DE4402600A1 - Übersättigte Lösung eines anorganischen gelösten Stoffes in einem wässrigen Lösungsmittel und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Übersättigte Lösung eines anorganischen gelösten Stoffes in einem wässrigen Lösungsmittel und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung von übersättigten
Lösungen. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Her
stellung einer übersättigten Lösung sowie eine nach diesem
Verfahren hergestellte übersättigte Lösung eines anorgani
schen gelösten Salzes in einem wäßrigen Lösungsmittel, die
beispielsweise verwendbar ist zum Imprägnieren von Holz.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Imprä
gnieren von Holz unter Verwendung einer solchen Lösung so
wie das dabei erhaltene Produkt.
Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein
Verfahren zur Herstellung einer Lösung eines anorganischen
gelösten Salzes in einem wäßrigen Lösungsmittel, die bei
Umgebungstemperaturen unterhalb 30°C in bezug auf das ge
nannte gelöste Salz übersättigt ist, das umfaßt eine
Mischstufe, in der ein wäßriges Lösungsmittel, ein anor
ganisches gelöstes Salz und ein organisches Dotiermittel,
das sowohl einen Emulgator (ein Emulgiermittel) als auch
eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht
aus Ölen, Wachsen und Mischungen davon, umfaßt, miteinan
der gemischt werden unter Bildung einer Mischung, die um
faßt eine Emulsion mit einer wäßrigen Phase, in der der
gelöste Stoff gelöst ist, wobei die Mengenanteile der Be
standteile der Mischung so gewählt werden, daß das Massen
verhältnis zwischen dem genannten gelösten Stoff und dem
Wasser in der wäßrigen Phase größer ist als dasjenige in
einer gesättigten Lösung des genannten gelösten Stoffes in
der genannten wäßrigen Phase bei der gleichen Temperatur.
Unter einer übersättigten Lösung, die auch als überkühlte
Lösung angesehen werden kann, ist eine Lösung zu verste
hen, die bei der Temperatur, bei der sie betrachtet wird,
umfaßt ein Lösungsmittel, in dem gelöst ist ein Mengenan
teil eines gelösten Stoffes, der größer ist als der Men
genanteil dieses gelösten Stoffes, der in dem genannten
Lösungsmittel in einer gesättigten Lösung des genannten
gelösten Stoffes in reiner Form in dem genannten Lösungs
mittel in reiner Form bei der fraglichen Temperatur aufge
löst würde.
Wenn das Dotiermittel ein Wachs oder Öl ist, kann die
Mischstufe eine Emulgierstufe umfassen; und die Emulgier
stufe kann umfassen die Verwendung eines organischen Emul
gators, um das Emulgieren zu erleichtern.
Das heißt mit anderen Worten, die Mischstufe kann umfassen
das Mischen des Lösungsmittels und des gelösten Stoffes
mit dem genannten Dotierungsmittel, das sowohl einen
organischen Emulgator als auch eine organische Komponente
umfaßt, die ausgewählt wird aus der Gruppe, die besteht
aus Wachsen, Ölen und Mischungen davon, wobei die in der
Mischstufe gebildete Mischung in Form einer Emulsion vor
liegt, welche die genannte wäßrige Phase umfaßt, die in
einer organischen Phase emulgiert ist.
Der Emulgator ist dabei zweckmäßig ein Emulgator, der zum
Emulgieren einer Mischung aus einer wäßrigen flüssigen
Phase und einer organischen flüssigen Phase, beispiels
weise einer Mischung aus Wasser und Öl oder geschmolzenem
Wachs, geeignet ist. Der Emulgator kann ein sogenannter
Öl-in-Wasser-Emulgator, das heißt ein Emulgator sein, der
für die Herstellung einer Öl-in-Wasser-Emulsion geeignet
ist, in der die organische Phase die diskontinuierliche
Phase bildet, die in Form von Tröpfchen vorliegt, die in
der wäßrigen Phase, der kontinuierlichen Phase, disper
giert sind; oder der Emulgator kann ein Öl-in-Wasser-Emul
gator sein, der geeignet ist für die Herstellung einer Öl-
in-Wasser-Emulsion.
Der Emulgator ist zweckmäßig ein Wasser-in-Öl-Emulgator,
wobei das Emulgieren umfaßt das Dispergieren der wäßrigen
Phase in dem organischen Bestandteil unter Bildung einer
Wasser-in-Öl-Emulsion, in der die wäßrige Phase dis
kontinuierlich ist und die organische Phase kontinuierlich
ist.
Das Verfahren kann umfassen eine Anfangs-Mischstufe, in
der das Dotiermittel mit dem wäßrigen Lösungsmittel ge
mischt wird unter Bildung einer Ausgangs-Mischung, die um
faßt die genannte wäßrige Phase, die zusammen mit dem Do
tiermittel emulgiert ist, woran sich eine weitere Misch
stufe anschließt, in der der gelöste Stoff mit der
Ausgangsmischung gemischt wird unter Bildung der genannten
Mischung, welche die übersättigte Lösung enthält.
Die anfängliche Mischstufe kann bei einer erhöhten Tempe
ratur oberhalb 30°C, vorzugsweise oberhalb 50°C, bei
spielsweise bei 70°C, durchgeführt werden, bei der alle
Bestandteile der Ausgangsmischung flüssig sind; und die
weitere Mischstufe kann bei Umgebungstemperatur und unter
halb 30°C stattfinden.
Das Mischen kann in der Weise durchgeführt werden, daß ein
Massenverhältnis zwischen dem Wasser in der wäßrigen Phase
und dem Dotiermittel von 40 : 60 bis 80 : 20 erzielt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Er
findung eine Lösung eines anorganischen gelösten Stoffes
in einem wäßrigen Lösungsmittel, wobei die Lösung bei Tem
peraturen unterhalb 30°C übersättigt ist, in der das Lö
sungsmittel umfaßt eine wäßrige Phase, in der ein organi
sches Dotiermittel dispergiert ist, das umfaßt sowohl
einen Emulgator als auch eine Komponente, die ausgewählt
wird aus der Gruppe, die besteht aus Ölen, Wachsen und Mi
schungen davon, und in der das Massenverhältnis zwischen
dem Wasser in der wäßrigen Phase und dem Dotiermittel
40 : 60 bis 80 : 20 beträgt.
Das Dotiermittel kann zusammen mit der wäßrigen Phase
emulgiert werden. In diesem Falle kann der Emulgator ein
Wasser-in-Öl-Emulgator sein, wobei das Dotiermittel und
die wäßrige Phase eine Wasser-in-Öl-Emulsion bilden.
Das Dotiermittel kann umfassen ein Wachs, das ausgewählt
wird aus der Gruppe Bienenwachs, chlorierte Paraffin
wachse, Polyethylenwachse und Mischungen davon.
Obgleich das Wachs ein natürliches Wachs wie Bienenwachs
sein kann, sind synthetische Wachse, wie chlorierte Paraf
finwachse, Polyethylenwachse und dgl., bevorzugt. Insbe
sondere kann das Wachs ein weiches Paraffinwachs oder ein
Paraffin-Gatsch (Rohparaffin) sein oder es kann eine Mi
schung aus einem sogenannten weichen Paraffinachs oder Pa
raffin-Gatsch und mindestens einem sogenannten harten oder
oxidierten Wachs mit hohem Schmelzpunkt sein.
Ein weiches Paraffinwachs oder Paraffin-Gatsch
(Rohparaffin) ist ein öliges Wachs, das heißt ein Wachs
mit einem verhältnismäßig niedrigen Stockpunkt, in der Re
gel von etwa 15 bis 50°C, das einen typischen Wachsgehalt
von 75 bis 90, vorzugsweise von 80 bis 85 Massenprozent
hat. Ein Beispiel für ein solches Wachs ist dasjenige, das
in Südafrika von der Firma Sasol Chemical Industries
(Proprietary) Limited unter dem Warenzeichen WAKSOL A ver
trieben wird, das einen Stockpunkt von 29 bis 33°C, vor
zugsweise von 30°C, hat.
Harte oder oxidierte Wachse mit einem hohen Schmelzpunkt
weisen in der Regel höhere Stockpunkte von etwa 70 bis
90°C auf. Ein Beispiel für ein solches hartes Wachs ist
das in Südafrika von der Firma Sasol Chemical Industries
(Proprietary) Limited unter dem Warenzeichen SASOLWAKS A6
vertriebene Produkt, das einen Stockpunkt von 75 bis 80°C,
vorzugsweise von etwa 78°C, hat. Zu weiteren Wachsen, die
verwendet werden können, gehören beispielsweise dasjenige,
das in Südafrika von der Firma ENGEN LIMITED unter dem Wa
renzeichen ENGEN SLACKWAX 150, ein Paraffin-Gatsch, auf
den Markt gebracht worden ist, und dasjenige, das in Süd
afrika von der Firma NCP Division of Sentrachem Limited
unter dem Warenzeichen PLASTICLOR, ein chloriertes Paraf
finwachs, auf den Markt gebracht worden ist.
Natürlich kann anstelle eines Wachses, wie es vorstehend
beschrieben worden ist, auch eine Mischung aus einem wei
chen Paraffinwachs oder einem Paraffin-Gatsch und einem
Wachsöl verwendet werden oder es kann ein Wachsöl als sol
ches verwendet werden.
Wachsöle haben in der Regel einen Wachsgehalt von etwa 5
bis 20 Massenprozent. Zu geeigneten Wachsölen gehören die
jenigen, wie sie in Südafrika von der Firma Sasol Chemical
Industries (Proprietary) Limited unter dem Warenzeichen
WAKSOL F vertrieben werden.
Für die Verwendung zusammen mit nicht-chlorierten Paraf
finwachsen und/oder Ölen kann der Emulgator eine langket
tige Fettsäure mit einer Kohlenstoffkettenlänge von minde
stens 12 Kohlenstoffatomen, beispielsweise 16 bis 20 Koh
lenstoffatomen, wie Ölsäure oder Stearinsäure, sein. Die
langkettige Fettsäure kann in einer Menge von etwa 0,5 bis
1,5 Massenprozent, bezogen auf das Wachs und/oder Öl, vor
liegen. Der Emulgator kann statt dessen ein Alkylpolyethy
lenglycoläther sein. Ein geeigneter Alkoholpolyethylengly
coläther ist ein solcher, der von der Firma Hüls AG
(Südafrika) (Proprietary) Limited unter dem Warenzeichen
MARLOWET PW vertrieben wird. Der Alkylpolye
thylenglycoläther-Emulgator kann in Mengenverhältnissen
verwendet werden ähnlich denjenigen, wie sie oben für die
langkettigen Fettsäure-Emulgatoren angegeben sind.
Für die Verwendung zusammen mit chlorierten Wachsen
und/oder Ölen kann der Emulgator ein Nonylphenylpolyäther
sein. Ein geeigneter Emulgator dieses Typs ist ein sol
cher, der unter dem Warenzeichen EMULSIFIERT 2757 von der
Firma Hoechst (Proprietary) Limited vertrieben wird. Die
ser Emulgator kann ebenfalls in Mengenanteilen verwendet
werden, die 0,5 bis 1,5 Massenprozent des damit kombinier
ten Wachses und/oder Öls betragen.
Vorzugsweise liegt das Wasser: Dotiermittel-Verhältnis in
dem Bereich von 54 : 46 bis 70 : 30 und bei der speziellen
Anwendung der Erfindung zum Imprägnieren von Holz, wie
nachstehend beschrieben, können Wasser: Dotiermittel-
Massenverhältnisse in dem Bereich von 55 : 45 bis 67 : 33,
vorzugsweise 60 : 40 bis 65 : 35, verwendet werden.
Während der allgemeine Grundgedanke der vorliegenden Er
findung, wie vorstehend angegeben, im Prinzip anwendbar
ist auf die Erhöhung der Löslichkeit irgendeines anorgani
schen gelösten Salzes in einem wäßrigen Lösungsmittel,
liegt eine spezielle Anwendung der vorliegenden Erfindung
in der Herstellung von übersättigten Lösungen gemäß der
vorliegenden Erfindung zum Imprägnieren von Holz mit anor
ganischen Salzen, wie sie bei der Behandlung von Holz ver
wendet werden. Zu Beispielen für solche anorganischen
Salze gehören Holzkonservierungsmittel-Salze und/oder
flammwidrig machende Salze, die einzeln oder in Form von
Kombinationen verwendet werden können. Beispiele sind Di
ammoniumphosphat, Monoammoniumphosphat, Ammoniumchlorid,
Ammoniumsulfat, Borax, Zinkchlorid, Orthophosphorsäure,
Borsäure, Ammoniumsulfamat, das Hydrat von Natriumoxyfluo
roborat, ammoniakalisches basisches Zinkchlorid,
Dinatriumoctaborattetrahydrat, Ammoniumbiborat, Ammonium
pentaborat und Mischungen aus beliebigen zwei Vertretern
oder mehr derselben.
Die Lösung kann somit eine Holzbehandlungszusammensetzung
für die Imprägnierung von Holz sein, wobei der anorgani
sche gelöste Stoff ausgewählt wird aus der Gruppe der
Holzkonservierungs-Salze und flammwidrig machenden Salze,
die besteht aus Diammoniumphosphat, Monoammoniumhosphat,
Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Borax, Zinkchlorid, Or
thophosphorsäure, Borsäure, Ammoniumsulfamat, dem Hydrat
von Natriumoxyfluoroborat, ammoniakalischem basischem Zi
nkchlorid, Zinkoctaborat, Dinatriumoctaborattetrahydrat,
Ammoniumbiborat, Ammoniumpentaborat und Mischungen aus
jeweils zwei oder mehr Vertretern derselben.
Zu Beispielen für bevorzugte Holzkonservierungsmittel
und/oder flammwidrig machende Salze gehören Ammonium
phosphat, Natriumoctaborattetrahydrat, Borsäure, Mischun
gen von Borsäure und Borax, Mischungen von Ammoniumphos
phat und Ammoniumsulfat, Mischungen von Ammoniumphosphat,
Ammoniumsulfat und einer oder mehr der obengenannten Bor
verbindungen.
Wenn sie gemeinsam verwendet werden, beträgt das bevor
zugte Massenverhältnis von Borsäure zu Borax 2 : 3. Wenn sie
gemeinsam verwendet werden, beträgt das bevorzugte Massen
verhältnis von Ammoniumphosphat zu Ammoniumsulfat 8 : 2 bis
3 : 7, insbesondere etwa 1 : 1, und wenn sie gemeinsam verwen
det werden, beträgt das bevorzugte Massenverhältnis von
Ammoniumphosphat zu Ammoniumsulfat zu einer oder mehr Bor
verbindungen 1 : 1 : 1.
Natürlich ist bei der Herstellung einer übersättigten Lö
sung zum Zwecke der Holzimprägnierung, wie nachstehend be
schrieben, der Mengenanteil des in der wäßrigen Lösungs
mittelphase gelösten anorganischen Salzes in der Regel so
hoch wie möglich, das heißt beträchtlich übersättigt, und
mindestens höher als der Mengenanteil des genannten Salzes
in reiner Form, gelöst in reinem Wasser bei der Bildung
einer gesättigten Lösung.
Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auch auf eine
übersättigte Lösung, wie sie vorstehend beschrieben worden
ist, die nach dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemä
ßen Verfahren hergestellt wurde.
Die erfindungsgemäße übersättigte Lösung, die ein anorga
nisches Salz enthält, wird in der Regel verwendet zur
Durchführung einer Tauchbehandlung von Holz, beispiels
weise von Holz, das zu Brettern oder Planken zersägt wor
den ist. Bei einer solchen Behandlung liegt das Holz in
Form von grünem (saftfrischem) Holz vor, das mit Holzsaft
gesättigt ist und das(die) Holzbehandlungssalz(e) wird
(werden) durch Eintauchen auf das Holz aufgebracht zur
Bildung einer Schicht oder eines Überzugs aus der übersät
tigten Lösung, die einen Teil einer erfindungsgemäßen
Emulsion darstellt, auf dem Holz. Die anorganischen Salze
in der wäßrigen Phase der Emulsion diffundieren dann in
das Innere des Holzes über das Medium des Holzsaftes.
Die Erfindung erstreckt sich daher auch auf ein Verfahren
zur Behandlung von Holz durch Imprägnieren des Holzes mit
einem anorganischen Holzbehandlungssalz, das umfaßt das
Beschichten des Holzes in einem grünen (saftfrischen) Zu
stand mit einer vorstehend beschriebenen übersättigten Lö
sung unter Bildung einer Schicht aus der übersättigten Lö
sung auf einer äußeren Oberfläche des Holzes und das Ein
diffundierenlassen des in der Lösung gelösten anorgani
schen Holzbehandlungssalzes in das Innere des Holzes.
Zweckmäßig handelt es sich bei dem Holz um ein glatt ge
sägtes Holz, wobei der Überzug erzeugt wird durch Eintau
chen des Holzes in die Lösung, die Raumtemperatur hat. Un
ter einem grünen (saftfrischen) Holz ist ein Holz zu ver
stehen, das nicht gehärtet (unvernetzt) und nicht getrock
net ist und es handelt sich dabei um ein ausreichend
frisch geschnittenes Holz, in dem das Wasser noch minde
stens 50% seiner Masse ausmacht.
Das Verfahren kann eine Stufe umfassen, bei der nach dem
Eintauchen das Holz gestapelt wird unter Bildung eines of
fenen Stapels, der Luftzwischenräume aufweist, wobei das
Verfahren die Stufe umfaßt, bei der das Holz in einem sol
chen Stapel gelagert wird, während das Holzbehandlungssalz
in das Holz diffundiert, wobei das Holz der umgebenden
Luft ausgesetzt ist, so daß das Holz gleichzeitig trocknen
kann.
Wie vorstehend angegeben, kann grünes (saftfrisches) Holz
vor dem Eintauchen zuerst glattgesägt werden im Gegensatz
zum Rauhsägen. Außerdem kann das Eintauchen in die Lösung
bei Raumtemperatur erfolgen.
Der Holzbehandlungsaspekt der vorliegenden Erfindung kann
außerdem die folgende Stufe umfassen, wonach nach dem Ein
tauchen das Holz unter Verwendung von Stapel leisten oder
Kehlleisten gestapelt wird, wodurch ein offener Stapel von
Bohlen oder Brettern des Holzes mit dazwischen befindli
chen Luftzwischenräumen erzeugt wird, wobei das Verfahren
umfaßt das Lagern des Holzes in Form eines solchen Stapels
während der vorstehend beschriebenen Diffusion des
Holzbehandlungssalzes in das Holz, um so vorzugsweise ein
vollständiges Eindringen der Lösung in das Holz zu erzie
len und um auch das anschließende Trocknen des Holzes zu
ermöglichen. Ein spezielles Merkmal der Erfindung besteht
darin, daß der Stapel offen und der umgebenden Luft ausge
setzt bleiben kann während der gesamten Zeitdauer, während
der der Stapel vorliegt, d. h. ab dem Zeitpunkt des Eintau
chens, bis das Holz trocken ist.
Obgleich das vorstehend beschriebene Verfahren unter Be
zugnahme auf die Behandlung von zugerichtetem oder glatt
gesägtem Holz beschrieben worden ist, ist es natürlich
auch auf rauh gesägtes Holz anwendbar.
Die vorliegende Erfindung bietet bei der Anwendung auf die
Behandlung von Holz eine Reihe von speziellen Vorteilen,
auf die insbesondere in dem nachstehend beschriebenen Bei
spiel Bezug genommen wird.
Tauchbehandeltes Holz wird hergestellt durch Eintauchen
desselben, in der Regel in Form von Brettern oder Bohlen,
in wäßrige Lösungen der Holzbehandlungssalze, wobei das
Holz in Form eines grünen (saftfrischen) Holzes vorliegt.
Bei dieser Behandlung wird das Holz dicht gestapelt, wobei
die Bretter oder Bohlen aufeinanderliegen und an den Kan
ten aneinanderstoßen, und der so gebildete Stapel wird in
der Regel von einer undurchlässigen Folie umhüllt, um wäh
rend der Diffusion des Holzbehandlungssalzes in das Holz
von einer Oberflächenschicht oder einem Oberflächenüberzug
der Lösung, in welche das Holz eingetaucht worden ist, bis
auf die andere Oberfläche des Holzes einen hohen Feuchtig
keitsgehalt in dem Holz aufrechtzuerhalten. In der Regel
besteht die Umhüllung aus einem geeigneten Kunststoffmate
rial, wie z. B. Polyethylen, und der Stapel wird ausrei
chend lange umhüllt gehalten, bis eine vollständige oder
mindestens ausreichende Diffusion des Holzbehandlungs
salzes in das Holz stattgefunden hat, in der Regel etwa 2
bis 6 Wochen lang, je nach Feuchtigkeitsgehalt des Holzes,
Holzpermeabilität und Umgebungstemperatur. Wenn die Dif
fusion als ausreichend oder vollständig angesehen wird,
wird der Stapel von seiner Hülle befreit und entstapelt
(auseinandergenommen) und dann wird in der Regel anschlie
ßend ein Stapel mit Stapel leisten oder Kehlleisten aufge
baut, um das Trocknen des Grünholzes zu ermöglichen. Au
ßerdem ist es bei diesem bekannten Tauchverfahren zur Er
zielung einer hohen Oberflächenbeladung mit der Tauchlö
sung auf dem Holz, das eingetaucht wird, üblich, rauh ge
sägtes Grünholz zu verwenden, um die Oberflächengröße des
Grünholzes zu erhöhen, um so möglichst viel Holzbehand
lungssalz in Form einer Schicht oder eines Überzugs auf
das eingetauchte Grünholz aufzubringen. Aus dem gleichen
Grund wurden bisher üblicherweise gesättigte Lösungen von
Holzbehandlungssalzen bei erhöhten Temperaturen verwendet.
Die Konzentration der wäßrigen Lösung der Holzbehandlungs
salze, die in Form der Emulsion verwendet wird, d. h. die
Gesamtmasse des anorganischen Salzes pro Liter Lösung,
kann etwa 200 bis 500 g/l oder mehr betragen, und sie ist
vorzugsweise so hoch wie möglich.
Die Holzbehandlungslösung kann ein Salzdispergiermittel
enthalten. Ein geeignetes Salzdispergiermittel ist, wie
gefunden wurde, dasjenige, das in Südafrika von der Firma
American Cyanamid Company (USA) unter dem Warenzeichen AE-
ROSOL 22 vertrieben wird. Dieses Dispergiermittel umfaßt
Tetranatrium-N-1,2-dicarboxyethyl-N-octyldecyl-sulfosucci
namat. Das Salz-Dispergiermittel kann etwa 0,5 bis 4 Mas
senprozent der Emulsion ausmachen.
Die Holzbehandlungssalze können auch eine geringe Menge
Alkali oder Base enthalten. So kann beispielsweise eine
geringe Menge Kaliumhydroxid zugegeben werden zum Zwecke
der Verseifung der Mischung. In der Regel kann die Base in
einer Menge zugegeben werden, die etwa 0,03 bis 0,07 Mas
senprozent der Emulsion beträgt.
Die Holzkonservierungssalze können, wie oben angegeben,
ausgewählt werden aus der Gruppe der wasserlöslichen Bor
verbindungen, die umfassen Borsäure, Boroxid, Borax, Bo
raxpentahydrat, z. B. dasjenige, wie es in Südafrika von
der Firma Borax Consolidated Limited unter dem Warenzei
chen NEOBOR vertrieben wird, wasserfreies Borax, z. B. das
jenige, wie es in Südafrika von der Firma Borax Consoli
dated Limited unter dem Warenzeichen DEHYBOR vertrieben
wird, Dinatriumoctaborattetrahydrat, z. B. dasjenige, wie
es in Südafrika von der Firma Borax Consolidated Limited
unter dem Warenzeichen POLYBOR, SOLUBOR oder TIMBOR ver
trieben wird, Ammoniumbiborat, Ammoniumpentaborat und Mi
schungen aus zwei oder mehr Vertretern derselben.
Die Holzkonservierungssalze werden vorzugsweise ausgewählt
aus der Gruppe, die umfaßt Polybor, Solubor oder Timbor,
Borsäure und Mischungen aus Borsäure und Borax.
Das Massenverhältnis von Borsäure zu Borax in der Bor
säure-Borax-Mischung beträgt, wie oben angegeben, vorzugs
weise etwa 2 : 3.
Das Massenverhältnis zwischen dem Borsäure-Aquivalent und
Wachs kann indem Bereich von 1 : 1 bis 1 : 5 liegen. Das be
vorzugte Massenverhältnis beträgt etwa 1 : 1,5. Unter dem
Borsäure-Aquivalent ist die Masse an gelöster Borsäure zu
verstehen, welche die gleiche Menge an Boratomen in der
Lösung ergibt wie die gelöste Borverbindung.
Der Retentionswert des Borsäureäquivalents, das heißt die
Masse an Borsäureäquivalent pro Volumen Holz für eine aus
reichende Konservierung, liegt im allgemeinen in dem Be
reich von etwa 2 bis 10 kg/m3, je nach Bedingungen, denen
das behandelte Holz ausgesetzt ist. So kann beispielsweise
allgemein ein höherer Retentionswert erforderlich sein,
wenn das behandelte Holz strengen Witterungsbedingungen
ausgesetzt ist, wenn beispielsweise das behandelte Holz
periodisch dem Kontakt mit freiem Wasser ausgesetzt ist.
Der bevorzugte Gehalt in diesem Falle kann etwa 6 bis 10
kg/m3 betragen. Der bevorzugte Retentionswert im Falle von
Holz, das milderen Witterungsbedingungen, beispielsweise
in geschützter oder halbgeschützter Umgebung, ausgesetzt
ist, kann etwa 2 bis 5 kg/m3 betragen.
Der Retentionswert des Wachses kann im Falle von strengen
Witterungsbedingungen etwa 9 bis 15 kg/m3 betragen und er
kann im Falle von milderen Witterungsbedingungen etwa 3
bis 7,5 kg/m3 betragen.
Die Masse der in der wäßrigen Lösung gelösten Holzkonser
vierungssalze, die zur Bildung einer Emulsion verwendet
wird, kann, bezogen auf die Trockenmassenbasis, etwa 50
bis 400 g/l Borsäureäquivalent, vorzugsweise 150 bis 300
g/l Borsäureäquivalent, bezogen auf die Emulsion, betra
gen.
Die Emulsion kann natürlich auch eine pigmentierende Sub
stanz, wie Eisenoxid oder einen geeigneten Farbstoff, ent
halten, um dem behandelten Holz Farbe zu verleihen. Außer
dem kann die Emulsion natürlich noch weitere Holzbehand
lungs-Verbindungen, wie Anti-Saft-Verfärbungs-Verbindun
gen, Anti-Schimmelpilz-Verbindungen, Antifungi-Verbindun
gen, insektizide Verbindungen oder dgl. enthalten, um ihr
breites Aktivitätsspektrum als Holzbehandlungszusammenset
zung zu verbessern. Die Erfindung erstreckt sich auch auf
das Holz, das mit einem anorganischen Holzbehandlungssalz
nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren imprägniert
worden ist.
Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert unter
Bezugnahme auf die folgenden Beispiele und unter Bezug
nahme auf die beiliegende Zeichnung, die ein Diagramm der
Konzentration von Dinatriumoctoborat in verschiedenen
erfindungsgemäßen Holzeintauch-Lösungen in Abhängigkeit
von dem Dinatriumoctoborat, mit dem die eingetauchen Holz
proben imprägniert und trocknen gelassen worden sind, nä
her erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
In diesem Beispiel wurden Tests durchgeführt mit grünen
feuchten Pinus patula-Testproben mit einer nominellen
Größe von 150 mm × 114 mm × 38 mm. Diese Proben wurden mit
einem Epoxyharz an den Enden versiegelt, um gegen eine
Endabsorption der Holzbehandlungslösung beständig zu sein,
um die Behandlung von Brettern in der vollen Länge zu si
mulieren. Insgesamt wurden neun Proben behandelt, drei er
findungsgemäße Proben und sechs Kontrollproben. Es wurde
eine Lösung von POLYBOR verwendet, wobei es sich bei POLY-
BOR um Dinatriumoctaborattetrahydrat handelt, dessen Kon
zentration einem Borsäure-Äquivalent von 25 Massenprozent
entspricht, d. h. die Boratkonzentration ergibt eine Anzahl
von Borationen in Lösung, die äquivalent zu derjenigen
ist, die in einer Borsäurelösung erhalten wird, in der die
Borsäure 25 Massenprozent der Lösung ausmacht.
Die Kontrollproben wurden in die POLYBOR-Lösung einge
taucht, während zur Herstellung einer Eintauchlösung für
die erfindungsgemäßen Proben die POLYBOR-Lösung mit Wachs
emulgiert wurde zur Erzielung einer fertigen konzentrier
ten Wachsemulsion mit einem Wachsgehalt von 35,7 Massen
prozent, wobei die Emulsion genügend Natriumborat enthält,
um eine Konzentration desselben von 1 Massenteil Borsäure
äquivalent auf jeweils 1,5 Massenteile Wachs zu ergeben.
Dies wurde erzielt durch Emulgieren des Wachses zusammen
mit Wasser bei 70°C unter Verwendung von geschmolzenem
Wachs zur Herstellung einer Wasser-in-Öl- (Wasser-in-
Wachs)Emulsion. In dieser Wasser-in-Öl-Emulsion wurde eine
übersättigte Lösung von Natriumborat in der Wasserphase
hergestellt durch Auflösen von Natriumborat in der Wasser
phase bei 20°C. Bei dem verwendeten Wachs handelte es sich
um ENGEN SLACKWAX 150 und bei dem verwendeten Emulgator
handelte es sich um MARLOWETT PW, der in einem Mengenan
teil von 0,7 Massenprozent verwendet wurde. Die fertige
übersättigte Lösung von Natriumborat in der Wasserphase
enthielt 19,3 Massenprozent Borsäureäquivalent in der Was
serphase.
Sechs dieser Proben (die Kontrollproben) wurden durch Ein
tauchen in die konzentrierte POLYBOR-Lösung damit behan
delt, die auf 50°C vorerwärmt worden war, um zusätzliches
Natriumborat zu lösen, um einen durchschnittlichen Borat
retentionswert, als Borsäure, von etwa 5 kg/m3 zu erzie
len. Diesbezüglich sei darauf hingewiesen, daß die Reten
tionswerte, wie sie in den Beispielen verwendet werden,
sich auf die Konzentration von Borat als Borsäure in ofen
getrocknetem Holz, da bis zur Massenkonstanz getrocknet
worden ist, beziehen. Drei dieser Proben wurden dicht ge
stapelt und mit einer Polyethylenhülle umhüllt, um eine
konventionelle Holzbehandlung auf diese Weise zu simulie
ren, und die restlichen drei Proben wurden mittels Stapel
leisten gestapelt und ohne Umhüllung der umgebenden Luft
ausgesetzt. Die drei erfindungsgemäßen Proben wurden auf
ähnliche Weise einer Tauchbehandlung bei etwa 20°C
(Umgebungstemperatur), jedoch mit der vorstehend beschrie
benen konzentrierten Wachsemulsion, unterworfen und sie
wurden dann mittels Stapelleisten gestapelt und ohne Um
hüllung der umgebenden Atmosphäre ausgesetzt. Diesbezüg
lich sei darauf hingewiesen, daß die Natriumboratkonzen
tration in der Emulsion so gewählt wurde, daß ein durch
schnittlicher Borsäure-Retentionswert von etwa 5 kg/m3 er
halten wurde.
Nach 3wöchiger Lagerung wurden alle Proben überkreuz ein
geschnitten und mit einem Curcumin-Indikator besprüht, um
den Grad der Bordiffusion zu bestimmen durch Messung der
Tiefe der Natriumborat-Penetration, die aufgetreten war.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I angegeben.
Im Vergleich zu den dicht gestapelten umhüllten Kontroll
proben, die eine vollständige Boratpenetration nach drei
Wochen ergaben, zeigten die Kontrollproben, die mit
Stapel leisten gestapelt und ohne Umhüllung der Atmosphäre
ausgesetzt waren, keine signifikante Borpenetration nach
drei Wochen, wobei die Penetration nicht mehr als etwa 4 mm
betrug.
Im Gegensatz dazu ergaben die Proben, die in eine Emulsion
in wäßrigem Natriumborat/Wachs erfindungsgemäß eingetaucht
worden waren, eine vollständige Boratpenetration nach 3
Wochen, wenn sie mit Stapelleisten gestapelt und ohne
Umhüllung der Atmosphäre ausgesetzt waren.
Die erfindungsgemäß behandelten Proben ergaben daher den
gleichen Grad der Penetration, wenn sie mit Stapelleisten
gelagert und ohne Umhüllung waren, wie derjenige, der bei
den Kontrollproben erzielt wurde, die dicht gestapelt und
umhüllt waren. Um die nachfolgende Trocknung zu erlauben,
könnten die erfindungsgemäßen Proben im Prinzip einfach in
Form des Stapels mit Stapelleisten belassen werden, bis
sie trocken sind, während die dicht gestapelten Kontroll
proben von der Hülle befreit, entstapelt und dann mit Sta
pelleisten neu gestapelt werden müssen, bevor eine Trock
nung erfolgen kann. Wenn man berücksichtigt, daß die er
findungsgemäßen Proben eine volle Penetration im mit Sta
pelleisten gestapelten und nicht-umhüllten Zustand erlau
ben, so ist dies ein Hinweis darauf, daß die Proben unmit
telbar nach dem Eintauchen für Bauzwecke verwendet werden
können, wobei die Penetration und nachfolgende Trocknung
in situ stattfinden können.
In diesem Beispiel wurden Tests durchgeführt, um die Fä
higkeit gemäß der vorliegenden Erfindung, geringe Borver
luste aus behandeltem Grünholz zu erzielen, wenn dieses
überirdischen Umgebungsbedingungen in einem simulierten
beschleunigten Regen-Test ausgesetzt sind, zu bewerten.
Eine erfindungsgemäße Formulierung wurde hergestellt durch
Vermischen der nachstehend angegebenen Bestandteile in den
folgenden Mengenanteilen.
Bestandteile | |
Mengenanteil (Massenteile) | |
TIMBOR | |
23,0 | |
MOBILCER 246 | 56,5 |
Wasser | 20,0 |
Aerosol 22 | 0,5 |
Bei TIMBOR handelt es sich um Dinatriumoctaborattetrahy
drat-Pulver und bei MOBILCER 246 handelt es sich um ein
Warenzeichen für eine Emulsion von SLACKWAX 150 mit Wasser
und geeigneten Emulgatoren, die in Südafrika von der Firma
Engen Limited vertrieben wird. Die Formulierung wurde er
halten durch Mischen der Bestandteile bei Umgebungstempe
ratur unter Bildung einer Emulsion, in der das TIMBOR ge
löst war. Es sei darauf hingewiesen, daß bis zu 2,5 Mas
senprozent des Wassers durch ein Antifungi-Mittel ersetzt
werden können, das gegen blaufärbende Fungi (Blauschimmel)
nützlich ist.
Es wurden vorläufige Eintauchtests durchgeführt mit der
obengenannten Formulierung und mit verwandten Formulierun
gen, um zu bestimmen, welche Konzentration an Borat in der
Formulierung eine Borat-Aufnahme ergeben würde, die 5 kg
Borsäureäquivalent/m3 Holz äquivalent ist, und die obige
Formulierung wurde auf dieser Basis ausgewählt. Die Proben
wurden vor und nach dem Eintauchen gewogen, um dadurch die
tatsächliche Aufnahme von Borat zu bestimmen.
Fünf grüne glattesägte B. patula-Proben, deren Enden mit
einem Epoxyharz versiegelt waren, mit einer Größe von 300 mm
× 80 mm × 20 mm wurden in die Formulierung eingetaucht
und danach offen gestapelt und bei Umgebungstemperatur an
der Luft trocknen gelassen. Wenn sie trocken waren, wurden
die eingetauchten Proben dem simulierten Regen-Test unter
worfen.
Bei diesem Test wurden die Proben bei Umgebungstemperatur
cyclisch Sonnenlicht und einer kontinuierlichen Wasserbe
sprühung ausgesetzt. Jeder Wassersprühcyclus dauerte 14 h
und erfolgte über Nacht und jeder sonnenlichtcyclus dau
erte 10 h. Am Ende des Behandlungszeitraums, der 28 Tage
dauerte, wurden die Proben analysiert, um zu bestimmen,
welcher Mengenanteil des durch die Imprägnierung ursprüng
lich vorhandenen Borats in den Proben verblieben war. Die
Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II angegeben.
Der mittlere Mengenanteil des aus dem Grünholz verloren
gegangenen Borsäureäquivalents, wie er in der Tabelle II
angegeben ist, betrug 31,3 Massenprozent. Dies ist gut im
Vergleich zu dem Grünholz, das auf konventionelle Weise
mit Borat behandelt und dem gleichen beschleunigten Regen
test unter identischen Bedingungen ausgesetzt worden war,
wobei in der Regel etwa 70 bis 80 Massenprozent des Bor
säureäquivalents verlorengingen.
Die Borat-Aufnahme wurde bestimmt durch die Massendiffe
renzen in den Proben vor und nach dem Eintauchen und der
Borat-Verlust wurde bestimmt durch quantitative Analysen
der Proben nach dem Regentest.
Es sei darauf hingewiesen, daß POLYBOR und TIMBOR im we
sentlichen gleich sind, wobei POLYBOR ein Warenzeichen
ist, unter dem das Produkt für landwirtschaftliche Zwecke
verkauft wird, und TIMBOR ein Warenzeichen ist, unter dem
es an die Holzindustrie verkauft wird.
Es wurde festgestellt, daß durch Zusatz von Aerosol 22 die
Löslichkeit des TIMBOR in Wasser wesentlich erhöht wurde,
es ist jedoch nicht klar warum, und es wird angenommen,
ohne an eine Theorie gebunden zu sein, daß andere Disper
giermittel mit ähnlichen Surfactant-Eigenschaften einen
ähnlichen Effekt ergeben.
In diesem Beispiel wurden verschiedene Eintauchlösungen
aus den gleichen Bestandteilen wie in Beispiel 2, jedoch
mit unterschiedlichen Konzentrationen an darin gelöstem
Natriumborat hergestellt. Diese Lösungen hatten, mit Aus
nahme des Mengenanteils an TIMBOR, die gleiche
Zusammensetzung wie diejenige des Beispiels 2 und sie wur
den in der gleichen Weise formuliert. Auf diese Weise wur
den sieben Lösungen hergestellt, von denen jede 56,5 Mas
senteile MOBILCER 246, 20,0 Massenteile Wasser und 0,5
Massenteile Aerosol 22 enthielt, und welche die in der
nachstehenden Tabelle III angegebenen Mengenanteile an Bo
rat enthielten, ausgedrückt in Borsäureäquivalenten.
Als Testproben wurden grüne glattgesägte P. patula-Bretter
einer Länge von 300 mm, einer Breite von 150 mm und mit
verschiedenen Dicken, nämlich mit einer Dicke von 38 mm,
50 mm und 75 mm, verwendet. Die Proben wurden an den Enden
mit einem mikrokristallinen Paraffinwachs, hergestellt un
ter dem Warenzeichen SASOL MICROWAX 2408 von der Firma Sa
sol Chemical Industries (Proprietary) Limited, versiegelt
und sie wurden in die vorstehend beschriebenen Formulie
rungen eingetaucht. Die Proben wurden vor dem Eintauchen
und nach dem Eintauchen gewogen, um dadurch die Boratauf
nahme zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in der folgenden
Tabelle III angegeben.
Die Ergebnisse dieses Tests, wie sie in der Tabelle III
angegeben sind, sind in der Fig. 1 der beiliegenden Zeich
nung in Form eines Diagramms dargestellt, in dem die Kon
zentration der Testlösung, ausgedrückt durch Massenprozent
an Borsäureäuqivalenten des in der wäßrigen Phase gelösten
Natriumborats gegen die Retention in kg/m3 aufgetragen
ist. Aus der Fig. 1 geht hervor, daß bei einer Konzentra
tion von 9,8% in der Tauchlösung eine Konzentration von 5 kg/m3
Natriumborat, ausgedrückt als Borsäureäquivalent, in
den 38 mm-Brettern erwartet werden kann, wobei der Wert
für die 50 mm-Bretter 11,0% und der Wert für die 75 mm-
Bretter 12,1% beträgt.
Von den in Beispiel 3 getesteten Lösungen wurden diejeni
gen, die Ergebnisse nahe bei 5 kg/m3, ausgedrückt als Bor
säureäquivalent, Natriumborat, mit dem die verschiedenen
Proben imprägniert waren, ergaben, weiter untersucht.
Diese Lösungen waren die Lösung Nr. 7 sowohl für 38 mm-
Bretter als auch für 50 mm-Bretter und die Lösung Nr. 5
für 75 mm-Bretter. Die 38 mm- und 50 mm-Proben wurden so
mit in die Lösung Nr. 7 eingetaucht und die 75 mm-Proben
wurden in die Lösung Nr. 5 eingetaucht. -
Die eingetauchten Proben wurden dann in einem offengesta
pelten Zustand an der Luft trocknen gelassen und durch
kreuzweises Einschneiden (quer zur Maserung der Bretter)
und durch Besprühen mit einem Bor-Nachweisreagens nach dem
South African Bureau of Standards (SABS)-Testverfahren Nr. 995
und anschließende visuelle Bewertung zur Bestimmung
der Tiefe der Boratanionen-Penetration untersucht.
Aus dem Überkreuz-Einschneiden und dem Test nach dem Ver
fahren Nr. 995 ergab sich, daß eine vollständige Quer
schnittspenetration nach 6 Wochen erfolgt war und weitere
solche Überkreuz-Einschnitte und Tests nach 12 Wochen und
18 Wochen zeigten keine Änderung.
Daraus folgt, daß die vorliegende Erfindung insbesondere
unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebenen Bei
spiele mindestens im Prinzip eine Reihe von wesentlichen
potentiellen Vorteilen bietet.
Da die erfindungsgemäßen Lösungen, wie vorstehend angege
ben, übersättigt sind in bezug auf die darin gelösten
Holzbehandlungssalze, sind erhöhte Mengen an gelösten Sal
zen in einem Oberflächenüberzug auf dem behandelten Holz
vorhanden im Vergleich zu einem Oberflächenüberzug des
gleichen Volumens einer gesättigten Lösung des fraglichen
Salzes oder der fraglichen Salze, die in reinem Wasser
ohne jeden Emulgator und/oder Wachs/Öl-Dotiermittel gelöst
sind. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß
dann, wenn die übersättigte Lösung Teil einer Emulsion
ist, die Emulsion eine erhöhte Viskosität besitzt, so daß
zusätzlich zu einer höheren Konzentration des Holzbehand
lungssalzes oder der Holzbehandlungssalze die Oberflächen
schicht oder der Oberflächenüberzug, die (der) auf dem Holz
zurückbleibt und durch Eintauchen erzeugt wird, dicker ist
und ein höheres Volumen an Behandlungslösung umfaßt, verg
lichen mit dem Volumen einer gesättigten Lösung des frag
lichen Salzes oder der fraglichen Salze, das (die) in rei
nem Wasser und ohne jeden Emulgator und/oder Wachs/Öl-Do
tiermittel gelöst sind, das auf dem Holz zurückbleibt.
Dieses Merkmal trägt zu einer erhöhten Oberflächenbeladung
des behandelten Holzes mit dem Holzbehandlungssalz oder
den Holzbehandlungssalzen bei.
Diese erhöhte Beladung hat auch die Wirkung, daß nach dem
Eintauchen bei Umgebungstemperaturen und ohne daß ein Er
hitzen der Holzbehandlungslösung zur Erhöhung der Salzlös
lichkeit erforderlich ist, ausreichende Holzbehandlungs
salz-Mengen oder Oberflächenbeladungen auf der Holzober
fläche erzielt werden können.
Ein weiterer überraschender Vorteil der vorliegenden Er
findung besteht darin, daß eine Öl- oder insbesondere eine
Wachsschicht auf der Holzoberfläche erzeugt werden kann,
die gegen schnelles Austrocknen der Feuchtigkeit des Holz
saftes in dem Grünholz nach der Behandlung beständig ist,
jedoch gleichzeitig die in der Eintauchlösung gelösten
Holzbehandlungssalze freisetzt, um sie für die Diffusion
in das Holz über den Holzsaft in dem Holz verfügbar zu ma
chen. Dieses Merkmal erlaubt eine sofortige Stapelung mit
Stapelleisten oder Kehlleisten zum Zwecke der Imprägnie
rung und anschließenden Trocknung, ohne anfängliche dichte
Stapelung und Umhüllung, um das Grünholz zu versiegeln,
bis die Diffusion beendet ist, wonach die dichte Stapelung
des Holzes entstapelt und dann mit Stapel leisten oder
Kehlleisten neu gestapelt werden muß zum Zwecke der Trock
nung. Die vorliegende Erfindung erlaubt somit einen we
sentlich verminderten Arbeitsaufwand für die Handhabung
und die für die Diffusion erforderlichen Zeiträume, wäh
rend der das Holz dicht gestapelt und umhüllt ist, können
wirksam eliminiert werden.
Die höheren Konzentrationen an gelösten Holzbehandlungs
salzen, die auf dem Holz erzielbar sind, und die erhöhte
Viskosität, wie vorstehend angegeben, erlauben das Eintau
chen von glattgesägtem oder zugerichtetem Grünholz im Ge
gensatz zu dem bekannten Eintauchen von rauhgesägtem Grün
holz.
Nach dem Eintauchen und Trocknen kann eine Ölschicht oder
insbesondere eine Wachsschicht auf der äußeren Oberfläche
des behandelten Holzes das Auslaugen der löslichen Holzbe
handlungssalze aus dem behandelten Holz unter nassen Be
dingungen verzögern. Außerdem können diese Öl- oder insbe
sondere Wachsschichten eine Wasserabstoßung ergeben, so
daß die Wasserabsorption durch das Holz verzögert wird mit
einer daraus resultierenden verbesserten Dimensionsbestän
digkeit des Holzes.
Das Beispiel 1 zeigte, daß erfindungsgemäß glattgesägte
Grünholzproben eingetaucht und offen gestapelt (mit Sta
pelleisten gestapelt) werden können zum Trocknen, wobei
sie Luft ausgesetzt sind, bei gleichzeitiger Diffusion des
Borats in das Holz und Trocknung. Das Beispiel 2 bestä
tigte das Beispiel 1 und zeigte, daß das imprägnierte Holz
gegen Boratauslaugung durch Regen hoch beständig ist. Die
Beispiele 3 und 4 bestätigten ebenfalls die Ergebnisse des
Beispiels 1 und sie zeigten, daß verschiedene Boratkonzen
trationen in den Eintauchlösungen unterschiedliche Borat
konzentrationen in den eingetauchten Holzproben ergeben
können und sie zeigten, daß die Trocknung des Holzes durch
die offene Stapelung des Holzes hinausgezögert werden
kann, bis eine vollständige Penetration des Borats in das
Holz stattgefunden hat.
Wegen der obengenannten Merkmale kann das behandelte Holz
im Prinzip für die billige Lagerung in Situationen verwen
det werden, in denen eine Ofenzwischentrocknung des Grün
holzes unwirtschaftlich ist. In diesen Situationen kann
das grüne tauchbehandelte Holz direkt für den Bau verwen
det werden ohne Stapelung mit Stapel leisten und ohne
Trocknung, wobei die Diffusion des Wasserbehandlungssalzes
oder der Wasserbehandlungssalze in das Holz und die nach
folgende Trocknung bei dem Holz in situ stattfinden. In
diesem Falle kann durch eine äußere Ölschicht oder insbe
sondere Wachsschicht, die auf das Holz aufgebracht werden
kann, das Austrocknen des Grünholzes hinausgezögert wer
den, wodurch ein Trocknungsschwund des Grünholzes, der in
situ auftreten kann, vermindert wird.
Die Nützlichkeit der vorliegenden Erfindung im Bezug auf
die Behandlung von Holz ist höchst überraschend, insbeson
dere die Fähigkeit der Holzbehandlungslösungen, mit Wach
sen und/oder Ölen in Form von Wasser-in-Öl- oder Wasser-
in-Wachs-Emulsionen emulgiert zu werden, wodurch nicht nur
glattgesägtes Grünholz mit dicken Tauchüberzügen versehen
werden kann, die hohe Boratkonzentrationen enthalten, die
in einem nassen Zustand auf dem Holz mehrere Wochen lang
verbleiben, sondern auch das Trocknen des beschichteten
Holzes verhindert oder wesentlich hinausgezögert werden
kann und, was sehr wichtig ist, das Borat in das Holz
hineindiffundieren kann, bevor das Holz an der Luft ge
trocknet wird. Diese Ergebnisse sind höchst überraschend,
weil die wäßrige Phase der Emulsion, die das Borat ent
hält, die diskontinuierliche Phase ist, so daß es in der
Tat die Wachs- oder Ölphase, bei der es sich um die
kontinuierliche Phase handelt, ist, die das Holz überzieht
(beschichtet), wobei die wäßrige Phase in Form von diskon
tinuierlichen Tröpfchen in der organischen Phase, getrennt
von dem nassen Inneren des Holzes durch die organische
Phase, vorliegt. Die Diffusion des Borats aus der wäßrigen
Phase in das Holz sollte dadurch eigentlich in dem glei
chen Umfange verzögert werden wie das Trocknen des Holzes.
Dies ist jedoch nicht der Fall. Die Anmelderin kann der
zeit nicht erklären, warum das Trocknen des Holzes verzö
gert wird, während die Diffusion offenbar verhältnismäßig
schnell, jedenfalls ausreichend schnell erfolgt, so daß
die Diffusion beendet ist, bevor das Holz trocken ist.
Claims (16)
1. Verfahren zur Herstellung einer Lösung eines in einem
wäßrigen Lösungsmittel gelösten anorganischen Salzes, die
bei Umgebungstemperaturen unterhalb 30°C in bezug auf den
gelösten Stoff übersättigt ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie umfaßt
eine Mischstufe, in der ein wäßriges Lösungsmittel, ein anorganisches Salz als gelöster Stoff und ein organisches Dotiermittel, das sowohl einen Emulgator als auch eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Ölen, Wachsen und Mischungen davon, umfaßt, miteinander ge mischt werden unter Bildung einer Mischung, die eine Emul sion mit einer wäßrigen Phase mit dem darin gelösten Stoff umfaßt, wobei die Mengenanteile der Bestandteile der Mi schung so gewählt werden, daß das Massenverhältnis zwi schen dem gelösten Stoff und dem Wasser in der wäßrigen Phase größer ist als in einer gesättigten Lösung des gelö sten Stoffes in der wäßrigen Phase bei der gleichen Tempe ratur.
eine Mischstufe, in der ein wäßriges Lösungsmittel, ein anorganisches Salz als gelöster Stoff und ein organisches Dotiermittel, das sowohl einen Emulgator als auch eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Ölen, Wachsen und Mischungen davon, umfaßt, miteinander ge mischt werden unter Bildung einer Mischung, die eine Emul sion mit einer wäßrigen Phase mit dem darin gelösten Stoff umfaßt, wobei die Mengenanteile der Bestandteile der Mi schung so gewählt werden, daß das Massenverhältnis zwi schen dem gelösten Stoff und dem Wasser in der wäßrigen Phase größer ist als in einer gesättigten Lösung des gelö sten Stoffes in der wäßrigen Phase bei der gleichen Tempe ratur.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Emulgator ein Wasser-in-Öl-Emulgator ist, daß das
Emulgieren umfaßt das Dispergieren der wäßrigen Phase in
dem organischen Bestandteil unter Bildung einer Wasser-in-
Öl-Emulsion, in der die wäßrige Phase die diskontinuierli
che Phase und die organische Phase die kontinuierliche
Phase ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß es eine anfängliche Mischstufe umfaßt, in
der das Dotiermittel mit dem wäßrigen Lösungsmittel ge
mischt wird unter Bildung einer anfänglichen Mischung,
welche die wäßrige Phase zusammen mit dem Dotiermittel
emulgiert enthält, woran sich eine weitere Mischstufe an
schließt, in der der gelöste Stoff mit der anfänglichen
Mischung gemischt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die anfängliche Mischstufe bei einer erhöhten Tempera
tur über 30°C durchgeführt wird, bei der alle Bestandteile
der anfänglichen Mischung flüssig sind.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die weitere Mischstufe bei Umgebungstempera
tur und unterhalb 30°C durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Mischen in der Weise
durchgeführt wird, daß ein Massenverhältnis zwischen dem
Wasser in der wäßrigen Phase und dem Dotiermittel von
40 : 60 bis 80 : 20 erzielt wird.
7. Lösung eines anorganischen gelösten Stoffes in einem
wäßrigen Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie
bei Temperaturen unterhalb 30°C übersättigt ist, wobei das
Lösungsmittel umfaßt eine wäßrige Phase, in der ein orga
nisches Dotiermittel dispergiert ist, das sowohl einen
Emulgator als auch eine Komponente, ausgewählt aus der
Gruppe, die besteht aus Ölen, Wachsen und Mischungen da
von, umfaßt, und wobei das Massenverhältnis zwischen dem
Wasser in der wäßrigen Phase und dem Dotiermittel 40 : 60
bis 80 : 20 beträgt.
8. Lösung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das Dotiermittel zusammen mit der wäßrigen Phase emulgiert
ist.
9. Lösung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Emulgator ein Wasser-in-Öl-Emulgator ist, wobei das
Dotiermittel und die wäßrige Phase eine Öl-in-Wasser-Emul
sion bilden.
10. Lösung nach einem der Ansprüche 7 bis einschließlich
9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dotiermittel umfaßt ein
Wachs, das ausgewählt wird aus der Gruppe Bienenwachs,
chlorierte Paraffinwachse, Polyethylenwachse und Mischun
gen davon.
11. Lösung nach einem der Ansprüche 7 bis einschließlich
10, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Holzbehandlungs
zusammensetzung für die Imprägnierung von Holz darstellt,
wobei der anorganische gelöste Stoff ausgewählt wird aus
der Gruppe von Holzkonservierungssalzen und flammwidrig
machenden Salzen, die bestehen aus Diammoniumphosphat, Mo
noammoniumphosphat, Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Bo
rax, Zinkchlorid, Orthophosphorsäure, Borsäure, Ammonium
sulfamat, dem Hydrat von Natriumoxyfluoroborat, ammoniaka
lischem basischem Zinkchlorid, Zinkoctaborat,
Dinatriumoctaborattetrahydrat, Ammoniumbiborat,
Ammoniumpentaborat und Mischungen aus jeweils zwei oder
mehr Vertretern derselben.
12. Lösung nach einem der Ansprüche 7 bis einschließlich
11, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach dem Verfahren
nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt worden ist.
13. Verfahren zur Behandlung von Holz durch Imprägnieren
des Holzes mit einem anorganischen Holzbehandlungssalz,
dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt das Beschichten des
Holzes in einem grünen (saftfrischen) Zustand mit einer
übersättigten Lösung nach einem der Ansprüche 7 bis ein
schließlich 12 zur Bildung einer Schicht aus der übersät
tigten Lösung auf einer äußeren Oberfläche des Holzes und
Hineindiffundierenlassen des in der Lösung gelösten anor
ganischen Holzbehandlungssalzes in das Innere des Holzes.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das Holz glattgesägt ist, wobei der Überzug durch Ein
tauchen des Holzes in die Lösung bei Raumtemperatur er
zeugt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß es nach dem Beschichten eine Stufe umfaßt,
in der das Holz gestapelt wird zur Erzeugung eines offenen
Stapels, der Luftzwischenräume aufweist, wobei das Verfah
ren umfaßt das Belassen des Holzes in diesem Stapel wäh
rend der Diffusion des Holzbehandlungssalzes in das Holz,
wobei das Holz der umgebenden Luft ausgesetzt ist, so daß
das Holz gleichzeitig trocknen kann.
16. Holz, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem anor
ganischen Holzbehandlungssalz nach einem Verfahren nach
einem der Ansprüche 13 bis einschließlich 15 imprägniert
worden ist.
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