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Dokumentenidentifikation DE19640873C2 19.04.2001
Titel Verwendung einer wässrigen Tensid-Emulsion oder- Dispersion zur Verbesserung der mechanischen Bearbeitbarkeit von Holz
Anmelder J. S. Staedtler GmbH & Co, 90427 Nürnberg, DE
Erfinder Handl, Werner, 90518 Altdorf, DE
DE-Anmeldedatum 04.10.1996
DE-Aktenzeichen 19640873
Offenlegungstag 16.04.1998
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 19.04.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.04.2001
IPC-Hauptklasse B27K 3/34
IPC-Nebenklasse B27K 3/02   C09D 15/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer wässrigen Tensid- Emulsion oder Tensid-Dispersion, zur Verbesserung der mechanischen Bearbeitbarkeit von Holz, insbesondere von Hölzern, wie Stifthölzer für Schreib-, Zeichen-, Markier- und/oder Malstifte aller Art und die damit hergestellten Gegenstände.

Imprägnationsmittel für Holz sowie Verfahren zu dessen Anwendung zur Imprägnierung sind grundsätzlich bekannt. So wird in [1.], der DE-OS 43 13 219 A1, ein Verfahren zum Imprägnieren von Holz vorgeschlagen, wobei durch den Einsatz von Polysiloxanen hauptsächlich wasserabweisende Eigenschaften und erhöhter Feuchtigkeitsschutz erreicht werden sollen. Zur Behandlung von Stifthölzern ist dieses Verfahren schon wegen der toxikologischen Problematik nicht geeignet und zur mechanischen Bearbeitbarkeit wird hierin keinerlei Hinweis gegeben.

Dies gilt auch für das in [2.], der EP-PS 0393306 B1 vorgeschlagene Holzschutzmittel und dessen Verwendung, wobei hiermit besonders eine gute Wirksamkeit gegen Moderfäule- Erreger angestrebt wird.

Die EP-PS 0510435 B1 [3.], sieht ein Verfahren zur Holzimprägnierung vor, das von Teerölen ausgeht.

Die hierin vorgeschlagenen Imprägniermittel müssen durch Temperatur erst auf eine geeignete Viskosität gebracht werden. Dadurch soll ein nachträgliches Austreten des Imprägniermittels im Gebrauch sicher vermieden werden. Ähnliches gilt auch für das in [4.], der DE-PS 42 24 510 C1, beschriebene Verfahren zum Imprägnieren von Holz, mit dem insbesondere eine verbesserte Kesseldruckimprägnierung vorgeschlagen werden soll.

Bei diesen Imprägniermitteln geht es insbesondere um die Verbesserung der Witterungs- und Pilzbeständigkeit - nicht aber um die Beeinflussung der mechanischen Bearbeitbarkeit.

In [5.] der EP 0596295 A1, wird eine Beize zum Schwarzfärben von Holz vorgeschlagen. Diese Beize betrifft zwar Stifthölzer, doch wird hier speziell auf eine gewünschte Färbung und auf deren Durchdringung im Holz abgestellt. Wie auch nach [6.], EP-PS 0553407 B1, werden Säure-Farbstoffe, essigsaure Farbstofflösungen von Azofarbstoffen zur Holzfärbung vorgeschlagen, in geeigneter Mischung, die, wie jedem Coloristen bekannt ist, gemäß [5.] zu schwarz führt. Die Beize geht von einer verbesserten Penetrierfähigkeit aus, wobei dieser Effekt durch den Einsatz von oberflächenaktiven Mitteln, sogenannten Netzmitteln, durch Senkung der Oberflächenspannung erreicht wird. Diese Netzmittel, wofür in [5.] beispielsweise in Wasser gelöstes Polyoxyethylen-(20)- sorbitan-monolaurat vorgeschlagen wird, muß somit zwangsläufig wasserlöslich sein, da es einerseits die Oberflächenspannung des Wassers herabsetzen und andererseits die Eindringfähigkeit der Beize erhöhen soll.

Will man größere Holzdimensionen imprägnieren, z. B. solche die mehr als 5 mm Eindringtiefe fordern, dann reicht die Senkung der Oberflächenspannung nicht mehr aus. Die Wirksamkeit ist zudem bei anderen Holzarten nur über unwirtschaftliche Imprägnationszeiten zu erzielen. Außerdem ergibt die Paraffindispersion für Hochleistungsmaschinen und -Werkzeuge keine ausreichende Gleit- und Schmierwirkung.

Die EP 0695608 A1 [7.] schlägt ebenfalls eine Beize und ein Verfahren zum Färben von Holz vor, das im wesentlichen auch auf der bekannten Lehre über Holzfärbung aufbaut und lediglich durch Pufferung des pH-Wertes und Komplexierung unerwünschter Ionen Verfärbungen verhindern soll.

Hierdurch soll die vorgeschlagene Beize auch in Autoklaven aus nicht rostfreiem Stahl und unter Anwendung von Azo-, Diazo- und Triarylmethan-Farbstoffen einsetzbar sein. Die postulierte verbesserte Penetrierfähigkeit durch den Einsatz von Netzmitteln, ist - wie bei der Würdigung der EP 0596295 A1 [5.] bereits erwähnt - bei größeren Eindringtiefen nicht wirksam. Das zur Herabsetzung der Oberflächenspannung des Wassers in der Beize vorgeschlagene Netzmittel muß zwangsläufig wasserlöslich sein, um die vorgesehene Wirkung überhaupt erzielen zu können.

Durch die Verwendung von Puffersubstanzen, die den pH-Wert > 7 einstellen und durch die Verwendung von Komplexbildnern, wird jegliche Substantivität ionogener Verbindungen zunichte gemacht. Eine Verbesserung der Bearbeitbarkeit ist hier - wenn überhaupt - nur bei kleinen Holzdimensionen und bei ohnehin schon leicht bearbeitbaren Hölzern wie Inscensezeder oder Jelutong zu erwarten, wobei hier zudem ausdrücklich zur Verbesserung der Spitzbarkeit der Zusatz von wasserlöslichen Wachsdispersionen oder wasserlöslichen Fettsäurederivaten vorgeschlagen wird.

Die DE-PS 39 11 091 C2 [8.] beschreibt eine wäßrige Imprägnierungslösung für Verpackungshölzer, die neben anorganischen Salzen wie Silikaten-, Boraten-, Karbonaten und/oder Phosphaten auch Wachse sowie Amine vorsieht. Ziel ist es dabei, die in den Hölzern enthaltenen Säuren sowie Formaldehyd zu binden, um bei einer Verwendung als Verpackungshölzer keine Korrosion der Stahloberfläche verpackter Produkte zu verursachen. Zudem wird eine Hydrophobierung angestrebt.

Eine Verbesserung der Bearbeitbarkeit kann damit nicht erreicht werden.

Bei allen diesen bekannten Imprägniermitteln geht es insbesondere um die Verbesserung der Witterungs- und Pilzbeständigkeit oder um Einfärbungen.

Keine dieser Veröffentlichungen offenbart die Behandlung von mechanisch besonders zu bearbeitenden Hölzern, insbesondere von Stifthölzern, geschweige denn eine Verbesserung deren mechanischer Bearbeitbarkeit mit einfachen Mitteln.

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber, die Verwendung eines Imprägationsmittels für Holz vorzuschlagen, wobei das Mittel tief in das Holz eindringt und die mechanische Bearbeitbarkeit des Holzes so verbessert, daß z. B. auch auf schnellaufenden Maschinen keine Brandstellen entstehen und die Oberfläche nicht aufgefasert wird.

Das imprägnierte Holz soll dabei bzw. dadurch weder in der Verleimbarkeit noch in der Lackierbarkeit beeinträchtigt werden. Desweiteren sollen auch schwer zu bearbeitende und schlecht spitzbare Hölzer nach der Imprägnation die oben geschilderten Vorteile aufweisen.

Ziel der Erfindung ist somit die Verwendung eines Imprägnierungsmittels, das tief in nahezu alle Holzarten eindringt und den Hölzern sowie den daraus hergestellten Gegenständen eine gute Bearbeitbarkeit verleiht.

Dies wird mit den vorgeschlagenen Lösungen erzielt, insbesondere dadurch, daß das Imprägnierungsmittel eine wässrige Emulsion oder Dispersion eines wasserunlöslichen kationischen, quartären, amphoteren oder speziellen nichtionischen Tensides ist.

Es ist bekannt, daß Tenside aus diesen Gruppen eine hohe Tendenz haben, auf negativ geladene Oberflächen, insbesondere auf Haare und Textilfasern aufzuziehen und diese kämmbar und geschmeidig machen.

Es wurde nun gefunden, daß diese Tenside eine außerordentlich große Affinität zu den Cellulosen und Hemicellulosen des Holzes haben und dort angelagert werden.

Dies ist insofern überraschend, da weder die Cellulosen noch die Hemicellulosen frei zugänglich sind, sondern im Gegenteil fest in der Holzmatrix gebunden vorliegen. Es kann ferner auch angenommen werden, daß die genannten Tenside eine weichmachende Wirkung auf das Mittellamellenlignin des Holzes haben. Die hohe Präsenz der Tenside auf den Holzfasern, in den Zellumina sowie in den Poren und Hohlräumen, stellt eine ausreichende Werkzeugschmierung bei gleichzeitiger Herabsetzung der Fasersteifigkeit sicher. Dieser Synergismus bewirkt, daß z. B. bei einem Hobelvorgang mit hohen Geschwindigkeiten keine Fasern aus dem Verbund gelöst bzw. herausgerissen werden und daß somit eine glatte Oberfläche entsteht.

Zur Imprägnierung von Stifthölzern werden kationische, quartäre, amphotere oder spezielle nichtionische wasserunlösliche Tenside eingesetzt. Damit wird sichergestellt, daß die Substanzen bei unlackierten Stiften nicht durch Handschweiß und/oder durch Speichel herausgelöst werden. Zur Erzielung einer guten Penetrierfähigkeit wird aus den unlöslichen Substanzen eine Emulsion bzw. Dispersion hergestellt. Diese Emulsionen bzw. Dispersionen sind besonders dadurch charakterisiert, daß die disperse Phase mittlere Teilchen- bzw. Tröpfchendurchmesser von unter 1,0 µm aufweist. Einsetzbar sind generell Dispersionen oder Emulsionen, die eine mittlere Teilchen- bzw. Tröpfchengröße von 0,4 bis 1,0 µm, vorzugsweise von 0,6 bis 0,95 µm aufweisen.

Bei der Imprägnierung, insbesondere von nassen bzw. schnittfrischen Hölzern mit Feuchten von 80 Gew.-% und mehr, hat sich überraschend herausgestellt, daß bei Verwendung der genannten feindispersen Systeme eine besonderes schnelle Penetrierung erfolgt.

Dies ist umso überraschender, da hierbei ein Austausch Wasser bzw. Saft gegen Imprägnierflüssigkeit erfolgen muß. Ohne den Vorgang an eine bestimmte Theorie binden zu wollen, kann angenommen werden, daß die Partikel bzw. die fluiden Bezirke der feindispersen Systeme bei Durchmessern < 1,0 µm extreme Diffusionsneigung besitzen. Dadurch wird ein konvektiver Stoffaustausch bewirkt der zusätzlich durch osmotische Vorgänge unterstützt wird.

Die Anwendung von erhöhter Temperatur beschleunigt diese Vorgänge zusätzlich. Die gleichen Zusammenhänge gelten bei zusätzlicher Anwendung von höherem Druck.

Maßgebend bei dispersen Systemen sind die Größe der Austauschfläche sowie die Dicke der Grenzschichten. Die spezifische Phasengrenzfläche hängt hyperbolisch vom Partikeldurchmesser ab. Bei den vorschlagsgemäßen dispersen Systemen mit Partikelgrößen < 1 µm beträgt die spezifische Austauschfläche ca. 10.000.000 m2/m3.

Es wurde darüber hinaus gefunden, daß feindisperse Systeme < 1 µm aufgrund ihrer Stömungskräfte eine ausgezeichnete Lagerstabilität aufweisen und ein Sedimentieren bzw. Aufrahmen verhindern. Der Bewegungsimpuls von Partikeln verhält sich nämlich proportional zur dritten Potenz ihres Durchmessers. Für Partikel < 1 µm finden in ruhenden Medien zunehmend nur noch "Begegnungen" aber keine Stöße zwischen den Partikeln statt. Dies verhindert eine Aggregation und damit eine Koagulation der Teilchen.

Die Emulsionen bzw. Dispersionen waren über mehrere Monate hinweg stabil. Lediglich Einflüsse, welche die Bewegungsfähigkeit der Teilchen einschränken oder verhindern, wie ein Einfrieren, bewirken eine Zerstörung der feindispersen Phase.

Die Herstellung der feindispersen Systeme erfolgt vorzugsweise in Emulgierapparaten die nach dem Prinzip der Hochdruckentspannung arbeiten. Dabei wird eine Voremulsion unter hohem Druck durch eine Düse gepreßt. In einem Homogenisierventil wird eine Kavitationszone hoher Leistungsdichte durchlaufen, in der suspendierte Partikel oder Tröpfchen unter der Einwirkung großer örtlicher Zug-, Druck-, und Schubspannungen zerstört bzw. aufgespalten werden. An die Herstellung der Voremulsion sind keine besonderen Anforderungen zu stellen. Diese kann durch Rühren oder durch Rotor-/Statorsysteme hergestellt werden. Hierfür kommen kationische bzw. quartäre Verbindungen (auch "Quart" genannt) aus der Gruppe der Imidazoline, Benzyle, Alkyle, Dialkyle, Monoalkyl-Trimethyl, Dialkyl-Dimethyl, Methyl-Dialkoxy- Alkyl, Dialkyl-Methyl-Benzyl, Diamidoamin, sowie komplexe diquartäre Verbindungen in Betracht.

Geeignete kationische und insbesondere auch spezielle quarternäre Ammoniumverbindungen können zum Beispiel sein: 1.) 1-Stearinsäureamidoäthyl 2-stearyl 3-methyl-imidazoliniummethosulfat



2.) Diamidoamin Quart X = chlorid oder Methylsulfat

R = aliphatisch, geradkettig, gesättigt oder ungesättigt C12 bis C18

R' = 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl





3.) Dialkvl-Methyl-Benzyl Quart X = chlorid oder Methylsulfat

R = aliphatisch, gesättigt oder ungesättigt C12 bis C18





4.) Amin Ethoxylat x, y = 2-50 Mol EO(ethylenoxid Einheiten)

R = aliphatisch, gesättigt oder ungesättigt C8 bis C22





5.) Betaine R = Alkyl- oder Alkylamido C8 bis C22





6.) Komplexe Di-Quart X = chlorid oder Methylsulfat

R = aliphatisch, gesättigt oder ungesättigter Rest C12 bis C18





7.) Diaklyl-Dimethyl Quart X = chlorid oder Methylsulfat

R = aliphatisch, gesättigt oder ungesättigter, geradkettig oder verzweigt C8 bis C22





8.) Methyldialkoxy-Alkyl-Quart X = chlorid oder Methylsulfat

R = aliphatisch, gesättigt oder ungesättigt, geradkettig oder verzweigt C8 bis C22

R' = 2-hydroxyethyl oder polyethoxyethanol

n = 1-50 polyalkoxygruppen





9.) Monoalkyl-trimethyl-Quart X = chlorid oder Methylsulfat

R = aliphatischer, gesättigte oder ungesättigter Rest C12 bis C22 Verbindung. Alkyl-, Benzyl Alkyl oder ein Alkyl-Propyläther R-O-CH2-CH2-CH2- wobei R eine Kettenlänge von C4 bos C18 hat.



10.) Monoethyl Trialkyl-Quart X = chlorid oder Methylsulfat

R = aliphatischer Alkylrest C8 bis C18 (geradkettig oder verzweigt)





11.) Imidazolin Quart X = chlorid oder Methylsulfat

R = aliphatischer, gesättigter oder ungesättigter Rest C12 bis C18





12.) Dimethyl-Alkyl-Benzyl-Quart X = chlorid oder Methylsulfat

R = aliphatischer, gesättigter oder ungesättigter Rest C12 bis C18





Es sind aber auch solche Verbindungen geeignet, die im sauren Medium kationischen Charakter annehmen. Dies können auch nichtionische Verbindungen sein, sofern sie sich an einem Heteroatom protonieren lassen.

Dies trifft auf die Fettaminoxide, Aminethoxylate, sowie Addukte des Ethylenoxides zu. Die amphoteren Verbindungen umfassen die Gruppe der Betaine und Ampholyte.

Es ist bekannt, daß bei der Imprägnation die Hölzer, je nach ihrer Anatomie, d. h. nach ihrem Holzaufbau und ob es sich um Kern- oder Splintholz handelt, bis zu 200 Gew.-% Imprägnationsflüssigkeit aufnehmen, bezogen auf das atro Holz (atro = absolut trocken). Erfahrungsgemäß ist die notwendige Trocknung langwierig und bedarf einer sehr engen Prozeßführung, da sonst die Ausschußraten nicht zu vertreten sind. Die Gründe hierfür sind vielschichtig. Die wichtigsten sind jedoch Verzug, Verschalungen und Trockenrisse durch starke Dimensionsänderungen bei unkontrolliertem Wasserentzug.

Durch die Wassereinlagerung bzw. durch die bei Trocknungsbeginn vorliegende hohe Holzfeuchte kommt es insbesondere bei hohen Temperaturen zu einem erheblichen Anstieg der sofortigen plastischen Verformung. Zusätzlich zeigen sich, insbesondere bei tangential eingeschnittenen Hölzern, auch hydrostatische Spannungen. Diese entstehen, wenn dem Holz freies Wasser über das Porensystem entzogen wird. Ein Meniskus, der an der Grenzfläche Wasser/Luft entsteht, erzeugt im Wasser hinter diesem eine hydrostatische Zugspannung (mit sinkendem Kapillarradius steigt die Spannung); wenn diese Spannung die Druckfestigkeit des Holzes übersteigt, kommt es zum Zelleinbruch. Ein hoher Anteil dieser Verformung bleibt bei Abkühlung der verformten Hölzer als plastische Deformation erhalten. Die Verformung wird dabei wesentlich durch das Trocknungsgefälle (Verhältnis der momentanen Holzfeuchte zu der dem Trocknungsklima entsprechenden Gleichgewichtsfeuchte) bestimmt. Je höher das Trocknungsgefälle, desto größer ist der Anteil verformter Hölzer. Durch die bereits oben erwähnte Weichmachung des Mittellamellenlignins haben die Zellwände nun eine ausreichende Flexibilität, um den Zelleinbruch bei der Trocknung abzupuffern. Dieser Effekt dürfte sicherlich durch die Präsenz der Tenside, die ja nicht flüchtig sind und zudem eine gewisse Wasserretention haben, unterstützt werden, d. h. das Wasser wird nicht nur verzögert abgegeben, sondern die nicht flüchtigen Tenside verbleiben in den Hohlräumen und stabilisieren diese.

Das Ziel, die Schaffung und Anwendung einer Imprägnierungsemulsion, die tief in nahezu alle Holzarten eindringt und den Hölzern eine gute Bearbeitbarkeit und Spitzbarkeit verleiht, wird durch die Verwendung der vorgeschlagenen Imprägierungsmittel erreicht.

Die Herstellung von Blei- und Farbstiften war bisher fast ausschließlich an die Verwendung von Inscense-Zeder, Jelutong oder Weymouthkiefer gebunden. Diese Hölzer sind aufgrund ihrer Struktur und Dichte relativ einfach zu imprägnieren. Hier reichten wäßrige Paraffinemulsionen aus, um die geforderte Prozeßgängigkeit und Spitzbarkeit sicherzustellen. Die immer teurer und seltener werdenden Spezies der genannten Stifthölzer, vor allem aber die immer schneller arbeitenden Stiftherstellungsmaschinen verlangen nach Alternativen. Moderne Nut- und Hobelmaschinen arbeiten heute mit Geschwindigkeiten deutlich über 40 Meter pro Minute, so daß herkömmlich imprägnierte Hölzer nicht mehr die notwendige Gleit- und Schmierfähigkeit aufweisen. Brandstellen und rauhe Oberflächen sind die Folge. Ganz zu schweigen, daß andere Hölzer wegen fehlender Imprägnierfähigkeit nicht eingesetzt werden konnten.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert:

I. Imprägnationsmittel Beispiel 1

35,00 Gew.-% 1-Stearinsäureamidoäthyl-2 Stearyl 3-methyl- imidazoliniummethosulfat werden mit 65,00 Gew.-% Wasser unter Rühren vermischt. Die Mischung wird anschließend unter Druck im Hochdruckhomogenisator dispergiert. Dabei wird die Flüssigkeit durch ein Ventil gepreßt und entspannt. Die Dispersion hatte eine mittlere Teilchengröße von 0,9 µm und kann beliebig verdünnt werden.

Beispiel 2

38,00 Gew.-% Alkyldimethybenzylammoniumchlorid werden mit 62,00 Gew.-% Wasser unter Rühren vermischt. Die Mischung wird gemäß Beispiel 1 dispergiert. Die Dispersion hatte eine mittlere Teilchengröße von 0,85 µm. Diese Emulsion hat fungizide und bakterizide Wirkung. Hier zeigte sich nicht nur eine besonders gegen mikrobiellen Befall stabile Imprägnationsflotte, sondern die damit behandelten Hölzer wiesen neben den verbesserten Bearbeitungseigenschaften auch eine Konservierung auf. Besonders gegen Bläue waren die Hölzer resistent.

Beispiel 3

40,00 Gew.-% Distearyldimethylammoniumchlorid werden in 60,00 Gew.-% Wasser mittels eines Rührers vordispergiert. Die Vordispersion wird gemäß Beispiel 1 dispergiert. Die Dispersion hatte eine mittlere Teilchengröße von 0,85 µm und kann beliebig mit Wasser verdünnt werden.

Beispiel 4

35,00 Gew.-% Talgfettaminethoxylat mit 5 Mol Ethylenoxid werden in erwärmtem Wasser mittels eines Rührers vordispergiert und mit einer Säure auf einen sauren pH-Wert eingestellt. Es kann hierfür jede beliebige Säure verwendet werden. Ortho-Phosphorsäure eignet sich wegen ihrer antikorrosiven Wirkung und ihrer Zulassung als Lebensmittelzusatzstoff jedoch bevorzugt. Die Vordispersion wird bei 350 bar gemäß Beispiel 1 dispergiert. Die Dispersion hatte eine mittlere Teilchengröße von 0,95 µm.

Selbstverständlich können die Imprägnationsflotten je nach Bedarf eingefärbt werden, um den zu imprägnierenden Hölzern die gewünsche Farbe zu verleihen.

Dies kann insbesondere bei der Nachstellung von speziellen Holzarten, zur Herausstellung der Maserung, zur Maskierung von Holzfehlern oder zur Erzielung optischer Effekte erwünscht sein.

Es ist bekannt, hier geeignete Farbstoffe einzusetzen wie sie beispielsweise in der EP 0553407 B1 [6.] bzw. EP 0596295 A1 [5.] vorgeschlagen wurden. Solche Farbstoffe sind jedoch nicht immer physiologisch einwandfrei und haben meist eine mäßige Lichtechtheit. Im Rahmen der Erfindung wurde nun gefunden, daß Pigmente unter den vorgenannten Bedingungen ebenso in das Holz eindringen, sofern sie eine der dispersen Phase vergleichbare oder kleinere Teilchengröße besitzen und bezüglich ihres Netzmittelsystems auf den Einsatz in kationischen Systemen abgestimmt sind. Solche extrem feinteiligen Pigmente sind als wäßrige Pigmentpräparationen am Markt erhältlich.

Beispiel 5

32 Gew.-% Distearyldimethylammoniumchlorid werden in 67,2 Gew- % Wasser mittels eines Rührers vordispergiert. Die Vordispergierung wird mit 0,8 Gew.-% einer 20%igen, wäßrigen Präparation aus Pigment Brown 25, CI 12510, mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,071 µm eingefärbt. Die Vordispersion wird gemäß Beispiel 1 dispergiert. Die Dispersion hatte eine mittlere Teilchengröße von 0,85 µm und kann beliebig mit Wasser auf Anwendungskonzentration verdünnt werden.

II. Anwendungsbeispiele Beispiel 6

In einem zylinderförmigen Stahlbehälter mit einem Durchmesser von 1600 cm und einer Länge von 8000 cm werden 8 m3 Weymouthkiefer-Bretter in den Abmessungen 20,0 mm × 80, 0 mm × 2000 mm und einer Feuchte von 15,0 Gew.-% vorgelegt und gegen Aufschwimmen gesichert. Der Behälter wird sodann samt Inhalt evakuiert und bei einem Vakuum von 90% 15 Minuten belassen. 8000 Liter der gemäß Beispiel 1 hergestellten und auf 8,0 Gew.-% Aktivsubstanz verdünnten Imprägnationsflotte werden nun unter Zerstörung des Vakuums in den Behälter eingesaugt.

Das jetzt unter Flüssigkeitsniveau befindliche Holz wird mit einem Druck von 12,0 bar beaufschlagt und für 120 Minuten gehalten. Während dieser Zeit wird über eine Pumpe der verbrauchte Anteil Imprägnationsflotte ergänzt. Anschließend wird die Imprägnationsflüssigkeit aus dem Behälter gedrückt bzw. gepumpt. Durch Anlegen eines ca. 10 minütigen Nachvakuums kann das Abtropfen der Imprägnationsflüssigkeit verhindert werden.

Die Holzbretter sind komplett mit der Imprägnationsflotte durchtränkt und können auf herkömmliche Art getrocknet werden.

Nach der Trocknung wiesen die Bretter einen Aktivgehalt von durchschnittlich 6,5 Gew.-% auf und konnten zu Bleistiftbrettchen in den Abmessungen 73 × 5 × 185 mm gesägt werden.

Die Brettchen besaßen eine ausgezeichnete Prozeßgängigkeit und Spitzbarkeit.

Darüber hinaus zeigte sich durch die antistatische Eigenschaft des sich im Holz befindlichen 1- Stearinsäureamidoäthyl-2 Stearyl 3-methyl- imidazoliniummethosulfat ein einwandfreier Abtransport der Säge- und Hobelspäne.

Beispiel 7

In einem Behälter gemäß Anwendungsbeispiel 1 werden 8 m3 schnittfrische Pappelbretter 20,0 × 80,0 × 2000 mm mit einem Wassergehalt von durchschnittlich 80 Gew.-% vorgelegt und gegen Aufschwimmen gesichert. Die gemäß Beispiel 1 hergestellte und auf 12,0 Gew.-% Aktivgehalt verdünnte Imprägnationsflotte wird in den Behälter eingepumpt und mit einem Flüssigkeitsdruck von 14 bar beaufschlagt. Dieser Druck wird für 240 Minuten gehalten, wobei während dieser Zeit die Imprägnationsflüssigkeit zirkuliert. Diese Zirkulation ist notwendig, da im vorliegenden Fall Holzsaft gegen Imprägnationsmittel ausgetauscht wird und es dadurch zu lokalen Konzentrationsunterschieden kommen würde. Anschließend wird die Imprägnationsflotte aus dem Behälter gepumpt und ein Nachvakuum von 10 Minuten angelegt, um das Abtropfen zu verhindern. Die Holzbretter sind komplett mit der Imprägnationsflotte durchtränkt und können auf herkömmliche Art getrocknet werden. Nach der Trocknung wiesen die Bretter einen Aktivgehalt von durchschnittlich 6,0 Gew.-% auf und konnten zu Bleistiftbrettchen in den Abmessungen 73 × 5 × 185 mm gesägt werden.

Beispiel 8

In einem Behälter gemäß Anwendungsbeispiel 1 werden 8 m3 schnittfrische Pappelbretter 20,0 × 80,0 × 2000 mm mit einem Wassergehalt von durchschnittlich 80 Gew.-% vorgelegt und gegen Aufschwimmen gesichert. Die gemäß Beispiel 5 hergestellte und auf 12,0 Gew.-% Aktivgehalt verdünnte Imprägnationsflotte wird auf 85°C erwärmt, in den Behälter eingepumpt und mit einem Flüssigkeitsdruck von 14 bar beaufschlagt. Dieser Druck wird für 240 Minuten gehalten, wobei während dieser Zeit die Imprägnationsflüssigkeit zirkuliert. Anschließend wird die Imprägnationsflotte aus dem Behälter gepumpt und ein Nachvakuum von 10 Minuten angelegt, um das Abtropfen zu verhindern. Die Holzbretter sind komplett mit der Imprägnationsflotte durchtränkt und können auf herkömmliche Art getrocknet werden.

Nach der Trocknung wiesen die Bretter einen Aktivgehalt von durchschnittlich 6,5 Gew.-% auf. Außerdem besaßen sie eine rotbraune Färbung.

Die Hölzer konnten zu Bleistiftbrettchen in den Abmessungen 73 × 5 × 185 mm gesägt werden.

Die Brettchen wiesen eine ausgezeichnete Prozeßgängigkeit und Spitzbarkeit auf.

Auch hier zeigte sich der antistatische Einfluß des Imprägnationsmittels in einem verbesserten Abtransport der Späne und einer verminderten Staubexplosionsgefahr.

Die Standzeit der Werkzeuge konnte durch die Herabsetzung des Bearbeitungswiderstandes auf die vierfache Einsatzzeit gesteigert werden.

Alle mit den so imprägnierten Brettchen hergestellten Schreib-, Zeichen- und Malgeräte oder sonstigen Gegenstände, ließen sich gut spitzen, schnitzen oder anderweitig bearbeiten und erfüllten auch sonst die an derartige Artikel gestellten hohen Anforderungen.

Sie waren insbesondere auch gut lackierbar.


Anspruch[de]
  1. 1. Verwendung einer wässrigen Emulsion oder Dispersion eines wasserunlöslichen kationischen, amphoteren oder nichtionischen Tensides, bei der die disperse Phase einen mittleren Teilchen- bzw. Tröpfchendurchmesser von unter 1 µm aufweist, zur Verbesserung der mechanischen Bearbeitbarkeit von Holz.
  2. 2. Verwendung des Mittels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zunächst als konzentrierte Vordispersion vorliegt, die im wesentlichen aus 32 bis 40 Gew.-% Tensid und 60 bis 67,2 Gew.-% Wasser, sowie gegebenenfalls 0,8 Gew.-% Pigmentlösung besteht.
  3. 3. Verwendung des Mittels nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kationischen Tenside Substituenten aus der Gruppe der Imidazoline, Benzyle, Alkyle, Dialkyle, Monoalkyl-Trimethyl, Dialkyl-Dimethyl, Methyl-Dialkoxy-Alkyl, Dialkyl-Methyl-Benzyl, Diamidoamin tragen.
  4. 4. Verwendung des Mittels nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kationischen Tenside Verbindungen aus der Gruppe komplexer diquartärer Verbindungen sind.
  5. 5. Verwendung des Mittels nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tenside nichtionische Verbindungen sind, aus der Gruppe der Fettaminoxide, Aminethoxylate, und/oder von Addukten eines Ethylenoxides, die sich an einem Heteroatom protonieren lassen und damit in saurem Medium kationischen Charakter annehmen.
  6. 6. Verwendung des Mittels nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tenside amphotere Verbindungen sind, aus der Gruppe der Betaine und/oder der Ampholyte.
  7. 7. Verwendung des Mittels nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tensid ein 1-Stearinsäureamidoäthyl-2 Stearyl 3-methyl-imidazolinium-methosulfat ist.
  8. 8. Verwendung des Mittels nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tensid ein Alkyldimethybenzylammoniumchlorid ist.
  9. 9. Verwendung des Mittels nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Tensid ein Distearyldimethylammoniumchlorid ist.
  10. 10. Verwendung des Mittels nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Tensid ein Talgfettaminethoxylat mit 5 Mol Ethylenoxid pro Mol ist.
  11. 11. Verwendung des Mittels nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es 32,00 Gew.-% Tensid, vorzugsweise Distearyldimethylammoniumchlorid, 67,2 Gew-% Wasser und 0,8 Gew.-% einer 20%-igen, wäßrigen Pigment- Präparation, mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von kleiner 1 µm aufweist.
  12. 12. Verwendung eines Mittels nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Behandlung von Holz, wobei zunächst in einem Stahlbehälter die zu behandelnden Bretter vorgelegt und gegen Aufschwimmen gesichert werden, wobei der Behälter dann samt Inhalt evakuiert und bei einem Vakuum von 80 bis 95% 10 bis 25 Minuten belassen wird, wobei dann die auf Anwendungskonzentration des Mittels verdünnte Flotte unter Zerstörung des Vakuums in den Behälter eingebracht wird, wobei das Holz für 1 bis 6 Stunden gehalten wird und wobei anschließend zunächst die Flüssigkeit und dann das Holz aus dem Behälter entfernt wird.
  13. 13. Verwendung eines Mittels gemäß Anspruch 12, wobei die Behandlung unter Anwendung von erhöhter Temperatur und/oder erhöhtem bzw. zusätzlichem Druck erfolgt.
  14. 14. Verwendung eines Mittels gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei zunächst in einem geeigneten Behälter schnittfrische Bretter vorgelegt und gegen Aufschwimmen gesichert werden, wobei dann die Flotte in den Behälter eingepumpt und mit einem Flüssigkeitsdruck von 14 bar beaufschlagt wird, wobei dieser Druck für 4 Stunden gehalten wird, wobei während dieser Zeit die Flüssigkeit zirkuliert und wobei dann die Flotte aus dem Behälter gepumpt und das Holz entnommen wird.
  15. 15. Verwendung eines Mittels gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei in einen geeigneten Behälter schnittfrische Bretter mit einem Wassergehalt von durchschnittlich 80 Gew.-% vorgelegt und gegen Aufschwimmen gesichert werden, wobei das auf 12,0 Gew.-% Aktivgehalt verdünnte und auf 85°C erwärmte Mittel in den Behälter eingepumpt und mit einem Flüssigkeitsdruck von 14 bar beaufschlagt wird, wobei dieser Druck für 4 Stunden gehalten wird, wobei während dieser Zeit die Flüssigkeit zirkuliert und wobei anschließend die Flotte aus dem Behälter gepumpt und ein Nachvakuum von 10 Minuten angelegt wird.






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