DE20321344U1

DE20321344U1 - Harzhaltiges Holzsubstrat und Zusammensetzung zum Beschichten und Füllen von harzhaltigem Holzsubstrat

Info

Publication number: DE20321344U1
Application number: DE20321344U
Authority: DE
Original assignee: VKR Holding AS
Current assignee: VKR Holding AS
Priority date: 1987-01-27
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2013-01-15

Abstract

Holzsubstrat, das natürlich vorkommendes Harz enthält, wobei mindestens ein Teil der Oberfläche eine Beschichtung von harzkompatiblem Material, das durch Vernetzen mit dem natürlich vorkommenden Harz in dem Holzsubstrat gebunden ist, aufweist, hergestellt durch ein Verfahren mit den Schritten:
i) Aufbringen einer Beschichtung von harzkompatiblem Material auf mindestens einen Teil der Oberfläche des harzhaltigen Holzsubstrats und
ii) Binden der Beschichtung auf die Oberfläche des Holzsubstrats durch Vernetzen des harzkompatiblen Materials mit dem Harz in dem Holzsubstrat,
wobei das harzkompatible Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Styrol/Isopren-Blockpolymeren, Butadien/Styrol-Blockpolymeren, Isopren-Kautschuken, Vinylbasierten Polyolefinen, Acryl-basierten Polyolefinen, Epoxy-basierten Thermoplasten und Phenoxyharzen.

Description

Die Erfindung betrifft die Behandlung von harzhaltigem Holz.
Bei aus Holz hergestellten Bauteilen ist es wünschenswert, dass das Holz eine ästhetisch ansprechende Oberfläche und natürlich gute Festigkeit und Dauerhaftigkeit besitzt. Dies ist besonders auf dem Gebiet der Herstellung von Fensterrahmen und Türen aus Holz relevant. Bei solchen Anwendungen ist es wichtig, dass das Holz im Wesentlichen frei von Fehlern und frei von Rissen und Astknorren erscheint. Um jedoch soviel wie möglich von dem Holz zu verwenden, ohne alle Fehler zu beheben, ist normalerweise eine Zahl von kleinen Rissen und kleinen Astknorren erlaubt.
Selbst kleine Risse und kleine Astknorren sind jedoch kritisch, weil immer ein bestimmter Grad von Austreten von Harz über solche Risse und Astknorren in dem Holz stattfinden wird. Dies hinterlässt auf dem Holz klebrige Flecken auf der Oberfläche, was, wenn Farbe (Lack) oder eine andere Oberflächenbeschichtung auf die Oberfläche aufgebracht wird, wegen Unterschieden bei der Adhäsion zu Farbabweichungen führt, und ferner können die Flecken aus Harz zur Verfärbung des Holzes führen.
Das Problem wird durch die moderne Forstwirtschaft verstärkt, bei der Bäume das gesamte Jahr über gefällt werden, einschließlich zur Frühlingszeit, wenn die Turgeszenz am höchsten ist. Ferner können Konservierungsmethoden häufig das Austreten des Harzes verstärken, weil die Konservierung auch die Verwen dung von organischen Lösungsmitteln einschließt, die das Harz auflösen und dazu führen, dass es leichter fließt.
Es sind verschiedene Methoden bekannt, das Austreten von Harz aus harzhaltigem Holz zu stoppen. Diese schließen zwei Hauptmethoden ein, nämlich a) Versiegeln der Oberfläche mit verschiedenen einfachen Siegelmitteln, oder b) Auflösen oder Auswaschen von Harz unter Verwendung wässriger Lösungen oder anderer Lösungsmittel.
Die Nachteile dieser Methoden sind: a) die Kosten sind im Vergleich mit dem vorübergehenden Effekt, der erreicht wird, hoch, und b) die Qualität der Techniken des Standes der Technik ist in Bezug auf derzeitige Marktanforderungen nicht ausreichend. Beispielsweise verlangsamt bei einem einfachen "mechanischen Verschluss" Siegelmittel das Austreten von Harz lediglich. Mit der Zeit sucht das Harz naheliegende Kanäle zu der Holzoberfläche und tritt aus diesen aus.
Beispiele der oben erwähnten Methoden sind die Aufbringung von Primer/Wachs-Systemen oder Schellack auf die Oberfläche des Holzes.
Die Japanische Patentanmeldung Nr. JP 3166905A offenbart ein Verfahren, bei dem Holz mit einem Melamin-basierten Harz imprägniert wird, gefolgt von Trocknen mit Hochfrequenzheizen (Mikrowellen).
Ein Beispiel für Methode b) ist das Eintauchen des Holzes in heißes Wasser, gefolgt von Eintauchen in eine Imprägnierflüssigkeit, die das Harz versiegelt.
Andere bekannte Verfahren sind Laminieren durch Beschichten des Holzes mit Papier oder HDF-Platten.
Die bekannten Verfahren sind alle durch die Verwendung eines Siegel- oder Beschichtungsmittels gekennzeichnet, um das Austreten von Harz aus dem Holz zu verhindern. Der Anwendung des Siegel- oder Beschichtungsmittels folgt üblicherweise eine Nachbehandlung, die sehr häufig eine Wärmebehandlung ist.
Das Versiegeln der Oberfläche des Holzes verliert ihre Wirkung, wenn die Siegelung, die relativ dünn ist, zerstört wird. Hierdurch ist es dem Harz möglich, durch die gebrochenen Teile der Siegelung auszutreten. Ferner neigen die bekannten Typen von Siegelmitteln dazu, unter dem Einfluss von Sonnenlicht und der Umgebung verfärbt zu werden.
Wegen der Nachteile der bekannten Methoden besteht ein Bedarf nach einem Verfahren zur Behandlung von harzhaltigem Holz, das einfach ist und dass mit der Zeit die Wirkung nicht verliert. Ferner gibt es einen Bedarf nach einer Behandlung, die für eine Zeitspanne wirksam ist, die derzeitigen und zukünftigen Markt- und Kundenanforderungen entspricht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine alternative Behandlung von harzhaltigem Holz bereitzustellen.
Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Behandlung von harzhaltigem Holz bereitzustellen, das eine im Wesentlichen permanente Siegelung mindestens eines Teils der Oberfläche des Holzes bereitstellt, um Austreten von Harz aus dem Holz zu verhindern.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Behandlung eines harzhaltigen Holzsubstrats bereitzustellen, das eine Siegelung bereitstellt, die ohne Verfärbung über die Lebensdauer des Holzsubstrats wirksam ist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zur Behandlung von harzhaltigem Holz bereitzustellen, wobei das Verfahren dazu dient, das Austreten von Harz aus Holzprodukten zu steuern, zu verlangsamen oder zu vermeiden.
Diese Aufgabe und andere Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht, wie es in den Ansprüchen definiert ist.
Die Erfindung basiert auf der unerwarteten Erkenntnis, dass es möglich ist, das Austreten des Harzes, das in Holz natürlich vorhanden ist, zu blockieren, indem eine Beschichtung mit harz- und/oder holzkompatiblem Material aufgebracht und die Beschichtung auf die Oberfläche des Holzes gebunden wird. Die gemäß den Techniken des Standes der Technik verwendete Beschichtung ist nicht in der Lage, eine Beschichtung mit Langzeiteigenschaften bereitzustellen. Die bekannten Beschichtungen besitzen eine starke Tendenz, sich von der Oberfläche des Holzes zu lösen, weil sie nicht harz- und/oder holzkompatibel sind. Solche Probleme werden durch die Verwendung von harz- und/oder holzkompatiblen Materialien vermieden. Ferner liefern die erfindungsgemäßen harz- und/oder holzkompatiblen Materialien im Vergleich mit Techniken des Standes der Technik auch den Vorteil, dass die Verwendung von Isocyanaten vermieden werden kann. Isocyanate werden üblicherweise verwendet, um die bekannten Beschichtungen für Holz zu härten. Isocyanate sind jedoch mit Umweltrisiken verbunden, weil sie die Gesundheit der Personen ernsthaft schädigen können, die sich bei der Verarbeitung im Kontakt mit diesen Isocyanaten befinden.
Bei wachsenden Bäumen befindet sich das natürlich vorhandene Harz üblicherweise unter Druck und tritt aus dem Holz durch kleine Öffnungen in der Rinde der Bäume aus. Wenn die Bäume zur industriellen Verwendung gefällt und entrindet werden, werden eine Menge Öffnungen in Form von Kanälen, Rissen und Astknorren freigelegt. Dies verstärkt selbstverständlich die natürliche Tendenz des Harzes, das natürlich in dem Holz vorhanden ist, zur Oberfläche des Holzes hin auszutreten, was klebrige Flecken oder Gum-artige Tropfen auf der Oberfläche hinterlässt. Mit der Zeit härtet das natürliche Harz und die Klebrigkeit verschwindet, das natürliche Härten des Harzes ist jedoch ein Prozess, der mehrere Jahre dauert. Wenn das Harz gehärtet ist, besitzt es eine glatte relativ harte Oberfläche, die Oberflächen von synthetischen, harten Kunststoffen ähnlich ist. Ferner stört das Harz in der Oberfläche des Holzes, wenn das Licht (UV-, sichtbares und IR-Licht) ausgesetzt wird, zu Verfärbung des Holzes.
Die in Holz natürlich vorhandenen Harze sind eine relativ komplexe Mischung von verschiedenen Substanzen, einschließlich Terpenen. Das natürliche Harz in Holz umfasst normalerweise Ölharze wie Monoterpene, Diterpene und Triterpene und Steroide umfassendes Parenchymharz. Ferner kann das Harz eine Mischung von nicht-flüchtigen, teilweise ungesättigten Verbindungen einschließlich Estern und freien Säuren umfassen. Die zu Fehlfärbungen führenden Komponenten können sich von diesen Genannten untertreten, ihre genaue chemische Konstitution ist nicht zweifelsfrei bekannt und sie können in sehr geringen Konzentrationen vorhanden sein. Deshalb wird der Sammelbegriff "Harz" hier im Zusammenhang mit der Aufgabe verwendet, die durch die erfindungsgemäße Offenbarung gelöst wird. Wie bereits erwähnt, bildet das Harz einen außerordentlich klebrigen Gum, der, wenn er Luft ausgesetzt ist, in der Lage ist, ein bestimmtes langsames Härten zu durchlaufen.
Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das natürlich in dem Holz vorhandene Harz innerhalb des Holzes und versiegelt von der Oberfläche des Holzes blockiert. Austreten von Harz wird wirksam unterbrochen und die durch Austreten von Harz hervorgerufenen Probleme werden vermieden.
Das Verfahren stellt Holz oder Teile aus Holz mit einem trokkenen und relativ harten Oberfläche ohne lose Astknorren, Einkerbungen oder Löcher bereit, die ausgezeichnete Eigenschaften für weitere Behandlung wie Aufbringung von Farbe, Lack oder anderen Beschichtungen besitzt.
In einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von harzhaltigem Holzsubstrat, bei dem:

i) eine Beschichtung von harz- und/oder holzkompatiblem Material aus mindestens ein Teil der Oberfläche des harzhaltigen Holzsubstrats aufgebracht wird und
ii) die Beschichtung auf die Oberfläche des Holzsubstrats gebunden wird.

Der Begriff Holzsubstrat bezeichnet ein Substrat für das Härtungsverfahren, das ein typisch geformter Holzartikel, Bauholz, Nutzholz, Stangenholz usw. sein kann, schließt jedoch auch Material einschließlich zerkleinertes Holz wie Späne oder Bauplatten, laminiertes oder Verbundmaterial, das Holz umfasst, usw. ein.
Das harz- und/oder holzkompatible Material ist von seiner Natur her ein Material, das in der Lage ist, an das Harz zu binden oder zu haften (zu kleben), das natürlich in dem Holzsubstrat vorhanden ist. Das Binden oder Haften kann chemisch oder physikalisch sein und wird später detaillierter beschrieben.
Das harz- und/oder holzkompatible Material ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polymerkautschuken, Diolefinen, Styrol, Styrol/Butadien-Kautschuk, Styrol/Isopren-Blockpolymeren und Butadien/Styrol-Blockpolymeren. Das harz- und/oder holzkompatible Material ist bevorzugter Polymerkau tschuke bestehend aus Diolefinen und/oder Styrol, einschließlich Styrol/Butadien-Kautschuk, Styrol/Isopren- und/oder Butadien/Styrol-Blockcopolymeren, reinem Isoprenkautschuk (auf Ziegler-Natta-Basis oder basierend auf anionischer Polymerisation), wobei die Blockcopolymere gegebenenfalls durch Polymere ergebende Pfropfreaktionen derivatisiert sind, was auch einen Grad von Kompatibilität mit polaren Holzbestandteilen ergibt, wobei die Polymere gegebenenfalls hydriert sind, was besseren UV-Schutz gibt, und letztendlich einschließlich thermoplastischen Klebeharzen wie solchen auf der Basis von thermoplastischen Urethanen, Vinyl- oder Acryl-basierten Polyolefinen oder Phenoxyharzen (z.B. der Paphen^® -Serie von Dow Chemical, vorzugsweise Epoxy-basierte Thermokunststoffe, bevorzugter die Blox-Serie von Dow Chemical (z.B. Blox 200)). Phenoxyharze und Epoxy-basierte Thermoplaste sind ebenfalls als thermoplastische Poly(hydroxyether) und thermoplastische Polyetheramine (z.B. Phenol-4,4'-(1-methylethyliden)bispolymer mit (Chlormethyl)orixan und analogen Verbindungen) bekannt.
Vorzugsweise wird das harz- und/oder holzkompatible Material als Film oder als Folie aufgebracht. Der Film oder die Folie kann eine bevorzugte Dicke von etwa 0,1 bis 3000 μm, bevorzugter eine Dicke von etwa 0,2 bis 100 μm besitzen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das harz- und/oder holzkompatible Material mit Füllstoffen gemischt, vorzugsweise Füllstoffen die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Silika, SiO₂, TiO₂, Talk, Kalk, Glimmer, Carbonaten, Hydroxiden, Oxiden, Ruß und Lignin. Die Füllstoffe können auch verbesserte Eigenschaften in Bezug auf UV-Schutz bereitstellen und besitzen eine vermindernde Wirkung auf die Tendenz des Harzes, zur Verfärbung zu führen, wahrscheinlich wegen der hohen spezifischen Oberfläche, die durch die Füllstoffe bereitgestellt wird, und die mehr oder weniger ausgeprägte chemische Affinität der Füllstoffe zu färbenden Sub stanzen. Eine weitere vorteilhafte Funktion der Füllstoffe besteht darin, Licht (UV-, sichtbares und IR-Licht) zu blockieren oder zu absorbieren. Die Füllstoffe können in Mengen von etwa 0 bis 90 Gew.-% vorhanden sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das harz- und/oder holzkompatible Material durch chemisches Vernetzen des harz- und/oder holzkompatiblen Materials mit dem Harz in dem Holzsubstrat auf die Oberfläche des Holzsubstrats gebunden. Durch Vernetzen des harz- und/oder holzkompatiblen Materials mit dem natürlich vorkommenden Harz in dem Holzsubstrat findet eine Härtewirkung statt, und es wird ein Ergebnis erhalten, bei dem das Harz innerhalb des Holzsubstrats eingeschlossen wird und ein Austreten von Harz auf die Oberfläche des Holzsubstrats vermieden wird.
Vorzugsweise wird das Vernetzen durch UV-Licht, Elektronenstrahl (electron beam, EB)-, Wärme-, Ultraschall- oder andere Quellen für hohe Energie und Strahlung eingeleitet. Typischerweise ist die Energie von Photonen, die zum Vernetzen führen, das Äquivalent von 250 Nanometer (nm) oder kürzer.
Die Wirkung der Behandlung muss ausreichen, um die Wirkung von optionalen Füllstoffen zu überwinden, jedoch ohne dass eine Verfärbung des Harzes eingeleitet wird.
Ferner ist es bevorzugt, das Vernetzen durch Peroxide, Peroxidverbindungen, Schwefel, Schwefelverbindungen, Schwefeldonorverbindungen, Diazoverbindungen oder UV-absorbierende Moleküle, die in der Lage sind, Radikalkettenreaktionen zu starten, einzuleiten. Die UV-Absorber sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus aromatischen Verbindungen, die Sauerstoff enthalten, wie Benzophenon, und dem Bereich von kommerziell erhältlichen UV-Startern (z.B. Irgacure-Serie von Ciba-Geigy).
Ferner wird in einer alternativen bevorzugten Ausführungsform das harz- oder holzkompatible Material als Film oder als Folie aufgebracht und durch die Verwendung von Klebstoff oder Klebemittel auf die Oberfläche des Holzsubstrats gebunden. Gegebenenfalls wird der Film oder die Folie nach Verdampfen eines geeigneten polaren oder unpolaren Lösungsmittels wie auf der Basis von Wasser, Oxygenaten, Aromaten oder Paraffinen, in situ auf dem Substrat gebildet.
Ferner kann das Holzsubstrat für die Film- oder Folienaufbringung vorbereitet werden, indem es mit einem geeigneten Kleber oder Klebemittel als Primer behandelt wird, und vorzugsweise ist der Klebstoff oder das Klebemittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Klebemitteln auf Naturkautschukbasis, Holt-Melt-Klebemitteln auf der Basis von Styrol/Isopren/Butadien-Blockpolymeren, Hot-Melt-Klebemitteln auf Acrylbasis und Klebemitteln auf Epoxybasis.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner die Stufe der Anwendung einer Wärmebehandlung, wie durch Infrarotlampen oder Mikrowellenheizung. Die Wärmebehandlung erhöht die Wirkung des Vernetzens oder Bindens des harz- oder holzkompatiblen Materials mit dem in dem Holz natürlich vorhandenen Harz. Die Wärmebehandlung kann auch die Härtegeschwindigkeit eines Klebers oder Klebemittels erhöhen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur Behandlung von harzhaltigem Holzsubstrat umfasst das Verfahren die Stufen:

– Identifizieren von Harzkanälen und/oder Rissen und/oder Astknorren in der Oberfläche des Holzsubstrats und
– Aufbringen einer Beschichtung von harz- oder holzkompatiblem Material auf die identifizierten Harzkanäle und/oder Risse und/oder Astknorren in der Oberfläche des Holzsubstrats und
– Binden der Beschichtung auf die Oberfläche des Holzsubstrats.

Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, dass Holzsubstrat auf sehr ökonomische und kosteneffektive Weise zu behandeln. Wie bereits erwähnt wurde, fließt das in Holz natürlich vorkommende Harz in Kanälen oder Harzkanälen, aus denen es über Risse oder Astknorren auf die Oberfläche des Holzsubstrats austreten kann. Risse oder Astknorren stellen Schwachstellen in dem Holzsubstrat dar und das Austreten von Harz findet im Wesentlichen aus den Kanälen, Rissen und Astknorren statt. Dementsprechend ist es unter normalen Bedingungen ausreichend, dass in den Kanälen, Rissen und Astknorren natürlich vorhandene Harz durch Aufbringen einer harz- oder holzkompatiblen Beschichtung auf die Oberfläche des Holzsubstrates dort, wo solche Schwachstellen vorhanden sind, und Binden der harz- oder holzkompatiblen Beschichtung auf das Harz (mit dem Harz) zu blockieren.
Die Kanäle, Risse und Astknorren können unter Verwendung einer manuellen oder visuellen Sichtung oder durch die Verwendung eines bekannten Holzsortiersystems identifiziert werden. Ein solches bekanntes System kann beispielsweise WoodEye von der Firma Innovativ Vision AB, Schweden sein. Sobald die Kanäle, Risse und Astknorren identifiziert sind, kann das darin vorhandene Harz von der Oberfläche blockiert werden, indem die Kanäle, Risse oder Astknorren der Anwendung einer harz- oder holzkompatiblen Beschichtung auf die schwachen Bereiche der Oberfläche und Binden der harz- oder holzkompatiblen Beschichtung auf das Harz ausgesetzt werden. Das Verfahren kann durch einen Computer gesteuert werden, der so programmiert ist, dass das Verfahren automatisch abläuft.
Ferner wird bei dem Verfahren vorzugsweise mindestens ein Teil von identifizierten Harzkanälen und/oder Rissen und/oder Astknorren in der Oberfläche des Harzsubstrats entfernt, bevor die harz- oder holzkompatible Beschichtung aufgebracht wird. Bevorzugter wird eine Schicht, die sich von der Oberfläche und in das Holzsubstrat hinein mit einer Dicke von etwa 0,1 mm bis 0,5 mm erstreckt, von den identifizierten Harzkanälen und/oder Rissen und/oder Astknorren in der Oberfläche des Holzsubstrats entfernt, bevor die Beschichtung aufgebracht wird. Die Schicht, die von der Oberfläche entfernt wird, hat im Wesentlichen die Form einer Scheibe und entspricht im Wesentlichen der Größe und Form der Beschichtung, die aufgebracht werden soll. Die Schicht kann z.B. durch Schneiden oder Bohren entfernt werden. Somit ist es möglich, eine glatte und gleichmäßige Oberfläche auf dem behandelten Holzsubstrat zu erhalten.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Blockieren und/oder Härten mindestens eines Teils des Harzes in einem Holzsubstrat.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein harzhaltiges Holzsubstrat, bei dem mindestens ein Teil der Oberfläche eine Beschichtung von harz- oder holzkompatiblem Material aufweist, die durch Vernetzen des in dem Holzsubstrat natürlich vorkommenden Harzes auf die Oberfläche gebunden ist.
Ferner betrifft ein Aspekt der Erfindung ein harzhaltiges Holzsubstrat, bei dem mindestens ein Teil der Oberfläche eine Beschichtung von harz- oder holzkompatiblem Material aufweist, das auf die Oberfläche des harzhaltigen Holzsubstrats durch die Verwendung von Kleber oder Klebemittel gebunden ist.
Die Beschichtung von harz- oder holzkompatiblem Material dient dazu, Austreten des in dem Holzsubstrat vorhandenen Harzes zu verhindern. Das harz- oder holzkompatible Material ist in der Lage, an der Oberfläche des Holzsubstrats und dem Harz durch chemische oder physikalische Reaktion zu kleben und das Harz innerhalb des Holzsubstrats zu versiegeln.
Vorzugsweise ist das harz- oder holzkompatible Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polymerkautschuken, Diolefinen, Styrol, Styrol/Butadien-Kautschuk, Styrol/Isopren-Blockpolymeren und Butadien/Styrol-Blockpolymeren, siehe ferner die Seiten 6 und 7 für eine vollständige Liste der geeigneten Materialien.
Um die bestmöglichen Eigenschaften der Oberfläche des harzhaltigen Holzsubstrats zu erhalten ist es bevorzugt, dass das harz- oder holzkompatible Material eine Dicke zwischen 0,1 und 3000 μm, bevorzugter zwischen 0,2 und 100 μm besitzt.
Ferner umfasst das harz- oder holzkompatible Material in einer bevorzugten Ausführungsform einen oder mehrere Füllstoffe, vorzugsweise umfasst das harz- oder holzkompatible Material Füllstoff in einer Menge von 0 bis 90 Gew.-%, bevorzugter in einer Menge von 20 bis 50 Gew.-%.
Vorzugsweise ist der eine oder sind die mehreren Füllstoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus anorganischen Oxiden, z.B. Silika, SiO₂ und TiO₂, Talk, Kalk, Glimmer, Carbonaten, Hydroxiden, Oxiden, Ruß und Lignin. Die bevorzugten Füllstoffe verleihen dem harz- oder holzkompatiblen Material in Bezug auf UV-Beständigkeit und Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit und allgemeine Wetterbedingungen ausgezeichnete Eigenschaften.
Die Erfindung betrifft auch eine Zusammensetzung zur Beschichtung und Füllung von Unregelmäßigkeiten wie Rissen, Astknorren und Harzkanälen auf einer Oberfläche eines harzhaltigen Holzsubstrats. Die Zusammensetzung umfasst ein oder mehrere Bindemittel, ein oder mehrere Öle, Füllstoffe, gegebenenfalls Additive, und die Zusammensetzung umfasst ferner harz- oder holzkompatibles Material.
Die Zusammensetzung ist besonders bei dem erfindungsgemäßen Verfahren brauchbar, weil harz- oder holzkompatibles Material und Füllstoffmaterial für Risse usw. in der Oberfläche in einem Verfahren aufgebracht werden kann. Somit können der Arbeitsaufwand und die Kosten vermindert werden.
Das harz- oder holzkompatible Material ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polymerkautschuken, Diolefinen, Styrol, Styrol/Butadien-Kautschuk, Styrol/Isopren-Blockpolymeren, Butadien/Styrol-Blockpolymeren, Phenoxyharzen und thermoplastischen Eopoxyharzen. Das harz- oder holzkompatible Material und Füllstoffmaterial ist mit dem Holzsubstrat wie bereits beschrieben verbunden oder an das Holzsubstrat wie bereits beschrieben gebunden.
Das eine oder die mehreren Bindemittel sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Urethan-, Epoxy-, Acrylat-, Polyvinylalkohol-, Polyvinylacetat-, Polyvinylacrylat- und ähnlichen Bindemitteln.
Das eine oder die mehreren Öle sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus synthetischen Ölen und Mineralölen. Der Zweck der Öle besteht vor allem darin, als Lösungsmittel für Komponenten in der Zusammensetzung zu wirken und der Zusammensetzung bei der Anwendung auf das Holzsubstrat die bestmöglichen rheologischen Eigenschaften zu geben.
Die Füllstoffe sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus anorganischen Oxiden, z.B. Silika, SiO₂ und TiO₂, Talk, Kalk, Glimmer, Carbonaten und Lignin. Die Füllstoffe dienen, abgesehen von ihren Fülleigenschaften, als Absorbiermittel für UV-Licht, Feuchtigkeit usw. Ferner können die Füllstoffe die rheologischen Eigenschaften der Zusammensetzung bei der Aufbringung verbessern. Bei der Aufbringung sollten die rheologischen Eigenschaften der Zusammensetzung den rheologischen Eigenschaften von Kitt ähnlich sein. Wenn die Zusammensetzung auf das Holzsubstrat aufgebracht wird, härtet das Bindemittel und das Öl verdunstet in die Umgebung.
Um gewünschte Eigenschaften in die erfindungsgemäße Zusammensetzung einzubringen, können der Zusammensetzung Additive zugesetzt sein, und vorzugsweise sind Additive ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Färbemitteln, Stabilisatoren, rheologischen Hilfsmitteln, Fungiziden und Pestiziden.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung:

White Spirit	5–10%
Solventnaphtha (Rohöl)	1–5%
Mittel-schweres aliphatisches 2-Butanonoxim	< 1%
Organische Kobaltverbindung	< 0,5%
Urethan	0,1–50%
harz- oder holzkompatibles Material	0,1–60%
Rest	Carbonate

Die Zusammensetzung besitzt bei der Aufbringung gute rheologische Eigenschaften und besitzt ausgezeichnete Beschichtungs- und Füllcharakteristika für Holzsubstrate.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer Zusammensetzung, wie sie oben beschrieben ist, zur Beschichtung und Fül lung mindestens eines Teils einer Oberfläche eines harzhaltigen Holzsubstrats.
Bei der Verwendung wird die Zusammensetzung vorzugsweise auf Unregelmäßigkeiten, Risse und Astknorren auf der Oberfläche des harzhaltigen Holzsubstrats aufgebracht. Die Zusammensetzung kann manuell oder durch den Einsatz von Maschinen aufgebracht werden.
Die Erfindung wird nun in den folgenden Beispielen detaillierter veranschaulicht.
Beispiel 1
Eine Reihe von Proben, die aus Stücken aus frisch gefälltem Nadelholz mit den Abmessungen 5 × 2 × 5 cm bestanden, wurde hergestellt, um erfindungsgemäß behandelt zu werden. Die Behandlung und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgelistet.
Die Ergebnisse der erfindungsgemäßen Behandlungen veranschaulichen klar, dass die Oberflächen der Holzstückchen effektiv von austretendem Harz blockiert werden. Dies ist auf die Wirkung zurückzuführen, dass z.B. BLOX gut auf der Oberfläche von sowohl Holz als auch Harz haftet und dass das Blox in die Astknorren eindringt. Als Ergebnis wird eine nicht-klebrige Oberfläche erhalten.
Beispiel 2
Proben, die wie in Tabelle 1 beschrieben behandelt worden waren, wurden durch das Holztestinstitut AB Trätek, Schweden, untersucht.
Die Proben wurden zu Abmessungen 230 × 70 × 10 mm gemäß Trätek Rapport P0006009 gesägt. Die Proben wurden dann gemäß den Behandlungen von Tabelle 1 behandelt.
Zehn unterschiedliche Systeme wurden getestet. Fünf Proben jedes Systems wurde getestet. Ferner wurden als Referenz Tests auf unbeschichteten Proben laufen gelassen. Diese Proben sind in Tabelle 2 mit R bezeichnet. Ferner wurden unter Verwendung der gleichen Charge von Holz, jedoch mit einer PUR-Beschichtung, andere Testreihen durchgeführt. Es wird angenommen, dass diese PUR-Beschichtung bei den Anti-Verfärbungssystemen, die im Markt erhältlich sind, den Stand der Technik darstellt. Infolge von Abweichungen bei dem Holzrohmaterial erwartet man normalerweise von Charge zu Charge signifikante Streuung. Deshalb variieren die absoluten Niveaus der ΔE-Werte von Charge zu Charge. Um jedoch in Bezug auf Beständigkeit gegenüber Verfärbung so gute Eigenschaften wie möglich zu erhalten, sollte ΔE so niedrig wie möglich sein.
Die Proben wurden gemäß dem Standard ASTM G26-92 72 Stunden lang in einem Atlas Weather-o-Meter mit einer Xenonlampe mit 6500 W ausgesetzt. Die Strahlungsintensität betrug 0,35 W/m² bei der Wellenlänge 340 nm.

Die Verfärbung der Proben wurde gemäß Trätek-Rapport P0006009 mit einem TOPCON Color Differenz Meter RD-100 gemessen und die ΔE-Werte wurden auf der Probe gemessen. Ein niedriger ΔE-Wert drückt gute Beständigkeit gegenüber Verfärbung aus, und im Vergleich mit den Referenzproben zeigen die erfindungsgemäßen Proben eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Verfärbung. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet.

White Spirit	5–10%
Solventnaphtha (Rohöl)	1–5%
Mittel-schweres aliphatisches	< 1 %
2-Butanonoxim
Organische Kobaltverbindung	< 0,5%
Urethan	0,1–50%
harzkompatibles Material	0,1–60%
Rest	Carbonate

wobei das harzkompatible Material wie in Anspruch 1 definiert ist.

Claims

Holzsubstrat, das natürlich vorkommendes Harz enthält, wobei mindestens ein Teil der Oberfläche eine Beschichtung von harzkompatiblem Material, das durch Vernetzen mit dem natürlich vorkommenden Harz in dem Holzsubstrat gebunden ist, aufweist, hergestellt durch ein Verfahren mit den Schritten: i) Aufbringen einer Beschichtung von harzkompatiblem Material auf mindestens einen Teil der Oberfläche des harzhaltigen Holzsubstrats und ii) Binden der Beschichtung auf die Oberfläche des Holzsubstrats durch Vernetzen des harzkompatiblen Materials mit dem Harz in dem Holzsubstrat, wobei das harzkompatible Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Styrol/Isopren-Blockpolymeren, Butadien/Styrol-Blockpolymeren, Isopren-Kautschuken, Vinylbasierten Polyolefinen, Acryl-basierten Polyolefinen, Epoxy-basierten Thermoplasten und Phenoxyharzen.
Holzsubstrat nach Anspruch 1, wobei das harzkompatible Material reiner Isopren-Kautschuk (Ziegler-Natta-Basis oder basierend auf anionischer Polymerisation) ist.
Holzsubstrat nach Anspruch 1 oder 2, wobei das harzkompatible Material als Film oder als Folie aufgebracht wird.
Holzsubstrat nach Ansprüchen 1–3, wobei das harzkompatible Material mit Füllstoffen gemischt ist, wobei die Füllstoffe vorzugsweise ausgewählt sind aus der Gruppe beste hend aus Silika, SiO₂, TiO₂, Talk, Kalk, Glimmer, Carbonaten und Lignin.
Holzsubstrat nach Anspruch 1, wobei das Vernetzen durch UV-Licht, Elektronenstrahl (electron beam, EB), Wärme, Ultraschall oder andere Quellen für hohe Energie und Strahlung eingeleitet wird.
Holzsubstrat nach Anspruch 1, wobei das Vernetzen durch Peroxidverbindungen, Schwefel, Schwefelverbindungen, Diazaverbindungen oder UV-absorbierende Moleküle eingeleitet wird.
Holzsubstrat nach Ansprüchen 1–6, wobei ferner eine Wärmebehandlung angewendet wird.
Holzsubstrat nach einem der Ansprüche 1–7, das natürlich vorkommendes Harz enthält, hergestellt durch ein Verfahren mit den Schritten: – Identifizieren von Holzkanälen und/oder Rissen und/oder Astknorren in der Oberfläche des Holzsubstrats, – Aufbringen einer Beschichtung von harzkompatiblem Material wie in Anspruch 1 definiert auf die identifizierten Holzkanäle und/oder Risse und/oder Astknorren in der Oberfläche des Holzsubstrats, und – Binden der Beschichtung auf die Oberfläche des Holzsubstrats durch Vernetzen des harzkompatiblen Materials mit dem Harz in dem Holzsubstrat.
Holzsubstrat nach Anspruch 8, ferner mit dem Schritt des Entfernens von mindestens einem Teil der identifizierten Holzkanäle und/oder Risse und/oder Astknorren in der Oberfläche des Holzsubstrats vor Aufbringen einer Beschichtung.
Holzsubstrat nach Anspruch 9, bei dem eine Schicht, die sich von der Oberfläche und in das Holzsubstrat hinein mit einer Dicke von 0,1 bis 0,5 mm erstreckt, von den identifizierten Harzkanälen und/oder Rissen und/oder Astknorren in der Oberfläche des Holzsubstrats entfernt ist, bevor eine Beschichtung aufgebracht wird.
Holzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Beschichtung von harzkompatiblem Material eine Dicke zwischen 0,1 und 3000 μm, vorzugsweise zwischen 0,2 und 100 μm besitzt.
Holzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 oder 11, wobei das harzkompatible Material einen oder mehrere Füllstoffe umfasst.
Holzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das harz- und/oder holzkompatible Material Füllstoff in einer Menge von 0 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 20 bis 50 Gew.-% umfasst.
Holzsubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der eine oder die mehreren Füllstoffe ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Silika, SiO₂, TiO₂, Talk, Kalk, Glimmer, Carbonaten, Hydroxiden, Oxiden, Ruß und Lignin.
Zusammensetzung zum Beschichten und Füllen von Unregelmäßigkeiten auf einem Holzsubstrat, das natürlich vorkommendes Harz enthält, wobei die Zusammensetzung ein oder mehrere Bindemittel, ein oder mehrere Öle, Füllstoffe, gegebenenfalls Additive umfasst und wobei die Zusammensetzung ferner harzkompatibles Material, wie es in Anspruch 1 definiert ist, umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 15, wobei das eine oder die mehreren Bindemittel ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Urethen, Epoxy, Acrylat, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat und Polyvinylacrylat.
Zusammensetzung nach Anspruch 16, wobei das eine oder die mehreren Öle ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus synthetischen Ölen und Mineralölen.
Zusammensetzung nach Anspruch 15, wobei die Füllstoffe ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus anorganischen Oxiden, Talk, Kalk, Glimmer, Carbonaten und Lignin.
Zusammensetzung nach Anspruch 15, wobei die Additive ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Färbemitteln, Stabilisatoren und rheologischem Hilfsmittel.
Zusammensetzung nach Ansprüchen 15–19 zum Beschichten und/oder Füllen von Unregelmäßigkeiten in einer Oberfläche auf einem Holzsubstrat, das natürlich vorkommendes Harz enthält, wobei die Zusammensetzung umfasst: