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Wäßriges Mittel für die Holzbehandlung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein wäßriges Mittel für die Holzbehandlung
auf der Basis organischer Pigmentfarbstoffe, durch das Holz gleichmäßig und tief
gefärbt wird.
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Es sind Holzschutz- und Imprägniermittel auf der Grundlage fixierender
anorganischer Salze und einem Chelat an Hochpolymeren bekannt, die eine elektrolytbeständige
Kunststoffdispersion und einen organischen Pigmentfarbstoff bzw. ein Pigmentfarbstoffgemisch
enthalten (DT-AS 16 42 171). Das bekannte Mittel hat den Nachteil, daß die Absetzgeschwindigkeit
der Pigmente und der sich im Laufe der Zeit bildenden Pigmentzusammenballungen so
hoch ist, daß vor jeder Imprägnierung, teilweise sogar während der Imprägnierung,
intensiv gerührt oder umgepumpt werden muß. Ungleiche Absetzgeschwindigkeiten der
einzelnen Pigmente führen in diesem nicht sehr homogenen System zu ungleichen Anfärbungen.
Darüberhinaus kommt es, wegen des dem Imprägniervorgang überlagerten Absetzens der
Pigmente, zu abweichenden Färbungen der Ober- und Unterseite des behandelten Holzes,
die sich in einer Überfärbung der Oberseite bei schwacher Anfärbung der Unterseite
äußern.
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Die im Mittel enthaltene Kunststoffdispersion führt infolge ihrer
irreversiblen Wassermischbarkeit zu Schäden und Störungen an den Imprägnieranlagen
und den peripheren Geräten. Einzelne Teile der Anlagen, die nicht gereinigt werden
können, z.B. Rohre, werden im Laufe der Zeit durch stete Ablagerungen und Filmbildung
der Dispersion unbrauchbar. Ventile, Meßuhren und Meßwertaufnehmer werden in ihrer
Funktion durch die Filmbildung der Dispersion gestört.
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Es wurde nun gefunden, daß ein wäßriges Mittel für die Holzbehandlung
auf der Basis organischer Pigmentfarbstoffe diese Nachteile nicht hat, wenn es einen
feinverteilten Pigmentfarbstoff bzw. ein Pigmentfarbstoffgemisch, eine mit Wasser
ganz oder teilweise mischbare organische Flüssigkeit und ein Additionsprodukt von
Alkylenoxid an eine organische Hydroxyverbindung enthält.
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Unter Holzbehandlung ist der llolzschutz beispielsweise gegen holzzerstörende
Insekten, gegen holzzerstörende Pilze, Moderfäule-und Schimmelpilze, oder die Holzimprägnierung
oder die Holzfärbung zu verstehen.
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Organische Pigmentfarbstoffe sind wasserunlösliche organische Farbstoffe,
vorzugsweise vom Typ der Monoazo- und der Phthalocyaninmetallkomplexpigmentfarbstoffe.
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Mit Wasser ganz oder teilweise mischbare organische Flüssigkeiten
sind beispielsweise Ketone, z.B. Cyclohexanon, Methylcyclohexanon, Dimethylcyclohexanon
und Isophoron, Glykolderivate, z.B. Derivate von Äthylenglykol, Propylenglykol oder
Butylenglykol, beispielsweise Glykoläther (Xthylenglykolmonomethyläther, Xthylenglykoldimethyläther
oder Xthylenglykolmonobutyläther),oder Glykolätherester (Xthylenglykolmonomethylätheracetat,
Äthylenglykolmonoäthylätheracetat oder Athylenglykolmonobutylätheracetat).
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Additionsprodukte von Alkylenoxiden an organische Hydroxyverbindungen
sind bekannte Netzmittel. Solche Stoffe sind beispielsweise Additionsprodukte von
Xthylenoxid oder Propylenoxid oder deren Mischung an organische Hydroxyverbindungen,
beispielsweise Alkylphenole, Fettsäuren und Fettalkohole und deren Mischungen.
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Die erfindungsgemäßen Mittel können die verschiedenen Bestandteile
in wechselnden Mengen enthalten, beispielsweise jeweils bezogen auf das wäßrige
Mittel 0,1 bis 1 % (Gewichtsprozent) an organischem Pigmentfarbstoff, 0,05 bis 0,5
% an organischer Flüssigkeit und 0,1 bis 1 % an Additionsprodukt von Alkylenoxid
an eine organische Hydroxyverbindung. Vorzugsweise enthalten die Mittel 0,25 bis
0,5 % an organischem Pigmentfarbstoff, 0,1 bis 0,3 % an organischer Flüssigkeit
und 0,25 bis 0,5 % an Additionsprodukt von Alkylenoxid an eine organische Hydroxyverbindung.
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Der organische Pigment farbstoff liegt im erfindungsgemäßen Mittel
in feinverteilter Form vor, beispielsweise haben 95 % (Gewichtsprozent
)
des organischen Pigmentfarbstoffs eine Korngröße kleiner als 1 /um, 50 % eine Korngröße
kleiner als 0,1 /umO Die erfindungsgemäßen Mittel können zusätzlich ein wasserlösliches
nichtionisches Polymeres enthalten. Solche Verbindungen sind beispielsweise Polyvinyläther,
Cellulosederivate oder Polysaccharide.
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Der Gehalt des Mittels an diesen Polymeren kann schwanken, beispielsweise
kann es 0,1 bis 1 % (Gewichtsprozent) vorzugsweise 0,25 bis 0,5 % enthalten.
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Die erfindungsgemäßen Mittel werden hergestellt indem man einen organischen
Pigmentfarbstoff bzw. ein Pigmentfarbstoffgemisch zusammen mit Wasser oder einer
organischen Flüssigkeit oder deren Mischung und einem Additionsprodukt von Alkylenoxid
an eine organische Hydroxyverbindung mahlt, wobei bekannte Mühlen, beispielsweise
eine Sandmühle, verwendet werden können. Die Mahlung wird solange fortgesetzt bis
die gewünschte Korngrößenverteilung erreicht ist. Die so erhaltene feinteilige Mischung
wird später mit Wasser oder einer wäßrigen Lösung vermischt. Eine solche wäßrige
Lösung kann beispielsweise auslaugbeständige (fixierende) Salze bzw. Salzgemische,
vorzugsweise auf der Basis von Kupfer- oder Zinksalzen, beispielsweise Chromaten
und/oder Bichromaten zusammen mit Fluoriden und/oder Bifluoriden und/oder Arsenaten
und/ oder Borverbindungen enthalten. Man erhält so ein farbiges licht-und wetterbeständiges
Holzschutz- und Imprägnierungsmittel auf der Grundlage auslaugbeständiger (fixierender)
Holzschutzsalze bzw. Holzschutzsalzgemische. Es gelingt auf diese Weise, die auslaugbeständige
Holzschutzbehandlung in einem Arbeitsgang mit einer wetterfesten Farbgebung zu kombinieren.
Dieses Verfahren ist vorzugsweise zur Verwendung in industriellen Holzbehandlungsanlagen,
insbesondere Kessel-Vakuum-Druckanlagen, geeignet.
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Die Stabilität des erfindungsgemäßen Mittels ist sehr gut. Selbst
nach mehreren Wochen bewegungsloser Lagerung setzt sich nur ein geringer Teil des
Pigmentfarbstoffs am Gefäßboden ab.
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Absitzverhalten Menge der abgesetzten Pigmente (Gew.%) nach: Mittel
nach erfindungsgemäße Mittel DT-AS 16 42 171 1 Tag ca. 30 fi weniger als 2 S 1 Woche
(7 Tage) ca. 90 % weniger als 2 % 1 Monat (30 Tage) ca. 100 % weniger als 5 S 2
Monaten (60 Tage) ca. 100 % ca. 8 % Zweijährige Bewitterungsversuche im Freien mit
Holz, das mit dem erfindungsgemäßen Mittel behandelt worden war, im Vergleich mit
einem Holz, behandelt mit einem bekannten Holzschutzmittel gemäß Deutscher Auslegeschrift
16 42 171, haben gezeigt, daß das erfindungsgemäße Mittel besser beurteilt wurde.
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Bei diesen Vergleichsversuchen waren das erfindungsgemäße Mittel und
das Mittel nach DAS 16 42 171 auf vergleichbare Farbart und Farbtiefe eingestellt.
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Die mit dem erfindungsgemäßen Mittel erzielte Brillanz und Hervorhebung
der Holzstruktur liegt weit über dem Standard des bislang Bekannten. Neben der Einfachheit
der Herstellung - nach dem Mischen von Wasser oder einer wäßrigen Lösung mit der
gemahlenen Mischung sind keine weiteren Misch- und Rührarbeiten zu leisten -ist
bemerkenswert, daß es zu keinen Störungen an Anlagen und Meßeinrichtungen kommen
kann. Der Grund hierfür liegt darin, daß alle Komponenten der gemahlenen Mischung
reversibel im Wasser oder der wäßrigen Lösung verteilbar sind. Ablagerungen, Filmbildungen
und Verklebungen wie bei bekannten Mitteln-entstehen nicht.
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Die Homogenität und Stabilität des erfindungsgemäßen Mittels hat zur
Folge, daß beim Färbevorgang alle Seiten des zu behandelnden Holzes gleichmäßig
angefärbt werden. Es erübrigt sich hierbei die Sichtseite des Holzes beispielsweise
nach oben in eine Kesseldruckanlage oder ein Tauchbecken zu legen. Selbst zusammengebundene
Holzstapel werden an jeder Stelle, auch tief im Stapelinneren, einheitlich angefärbt.
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Die Verankerung der Pigmente auf der Holzoberfläche erfolgt vermutlich
einerseits durch Eindringen in die oberen Zellschichten, andererseits möglicherweise
durch substantives Aufziehen auf die Holzfaser. Das Additionsprodukt von Alkylenoxid
an eine organische Hydroxyverbindung und das gegebenenfalls im erfindungsgemäßen
Mittel vorhandene wasserlösliche nichtionische Polymere beeinflussen die Witterungsbeständigkeit
der Färbung auf dem Holz nicht nachteilig.
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Die folgende Gegenüberstellung erläutert die Unterschiede im Verhalten
der erfindungsgemäßen und bekanner Mittel in der Praxis.
GEGENÜBERSTELLUNG
Prüfkriterien bekannte Mittel +) erfindungsgemäße Mittel Absetzverhalten der Pigmentfarbstoffe
in den Mitteln setzt schnell ab setzt nicht ab Gefahr von Verklebung und Schichtenbildung
an Anlagen und Geräten vorhanden nicht vorhanden, da Bindemittel nicht notwendig
Egalität der Anfärbung, Vergleich der starke Farbunterschiede keine Farbunterschiede
Ober- und Unterseite des behandelten Holzes Brillanz und Transparenz des behan-
nicht brillant, verdeckt Teile sehr hohe Brillanz, unterdelten Holzes der Holzstruktur,
wenig streicht Holzstruktur durch transparent Transparenz Haltbarkeit der Färbung
auf dem be- gute Haltbarkeit sehr gute Haltbarkeit handelten Holz +) zum Beispiel
Mittel gemäß Deutsche Auslegeschrift 16 42 171
Beispiel 1 Colour
Index Nr.
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4 Teile (Gewichtsteile) Pigmentrot Pigment Red 112 4 Teile Pigmentgelb
Pigment Yellow 117 1 Teil Pigmentblau Pigment Blue 15:1 0,5 Teile Pigmentschwarz
Pigment Black 7 werden zusammen mit 10 Teilen Netzmittel, nicht ionogenisch (Alkylar>läthylenglykoläther
mit ca. 8 - 10 Molen Alkylenoxid je Mol Alkylaryl) 2 Teilen Cyclohexanon 5 Teilen
Glykol 10 Teilen Wasser auf einer Sandmühle, eingestellt auf feinste Vermahlung,
vermahlen. Die Mahlgänge werden solange fortgesetzt, bis die in der Beschreibung
definierte Korngröße erreicht ist. Der gemahlenen Mischung werden anschließend unter
Rühren 10 Teile Polyvinyläther, wasserlöslich (Polyvinylmethyläther) 5 Teile Netzmittel
(Alkylarylpolyäthylenglykoläther) 1 Teil Entschäumer (mineralölhaltige Emulsion)
17,5 Teile Wasser zugesetzt.
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Man erhält 70 Teile der Mischung 1.
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1000 kg 4Sige wäßrige Lösung (Holzschutzmittellösung auf Basis Chrom
- Kupfer - Bor) werden mit 10 kg der Mischung 1 vermischt.
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Das nach dem Kessel-Vakuum-Druck-Verfahren mit dieser Mischung behandelte
Holz zeigt eine einheitliche mittelbraune Farbe.
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Im Vergleich zu einem Produkt nach DAS 16 42 171 mit gleichem Pigmentgehalt
zeigt das behandelte Holz eine deutlich stärkere und wesentlich brillantere Färbung.
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Die weiteren Prüfungen sind in der Gegenüberstellung festgehalten.
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Beispiel 2 Colour Index Nr.
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6 Teile Pigmentrot Pigment Red 112 2 Teile Pigmentgelb Pigment Yellow
117 2 Teile Pigmentschwarz Pigment Black 7 werden in 15 Teilen Netzmittel, nicht
ionogenisch (Alkylaryläthylenglykoläther) 5 Teilen Wasser auf einer Sandmühle, eingestellt
auf feinste Vermahlung, vermahlen. Die Mahlgänge werden solange fortgesetzt, bis
die in der Beschreibung definierte Korngröße erreicht ist. Der gemahlenen Mischung
werden anschließend unter Rühren 15 Teile Polyvinyläther, wasserlöslich (Polyvinylmethyläther)
5 Teile Glykol 1 Teil Entschäumer (mineralölhaltige Emulsion) 29 Teile Wasser zugesetzt.
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Man erhält 80 Teile der gemahlenen Mischung 2.
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1000 kg 2,5%ige wäßrige Lösung (Holzschutzmittellösung auf Basis Chrom
- Kupfer - Fluor) werden mit 15 kg der Mischung 2 vermischt.
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Das nach dem Kessel-Vakuum-Druck-Verfahren mit dieser Mischung behandelte
Holz zeigt eine rotbraune Farbe.
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Im Vergleich zu einem Produkt nach DAS 16 42 171 mit gleichem Pigmentgehalt
zeigt das behandelte Holz eine deutlich stärkere und wesentlich brillantere Färbung.
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Die weiteren Prüfungen sind in der Gegenüberstellung festgehalten.
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Beispiel 3 1000 kg 2,5 - zeigt wäßrige Lösung (Holzschutzmittellösung
auf Basis Chrom - Kupfer - Arsen, Holzschutzmittellösung auf Basis Chrom - Kupfer
- Fluor, Holzschutzmittellösung auf Basis Chrom -Kupfer - Bor oder Holzschutzmittellösung
auf Basis Chrom - Zink) werden mit 30 kg der Mischung 2 gemischt.
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Das nach dem Kessel-Vakuum-Druck-Verfahren behandelte Holz zeigt eine
dunkelrot-braune Farbe.
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Im Vergleich zu einem Produkt nach DAS 16 42 171 mit gleichem Pigmentgehalt
zeigt das behandelte Holz eine deutlich stärkere und wesentlich brillantere Färbung.
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Die weiteren Prüfungen sind in der Gegenüberstellung festgehalten.