwerkstoffen oder dergleichen wird ein Holzschutzmittel, welches wenigstens eine organische Substanz, eine organische Verbindung und/oder wenigstens ein Biozid enthält, auf dem Holz aufgebracht und/oder in dieses eingebracht. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner die weiteren Schritte: Auf-/Einbringen wenigstens eines Photokatalysators auf dem bzw. in das Holz, welcher den Abbau der wenigstens einen organischen Substanz, organischen Verbindung und/oder des wenigstens einen Bi- ozids bewirkt, wobei das Auf-/Einbringen des wenigstens einen Photokatalysators zusammen mit oder nach dem Auf-/Einbringen des Holzschutzmittels erfolgt.
Die erste, vorgenannte Alternative, bei welcher der wenigstens eine Photokatalysator zusammen mit dem Holzschutzmittel auf das Holz bzw. in das Holz aufgebracht bzw. eingebracht wird, hat den Vorteil, dass der wenigstens eine Photokatalysator nicht in einem gesonderten Arbeitsschritt, sondern gleichzeitig mit dem Holzschutzmittel dem Holz zugeführt werden kann. Es ist also ein gesondertes, d.h. separates Auftragen bzw. Aufbringen bzw. Einbringen des wenigstens einen Photokatalysators üblicherweise nicht erforderlich.
Die zweite vorgenannte Alternative, nach der das Auf-/Einbringen des wenigstens einen Photokatalysators nach dem Auf-/Einbringen des Holzschutzmittels erfolgt, hat den Vorteil, dass auch bereits mit einem Holzschutzmittel behandeltes Holz gewissermaßen nachträglich mit dem wenigstens einen Photokatalysator versehen wer- den kann, so dass das erfindungsgemäße Verfahren auch bei bereits mit Holzschutzmittel versehenen Hölzern zur Anwendung kommen kann. Damit lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch bei älteren, bereits mit einem Holzschutzmittel behandelten Hölzern anwenden. Vorteilhafterweise wird der wenigstens eine Photokatalysator im Holzschutzmittel suspendiert und zusammen mit diesem auf dem Holz aufgebracht und/oder in dieses eingebracht. Das Holzschutzmittel und der wenigstens eine Photokatalysator lassen sich also in einem einzigen Arbeitsschritt dem Holz zuführen. Damit lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders kostengünstig durchführen.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung beträgt die Partikelgröße des wenigstens einen Photokatalysators 10 bis 30 x 103 nm, bevorzugt 100 bis 5 x 103 nm, besonders bevorzugt 150 bis 3 x 103 nm, und wird die Partikelgröße derart ge- wählt, dass der auf das Holz aufgebrachte wenigstens eine Photokatalysator höchstens bis etwa 1 mm in das Holz eindringt. Damit befindet sich der wenigstens eine Photokatalysator in einem oberflächennahen Bereich des Holzes, nämlich in dem Bereich, in den während der Lebensdauer des Holzes auch Licht einfallen kann. Die wenigstens eine organische Substanz, organische Verbindung und/oder das wenigstens eine Biozid, welche weiter im Inneren des Holzes angeordnet sind, können dort ihre Schutzwirkung ungehindert entfalten. Sie sind lediglich durch die oberflächliche Wirkung des wenigstens einen Photokatalysators daran gehindert, aus dem Holz mit der unmittelbaren Umgebung des behandelten Holzes in Wechselwirkung zu treten.
Das Holz bzw. der Holzwerkstoff oder dergleichen enthält ein Holzschutzmittel, welches wenigstens eine organische Substanz, eine organische Verbindung und/oder wenigstens ein Biozid enthält. Die wenigstens eine organische Substanz, organische Verbindung und/oder das wenigstens eine Biozid ist photokatalytisch abbaubar. Ferner weist das Holz bzw. der Holzwerkstoff oder dergleichen wenigstens einen Photokatalysator auf, welcher den Abbau der wenigstens einen organischen Substanz, organischen Verbindung und/oder des wenigstens einen Biozids bewirkt. Das Holz, der Holzwerkstoff oder dergleichen enthält also neben der wenigstens einen organischen Substanz, einen organischen Verbindung und/oder dem wenigstens ein Biozid enthaltenden Holzschutzmittel ferner auch wenigstens einen Photokatalysator. Dieser ist derart auf dem Holz bzw. in das Holz auf- bzw. eingebracht, dass die wenigstens eine organische Substanz, organische Verbindung und/oder das wenigstens eine Biozid im Holz unverändert verbleibt, aber daran gehindert ist, von der Holzoberfläche in die Umgebung überzutreten oder von dort in direkten Kontakt mit Mensch und Tier zu kommen.
Der wenigstens eine Photokatalysator ist derjenige, welcher zuvor bereits in Bezug auf das erfindungsgemäße Holzschutzmittel erwähnt wurde. Auch die Partikelgröße und die Auswahl der Partikelgröße entsprechen denjenigen Angaben, wie sie zuvor beim Holzbehandlungsmittel angegeben wurden.
Die Erfindung beinhaltet auch den Aspekt, Photokatalysatoren zum Abbau organi- scher Substanzen, organischer Verbindungen und/oder von Bioziden in wenigstens eine organische Substanz, eine organische Verbindung und/oder wenigstens ein Biozid aufweisendem Holz zu verwenden. Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung bilden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Photokatalyse an einem Photokatalysator;
Fig. 2 ein schematisches Schaubild, in welchem der Pigmentgehalt über der
Eindringtiefe des Photokatalysators in das Holz aufgetragen ist, wobei sich dieses Schaubild auf eine Partikelgröße des Photokatalysators zwischen 20 und 150 nm bezieht;
Fig. 3 ein schematisches Schaubild, in welchem der Pigmentgehalt über der
Eindringtiefe des Photokatalysators in das Holz aufgetragen ist, wobei sich dieses Schaubild auf eine Partikelgröße des Photokatalysators zwischen 120 und 300 nm bezieht; und
Fig. 4 ein schematisches Schaubild, in welchem der Pigmentgehalt über der
Eindringtiefe des Photokatalysators in das Holz aufgetragen ist, wobei sich dieses Schaubild auf eine Partikelgröße des Photokatalysators zwischen 300 und 800 nm bezieht.
Das Holzbehandlungsmittel enthält ein Holzschutzmittel. Dieses enthält wenigstens eine organische Substanz, eine organische Verbindung und/oder wenigstens ein Biozid. Die wenigstens eine organische Substanz, eine organische Verbindung und/oder das wenigstens eine Biozid ist photokatalytisch abbaubar. Ferner enthält das Holzbehandlungsmittel wenigstens einen Photokatalysator 1 , welcher unter ge- eigneten Bedingungen, nämlich unter Lichteinfall, den Abbau der wenigstens einen organischen Substanz, einen organischen Verbindung und/oder des wenigstens einen Biozids bewirkt. Der wenigstens eine Photokatalysator 1 ist oder enthält Titandioxid (ΤΊΟ2), Kohlenstoff-dotiertes Ti02, Stickstoff-dotiertes Ti02 oder Stickstoff-dotiertes TiO2 mit Palla- dium-Nanopartikeln.
Andere anorganische Photokatalysatoren sind oder enthalten ZnO, WO3, SnO2, Fe2O3, FeOOH, AI2O3, Si, SiO2, ZrO2, M0O3, CdS.
Andere organische Photokatalysatoren sind oder enthalten Indanthron, Phthalocya- nine und deren Metallkomplexe, Chinacridon und/oder Perylentetracarbonsäuredi- anhydrid allein oder in Kombination mit TiO2.
Andere organische Photoinitiatoren sind oder enthalten Benzildimethylketal, die Cyc- lohexylphenylketon-Klasse und/oder die Acylphosphinoxid-Klasse.
Unter UV-Licht und/oder unter Tageslicht ist der wenigstens eine Photokatalysator in der Lage, Lichtenergie zu sammeln, diese dann in Biozidmoleküle und, sofern vorhanden, auch in Rückstände organischer Substanzen und/oder organischer Verbindungen, wie z.B. in Lösungsmittelrückstände einzuleiten und diese damit zu zerstören. Lösungsmittelrückstände können beispielsweise Glykole, Aminoalkohole und/oder Glykolether sein.
Der wenigstens eine Photokatalysator ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform im Holzschutzmittel suspendiert. Vorzugsweise in der Suspension beträgt die Partikelgröße des wenigstens einen Photokatalysators 10 bis 30 x 103 nm, bevorzugt 100 bis 5 x 103 nm, besonders bevorzugt 150 bis 3 x 103 nm. Die Parti- kelgröße wird auch Pigmentgröße genannt. Der Anteil des wenigstens einen Photokatalysators im Holzschutzmittel beträgt 1 x 10"4 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 3 Gew.-%. Insofern bezeichnet der Anteil des wenigstens einen Katalysators im Holzschutzmittel den Pigmentgehalt des Photoka- talysators im Holzschutzmittel.
Das wenigstens eine Biozid enthält ein oder mehrere Fungizide und/oder ein oder mehrere Insektizide.
Die ein oder mehreren Fungizide umfassen beispielsweise Triazole, wie
Amitrole, Azocyclotin, BAS 480F, Bitertanol, Difenoconazole, Fenbuconazole, Fenchlorazole, Fenethanil, Fluquinconazole, Flusilazole, Flutriafol, Imibenconazole, Isazofos, Myclobutanil, Opus, Paclobutrazol, Penconazole, Tetraconazole, Triadime- fon, Triadimenol, Triapenthenol, Triflumizole, Uniconazole;
2-( 1-Chloro-cyclopropyl)-1-(2-chlorophenyl)-3-( 1 H-1 ,2,4-triazol-1-yl)propan-2-ol,
2- ( tert.-Butyl)-1-(2-chlorophen yl)-3-( 1 H -1 ,2,4-triazol-1-yl)propan-2-ol,
(±)-cis-1-(4-chlorphenyl)-2-(1 H-1 ,2,4-triazol-l-yl)-cycloheptanol,
Azaconazole: 1-([2-(2,4-Dichlorophenyl)-1 ,3-dioxolan-2-yl]methyl) 1-H-l,2,4-triazole, Propiconazole: 1-[2-(2,4-Dichlorophenyl)-4-propyl-1 , 3-dioxolan-2-yl]methyl-1-H- 1,2,4-triazole,
Tebuconazole: 1 -p-Chlorophenyl-4,4-dimethyl-3(1 H-1 ,2,4-triazol-1-yl-methyl)pen- tan-3-ol,
Cyproconazole: 2-(4-Chlorophenyl)-3-cyclopropyl-l-(1 H-l,2,4-triazol-l-yl)butan-2-ol, Metconazole: 5-[( 4-Chlorphenyl)methyl}2,2-dimethyl-l-( 1 H -1 ,2,4-triazol-1-yl-me- thyl)cyclopentanol; Imidazole, wie
Imazalil, Pefurazoate, Prochloraz, Triflumizole, 2-( 1-tert.-Butyl)-1-(2-chlorophenyl)-
3- ( 1 ,2,4-triazol-1-yl)-propan-2-ol;
Thiazolcarboxanilide, wie 2',6,-Dibromo-2-methyl-4-trifluoromethoxy-4'-trifluoro- methyl-1 ,3-thiazole-5-carboxanilide;
Kupfersalze, wie Kupfer-, -sulfat, -carbonat, -hydroxidcarbonat, -dihydroxid, -chlorid, -ammoniakkomplexe, -aminkomplexe, -diazeniumkomplexe, sowie Kupfer-, -sulfat, -carbonat, -hydroxidcarbonat, -chlorid als Partikel in mikronisierter Form (Partikelgröße von 30 nm bis 50 pm, bevorzugt von 100 nm bis 500 nm);
Mischsalze, wie
Kupfer/Bor-Mischungen, Kupfer/Chrom/Bor-Mischungen, Kupfer/Chrom! Arsen- Mischungen; Succinat-Dehydrogenase Inhibitoren, wie
Fenfuram, Furcarbanil, Cyclafluramid, Furmecyclox, Seedvax, Metsulfovax, Pyro- carbolid, Oxycarboxin, Shirlan, Mebenil (Mepronil), Benodanil, Flutolanil (Moncut);
Naphthalin-Derivate, wie
Terbinafine, Naftifine, Butenafine, 3-Chloro-7-(2-aza-2,7,7-trimethyl-oct-3-en-5-in);
Sulfenamide, wie
Dichlorfluanid, Tolylfluanid, Folpet, Fluorfolpet; Captan, Captofol; Benzimidazole, wie
Carbendazim, Benomyl, Furathiocarb, Fuberidazole, Thiophonatmethyl;
Thiabendazole oder deren Salze; Thiocyanate, wie
Thiocyanatomethylthiobenzothiazol, Methylenbisthiocyanat; quartäre Ammoniumverbindungen, wie
Alkyldimethylbenzylammonium-, Benzyldimethyltetradecylammonium-, Benzyldime- thyldodecyammonium-, Didecyldimethylammonium-, Coco Alkyltrimethylammonium- , Didecylmethylpoly(oxyethyl)ammonium-, Chlorid, Propionat und/oder Carbonat;
Morpholinderivate, wie Tridemorph, Fenpropimorph, Falimorph, Dimethomorph, Dodemorph, Aldimorph, Fenpropidin und ihre arylsulfonsauren Salze, wie z. B. Toluolsulfonsäure und p- Dodecylphenylsulfonsäure, Jodderivate, wie
Diiodmethyl-p-tolylsulfon, 3-lod-2-propinylalkohol, 4-Chlorphenyl-3-iodpropargyl- formal, 3-Brom-2,3-diiod-2-propenylethylcarbamat, 2,3,3-Triiodallylalkohol, 3-Brom- 2,3-diiod-2-propenylalkohol, 6-lod-3-oxo-hex-5-in-olbutylcarbamat, 6-lod-3-oxo-hex- 5-in-oJ-phenylcarbamat, 3-lod-2-propinyl-n-hexyl-carbamat, 3-lod-2-propinyl-cyclo- hexylcarbamat, 3-lod-2-propinyl-phenylcarbamat; 3-lod-2-propinyl-butylcarbamat;
Phenolderivate, wie
Tribromphenol, Tetrachlorphenol, 3-Methyl-4-chlorphenyl, Dichlorophen, o-Phenyl- phenol, m-Phenylphenol, p-Phenylphenol, 2-Benzyl-4-chlorphenol;
Bromderivate, wie
2- Brom-2-nitro-l,3-propandiol;
Isothiazolinone, wie
N-Methylisothiazolin-3-on, 5-Chloro-N-methyl-isothiazolin-3-on, 4,5-Dichloro-N- octylisothiazolin-3-οη, 4,5-Dichloro-2-octyl-2H-isothiazol-3-one, N-Octyl-isothiazolin-
3- on, Benzisothiazolinone, 4,5-Trimethylen-isothiazolinone;
Pyridine oder Pyrimidine, wie
1-Hydroxy-2-pyridinthion (und ihre Na-, Fe-, Mn-, Zn-Salze), Tetrachlor-4-methyl- sulfonylpyridin, Pyrimethanil, Mepanipyrim, Dipyrithion;
Metallseifen, wie
Zinn-, Kupfer-, Zinknaphthenat, -octoat, -2-ethylhexanoat, oleat, -phosphat, -benzoat;
Oxide, wie
Tributylzinnoxid, Cu2O, CuO, ZnO; Dialkyldithiocarbamate, wie
Na- und Zn-Salze von Dialkyl-dithiocarbamaten, Tetramethylthiuramdisulfid; Dithio- carbamate, Cufraneb, Ferbam, Mancopper, Mancozeb, Maneb, Metam, Metiram, Thiram, Zineb, Ziram;
Nitrile, wie
2,4,5,6-Tetrachlorisophthalodinitril, 2,3,5,6-Tetrafluoroterephthalodinitril; Benzthiazole, wie
2-Mercaptobenzothiazol;
Chinoline, wie
8-Hydroxychinolin und deren Cu-Salze;
Benzamide, wie
2,6-Dichloro-N -( 4-trifluoromethylbenzyl)-benzamide (XRD-563); Borverbindungen, wie
Borsäure, Borsäureester, Borax, Bor-Oxid, Di-Natrium Octaborat Tetrahydrat, Di- Natrium Tetraborat;
Formaldehyd und formaldehydabspaltende Verbindungen, wie
Benzylalkoholmono-(poly)-hemiformal, Oxazolidine, Hexa-hydro-S-triazine, N- Methylolchloracetamid, Paraformaldehyd, Nitropyrin, Oxolinsäure, Tecloftalam;
Diazenium-Verbindungen, wie
Tris-N-(cyclohexyldiazeniumdioxy)-aluminium, N-(Cyclo-hexyldiazeniumdioxy)tri- butylzinn bzw. K-Salze, Bis-N-(cyclohexyldiazeniumdioxy)-kupfer; und/oder
Salze der Sorbinsäure, wie Natrium-Sorbat, Kalium-Sorbat.
Weitere Fungizide können ausgewählt werden aus einem oder mehreren der folgenden Stoffen:
Acypetacs, 2-Aminobutane. Ampropylfos, Anilazine, Benalaxyl, Bupirimate, Chino- methionat, Chlorfenapyr, Chloroneb, Chlozolinate, Cymoxanil, Dazomet, Diclomezi- ne, Dichlofluanid, Dichloram, Diethofencarb, Dimethirimol, Dinocab, Dithianon, Dodine, Drazoxolon, Edifenphos, Ethirimol, Etridiazole, Fenarimol, Fenitropan, Fen- tin acetate, Fentin hydroxide, Ferimzone, Fluazinam, Fluromide, Flusulfamide, Flut- riafol, Fosetyl, Fthalide, Furalaxyl, Glutaraldehyd, Guazatine, Hymexazol, Iproben- fos, Iprodione, Isoprothiolane, Metalaxyl, Methasulfocarb, Nitrothal-isopropyl, Nua- rimol, Ofurace, Oxadiyl, Pefflurazoate, Pencycuron, Phosdiphen, Pimaricin, Pipera- lin, Procymidone, Propamocarb, Propineb, Pyrazophos, Pyrifenox, Pyroquilon, Quin- tozene, Teeröle, Tecnazene, Thicyofen, Thiophanate-methyl, Tolclofos-methyl, Tolylfluanid, Triazoxide, Trichlamide, Tricyclazole, Triforine, Vinclozolin.
Die ein oder mehreren Insektizide umfassen beispielsweise Phosphorsäureester, wie
Azinphos-ethyl, Azinphosmethyl, a-1 (4-Chlorphenyl)-4-(0-ethyl, S- propyl)phosphoryloxy-pyrazol, Chlorpyrifos, Coumaphos, Demeton, Demeton-S- methyl, Diazinon, Dichlorvos, Dimethoate, Ethoate, Ethoprophos, Etrimfos, Fenitro- thion, Fenthion, Heptenophos, Parathion, Parathion-methyl, Phosalone, Phoxim, Pi- rimiphos-ethyl, Pirimiphos-methyl, Profenofosm Prothiofos, Sulfprofos, Triazophos und Trichlorphon;
Carbamate, wie
Aldicarb, Bendiocarb, a-2-(1-Methyl-propyl)-phenylmethylcarbamat, Butocarboxim, Butoxycarboxim, Carbaryl, Carbofuran, Carbosulfan, Cloethocarb, Isoprocarb, Me- thomyl, Oxamyl, Pirimicarb, promecarb, Propoxur und Thiodicarb;
Organosiliciumverbindungen, vorzugsweise wie Dimethyl(phenyl)silyl-methyl-3-phenoybenzylether wie Dimethyl-( 4-ethoxyphenyl)- silylmethyl-3-phenoxybenzylether oder (Dimethylphenyl)-silyl-methyl-2-phenoxy-6- pyridylmethylether wie z. B. Dimethyl-(9-ethoxy-phenyl)-silylmethyl-2-phenoxy-6- pyridylmethylether oder [(Phe-nyl)-3-(3-phenoxyphenyl)-propyl](dimethyl)-silane wie z. B. (4-Ethoxyphenyl)-[3-(4-fluoro-3-phenoxyphenylpropyl]dimethyl-silan, Silaflu- ofen;
Pyrethroide, wie
Allethrin, Alphamethrin, Bioresmethrin, Byfenthrin, Cycloprothrin, Cyfluthrin, De- camethrin, Cyhalothrin, Cypermethrin, Deltamethrin, Alpha-cyano-3-phenyl-2- methylbenzyl-2,2-dimethyl-3-(2-chlor-2-trifluor-methylvinyl)cyclopropancar^
Etofenprox, Fenpropathrin, Fenfluthrin, Fenvalerate, Flucythrinate, Flumethrin, Fluvalinate, Permethrin, Pyrethrum, Resmethrin und Tralomethrin; Nitroimine und Nitromethylene, wie
1-[(6-Chlor-3-pyridinyl)-methyl]-4,5-dihydro-N-nitro-1-H-imidazol-2-amin
(Imidacloprid), N -[(6-Chlor-3-pyridyl)methyl-]N2-cyano-N1- methyl acetamide (N 1- 25); und/oder
Benzoylharnstoffe, wie
Chlorfluazuron, Diflubenzuron, Flufenoxuron, Flucycloxuron, Hexaflumuron, Pen- fluron, Teflubenzuron, Triflumuron und andere Entwicklungsinhibitoren wie bei- spielsweise Benzoesäure-[2-benzoyl-l-( l,l-dimethylethyl)]-hydrazid, 2,6-Dimethoxy-N -[5-]4-(pentafluorethoxy)-phenyl-[2,3,4-thiadiazol-2-yl]-benzamid, N-Cyclopropyl- l,3,5-triazin-2,4-triamin, 2-(4-Phenoxyphenoxy)-ethyl-ethylcarbamat, 1 -(Decycloxy)- 4-[(6-methoxy-4-hexinyl)-oxy]benzene, (2-Propinyl)-4-methoxybenzoat, Fenoxycarb, Pyriproxyfen, Triarathene, Thiapronil, Hexythiazox, Clofentezine, 4-Chloro-5-(6- chloro-3-pyridylmethoxy)-2-(3,4-dichlorophenyl)-pyridazin-3(2H)-one, Buprofezin, Hydroprene, Kinoprene, Methoprene, Cycloprate, Gusathin, Padan, Paraxon, Tribu- nil und Triprene. Weitere Insektizide können ausgewählt werden aus einem oder mehreren der folgende Stoffe:
Abamectin, AC 303,630, Acephate, Acrinathrin, Alanycarb, Aldoxycarb, Aldrin, Am- moniumbifluoride, Amitraz, Azamethiphos, Bacillus thuringiensis, Phosmet, Phos- phamidon, Phosphine, Prallethrin, Propaphos, Propetamphos, Prothoate, Pyraclo- fos, Pyrethrins, Pyridaben, Pyridafenthion, Pyriproxyfen, Quinalphos, RH-7988, Ro- tenone, Sulfotep, Teeröl, Teflubenzuron, Tefluthrin, Temephos, Terbufos, Tetrach- lorvinphos, Tetramethrin, o-2-tert.-Butyl-pyrimidin-5-yl-o-isopropylphosphorothiate, Thiacloprid, Thiocyclam, Thiofanox, Thiometon, Tralomethrin, Triflumuron, Trime- thacarb, Vamidothion, Xylylcarb, Benfuracarb, Bensultap, Bifenthrin, Bioallethrin, MERbioallethrin (S)-cyclopentenyl isomer, Bromophos, Bromophosethyl, Buprofezin, Cadusafos, Calcium Polysulfide, Carbophenothion, Cartap, Chinomethionat, Chlordane, Chlorfenvinphos, Chlorfluazuron, Chlormephos, Chloropicrin, Chlorpyrif- os, Cyanophos, Beta-Cyfluthrin, Alphacypermethrin, Cyophenothrin, Cyromazine, Dazomet, DDT, Demeton-S-methylsulphon, Diafenthiuron, Dialifos, Dicrotophos, Diflubenzuron, Dinoseb, Dioxabenzofos, Diaxacarb, Disulfoton, DNOC, Empenthrin, Endosulfan, EPN, Esfenvalerate, Ethiofencarb, Ethion, Etofenprox, Fenobucarb, Fenoxycarb, Fensulfothion, Fipronil, Flucycloxuron, Flufenprox, Flufenoxuron, Fono- fos, Formetanate, Formothion, Fosmethilan, Furathiocarb, Heptachlor, Hexaflu- muron, Hydramethylnon, Hydroprene, IPSP, Isazofos, Isofenphos, Isoprothiolane, Isoxathion.lodfenphos, Kadethrin, Lindane, Malathion, Mecarbam, Mephosfolan, Metern, Methacrifos, Methamidophos, Methidathion, Methiocarb, Methoprene, Me- thoxychlor, Methylisothiocyanate, Metholcarb, Mevinphos, Monocrotophos, Naled, Nicotine, Omethoate, Oxydemetonmethyl, Pentachlorophenol, Phenothrin, Phentho- ate, Phorate.
Insofern kann das wenigstens eine Biozid als Fungizid wirken oder als Insektizid wirken oder als Fungizid und als Insektizid wirken. Es können auch geeignete Gemi- sehe der vorstehend zu den Fungiziden und Insektiziden genannten Stoffe zum Einsatz kommen.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Behandeln von Holz, Holzwerkstoffen oder dergleichen näher erläutert.
Bei diesem Verfahren wird ein Holzschutzmittel, welches wenigstens eine organische Substanz, eine organische Verbindung und/oder wenigstens ein Biozid enthält, auf dem Holz 2 aufgebracht und/oder in dieses eingebracht. Der Begriff "Holz" wird nachfolgend als Abkürzung für die Begriffe "Holz, Holzwerkstoffe oder dergleichen" verwendet.
Das Verfahren beinhaltet die weiteren Schritte: Auf-/Einbringen wenigstens eines Photokatalysators auf dem bzw. in das Holz, welcher den Abbau der wenigstens einen organischen Substanz, organischen Verbindung und/oder des wenigstens einen Biozids bewirkt, wobei das Auf-/Einbringen des wenigstens einen Photokatalysators zusammen mit oder nach dem Auf-/Einbringen des Holzschutzmittels erfolgt. Insofern kann der wenigstens eine Photokatalysator gleichzeitig mit, vorstehend "zusammen mit" bezeichnet, dem Holzschutzmittel mit dem Holz in Kontakt gebracht werden. Dazu wird der wenigstens eine Photokatalysator gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Holzschutzmittel suspendiert und zusammen mit diesem auf dem Holz aufgebracht und/oder in dieses eingebracht. Insofern kann das Auf-/Einbringen des wenigstens einen Photokatalysators enthaltenden Holzschutzmittels in einem einzigen Arbeitsschritt erfolgen.
Alternativ dazu ist es auch möglich, den wenigstens einen Photokatalysator zeitlich nach dem Holzschutzmittel auf dem Holz auf- bzw. in das Holz einzubringen. Inso- fern kann bereits mit Holzschutzmittel behandeltes Holz durch Auf-/Einbringen des wenigstens einen Photokatalysators nachbehandelt werden, um die Belastung mit einer organischen Substanz, einer organischen Verbindung und/oder einem Biozid aus dem Holz in die umgebende Atmosphäre, nämlich insbesondere in Räume wie Wohnräume, zu verringern.
Die Partikelgröße des wenigstens einen Photokatalysators beträgt 10 bis 30 x 103 nm, bevorzugt 100 bis 5 x 103 nm, besonders bevorzugt 150 bis 3 x 103 nm, und wird derart gewählt, dass der auf das Holz aufgebrachte wenigstens eine Photokata- lysator höchstens bis etwa 1 mm in das Holz eindringt. Dies wird nachfolgend noch genauer erläutert.
Das Holz 2 enthält also ein Holzschutzmittel, welches wenigstens eine organische Substanz, eine organische Verbindung und/oder wenigstens ein Biozid enthält. Vorzugsweise sind die vorgenannten Stoffe photo-instabil. Ferner weist das Holz 2 einen Photokatalysator 1 auf, welcher den Abbau der wenigstens einen organischen Substanz, organischen Verbindung und/oder des wenigstens einen Biozids bewirkt. Der wenigstens eine Photokatalysator 1 ist oder enthält Titandioxid (TiO2), Kohlen- stoff-dotiertes TiO2, Stickstoff-dotiertes ΤΊΟ2 oder Stickstoff-dotiertes ΤΊΟ2 mit Palla- dium-Nanopartikeln, insbesondere Palladium in Form metallischer Nanopartikel.
Die Partikelgröße des wenigstens einen Photokatalysators 1 beträgt im Holz 10 bis 30 x 103 nm, bevorzugt 100 bis 5 x 103 nm, besonders bevorzugt 150 bis 3 x 103 nm. Die Partikelgröße, auch Pigmentgröße genannt, ist derart gewählt, dass der auf das Holz aufgebrachte wenigstens Photokatalysator höchstens bis etwa 1 mm in das Holz 2 von dessen Oberfläche 3 her eindringt.
Die Erfindung umfasst auch die Verwendung von Photokatalysatoren zum Abbau organischer Substanzen, organischer Verbindungen und/oder von Bioziden in wenigstens eine organische Substanz, eine organische Verbindung und/oder wenigstens ein Biozid aufweisendem Holz.
Beim Auftragen oder Aufbringen des wenigstens einen Photokatalysators einzeln oder zusammen mit dem Holzschutzmittel dringt die Flüssigkeitsfront zusammen mit der wenigstens einen organischen Substanz, wenigstens einen organischen Verbindung und/oder dem wenigstens einen Biozid in das Holz ein. Die Partikel des wenigstens einen Photokatalysators, im Falle des Aufbringens zusammen mit dem Holzschutzmittel sind diese im Holzschutzmittel suspendiert, sieben auf der Oberflä- che des Holzes ab, d.h. dass die Partikel des wenigstens einen Photokatalysators in Abhängigkeit von der gewählten und eingestellten Partikelgröße hauptsächlich auf der Oberfläche des Holzes verbleiben und nur etwa 0,5 mm bis 1 mm in das Holz eindringen. Der wenigstens eine Photokatalysator sammelt sich also in einem ober- flächennahen Bereich an und hat dort eine hohe Konzentration. Die Eindringtiefe des wenigstens einen Photokatalysators entspricht etwa der Lichteindringtiefe in das Holz, nämlich vorzugsweise 0,5 bis 1 mm. Üblicherweise befinden sich 80 % der wenigstens einen organischen Substanz, organischen Verbindung und/oder des wenigstens einen Biozids innerhalb einer Eindringtiefe von 2 bis 3 mm auf dem bzw. in dem Holz. Insofern ist insbesondere der oberflächennahe Bereich stark mit der wenigstens einen organischen Substanz, wenigstens einen organischen Verbindung und/oder dem wenigstens einen Biozid beladen. In Fig. 1 ist schematisch die Wirkungsweise einer Photokatalyse an einem Photokatalysatorpigment, nämlich einem Ti02-Pigment, dargestellt. Die elektronische Bänderstruktur eines Halbleiters ist charakterisiert durch das höchste besetzte Energieband, Valenzband V genannt, und das niedrigste unbesetzte Energieband, Leitungsband L genannt. Die vorgenannten Energiebänder sind durch eine Energielü- cke getrennt.
Absorbiert nun der Halbleiter durch Lichteinfall 4 Photonen, deren Energie größer oder gleich der Energielücke ist, werden Elektronen im Valenzband V angeregt, in das Leitungsband zu wandern. Es bildet sich im Leitungsband L ein Elektronenüber- schuss; im Valenzband V bilden sich entsprechend Elektronenlöcher. Diese Elektronen/Loch-Paare können rekombinieren oder an der Oberfläche mit Elektronendonoren bzw. Elektronenakzeptoren reagieren, wie dies in Fig. 1 anhand von adsorbiertem Wasser und Sauerstoff gezeigt ist. Die entstehenden Radikale sind hochreaktive Stoffe. Sie greifen schnell umgebende Substanzen, wie die erwähnten vorge- nannten Stoffe, insbesondere Biozide, an. Sie können auch als sogenannte Bakterizide, auch Mikrobizide genannt, arbeiten, indem sie Bakterien angreifen und abtöten oder eine selbstreinigende Funktion der Holzoberfläche bewirken, indem sie andere organische Substanzen (z.B. Hilfslösungsmittel, Holzinhaltsstoffe, Staub) und/oder organische Verbindungen, die aus dem Holz entweichen oder sich darauf ablagern, zerstören. Insofern kann der wenigstens eine auf das Holz aufgebrachte Photokatalysator auch eine desinfizierende bzw. sterilisierende oder konservierende Wirkung haben und/oder eine oberflächennahe Selbstreinigung verursachen. Der Halbleiter bleibt bei der Reaktion unverändert. Neben dem Schadstoffabbau durch Radikale ist eine direkte Oxidation bzw. Reduktion von an der Halbleiteroberfläche adsorbierten oder unmittelbar benachbarten organischen Substanzen, organischen Verbindungen und/oder Bioziden möglich. Der photokatalytische Abbau von organischen Substanzen, organischen Verbindungen und/oder Bioziden kann sowohl auf reduktivem Weg, zum Beispiel mittels direkter Reduktion durch die Elektronen im Leitungsband L, als auch auf oxidativem Weg, zum Beispiel mittels Oxidation des Schadstoffs durch OH-Radikale, erfolgen. Letztlich wird durch diese Vorgänge die wenigstens eine organische Substanz und/oder wenigstens eine organische Verbindung und/oder das wenigstens eine Biozid radikalisch zersetzt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Partikelgröße des wenigstens einen Photokatalysators derart gewählt, dass die Verteilung des Photokatalysators im Holz sich in der gewünschten Weise einstellt.
In den Fig. 2 bis 4 ist jeweils die Pigmentverteilung des Photokatalysators im Holz 2 schematisch dargestellt. Aufgetragen ist jeweils der Pigmentgehalt über der Ein- dringtiefe, wobei sich links in der jeweiligen Darstellung die Oberfläche 3 des Holzes 2 befindet. Die Eindringtiefe des Photokatalysators nimmt also von links nach rechts hin zu.
In Fig. 2 beträgt die Partikelgröße des Photokatalysators 20 bis 150 nm. Es ergibt sich der Verlauf 5 der Pigmentverteilung, wie er im oberen Teil der Fig.2 gezeigt ist. Dieser Verlauf zeigt, dass die Photokatalysatorpartikel relativ gleichmäßig über den Holzquerschnitt im Holz vorliegen. Unmittelbar an der Oberfläche beträgt der Partikelgehalt, auch Pigmentgehalt genannt, etwa 100 %. Er sinkt dann bei einer Eindringtiefe zwischen 1 und etwa 7 mm auf etwa 90 % ab und fällt bei einer Eindring- tiefe oberhalb von 7 mm nochmals leicht auf etwa 80 % ab. Daraus folgt, dass Photokatalysatoren mit Partikelgrößen zwischen 20 und 150 nm sehr weitgehend in das Holz eindringen. Die Darstellung in Fig. 3 bezieht sich auf Photokatalysatoren mit Partikelgrößen zwischen 120 und 300 nm. Hier stellt sich der ebenfalls im oberen Teil dieser Figur gezeigte Verlauf 5 der Pigmentverteilung ein. Es zeigt sich, dass der Pigmentgehalt bis zu einer Eindringtiefe von etwa 0,5 mm von 100 auf etwa 50 % abfällt und sich zwi- sehen einer Eindringtiefe von 0,5 mm und etwa 4 mm auf einen Pigmentgehalt von etwa 25 % reduziert. Oberhalb einer Eindringtiefe von etwa 4 mm bleibt der Pigmentgehalt konstant bei etwa 25 %.
Fig. 4 zeigt den Verlauf 5 der Pigmentverteilung für Partikelgrößen des Photokataly- sators zwischen 300 und 800 nm. Bis zu einer Eindringtiefe von etwa 0,5 mm fällt der Pigmentgehalt von 100 auf etwa 20 % steil ab. Bei einer Eindringtiefe oberhalb von 0,5 mm nähert sich der Verlauf 5 asymptotisch einem Pigmentgehalt von etwa 0 %, welcher bei einer Eindringtiefe zwischen 4 und 5 mm erreicht ist. Fig. 4 zeigt also zunächst einen relativ steilen Abfall des Pigmentgehalts des wenigstens einen Pho- tokatalysators bis zu einer Eindringtiefe von 0,5 mm.
Durch Mischen von photokatalytischen Pigmenten unterschiedlicher Größenfraktionen lassen sich somit gezielt die Penetrationseigenschaften des Photokatalysators steuern, so dass auch beispielsweise nach einer Bearbeitung der Holzoberfläche (Schleifen, Hobeln usw.) die photokatalytischen Effekte durch Mitverwendung kleinerer, tief penetrierender Photokatalysator-Pigmente erhalten bleiben.
Der Photokatalysator kann in partikulärer Form und/oder in partikulärer Form auf einem inerten Trägermaterial fixiert und/oder eingebettet in einem inerten Trägermate- rial vorliegen. Das Trägermaterial kann beispielsweise ein inertes Bindemittel oder ein Schichtsilikat sein.
Das nachträgliche Aufbringen des Photokatalysators kann auf dieselbe Art und Weise erfolgen wie dies zuvor beim Holzschutzmittel beschrieben worden ist, also bei- spielsweise durch Oberflächenverfahren, wie Streichen, Tauchen, Spritzen, durch Einlagerungsverfahren, wie Trogtränkung, oder durch Imprägnierverfahren, wie zum Beispiel eine Kesseldruckimprägnierung. Das wenigstens eine Biozid kann in gelöster, emulgierter, mikro-emulgierter, partikulär dispergierter, mikrogekapselter oder in/an Mikropartikel gebundener Form vorliegen. Die in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Verteilungsmuster gelten für Kiefer-Splintholz, welches im Kesseldruckverfahren behandelt worden ist. Die Partikelgröße des wenigstens einen Photokatalysators kann also so gewählt werden, dass eine Penetration der Photokatalysator-Partikel durch sogenannte Tüpfelöffnungen des Holzes nicht möglich ist, sich also die einzelnen Partikel des wenigstens einen Photokatalysators an der Oberfläche 3 des Holzes anlagern.
Das Holz ist nach dem Aufbringen des Holzschutzmittels und des Photokatalysators noch wasserdampfdurchlässig; es bleibt daher diffusionsoffen. Wenn der wenigstens eine Photokatalysator auf der Oberfläche des Holzes aufgebracht wird, dann befinden sich, sobald die zuvor beschriebene photokatalytische Wirkung eingetreten ist, auf der Oberfläche kaum noch Rückstände der wenigstens einen organischen Substanz, einen organischen Verbindung und/oder des wenigstens einen Biozids. Daraus folgt, dass die Rückstände der vorgenannten Stoffe nicht mehr von der Holzoberfläche in/an die unmittelbare Umgebung gelangen können und auf diesem Wege die Belastung mit wenigstens einer organischen Substanz, einer organischen Verbindung und/oder wenigstens einem Biozid in Wohn- und Aufenthaltsräumen weitestgehend reduziert sowie bei direktem Kontakt mit Mensch und Tier eine unmittelbare Exposition mit wenigstens einer organischen Substanz, einer organischen Verbindung und/oder wenigstens einem Biozid nahezu vollständig verhindert wird.
Wie erwähnt kann das Auf-/Einbringen des Photokatalysators einstufig zusammen mit dem Holzschutzmittel oder auch zweistufig nach dem Aufbringen bzw. Einbrin- gen des Holzschutzmittels erfolgen.
Unter dem Begriff "Holzschutzmittel" werden solche Mittel verstanden, die eine Wertminderung oder Zerstörung von Holz und Holzwerkstoffen verhindern und damit eine lange Gebrauchsdauer des Holzes sicherstellen.
Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Wellenlänge des zur Dekontamination eingestrahlten Lichts auf die Absorptionscharakteristika der verwendeten Biozide und der verwendeten Photokatalysatoren abgestimmt ist und dass Tages- und/oder Kunstlicht den Absorptionscharakteristika der verwendeten Photokatalysatoren entspricht.
Vorzugsweise aber nicht ausschließlich kommen solche organischen Substanzen und/oder organische Verbindungen und/oder Biozide zum Einsatz, die photoinstabil, also bei Lichteinfall instabil sind.

Claims

Patentansprüche
Holzbehandlungsmittel
enthaltend ein Holzschutzmittel, welches wenigstens eine organische Substanz, eine organische Verbindung und/oder wenigstens ein Biozid enthält, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine organische Substanz, organische Verbindung und/oder das wenigstens eine Biozid photokatalytisch abbaubar ist und
das Holzbehandlungsmittel ferner wenigstens einen Photokatalysator (1) enthält, welcher den Abbau der wenigstens einen organischen Substanz, organischen Verbindung und/oder des wenigstens einen Biozids bewirkt.
Holzbehandlungsmittel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Photokatalysator (1) Titandioxid (Ti02), Kohlenstoff- dotiertes ΤΊΟ2, Stickstoff-dotiertes TiO2 oder Stickstoff-dotiertes TiO2 mit Palladium-Nanopartikeln ist oder enthält.
Holzbehandlungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Photokatalysator (1) im Holzschutzmittel suspendiert ist.
Holzbehandlungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelgröße des wenigstens einen Photokatalysators (1) 10 bis 30 x 103 nm, bevorzugt 100 bis 5 x 103 nm, besonders bevorzugt 150 bis 3 x 103 nm, beträgt.
Holzbehandlungsmittel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des wenigstens einen Photokatalysators (1) im Holzschutzmittel 1 x 10^ bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 3 Gew.-%, beträgt.
6. Holzbehandlungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Biozid ein oder mehrere Fungizide, ausgewählt aus Triazolen, Imidazolen, Thia- zolcarboxaniliden, Kupfersalzen, Mischsalzen, Succinat-Dehydrogenase Inhibitoren, Naphthalin-Derivaten, Sulfenamiden, Benzimidazolen, Thiabendazolen. Thiocyanaten, quartären Ammoniumverbindungen, Morpholinderi- vaten, Jodderivaten, Phenolderivaten, Bromderivaten, Isothiazolinonen, Pyridinen oder Pyrimidinen, Metallseifen, Oxiden, Dialkyldithiocarbamaten, Nitrilen, Benzthiazolen, Chinolinen, Benzamiden, Borverbindungen, For- maldyhyd und formaldehydabspaltenden Verbindungen, Diazenium- Verbindungen und/oder Salzen der Sorbinsäure, und/oder ein oder mehrere Insektizide, ausgewählt aus Phosphorsäureestern, Carbamaten, Organosiliciumverbindungen, Pyrethroiden, Nitroiminen und Nitromethylenen und/oder Benzoylharnstoffen, vorzugsweise in gelöster und/oder emulgierter und/oder mikro-emulgierter und/oder partikulär dispergierter und/oder mikrogekapselter und/oder in/an Mikropartikel gebundener Form enthält.
7. Verfahren zum Behandeln von Holz, Holzwerkstoffen oder dergleichen, bei welchem ein Holzschutzmittel, welches wenigstens eine organische Substanz, eine organische Verbindung und/oder wenigstens ein Biozid enthält, auf dem Holz aufgebracht und/oder in dieses eingebracht wird,
gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:
Auf-/Einbringen wenigstens eines Photokatalysators auf dem bzw. in das Holz, welcher den Abbau der wenigstens einen organischen Substanz, organischen Verbindung und/oder des wenigstens einen Biozids bewirkt, wobei das Auf-/Einbringen des wenigstens einen Photokatalysators zusammen mit oder nach dem Auf-/Einbringen des Holzschutzmittels erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Photokatalysator im Holzschutzmittel suspendiert und zusammen iesem auf dem Holz aufgebracht und/oder oder in dieses eingebracht
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelgröße des wenigstens einen Photokatalysators 10 bis 30 x 103 nm, bevorzugt 100 bis 5 x 103 nm, besonders bevorzugt 150 bis 3 x 103 nm, beträgt und derart gewählt wird, dass der auf das Holz aufgebrachte wenigstens eine Photokatalysator höchstens bis etwa 1 mm in das Holz eindringt. 10. Holz, Holzwerkstoff oder dergleichen,
enthaltend ein Holzschutzmittel, welches wenigstens eine organische Substanz, eine organische Verbindung und/oder wenigstens ein Biozid enthält, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine organische Substanz, organische Verbindung und/oder das wenigstens eine Biozid photokatalytisch abbaubar ist und
das Holz ferner wenigstens einen Photokatalysator (1) aufweist, welcher den Abbau der wenigstens einen organischen Substanz, organischen Verbindung und/oder des wenigstens einen Biozids bewirkt. 11. Holz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Photokatalysator (1) Titandioxid (Ti02), Kohlenstoff-dotiertes TiO2, Stickstoff-dotiertes TiO2 oder Stickstoff-dotiertes ΤΊΟ2 mit Palladium- Nanopartikeln ist oder enthält.
Holz nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelgröße des wenigstens einen Photokatalysators 10 bis 30 x 103 nm, bevorzugt 100 bis 5 x 103 nm, besonders bevorzugt 150 bis 3 x 103 nm, beträgt und derart gewählt ist, dass der auf das Holz aufgebrachte wenigstens eine Photokatalysator höchstens bis etwa 1 mm in das Holz eindringt.
Verwendung von Photokatalysatoren zum Abbau organischer Substanzen, organischer Verbindungen und/oder von Bioziden in wenigstens eine organische Substanz, eine organische Verbindung und/oder wenigstens ein Biozid aufweisendem Holz.
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