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81633 München

Neue internationale (PCT)-Patentanmeidung 27.10,2010

1. Anmelder: Roland Stelzer u. Z. L/2915/001-PC

2. Anmelder; Andreas Müller HG/gs/jl/hm/os/rs

Holzkörper mit einem Gehalt an Kautschuk, dessen Verwendung sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Die Literaturstelle Journal of Biological Sciences 6 (3): 490-500, 2006 betrifft die Verwendung eines Trans-1.4-Isopren-Gummis als Heißschmefzklebstoff zum Verbinden von Holzteilen, insbesondere zur Herstellung von Spanplatten, Hierbei werden natürlicher Kautschuk (TIR Gutta Percha), synthetischer Kautschuk (TIR Synthetic) und mit Maleinsäureanhydrid modifizierter MTIR Gutta Percha und MTIR Synthetic als Klebstoffe in einem Heißpressverfahren zur Herstellung von Sperrholz getestet. Mit Maleinsäureanhydrid modifizierte Kautschukvarianten führen zu besseren Resultaten. Auch die GB 225,251 (veröffentlicht 1924) befasst sich im Wesentlichen mit einem Heißpressverfahren zur Herstellung von Holzverbundkörpern unter Verwendung eines Heißschmelzklebstoffs. Hier werden Holzplatten mit Hilfe von Kautschuk als Heißschmelzklebstoff verbunden. Die auf diese Weise hergesteilten Holzverbundkörper sollen wasserundurchlässig sein. Der vorstehend beschriebene Stand der Technik geht über den technischen Gedanken, Verbundmaterialien durch Heißschmelzkleber herzusteilen, im Wesentlichen nicht hinaus. So wird insbesondere nicht darauf abgestellt, den zu verbindenden Holzteilen spezieile Eigenschaften zu verleihen, was eine besondere Zielrichtung der nachfolgend geschilderten Erfindung ist.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, dass insbesondere zur Vermeidung einer raschen Verrottung von Holz es Stand der Technik ist, Holzschutzmittel heranzuziehen. So verwendet man zum Beispiel imprägnierende Flüssigkeiten auf Basis von ÖS, Glykol oder organischen Lösungsmitteln, mit einem Gehalt an Wirkstoffen, insbesondere Bioziden, um die Oberfläche von Holz gegen nachteilige Witterungseinflüsse zu schützen. Darüber hinaus ist es üblich, Holzkörper beispielsweise bei der Verwendung in Holz- fenstern dadurch zu schützen, dass eine Aluschale bzw. eine Schleiflackoberfläche angebracht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen technischen Vorschlag zu unterbreiten, mit dem es möglich ist, den behandelten Holzkörpern bzw. Holzmaterialien insbesondere hohe Verrottungsresistenz, wünschenswert eingestellte Elastizität und Festigkeit zu erteilen.

Erfindungsgemäß wird die vorstehende Aufgabe durch einen Holzkörper mit einem Gehalt an Kautschuk, eingebracht durch Imprägnierung mit einem Kautschuk-Latex und anschließendem Trocknen, gelöst. Gegenstand der Erfindung sind ferner vorteilhafte Verwendungen dieses Holzkörpers sowie ein geeignetes Verfahren zu dessen Herstellung, worauf noch eingegangen wird.

Der Kern des erfindungsgemäßen Hoizkörpers besteht in der Kombination des natürlichen Werkstoffs Holz und einer synthetischen oder natürlichen Kautschuk- Latex zu einem neuen Holzwerkstoff bzw. Holzkörper mit besonders vorteilhaften Eigenschaften.

Holz ist ein angenehmer, seit Jahrtausenden verwendeter Baustoff, der sich dadurch auszeichnet, dass er leicht zu verarbeiten ist. Holz besteht insbesondere aus Cellulo- se, Hemicellulose und Lignin sowie aus diversen weiteren Zusatzstoffen, wie Mineralien. Durch die dem Holz eigene Zellstruktur hat dieses ein "asymmetrisches" Festigkeitsprofi!. Härte und Festigkeit hängen vom Ligninanteil ab, der die Zellwand verstärkt. Unter dem Einfluss von Wasser, Sauerstoff, Bakterien, Pilzen und/oder Insekten verrottet Holz. Aufgrund der angesprochenen Zellstruktur des Holzes gibt es "leeren Raum" zwischen den Zellen und in den Zellen. Der Begriff "Holz" im Sinne der Erfindung soll weitestgehend verstanden werden. Es ist darunter nicht nur klassisches Holzmaterial als Ausgangskörper zu verstehen, sondern auch ein solches, das man als "holzähnlich" bezeichnen könnte. Wichtig ist es dabei, dass das Ausgangsmaterial in Form eines holzartigen Materials die wesentlichen Bestandteile des Holzes enthält, so Ceilulose, Hemicellulose und Lignin. Somit soll der Begriff "Holz" auch solche Materialien, die auf Bambus, Gräserarten, wie Palmengräser, und dergleichen zurückgehen, umfassen.

Der technologische Hintergrund, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, ist es, diese "leeren Räume" von Holz oder holzartigen Materialien mit einem natürlichen o- der synthetischen Kautschuk zu füllen. Hierbei bedient sich die Erfindung des Einsat- zes einer flüssigen Latex, bei der die flüssige Phase vorzugsweise wässrig ist. Dieser wässrige Latex, der einen synthetischen Kautschuk und/oder Naturkautschuk darstellen kann, weist einen hohen Wasseranteil auf, der den Latex flüssig hält und die gewünschte Tränkung im Rahmen der Erfindung ermöglicht. Der Wasseranteil des Latex liegt vorzugsweise zwischen etwa 25 und etwa 65 Gew. %, insbesondere zwischen etwa 35 und 50 Gew.-%, Der verwendete Latex kann zur Konservierung und Stabilisierung zum Beispie! mit Ammoniak versetzt werden, wobei die maximale Menge vom Ammoniak in der Latex vorzugsweise 0,8 Gew,-% beträgt. Die Einbeziehung von Ammoniak hat auch den Vorteil, dass ein frühzeitiges Zusammenklumpen der Latexteilchen in der flüssigen Latex verzögert wird.

In Einzelfällen kann es zweckmäßig sein, die in der wässrigen Latex dispergierten Teilchen durch zusätzliche Maßnahmen in ihrem Durchmesser zu reduzieren, um die nachfolgend beschriebene Imprägnierung des Holzes mit dem Latex zu begünstigen. Dies kann darauf zurückgehen, dass das Holz unterschiedlich große Poren hat, so dass im Einzelfall bei ausreichender Porengröße eine derartige Maßnahme nicht erforderlich, im anderen Fall jedoch geboten ist. Diesbezüglich bestehen verschiedene Einwirkungsmögiichkeiten. Beispielsweise kommen hier mit Wasser gut mischbare Lösungsmittel, wie Methanol, Ethanol, Aceton oder dgl., in Frage. In Einzelfällen kann es sinnvoll sein, einen Aromaten, wie Toluol, einzubeziehen, der bei der nachfolgenden Behandlung unter Wärme entweichen sollte. Die Menge an den Durchmesser der dispergierten Kautschuk-Teilchen reduzierender organischer Flüssigkeit in der Latex hängt vom Einzelfall ab. Diese lässt sich rein fachmännisch ermitteln.

Erfindungsgemäß erfolgt ein Trocknen bzw. Erhitzen des flüssigen Latex, insbesondere der wässrigen Latex, durch Imprägnierung, Beaufschlagung bzw. Tränken des Holzes, wobei die flüssige Phase, insbesondere Wasser, aber auch die angesprochenen Lösungsmitte! und/oder Ammoniak verdampft werden. Der im imprägnierten, beaufschlagten bzw. getränkten Holz zunächst noch vorliegende Kautschuk kann durch Vernetzung bzw. Vulkanisation von einem ursprünglich plastischen in den elastischen Zustand überführt werden. In jedem Fall ist, ob elastisch oder plastisch, das Kautschukmaterial innerhalb des Holzkörpers mit diesem sehr gut verbunden. Es soll darauf hingewiesen werden, dass dann, wenn nachfolgend nur von„Imprägnierung" gesprochen wird, die entsprechenden Ausführungen auch für„Tränken" bzw. „Beaufschlagung" gelten sollen.

Das Kautschukmaterial der Latex übernimmt zwei Aufgaben. Zum einen füllt der Kautschuk die Zellstruktur des Holzes aus und verstärkt und schützt diese. Zum anderen verbindet der Kautschuk benachbarte Hoizteile bzw. Schichten. Die Festigkeit des erfindungsgemäßen Holzkörpers liegt über derjenigen des Ausgangsmaterials bzw. der Holzfestigkeit des zur erfindungsgemäßen Behandlung herangezogenen Holzmaterials.

Im Rahmen der Erfindung soll unter einem Kautschuk Folgendes verstanden werden: Kautschuk ist die Bezeichnung (nach DIN 53 501, November 1980) für unvernetzte, aber vernetzbare (vulkanisierbare) Polymere mit gummielastischen Eigenschaften bei Raumtemperatur. Bei höheren Temperaturen und/oder unter dem Einfluss deformierender Kräfte zeigt Kautschuk viskoses Fließen, Kautschuk kann daher unter geeigneten Bedingungen, wie sie auch erfindungsgemäß eingehalten werden können, formgebend verarbeitet werden. Die Vernetzbarkeit bzw. Vulkanisierbarkeit des Kautschuks setzt im Rahmen der Erfindung das Vorhandensein funktioneller Gruppen voraus, z.B. ungesättigte Kohlenstoff/Kohlenstoff-Bindungen, Hydroxy- oder Isocyanat-Gruppen, voraus, über die mit mehr-funktionellen Reagenzien in einem als Vulkanisation bezeichneten Prozess Kautschuk-Moleküle intermolekular miteinander verknüpft (vernetzt) werden. Kautschuk wird systematisch in Naturkautschuk und synthetischen Kautschuk unterteilt. Diese Begriffe sind dem Fachmann geläufig. Beide Kautschuktypen sind geeignet, das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Der Begriff "Kautschuk" bzw. Kautschuk-Latex ist weitestgehend zu verstehen. Hierzu im Einzelnen:

Es hat sich gezeigt, dass der Naturkautschuk unter vielfältigen Gesichtspunkten besonders vorteilhaft ist, wobei insbesondere der ökologische Gesichtspunkt eine Rolle spielt. Bei dem Naturkautschuk handelt es sich um ein Produkt, das insbesondere dem Kautschukbaum (Hevea brasiliensis) entnommen wird. Allerdings gibt es noch weitere Naturkautschuk-Typen, die aber teilweise andere Eigenschaften aufweisen. Dies sind beispielsweise Balata (Balatabaum), Chicle-Gummi (Breiapfelbaum), Guttapercha (Guttaperchabaum) sowie Guayule-Kautschuk (Guayule-Pflanze). Naturkautschuk besteht aus dem Monomer Isopren (2-Methyi-l,3-butadien, C5H8), das in extrem einheitlicher Struktur zum Terpen cis-l,4-Polyisopren polymerisiert ist. Es wird den Poly- terpenen zugeordnet. Dessen Gehalt im Kautschuk macht über 99% aus.

Im Rahmen der Erfindung lassen sich auch Synthesekautschuke heranziehen. Diese seien nachfolgend beispielhaft dargestellt, wobei ihre Spezifikation in Klammern angegeben ist: Butadien-Kautschuk (wie Naturkautschuk Doppelbindungen in der Hauptkette), Ethylen-Propylen-Kautschuk (gesättigte Hauptkette), Polyether-Amide (Stickstoff in der Hauptkette), Epoxid-Kautschuke (Sauerstoff in der Hauptkette), Urethan- Kautschuke (Stickstoff und Sauerstoff in der Hauptkette), Silikon-Kautschuke (Siloxan- Gruppen in der Hauptkette), Potysuifid-Kautschuk (Schwefel in der Hauptgruppe).

Unter den oben bezeichneten synthetischen Kautschuken ist der „Styrol-ßutadien- Kautschuk" besonders vorteilhaft. Sein Kurzzeichen ist SBR. Es ist ein Copoiymer aus 1,3-Butadien und Styrol. SBR enthält üblicherweise etwa 23,5 % Styrol und etwa 76,5 % Butadien. Abweichungen hiervon sind möglich. Bei höherem Styrolgehalt wird der Kautschuk thermoplastisch, bleibt aber vernetzbar. Ergänzend soll zum Silikon- Kautschuk angemerkt werden, dass hier beispielsweise von Mischungen aus Silikon- Polymeren, gegebenenfalls mit zusätzlichen Füllstoffen, in Form einer Latex zur Imprägnierung, fakultativ mit anschließender Vernetzung, in den Hoizkörper eingebracht werden können.

Unter allen bezeichneten Kautschuktypen, natürlichen oder synthetischen Ursprungs, ist der Naturkautschuk bevorzugt, wenngleich auch der Butadien-Kautschuk in Einzei- fällten zu besonders vorteilhaften erfindungsgemäßen erhaltenen Holzkörpern führt.

Zu den bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Holzkörpers nach den Unteransprüchen 2 bis 7 lässt sich Folgendes ausführen;

So wird es bevorzugt, dass der Holzkörper einen vulkanisierten Kautschuk zur Einstellung elastischer Eigenschaften enthält. Es ist vorteilhaft, dass der Holzkörper auf Holz der Kiefer, Lärche, Buche, Eukalyptus, Tanne, Pappel oder Pinie, vorgesehen insbe ^¬ sondere für Bauzwecke, aber auch auf Holz von Buche, Kiefer, Eiche, Esche, Kastanie, Birke, Kirsche, Ahorn oder Nuss, vorgesehen insbesondere für Möbelausstattung, be ^¬ ruht. Es wird bevorzugt, dass der Holzkörper einen vulkanisierten Kautschuk zur Einstellung elastischer Eigenschaften enthält. Dazu kann auf die der Industrie zur Verfügung stehenden Vulkanisierungssysteme zurückgegriffen werden, welche insbesondere Aktivatoren (Zinkoxid, Stearinsäure), Vulkanisationsmittel (Schwefel - löslich bis 2 phr in Naturkautschuk, Peroxide), Beschleuniger, Aushärtungssystem, Retarder (N- Cyclohexylthiophthalimide (CTP), Bis(3-triethoxysilylpropyi)tetrasulfan (TESPT)), Temperatur, Zeit und weitere Parameter passend verbinden. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, dass dem Holzkörper zur Eigenschaftssteuerung Zusatzstoffe einverleibt werden, die den Kautschuk widerstandsfähig machen, insbesondere gegen Feuer (bei ^¬ spielsweise (Dialkyl-) para-phenylenediamin (PPDs)), Oxidation (Phenylendiamine), Sauerstoff (polymerisierte Dihydrochinone, auch gegen die negative Wirkung von Schwermetallen), Ozon (Phenylendiamin), Licht (PPDs), Temperatur (PPDs), Bakterien und Pilze (Natrium-dimethyldithiocarbamat, Natrium 2-mercaptobenzothiazol, Tetra- methylthiuramdisulfid, Dicarboximide, Triazine). Mechanische Eigenschaften, wie die Haftung am Holz, wofür sich das unbedenkliche 2,5-Di-tert-amylhydrochinon zum Beispie! anbietet, die Zähigkeit, die Elastizität, die Festigkeit, die Dämpfung, die Zugfestigkeit, die Belastbarkeit sowie die Langlebigkeit (Alkyl-aryl PPDs, Mercaptobenzothia- zol (MBT), Wachse) können durch Additive ebenfalls verbessert werden (insbesondere auch durch Ruß, SÜiciumdioxid, Silane mit Kopplungsmitteln, wie Bis(3- triethoxisilylpropyi)tetrasulfan (TESP), sowie Polybutadien). Auch die optischen Eigenschaften können optimiert werden, indem Pigmente und /oder Farbstoffe herangezogen werden. Um eine unerwünschte Verfärbung zu vermeiden, können phenolische Antioxidantien und/oder Amine eingesetzt werden. Vorzugsweise werden die Additive bzw. Zusatzstoffe unter dem Gesichtspunkt der Gesundheits- und Umweltfreundlichkeit ausgewählt.

Zur Einstellung weiterer gewünschter Eigenschaften, insbesondere zur Verbesserung der Witterungsbeständigkeit, können Oberflächenbeschichtungen von Vorteil werden. Gegebenenfalls werden hier Anstriche vorgenommen. Besonders bevorzugt ist es, wenn als Kautschuk in dem erfindungsgemäßen Holzkörper Naturkautschuk enthalten ist. Des Weiteren gilt es als bevorzugt, wenn der Holzkörper als Holzplatte, Holzkörper mit Schichtstruktur, als Formteil aus verpressten Holzspänen, Stab und/oder Stange vorliegt.

Wie oben zum Ausdruck gebracht, zeigen die erfindungsgemäßen Holzkörper überraschende vorteilhafte Eigenschaften. Daraus ergeben sich viele nützliche Verwendungsmöglichkeiten;

Der Einsatz des erfindungsgemäßen Hoizkörpers im Bau- und Einrichtungssektor, dies im weitesten Sinne, ist von hohem wirtschaftlichen Interesse. Die Vorteile sind zwar bei den verschiedenen Produkten unterschiedlich, zeigen sich jedoch insbesondere in einer verlängerten Lebensdauer, besserer Verarbeitbarkeit, vorteilhafter Gewichtsersparnis und wünschenswerter Elastizität und Festigkeit.

Im Baubereich verwirklicht sich die Erfindung besonders vorteilhaft in Fenstern, Türen, Dachstühlen, Lattungen, Baustoffen, Bauholz mit den verschiedensten Einsatzzwecken, Zäunen, Dachdeckungen, Pergola/Carports/Pavillons, Federholzleisten, Trägerelementen aller Art (z.B. Schildern oder mit statischer Aufgabe), Brückenteilen, Stegen und Anlegestellen am Wasser, sowie für Restaurationen an feuchten Stellen. Im Bereich der Einrichtung bzw. der Ausstattung erlangt die vorliegende Erfindung besonders praktischen Wert in Fußbodenbelägen, Terrassenbelägen, Gartenmöbeln, Parkbänken, Möbeln, Handläufen, Arbeitsplatten, Lattenrosten für Betten, Design- Lichtschaltern, Türdrückergarnituren und Armaturen. Auch in anderen Bereichen führt die Erfindung zu besonderen Vorteilen, so im Bootsbau/Schiffsbau, in Wohnwagen, Anhängern, Handwagen, Werkzeugschäften, Designschmuck, Uhrengehäusen/ - Armbändern, im Modellbau, in Gefäßen, Abdeckungen, Gehäusen, Knöpfen, Nieten, Sitzschalen für Autos, Kindersitze, etc. und Schwingungsdämpfern.

Gegenstand der Erfindung ist des Weiteren ein Verfahren zu dessen Herstellung. Dieses ist dadurch gekennzeichnet, dass der gegebenenfalls vorgetrocknete Holzkörper in einer Latex- bzw. kolloidalen Dispersion, insbesondere wässrigen Dispersion, von vulkanisierbarem Kautschuk, gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur, imprägniert und anschließend getrocknet wird. Hierbei gelten die vorstehenden Ausführungen, die sich mit Modifizierungen befassen, so beispielsweise die Modifizierung des Dispergiermittels Wasser durch damit mischbare organische Lösungsmittel, wie Methanol und dgl., beziehungsweise auch die Modifizierung durch Einbezug von Ammoniak,

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich wie folgt vorteilhaft weiterbilden:

So ist es vorteilhaft, wenn die Imprägnierung, Beaufschlagung bzw. das Tränken so lange durchgeführt wird, bis sich ein Gleichgewichtszustand eingestellt hat. Die Temperatur ist hierbei nicht von kritischer Bedeutung. Dennoch ist es bevorzugt, wenn ein auf eine Temperatur von etwa 30 bis 100°C, insbesondere auf 70 bis 90°C, vorerhitzter Holzkörper imprägniert wird, gegebenenfalls mit einer vorerhitzten flüssigen, insbesondere wässrigen Latex. Der Begriff "imprägniert" ist abstrahiert zu verstehen. Er soll auch "beaufschlagt" und "getränkt" umfassen. Wie gezeigt, kann es von Vorteil sein, dass auch die wässrige Latex, wie das Ausgangsmaterial des Hoizkörpers, vorerhitzt wird. Dabei wird die Temperatur der wässrigen Latex vor der Imprägnierung auf mindestens etwa 30°C, insbesondere etwas 30 bis 70°C eingestellt wird, wobei der Bereich von 40 bis 60°C besonders bevorzugt ist.

Es kann im Einzelfall günstig sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren mehrfach durchgeführt wird. Von besonderem Vorteil kann es des Weiteren sein, wenn der Latex Zusatzstoffe enthält, um gewünschte Eigenschaften einzustellen, insbesondere handelt es sich dabei um diejenigen Zusatzstoffe, die vorstehend im Zusammenhang mit Vulkanisierungssystem, Antioxidantien, Füllen, Pigmenten, Farbstoffen, Fungizide etc. behandelt wurden, Für das Tränken bzw. Imprägnieren von Holzwerkstoffen unterscheidet man üblicherweise zwischen Nichtdruckverfahren, die weniger intensiv sind, Druckverfahren, die eine intensive Behandlung ermöglichen, und Sonderverfahren. Für die erfindungsgemäße Tränkung kommen vor allem die Druckverfahren in Frage. Hier unterscheidet man zwischen Niederdruck- und Hochdruckverfahren. Niederdruckverfahren sind die Vakuumtränkung, die Doppelvakuumtränkung, die Desovag-Kombinationstränkung und das schon seit langem bekannte Saftverdrängungsverfahren (z.B. Boucherie, Ge- wecke, Gruber). Hochdruckverfahren sind die Volltränkung (Breant, Bethell), die Spartränkung nach Rüping sowie nach Lowry, die Schwenkkesseltränkung sowie das Wechseldruckverfahren nach Henriksson. Es ist für den Fachmann verständlich, dass die unterschiedlichen Holzarten auch unterschiedlich tränkbar sind, dies im Hinblick auf die spezieile Holzart, aber auch auf die im jeweiligen Holz vorliegende Porengröße. Diese kann bei gleichem Holzmaterial, jedoch altersabhängig, auch unterschiedlich sein. So ist z.B. Splintholz in der Regel gut, z.B. bei Kiefer und Lärche, aber bei Fichte nur eingeschränkt tränkbar, während Kernholz eher schwer tränkbar ist.

Alle Verfahren arbeiten mit einer jeweils typischen Abfolge von Normal-, Über- und Unterdruckphasen, wobei deren Reihenfolge, Dauer und Druckverlauf jeweils von der Holzart, dem Tränkmedium, der gewünschten Tränkintensität und der Eindringtsefe abhängen. Bei der Erprobung der Erfindung hat es sich gezeigt, dass ein Verfahren mit Vordruckphase im Allgemeinen weniger geeignet ist. In der Regel ist es zweckmäßig, eine Tränkung mit einleitender Vakuumphase vor der Tränkmittelbeaufschlagung durchzuführen. Es folgt dann der Zyklus mit Beaufschlagung mit Tränkmittel im Niederdruck, dann darauf schließlich vorteilhafterweise eine Druckphase und eine anschließende Niederdruckphase. Es kann zweckmäßig sein, wenn dieser Zyklus mehrfach durchgeführt wird.

Wenngleich wirtschaftlich nicht in jedem Falle sinnvoll, könnte man im Einzelfall auch ein besseres Ergebnis des Tränkens durch eine enzymatische Vorbehandlung des Holzes erzielen, wodurch sich vergrößerte Poren im Holz durch Zerstörung der Tüpfelmembran erhalten lassen.

Andererseits ist es in Einzelfällen vorteilhaft, das Holz zunächst unter Vakuum zu setzen, so dass die sich in den leeren Steilen des Holzes befindende Luft vor dem Imprägnieren entfernt wird. Dies gilt auch für das ursprünglich im Holz vorliegende Wasser, Diese Maßnahme erleichtert das Einbringen der Kautschuklatex. Die Temperatur, die bei der Imprägnierung, Beaufschlagung bzw. beim Tränken zweckmäßigerweise gewählt wird, unterliegt keiner kritischen Einschränkung. Diese ist im Einzelfall fachmännisch zu ermitteln. So kann man im Allgemeinen davon ausgehen, dass die Temperatur der flüssigen Latex, insbesondere der wässrigen Latex, beim Imprägnieren vorzugsweise zwischen etwa Raumtemperatur (20°C) und 80°C, liegt. Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden erzielt, wenn die Temperatur beim Imprägnieren mit dem Latex zwischen etwa 30°C und 70°C, insbesondere zwischen etwa 40°C und 60°C liegt. Die Temperatur ist so zu wählen, dass die Viskosität der Imprägnierflüssigkeit so niedrig wie möglich ist, aber je nach eingestelltem Vulkanisiersystem der Beginn der Vulkanisierung noch nicht wesentlich einsetzt, denn dies steht einer guten Tränkung entgegen.

Nachdem der Naturkautschuk im Rahmen der Erfindung von besonderem Vorteil ist, wobei der Butadien-Kautschuk unter den aufgezählten Alternativen ebenfalls noch von Wert ist, seien die diesbezüglichen Vulkanisatoren wie folgt aufgeführt:

Für die Vulkanisation mit Schwefel sind als Aktivatoren Metalloxide, wie Zinkoxid, und Stearinsäure und als Beschleuniger Mercaptobenzothiazol (MBT), Benzothiazyl- und Benzothiazol, Sulfenamid, Thiuramdisulfid, Thiuramtetrasulfid, Dithiocarbamat (mit Natrium für Naturkautschuk und SBR und geringere Temperaturen, mit Kupfer nur für SBR, mit Zink für Naturkautschuk und Haltbarkeit, mit Nickel auch antioxidative Wirkung) sowie Guanidine von Vorteil. Als Retarder können N-Cyclohexylthiophtha!imid (CTP), Bis(3-triethoxysiiylpropyl)-tetrasulfan (TESPT), Bis(citraconimidomethyl)benzo! zur Anwendung kommen. Thiophthalimid verhindert eine zu frühe Vulkanisation. Für die Vulkanisation mit Peroxiden können unterstützend Methacrylate zugegeben werden. Für SBR können Dibutylperoxide und Dicumylperoxide herangezogen werden, wohingegen für Naturkatuschuk auch Dibenzoylperoxid verwendet werden kann, Der Ausvulkanisierungsgrad sowie die Füller des eingesetzten Vulkanisationsmittels haben Einfiuss auf die Härte des ausvulkanisierten Materials und demzufolge auf die Festigkeit des fertiggestellten Holzkörpers. Eine alternative Vulkanisationsmethode beruht auf der ß-Strahlung. Allerdings ist diese Methode teurer. Sie vermeidet aber Schwefel.

Der imprägnierte Holzkörper muss getrocknet werden. Die Trocknung kann auf verschiedene Weise geschehen, zum Beispiel durch Bestrahlen, so beispielsweise durch IR-Bestrahlen, aber auch durch Bestrahlen mit Mikrowellen, durch eine Heizpresse sowie durch Heißluft. Das Trocknen des imprägnierten Holzkörpers und die Vulkanisierung, die sich mit dem Trocknungsvorgang teilweise überlagern kann, können in zwei Schritten erfolgen, demzufolge auch bei unterschiedlicher Temperatur. Es ist bevor- zugt, bereits beim Trocknen die Temperatur so zu wählen, dass damit gleichzeitig die gewünschte Vulkanisation bzw. Vernetzung der eingebrachten Kautschuktypen bewirkt wird. Aus wirtschaftlichen Gründen kann es angezeigt sein, an eine Trocknungsphase eine„Ruhephase" zur Ausvulkanisierung anzuschließen, um teure Maschinenkapazität nicht unnötig lange zu belegen.

Die oben angesprochene Vulkanisierung kann dadurch erfolgen, indem Schwefel einbezogen und der imprägnierte Holzkörper auf Temperaturen von beispielsweise etwa 70° bis 140°C erwärmt wird, so dass die gewünschte Vulkanisation abläuft. Die tatsächlich im Einzelfall gewählte Temperatur hängt auch davon ab, welcher Vulkanisator eingesetzt und welcher Vernetzungsgrad im Hinblick auf Elastizität bzw. Härte gewünscht wird. Nicht vulkanisierter Kautschuk ist viskoelastisch, während dieser durch Vulkanisierung in den elastischen Zustand überführt wird. Kautschuk, aus Naturlatex vulkanisiert, führt zu besonders günstigen elastischen Eigenschaften des Holzkörpers gemäß der Erfindung.

Wie nachfolgend noch detailliert ausgeführt, kann ein erfindungsgemäß hergestellter plattenförmiger Holzkörper unter Wärme- und Druckeinwirkung zu einem schichtför- migen Verbundgebiide verpresst werden. Dabei werden vorzugsweise kleinstückige Holzteile zu einem größeren Holzkörper zu verpresst bzw. zu verformt Dies erfolgt z.B. mit jeweils im nicht zusammengesetzten Zustand getränkten Holzplatten, Furnierplatten, Holzriemen, Holzstückchen, Holzformteilen usw., die dann nach dem Tränken und vor dem Trocken, noch bevor die Vulkanisation deutlich begonnen hat, zusammengesetzt und dann gemeinsam verpresst und getrocknet werden. Dem Fachmann ist ohne Weiteres erkennbar, er dieses Verfahren zur Herstellung von Verbundgebilden unter Nutzung des erfindungsgemäßen Gedankens modifizieren kann. Auch können im Einzelfall verschiedene plattenförmige Holzkörper gemäß der Erfindung miteinander dadurch verbunden werden, indem ein Verpressen mit Heißschmelzklebern bei geeignet hoher Temperatur vorgenommen wird. Diesbezüglich sei auf die eingangsdargestellten Möglichkeiten des Einsatzes von Kautschuk-Materialien zum Verbinden von Holzteilen zu Holzverbundkörpern verwiesen. Entsprechend kommt es darauf an, dass letztlich ein schichtförmiges Verbundgebilde vorliegt, bei dem in den einzelnen Schichten der Erfindungsgedanke verwirklicht hat, sei es mit oder ohne Vulkanisation der Latexteilchen. Ergänzend ist zu den Holzverbundkörpern bzw. geschichteten Platten anzumerken, dass es zweckmäßig ist, dass Wasser möglichst schnell aus diesen auszutreiben, bevor der Latex weitgehend erhärtet ist. Hierbei spielt eine hohe Temperatur für das Wasser eine Rolle, während beim Latex eine Vor- erwärmung von Wert ist, wobei es vermieden werden sollte, dass er längerfristig der Luft ausgesetzt ist, da er sonst die wünschenswerte Konsistenz verliert,

Nachfolgend soll die Erfindung technologisch erläutert werden, dies insbesondere im Zusammenhang mit vorteilhaften Eigenschaften, die hierbei in Erscheinung treten :

Durch die besondere Imprägnierung des Holzes gemäß der erfindungsgemäßen Lehre wird dessen Verrottung unterbunden oder zumindest gegenüber Vergleichsprodukten weitgehend reduziert. Der Grund dafür liegt darin, dass durch den eingebrachten Kautschuk kein Wasser, keine Luft und keine Bakterien, Pilze und Insekten mehr in das Holz eindringen können. Diese Stoffe bzw. Mikroorganismen bleiben an der Oberfläche und können demzufolge innerhalb des Holzkörpers keine nachteiligen Folgen auslösen. Sie werden durch den eingesetzten Latex abgehalten, insbesondere durch den darin enthaltenen Kautschuk, da dieser hydrophob ist. Speziell Insekten erkennen diesen Werkstoff nicht als Holz (fehlender Holzgeruch). Dadurch ist eine wesentlich längere Lebensdauer der aus dem ursprünglichen Holzwerkstoff hergestellten Holzkörper zu erzielen.

Bei der Verrottung von Holzkörpern spielen Rissbildungen durch Temperaturschwankungen eine wichtige Rolle, Diese Rissbildungen werden durch die elastischen Eigenschaften des eingebundenen Kautschuks stark vermindert. Die Resistenz gegen Verrottung lässt sich nach bekannten Verfahren messen. So werden beispielsweise Dauerhaftigkeitsklassen (1 bis 5) nach DIN EN 350-102 eingeteilt. Zudem gibt es Freilandversuche mit Erdkontakt gemäß DIN EN 350-1.

Die Erfindung erweist sich nicht nur dadurch als besonders vorteilhaft, dass die angesprochene Verrottung weitgehend unterbunden wird. So lässt sich, in wünschenswerter Weise, die Elastizität des erfindungsgemäßen Holzkörpers über diejenige anheben, die das ursprüngliche Holzmaterial bzw. bekannte beschichtete Holzplatten aufweisen. Der ausgetrocknete Latex, d.h. Kautschuk, verbindet miteinander in Verbund gebrachte Holzteile, Je nach Form kommt die Elastizität unterschiedlich zum Tragen. Speziell bei Schichtplatten ist die Biegeelastizität höher. Diese Elastizität lässt sich durch den Imprägnierungsgrad steuern.

Im Rahmen der Erfindung spielt, wie gezeigt, die Imprägnierung des Holzes mit dem Latex, insbesondere eine vollständige Imprägnierung, eine bedeutsame Rolle. So bietet es sich an, aus dünnen Holzplatten Sperrholz oder Multiplexplatten oder dgl. herzustellen, Für manche Produkte sind auch Stäbe und Stangen sinnvoll. Solche Platten können auf konventionelle Art und Weise durch Zerspanen (Sägen, Drehen, Fräsen, Bohren, Schleifen usw.) bearbeitet werden. Aus Furnieren sind auch Formteile pressbar, die mit Holz allein nicht hergestellt werden können oder zumindest stabiler sind als Holz. Es können auch massive oder bereits fertiggestellte Holzwerkstoffe mit dem Kautschuk-Latex getränkt werden. Gelingt es, dass der Kautschuk-Latex den Holzwerkstoff durchdringt, dann stellen sich auch für massive Werkstoffe vorteilhafte neue Eigenschaften ein, insbesondere eine verbesserte Verrottungsresistenz. Die Elastizität erhöht sich und die Festigkeit gleichermaßen. Es hat sich herausgestellt, dass beim Imprägnieren, je nach Holzart, Eindringtiefen von mindestens 10 mm erreicht werden, wobei als grober Rahmen etwa 10 bis 40 mm angegeben werden könnte. Diese Eindringtiefen können auch überschritten werden, wenn Druck und/oder erhöhte Temperatur angewendet werden. Schließlich ist es möglich, sehr kleine Teile, z.B. Hoizspäne, erfindungsgemäß mit Kautschuk-Latex zu tränken. Durch das Eintrocknen des Kautschuk-Latex entsteht ein Holzkörper gemäß der Erfindung, in dem die Holzspäne fest eingebunden sind. Die Austrocknung kann in Formen erfolgen. Die ausgetrocknete Masse kann bearbeitet werden, um jeweils bestimmte Formen zu bekommen. Bei den Produktideen erfordern manche eine Verarbeitung auf diese Weise.

Je nach Geometrie des Holzkörpers kann die Festigkeit höher liegen als beim ursprünglichen Holzausgangsmaterial. Die Festigkeit des erfindungsgemäßen Holzkörpers beträgt mindestens diejenige des Ausgangsmaterials (d.h. des nicht behandelte Holzwerkstücks). Durch die Verbindung verschiedener Holzanteile durch den Kautschuk-Latex bzw. das Kautschukmaterial kann sich daraus eine wünschenswerte Verstärkung ergeben. Dies hängt von der Geometrie und den Beanspruchungseinrichtungen ab. Beschädigungen und Macken spielen bei dem erfindungsgemäßen Werkstoff keine relevante Rolle. Ein auftretender optischer Mangel wird durch die Verbes ^¬ serung verschiedener Eigenschaften, wie insbesondere der Verbesserung der Verrottungsresistenz und der Anhebung der Elastizität, aufgewogen. Nicht imprägniertes Holz unterliegt bei Beschädigung einer verstärkten Verrottung.

Überraschend ist es, dass der erfindungsgemäße Holzkörper, wenn er beispielsweise in Einrichtungen herangezogen wird, die einer starken Geräuschübertragung unterliegen, zu einer verminderten Geräuschübertragung führt.

Der erfindungsgemäße Holzkörper zeigt ferner den Vorteil, dass er bei seiner Verar ^¬ beitung zu Folgeprodukten die Anwendung neuer Fertigungsmethoden ermöglicht. So können beispielsweise Stangen aus dem Holzkörper aufgrund seiner elastischen Ei ^¬ genschaften besser verformt und eingepasst werden als massive Werkstücke gleicher Form. Dies ermöglicht neue Verarbeitungswege. Zu den besonderen Vorteilen des erfindungsgemäßen Holzkörpers ist zu erwähnen, dass er ökologisch ist. Er greift vorzugsweise auf nachwachsende Rohstoffe zurück und ist dadurch nachhaltig. Zudem lässt er sich ohne weiteres rezyklisieren. Seine längere Lebensdauer erhöht die Nachhaltigkeit gegenüber einem reinen Holzprodukt. Vorteilhaft ist es, dass der Energie- einsatz für einen Verbraucherzykius geringer als bei einem reinen Holzprodukt ist. Darüber hinaus bestehen die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Holzwerkstoffe in den deutlich geringen Unterhaltskosten. So müssen Holzfenster o- der Holzmaterialien von Booten regelmäßig gestrichen werden. Diese Kosten werden durch die Holzkörper deutlich vermindert, wobei die guten Eigenschaften des Holzes beibehalten werden.

Der erfindungsgemäße Holzkörper sieht weiterhin wie Holz aus, wenngleich er eine etwas glänzende Oberfläche aufweist. Jedoch ist die Haptik nicht mit der von normalem Holz identisch. Der Holzkörper springt beim Fallenlassen auf den Boden etwas zurück. Das Geräusch beim Auftreffen ist gedämpfter als bei massivem unbehandelten Holz. Dies geht auf die bereits angesprochene erhöhte Elastizität zurück. Liegt das Holzstück längere Zeit im Wasser oder in der Erde, treten keine Änderungen auf.

Anschließend wird die Erfindung anhand von Beispielen noch näher erläutert. Hierbei werden kleinere beschichtete Holzstücke hergestellt. So wurden Holzpiättchen einige Zeit in Kautschukmilch getränkt. Dann wurden die Holzpiättchen aus der Milch genommen, aufeinander geschichtet und mit einem Schraubstock gepresst. Unter Erhitzen des gepressten Blockes wurde das Latexwasser ausgetrocknet. Einzelheiten sind den nachfolgenden Beispielen zu entnehmen.

Beispiel 1

Es wurden Holzfurniereinlagen (10 cm x 5 cm x 1 mm) bei Raumtemperatur (20 °C) mit natürlicher Kautschukmilch (handelsüblich; Herkunft: Indien; Wasseranteil 40 Gew.-%) während einer Zeitdauer von 1 h getränkt Danach wurden hiervon 15 Platten bei Raumtemperatur (20°C) zusammengepresst. Anschließend wurde der Presskörper in einem Heizofen mit heißer Luft einer Temperatur von 170°C erwärmt. Hierdurch entstanden kompaktere Blöcke (10 cm x 5 cm x 2 cm). Bei dem Verpressen bei der genannten hohen Temperatur wurde das Wasser, dass mit der natürlichen Kautschukmilch durch Imprägnieren in das Holz eingebracht wurde, ausgetrieben. In entsprechender Weise wurden dünnere Plattenwerkstücke (z.B. 8 mm dick) hergestellt. Mit diesen Werkstücken wurden folgende Tests durchgeführt: Sie wurden mit üblichen Werkzeugen gehobelt, gesägt oder geschliffen. Es waren keine Beeinträchtigungen im Vergleich zu normalem Holz festzustellen. Die Werkstücke wurden in Hirnrichtung (Pressrichtung, also in Längsrichtung) in einem Schraubstock gepresst. Der neue Werkstoff war wesentlich stabiler als normales Schichtholz. Es ist sehr viel mehr Kraft notwendig, um das Werkstück aufzuborsten bzw. zum Brechen zu bringen.

Über acht Wochen wurden zwei Werkstücke sowie ein konventionelles Schichtholz in der Erde vergraben. Das konventionelle Holz war danach verquollen und bröselig. Das Werkstück gemäß der Erfindung wies keine sichtbaren Veränderungen auf. Dies zeigt eine bedeutsame Verrottungsresistenz. Zudem wurde das neue Werkstück in farbigen Lebensmitteln bzw. Genussmitteln getestet, so in Tomatensoße und Rotwein. Der Werkstoff nahm praktisch keine Farbe auf, was für das konventionelle Vergleichsmaterial nicht galt.

Beispiel 2

Es wurden hier entsprechend dem Vorgehen nach Beispiel 1 dünne Furnierholzstreifen in Kautschukmilch getränkt. Noch im nassen Zustand wurden diese Furnierholzstreifen aufgerollt und dann erst in gerolltem Zustand im Ofen mit Heißluft bei 170°C getrocknet. Das getrocknete und in gerollter Form vorliegende Werkstoffstück war elastisch. Es wurde eine Krafteinwirkung vorgenommen. Nach deren Beendigung stellte sich die Ursprungsform wieder ein. Dies war auch dann der Fall, wenn die Krafteinwirkung wiederholt erfolgte,

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