DE1642187B - Process for the production of dimensionally stable wood - Google Patents
Process for the production of dimensionally stable woodInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von dimensionsbeschleunigcndem Holz.The present invention relates to a method for producing dimensional accelerating agents Wood.
Is ist bekannt. Holz mit Polyalkylenglykolen zwecks Dimensionsbeständigmachen zu behandeln. Soll das Holz getrocknet werden, so ergibt diese Behandlung auch eine erhöhte Ausbeute, da das Holz ohne Schrumpfen in gequellenem Zustand gehal-Un worden kann. Dies hat weiterhin den Vorteil, daß die Trocknung erfolgen kann ohne die Gefahr, daß quahtätsvermindernde Überprüfungen unternommen werden müssen.Is is known. To treat wood with polyalkylene glycols to make it dimensionally stable. If the wood is to be dried, this treatment also results in an increased yield, since that Wood without shrinkage in a well-swelled condition can be. This also has the advantage that drying can take place without the risk of quality-reducing checks being carried out Need to become.
Is ist außerdem bekannt. Holz chemisch zwecks Vernetzung der chemisch reaktionsfähigen Komponenten desselben zu behandeln. Durch dieses Verfahren können die hydrophilen Hydroxylgruppe der Cellulose- und Ligninmoleküle durch eine chemische Behandlung durch weniger hydrophile Gruppen ersetzt werden. Das einfachste und billigste Verfahren zur Bildung von Vernetzungen in Holz besteht in seiner Wärmebehandlung bei erhöhter Temperatur, und durch diese Behandlung kann seine Neigung zum Quellen und Schrumpfen um etwa 5O0O verringert werden. Auch die Hygroskopizität von Holz kann im Vergleich zu unbehandeltem Holz entsprechend vermindert werden. Die Wärmebehandlung hat jedoch keine weitgehende praktische Anwendung gefunden, da das Holz spröde wird und auch andere mechanische 1 lgenschaften desselben beeinträchtigt werden. F.in anderes chemisches Verfahren zur Erzielung von Vernetzungen besteht in der Behandlung des Hol/es mit Aldehyddämpfen, hauptsächlich Formaldehyd, in Anwesenheit einer als Katalysator wirkenden Mineralsäure. Durch eine solche Behandlung erhält das Holz eine gute Dimensionsbeständigkeit bei einer Gewichtserhöhung von etwa 5°n. Die Behandlung mil Formaldehyd bewirkt jedoch eine Verminderung der mechanischen Eigenschaften des Holzes, und das Holz wird spröde; daher wurde auch dieses Verfahren bisher nicht weitgehend angewendet.Is is also known. To chemically treat wood to cross-link its chemically reactive components. This process allows the hydrophilic hydroxyl group of the cellulose and lignin molecules to be replaced by less hydrophilic groups through a chemical treatment. The simplest and cheapest method of forming crosslinks in wood is to heat it at an elevated temperature, and this treatment can reduce its tendency to swell and shrink by about 50 0 O. The hygroscopicity of wood can also be reduced accordingly compared to untreated wood. However, the heat treatment has not found extensive practical application, since the wood becomes brittle and other mechanical properties of the same are impaired. Another chemical process to achieve crosslinking consists in treating the wood with aldehyde vapors, mainly formaldehyde, in the presence of a mineral acid that acts as a catalyst. Such a treatment gives the wood good dimensional stability with a weight increase of about 5 ° n. Treatment with formaldehyde, however, reduces the mechanical properties of the wood and the wood becomes brittle; therefore, this method has not yet been used extensively either.
Die vorliegende Erfindung soll ein Verfahren schaffen, das die obigen Nachteile beseitigt. Da« crfindungsgemäße
Verfahren zur Herstellung von dimensionsbeständigem Holz ist dadurch gekennzeichnet, daß
das Holz mit einer Lösung, die Polyalkylenglykole und Glyoxal enthält, imprägniert wird. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß es erfindungsgemäß
friöglich ist, Holz mit einer ■-- im Vergleich zur Behandlung
mit Polyalkylenglykolen allein —wesentlich ßefineefen Chemikaliertrrtenge zu stabilisieren, wobei
/
CHThe present invention seeks to provide a method which overcomes the above disadvantages. The process according to the invention for the production of dimensionally stable wood is characterized in that the wood is impregnated with a solution containing polyalkylene glycols and glyoxal. Surprisingly, it has been found that it is possible according to the invention to stabilize wood with a substantial amount of ßefineefen chemical penetration compared to treatment with polyalkylene glycols alone, whereby /
CH
/
CH/
CH
OHOH
OH OHOH OH
OHOH
HO O OHHO O OH
CH NCH I I CH N CH II
CH CH / \ / \ HO O OHCH CH / \ / \ HO O OH
HOHO
CHCH
CHCH
HOHO
CH . /
CH
\CH
\
CHOH CHOHCHOH CHOH
polymerisiert, wobei η für eine ganze Zahl mil Wert von 1 bis 100 steht.polymerized, where η is an integer from 1 to 100.
Diese Hydrate wirken in derselben Weise \\ Polyäthylenglykol bei der Behandlung vor und haben eine Quellwirkung auf das Zellj da die Moleküle nicht zu groß sind, um nicht Holz, diffundieren zu können,These hydrates act in the same way \\ polyethylene glycol in the treatment before and have a swelling effect are not too big on the Zellj as the molecules, not wood, diffuse to,
Auf Grund dieser kombinierten Wirkung zum vollständigen Quellen von Buchenholz η Menge von etwa 15% Glyoxal und Polyäthylet bezogen auf das trockene Holz, notwendig, w anderenfalls bei Verwendung von Polyäthyle allein eine Menge von etwa 30% notwendig ist Beim Trocknen des mit der Kombination aDue to this combined effect for the complete swelling of beech wood η Amount of about 15% glyoxal and polyethylene based on the dry wood, necessary, w otherwise, when using polyethylene alone, an amount of about 30% is necessary When drying the with the combination a
oxal und Polyalkylenglykol behandelten Hol giert das Polyalkylenglykol in gewissem W erhöhten Trocknungstemperatufen unter Bildt arer Polyacetale mit dem Glyoxal; die Pol haben z. B. die folgende Zusammensetzung, w Polyalkylenglykol Polyäthylenglykol ist:Oxal and polyalkylene glycol treated hol yaws the polyalkylene glycol in a certain W increased drying temperature under formation of polyacetals with the glyoxal; the poles have z. B. the following composition, w polyalkylene glycol is polyethylene glycol:
£9£ 9
3 "-ϊ ' 3 "-ϊ ' 44th
HO(C2H4-O-C2H4),- Ο—CH~0—(CjH4-0—C2H4Jn-0—CH-0—HO (C 2 H 4 -OC 2 H 4 ), - Ο — CH ~ 0— (CjH 4 -0 — C 2 H 4 J n -0 — CH-0—
HO(C3H4-Ο—C2H4In-0-CH—Ο—(CjH4-0—C,H4)„—0—CH-0—HO (C 3 H 4 -Ο — C 2 H 4 I n -0-CH — Ο— (CjH 4 -0 — C, H 4 ) "- 0 — CH-0—
überraschenderweise wurde auch festgestellt, daß diese Produkte eine dtmensiorisbeständigmachende Wirkung auf Holz und andere celluloseartige Materialien haben, obgleich sie in Wasser löslich bleiben.Surprisingly, it was also found that these products have a dtmensiorisbestisolisierung Have an effect on wood and other cellulosic materials, although they remain soluble in water.
Neben dem verminderten Polyalkylenglykolverbrauch liegt ein weiterer Vorteil in der Tatsache, daß das Holz nach völligem Imprägnieren eine verbesserte Oberfläche erhält, die sich nicht fettig anfühlt. Auch die Neigung zur Feuchtigkeitsaumahme wird verringert. Weiterhin ist das Holz weicher und glatter als Holz, das allein mit Glyoxal als Stabilisierungsmittel behandelt wurde.In addition to the reduced consumption of polyalkylene glycol, another advantage lies in the fact that after complete impregnation, the wood has an improved surface that does not feel greasy. Also the tendency to absorb moisture is reduced. Furthermore, the wood is softer and smoother than wood that contains glyoxal alone as a stabilizing agent was treated.
F.rfindungsgemäß können der vorliegenden HoIzimprägnierungs lüssigkeit auch andere, wasserlösliche Substanzen zugefügt werden, mit denen das Glyoxal /ui Bildung von Vernetzungen reagiert und die somit weniger wasserlöslich gemacht werden, wodurch eine verbesserte Vernetzung bzw. Verflechtung der Zeil-Struktur erhalten wird. Solche Substanzen, die entweder in das Zellgewebe hineind'ffundiert oder in den /ellhöhlungen abgelagert werden können, sind 7. B. unter anderem wasserlösliche Cellulosederivate, wie Hydroxyäthylcellulose, Äthylhydroxyäthylcellulose. Melhylhydroxyiithylcellulose, Methy!cellulose. Athylhydroxypropylcellulose. Carboxymethylcellulose sowie ;-ndere polymere V-rbind: ngen. wie Polyvinylalkohol und teilweise hydrolysiertes Polyvinylacetat, und weit, hin C.tllagen und (V ein. Besonders geeignet für eine derartige Zugabe sind wasserlösliche ( cellulosederivate mit einer Viskosität unter 2(Ui' in 2"niJer vvaHriger I osung bei 20 C.According to the invention, other water-soluble substances can also be added to the present wood impregnation liquid, with which the glyoxal reacts and forms cross-links and which are thus made less water-soluble, whereby an improved cross-linking or interweaving of the cell structure is obtained. Such substances, which can be either hineind'ffundiert in the cell tissue or deposited in the ellhöhlungen /, 7. B. include water-soluble cellulose derivatives such as hydroxyethyl cellulose, Äthylhydroxyäthylcellulose. Methyl hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose. Ethyl hydroxypropyl cellulose. Carboxymethyl cellulose as well as; - Other polymer bindings. as polyvinyl alcohol and partially hyd r olysiertes polyvinyl acetate, and far towards C.tllagen and (V a. Especially suitable for such addition are water-soluble (cellulose derivatives having a viscosity of less than 2 (Ui 'in 2 "nijer vvaHriger I solution at 20 C.
I■ rlindunesgemiiB verwendbare Polyalkylenglykole und Derivate derselben umfassen /B. Diäthylcnglykol. iriathylengUkol. Dipropylenglykol. I ripropylen- ^lykol und höhere Polyaihylenglykole unil PoIypr ipxlens'.lykole Besonders neeienet sind Polyäthylen 4" iilykple und Polypropyleuglykole mit einem Molekulargewicht /wischen ."1IX) und W)(Hl.Useful polyalkylene glycols and derivatives thereof include / B. Diethylene glycol. iriathylengUkol. Dipropylene glycol. I ripropylen- ^ glycol and higher polyethylene glycols unil polypr ipxlens'.lykole Particularly neeienet are polyethylene 4 "iilykple and polypropyleuglykole with a molecular weight / wipe." 1 IX) and W) (St.
< ilyoxal wird erlindtingsgeni.ilt / Ii. in Inrni von 'eehni'-ch rc.nen. wahngen I osutu'cn verwendet die 111 ll.'ndel erhallhih sind und gewöhnlich einen 4s ί 11 ν · · ■ ilcehalt von i(| bis 40",, '.!ben. Is können .null .vmiNche ^ '' hindiiih'i η verwendet weiden, die ( ilvn\,il tr -is·-t 'en. w ie / K < ilvo\al Vitriiimhisullil. i\,\- in l'ulvei '"i i!i -in I !.ιηΊι > . ιΊ ilii^h is! und etwa ."n ' , 1 il\ λ,ι'ι nllialt WeiK -mi k.mti leilv, ei -c ρι·Ι ν so iiH'i isK'r !■·. (iKox.il. d.is Ih1IiKiUs in I'llKei Ii "ii im 11 1 ru!el ,1 h, 111!η Ii ist. >itw . nd> t v\- i<len<ilyoxal is Erlindtingsgeni.ilt / Ii. in Inrni from 'eehni'-ch rc.nen. wahngen I osutu'cn uses the 111 ll.'ndel erhallhih are and usually contains a 4s ί 11 ν · · ■ ilce of i (| to 40 ",, '.! ben. Is can .null .vmiNche ^''hindiiih' i η uses willows, the (ilvn \, il tr -is · -t 'en. w ie / K <ilvo \ al Vitriiimhisullil. i \, \ - in l'ulvei'"ii! i -in I! .ιηΊι >. ιΊ ilii ^ h is! and about. "n ', 1 il \ λ, ι'ι nllialt WeiK -mi k.mti leilv, ei -c ρι · Ι ν so iiH'i isK'r! ■ ·. (iKox.il. d.is Ih 1 IiKiUs in I'llKei Ii "ii im 11 1 ru! el, 1 h, 111! η Ii ist.> itw. nd> tv \ - i <len
l'ii ν 01 lic'L'i'ndi- I ttiinluin: 1Om Iu. nkt sah nullt 111! il.is f ΙιπκΊ «n Ui ,hfsl ι ιηΙιι'ίι,κ li,:'- ' "i !ii^ihml "iU 1 i'Os.igti.'ni ;|i>l/ .i'iiil'Ui .1 k.ii η hu Ii ml aiuleie ^"il'ii ν 01 lic'L'i'ndi- I ttiinluin: 1 Om Iu. nkt saw zerot 111! il.is f ΙιπκΊ «n Ui, hfsl ι ιηΙιι'ίι, κ li,: '-'" i! ii ^ himl "iU 1 i'Os.igti.'ni ; | i> l / .i'iiil'Ui .1 k.ii η hu Ii ml aiuleie ^ "i
I loi/ -1'1.'-'1IsI1IlIlK'. Ul I lllMlll..: Sp,||; I)1 --I loi / -1'1 .'- '1IsI 1 IlIlK'. Ul I lllMlll ..: Sp, ||; I) 1 - -
schichtetes Holz, Holzmehlplatten, Holzfaserplatten und verleimte Hölzstrukturen angewendet werden. Wn ps! zweckmäßig ist, zur Beschleunigung der Bildung der Vernetzungen einen Katalysator zu verwenden, können organische oder anorganische Sauren oder saure Salze, z. B Essigsäure St'twefelsaiire. Natriumhvdrogensuifal. verwendet w erden. Dielaminated wood, wood flour boards, wood fiber boards and glued wood structures are used. Wn ps! is useful to speed up the Forming the crosslinks using a catalyst can be organic or inorganic Acid or acidic salts, e.g. B Acetic acid, sulfuric acid. Sodium drug suifal. be used. the
erfindungsgemäße Behandlung mit Glyoxal und PoIyalkylenglykol erfolgt zweckmäßig, indem man zur Vermeidung unnötiger Arbeit beide Komponenten gleichzeitig zugibt; selbstverständlich ist es jedoch gegebenenfalls möglich, die Behandlung mit Glyoxal und die Behandlung mit Polyalkylenglykol in jeder beliebigen Reihenfolge in getrennten Stufen durchzuführen. Treatment according to the invention with glyoxal and polyalkylene glycol is done appropriately by going to Avoiding unnecessary work by adding both components at the same time; it goes without saying, however optionally possible treatment with glyoxal and treatment with polyalkylene glycol in each to be carried out in any order in separate stages.
Bei der eriindungsgemäßen Behandlung von Holz oder Holzprodukten ist es auch möglich, Insektizide, Fungizide, flammfestmachende und färbende Substanzen mitzuverwenden. Weiterhin können die erfindungsgemäßen Formulierunpen auch zusammen mit einem Mittel zur verbesserten Zur ickhaltung im Holz. z. B. ein Aminoformaldehydhar/. oder M:\rnstuff-Formaldehyd-Harz oder natürliche Harze, eingeführt werden. Die ertindungsgemaßen Präparate können auch Leimen füi Holz, Spenholz und andere Holzprodukte sowie Farben und Lacken für die Oberflächenbehandlung '<>n Hol/ oder Holzprodukten zugegeben werden.In the treatment of wood or wood products according to the invention, it is also possible to use insecticides, fungicides, flame retardants and coloring substances. Furthermore, the formulation according to the invention can also be used together with an agent for improved retention in wood. z. B. an amino formaldehyde /. or M: \ rnstuff-formaldehyde resin or natural resins, are introduced. The preparations according to the invention can also be added to glues for wood, Spenholz and other wood products as well as paints and varnishes for surface treatment of wood / or wood products.
Die erfindungsgemäße Behandlung kann als Oberflächenbehandlung oder Imprägnierung mit dem Polyalkylenglykol und Glyoxal durchgeführt werden. Die Imprägnierung kann hei normalem, überatmosphanschem oder stark unteratmosphanschem Druck oder als kombiniertes Vakuum Druck-Impragnierungsverfahren durchgeführt weidenThe treatment according to the invention can be used as a surface treatment or impregnation with the polyalkylene glycol and glyoxal. The impregnation can be done in normal, superatmospheric conditions or strongly subatmospheric pressure or as a combined vacuum pressure impregnation process carried grazing
Die Zuführung des Pol\.dk\leng!ykols ist auch möglich, indem man das Hol/ mit einem Alkvlenoxyd behandelt und in geeigneter Vke.se eine Polymerisation desselben in situ durchführt, wodurch durch Reaktion mit dem im I lot/ anwesenden \v',.sser ein Polyalkylenglykol gebildei wirdThe addition of the pole \ .dk \ leng! Ykols is also possible by making the hol / with an alkylene oxide treated and in a suitable Vke.se a polymerization the same carried out in situ, whereby by reaction with the \ v ',. sser present in the I lot / a polyalkylene glycol is formed
Das vorliegende Hjispiel \eransi hauiicht die vor üeiviide I ilmdinig ohne sie /u beschrankenThe present example \ eransi mentions them üeiviide I ilmdinig without them / u limit
ItiK.henfurniei einer Dicke von 2.5 min und eiiuin Feuchtigkeitsgehalt von etwa s<)"., winde 4 Stunden in eine walArigc Losung enuvlauehl. die hiievwchtspro/ent 'ilyoxal und I 5 (rewichlspro/ent Po'vallr. lenijlykol I ^)O (A) enthielt Nndere liiniiete ;.'it denselben technischen Daten würden in eine w.iHrige I iisiiiii: aus M) ( iewKhispro/cnt l'olv.ilhy lent.'KKoI Isdn (B) eingetaucht. Nach trocknen hei HMl ( auf einen feuchtigkeitsgehalt von V',. betrug die Bre.tenschrumplung in dein -miI 1Λ1 behandeln Hol/ ti.1»",., wahrend die des j. m \\\ (Bi behandelten Ho'/es 2.0"i. helrue I ntsprevl· tide, unbehandelte Piohen /eisten eine Bieiteiischrumpfur ■ >n K.1)".. Die PolvctthylcnglykoUbsüiplicm in d- upiigmerungszeit war direkt proportional zur K izentration desselben in der Imprägnierungsflüssigkcit, wodurch die erforderliche Polyälhylenglykoimenge durch die Zugabe von Glyoxal wesentlich verringert und dennoch eine ausgezeichnete Stabilisierungswirkung erzielt werden konnte.ItiK.henfurniei a thickness of 2.5 min and a moisture content of about s <) "., Wind 4 hours in a WalArigc solution enuvlauehl. The hiievwchtspro / ent 'ilyoxal and I 5 (rewichlspro / ent Po'vallr. Lenijlykol I ^) O (A) contained other lines;. 'It the same technical data would be immersed in a corresponding I iisiiiii: from M) (iewKhispro / cnt l'olv.ilhy lent.'KKoI Isdn (B). After drying hot HMl (on a moisture content of V ',. was the breadth shrinkage in your -miI 1Λ1 treat Hol / ti. 1 »",., while that of the j. m \\\ (Bi treated Ho' / es 2.0 "i. helrue I ntsprevl · tide, untreated Piohen / Eisten a Bieiteiischrumpfur ■> n K. 1) ".. was the PolvctthylcnglykoUbsüiplicm in d- upiigmerungszeit directly proportional to K same izentration in Imprägnierungsflüssigkcit, whereby the required Polyälhylenglykoimenge substantially reduced by the addition of glyoxal yet an excellent stabilizing effect could be achieved.
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