CH415017A - Verfahren zur Stabilisierung von Holz gegen Verfärbung durch Einwirkung von Sonnenlicht bzw. ultraviolette Strahlen - Google Patents

Description

      Verfahren        zur        Stabilisierung    von     Holz    gegen Verfärbung durch     Einwirkung    von     Sonnenlicht     bzw.

   ultraviolette     Strahlen       Bei der Verwendung von Hölzern im Möbelbau,  für     Wandtäfelungen,        Parkettböden    und andere  Zwecke, wo es auf Erzielung und Erhaltung     einer          gleichbleibenden,    Holzfärbung ankommt, ist es eine  unangenehme Erscheinung, dass die meisten     Holzar-          ten    unter der Einwirkung von Sonnenlicht und son  stigen     ultravioletten    Strahlen zum Teil erheblich ver  färbt werden.

   Dies wirkt sich besonders     nachteilig,     zum Beispiel bei     Pterocarpus-Arten,    wie dem afrika  nischen,     insbesondere    dem     rhodesischen    Teakholz  und     verwandten    Holzarten aus, welche eine beträcht  liche Rotfärbung annehmen.     Infolgedessen    bleibt bei       Einwirkung    von Sonnenbestrahlung bzw. ultraviolet  tem Licht die begehrte Naturfarbe nicht erhalten, und  auch die Erzielung einer dauerhaften     andersartigen     Färbung durch Beizen und dgl. bereitet in vielen Fäl  len Schwierigkeiten. Hierdurch ist praktisch die Ver  wendbarkeit solcher Holzarten, die andererseits z. B.

    wegen ihrer Härte, Maserung usw. sehr begehrt sind,  stark beeinträchtigt.  



  Man hat versucht, die Verfärbung zu     verhindern,     indem man die Hölzer mit einem Schutzlack überzog,       der    eine das ultraviolette Licht absorbierende und  lichtbeständige Substanz,     einen    sogenannten UV-Ab  sorber, enthielt. Diese Methode ist jedoch nur be  schränkt anwendbar, da ein Lacküberzug für viele  Verwendungszwecke nicht vorteilhaft ist. Vor allem  hat sich erwiesen, dass mit einem Lacküberzug keine       ausreichende    Schutzwirkung erzielt     wird.    Das direkte  Auftragen eines     UV-Absorbers    auf .das     Holz    war  praktisch wirkungslos.  



  Gegenstand der Erfindung ist ein     Verfahren    zur  Stabilisierung von Holz gegen die     verfärbende    Wir  kung des Sonnenlichts bzw. der ultravioletten Strah  len, bei dem     UV-Absorber    nach     einer    bestimmten       Vorbehandlung    des     Holzes    angewendet werden.

      Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass  das Holz zunächst mit einer wässerigen alkalischen  Lösung und dann, gegebenenfalls, nach kurzer  Waschung mit Wasser, mit Säure behandelt     wird,     worauf     eine    Imprägnierung mit einer Lösung     eines          UV-Absorbers,    d. h. mit einer das ultraviolette Licht  absorbierenden und     lichtbeständigen    Substanz bzw.  einem Farbstoff     erfolgt.     



  Für die alkalische Behandlung sind     Lösungen    von       Hydroxyden    der     Alkalimetalle    am wirksamsten. Bei  Lösungen von     Calcium-    oder     Barium-Hydroxyd    oder  Ammoniak ist der     Stabilisierungs-Effekt    etwas gerin  ger. Die Lauge kann vorteilhaft bis zu einer oberen       Konzentration        von    8     bis        10        %        angewendet        werden.     Die untere Konzentrationsgrenze ist wenig kritisch.

         Auch        mit        einer        0.5        %-igen        Lauge        werden        noch        be-          friedigende    Resultate erzielt. Es     ist    mit Vorteil er  wärmte Lauge anzuwenden. Bei siedender Lauge be  trägt die Behandlungsdauer im allgemeinen etwa 10  Minuten, sie kann jedoch auf 20 bis 30 Minuten aus  gedehnt     werden,    wodurch die     Eindringungstiefe    des  Stabilisators bei der späteren Imprägnierung um etwa  1 mm erhöht     werden    kann.

   Es ist von Vorteil, der  Lauge     eine    oberflächenaktive     Substanz    zuzusetzen..  



  Nach der     Laugenbehandlung,    bei der sich das  Holz verfärbt,     wird    kurz mit Wasser gewaschen. Bei  der     anschliessenden    Säurebehandlung stellt sich die  ursprüngliche Färbung des     Holzes    wieder     ein.     



  Zur Säurebehandlung, die unmittelbar nach der       Laugenbehandlung    bzw. nach dem Waschen erfolgen  soll, können Mineralsäuren, vorzugsweise     Salzsäure     oder organische Säuren, wie Essigsäure, verwendet       werden,.    Es kann sowohl konzentrierte als auch ver  dünnte, z. B.     2-normale    oder     0,2-normale    Mineral  säure verwendet werden. Zu bevorzugen ist eine  2     n-HCl-Lösung.    Die Behandlungsdauer beträgt bei      Raumtemperatur 10 bis 15 Minuten. Eine     längere     Behandlung brachte keine Verbesserungen.  



  Als letzte Behandlungsstufe folgt die Imprägnie  rung mit     einer    Lösung     einer    Substanz, welche das  UV-Licht absorbiert und     lichtbeständig    ist. Das  Lösungsmittel richtet sich nach der Natur dieser Sub  stanz; sehr geeignet sind niedere     aliphatische    Alko  hole wie Methanol und Äthanol. Grundsätzlich sind  alle als UV-Absorber bekannten und wirksamen  Substanzen verwendbar. Aufzählungen von     UV-Ab-          sorbern    sind z.

   B. aus folgenden Literaturstellen zu  entnehmen:  F.     Kirchhof,     Gummi und Asbest , 1958, 614  M.     Giesen,          Fette-Seifen-Anstrichmittel      61,  S. 1245-1251 (1959).  



  H.     Gysling    und H. J. Heller      Kunststoffe ,        Bd.     51, Heft 1, Seite 13 (1961).  



  Es kann auch anstelle eines UV-Absorbers ein  lichtechter Farbstoff verwendet werden.  



  Die Imprägnierung muss     nicht    unmittelbar nach  der Säurebehandlung, jedoch     innerhalb    des darauf  folgenden Zeitraums von 6 bis 8 Stunden vorgenom  men werden. Die besten Erfolge werden erzielt, wenn  das     Holz    noch etwas feucht ist. Im allgemeinen     wird          eine        etwa        10        %-ige,        z.        B.        alkoholische        Lösung        von     Siedetemperatur angewendet.

   Die     Imprägnierungs-          dauer    beträgt 10 bis 15 Minuten. Die stabilisierende  Wirkung wird erhöht, wenn man der     Imprägnie-          rungslösung        eine        antioxydative    Substanz     zusetzt.     



  Bevor das     Holz    in der ersten Behandlungsstufe     in;     die     alkalische    Lösung gebracht wird,     kann    es durch       eine        Vakuumbehandlung    entgast werden. Auch     eine     vorherige     Quellung    in Wasser, dem oberflächenak  tive Stoffe zugefügt sind, erhöht die     Eindringtiefe    des       Stabilisators.    Man kann auch in     einzelnen    oder allen  Behandlungsstufen mit     abwechselnder    Vakuum-     und     Druckanwendung, z.

   B. nach     einem    aus der     Holzim-          prägniertechnik    bekannten     Kesseldruckverfahren,     arbeiten.  



  Für die     anschliessenden    Beispiele wurde als       Holzprobe    das gegen Verfärbung besonders empfind  liche     rhodesische        Teakholz    verwendet.  



  <I>Beispiel 1</I>  Proben aus     rhodesischem    Teakholz wurden zu  nächst durch eine Vakuumbehandlung entgast und       hiernach        in        4-%ige        wässrige        NaOH-Lösung,        der        ca.     3     %        einer        oberflächenaktiven        Substanz        (Tergitol        XD)     zugesetzt war, eingelegt.

   Während der     zehnminutigen     Behandlungsdauer wurde die Lauge am Sieden gehal  ten.     Anschliessend    wurden die stark verfärbten Pro  ben kurz mit Wasser abgewaschen,     dann    in     wässirge     2     n-HCl-Lösung    von     Raumtemperatur    gebracht und       während        .etwa    10 Minuten darin gelassen, wobei sie  sich wieder entfärbten. Hiernach wurden die     Proben     mit Wasser abgewaschen und an der Luft getrocknet.

    Die     Imprägnierung        als    letzte     Behandlungsstufe    er  folgte während 10 Minuten     in:        einer    78  C warmen       10        %igen        Lösung        von        2-Hydroxy-4-methoxy-benzo-          phenon,    die etwa 5 0/0 2,2 Methylen-bis-(4-Methyl-         (tert.Butylphenol)    als     Antioxydans    enthielt. Die  Temperatur betrug 78  C.  



  <I>Beispiel 2</I>  Die     Vorbehandlung    wurde wie     in    Beispiel 1       durchgeführt.    Die Imprägnierung erfolgte während       10        Minuten        in        einer        10        %igen        äthanolischen        Lösung     von     Phenylsalicylat,    die     ausserdem    5 0l0     2,2'-Methy-          len-bis-{4-Methyl-(tert.        Butyl-Phenol)

      als     Antioxy-          dans        enthielt.    Die Temperatur betrug 78  C.    <I>Beispiel 3</I>  Die     Vorbehandlung    wurde wie in Beispiel 1       durchgeführt.    Die Imprägnierung erfolgte     während     10 Minuten in einer 10     o/oigen        äthanolischen    Lösung  von     2(2-hydroxy        5'-methyl-phenyl)Benztriazol        (Tinu-          vin    P von     Geigy),    die etwa 5 0/0     2,

  6-di-tert.        Butyl-pa-          ra-Kresol    als     Antioxydans    enthielt. Die Temperatur  betrug<B>78'</B> C.  



  <I>Beispiel 4</I>  Die     Vorbehandlung    wurde wie in Beispiel 1  durchgeführt. Die Imprägnierung erfolgte in einer  5     0higen        äthanolischen    Lösung von     Benzalaceton,    die       ausserdem    3     %        des        Azo-Farbstoffes        Sudanorange        G     enthielt. Die Temperatur betrug 78  C.  



  Zur Feststellung der     Lichtbeständigkeit    der nach  den Beispielen     stabilisierten    Holzproben wurden fol  gende Prüfungen     durchgeführt:     1. Die stabilisierten und nicht     stabilisierte    Holz  proben wurden 400 Stunden im     Fade-O-meter    be  lichtet. Die stabilisierten     Probens    blieben praktisch  unverändert, während die nicht stabilisierten Proben  eine starke Rotfärbung aufwiesen.  



  2. Die stabilisierten und nicht     stabilisierte    Proben  wurden 24 Stunden lang mit einer Quarzlampe der       Firma        Quarzlampen-Gesellschaft        mbH.,    Hanau, be  strahlt. Die     stabilisierten    Proben zeigten     keine     Veränderung, während die     nicht        stabilisierten    Proben  eine rotbraune Färbung annahmen.  



  3. Die stabilisierten und nicht     stabilisierte    Holz  proben wurden 48 Stunden     lang,der    Sonnenbestrah  lung     ausgesetzt.    Die     stabilisierten    Proben zeigten  keine     Veränderung,    dagegen nahmen die nicht stabi  lisierten Proben eine     rotbraune    Färbung an.  



       Ferner    konnte festgestellt werden, dass die Härte  des Holzes durch das     Verfahren        praktisch    nicht be  einträchtigt wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Stabilisierung von Holz gegen Verfärbung durch Einwirkung von Sonnenlicht bzw. ultravioletten Strahlen, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz zunächst mit einer wässrigen alkalischen Lösung, dann mit Säure behandelt wird, worauf eine Imprägnierung mit einer Lösung einer das ultravio lette Licht absorbierenden und lichtbeständigen Sub stanz bzw. einem Farbstoff erfolgt. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Holz nach der alkalischen und nach der Säure-Behandlung kurz mit Wasser gewa schen wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zur alkalischen Behandlung eine wässrige Lösung von Hydroxyden der Alkalimetalle in einer Konzentration von höchstens 8 bis 10%, vorzugsweise etwa 4 %, angewendet wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch oder Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der alkali- schen Lösung eine oberflächenaktive Substanz Zuge setzt ist. 4. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die alkalische Behandlung in siedender Lösung 10 bis 30 Minuten lang erfolgt. 5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Säurebehandlung konzen trierte oder verdünnte, vorzugsweise etwa 2-normale Salzsäure verwendet wird. 6. Verfahren mach Patentanspruch oder Unteran spruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Säurebe handlung während 10 bis 15 Minuten bei Raumtem peratur erfolgt.

   7. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ger kennzeichnet, dass zur Imprägnierung eine etwa 10 o/oige Lösung eines UV-Absorbers in: einem niede ren aliphatischen Alkohol wie Methanol oder Ätha- nol verwendet wird. B.

   Verfahren nach Patentanspruch oder Unteran spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Impräg- nierung bei Temperaturen von 50 bis 78 C während einer Dauer von 10 bis 15 Minuten erfolgt. 9. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteran spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Impräg nierlösung ein Antioxydans zugesetzt ist. 10. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Imprägnierlösung ein licht echter Farbstoff zugesetzt ist. 11.

   Verfahren nach Patentanspruch, ,dadurch ge- kennzeichnet, dass das Holz vor der ersten Behand- lungsstufe entgast wird. 12. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass bei einzelnen oder allen Behand- lungstufen mit abwechselnder Vakuum- und Druck anwendung gearbeitet wird.