[0001] Die Erfindung betrifft ein Holzschutzmittel mit einer Viskosität von ≤ (kleiner gleich)
etwa 55 mm
2/s bei 25 °C und einem Schmelzpunkt von ≤ (kleiner gleich) etwa 25 °C, umfassend einen
oder mehrere Fettsäureester der allgemeinen Formel
R
1-C(O)-O-R
2
wobei der Rest R
1 ein einfach ungesättigter Alkylrest mit 12 bis 20 C-Atomen ist, der Rest R
2 ein substituierter oder unsubstituierter, gesättigter oder ungesättigter, linearer
oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen ist.
[0002] Rohes Holz, insbesondere aus nicht tropischen Anbaugebieten, wird mit Holzschutzmitteln
behandelt, um es vor Faulen und Verrotten, beispielsweise durch Pilze und Bakterien
aus der Luft oder dem Wasser, sowie vor Zersetzung und Verfärbung durch Wasser und
Sonnenlicht zu schützen.
[0003] Um dieses Ziel zu erreichen, wird das Holz herkömmlicherweise entweder mit einem
Lackfilm, der bisher immer aus umweltschädlichen Lösungsmitteln aufgebracht wird,
oder alternativ mit wachsartigen Substanzen behandelt, die an der Holzoberfläche gebildet
oder abgelagert werden. Beide Behandlungsverfahren sollen Wasser und andere Schadsubstanzen
davon abhalten, in das Holzgefüge einzudringen.
[0004] Der größte Nachteil bei der Verwendung dieser Mittel ist es, dass durch Mikrobewegungen
des Holzes unter Temperatur und Feuchteeinfluss die aufgebrachten Lackfilme reißen
und dann die schützende Wirkung nicht mehr ausüben können. Die Verwendung von Wachsen
hat den Nachteil, dass diese an der Oberfläche des Holzes verbleiben und das Bilden
von Mikro- und Makrorissen nicht verhindern. Dadurch kann sowohl Wasser in das Holz
eindringen als auch das Sonnenlicht das Holz schädigen.
[0005] Um trotzdem eine Schutzwirkung auch in tieferen Holzschichten zu erreichen, werden
Hölzer daher oft unter Druck imprägniert und mit im allgemeinen für den menschlichen
Organismus toxischen Salzverbindungen behandelt. In jüngster Vergangenheit ist bekannt
geworden, dass Kinderspielplatzanlagen aus solchen Hölzern hergestellt wurden und
Kinder durch intensiven Kontakt mit solchen Hölzern erkrankt sind.
[0006] Auch die Behandlung von Hölzern mit Ölen, wie Glycerinestern (Fette und fette Öle),
unter Druck ist bekannt. Der Nachteil einer solchen Behandlung besteht darin, dass
die Öle aufgrund der sperrigen Natur des Triglyzerids nicht in Holz löslich sind und
nach einiger Zeit wieder an die Oberfläche des Holzes migrieren.
[0007] Im Jahrbuch für den Praktiker 2004, Seiten 110 - 113, Verlag für Chemische Industrie,
Augsburg, wurde vorgeschlagen, Öle mit einer hohen Anzahl an Doppelbindungen, wie
Leinöl, zur Holzbehandlung zu verwenden. Aufgrund der hohen Anzahl an kumulierten
Doppelbindungen verharzen diese Öle, was sich durch einen Viskositätsanstieg bemerkbar
macht. Somit bilden diese Öle sozusagen einen "Lackfilm im Innern des Holzes". Der
Nachteil der Verwendung solcher Öle ist, dass die Vernetzung solcher hochungesättigter
Öle bereits an der Holzoberfläche stattfindet und damit die Viskosität der Öle so
stark ansteigt, dass diese nicht in das Holzinnere vordringen können. Damit wird kein
wirksamer Schutz des Holzes erreicht.
[0008] Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein Holzschutzmittel zur Verfügung
zu stellen, das keine umweltschädlichen Verbindungen enthält und dennoch tief in das
Holz eindringen kann.
[0009] Die Lösung der Aufgabe ist ein Holzschutzmittel mit einer Viskosität von ≤ (kleiner
gleich) etwa 55 mm
2/s bei 25 °C und einem Schmelzpunkt von ≤ (kleiner gleich) etwa 25 °C, umfassend einen
oder mehrere Fettsäureester der allgemeinen Formel
R
1-C(O)-O-R
2
wobei der Rest R
1 ein einfach ungesättigter Alkylrest mit 12 bis 20 C-Atomen ist, der Rest R
2 ein substituierter oder unsubstituierter, gesättigter oder ungesättigter, linearer
oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen ist.
[0010] Bevorzugt ist die Viskosität des Holzschutzmittels ≤ 55 mm
2/s bis 1 mm
2/s bei 25 °C. Der Schmelzpunkt des Holzschutzmittels ist bevorzugt etwa 25 bis etwa
- 50 °C, bevorzugter etwa 25 bis etwa - 30 °C, insbesondere etwa 22 bis etwa - 30
°C, besonders etwa 20 bis etwa - 5 °C. Das Holzschutzmittel ist somit niedrig viskos
und kann daher tief in das Holz eindringen. Das Holzschutzmittel verharzt auch nicht
an der Holzoberfläche und weist eine gute Löslichkeit im Holz auf.
[0011] Bevorzugt enthält das Holzschutzmittel wenigstens etwa 50 Gew.-%, bevorzugter etwa
70 bis etwa 100 Gew.-%, insbesondere etwa 90 bis etwa 99% Gew.-%, besonders bevorzugt
etwa 92 bis etwa 99% Gew.-% Fettsäureester. Das Holzschutzmittel kann auch ausschließlich
aus einem oder mehreren der Fettsäureester bestehen.
[0012] In den Fettsäureestern ist der Rest R
1 bevorzugt ein Alkylrest mit 16 bis 19 C-Atomen, insbesondere ein C
17H
33 Rest, wobei die ungesättigte Bindung bevorzugt zwischen dem 8. und 9. C-Atom liegt
und bevorzugt eine cis-Anordnung hat, wobei der Gehalt an Ölsäure mindestens 90% beträgt.
Der Molekülteil R
1-C(O)-O stammt somit bevorzugt von Ölsäure ab. Der Rest R
2 ist bevorzugt ein Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen, insbesondere ein Methyl-, Ethyl-,
Propyl-, Butyl-, Lauryl- oder Oleylrest, insbesondere ein Methyl- und/oder Oleylrest.
[0013] Wenn das Holzschutzmittel mehrere Fettsäureester umfasst, ist es bevorzugt, dass
wenigstens zwei, bevorzugter zwei bis vier und insbesondere zwei Fettsäureester enthalten
sind.
[0014] Wenn das Holzschutzmittel mehrere Verbindungen der Formel (I) enthält, dann kann
der Rest R
2 auch verschieden sein, wie aus einer Kombination von niedermolekularen Alkoholen,
wobei der Rest R
2 dann bevorzugt ein Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Butylrest ist, und höhermolekularen
Alkoholen, wobei der Rest R
2 dann bevorzugt ein Lauryl- oder Oleylrest ist, aber auch aus synthetischen, verzweigten
oder linearen bzw. entsprechenden nativen Alkoholen. Die Alkohole können dementsprechend
auch multifunktionell sein.
[0015] Wenn mehrere Fettsäureester im Holzschutzmittel enthalten sind, ist es besonders
bevorzugt, dass die Reste R
1 in den Fettsäureestern C
17H
33 Reste sind, wobei die ungesättigte Bindung bevorzugt zwischen dem 8. und 9. C-Atom
liegt und bevorzugt eine cis-Anordnung hat, und die Reste R
2 in den Fettsäureestern unterschiedlich lange Alkylreste sind. Insbesondere bevorzugt
umfasst das Holzschutzmittel Methyl- und Oleyloleat.
[0016] In dem Holzschutzmittel können somit erfindungsgemäß verschiedene Fettsäureester
enthalten sein, die bevorzugt von der gleichen Fettsäure stammen, d.h. der Rest R
1 ist gleich, sich jedoch im Alkoholrest, d.h. im Rest R
2 unterscheiden. Beispielsweise also solche, in denen der Molekülteil von R
1-C(O)-O von einer mono-ungesättigten Fettsäure und der Rest R
2 von synthetischen und/oder natürlichen Fettalkoholen stammt. Insbesondere sind solche
Holzschutzmittel vorteilhaft, die ein Fettsäureestergemisch mit sowohl einem niedrigmolekularen
Rest R
2, wie einen Methyl-, Ethyl- Propyl- und/oder Butylrest, als auch einem höhermolekularen
Rest R
2, wie einem Lauryl- oder Oleylrest enthalten. Dadurch wird einerseits eine gewünschte
Schmierwirkung der Holzsegmente untereinander, eine niedrige Viskosität sowie eine
entsprechende Hydrophobie erreicht. Alle Eigenschaften zusammen verhindern das Eindringen
von Wasser in das Holz und bewirken damit den gewünschten Holzschutz.
[0017] Wenn das Holzschutzmittel zwei Fettsäureester umfasst, ist das Gewichtsverhältnis
der Fettsäureester zueinander bevorzugt etwa 0,5:1 bis etwa 2:1. Insbesondere, wenn
der Rest R
1 in den beiden Fettsäureestern gleich, bevorzugt ein C
17H
33 Rest ist, wobei die ungesättigte Bindung bevorzugt zwischen dem 8. und 9. C-Atom
liegt und bevorzugt eine cis-Anordnung hat, und die Reste R
2 jeweils ausgewählt sind aus Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Butylrest für den ersten
Fettsäureester und oder Lauryl- oder Oleylrest für den zweiten Fettsäureester, insbesondere
ein Methyl- oder Ethyloleat und ein Oleyloleat, dann ist das Gewichtsverhältnis von
dem ersten Fettsäureester mit dem kürzeren Alkylrest R
1 zu dem zweiten Fettsäureester mit dem langkettigen Alkylrest R
2 bevorzugt etwa 2:1 bis etwa 0,5:1.
[0018] In dem Holzschutzmittel können zusätzliche, im Holzschutzmittel lösliche Hilfsstoffe
anwesend sein, wie konventionelle Lichtschutzmittel, Fungizide, wasserabstossende
Verbindungen, wie fluorierte Verbindungen, Bakteriostatika, und Farbstoffe sowie Pigmente
bzw. organische Farbstoffe.
[0019] In einer besonderen Ausführungsform des Holzschutzmittels werden dem erfindungsgemäßen
Holzschutzmittel aus natürlichen Harzen gewonnene Extrakte zugegeben. Diese Zugabe
ist möglich durch die Polarität und damit des Lösungsvermögens des beanspruchten Esteröls
Bestandteile solcher Extrakte können, z.B. 1-8 Cineol, Limonen, Linacol, p-Menthen-3-ol,
alpha-Pinen, alpha-Terpinenol, Furanodien, delta-Elemen, Nerodiiol, alpha.Amyrin,
Cadiol, Bowellic acid und andere fungizid und bakterizid wirkende Komponenten dieser
Naturextrakte sein. Es ist auch möglich, einzelne oder mehrere der vorstehenden Komponenten
in isolierter Form zu verwenden.
[0020] Die Holzschutzmittel haben den Vorteil, aufgrund ihrer Polarität und weil diese weder
vemetzen noch verharzen, tief in das Holzgefüge einzudringen und dadurch den eingangs
beschriebenen Effekt hervorrufen. Die Polarität des Holzschutzmittels ist durch die
asymmetrisch in der Kohlenwasserstoffkette angeordnete Estergruppe bedingt. Damit
ergibt sich eine Polarität des Gesamtmoleküls und bedingt sein Lösevermögen.
[0021] Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Holzschutzmittels besteht darin, dass
dieses mit einfachen Verfahren, wie Pinsel und Rolle oder Spritze (und nicht in Druckgefässen,
obwohl das grundsätzlich auch möglich wäre) einfach auf das Holz aufgebracht werden
und dann für einen effektiven Holzschutz sorgen. Die Holzschutzmittel sind außerordentlich
umweltverträglich, da diese keine Lösungsmittel enthalten und biologisch abbaubar
sind.
[0022] Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Schützen von Holz,
wobei das erfindungsgemäße Holzschutzmittel auf das Holz nach verschiedenen bekannten
Methoden aufgetragen wird.
[0023] Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines oder mehrerer
Fettsäureester der allgemeinen Formel
R
1-C(O)-O-R
2
wobei der Rest R
1 ein einfach ungesättigter, substituierter oder unsubstituierter, linearer oder verzweigter
Alkylrest mit 12 bis 20 C-Atomen ist, der Rest R
2 ein substituierter oder unsubstituierter, gesättigter oder ungesättigter, linearer
oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen ist, mit einer Viskosität von ≤ (kleiner
gleich) 55 mm2/s bei 25 °C und einem Schmelzpunkt von ≤ (kleiner gleich) 25 °C als
Holzschutzmittel. Die ein oder mehreren Fettsäureester sind wie vorstehend in Bezug
auf das Holzschutzmittel beschrieben.
[0024] Die Erfindung wird nunmehr an Hand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel 1
[0025] Ein Holzschutzmittel für Außenanwendungen wurde nach folgender Rezeptur bereitet:
47,0 % |
Methyloleat |
47,0 % |
Oleyloleat |
0,5 % |
Lichtschutzmittel2.Hydroxy-4-methoxy-benzophenon; Uvinul 3040, BASF AG) |
2,0 % |
Limonen (Zitrusterpen, p-Mentha-1,8-dien) |
3,5 % |
Pigment (braun) |
[0026] Die Viskosität der Formulierung betrug 18 mm
2/s bei 25 °C.
Beispiel 2
[0027] Ein Holzschutzmittel für helle Hölzer wurde nach folgender Rezeptur bereitet:
55 % |
Methyloleat |
37 % |
Oleyloleat |
8,0 % |
ethanolischer Harzextrakt (Rivadol) |
[0028] Die Viskosität der Formulierung betrug 15 mm
2/s bei 25 °C.
[0029] Der Harzextrakt aus Burseraceen, Rutaceen und Lamiaceen enthält nach Herstellerangaben
die folgenden Komponenten:
4216 mg/l |
1,8-Cineol |
1310 mg/l |
Limonen |
42 mg/l |
Linaoöl |
4125 mg/l |
p-Mentheneöl |
239 mg/l |
alpha-Pinen |
473 mg/l |
alpha-Terpineol |
1250 mg/l |
Furanodien |
650 mg/l |
delta-Elemen |
599 mg/l |
Nerolidol |
5046 mg/l |
alpha-Amyrin |
539 mg/l |
Cadinol |
1620 mg/l |
Boswellsäure |
1242 mg/l |
11-Keto-Boswellsäure |
Beispiel 3
[0030] Ein Holzschutzmittel für Innenräume wurde nach folgender Rezeptur bereitet:
34,0 % |
Ethyloleat |
66,0 % |
Oleyloleat |
[0031] Die Viskosität der Formulierung betrug 35 mm
2/s bei 25 °C.
1. Mittel mit einer Viskosität von ≤ (kleiner gleich) etwa 55 mm2/s bei 25 °C und einem Schmelzpunkt von ≤ (kleiner gleich) etwa 25 °C, umfassend einen
oder mehrere Fettsäureester der allgemeinen Formel (III)
R1-C(O)-O-R2 (III)
wobei der Rest R1 ein einfach ungesättigter, substituierter oder unsubstituierter, linearer oder verzweigter
Alkylrest mit 12 bis 20 C-Atomen ist, und
der Rest R2 ein substituierter oder unsubstituierter, gesättigter oder ungesättigter, linearer
oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen ist.
2. Mittel mit einer Viskosität von ≤ 55 mm2/s bei 25 °C und einem Schmelzpunkt von ≤ 25 °C, umfassend wenigstens zwei Fettsäureester
der allgemeinen Formeln (I) und (II)
R1-C(O)-O-R2 (I)
R1-C(O)-O-R3 (II)
wobei der Rest R1 ein C17H33-Rest ist, in welchem die ungesättigte Bindung
zwischen dem 8. und 9. C-Atom liegt und eine cis-Anordnung hat, der Rest R2 ein Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Butylrest ist, und der Rest R3 ein Lauryl- oder Oleylrest ist.
3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Viskosität ≤ 55 mm2/s bis 1 mm2/s bei 25 °C ist.
4. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schmelzpunkt bevorzugt
≤ 22 bis -30 °C beträgt.
5. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenigstens etwa 50 Gew.-% Fettsäureester
anwesend ist.
6. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zwei Fettsäureester anwesend sind.
7. Mittel nach Anspruch 6, wobei Methyl- oder Ethyloleat und Oleyloleat anwesend sind.
8. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zusätzliche, im Holzschutzmittel lösliche
Hilfsstoffe anwesend sind.
9. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zusätzlich Mikrobiozide und/oder Lichtschutzmittel
anwesend sind.
10. Verwendung des Mittels nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Behandlung von Holz.