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Title:
METHOD OF DETERMINING THE PENETRATION DEPTH OF WOOD-PROTECTING AGENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/014112
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method of determining the penetration depth of aqueous acrylate dispersions in wood. The inventive method comprises the following steps: the test board to be coated, preferably a pine sapwood board, is chosen such that its longitudinal direction is aligned with the grain in such a way that the annual rings in the end grain include an angle () of approximately 40° ± 10° with the cross-sectional edge limiting the back of the board. Before coating, the test board is conditioned. The top of the test board conditioned in this manner is coated with a coating material in the amount indicated by the manufacturer. Said varnish consists of a colorless, transparent acrylate dispersion with a solid content between 20 % and 60 %. Said dispersion is mixed shortly before being used with an equivalent amount of a dye water blue as the solid material.

Inventors:
BRUHN SIEGLINDE (DE)
HORA GUIDO (DE)
MUELLER IRINA (DE)
Application Number:
PCT/DE2000/002740
Publication Date:
March 01, 2001
Filing Date:
August 12, 2000
Export Citation:
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Assignee:
FRAUNHOFER GES FORSCHUNG (DE)
BRUHN SIEGLINDE (DE)
HORA GUIDO (DE)
MUELLER IRINA (DE)
International Classes:
G01N1/06; G01N33/46; (IPC1-7): B27K3/00
Foreign References:
DD217314A11985-01-09
Other References:
DATABASE CHEMABS [online] CHEMICAL ABSTRACTS SERVICE, COLUMBUS, OHIO, US; JENSEN, EIRIK S. ET AL: "An ATR-FTIR study on penetration of resins in wood", XP002157588, retrieved from STN Database accession no. 118:23906 CA
Attorney, Agent or Firm:
GRAMM, Werner @ Gramm, Lins & Partner GbR (Theodor-Heuss-Strasse 1 Braunschweig, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung der Eindringtiefe von wässrigen Acrylatdispersionen in Holz, mit folgenden Verfahrensschritten : eine zu beschichtende, vorzugsweise aus Kiefernsplintholz bestehende Probeplatte wird so ausgewähit, dass ihre Längsrichtung so in Faserrichtung gelegt wird, dass die Jahresringe in der Hirnfläche mit der die Plattenunterseite begrenzenden Querschnittskante einen Winkel () von etwa 40° + 10° einschließen ; vor dem Beschichten wird die Probeplatte konditioniert ; in der vom Hersteller angegebenen Menge wird die so konditionierte Probeplatte auf ihrer Oberseite mit einem Anstrichmittel beschichtet, das aus einer ungefärbten, transparenten Acrylatdispersion mit einem Feststoffgehalt zwischen 20 % und 60 % besteht, die zeitnah zu ihrer Verarbeitung mit einer äquivalenten Zugabe eines Farbstoffes "Wasserblau"als Feststoff vermischt wird ; die so beschichtete Probeplatte wird zum Trocknen ausgelegt ; nach dem Trocknen werden aus der Probeplatte mehrere, jeweils eine intakte Oberflächenbeschichtung aufweisende Probekörper geschnitten, deren der Plattenhirnfläche entsprechende Hirnfläche plan bearbeitet wird ; anschließend wird die Eindringtiefe des genannten Anstrichmittels im Auflichtverfahren mikroskopisch ermittelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung unter definierten Klimabedingungen erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Probeplatte würfelförmige Probekörper mit einer Kantenlänge von ca. 10 mm herausgeschnitten werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Planbearbeitung der Hirnfläche der Probekörper mit einem Mikrotommesser erfolgt.
Description:
Verfahren zur Ermittlung der Eindringtiefe von Holzschutzmitteln Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Eindringtiefe von wässrigen Acrylatdispersionen in Holz.

Transparente wässrige Acrylatdispersionen sind nach dem Auftragen und Trocknen häufig schlecht oder überhaupt nicht im mikroskopischen Bild zu erkennen. Um einerseits den Transport von Schutzmitteln, die an verdünnte Dispersionen gekoppelt sein können, in das Holz zu verfolgen und andererseits die Haftung von Anstrichsystemen am Untergrund (Holzoberfläche) zu gewährleisten, besteht ein großes Interesse daran, die Eindringtiefen von wässrigen Acrylaten in die Holzoberfläche genau zu bestimmen.

Bisher bekanntgewordene Verfahren zum Nachweis von ungefärbten Dispersionen im Holz erfolgen durch Anfärben des Holzes im wässrigen Bereich ohne Dimensionsstabilität. Als nachteilig bei diesem Verfahren ist das Aufquellen von Holz und seiner Beschichtung anzusehen, da die hierbei ermittelten Werte nicht mehr der Realität entsprechen. Zur Färbung des nassen Holzes wurde bei einem vorbekannten Verfahren der Farbstoff "Basacryl Brillant rot"verwendet, der jedoch als Giftstoff klassifiziert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach durchzuführendes Verfahren zur Ermittlung der Eindringtiefe von wässrigen Acrylatdispersionen in Holz zu entwickeln, mit dem sich zuverlässige, der Realität entsprechende Werte für die Eindringtiefe ermitteln lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit folgenden Verfahrensschritten gelöst : -eine zu beschichtende, vorzugsweise aus Kiefernsplintholz bestehende Probeplatte wird so ausgewähit, dass ihre Längsrichtung -etwa analog der DIN 52 162-so in Faserrichtung gelegt wird, dass die Jahresringe in der Hirnfläche mit der die Plattenunterseite begrenzenden Querschnittskante einen Winkel () von etwa 40° 10° einschließen ; -vor dem Beschichten wird die Probeplatte-etwa analog prEN 927-4 Ziff. 4.3.1-konditioniert ; -in der vom Hersteller angegebenen Menge wird die so konditionierte Probeplatte auf ihrer Oberseite mit einem Anstrichmittel beschichtet, das aus einer ungefärbten, transparenten Acrylatdispersion mit einem Feststoffgehalt zwischen 20 % und 60 % besteht, die zeitnah zu ihrer Verarbeitung mit einer äquivalenten Angabe eines Farbstoffes "Wasserblau"als Feststoff vermischt wird ; -die so beschichtete Probeplatte wird zum Trocknen ausgelegt ; -nach dem Trocknen werden aus der Probeplatte mehrere, jeweils eine intakte Oberflächenbeschichtung aufweisende Probekörper geschnitten, deren der Plattenhirnfläche entsprechende Hirnfläche plan bearbeitet wird ; -anschließend wird die Eindringtiefe des genannten Anstrichmittels im Auflichtverfahren mikroskopisch ermittelt.

Die Auswahl der Probeplatte kann vorzugsweise etwa analog der DIN 52 162 erfolgen. Diese DIN 52 162 betrifft die Prüfung des Eindringvermögens

von Holzschutzmitteln nach dem Anstrichverfahren. Nach diesem Verfahren werden Probehölzer mit einer bestimmten Menge des Holzschutzmittels angestrichen. Dabei werden ölige Präparate vor dem Auftragen des Anstriches mit einem 0,5 Gew.-% igen Zusatz des fettlöslichen Farbstoffes Ceresblau Re versehen, während wasserlösliche Präparate ohne Farbzusatz in der vorgeschriebenen Konzentration verwendet werden. Nach festgelegter Lagerdauer werden die angestrichenen Probehölzer aufgesägt. Auf den Schnittflächen wird dann an mehreren Stellen die Eindringtiefe gemessen. Für die Probehölzer wird in erster Linie Splintholz der Kiefer verwendet, aber das erfindungsgemäße Verfahren ist natürlich auch bei anderen Holzsorten anwendbar. Aus dem Versuchsholz werden dann Latten mit einem Querschnitt von 50 mm x 20 mm, bei denen die Jahrringe mit den Querschnittskanten von 50 mm Länge einen Winkel von 40° + 10° bilden und mit den Längskanten parallel verlaufen, ausgesägt. Die 50 mm breite Flanche, die in dem ursprünglichen Stamm nach außen lag, wird gehobelt. Aus diesen Latten werden Probehölzer von 50 mm x 50 mm x 20 mm so ausgeschnitten, dass die Längsrichtung gleich der Faserrichtung ist.

Die Konditionierung der Probeplatte kann vorzugsweise etwa analog prEN 927-4 Ziff. 4.3.1 erfolgen. Die im Entwurf vorliegende europäische Norm prEN 927-4 betrifft Beschichtungsstoffe und Beschichtungssysteme für Holz im Außenbereich, wobei Teil 4 die Beurteilung der Wasserdampfdurchlässigkeit betrifft. Die Ziffer 4.3.1 dieser Norm betrifft die Konditionierung des Holzes bei bestimmten Temperaturen und unter einer bestimmten Luftfeuchte.

Die Trocknung der beschichteten Probeplatte kann in einem Klimaraum erfolgen. Für das erfindungsgemäße Verfahren reicht es jedoch grundsätzlich aus, wenn die Trocknung unter definierten Klimabedingungen erfolgt.

Bei dem Farbstoff"Wasserblau"handelt es sich um ein Produkt der Firma Fluka (Anilinblau wasserlöslich C37 H27 N3 lila2 09 S3). Dieser Farbstoff faßt sich bei äquivalenter Zugabe zur Dispersion vollständig in das Polymer einbinden und ist hinsichtlich einer Toxizität als unbedenklich einzustufen.

Die Acrylatdispersion kann einen Feststoffgehalt von z. B. 30 % aufweisen ; die Zugabe des genannten Farbstoffes beträgt dann etwa 0,1 Gew.-% bezogen auf das Nassmuster des Anstrichstoffes.

Die sofortige Verarbeitung des erfindungsgemäß zusammengesetzten Anstrichmittels ist deshalb erforderlich, weil stark basische oder im basischen Bereich abgepufferte Systeme schon nach relativ kurzer Zeit einen Farbumschlag von blau nach grün bzw. gelb aufweisen können.

Relativ saure Systeme (< pH 7) verändern ihre Farbe auch nach längerer Lagerdauer der gefärbten Dispersionen nicht oder nur geringfügig.

In dem erfindungsgemäß durchzuführenden Auf) ichtverfahren) äßt sich das Eindringen des gefärbten Polymers in das Holz eindeutig erkennen und mittels geeigneter Abbildungsmaßstäbe genau bestimmen. Dabei sind im mikroskopischen Durchlichtverfahren an Dünnschichten die mit gefärbtem Polymer gefüllten Zellen deutlich zu erkennen, da das Holz nicht gefärbt ist.

Das eingedrungene Polymer stabilisiert nach Abschluss des Trocknungsvorgangs die gefüllten Zellen, sodass die Zellform auch nach mikrotomischen Trockenschnitten erhalten bleibt. Ein nachträgliches Auswaschen des blauen Farbstoffes aus den gefüllten Zellen konnte nicht beobachtet werden ; auch kann eine Entmischung von Anstrich und blauer Farbe während des Trocknungsvorgangs auf und im Holz ausgeschlossen werden.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung die Hirnfläche eines Probekörpers 1. Die eingezeichneten Jahrringe 2 schließen in der Hirnflache mit der die Probekörperunterseite begrenzenden Querschnittskante einen Winkel von 40° 10° ein. Die Oberseite des Probekörpers 1 ist mit einer erfindungsgemäß gestalteten Beschichtung 3 versehen, deren Eindringtiefe durch Schwärzung deutlich gemacht ist.