DE2729460B2

DE2729460B2 - Wäßriges Mittel für die Holzbehandlung und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2729460B2
Application number: DE19772729460
Authority: DE
Inventors: Hans-Norbert 7580 Buehl-Weitenung Marx; Wolfgang Dipl.-Chem. Dr. 6904 Ziegelhausen Reuther
Original assignee: Dr Wolman 7573 Sinzheim GmbH
Current assignee: Dr Wolman 7573 Sinzheim GmbH
Priority date: 1977-06-30
Filing date: 1977-06-30
Publication date: 1979-05-31
Also published as: DE2729460A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein wäßriges Mittel für die Holzbehandlung auf der Basis organischer h> Pigmentfarbstoffe, durch das Holz gleichmäßig und tief gefärbt wird, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Es sind Holzschutz- und Imprägniermittel auf der Grundlage fixierender anorganischer Salze und einem Chelat an Hochpolymeren bekannt, die eine elektrolyt- η beständige Kunststoffdispersion und einen organischen Pigmentfarbstoff bzw. ein Pigmentfarbstoffgemisch enthalten (DE-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 -r. System zu ungleichen Anfärbungen. Darüber hinaus 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 ίο schwacher Anfärbung der Unterseite äußern.

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. mi

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 in fester Form, eine mit Wasser ganz oder b^r> teilweise mischbare organische Flüssigkeit und ein Additionsprodukt von Alkylenoxid an eine organische Hydroxyverbindung enthält.

Unter Holzbehandlung ist der Holzschutz beispielsweise gegen holzzerstörende Insekten, gegen holzzerstörende Pilze, Moderfäule- und Schimmelpilze, oder die Holzimprägnierung oder die Holzfärbung zu verstehen.

Organische Pigmentfarbstoffe sind wasserunlösliche organische Farbstoffe, vorzugsweise vom Typ der Monoazo- und der Phthalocyaninmetallkomplexpigmenifarbstoffe.

Mit Wasser ganz oder teilweise mischbare organische Flüssigkeiten sind beispielsweise Ketone, z. B. Cyclohexanon, Methylcyclohexanon, Dimethylcyclohexanon und Isophoron, Glykolderivate, z. B. Derivate von Äthylenglylcol, Propylenglykol oder Butylenglykol, beispielsweise Glykoläther (Äthylenglykolmonomethyläther, Äthylenglykoldimethyläther oder Äthylenglykolmonobutyläther) oder Glykolätherester (Äluylenglykolmonomethylätheracetat, Äthylenglykolmonoäthylätheracetat oder Äthylenglykolmonobutylätheracetat).

Additionsprodukte von Alkylenoxiden an organische Hydroxyverbindungen sind bekannte Netzmittel. Solche Stoffe sind beispielsweise Additionsprodukte von Äthylenoxid oder Propylenoxid oder deren Mischung an organische Hydroxyverbindungen, beispielsweise Alkylphenole, Fettsäuren und Fettalkohole und deren Mischungen.

Die erfindungsgemäßen Mittel können die verschiedenen Bestandteile in wechselnden Mengen enthalten, beispielsweise jeweils bezogen auf das wäßrige Mittel 0,1 bis I % (Gewichtsprozent) an organischem Pigmentfarbstoff, 0,05 bis 03% 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 03% an organischer Flüssigkeit und 0,25 bis 0,5% an Additionsprodukt von Alkylenoxid an eine organische Hydroxyverbindung.

Der organische Pigmentfarbstoff liegt im erfindungsgemäßen Mittel in fcinverteilter Form vor, beispielsweise haben 95% (Gewichtsprozent) des organischen Pigmentfarbstoffs eine Korngröße kleiner als I μιη. 50% eine Korngröße kleiner als 0,1 μιη.

Die erfindungsgemäßen Mittel können zusätzlich ein wasserlösliches nichtionisches Polymeres enthalten. Solche Verbindungen sind beispielsweise Polyvinyläther. Cellulosederivate oder Polysaccharide.

Der Gehalt des Mittels an diesen Polymeren kann schwanken,, beispielsweise kann es 0,1 bis 1% (Gewichtsprozent) vorzugsweise 0,25 bis 0,5% enthalten.

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 so lange fortgesetzt, bis die gewünschte Korngrößenverteilung erreicht ist. Die so erhaltene feinteilige Mischung wird später mit Wasser oder einer wäßrigen Lösung vermischt. Eitle solche wäßrige Lösung kann beispielsweise auslaugbcständige (fixierende) Salze bzw. Salzgemischc, vorzugsweise auf der Basis von Kupfer- oder Zinksalzen, beispielsweise Chromaten und/oder Bichromaten zusammen mit Fluoriden und/oder Bifluoridcn und/oder Arsenalen und/oder Borverbindungen enthalten. Man erhält so ein farbiges licht- und wetterbeständiges Holzschutz- und Imprägnierungsmittel auf der Grundla-

ge auslaugbeständiger (fixierender) HolzschutzsaUe bzw. Holzschutzsalzgemiüche. Es gelingt auf diese Weise, die auslaugbeständiige Holzschutzbehandlung in einem Arbeitsgang mit einer wetterfesten Farbgebung zu kombinieren. Dieses Verfahren ist vorzugsweise zur Verwendung in industriellen Holzbehandlungsanlagen, insbesondere Kessel-Vakuum-Druckanlagen, geeignet.

Die Stabilität des erfindungsgemäBen Mittels ist sehr gut. Selbst nach mehreren Wochen bewegungsloser Lagerung setzt sich nur ein geringer Teil des Pigmentfarbstoffs am Gefäßboden ab.

Absitzverhalten nach

Menge der abgesetzten Pigmente (Gew.-%)

Mittel erfindungs-

nach DE AS gemäßes Mittel 1642 171

I Tag ca. 30%

1 Woche (7 TageV ca. 90%

1 Monate'(30 Tage) ca. 100%

2 Monaten (60 Tage) ca. 100%

15

weniger als 2% weniger als 2% jo weniger als 5% ca. 8%

Zweijährige Bewitterungsversuche im Freien mit Holz, das mit dem erfindungsgemäßen Mittel behandelt worden war, im Vergleich mit einem Holz, behandett mit einem bekannten Holzschutzmittel gemäß deutscher Auslegeschrift 16 42 171, haben gezeigt, daß das erfindungsgemäße Mittel besser beurteilt wurde.

Bei diesen Ver^leichsversuchen waren das erfindungsgemäße Mittel und das Mittel nach DE-AS 16 42 171 auf vergleichbare Far^art und Farbtiefe eingestellt.

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.

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.

Die Verankerung der Pigmente auf der Holzoberfläche erfolgt vermutlich einerseits durch Eindringen in die oberen Zeüschichten, andererseits möglicherweise durch substantives Aufziehen auf die Holzfaser. Das Additionsprodukt vor· 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.

Die folgende Gegenüberstellung erläutert die Unterschiede im Verhalten der erfindungsgemäßen und bekannter Mittel in der Praxis.

Gegenüberstellung

Prüfkriterien Bekannte Mittel*) Erfindungsgemäße Mittel

vorhanden

starke Farbunterschiede

Absetzverhalten der Pigmentfarbsloffe setzt schnell ab

in den Mitteln

Gefahr von Verklebung und Schichtenbildung
an Anlagen und Geräten

Egalität der Anfärbiing, Vergleich der Ober- und
Unterseite des behandelten Holzes

Brillanz und Transparenz des behandelten Holzes nicht brillant, verdeckt Teile

der Holzstruktur, wenig transparent

Haltbarkeit der Färbung auf dem gute Haltbarkeit

behandelten Holz

*) Zum Beispiel Mittel gemäß deutscher Auslcgeschrifl 16 42 171.

setzt nicht ab

nicht vorhanden, da Bindemittel nicht notwendig

keine Farbunterschiede

sehr hohe Brillanz, unterstreicht Holzstruktur durch
Transparenz

sehr gute Haltbarkeit

Beispiel I

(Gewichtsteile)
Pigmentrat
Pigmentgelb
Pigmentblau

4 Teile

I Teil

0,5 Teile Pigmentschwarz

werden zusammen mit

Colour Index Nr.

Pigment Red 112
Pigment Yellow 117
Pigment Blue 15:1
Pigment Black 7

(-5 10 Teilen Netzmittel, nicht ionogenisch

(Alkylaryläthylenglykoläiher mit
ca. 8—10 Mol Alkylenoxid je Mol
Alkylaryl)

2 Teilen Cyclohexanon
5 Teilen Glykol
IO Teilen Wasser

auf einer Sandmühle, eingestellt auf feinste Vermahlung, vermählen. Die Mahlgänge werden so lange fortgesetzt,

bis die in der Beiichreibung definierte Korngroße erreicht ist. Der gemahlenen Mischung werden anschließend unter Rühren

bis die in der Beschreibung definierte Korngröße erreicnt ist. Der gemahlenen Mischung werden anschließend unter Rühren

10 Teile	Polyvinylether, wasserlöslich	■-, 15 Teile	Polyvinyläther, wasserlöslich
	(Polyvinylrnethyläther)		(Polyvinylmethyläther)
5 Teile	Netzmittel	5 Teile	Glykol
	(Alkylarylpolyäthylenglykoläther)	1 Teil	Entschäumer
!Teil	Entschäumer		(mineralölhaltige Emulsion)
	(mineralölhaltige Emulsion)	ίο 29 Teile	Wasser
17,5 Teile	Wasser

zugesetzt.

Man erhält 70 Teile der Mischung 1.

1000 kg 4%ige wäßrige Lösung (Holzschutzmitlellösung auf Basis Chrom—Kupfer—Bor) werden mit 10 kg der Mischung 1 vermischt.

Das nach dem Kessel-Vakuum-Druck-Verfahren mit dieser Mischung behandelte Holz zeigt eine einheitliche mittelbraune Farbe.

Im Vergleich zu einem Produkt nach DE-AS 16 42 171 mit gleichem Pigmentgehalt zeigt das behandelte Holz eine deutlich stärkere und wesentlich brillantere Färbung.

Die weiteren Prüfungen sind in der Gegenüberstellung festgehalten.

Beispiel 2

Colour Index Nr.

6 Teile Pigmentroi
2 Teile Pigmentgelb
2 Teile Pigmentschwarz

werden in

Pigment Red 112
Pigment Yellow 117
Pigment Black 7

15 Teilen Netzmittel, nicht ionogcnisch
(Alkylaryläthylenglykoläther)
5 Teilen Wasser

auf einer Sandmühle, eingestellt auf feinste Vermahlung, vermählen. Die Mahlgänge werden so lange fortgesetzt.

zugeset/.i.

Man erhält 80 Teile der gemahlenen Mischung 2.
1000 kg 2,5%ige wäßrige Lösung (Holzschutzmitiellösung auf Basis Chrom—Kupfer—Fluor) werden mit

15 kg der Mischung 2 vermischL

Das nach dem Kessel-Vakuum-Druck-Verfahren mit dieser Mischung behandelte Holz zeigt eine rotbraune Farbe.
Im Vergleich zu einem rmdukt nach DE-AS

16 42 171 mit gleichem Pigmencgehalt zeigt das behandelte Holz eine deutlich stärkere und wesentlich brillantere Färbung.

Die weiteren Prüfungen sind in der Gegenüberslel- 2', lur.g festgehalten.

Beispiel 3

1000 kg 2,5—4%ige wäßrige Lösung (Holzschulzmittellösung auf Basis Chrom —Kupfer—Arsen. HoIz-

ii> schutzmitteilösung auf Basis Chrom —Kupfer—Fluor. Holzschulzmittellösung auf Basis Chrom —Kupfer—Bor oder Holzschutzmittellösung auf Basis Chrom—Zink) nii;30kgder Mischung2 werden gemischt.

j-, Das nach dem Kessel-Vakuum-Druck-Verfahren behandelte Holz zeigt eine dunkelrotbraune Farbe.

Im Vergleich zu einem Produkt nach DE-AS 16 42 171 mit gleichem Pigmentgenalt zeigt das behandelte Holz eine deutlich stärkere und wesentlich brillantere Färbung.

Die weiteren Prüfungen sind in der Gegenüberstellung festgehalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Wäßriges Mittel für die Holzbehandlung auf der Basis organischer Pigmentfarbstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel einen fein verteilten organischen Pigmentfarbstoff bzw. ein Pigmentfarbstoffgemisch in fester Form, eine mit Wasser ganz oder teilweise mischbare organische Flüssigkeit und ein Additionsprodukt von Alkylenoxid an eine organische Hydroxy-Verbindung enthält.

2. Wäßriges Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein wasserlösliches nichtionisches Polymeres enthält.

3. Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Mittels für die Holzbehandlung gemäß Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man einen organischen Pigmentfarbstoff bzw. ein Pigmentfarbstoffgemisch zusammen mit einer Flüssigkeit und einem Additionsprodukt von Alkylenoxid an eine organische Hydroxyverbindung mahlt und die gemahlene Mischung in Wasser oder einer wäßrigen Lösung gleichmäßig verteilt.

Ii