DE3105642C2

DE3105642C2 - Licht- und wetterbeständige Färbungen an Holz ergebende farbige Holzschutzmittel und deren Verwendung

Info

Publication number: DE3105642C2
Application number: DE19813105642
Authority: DE
Inventors: Heinrich 4573 Löningen Poppen
Original assignee: Remmers Chemie & Co 4573 Loeningen De GmbH
Current assignee: Remmers Chemie & Co 4573 Loeningen De GmbH
Priority date: 1981-02-17
Filing date: 1981-02-17
Publication date: 1990-04-19
Also published as: DE3105642A1

Description

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Die Erfindung betrifft licht- und wetterbeständige Färbungen an Holz ergebende farbige Holzschutzmittel auf Kupfer-Chrom-Basis, gegebenenfalls mit einem Gehalt an Fluor und bzw. oder Bor, welche mit wasserlöslichen sauren organischen Farbstoffen eingefärbt sind und deren Verwendung.

Es ist bekannt, die Imprägnierung von Holz mit farblosen Holzschutzmitteln, wie Holzschutzmitteln auf der Grundlage von Alkalifluoriden, Silicofluoriden beziehungsweise Alkalisalzen der Siliciumfluorwasserstoffsäure, dadurch sichtbar zu machen, daß diesen Holzschutzmitteln wasserlösliche organische Farbstoffe zugesetzt werden. Außerdem ist es bekannt, bei chromathaltigen Holzschutzmitteln mit einer gewissen Eigenfärbung diese mit wasserlöslichen organischen Farbstoffen zu unterstützen. Die hierfür zur Anwendung kommenden Farbstoffe sind wasserlöslich. Sie haben den Nachteil, daß sie nur eine geringe Lichtbeständig- *o keit aufweisen und auch nach ihrem Aufbringen auf das Holz ihre Wasserlöslichkeit beibehalten und so mit Wasser auslaugbar, also nicht wetterbeständig sind. Die Einfärbung dient lediglich der Behandlungskontrolle von unter Dach verbautem Holz.

Ferner ist es aus der deutschen Auslegeschrift 1642 171 bekannt, in den wäßrigen Lösungen von Holzschutzmitteln aus Chromaten beziehungsweise Bichromates Fluoriden beziehungsweise Bifluoriden und Arsenaten sowie Borverbindungen unlösliche so organische Pigmentfarbstoffe zusammen mit einer elektrolytbeständigen Kunststoffdispersion zu dispergieren, um mit der Imprägnierung zugleich eine mehr oder minder wetterbeständige Einfärbung des Holzes zu erzielen. Außerdem können zur Erzielung einer ölglänzenden Oberfläche Paraffin, Wachs und Olemulsionen sowie Weichmacher mit verwendet werden.

Weiterhin ist es bekannt, anorganische Pigmente in einem getrennten Verfahren mit Hilfe von Dispergierhilfsmitteln in Wasser fein zu vermählen und dann in «> einer elektrolytbeständigen Kunststoffdispersion zu dispergieren und danach die so erhaltene Pigmentpaste den vorstehend genannten Holzschulzmittellösungen zuzusetzen.

Die wetterbeständige Anfärbung des Holzes wird &5 darauf zurückgeführt, daß die unlöslichen anorganischen und organischen Farbteilchen von den polymeren Kunststoffteilchen umhüllt und auf der Holzfaser festgehalten werden. Dieses Verfahren läuft darauf hinaus, unlösliche feste Pigmentfarbstoffe in den wäßrigen Lösungen bestimmter anorganischer Holzschutzmittel zusammen mit wasserlöslichen Kunststoffen zu dispergieren. Es hat jedoch erhebliche Nachteile, die im folgenden erörtert werden.

Die dispergierten festen anorganischen und organischen Farbstoff- und Kunststoffteilchen setzen sich allmählich ab, wobei sie sich zusammenballen beziehungsweise sich Agglomerate bilden. Infolgedessen muß mindestens das Gefäß, in welchem die Dispersion aufbewahrt wird, mit einer Umwälzpumpe oder einem Rührwerk versehen sein. Da für großtechnische Imprägnierungen größere Lösungsvolumina auf Vorrat gehalten werden müssen, erfordert eine wirksame Durchrührung einen erheblichen Aufwand.

Das Absetzen und das Zusammenballen der Teilchen beziehungsweise die Bildung von Agglomeraten erfolgt besonders schnell, wenn die oben erörterten Kunststoffdispersionen und Farbstoffe in den verhältnismäßig verdünnten Holzschutzmittellösungen (etwa 2- bis 4%igen Lösungen), mit welchen Holz im Vakuumdruck-Verfahren imprägniert wird, zur Anwendung gelangen.

Durch die Gegenwart von unlöslichen Farbpigmenten und Kunststoffteilchen wird das vom Holz aufgenommene Volumen der Holzschutzmittellösung stark vermindert und so die Schutzwirkung gegen Pilze und Insekten deutlich herabgesetzt, da bei der Vakuum-Druck-Imprägnierung die unlöslichen Farbpigmente und Kunststoffteilchen in den oberflächennahen Holzzellen abfilternd wirken, wodurch insbesondere die radialen Leitungsbahnen des Holzes verstopft werden.

Ein weiterer erheblicher Nachteil ergibt sich daraus, daß bei der Vakuum-Druck-Imprägnierung während der Druckphase eine Ruhephase der Lösung entsteht, wobei sich die Farbpigmente auf der nach oben gekehrten Seite des Holzes absetzen, so daß deutliche Farbunlerschiede auf der Holzoberfläche entstehen.

Ferner ist aus der deutschen Patentschrift 25 13 076, eine wäßrige Lösung eines Kupfer und bzw. oder Zink und einen Farbstoff enthaltenden im Holz fixierenden Holzschutzmittels, welche ein Farbstoffkonzentrat, das eine Lösung von 03 bis 5 Gew.-Teilen wasserunlöslichem Farbstoff und mindestens 3 Gew.-Teilen eines nicht-ionogenen Emulgators in einem mit Wasser nicht oder nur begrenzt mischbaren organischen Lösungsmittel ist, emulgiert enthält, wobei der Farbstoffgehalt 0,03 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Holzschutzmittellösung, beträgt, bekannt. Auch diese hat jedoch erhebliche Nachteile.

So muß zuerst ein Farbkonzentrat unter erheblichem Aufwand mit Hilfe von Lösemitteln und Emulgatoren, zum Teil unter Wärmeeinfluß, hergestellt werden. Dieses Farbkonzentrat wird dann vor der Anwendung der Holzschutzlösung zugesetzt

Ein erheblicher Nachteil ergibt sich bei der Vakuum-Druck-Imprägnierung dadurch, daß eine Abnahme des Farbstoffes nicht linear mit der Abnahme de Lösungskonzentration des Holzschutzbestandteiles er folgt, so daß Nuancierungen des Farbtones nach de Imprägniervorgang erfolgen müssen, um einen gleich mäßigen einheitlichen Farbton der Holzoberfläche ζ erhalten. _iS5

Auch diese Lösungen haben erhebliche Nachteile in\,; Absetzverhalten, so daß nach Arbeitspausen die,; Notwendigkeit besteht, durch Hin- und Herfluten der-κ farbigen Holzschulzmittcllösung den Farbstoff irtj Schwebe zu halten. Dabei kommt es bei nichfe

sorgfältiger Ausfuhrung zu Fehlfärbungen der HoIzoberflächs.

Ferner wirkt sich die Gegenwart der Emulgatoren auf die Farbintensität und Haltbarkeit des Farbtones auf der Holzoberfläche negativ aus, da das farbig imprägnierte Holz in der Regel im Freien verbaut wird und durch Wasser aus der Holzoberfläche ausgewaschen werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Behebung der Nachteile des Standes der Technik farbige Holzschutzmittel auf Kupfer-Chrom-Basis, gegebenenfalls mit einem Gehalt an Fluor und bzw. oder Bor, welche mit wasserlöslichen sauren organischen Farbstoffen eingefärbt sind, vor allem auch solche mit einem Gehalt an Fluor, Bor und bzw. oder Bichromaten, mit deren wäßrigen Lösungen Holz in einem Arbeitsgang einfach, gleichmäßig, ausreichend schützend und dauerhaft angefärbt und imprägnie.n werden kann, sowie ihre Verwendung zu schaffen.

Das Obige wurde überraschenderweise durch die Erfindung erreicht

Es wurde nämlich überraschenderweise festgestellt, daß kupfer- und chromhaltige Holzschutzmittel mit sauren organischen Farbstoffen ohne die Nachteile der genannten bekannten Zweikomponentensysteme schon bei der Herstellung des HolzschutzsalzgemiscRes trocken versetzt und aus den erhaltenen Gemischen stabile wäßrige Lösungen erhalten werden können.

Gegenstand der Erfindung sind daher licht- und wetterbeständige Färbungen an Holz ergebende farbige Holzschutzmittel auf Kupfer-Chrom-Basis, gegebenenfalls mit einem Gehalt an Fluor und bzw. oder Bor, welche mit wasserlöslichen sauren organischen Farbstoffen eingefärbt sind und dadurch gekennzeichnet sind, daß sie durch trockenes Zumischen der wasserlöslichen sauren organischen Farbstoffe erhalten worden sind.

Vorteilhaft enthalten die erfindungsgemäßen Holzschutzmittel als wasserlösliche saure organische Farbstoffe Metallkomplex- oder Azofarbstoffe.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Holzschutzmittel in Form von stabilen wäßrigen Lösungen.

Es ist überraschend, daß wasserlösliche Farbstoffe, beispielsweise mit den in den Beispielen genannten Colour-Indices, wie Acid braun Nr. 237, durch die Holzschutzmittel auf Kupfer-Chrom-Basis in den erfindungsgemäßen farbigen Holzschutzmitteln, vor allem bei Imprägnierung nach dem Vakuum-Druck-Verfahren, während des Fixiervorganges auf der Holzfaser mit fixiert und nicht mehr vom Wasser ausgelaugt werden.

Ferner ist es überraschend, daß die Farbstoffe in den erfindungsgemäßen farbigen Holzschutzmitteln eine höhere Lichtechtheit gemäß DlN 54 003 beziehungsweise 54 004 als ursprünglich haben.

Auch ist im Gegensatz zu den Verfahren nach der deutschen Auslegeschrift 16 42 171 und der deutschen Patentschrift 25 13 076 bei den erfindungsgemäßen farbigen Holzschutzmitteln das Eindringen des Holz-Schutzbestandteiles in das Holz nicht negativ beeinflußt. Es konnte kein Unterschied zwischen Holzschutzmitteln auf Kupfer-Chrom-Basis mit und ohne Farbstoff festgestellt werden.

Während bei den bekannten Verfahren die Farbstoffe mit zunehmendem Eindringen abfiltriert werden, wobei die Färbung deutlich geringer wird (Farbstoffausmagerung mit zunehmender Imprägniertiefe), wird mit den erfindungsgemäßen farbigen Holzschutzmitteln eine gleichmäßige Farbgebung im gesamten Holzquerschnitt beziehungsweise in der gesamten imprägnierten Zone erreicht, wobei die Farbstoffabgabe an das Holz etwa s gleich wie die Abgabe des Holzschutzmittelbestandteiles auf Kupfer-Chrom-Basis ist Daher ist im letzteren Fall keine nachträgliche Nuancierung erforderlich.

Außerdem verhalten sich die erfindungsgemäßen farbigen Holzschutzmittel bei ihrer Verwendung als ίο wäßrige Lösungen wie wäßrige Holzschutzmittel ohne Farbstoff und neigen nicht wie die Holzschutzmittel der deutschen Patentschrift 25 13 076, vor allem bei der Vakuum-Druck-Imprägnierung, zu auf den Imprägniervorgang und den Betrieb der Anlage sich negativ ι s auswirkendem starkem Schäumen.

Auch ist es überraschend, daß bei den erfindungsgemäßen farbigen Holzschutzmitteln durch die Gegenwart der sauren organischen Farbstoffe die Fixierzeit der Holzschutzmittel auf Kupfer-Chrom-Basis erheblich kürzer ist als bei den Holzschutzmitteln au! Kupfer-Chrom-Basis ohne saure organische Farbstoffe. Dies ist auf die Beschleunigung der Reduktion des 6wertigen Chroms nach dem Einbringen des Holzschutzmittels in das Holz zurückzuführen.

Gegenüber den bekannten farbigen Holzschutzmitteln und deren Verwendung sowie Verfahren zu ihrer Herstellung bringt die Erfindung auch erhebliche verfahrenstechnische Vorteile mit sich, da keine Emulsionen und keine festen Teilchen vorliegen und das Einfärben schon bei der Herstellung der den Holzschutzbestandteil darstellenden Salzgemische erfolgt, also kein eigener Arbeitsgang und vor allem keine 2 Komponenten erforderlich sind, um farbige Holzober· flächen zu erzielen.

Hinzu kommt, daß insbesondere beim Vakuum-Druck-Verfahren die Leitungsbahnen nicht durch Emulsionen oder feste Teilchen verstopft werden.

Erst recht überraschend ist das durch die Erfindung Erreichte gegenüber der Feststellung in Spalte 1, Zeile 63 bis Spähe 2, Zeile 3 der deutschen Auslegeschrift 16 42 171, daß Holzschutzsalze nicht mit wasserlöslichen Farbstoffen versetzt werden könnten, um das Ziel zu erreichen, damit behandelte bewetterte Hölzer gleichzeitig mit einer dauerhaften Anfärbung zu versehen, wobei die Zugabe eines wasserlöslichen organischen Farbstoffes bei diesen Salzen nicht möglich sei, weil derartige Farbstoffe durch die Chromsäure, beziehungsweise deren Salze (als starke Oxydationsmittel) zerstört wurden.

In den erfindungsgemäßen farbigen Holzschutzmitteln können sehr unterschiedlich zusammengesetzte saure organische Farbstoffe und verschiedenartige Holzschutzmittelbestandteile auf Kupfer-Chrom-Basis enthalten sein. Eine vorteilhafte Gruppe von Farbstoffen sind die Substantiven Farbstoffe.

Die Farbstoffe zeigen auch nach längerer Lagerung der aus den erfindungsgemäßen farbigen Holzschutzmitteln bereiteten wäßrigen Lösungen keine Farbtonverschiebung. Auch tritt nach vielmaliger Vakuum-Druck-Imprägnierung keine Veränderung des Farbtones ein.

Zweckmäßig beträgt der Farbstoffgehalt des erfindungsgemäßen farbigen Holzschutzmittels 0,5 bis 3 Gew.-%, insbesondere 1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des trockenen Holzschutzbestandteiles (Holzschutzsalzgemisches). Die Anwendung des Holzschutzbestandteiles (Holzschutzsalzgemisches) für die Imprägnierung nach dem Vakuum-Druck-Verfahren erfolgt

zweckmäßig in 2- bis 4gew.-%iger wäßriger Lösung, so daß umgerechnet der Farbstoffanteil ¹O₁OI bis 0,06 Gew.-%, insbesondere 0.02 bis 0,04 Gew.-%, bezogen auf die Holzschutzmittellösung, beträgt Die Anwendung des Holzschutzbestandteiles (Holzschutzsalzgemisches) für andere Verfahren zum Aufbringen auf Holz, wie für das Kurztauchen beziehungsweise Tränken von Holz, beziehungsweise allgemein je nach der Art der Gefährdung des Holzes kann aber zweckmäßig auch in Lösungen mit Konzentrationen bis etwa 20 Gew.-%, wie 15 Gew.-%, an ihm erfolgen, so daß umgerechnet der Farbstoffanteil bis 03 Gew.-%. insbesondere bis 0,2 Gew.-%, wie 0.15 Gew.-%, beträgt

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert In den Beispielen wurden als wasserlösliehe Holzschutzmittel auf Kupfer-Chrom-Basis folgende verwendet:

CKF-SaIz auf Kupfer-Chrom-BaiJs mit Fluorgehalt, bestehend aus 35 Gew.-% Kupfersilicofluoridhexahydrat (CuSiF₆-6 H₂O) und

65 Gew.-% Ammoniumbichromat (NH₄J₂Cr₂O? CK-SaIz auf Kupfer-Chrom-Basis, bestehend aus 49Gew.-% Kupfersulfatpentahydrat

(CuSO₄ · 5 H₃O),
48 Gew.-% Kaliumdichromat (KzCr₂O;) und 3 Gew.-% Chromsäureanhydrid (CrOj) CKB-SaIz auf Kupfer-Chrom-Basis mit Borgehalt, bestehend aus JO

34 Gew.-% Kupfersulfatpentahydrat (CuSO₄ · 5 H₂O),

38 Gew.-% Kaliumdichromat (K₂Cr₂O₇), 26 Gew.-% Borsäure (HjBOj) und 2Gew.-% Natriumbisulfat

Beispiel 1

Es wurden

40

99Gew.-% des CKF-Salzes oder CK-Salzes oder

CKB-Salzesund
1 Gew.-% Colour Index Acid braun Nr. 237

miteinander trocken vermischt Vor. dieser Mischung wurde dann eine 2- bis 4gew.-%ige wäßrige Lösung zur Anwendung für die Vakuum-Druck-Imprä.gnierung von Holz bereitet Es wurde eine einwandfreie lagerstabile Lösung erhalten.

Beispiel 2

50

Es wurden

98Gew.-% des CKF-Salzes oder CK-Salzes oder

CKB-Salzesund

2 Gew.-% Colour Index Acid braun Nr. 237

miteinander trocken vermischt Von dieser Mischung wurde dann eine 2- bis 4gew.-<Voige wäßrige Lösung zur Anwendung für die Vakuum-Druck-Imprägnierung von to Holz bereitet Es wurde eine einwandfreie lagerstabile Lösung erhalten.

Beispiel 3

Es wurden

98Gew.-% des CKF-Salzes oder CK-Salzes oder CKB-Salzesund

2 Gew.-% Colour Index Acid braun Nr. 102

miteinander trocken vermischt Von dieser Mischung wurde dann eine 2- bis 4gew.-%ige wäßrige Lösung zur Anwendung für die Vakuum-Druck-lmprägnierung von Holz bereitet Es wurde eine einwandfreie lagerstabile Lösung erhalten.

B e i s ρ i e Ϊ 4

Es wurden

99Gew.-% des CKF-Salzes oder CK-Salzes oder

CKB-Salzes und
1 Gew.-% Colour Index Acid braun Nr. 104

Beis piel 5

Es wurden

98Gew.-% des CKF-Salzes oder CK-Salzes oder

CKB-Salzes und
2Gew.-% Colour Index Acid braun Nr. 106

Beispiel 6

Es wurden

99Gew.-% des CKF-Salzes oder CK-Salzes oder

CKB-Salzes und
1 Gew.-% Colour Index Acid red Nr.289

miteinander trocken vermischt Von dieser Mischung wurde dann eine 2- bis 4gew.%ige wäßrige Lösung zur Anwendung für die Vakuum-Druck-Imprägpierung von Holz bereitet. Es wurde eine einwandfreie lagerstabile Lösung erhalten.

Beispiel 7

Es wurden

99Gew.-% des CKF-Salzes oder CK-Salzes oder

CKB-Salzes und
1 Gew.-% Colour Index Acid yellow Nr. 23

miteinander trocken vermischt Von dieser Mischung wurde dann eine 2- bis 4gew.-%ige wäßrige Lösung zur Anwendung für die Vakuum-Druck-'mprägnierung von Holz bereitet Es wurde eine einwandfreie lagerstabile Lösung erhalten.

Beispiel 8

Es wurden

98Gew.-% des CKF-Salzes oder CK-Salzes oder

CKB-Salzesund
2 Gew.-% Colour Index Nr. 168direkt-black

miteinander trocken vermischt. Von dieser Mischung

wurde dann eine 2- bis 4gew.-%ige wäßrige Lösung zur Anwendung für die Vakuum-Druck-Imprägnierung von Holz oder eine 15%ige wäßrige Lösung zum Kurztau- :hen oder Tränken von Holz in diese beziehungsweise nit dieser bereitet Es wurde jeweils eine einwandfreie agerstabile Lösung erhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Licht- und wetterbeständige Färbungen an Holz ergebende farbige Holzschutzmittel auf Kupfer-Chrom-Basis, gegebenenfalls mit einem Gehalt an Fluor und bzw. cxki Bor, welche mit wasserlöslichen sauren organischen Farbstoffen eingefärbt sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch trockenes Zumischen der wasserlöslichen sauren organischen Farbstoffe erhalten worden sind.

2. Holzschutzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als wasserlösliche saure organische Farbstoffe Metallkomplex- oder Azofarbstoffe enthalten. is

3. Verwendung der Holzschutzmittel nach Anspruch 1 oder 2 in Form von stabilen wäßrigen Lösungen.