DE2710530A1

DE2710530A1 - Verfahren zur impraegnierung von holz

Info

Publication number: DE2710530A1
Application number: DE19772710530
Authority: DE
Inventors: John Joseph Kozak; William John Oberley
Original assignee: Koppers Co Inc
Current assignee: Beazer East Inc
Priority date: 1976-03-15
Filing date: 1977-03-10
Publication date: 1977-09-22
Also published as: CA1085106A; AU2261277A; FR2344384A1; AU507381B2; FI770788A7; NO770891L; GB1570311A; DK106777A; SE7702775L; JPS52110803A; JPS5625362B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht eich auf ein Verfahren zum Imprägnieren von Holz und anderen porösen Materialien mit Imprägnierungsmitteln. Sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und Präparat zum Imprägnieren von Holz und anderen aellulosischen porösen Materialien mit Imprägnierungsmitteln zwecks Konservierung dieser Materialien.

Imprägnierungsmittel, uiie Holzkonservierungsmittel, FlammvGrzögerungsmittel, Farbstoffe, Mittel zum Wasserab3to0endmachen und andere Präparate zur Behandlung von Holz sind dem Holz schon eeit vielen Dahren zugefügt vuordsn. Das Mafl dos Eindringens dns Imprägnierungsmittels in dss Holz variiert von Behandlung zu Behandlung. Die oln maximales Eindringen ergobendn Oohandlunn. ist nine OrucU-bphandlunti. Dabei iuirri ο in positiver tiuOi>rnr Druck ηι,·Γ ii.-;; Men ν

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BAD ORIGINAL

angelegt, um €ie Impra'gnierungsflüssigkeit in die Holzporen zu zwingen. Bei vielen Druckbehandlungen wird gewöhnlich ein fließbares Imprägnierungsmittel verwendet, das aus einem in einer Lösung gelösten Imprägnierungsmittel besteht. Die Lösung kann aus bestimmten festen organischen Verbindungen, die in Erdöldestillaten gelöst sind, oder aus halogenieren Kohlenwasserstoffen bestehen.

Es ergeben sich gewisse inhärente Nachteile, wenn ein Imprägnierungsmittel in einer solchen nicht-wässrigen Lösung auf das Holz aufgebracht wird. Einer davon ist die Wanderung, ein Phänomen, bei welchem das Imprägnierungsmittel nach Aufbringung in das Holz aufgrund einer Wanderung des restlichen, im Holz verbleibenden Lösungsmittels zu den peripheren Holzflächen wandert. Ein weiterer, mit dem Wandern in Verbindung stehender Nachteil ist das "Ausblühen" ("blooming")· Bei diesem Phänomen kristallisiert das im Holz abgeschiedene Imprägnierungsmittel aus dem Lösungsmittel auf der Oberfläche des behandelten Holzes aus. Dieses Phänomen wird vermutlich durch das Wandern des Lösungsmittels im behandelten Holz auf die Oberfläche desselben bewirkt, wobei das wandernde Lösungemittel das gelöste Imprägnierungsmittel mitführt, das auf der Oberfläche des behandelten Holzes Kristalle bildet. Da ein Teil des Imprägnierungsmittels aufgrund des Ausblühens verloren geht, muß die zur Holzbehandlung verwendete Imprägnierungsmittelmenge größer sein als die Menge, die im Holz zurückgehalten werden soll. Neben einer Verschwendung führt dies tu Problemen bei der Behandlung dünner Holzetücke mit Imprägnierungsmittel unter Verwendung eines flüchtigen Lösungsmittels. Weiterhin ist es schwierig, ein behandeltes Holz mit einer geregelten Verteilung des

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Imprägnierungsmittels innerhalb der behandelten Gebiete zu erhalten«

In der Vergangenheit wurde versucht, einige dieser Nachteile durch Verwendung von Mitteln gegen das Ausblühen oder durch Entfernung der Lösungsmittel aus dem Holz, nachdem das Imprägnierungsmittel eich im Holz befand, zu überwinden. Mittel gegen das Ausblühen haben gewöhnlich eine relativ hohe Viskosität und hohe Lösungskraft für das Imprägnierungsmittel und verflüchtigen sich nicht leicht aus dem Holz. Weiterhin tragen diese Mittel zur Waseerab-

etoOung bei und wirken als Hilfslösungsmittel. typische Mittel gegen das Ausblühen, wenn das Imprägnierungsmittel Pentachlorphenol war, sind Polypropylenglykol, Trixylylphosphat, Leinsamen-61, Eetergum, "long oll Alkydharze"und o-Dichlorbeneol. Die Entfernung des Lösungsmittels vom behandelten Holz läßt selbstverständlich nur das Imprägnierungsmittel im behandelten Holz zurück. Die Gewinnung des Lösungsmittels verringert das MaO des Ausblühens und macht ein Imprägnierungeverfahren durch Einaparen tourer Lösungsmittel, die wiederverwendet werden können, wirtschaftlicher, aber wenn das Lösungsmittel entfernt wird, führt •8 etwas Imprägnierungsmittel mit sich« AuGerdam ist es schwer, .das gesamte Lösungsmittel zu entfernen, weil «in Tall desselben eingeschlossen In Holz zurückgehalten wird, was zu einen Ausblühen nach dar Behandlung führt.

Es gibt verschiedene Verfahren, bei welchen das Imprägnierungsmittel Im wesentlichen ein Konservierungemittel ist, dee im Holz durch eine Druckimprägnierungebehandlung abgeechleden wird, um die Nachteile des Wanderns und Ausblühens etwae zu verrlngorn. Bei einem solchen Verfahren (US PS 3 200 003) wird HoIs Mit einer

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Lösung imprägniert, die aus einem Träger, einem Kolüsungsinittel und einem Konservierungsmittel besteht. Der Träger ist ein aliphatisches Kohlenuiasserstofflösungsmittel mit einem Siedepunkt unter dem von Wasser, das sich leicht verflüssigt und das KoIneungsmittel zur Unterstützung des Konservierungsmittels in der Lösung enthält. Das Kolösungsmittel hat weniger als 10 % Wasserlöelichkeit und mehr als 25 % Löslichkeit für das Konservierungsmittel und eine Löslichkeit in dem als Träger für das Konservierungsmittel verwendeten Lösungsmittel. So kann man z.B. das Konservierungsmittel Pentachlorphenol, im Kolösungsmittel Isopropyläther gelöst, verwenden, tuobei beide im gemeinsamen flüssigen Träger Butan gelöst sind.

Eine Druckbehandlung unter Verwendung eines Lösungsmittels als gemeinsamen flüssigen Träger für das Konservierungsmittel ist die Can. PS 863 885. Sie lehrt die Imprägnierung von Holz mit einem fließbaren Material, das ein halogeniertes Kohlenuiasserstof flösungsmittel und wahlweise ein oder mehrere Modifizierungsmittel enthält; Die Modifizierungsmittel sind im Lösungsmittel lösliche oder dispergierbare chemische Verbindungen und Harze, die unter etwa 121⁰C. nicht-flüchtig sind. Solche Modifizierungsmittel sind z.B. polymerisierbar Bestandteile, wie Styrol, Acrylmonomere und -mischpolymere zur Dimensionsstabilisierung, Flammverzögerungemittel zum thermischen Schutz, Farbstoffe zum Färben und Konservierungsmittel zum Schutz vor Zerfall. Alle Modifizierungsmittel sind im halogenieren Kohlenwasserstofflösungsmittel löslich, das als gemeinsamer flüssiger Träger wirkt. Nachdem das

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flieObara Material in das Holz eingedrungen ist, uiird das halogenierte Lösungsmittel daraus durch Erhitzen des imprägnierten Holzes mit Wasserdampf entfernt.

Eineuieitere Druckbehandlung unter l/ertuendung eines Lösungsmittels als gemeinsamer flüssiger Träger für das Imprägnierungsmittel ist in der US PS 3 7B5 770 beschrieben. Ein Holzbehandlungspraparat uiird hergestellt durch Behandlung von Holz mit Pentachlorphenol, das in einem Lackbenzin mit engem Siedebereich gelöst ist, das als Lösungsmittelträger wirkt. Eine geringe Menge Polypropylenglykol wird als Mittel gegen das Ausblühen und ein thermoplastisches Kohleniuasserstof fharz als Mittel zum WasserabstoQendmachen zugefügt. Weiterhin uiird Dioctylphthalat als Hilfsmittel bei der Unterdrückung des Ausüühens zugegeben. Nachdem dieses Holzbehandlungspräparat das Holz imprägniert hat, uiird das Lackbenzinlösungsmittel aus diesem entfernt.

Die Holzimprägnierung mit einem Imprägnierungsmittel nach den oben beschriebenen Druckbehandlungen soll das Ausblühen verringern, das nach diesen Verfahren· behandelte Holz muß jedoch gewöhnlich nach dem Imprägnieren gewaschen werden, um einige der ausgeblühten Teilchen zu entfernen, die unmittelbar nach der Imprägnierung anwesend sind·

Bekanntlich kann Holz mit Vinylmonomeren, wie Styrol, Methylmethacrylat, Acrylnitril und Vinylacetat imprägniert werden. Anschließend werden diese Monomeren in situ zur verbesserten Dimensionsstabilität des Holzes polymerisiert. Die Polymerisation erfolgt durch die Einwirkung hoher Strahlungsenergie oder eine thermischo Zersetzung eines chemischen, r'roien niuUkal-Vorläufnr3, wie

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Benzoylperoxid.

In der Vergangenheit wurde kein Verfahren zum Imprägnieren von Holz mit einem Imprägnierungsmittel entwickelt, bei dem man eine geregelte Verteilung des Imprägnierungsmittels im behandelten Holz mit uienig oder keinem Ausblühen erreicht. Oie oben genannten Verfahren der US PSS 3 200 003 und 3 785 770 sowie der Can. PS 863 885 sollen das Ausblühen verringern, das behandelte Holz muß jedoch nach dem Imprägnieren gewaschen werden, um einige der ausgeblühten Teilchen zu entfernen, die auf der Holzoberfläche unmittelbar nach dem Imprägnieren erscheinen. Weiter unterliegt das behandelte Holz einem Ausblühen nach dieser Behandlung, da nicht das gesamte Lösungsmittel, das als gemeinsamer flüssiger Träger wird, während des Verfahrens ehtfernt werden kann.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und Präparates für eine stärker permanente Abscheidung eines Imprägnierungsmittels im Holz durch eine kontrollierte Reaktion, die sine bessere Zurückhaltung und kontrollierte Verteilung des Imprägnierungsmittels im Holz ermöglicht und das MaQ an Ausblühen mit dem damit verbundenen Verlust an Imprägnierungsmittel verringert, die Rückgewinnung des gemeinsamen flüssigen Trägers erleichtert und die Notwendigkeit eines Waschens des behandelten Holzes umgeht, ohne die Festigkeit oder das Aussehen des Holzes zu beeinträchtigen.

ErfindungsgernäB wurde festgestellt, daß ein Imprägnierungsmittel für Holz permanenter mit geregelter Verteilung und langer Wirkung in das Holz abgeschieden werden kann, wenn das Imprägnierungsmittel nach dem Eindringen in das Holz aus dom odor den Lüaungsmittel(n)_#

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die zum leichteren Eindringen in das Holz ueruiendet u/urden, immobilisiert wird. Das erfindungsgemäOe Verfahren betrifft ganz allgemein die Holzbehandlung mit 8inem einphasigen, nicht-wässrigen, ein Imprägnierungsmittel und ein reaktionsfähiges Lösungsmittel enthaltenden System, so daß sowohl Imprägnierungsmittel wie reaktionsfähiges Lösungsmittel in das Holz eindringen, worauf das reaktionsfähige Lösungsmittel umgesetzt wird, so daß das Imprägnierungsmittel in diesem praktisch unlöslich ist. Zum leichteren Eindringen in das Holz kann ein flüssiger Träger mit dem Imprägnierungsmittel und reaktionsfähigen Lösungsmittel vertuendet werden; dabei ist das reaktionsfähige Lösungsmittel in diesem flüssigen Träger löslich, während das Imprägnierungsmittel in diesem praktisch unlöslich ist.

Dia im erfindungegemäOen Verfahren verwendeten Imprägnierungsmittel sind Holzbehandlungsmittal, dia zum Schutz des Holzes vor Schäden und Zersetzung in dieaaa einverleibt werden. Solche Holzbehandlungsmittel Bind z.B. Konservierungsmittel, Flammverzögerunge· ■ittel, Farbstoffe, Mittel zum Waaaerabatoßendmachen und andere Holzbehandlungspräperate. Ea «ird eine eolche Imprägnierungemittelmenge verwendet, «ie aie zur wirksamen Behendlunge dae Holzaa notwendig iat. Wirkaan iat aina aolcha Hange, die auereicht, dam HoIx konservierende, flammverzfigerte, gefärbte oder Waseer abetoBende Eigenschaften zu verleihen. Die «irkeame Imprlgnlrungsmittelmenge variiert in Abhängigkeit vom verwendeten Imprägnierungsmittel .und dar Endvervendung dee imprägnierten Holzes. Oie «irkeame Menge für ein besonderes Imprägnierungsmittel und eine

besondere Endverwendung kann aue der Lltoretur durch Bestimmung (Schwellenwertes)

dae Grenzwertes'dieses Imprägnierungsmittels zum Schutt von

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Blöcken im Boden bestimmt werden. Dann ist die wirkeame Menge Mindestens gleich oder liegt in der Nähe des Grenzwertes. Der Grenzwert für Blöcke im Boden kann z.B. aus "American Wood Perservers¹ Association Standards"und "American Wood Preservers' Association Journal","Britisch Wood Perservers' Associations Standards", "Forest Product Research Society Journal", "Journal of Wood and Fiber", "Journal Institute of Wood Science" und "Holzforschung" festgestellt werden.

Das reaktionsfähige Lösungsmittel ist eine nicht-wässrige Verbindung oder Mischung von Verbindungen, die das Imprägnierungsmittel in Lösung hält und so umgesetzt werden kann, daß das Imprägnierungsmittel im umgesetzten reaktionsfähigen Lösungsmittel praktisch unlöslich wird. Werden Imprägnierungsmittel und reaktionsfähiges Lösungsmittel allein zum Eindringen in daa Holz verwandet, dann ist das Imprägnierungsmittel im reaktionsfähigen Lösungsmittel löslich. Wird neben der Lösung aus Imprägnierungsaittal und reaktionsfähigem Lösungsmittel ein flüssiger Träger verwandet, dann hält das reaktionsfähige Lösungsmittel das Impräg-

nicht-wässrigen
nierungsmittel im/drai-Komponenten-Syetem aus Imprägnierungsmittel, reaktionsfähigem Lösungsmittel und flüssigem Träger gelöst. Das reaktionsfähige Lösungsmittel ist im flüssigen Träger löslich, während das Imprägnierungsmittel in diesem praktisch unlöslich ist. Typische reaktionsfähige Lösungsmittel Bind z.B· wasserunlösliche polymerisierbar Monomere, unlösliche, Komplex-bildende Mittel und Zersetzungsprodukt-bildende Mittel. Benötigt wird eine solche Menge an reaktionsfähigem Lösungsmittel, die das Imprägnierungsmittel vor Umsetzung des reaktionsfähigen Lösungsmittels gelöst hält. Das Imprägnierungsmittel wird immobilisiert, indom os im umge-

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gesetzten reaktionsfähigen Lösungsmittel und verwendeten flüssigen Träger praktisch unlöslich ist.

Der gegebenenfalls verwendete flüssige Träger sollte eine inerte Flüssigkeit sein, in welcher das reaktionsfähige Lösungsmittel löslich, das Imprägnierungsmittel Jedoch praktisch unlöslich ist. Weiter sollte der flüssige Träger eine niedrige Viskosität und ein hohes Eindringungevermögen in das Holz haben, Benötigt wird mindestens eine solche Menge an flüssigem Träger, wie sie zum Lösen des reaktionsfähigen Lösungsmittels notwendig ist.

Das Holz kann nach dem srfindungsgemäßen V/erfahren bei atmosphärischem oder überatmosphärischem Druck in Berührung gebracht werden. Im Fall von überatmoephärischem Druck kann ein Volloder Leerzellenverfahren verwendet werden. Die Berührung muO so erfolgen, daß das Eindringen oder Imprägnieren dee Holzes durch Imprägnierungsmittel und reaktionsfähiges Lösungsmittel möglich ist.

Das reaktionsfähige Lösungsmittel wird so umgesetzt, daß dae Imprägnierungsmittel im umgesetzten reaktionsfähigen Lösungsmittel und dem flüssigen Träger sowie allen anderen verwendeten Lösungsmitteln außer dem reaktionsfähigen Lösungsmittel unlöslich ist. Ist das reaktionsfähige Lösungsmittel ein polymerisierbares Monomeres oder eine Mischung derselben, dann kann es umgesetzt werden, indem man das imprägnierte Holze einer Strahlung hoher Energie oder Wärme aussetzt. Bei einer Additionspolymerisation kann die für die Polymerisation notwendige Menge an Strahlung hoher Energie oder Wärme durch Verwendung eineo Initiators verringorb worden. Diese Verwendung eines Initiators kann die Möglichkeit einer Schädigung des Holzes durch dio hoho, für die Polymerisation nob-

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wendige Meng· an hoher Strahlungsenergie oder Wärme verhindern. Der Initiator braucht kein echter Katalysator zu sein, uieil ein Teil des Initiators permanent in der Reaktion teilnimmt und chemisch im erhaltenen Polymerisat kombiniert wird. Der Initiator kann einer Zersetzung durch Wärme oder Zersetzung ale Photo-8en8ibilieator unter dem Einfluß eines Photons zur Umsetzung der Oberflächenschicht oder einer Zersetzung durch Clementareteilchen hoher Energie, wie Elektronen, Protonen, tX-Teilchan oder Neutronen, unterliegen. Diese Zersetzung bildet freie Radikale, die das Monomere unter Bildung von Polymerisaten angreifen. Nach Bildung dar Polymerisate hält das umgesetzte, reaktionsfähige Lösungsmittel das Imprägnierungsmittel nicht länger in Lösung; daher ist das Polymerisat ein Nicht-Lösungsmittel für das Imprägnierungsmittel.

Bei Verwendung eines flüssigen Trägere mit dem Imprägnierungsmittel und reaktionsfähigen Lösungsmittel wird der Träger aus dem behandelten Holz entfernt, nachdem das reaktionsfähige Lösungsmittel ein Nicht-Lösungsmittel für das Imprägnierungsmittel wird. Das reaktionsfähige Lösungsmittal ist im flüssigen Träger löslich, das Nicht-Lösungsmittel oder umgesetzte reaktionsfähige Lösungsmittal kann Jedoch in flüssigen Träger löslich sein oder nicht.

Wird ein reaktionsfähiges Lösungsmittel verwandet, das nach seiner Umsetzung zu« Nicht-Lttaungsmittel für da· Imprägnierungsmittel im Holz wird. dann erhält man ein Holzprodukt, das das Imprägnierungsmittel und umgesetzte reaktionsfähige Lösungsmittel enthält. Dia tür Berührung das Holzes zwacke Herstellung eines solchen Produktes verwendete Löaung besteht aus einem Imprägnierungsmittel, das in der Lösung eines reaktionsfähigen Lösunge-

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mittels galöet ist. Bei Verwendung eines flüssigen Trägers besteht die Berührungslösung aus einem im der Lösung des reaktionsfähigen Lösungsmittels gelösten Imprägnierungsmittel, wobei das Lösungsmittel im flüssigen Träger löslich, das Imprägnierungsmittel im Träger Jedoch praktisch unlöslich ist. Die Berührungslösung kann auch Ko-lösungsmittel zum besseren Lösen des reaktionefühigen Lösungsmittels im flüssigen Träger oder zum besseren Lösen des Imprägnierungsmittels im reaktionsfähigen Lösungsmittel enthalten·

Das im erfindungsgemäOen Verfahren zur Holzbehandlung verwendete Imprägnierungsmittel ist gewöhnlich ein Konservlerunge- oder Flammverzöge rungsmittel; er8teres kann eines der lösungsmittellöslichen toxischen Konseriverungsmittel sein, dia oft als toxische Salze bezeichnet werden. Diese toxischen Salze, von denen einige keine Salze im technischen Sinn sind, umfassen gewöhnlich dia sog. in Ul enthaltenen (ⁿoil-borna^N) Konservierungsmittel. Löaungsmittellusliche toxische Konservierungmittel umfassen chlorierte organische

Verbindungen, organische Metallverbindungen und anorganische Ver-

z.B. bin düngen. Öle chlorierten organ lachen Verbindungen umfassen/Pent·- chlorphenol, 2,4-Dinltriochlorbenzol, Chlornaphthalin, 1-Chlor-ßnaphthol, 2,4-Chlor-«f-naphthol, Trichlorbenzol, Tetrachlorphenol, 2,4,5-Trichlorphenol, 2,4,6-Trichlorphenol, Chlor-2-phenylphenol, 2-Chlor-4-phanylphenol, Tetrachlornaphthallnpentachlorphenol und 1 f2,3,4,10,10-Hsxachlor-ö^-epoxy-i, 4,4a, 5, β, 7,8, Ba-octahydro-1 _f4-ando_te»o-5,8-dimethannaphthalln (^MDialdrln^N). Organische Metall-

z. B.
verbindungen umfaseen/Kupfernaphthenet, Xupfftrraainat, Kupferabiertlnat, Zlnknaphthanat, Zinkresinet, Zlnkabietinat, Äthylmarcuriacatat, Xthylmsrcurichlorld, Xthylmcrcurloleat, Phsnylmercuri-

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acetat, Phenylmercurichlorid, Phenylmerucrioleat, löslich gemachtee Kupfer-B-chinolinolat, Kupferpentachlorphenol, Pentachlorphenol-zink-naphthenat. Natriumpentachlorphenat und Tributylzinnacetat sowie Tributylbleiacetat und Tributylzinnoxid.

Wird sin polyinerisierbares Monomeres ale reaktionsfähiges Lösungsmittel verwendet, dann ist das Monomere ein Lösungsmittel für das Konservierungsmittel. Indem ee ein Lösungsmittel für das Konservierungsmittel ist, enthält das reaktionsfähige Lösungsmittel das Konservierungsmittel und hält dieses in einem nicht-wässrigen Drei-Komponenten-Imprögnierungssystem aus Konservierungsmittel, , reaktionsfähigem Lösungsmittel und flüssigem Träger in Lösung. Als reaktionsfähiges Lösungsmittel kann jedes wasserunlösliche Monomere verwendet werden, das ein Lösungsmittel für das Konservierungsmittel ist und sich einer Additionspolymerisation, Kondensat ionspolymer isation, Homo-, Misch- oder ionischen Polymerisation unterziehen kann. Ist das Konservierungsmittel z.B. Pentachlorphenol, dann sind geeignete polymerisierbar Monomere z.B. Styrol, Vinylacetat, Acrylntril, Butylacrylat, Methacrylnitril und Methylacrylat. Man kann auch Mischungen dieser Verbindungen, wie Styrol/ Acrylnitril, verwendet. Weiter kann ein Kolöeungsmittel zum besseren Lösen dee Pentachlorphenole im polymerisierbaren Monomeren verwendet werden. Gute Kolösungsmittel sind Methanol, Toluol, Benzol, Nitrobenzol, Di- und Trichlobenzole, Alkylbenzole, Hydroxybenzole, Xylol, Äthyläther, Isopropyläther, Vinyläthyläther, Oibutyläther, Dibutylketon, Diisobutylkoton, Methylisobutylketon, Benzonitril, Decalin, Tetralin, Butyraldohyd, Isohutyra)dohyd und polymerisierbar Monomere, die als reaktionsfähige LüiajnQGmittal wirken. Ist dao Kulöaungamittol kein roaktinnrf;H)tc)f!3 I üsungr.nitlel , dann nimmt fJlo Wirksamkeit dns urf trulunnugnmiUlnn \/nrrrihr';r):". nb.

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Dies kann sich in einer geringen Menge an Ausblühen manifestieren, was jedoch immer noch eine Verbesserung gegenüber bekannten Verfahren darstellt.

Andere spezifische Konservierungs- oder Flammverzögerungsmittel können mit geeigneten Monomeren verwendet morden. So kann Tributylzinnacetat oder Tributylbleiacetat mit Styrol, Acrylnitril, Methacrylnitril oder Mischungen derselben verwendet werden. Das Konservierungsmittel "Oieldrin" kann mit Monomeren, wie Vinylacetat, Acrylnitril, Butylacrylat, Methacrylnitril oder Methylacrylat oder Mischungen dieser Verbindungen verwendet werden. Das dibasieche Magnesiumphosphat kann als Flammverzögerungaiittal mit dem reaktionsfähigen Lösungsmittel Acrylnitril und dem flüssigen Träger Pentan verwendet werden* Ein nicht-wässrige·, Drei-Komponenten-Imprägnierungseystsm mit basischem Magnesiumsphjosphat umfaßt 5 Gew.-^ Magnesiumphosphat, 5 Gew.-^ Acrylnitril und 89,9 Gew.-% Pentan sowie 0,1 Cb<b»-% Benzoylperoxid. Die in Verbindung mit spezifischen Monomeren verwendbaren Konservierungsmittel und . Flammverzögerungemittel stellen keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung dar. Ee kann Jedes nicht-wässrige, polymerieierbare Monomere für jedes lösungsmittellösliche Imprägnierungsmittel verwendet werden, solang· letzteres im Monomeren löslich ist.

Für Monomere, die einer Additionspolymerisation unterliegen, können Initiatoren, wie Peroxide, z.B. Acetylperoxid, Benzoylperoxid und Lauroylperoxid, oder Hydroperoxide, wie Cumolhydroperoxid, und Azoverbindungen, wie 2,2'-Bis-azoisobutyrnitril, verwendet werden. Diese Initiatoren zersetzen eich unter dem Einfluß von Wärmo oder Elamuntartoilchen hoher Enorcjio, uiiu Elektronen, Protonen, <-

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Teilchen od£r Neutronen, unter Bildung freier, die Polymerisation dee Monomeren einleitender Radikale· Bestimmte vinylartige Monomere sprechen auf die Freie-Radikalinitiierung nicht an} aber diese Monomeren, wie Propylen, Isobutylen und din meisten Vinylether, können durch Friedel-Crafts-Katalysatoren initiiert werden. Derartige bekannte Katalysatoren sind Bortrifluorid, Aluminiumchlorid, Stannichlorid und Aluminiumbromid, mit Kokatalysatoren, wie Wasser und Essigsäure* Es können auch andere bekannte Initiatoren verwendet werden.

Der zur leichteren Holzimprägnierung mit dem reaktionsfähigen Lösungsmittel und Konservierungsmittel verwendete flüssige Träger ist eine nicht-wässrige Verbindung im flüssigen Zustand, in weleher das reaktionsfähige Lösungsmittel löslich, das Konservierungsmittel aber praktisch unlöslich ist. Dieser flüssige Träger sollte leicht zurückzugewinnen sein, um gegebenenfalls erneut verwendet werden zu können. Derartige flüssige Träger sind aliphatische Kohlenwasserstoffverbindungen mit einem Siedepunkt unter dem von Wasser bei atmosphärischem Druck, die sich bei normalen Temperaturen und erhöhten Drucken leicht verflüssigen. Ist Pentachlorphenol das Konservierungsmittel, dann sind die flüssigen Träger z.B. verflüssigen Erdölgas, verflüssigtes Propan, Butan, Isobutan und Pentan. Das Pentachlorphenol kann in diesen flüssigen Trägem geringfügig löslich sein. Diese Löslichkeit ist unbedeutend genug, um das Pentachlorphenol al· praktisch unlöslich in diesen Verbindungen zu bezeichnen. Andere flüssige, mit besonderen Imprägnierungsmittel verwendbare Träger sind aromatische Kohlenwasserstoffe, Erdöldestillate oder Jede gegenüber dem Imprägnierungsmittel und reaktionsfähigen Lösungsmittel inerte Flüssigkeit,

IrT welcher da· Imprägnierungsmittel unlöslich ist.

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Imprägnierungsmittel und reaktionsfähiges Losungsmittel werden dem Holz gewöhnlich in Verbindung mit einem flüssigen Träger zugefügt; sie können dem Holz auch direkt ohne flüssigen Träger zugegeben werden, was Jedoch kostspielig ist. Die Verwendung eines flüssigen Trögers verringert die Menge des reaktionsfähigen Lösungsmittels. Auch der flüssige Träger kann zurückgewonnen und erneut verwendet «erden.

Daβ nicht-wässrige Drei-Komponenten-Imprägnierungssystem aus Imprägnierungsmittel, reaktionsfähigem Lösungsmittel und flüssigem Träger kann dem Holz nach dem Voll- und Leerzellenverfahren zugefügt werden. Dieses Lösungssystem muO unter Druck bsi einer Temperatur in das Holz eingespritzt werden, die unter der zur Reaktion des reaktionsfähigen Lösungsmittels benötigten Temperatur liegt. Würde mehr Wärme verwendet, dann würde das reaktionsfähige Lösungsmittel vor dem maximalen Eindringen in das Holz oder sogar möglicherweise vor irgendeinem Eindringen des Imprägnierungsmittels in das Holz reagieren.

Das Leerzellenverfahren erlaubt die Rückgewinnung sines Tail des flüssigen Trägers, der im Holz verbleiben kann, nachdem sein wesentlicher Anteil durch Verflüchtigung entfernt wurde. Dieser verbleibende flüssige Träger wird au· dam Holz durch Expansion eines nicht-kondsnsierbarsn Gases entfernt, das vor dan Imprlgnferungsmittel, reaktionsfähigen Lösungsmittel und flüssigen Träger in das Holt gebracht wurde. Als nlcht-kondsnsierbarss Gas kann komprimiert· Luft verwandet werden. De der flüssige Trlger Jedoch brennbar sein kann, kann ein inerte· Gas, wie Stickstoff, verwendet werden. Beim Leerzellenverfahren wird da· Holz in «in Druckgefäß, gewöhnlich einen horizontelen Zylinder, gegeben,

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und in diesen wird ein inertes Gas, wie Stickstoff, vor der ImprMgnierungalösung eingeführt. So bildet eich innerhalb des Holzes unter der Imprägnierungslösung ein Kissen aus inertem Gas.

Dann vird eine Imprägnierungslösung in den Zylinder und das Holz gepreQt_r wobei Drucke-bis zu 7-14 kg/cm angewendet werden können, um die Imprägnierungalösung tief ins Holz zu bringen. Ein Druck •ird selbst während der Entfernung der Imprägnierungslösung aus dem Zylinder aufrechterhalten. Das Holz uiixd noch vollständig mit Lösung gesättigt und unter Druck ausreichende Zeit erhitzt, um die Reaktion des reaktionsfähigen Lösungsmittels zu bewirken; es kann in üblicher Weise erhitzt werden. Geeignete Heizmedien umfassen heiOe Butandämpfe, heißes flüssiges Butan, Wasser oder Wasserdampf. Die hohen Drucke im Holz verhindern jede Wasserabsorption und machen es möglich, daß die Behandlung trocken ist. Nach Umsetzung und Immobilisation des reaktionsfähigen Lösungsmittels kann man eine Dampfrückgewinnung und Vakuumphasen zur Rückgewinnung von möglichst viel flüssigem Träger anwenden. Es ■ ird sin Vajoium angelegt, so daß sich das komprimierte inerte Gas in den Holzzellen ausdehnt und den verbleibenden flüssigen Träger aus dem Holz drängt. Bei diesem Verfahren gibt es keinen Verlust an Imprägnierungsmittel, weil dieses im flüssigen Träger und dem umgesetzten reaktionsfähigen Lösungsmittel praktisch unlöslich ist. In Abhängigkeit von der Art dee verwendeten reaktionsfähigen Lösungsmittels kann etwas, alles oder überhaupt kein Lösungsmittel mit dem flüssigen Träger entfernt werden.

Beim Vollzellenvorfahron wird an das _{das Molz ΒΓ)}thai tonclo Gefäß anfänglich ein hohes Vakuum nngolngfc. Einn Impriign in rungs·-

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Ca,
lösung wird in den Zylinder gegeben und umgibt das Holz, wobei das Vakuum aufrechterhalten uiird. Dann wird ein positiver Druck angelegt, um das Imprägnierungsmittel zusammen mit dem reaktionsfähigen Lösungsmittel und dem flüssigen Träger in das Holz einzuführen. Diese positive Druckstufe ist eine modifizierte Wärme-Druck-Stufe, d.h. die verwendete Wärmemenge soll die zur Reaktion des reaktionsfähigen Lösungsmittels notwendige Wärme nicht übersteigen. Wenn der notwendige positive Druck durch Verwendung der begrenzten Wärmemenge nicht erreicht werden kann, muß der Druck nach einem anderen Verfahren entwickelt werden. Der positive Druck wird aufrechterhalten, um das Eindringen von Imprägnierungsmittel, Lösungsmittel und flüssigem Träger in das Holz zu erlauben. Der Zylinder wird geleert, wobei ein ausreichender Druck aufrechterhalten wird, um den größten Teil des eingedrungenen Imprägnierungsmittels, Lösungsmittels und Trägers im Holz zu halten. Dann wird der Zylinder zur Reaktion des reaktionsfähigen Lösungsmittels erhitzt, und das Imprägnierungsmittel wird im Holz immobilisiert. Der Zylinder wird vom Wärmeübertragungsmedium, das irgendein bekanntes Medium sein, kann, befreit. Die Dämpfe werden in üblicher Weise zurückgewonnen, und man kann ein endgültiges Vakuum anlegen, um den größten Teil -des flüssigen Trägers aus dem Holz abzudampfen.

Bei einer bevorzugten Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrene zur Holzkonservierung werden Pentachlorphenol als Imprägniorungamittel, Acrylnitril als reaktionsfähiges Lösungsmittel und verflüssigtes Butan als flüssiger Träger verwendet. Man kann Jode Menge Pentachlorphenol vortuenclon, gewöhnlich jedoch 5 C,ew .-"/<, der gesamten Lösung zwecks Behandlung des Ho1zü3 gogon Zersotzunq.

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Es wird mindestens eine solche Acrylni trilmenge benötigt, die eine wirksame Menge Pentachlorphenol löet. Die 5 % Pentachlorphenol lösende Acrylnitrilmenge beträgt mindestens 7 Ge\u.-% der gesamten Lösung, vorzugsweise 8-12 %, um Probleme mit dar Ausfällung des Pentachlorphenole zu vermeiden. Diese Lösung kann bei milden Bedingungen kurze Zeit zu demselben Zweck erwärmt werden. Die verwendete Butanmenge liegt in dem Bereich, der zum Lösen des Acrylnitril notwendig ist, d.h. gewöhnlich zwischen 79-ΒΘ Gew. -%,

Zur Polymerisation von Acrylnitril bei relativ mäßigen Bedingungen wird ein Initiator verwendet; von den bekannten Initiatoren wird Lauroylperoxid bevorzugt. V/erwendet wird eine solche Lauroylperoxidmenge, die günstige Zersetzungseigenschaften zwischen 20-100⁰C. liefert. Die bevorzugte Menge an Lauroylperoxid liegt zwischen 0,05-0,80 Ge\u»-% des Drei-Komponenten-Systems. Ein weiterer geeigneter Initiator ist die Azo-Verbindung Azobis-isobutyronitril.

Die Zersetzungsgeschwindigkeit dieser Azoverbindung ist etwas langsamer als von Lauroylperoxid bei derselben Temperatur. Daher können längere Erhitzungszeiten oder höhere Temperaturen notwendig sein, wenn Azobisisobutyronitril als Initiator verwendet wird.

Das obige Drei-Komponenten-System aus 5 % Pentachlorphenol 7-12 % Acrylnitril und 0,05-0,80 % Lauroylperoxid und 79-88 % Butan kann nach dem Lear- oder Vollzellenverfahren in das Holz eingeführt «erden. Da Acrylnitril in der Löeung anwesend ist, sollte das Verfahren in einer Anlage erfolgen, dia kein Kupfer oder Messing enthält, da Acrylnitril diese Metalle korrodiert und Kupfer in der Lösung mit Pentachlorphenol einen roten komplexen Niederschlag bildet, der zu einem Verlust an Pentachlorphenol aus dem Imprägnierungssystem führt.

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Bevorzugt wird das Vollzellenverfahren. Dabei u/ird das zu imprägnierende Holz in einen hermetisch abgeschlossenen Druckzylinder gegeben, dieser wird zur Entfernung von Sauerstoff auf veniger als 3 % durchgespült, um den Explosionsbereich mit Butan zu vermeiden, dann wird ein Vakuum auf das Holz zur Entfernung des gesamten, nicht-kondensierbaren Oases aus den Holzzellen angelegt, um das Eindringen von möglichst viel Konseriverungsmittel

zu ermöglichen. Jede anfängliche Abscheidung von Pentachlorphenol im Zylinder muß durch vorherige Einführung von reinem Butan in denselben vermieden werden, bis der Gleichgewichtdampfdruck der Imprögnie run gern iechung bei der Siedetemperatur erreicht ist· Der Zylinder wird mit dem oben beschriebenen, nicht-wMssrigen Drei-Komponenten-Imprägniexungssystem gefüllt, das durch Mischen von Pentachlorphenol mit Acrylnitril in Anwesenheit von Wärme zum besseren Lösen des ersteren und anschlieOendes Verdünnen dieser Mischung mit Butan sowie Zugabe dee Polymerisationskatalysators vorgemischt ist. Dies ist die bevorzugte Reihenfolge des Mischens, die Jedoch variiert werden kann. Dann wird der Druck mittels eines inerten Cases auf den bevorzugten Wert von 6,75 kg/cm erhöht. Gegebenenfalls kann während des Verfahrene weiteres ImprHgnierungs-•ystem in den Zylinder gepumpt werden. Der Druck wird aufrechterhalten, bis ausreichend Pentachlorphenol in das Holz einverleibt istr Dia Dauer variiert in Abhängigkeit davon, ob eine vollständige oder fast vollständige Behandlung gewünscht und welche Holzart verwandet wird·'

let dan Holz ausreichend Pentachlorphenol tuet Sahuti β·ο·η leraetzunf einverleibt, dann wird dar Zylinder geleert, webei ein höherer Druck ele der Dampfdruck von Iutan aufrechterhalten wird,

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BAD ORIGINAL

um bein Leeren des Zylinders das Imprägnierungssystem im Holz zu halten. Dann wird der Zylinder mit dem ale Wärmeübertragungsmedium wirkenden Butan gefüllt, und zwar nur bis zum Bedecken der Dampfschlangen am Zylinderboden unter Bildung heißer Butandämpfe; oder er wird zum vollständigen Bedecken des Holzes gefüllt, um dieses mit heißer Flüssigkeit zu erhitzen. Das imprägnierte Holz u/ird auf die bevorzugte Temperatur zwischen 60-85⁰C. erhitzt. Bei dieser Temperatur zersetzt sich das Lauro/lperoxid und leitet die Polymerisation des Acrylnitril ein. Das polymerisiert Acrylnitril ist kein Lösungsmittel für das Pentachlorphenol, und dieses ist in Butan praktisch unlöslich, so daß das Pentachlorphenol im Holz immobilisiert wird· Diese Immobilisation erlaubt eine permanentere Abscheidung des Pentachlorphenole im Holz. Zur Rückgewinnung von möglichst viel Buten wird eine Dampf-rückgeuiInnung und Vakuumphasβ angewendet. Zur Entfernung der Dämpfe im Zylinder wird eine Dampfpumpe verwendet. Der Dampfdruck wird mit solcher Geschwindigkeit verringert, die das Holz nicht schädigt. Nachdem Buten und alle anderen Gase im imprägnierten Holz abgedampft, kondensiert und in einen Lagertank abgeführt sind, wird der Zylinder zur Entfernung der letzten Kohlenwasserstoffspuren einem endgültigen Vakuum unterworfen und dann mit einem inerten Gas durchgespült, um den Kohlenwasserstoffdampf auf weniger^ale 4 % zu verringert. Anschließend wird der Zylinder geöffnet und das imprägnierte Holz entfernt.

Eine andere Ausführungsform ist das Leerzellenvorfahren unter Verwendung eines brennbaren Gases. Das Holz wird in ninen hermetisch abgeschlossenen Zylinder qogoben, die Luft evakuiert und und ein inertes Gaa, wie Stickstoff, boi relativ nioriricjom Druck

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eingeführt und in das Holz getrieben. Nach diesem Gas imprägniert das Droi-Komponentensystem aus Pentachlorphenol, Acrylnitril und Butan das Holz und führt zu einem unter Druck stehenden Kissen des inerten Gasos innerhalb des Holzes unter dem Lösungssystem. Nach Beendigung des obigen Imprägnierungs- und Roaktionszyklus wird das Butan zum Lagerdrucktank zurückgeführt. Die im Holz während der Vollzellenbehandlung zurückgehaltene Lösungsmittelmenge ist geringer als bei bekannten Verfahren unter Verwendung organischer Lösungsmittel, so daß die L· sungsmitcelrückgeuiinnung schneller erfolgt und der Zylinder früher geöffnet urerden kann.

Die obigen -Leer- und Vollzellenverfahren liefern ein behandeltes Holz, das eine wirksame, holzkonservierende Menge des im behandelten Holz immobilisierten Pentachlorphenole enthalt. Weiter enthält das behandelte Holz das polymerisierte Polyacrylnitril) dieses stört die Wirksamkeit des Pentachlorphenole als Holzkonaervierungsmittel nicht und braucht daher nicht aus dem behandelten Holz entfernt, zu werden. Das nach den obigen Verfahren behandelte Holz enthält Pentachlorphenol und Polyacrylnitril, und seine Oberfläche ist sauber und braucht keiner Waschetufe unterworfen zu werden.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie zu beschränken.

Tabelle I zeigt Beispiele nicht-wässriger Imprägnierungssystemformulierungen, die im erfindungsgemäOen Verfahren zur Holzbehandlung verwendet werden können.

In den Testen a bis i wurde der Pentachlorphonolgoha It auf 5,0 5^ gehalten, was in der Holzkonservierung üblich ist; der Pontachlor-

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phenolprozlntsatz kenn jedoch auch über oder unter diesem Wert variiert \u erden. Weiterhin sind Beispiele 5,0-^iger Formulierungen anderer Holzkonservierungsmittel gezeigt« Die Formulierungen von Tabelle I wurden hergestellt, indem man bei Zimmertemperatur das reaktionsfähige Lösungsmittel und das Konservierungsmittel zub flüssigen Träger gab, worauf der Katalysator zugefügt und die Mischung etwa 0,5 Stunden gerührt wurde. Das erhaltene Löeungeeystem war klar mit der Konsistenz des flüssigen Trägers und mit einer Farbe von gelb bis braun.

In der folgenden Tabelle bedeuten

BPO s Benzoylperoxid LPO 3 Lauroylperoxid AIBN « 2,2^I-A2obt8isobutyronitril

"Penta" bedeutet Pentachlorphenol.

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Konaervierungsaittel Tabelle I

Formulierung von ImprSgnierungsmischungen % reakt.fäh. Lösungsmittel Katalysator;

% flüssiger Träger;

	5,00 % Penta	8,00	Acrylnitril
S	If If •t * η	11,00 10,00.	η η
d)	M It	13,7	Methacrylnitril
e)	« W	2,0	Styrol
		7,0	Acrylnitril
f)	N ■	40,00	Styrol
g)	W ti	14,00	Vinylacetat
h)	ti It	16,00	Butylacrylat
i)	ft N	*13,5O	Methylacrylat
J)	5,00 % Tributyl-	15,0	Styrol
	zinnacetat
k)	5,00 % Dialdrin	10,0	Methacrylnitril
1)	■ N	15,0	Vinylacetat

BPO

LPD AIBN

LPO BPO

BPO BPO LPO LPO

LPO

LPO LPO

0,20 Pentan

0,22	Butan
0,20	η
0,28	Pentan
0,20	Butan
0 80	Pentan
0,30	η
0,32	It
0,27	ti
0,30	If
0,20	ti
0,30	ti

86,80

83,78 84,80

81,02 85,80

54,20 80,70 78,64 81,23 79,70

84,80 79,70

Ba lap i a 1 1 ' %i .

Südliche gelbe Fichte ("Southern yellow pine = SYP") Blöcke wurden nach dem Vollzellenverfahren im Laboratoriumsmaüstab mit

einem Druckhydrometerbecher als Behandlungazy linder behandelt. Dabei wurden SYP Blöcke von 1,6 era mit 5-^iger Pentachlorphenollösung unter Verwendung von Pentan als flüssigem Träger und einer Styrol-Methanol-Mischung oder einer Styrol-Acrylnitril-Mischung als reaktionsfähiges Lösungsmittel behandelt. Nach der anfänglichen Vakuumperiode wurde reines Pentan bis zum Erreichen des Gleichgewichtsdampfdruckes eingeführt. Es wurde genügend Lösung zum Bedecken der Blöcke eingeführt. Der Druck wurde auf atmosphärischen Druck oder 1,05 ata erhöht und 30 Minuten aufrechterhalten. Die Imprägnierungslösung wurde abgezogen und Pentan zum Zylinderboden eingeführt, wobei dafür gesorgt wurde, daß es die Blöcke nicht berührte. Dann wurde die gesamte Vorrichtung in einem heißen Wasserbad auf 70⁰C. für 2-4 Stunden erhitzt. Die gebildeten heißen Pentandämpfe erhitzten die Blöcke und bewirken die Reaktion des Lösungsmittels» Nach der obigen Behandlung der Blöcke waren keinerlei Oberflächenkristalle sichtbar. Tabelle II gibt Daten aus dar Röntgenanalyse, die die Bewahrung des Pentachlorphenole in den wie oben behandelten Blöcken zeigen. Die so behandelten Blöcke zeigten keine Oberflächenkristalle und auch kein Ausblühen; sie waren sauber, trocken, von natürlichem Aussehen und brauchten nicht gewaschen zu werden.

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	reakt.	Bewahrung lösung in	einer 5 1,6	Tabelle II	Geui.nach Reaktion c.	Beutahr.anPenta- chlor^henol	Bewahrung* (pcf)
	Styrol	fähg. Lösungsmittel	Gew.vor Behänd1 g		—	3,95	1,26
Test	π	Methanol	4,84		4,65	4,45	1,42
1	It	Il	4,47	% Pentachlorphenol enthaltenden Imprägnierungs- cm SYP Blöcken	4,75	4,80	1,53
•ι	Styrol	It	4,49	Geui.nach . Behänd 1.	5,29	3,67	1,17
3	η	Acrylnitril	5,04	8,66	4,85	4,07	1,30
4	N	ti	4,63	8,44	5,03	3,57	1,14
VIl		η	4,81	8,81
5		8,76
	8,42
	8,24

bezogen auf da· im Ofen getrocknete Gewicht der südlichen gelben Fichte von 32 pcf (pound
per cubic foot)

—> ο cn co O

B B 1 a p 1 J 1 2 '34»

Douglas-Fichtenkernholz, das zur Simulierung der Behandlung von üblichem Bauholz an den Enden versiegelt war, wurde in einem Zylinder von 20 cm Durchmesser mit der nicht-wässrigen Imprägnierungsmiechung in einer Versuchsanlage behandelt· Das Imprägnierungsmittel war Pentachlorphenol, das reaktionsfähige Lösungsmittel ein polymerisierbares Monomer es und der flüssige Träger Butan oder Pentan. Die mit dieser Lösung behandelten Bretter hatten saubere Oberflächen und das Aussehen von unbehandeltem Holz. Die Ergebnisse der Behandlung des Douglas-Fichtenholzes mit einer Imprägnierungsmischung sind in Tabelle III zusammengefaßt. 3edee Probebrett wurde durchgeschnitten und durch Röntgenanalyse auf Bewahrung untersucht.

In Tabelle III sind die folgenden Abkürzungen verwendet! ACR β Acrylnitril

Sty-ACR = Styrol-Acrylnitril-Miachung LPO s Lauroylperoxid
BPO s Benzoyperoxid

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Tabelle til

Brett ^Nr* nominale Dimensionen; cm

PCP Menge (% d.Gesamtmenge)

flüssiger Träger reaktionsf. Lösungsmittel

Initiator

^? Behandiunqzyklus O₀ anfängl.Vakuum (sein bei inch Hg) *** Druckanstieg (min bei kg/qm^) **«· Aufrechterh.d.Druckes; min bei kg/fcm ^a Temperatur? std bei °

Ergebnisse

10x10x60	10x10x60	_m	ACR	.10x10x90	5x10x60	-	5x10x60	5x10x60
5.0%	4.5%	LPO	5.0%	4.5%		4.0%	4.0%
		— Butan m
ACR		Sty-ACR	ACR	Sty-ACR	ACR
LPO		BPO	LPO	BPO	LPO
	■5n_9Q
	» <3u— co * - 15-δ,75
	— 30-8,75

'C. 2.25-76

1.5-79

4.0-82

4.0-ü

2.0-85

3.0-82

Aussehen d.Oberfl.n.	Behandl.	0	.48	0	.39	0.55	0.	31	0	.38	0	.30	■ ts ¹S ο
Beaahrung; pfc		0	.53	0	.30	0.55	0.	33	0	.35	0	.33	• co
0-6 mm		0	.48	0	.08	0.56	0.	33			0	.32 .
6-12,5 ram
12,5-25 mn * durchgeführt nach verfahren	dem Leerzellen-

Keines dar Bretter zeigte nach der Behandlung Oberflächenkristalle· Für diese Bretter war die Temperatur mindestens 1,5 Stunden auf mindestens 76⁰C* gehalten morde. Diese Zeit und Temperatur reichen aus, um das gesamte reaktionsfähige Lösungsmittel umzusetzen und so die Bildung von Oberflächenkristallan auf den Brettern zu verhindern.
Beispiel 3

Drei weitere Tests erfolgen in Zylindern von 90 und 45 cm 0 zur Bestimmung der Anwendbarkeit des erfinuungsgemäQen Verfahrens auf die Behandlung von Pfählen. Die Imprägnierungsmischung bestand aus 3,6-4,7 % Pentachlorphenol als Imprägnierungsmittel, 7-12 % AcryHLtril als reaktionsfähiges Lösungsmittel und 83-89 % Butan als flüssigem Träger zusammen mit 0,15-0,25 % Oenzoylperoxid als Initiator für die Polymerisation.

In der Testreihe wurden 1»8 m-Pfahlabschnitte behandelt. Das Geeamtvolumen dieser Abschnitte variiert zwischen 0,071-0,091 m Die Pfähle waren vor der Behandlung am Ende versiegelt, um die Eindringung ah den Enden auf einem Minimum zu halten und die Behandlung einee üblichen Materials zu simulieren. Es wurden PfBhIe aus Douglas-Fichte verwendet, weil diese Art die schwersten Kristall-Ausblühprobleme zeigt. Weiter wurde auch ein Satz Pfähle aus südlicher Fichte behandelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV aufgeführt.

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Tabelle IV Bauehrong in rom in den Versuchszonen

„J	Pfahl	Spezies Druck	Zeit	Temp.	Zeit	0-6	6-12,5	12,5-25	25-38	38-50	50-62.5
O	Nr.*	atü	std	⁰C.	std			pcf**
UO co u>	1	SYP 8,75"	1.0	82.22	4.0	0.38	0.37	0.39	0.39	0.36	0.38
OO -χ»	2	D. F.	1.0	82.22	5.0	0.69	0.70	0.79	0.74	0.63	0.31
O	3	D.F. " .	1.0	82.22	10.0	0.73	0.61	0.67-	0.65	0.69	0.47
(O	4	D.F. ;· —	1.0	82.22	6.0	0.64	0.68	0.67	0.55	0.61	0.51
	5	D.F. " --.	1.0	82.22	4.0	0.41	0.28	0.20	0.11	0.08	0.0 ^!
	6	D.F. " r	1.0	82.22	1.0	0.56	0.22	0.13	0.11	0.02	0.006
	7	D.F. " :	1.0	82.22	3.0	• 0.77	0.47	0.42	0.3B	0.41	0.12

Pfahl 1-4 wurde nach dem Vollzellenverfahren imprägniert

Pfahl 5-7 wurde nach dem teilweisen Leerzellenverfahren imprägniert bezogen auf eine durchschnittliche Dichte von Douglas Fichte von 28 pcf und

südlicher Fichte von 32 pcf

Ca) O

B β i a pi et 5 - 3* '

Vier SYP Blöcke von 16,3 min wurden mit einer Imprägnierungsmischung aus 5 % Pentachlorphenol als Konservierungsmittel, Acrylnitril als reaktionsfähigem Lösungsmittel und Butan als flüssigem Träger imprägniert. Nach der Behandlung wurden drei der Blöcke in einen Ofen von Temperaturen von 50-90⁰C. für bis zu einer Woche gegeben. Dadurch wurde bestätigt, daß es kein Nachbehandlungsausblühen oder keine Kristallbildung auf der Oberfläche der Blöcke mährend der einwöchigen Beobachtung bei erhöhten Temperaturen gab. Ein Block wurde in Stücke geschnitten und einer Röntgenanalyse auf Pentachlorphenol untersucht. Dann wurden die Stücke einem Auslaugungstest unterworfen; dabei wurden die Stücke 2 Stunden in dest. Wasser eingeweicht, 6 Stunden in einem Ofen bei 50⁰C. erhitzt und für den Rest des Tages auf Zimmertemperatur gehalten. Dieser Zyklus von 24 Stunden wurde 3 Wochen lang wiederholt. Nach Testende wurden die Stücke einer Pentachlorphenolanalyse unterwerfen, um den Verlust desselben festzustellen. Die Ergebnisse sind in Tabelle V aufgeführt und zeigen, daß nur eine geringe Menge an PCP verloren ging.

	ursprünglicher	%	Tabelle	V	Gehalt
Stücke von	Gehalt	2,35	PCP	endqültiqer PCP
Probe A	2,61		%	per
	2,12	pcf	2,23	0,71
1	2,10	0,75	2,46	0,78
2	0,83	2,06	0,65
3	0,68	1,96	0,63
4	0,67

bezogen auf eine durchschnittliche Dichte dez trockenen SYP von 32 pcf

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B e 1" ep ie 1 6 ^ 1%.

Zum Beweis, daß das Imprägnierungsmittel Pentachlorphenol aufgrund des erfindungsgemMOen Verfahrens nicht unwirksam gemacht wird, wurden Teet an Blöcken im Boden durchgeführt, um die Wirksamkeit des Pentachlorphenole zu bestimmen, indem man behandalte Blöcke Wochen lang Lenzites trabea aussetzte. Ein merklicher Gewichtsverlust würde einen Zerfall der Blöcke durch den Organismus anzeigen.

Eine Reihe von Blöcken für den Boden wurde mit der Imprägnierungemischung aus Pentachlorphenol, einer Mischung aus Styrol/Methanol in einem Gewichte verhältnis von 7t 2 als reaktionsfähiges Lösungsmittel mit Methanol als Kolösungsmittel und Pentan als flüssigem Träger behandelt. Die Testreihe bestand aus drei Sätzen von Blökken· Die ersten wurden mit einer Imprfignierungsmischung mit einer Pent ach lorphenolkonzentration von 2,0 % behandelt. Der zweite und dritte Satz wurde mit einer ImprBgnierungemischung mit einer Pentachlorphenolkonzentration von 1,3 bzw. 0,6 % behandelt. Ein vierter Satz von Blöcken wurde alt dem mit Styrol reaktionsfähigen Lösungsmittel, Jedoch ohne Pentachlorphenol behandelt. Ein fünfter Satz von Blöcken blieb unbehandelt und diente ale Kontrolle. Die HMIfte der Blöcke Jedes Satzee wurde dem 2-wöchigen Standard-Verwitterungezyklus der Americah Wood-Rreeervera' Association (A.W.P.A.) unterworfen, der in "Proceedings Sixty-nlneth Annual Meeting of the American Wood-Pereeervere* Association", American Wood-Preservers' Association, Washington, D.C, Band 69, Seite 116, beschrieben ist. Ein verwitterter und nicht verwitteAer fllock aus Jedem Satz wurde vermählen und durch RÖntgenenalyee für Pentachlorphenolgohalt untersucht. Aufgrund der unterschiedlichen Lösungeauf nähme der verschiedenen Blttofc· konnten dia Ergebnisse der '

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Rtlntgananalyaa nur als Kontrolle der ungefähren Pentachlorphenolbewahrung verwendet werden. Eine Analyse aller einzelnen Blocks auf Pentachlorphenolbewahrung erfolgte am Testende. Die übrigen nicht vermahlanen und analysierten Blöcke in Jedem Satz wurden bei konstanter Temperatur und Feuchtigkeit äquilibriert, gewogen und Lenzites trabea 12 Wochen lang ausgesetzt und nach 12 wttohiger Bebrütung erneut gewogen. Jeder Geuiichtsverluot über 3 % !■igte einen Zerfall durch dia Organismen· Fine leichte Gewichtserhöhung ist ohne Bedeutung und beruht auf unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt der Blöcke. Die nicht angegriffenen Blöcke hatten ein· Bewahrung zwischen 0,13-0,33 pcf. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI zusammengefaßt.

In der folgenden Tabelle bedeuten Gruppe A - 2,0 % Pentachlorphenolbehandlungslösung

Gruppe B - 1,3 % " Gruppe C - 0,4 % " Gruppe D - 0,0 % "^

W - verwittert U ■ unverwittert

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	1 2 3 4	Block	Gewicht in q	vor	nach	5.028 5.380 4.743 4.772	. 3**-	- Gew.-	Veruiitt.	2710530
		Nr.	d.Bohandl.	4.853 4.337 5.206 5.150	Tabelle VI	. verl.
Satz			5.052 5.429 4.744 4.795	4.757 4.743 5.159 3.778	Gew.·	f.		Bewahr.laut
	1 2 3 4	5.023 4.356 5.198 5.188	1.667 3.452	verl,	0.5 0.9 0. 0.5	U U W W	Röntg.analyse
	1 2 3 4	4.930 5.226 5.508 4.867	2.520 1.438 1.301 2.664		3.4 0.4 +0.2 0.7	U υ * W W	f>.-B^e^3ndl- per
A A A A	1 2 3 4	4.345 5.499	0.024 0.049 0:001 0.023	3.5 9.2 6.3 22.2	U U M W	0.27 0.20 0.33 0.30
B B B B	1 2	4.405 4.400 4.249 4.091	0.170 0.019 ♦0.008 0.038	61.6 37.2	U U	0.130 0.167 0.199 0.213
O O OO		0.173 0.483 0.349 1.089	42.8 67.3 69.4 34.8	U U W W	0.113 0.093 0.078 0.026
0 D		2.678 2.047		-
	1.889 2.962 2.948 1.427

Durch da« erfindungagemäOa Verfahren warden nach de« Voll- oder Leerzellenverfahren ein beeaaree Eindringen, Bewahren und eine einheitlichere Behandlung erzielt, und im Vergleich zu bekannten Verfahren wird ein AueblUhen verhindert oder wesentlich verringert· Obgleich daa erfindungegeisHQe Verfahren die Möglichkeit einer einheitlicheren Behandlung liefert, kann ee dennoch zur Erzielung eines Konzentrationegradienten an Imprägnierungsmittel im Holz verwendet werden. Hauptgrund für die erfindungegemHSen Vorteile let es, daß daa Imprägnierungsmittel im Holz durch kontrollierte Reaktion abgeschieden werden kann. Dae Imprägnierungsmittel bindet sich nicht an das Holz oder scheidet sich in dieeam ab, wenn es zuerst das Holz berührt. ImprHgniertmgomittol, flUssigor Träger und reaktion« fHhiqos Lösungom ittol boiuogun sich

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in dae Holz, und nach Erreichen des gewünschten Eindringens u/ird da β reaktionsfähige Lösungsmittel umgesetzt und das Imprägnierungsmittel im Holz abgeschieden. » -.,.,.,

■ ■ ■-

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

Iy- Verfahren zum Iniprägnieren von Holz mit einem' Imprägnierungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) eine wirksame Menge oine3 Imprägnierungsmittels und eines reaktionsfähigen Lösungsmittels, in welchem das Imprägnierungsmittel löslich ist, in Holz eindringen läßt und

b) das reaktionsfähige Lösungsmittel umsetzt, so daß das Imprägnierungsmittel im umsetzten Lösungsmittel nicht mehr löslich und damit im Holz immobilisiert wird.

2·- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiger Träger bei der Holzbehandlung verwendet wird, in welchem daβ reaktionfähige Lösungsmittel löslich und das Imprägnierungsmittel praktisch unlöslich ist.

3.- Verfahren nach Ancpruch 1 und 2_r dadurch gekennzeichnet, daß ein Imprägnierungsmittel ein Konservierungs- oder Flammverzögerungsnittel verwendet wird.

4«- Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß alt; reaktionsfähiges Lösungsmittel ein oder mehrere polymerisierbare Monomere verwendet werden, in welchen das Imprägnierungsmittel löslich ist.

5.- Verfahren nach Anspruch 1-4_f dadurch gekennzeichnet, daß die Holzbehandlung mit dem Imprägnierungsmittel und reaktionsfähigen Lösungsmittel bei überatmosphärischsm Druck erfolgt.

6,- Verfahren nach Anspruch l-S, dadurch ijoknnnzBirhnot, rlaCl dno reaktionsfähige! Lösungsmittel durrh WnriniJzr-irsHtziirHj ei nc σ. ϊητ tin tiir:; νλκ'.τ cJur.h ',.'ärmo ο ti or Πΐ:-»ι;ίι1υϋ ::: i t Te"! Jrhwi hoher· !;_;· ici-

^: "' ^!" ^!l· 709838/-(T 779

BAD ORIGINAL

7,- Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolösungsmittel zum leichteren Lösen des Imprägnierungsmittels im reaktionsfähigen Lösungsmittel verwendet wird»

B.- Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daQ das umsetzte reaktionsfähige Lösungsmittel vom behandelten Holz entfernt wird.

9.- Verfahren zur Imprägnierung von Holz mit einem Imprägnierungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) Holz bei überatmosphärischem Druck mit einer Imprägnierungsmischung behandelt, die eine wirksame Menge eines Imprägnierungsmittels, ein reaktionsfähiges Lösungsmittel' in ausreichender Menge zum Löslichmachen der u/irksamen Imprägnierungsmittel-menge und einen flüssigen Träger enthält, in ^sichern das reaktionsfähige Lösungsmittel löslich und das Imprägnierungsmittel praktisch unlöslich ist und die Menge an Träger mindestens zum Lösen des reaktionsfähigen Lösungsmittels ausreicht,

b) das reaktionsfähige Lösungsmittel umsetzt, daß das Imprägnierungsmittel im umgesetzten Lösungsmittel nicht löslich und dadurch im Holz immobilisiert wird und

c) den flüssigen Träger vom Holz entfernt.

10.- Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Imprägnierungsmittel ein Konservierungs- oder Flammverzögerungsmittel verwendet tuird.

11·- Verfahren nach Anspruch 9 und 10, rladirth gekennzeirhriut, dall als roakt ions fähiges Lösungsmittel 1 ein odor mehrere polymer ic i t;rl·'·; rc Monomere uerwenriot iunrdnn, in mole hon <hs ImprMnn irrunii · r.< i t ! !

ΐΓ..-.i ϊ::ΐι i. L. 709838/0779

BAD ORIGINAL

12.- Verfahren nach Anspruch 9-11» dadiich gekennzeichnet, daß das reaktionsfähige Lösungsmittel durch Wärmezersetzung eines Initiators oder durch Beschüß mit Teilchen hoher Energie umgesetzt wird.

13.- Verfahren nach Anspruch 9-12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolösungsmittel zum leichteren Lösen des Imprägnierungsmittels im reaktionsfähigen Lösungsmittel verwendet u/ird.

14.- Verfahren nach Anspruch 9-13, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiger Träger einealiphatieche Kbhlenwasserstoffverbindung mit einem Siedepunkt unterhalb dem von Wasser bei normalem atmosphärischen Druck verwendet utird, das eich unter erhöhtem Druck bei normalen Temperaturen leicht verflüssigt und in welchem das reaktionsfähige Lösungsmittel löslich, das Imprägnierungsmittel jedoch praktisch unlöslich ist.

15.- Verfahren nach Anspruch 9-1A, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Träger vom Holz durch Verdampfen entfernt u/ird.

16.- Verfahren nach Anspruch 9-15, da dreh gekennzeichnet, daß das umgesetzte reaktionsfähige Lösungsmittel vom behandelten Holz entfernt wird.

17·- Verfahren zum Imprägnieren von Holz mit einem Pentachlorphenol, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) das Holz bei überatmosphärischem Druck mit einer Imprägnierungsmischung, die Pentachlorphenol in einer wirksamen Holzbehandlungsmenge, ein reaktionsfähiges Lösungsmittel aus der Gruppe von Styrol, Vinylacetat, Acrylnitril, Butylacrylat, Methacrylnitril, Methylacrylat und Mischungen derselben und einen flüssigen Träger aus der Gruppe von Butan und Fbntan in einer mindestens

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zum Lösen das reaktionsfähigen Lösungsmittels auereichenden Menge und einen Polymerisationeinitiator aus dar Gruppe von Benzoylperoxid, Lauroylperoxid und Azobis-isobutyronitril enthält, zwecks Eindringen der Mischung in das Holz behandelt,

b) das behandelte HuIz auf eine zum Zersetzen des Polymarieationeinitlators mindestens ausreichende Temperatur erhitzt, wodurch das reaktionsfähige Lösungsmittel polymerisiert und daa Pentachlorphenol im Polymerisat unlöslich wird und so im Holz imtnobiliaiert wird und

c) den flüssigen Träger vom behandelten Holz entfernt.

18·- Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daO das Holz mit dar Imprägnierungsmiachung bei ainar Temperatur swlachen Zimmertemperatur bia zu einer Temperatur behandelt wird, die untar dar zum Zersetzen daa Polymeriaationainitiatora ausreichenden Temperatur liegt·

19·- Verfahren nach Anapruch 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daO die Imprägnierungamiechtlng ein Koluaungsmittal au· dar Gruppe von Methanol und anderen polymerlaiarbaren Monomeren zum leichteren Lösen des Pentachlorphenole im reaktlonafähigen LBaungamlttel enthllt.

20·- Verfahren nach Anapruch 17 bia 19, dadurch gekennzeichnet, das dar '■ flüssige Träger vom behandelten Holz durch Verdampfen entfernt wird.

21·- Holzbahandlungapräparat zum Imprägnieren von Holt, umfaseand

•in tmprägniarungaayatam aua

a) Pentachlorphenol in ainar wirkeanen Holtbehandlungsmenge,

TOIlIIfOTTI

BAD ORIGINAL

b) einem reaktionsfähigen Lösungsmittel aus der Gruppe von Styrol, Vinylacetat, Acrylnitril, Butylacrylat, Methacrylnitril, Methylacrylat und Mischungen derselben,

c) einem flüssigen Träger aus derGruppe von Butan und Pentan, in welchem das reaktionsfähige Lösungsmittel löslich und das Pentachlorphenol praktisch unlöslich ist, in einer mindestens zum Lösen des reaktionsfähigen Lösungsmittels ausreichenden Menge und

d) einem Polymerieationsiniator aus der Gruppe von Benzoylperoxid, Lauroylperoxid und Azobis-isobutyronitril«

22·- Präparat nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierungsmischung ein Kolösungsmittel' aus der Gruppe von Methanol, Toluol, Benzol, Nitrobenzol, Di- und Trichlorbenzolen, Alkylbenzolen, Hydroxybenzolen, Xylol, Kthyläther, Isopropylither_;Vinylather, Dibutylather, Dibutylketon, Diieobutylketon, Methylisobutylketon, Benzonitril, Decalin, Butyraldehyd, Ieobutyraldehyd und polymeriaierbaren Monomeren enthält, die eis reaktionsfähige .Lösungemittel wirken und das Lösen des Pentachlorphenole im reaktionsfähigen Lösungsmittel unterstützen.

23.- Präparat nach Anspruch 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daB die Imprägnierungemischung das reaktionsfähige Lösungsmittel in ausreichender Menge zum Löslichmschen der wirksamen Holzbehandlungemenge an Pentachlorphenol enthält.

Der Patentanwalt:

709838/0779