WO2003037581A1 - Holzschutzmittel und seine herstellung - Google Patents

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    • C08L71/02—Polyalkylene oxides

Definitions

  • the invention relates to a wood preservative for protection against mold.
  • the invention further relates to a method for producing wood-based products with such a wood preservative.
  • Wood materials without a fungicide finish are covered with mold on their surface if there is continued moisture in the form of water vapor or running water. It was found that this growth requires a water activity value a w of at least 0.80 to 0.85. This a w value can be reached quickly on the surfaces of wood materials that have been stored on construction sites for a long time. Since the storage period from packaging to processing is often eight weeks or more, it is an object of this invention to protect the wood-based materials, in particular the panel material, from mold attack in this critical phase.
  • this object is achieved by a wood preservative containing salicylic acid.
  • a method for producing wood-based products, in particular chipboard, fiberboard or OSB, with a wood preservative according to the invention is characterized in that the wood-based materials to be pressed are added with 0.5-10% salicylic acid, calculated on atro-chip or fiber material, as a solid becomes.
  • the admixture of salicylic acid can take place before or after the chips or fibers are glued, for example with the aid of atomizers or the like, and is suitable for both organic and inorganically bonded wood-based materials.
  • the object mentioned at the outset is achieved by a wood preservative which, in addition to the salicylic acid, also contains polyethylene glycol (PEG).
  • PEG polyethylene glycol
  • the salicylic acid can be dissolved in the PEG and / or in low-boiling organic solvents, in particular ethanol.
  • the salicylic acid dissolved in ethanol would penetrate deeply into the treated wood-based material, so that only small amounts of salicylic acid remain on the wood-based material surface, which would form needle-shaped crystals under the influence of atmospheric moisture, which - since they have no liability whatsoever the wood material - mechanically removed and thus ineffective.
  • the inventive connection with PEG ensures good fixation of the salicylic acid on the surface of the material and limits the depth of penetration of the salicylic acid into the wood material to a maximum of 2 mm. For this reason, even small total amounts of the mixture according to the invention have the greatest possible action against mold.
  • a wood preservative is characterized by 0.5 to 10% by mass of salicylic acid, based on the PEG, and in a suitable mixture by up to 30% by mass of ethanol, based on the PEG.
  • ethanol can also serve as a solvent for salicylic acid.
  • the amount of ethanol should be so low due to procedural reasons due to the risk of fire as possible but as high as necessary. If the salicylic acid is dissolved in PEG, an exclusive addition of water would also be conceivable in order to maintain the flowability.
  • MDF boards for example, are not dimensionally stable in the presence of larger quantities of water.
  • Ethanol can also serve as an entrainer for the water after processing the PEG + salicylic acid in order to dry the plate surface as quickly as possible or to allow the PEG + salicylic acid to solidify.
  • the water content of a wood preservative according to the invention is preferably ⁇ 30% by mass, based on the PEG, which preferably has a degree of polymerization of 2000.
  • a dye for example Sudan blue, can be added to the ethanol.
  • a suitable mixture for a wood preservative according to the invention contains 70 to 80% by mass of PEG, 10 to 20% of an approximately 30% ethanolic solution of salicylic acid and approximately 10% by mass of water.
  • PEG 2000 is melted at about 60 ° C and kept at this temperature;
  • Salicylic acid is dissolved in ethanol to produce a 30% ethanolic solution of salicylic acid;
  • the mixture is provided with about 10 g of water.
  • a penetration depth of approximately 1 mm is achieved when the plate temperature is around 60 ° C. If the mixture according to this example contains 3% salicylic acid, 6 g of pure salicylic acid in and on the plate are to be expected as an effective amount.
  • the selected mixture can be applied, for example, by rolling, filling, pouring or spraying onto the plate surfaces which have cooled significantly below 75 ° C (decomposition temperature of the salicylic acid) after production.
  • Wood preservatives treated have been successful. After treatment of the plate surfaces, it was also possible after 8 to 10 weeks at 23 ° C and 95 to 98% rel. Humidity no mold infestation can be found. In contrast, untreated control samples were infected with mold after only one week of storage.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Holzschutzmittel zum Schutz vor Schimmelpilzbefall, enthaltend Salicylsäure.

Description

Holzschutzmittel und seine Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Holzschutzmittel zum Schutz vor Schimmelpilzbefall. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstofferzeugnissen mit einem derartigen Holzschutzmittel.
Holzwerkstoffe ohne fungizide Ausstattung werden bei anhaltender Feuchte in Form von Wasserdampf oder fließendem Wasser an ihrer Oberfläche von Schimmelpilzen bewachsen. Es konnte festgestellt werden, dass dieses Wachstum einen Wasseraktivitätswert aw von mindestens 0,80 bis 0,85 voraussetzt. Dieser aw-Wert kann an den Oberflächen von zum Beispiel längere Zeit auf Baustellen gelagerten Holzwerkstoffen schnell erreicht werden. Da die Lagerdauer von der Verpackung bis zur Verarbeitung häufig acht Wochen und mehr beträgt, ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, die Holzwerkstoffe, insbesondere also das Plattenmaterial in dieser kritischen Phase vor Schimmelpilzbefall zu schützen.
Diese Aufgabe wird nach einem ersten Lösungsvorschlag der Erfindung gelöst durch ein Salicylsaure enthaltendes Holzschutzmittel.
Ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstofferzeugnissen, insbesondere von Spanplatten, Faserplatten oder OSB, mit einem erfindungsge- mäßen Holzschutzmittel ist dadurch gekennzeichnet, dass den zu verpressenden Holzwerkstoffen 0,5 - 10 % Salicylsaure, berechnet auf atro Span- bzw. Fasergut, als Feststoff zugegeben wird. Die Beimischung von Salicylsaure kann vor oder nach dem Beleimen der Späne oder Fasern z.B. mit Hilfe von Zerstäubern oder dgl. erfolgen und ist geeignet sowohl für organische wie auch anorganisch gebundene Holzwerkstoffe. Um die Gefahr einer Entmischung zumindest zu verringern, erscheint es zweckmäßig, die Beimischung der Salicylsaure als Feststoff erst nach der Beleimung des Holzmaterials vorzunehmen.
In der einschlägigen Literatur wird darauf hingewiesen, dass Salicylsaure bei höheren Temperaturen zu Phenol und Kohlendioxid zerfällt. Da bei der Herstellung von z.B. Spanplatten Presstemperaturen von bis zu 230°C auftreten, konnte die Beimischung von Salicylsaure zum Spangut für den Fachmann nicht naheliegend sein.
Versuche mit fertig gepressten Spanplatten haben jedoch überraschend ergeben, dass diejenigen Spanplattenproben, deren Spanmaterial 5 % Salicylsaure, berechnet auf das beleimte Spangut, beigemischt worden war, auch noch sechs Wochen nach dem Verpressen und bei einer Exposition von ca. 98 % rel. Luftfeuchte und 23 °C pilzfrei geblieben waren, während die ohne Salicylsaure hergestellten Vergleichsproben schon nach einer Woche Schimmelpilzwachstum aufwiesen.
Die eingangs genannte Aufgabe wird gemäß einem zweiten Lösungsvorschlag durch ein Holzschutzmittel gelöst, dass neben der Salicylsaure noch Polyethylenglykol (PEG) enthält. Mit einem derartigen Holzschutzmittel werden, ohne Zugabe eines pilzwidrigen Wirkstoffes, ausgewählte Oberflächen bzw. Oberflächenbereiche der Holzwerkstofferzeugnisse, also insbesondere der Spanplatten, Faserplatten oder OSB behandelt, z.B. bestrichen oder besprüht. Bei dieser Oberflächenbehandlung wirkt ausschließlich die freie Salicylsaure schimmelpilzwidrig. während Salze und Ester der Salicylsaure oder des Salicylsäurealkohol unwirksam sind.
Die Salicylsaure kann im PEG und/oder in niedrig siedenden organischen Lösemitteln, insbesondere Ethanol gelöst sein.
Ohne PEG-Zugabe würde die zum Beispiel in Ethanol gelöste Salicylsaure tief in den behandelten Holzwerkstoff eindringen, sodass an der Holzwerkstoffoberfläche nur geringe Mengen an Salicylsaure zurück bleiben, die unter dem Einfluss von Luftfeuchtigkeit nadeiförmige Kristalle ausbilden würden, die - da sie über keinerlei Haftung auf dem Holzwerkstoff verfügen - mechanisch abgetragen und damit wirkungslos werden. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Verbindung mit PEG wird eine gute Fixierung der Salicylsaure an der Werkstoffoberfläche erreicht und die Eindringtiefe der Salicylsaure in den Holzwerkstoff auf maximal 2 mm beschränkt. Daher entfalten bereits geringe Gesamtmengen der erfindungsgemäßen Abmischung eine größtmögliche Wirkung gegen Schimmelpilzbefall.
Ein Holzschutzmittel ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch 0,5 bis 10 Masse-% Salicylsaure, bezogen auf das PEG und in einer zweckmäßigen Abmischung durch bis zu 30 Masse-% Ethanol, bezogen auf das PEG.
Da längerkettige Pol ethylenglykole mit Schmelzbereichen um 60 °C unterhalb von ca. 50°C wieder erstarren, ist eine geringe Zugabe von Ethanol und Wasser erforderlich, um auch bei Raumtemperaturen die Fließfähigkeit von PEG zu erhalten. Ethanol kann zudem neben dem PEG als Lösemittel für die Salicylsaure dienen. Dabei sollte die Menge an Ethanol aus verfahrenstechnischen Gründen wegen Brandgefahr so gering wie möglich aber so hoch wie erforderlich sein. Wird die Salicylsaure in PEG gelöst, wäre auch eine ausschließliche Zugabe von Wasser denkbar, um die Fließfähigkeit zu erhalten. Jedoch sind zum Beispiel MDF-Platten nicht formbeständig in Gegenwart größerer Wasserquantitäten. Daher ist eine Mischung aus Ethanol und Wasser vorzuziehen, um einerseits keine explosiven oder brennbaren Gase im Verarbeitungswerk zu erzeugen und andererseits zum Beispiel die Oberflächen von MDF-Platten nicht mit unnötig viel Wasser zu belasten. Dabei kann Ethanol auch als Schleppmittel für das Wasser nach Verarbeitung des PEG + Salicylsaure dienen, um die Plattenoberfläche schnellstmöglich zu trocknen bzw. das PEG + Salicylsaure erstarren zu lassen.
Der Wasseranteil eines erfindungsgemäßen Holzschutzmittels beträgt vorzugsweise < 30 Masse-%, bezogen auf das PEG, das vorzugsweise einen Polymerisationsgrad 2000 aufweist.
Dem Ethanol kann ein Farbstoff, zum Beispiel Sudan Blau beigemischt werden.
Eine zweckmäßige Abmischung für ein erfindungsgemäßes Holzschutzmittel enthält 70 bis 80 Masse-% PEG, 10 bis 20 % einer etwa 30 %igen ethanolischen Lösung von Salicylsaure und etwa 10 Masse-% Wasser.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Holzschutzmittels ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
PEG 2000 wird bei etwa 60°C geschmolzen und auf dieser Temperatur gehalten; Salicylsaure wird in Ethanol gelöst zur Herstellung einer 30 %igen ethanolischen Lösung von Salicylsaure;
etwa 10 g dieser ethanolischen Salicylsäurelösung wird in etwa 80 g geschmolzenen PEG eingerührt;
sofort danach wird die Mischung mit etwa 10 g Wasser versehen.
Um eine höhere Konzentration an der behandelten Plattenoberfläche zu erreichen, kann alternativ eine Zugabe von 20 g einer 30 %igen ethanolischen Salicylsäurelösung gewählt werden; eine Zugabe von 10 g Wasser entfällt dann.
Bei einer Auftragsmenge von zum Beispiel 200 g einer erfindungsgemäß hergestellten Mischung (80 g PEG 2000 + 10 g einer 30 %igen ethanolischen Salicylsäurelösung + 10 g Wasser) je Quadratmeter Plattenoberfläche wird eine Eindringtiefe von ca. 1 mm erreicht, wenn die Plattentemperatur bei etwa 60°C liegt. Enthält die Mischung gemäß diesem Beispiel 3 % Salicylsaure, so sind als wirksame Menge 6 g reine Salicylsaure in und auf der Platte zu erwarten.
Die Applikation der gewählten Mischung kann zum Beispiel durch Walzen, Spachteln, Gießen oder Spritzen auf die nach der Produktion deutlich unter 75°C (Zersetzungstemperatur der Salicylsaure) abgekühlten Plattenoberflächen vorgenommen werden.
Lagerversuche mit MDF-Platten, die mit einem erfindungsgemäßen
Holzschutzmittel behandelt wurden, waren erfolgreich. So konnte nach Behandlung der Plattenoberflächen auch nach 8 bis 10 Wochen bei 23 °C und 95 bis 98% rel. Luftfeuchte kein Befall mit Schimmelpilzen festgestellt werden. Unbehandelte Kontrollproben waren demgegenüber bereits nach einer Woche Lagerdauer von Schimmelpilzen befallen.

Claims

Ansprüche:
1 . Holzschutzmittel zum Schutz vor Schimmelpilzbefall, enthaltend Salicylsaure.
2. Holzschutzmittel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich Polyethylenglykol (PEG) enthält.
3. Holzschutzmittel nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch 0,5 - 10 Masse-% Salicylsaure, bezogen auf das PEG.
4. Holzschutzmittel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Salicylsaure in PEG gelöst ist.
5. Holzschutzmittel nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Salicylsaure in niedrig siedenden organischen Lösemitteln, zum Beispiel Ethanol gelöst ist.
6. Holzschutzmittel nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch 0 - 30 Masse-% Ethanol, bezogen auf das
PEG.
7. Holzschutzmittel nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch einen Anteil Wasser als Hilfsstoff zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit.
8. Holzschutzmittel nach Anspruch 7, gekennzeichnet durcf < 30 Masse-% Wasser, bezogen auf das PEG.
9. Holzschutzmittel nach einem der Ansprüche 2 bis 8, enthaltend 70 - 80 Masse-% PEG, 10 - 20 % einer etwa 30 %igen ethanolischen Lösung von Salicylsaure und etwa 10 Masse-% Wasser.
10. Holzschutzmittel nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch ein PEG mit dem Polymerisationsgrad 2000.
1 1 . Holzschutzmittel nach einem der Ansprüche 5 bis 10, gekennzeichnet durch einen dem Ethanol beigemischten Farbstoff.
1 2. Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstofferzeugnissen, insbesondere Spanplatten, Faserplatten oder OSB, unter Verwendung eines Holzschutzmittels nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass den zu verpressenden Holz Werkstoffen 0,5 - 10 % Salicylsaure, berechnet auf atro Span- bzw. Fasergut, als
Feststoff zugegeben wird.
13. Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstofferzeugnissen, insbesondere Spanplatten, Faserplatten oder OSB, unter Verwendung eines Holzschutzmittels nach einem der Ansprüche 2 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass, ohne Zugabe eines pilzwidrigen Wirkstoffes, ausgewählte Oberflächen bzw. Oberflächenbereiche mit einer Lösung behandelt werden, die mit folgenden Verfahrensschritten hergestellt wird:
PEG 2000 wird bei etwa 60°C geschmolzen und auf dieser Temperatur gehalten;
Salicylsaure wird in Ethanol gelöst zur Herstellung einer 30 %igen ethanolischen Lösung von Salicylsaure; etwa 10 g dieser ethanolischen Salicylsäurelösung wird in etwa 80 g geschmolzenen PEG eingerührt;
sofort danach wird die Mischung mit etwa 10 g Wasser versehen.
14. Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstofferzeugnissen, insbesondere Spanplatten, Faserplatten oder OSB, unter Verwendung eines Holzschutzmittels nach einem der Ansprüche 2 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass, ohne Zugabe eines pilzwidrigen Wirkstoffes, ausgewählte Oberflächen bzw. Oberflächenbereiche mit einer Lösung behandelt werden, die mit folgenden Verfahrensschritten hergestellt wird:
- PEG 2000 wird bei etwa 60°C geschmolzen und auf dieser
Temperatur gehalten;
Salicylsaure wird in Ethanol gelöst zur Herstellung einer 30 %igen ethanolischen Lösung von Salicylsaure;
etwa 20 g dieser ethanolischen Salicylsäurelösung wird in etwa 80 g geschmolzenen PEG eingerührt.
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