DE3344973A1

DE3344973A1 - Verfahren und beizfluessigkeit zum schwarzbeizen von holzgegenstaenden

Info

Publication number: DE3344973A1
Application number: DE19833344973
Authority: DE
Inventors: Maruli H. Dr. 2057 Reinbek Simatupang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-12-13
Filing date: 1983-12-13
Publication date: 1985-06-20
Also published as: DE3344973C2

Description

Verfahren und Beizflüssigkeit zum Schwarzbeizen
von Holzgegenständen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schwarzbeizen von Holzgegenständen, bei welchem man diese in Gegenwart von Eisenverbindungen mit einer gerbstoffhaltigen wässrigen Beizflüssigkeit oder nacheinander mit einer ersten und einer zweiten wässrigen Beizflüssigkeit behandelt, eine gerbstoffhaltige wässrige Beizflüssigkeit zum Schwarzbeizen von Holzgegenständen mit einem Gehalt an Eisenverbindungen, sowie ein Beizflüssigkeitskonzentrat.
Es ist bekannt, zum Schwarzbeizen von Holzgegenständen Gerbstoffe und/oder Farbholzextrakte zusammen mit dem sogenannten holzessigsauren Eisen zu verwenden, daß durch Auflösung von Eisen oder Eisenverbindungen in Holz-Trockendestillationsprodukten erhalten wird. Nun wird die Trocken- destillation von Holz immer seltener durchgeführt und der Bezug solchen holzessigsauren Eisens bereitet zunehmend Probleme; andererseits ist die Verwendung solcher Trockendestillationsteer-Produkte für die Beizung von hölzernen Gebrauchsgegenständen wegen der gesundheitsschädlichen Teerbestandteile nicht unbedenklich.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zum Schwarzbeizen von Holzgegenständen der eingangs genannten Art sowie geeignete Beizflüssigkeiten zu schaffen, die zum unaufwendigen Ersatz des bekannten Verfahrens und der dabei verwendeten Beizen geeignet und gesundheitlich unbedenklich sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs genannte Verfahren erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definierten Merkmalen ausgestattet. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet das Schwarz beizen von Holzgegenständen mit unaufwendig beschaffbaren, preisgünstigen Substanzen, die keine Gesundheitsgefährdung der die erfindungsgemäß gebeizten Holzgegenstände handhabenden Personen mit sich bringen.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine gerbstoffhaltige wässrige Beizflüssigkeit der im Oberbegriff des Anspruchs 7 genannten Art, die erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 7 definierten Merkmalen ausgestattet ist. Vortilhafte Weiterbildungen der Beizflüssigkeit sind in den Unteransprüchen 8 bis 11 definiert.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung das im Anspruch 12 definierte Beizflüssigkeitskonzentrat, das in den Ansprüchen 13 und 14 vorteilhaft weitergebildet ist.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens und der Beizflüssigkeiten an Hand einiger Beispiele weiter erläutert.
Zum Schwarzbeizen kleinerer Holzgegenstände wie Messergriffe, Bürstenrücken, Holzknöpfe usw. werden diese in eine Beizflüssigkeit eingetragen, die durch Mischen der abgewogenen Bestandteile mit Wasser unter Rühren und leichter Erwärmung erhalten wird. Die Holzgegenstände sind während des Beizvorganges vollständig von der Beizflüssigkeit bedeckt. Zur Beschleunigung des Beizvorganges wird die Beizflüssigkeit mit den Holzgegenständen auf 80 bis 90 °C erhitzt.
Die erforderliche Beizzeit hängt von der gewünschten Eindringtiefe der Beize und der verwendeten Holzart ab. Unverkerntes Buchenholz wird nach etwa 24 Stunden bis zu einer Eindringtiefe von 5 mm schwarz gebeizt, verkerntes Marfimholz erfordert wenigstens 72 Stunden.
Wenn die zweite Beizflüssigkeit eine Lösung mit einem Gehalt von gelöstem Eisen-(II)-sulfat und Ammoniumionen ist, ergibt sich eine lichtechte Schwarzbeizung der Holzgegenstände schon unter der Einwirkung der erwärmten Beizflüssigkeit, so daß die schwarzgebeizten Holzgegenstände nur noch gewässert bzw. gespült und getrocknet werden müssen. Ist die zweite Beizflüssigkeit hingegen eine Lösung mit einem Gehalt von gelöstem Eisen-(II)-salz und einer den notwendigen pH-Wert einstellenden nicht oxidierenden flüchtigen Säure, werden die schwarz zu beizenden Holzgegenstände unter der Einwirkung der erwärmten Beizflüssigkeit -zunächst bräunlich. Erst nach Trocknung der Holzgegenstände entwickelt sich die lichtechte Schwarzbeizung unter der Einwirkung von Luft. Dieser Vorgang kann mehrere Tage bis zu einigen Wochen in Anspruch nehmen und erfordert gegebenenfalls eine Bestimmung dieser Zeiträume durch entsprechende Vorversuche.
Das Eindringen der Beizflüssigkeit, besonders in dichte und schwer zu beizende Hölzer wie etwa Marfimkernholz wird durch einen Zusatz von wasserlöslichen mehrwertigen Alkoholen wie Glyzerin, Glykol und/oder Polyäthylenglykol zur Beizflüssigkeit merklich erleichtert.
An Messerheften aus Marfimholz wurden Beizversuche durcgeführt, die im folgenden ausführlicher beschrieben werden sollen.
Beispiel ? In einem emaillierten Gefäß wurden 70 g Blauholzextrakt, 70 g kristallwasserhaltiges Eisen-(II)-sulfat (FeSO4 7 H20) und 35 g Ammoniumsulfat((NH4)2 SO4) mit 2 Litern Leitungswasser versetzt. Das Gefäß wurde bis zur Auflösung der Beizstoffe erhitzt, anschließend wurden 10 Messerhefte aus Marfimholz mit den Abmessungen 14 cm x 3 cm x 2cm in die Be-zflüssigkeit eingelegt und durch Beschwerung mit einem Kunststoffgitter fortwährend von der Beizflüssigkeit bedeckt gehalten. Die Temperatur der Beizflüssigkeit betrug konstant 80 - 90 OC, verdampftes Wasser wurde während dEs gesamten Beizvorganges ersetzt. Nach vier Tagen wurde die Wärmezufuhr unterbrochen, am nächsten Morgen konnten die schwarzgebeizten Messerhefte der Beizflüssigkeit entnommen, mit warmem Wasser gewässert und gespült und anschließend getrocknet werden.
beispiel 2 100 g Kastanienholz-Extrakt, 70 g kristallwasserhaltiges Eisen-(II)-sulfat (FeS04 7 H20) und 10 ml konzentrierte Salzsäure (HCl) wurden unter Erhitzen in einem emaillierten Gefäß in 2 Litern Wasser aufgelöst. Nach Zugabe von 100 ml Äthylenglykol und Rühren wurden 10 Messerhefte aus Marfimholz bei einer Temperatur von 80 - 90 °C in die Beizflüssigkeit eingetragen und darin drei Tage lang gebeizt. Verdunstungsverluste an Wasser wurden durch entsprechende Zugabe ergänzt. Am zweiten Tag wurden nochmals 4 ml konzentrierter Salzsäure zur Beizflussigkeit. hinzugegeben. Nach drei Tagen wurde die Wärmezufuhr unterbrochen, die am nächsten Morgen der Beizflüssigkeit entnommenen Messerhefte waren bräunlich gefärbt. Während einer weiteren Woche trockneten die Messerhefte an der Luft und nahmen eine lichtechte schwarze Färbung an. Sie wurden nachfolgend mit warmem Leitungswasser gewässert und gespült, bis das Waschwasser fast farblos war und konnten nach erneutem Trocknen weiter bearbeitet werden.
Beispiel 3 In einem emaillierten Gefäß wurden 100 g Kastanienholz-Extrakt, 70 g Eisen-(II)-sulfat (FeSO4 7 H20) und 10 ml 2 Essigsäure unter Erwärmung in zwei Litern Wasser gelöst.
Nach Zugabe von 100 ml Glyzerin und gründlichem Rühren wurden 10 Messerhefte aus Marfimhoiz bei 80 - 90 °C drei Tage in dieser Beizflüssigkeit gebeizt, wobei Verdunstungsverluste durch Wasserzugabe ersetzt wurden. Am zweiten Tag wurden nochmals 5 ml Essigsäure zur Beizflüssigkeit gegeben.
Nach Unterbrechung der Wärmezufuhr nach drei Tagen und Entnahme der Messerhefte am folgenden Morgen waren diese bräunlich gefärbt. Die Messerhefte trockneten während zweier Wochen und nahmen dabei die gewünschte schwarze Färbung an.
Sie wurden nachfolgend mit warmem Leitungswasser gewässert und gespült.
Während bei den beschriebenen Versuchen eine alleinige Beizflüssigkeit verwendet wurde, die sowohl den hydrolisierbaren Gerbstoff bzw. Farbholzextrakt wie auch die Eisenverbindung mit den notwendigen Zusatzstoffen enthielt, kann es vorteilhaft sein, die Holzgegenstände zuerst in eine Beizflüssigkeit einzutragen, die nur den hydrolisierbaren Gerbstoff bzw. Farbholzextrakt oder die Eisenverbindung mit den entsprechenden Zusatzstoffen enthält und die Holzgegenstände dann in einem nachfolgenden zweiten Schritt mit einer zweiten Beizflüssigkeit zu behandeln, die die jeweils in der ersten Beizflüssigkeit nicht vorhandenen Beizstoffe enthält.
Sollen Holzgegenstände gebeizt werden, die sich z. B. aufgrund ihrer Größe nicht in ein Gefäß mit Beizflüssigkeit eintragen lassen, so kann die Beizflüssigkeit auch auf den Holzgegenstandaufgetragen werden und so in dessen Oberfläche eindringen. Auch hierbei ist es möglich, statt einer alleinigen, alle Beizstoffe enthaltenden Beizflüssigkeit zwei verschiedene Beizflüssigkeiten zu verwenden, die jeweils nur einen Teil der Beizstoffe enthalten und zueinander komplementär sind.
Die alle Beizstoffe enthaltende Beizflüssigkeit ist,besonders unter Luftausschluß, bei üblichen Umgebungstemperaturen über längere Zeiträume haltbar und muß daher nicht erst jeweils kurz vor ihrer Verwendung zusammengesetzt werden. Sie läßt sich als wasserarmes oder sogar wasserfreies Beizflüssigkeitskonzentrat in geeigneten Behältern platzsparend und hinreichend stabil befördern und über lange Zeiträume aufbewahren. Dabei kann dem Beizflüssigkeitskonzentrat der gewünschte Gerbstoff- und/oder Farbholzextraktgehalt im gewünschten Verhältnis zum vorhandenen Eisen-(II)-salz beigemiSch.werden; es ist aber auch möglich, das Beizflüssigkeitskonzentrat unabhängig von den zuzusetzenden Gerbstoff- bzw. Farbholzextraktbestandteilen vorzusehen.

Claims

Patentansprüche 1 Verfahren zum Schwarzbeizen von Holzgegenständen, bei welchem man diese in Gegenwart von Eisenverbindungen mit einer gerbstoffhaltigen wässrigen Beizflüssigkeit oder nacheinander mit einer ersten und einer zweiten wässrigen Beizflüssigkeit behandelt, dadurch gekennzeichnet, daß a) die alleinige Beizflüssigkeit oder die erste Beizflüssigkeit insgesamt 20 bis 100 g/l, vorzugsweise 40 bis 70 g/l Blauholzextrakt und/oder pflanzliche hydrolysierbare Gerbstoffe enthält und b) die alleinige Beizflüssigkeit oder die zweite Beizflüssigkeit eine Lösung mit einem Gehalt von 0,07 - 0,36 Mol/l, vorzugsweise 0,15 - 0,25 Mol/l gelöstem Eisen- (11)-salz, vorzugsweise Eisen-(II)-sulfat sowie, bezogen auf den Eisen-(II)-gehalt,einer 0,8 - 1 ,2fachen äquivalenten Menge an Ammoniumionen und/oder einer zur Einstellung eines pH-Werts zwischen 1 und 5 hinreichenden Menge an nicht oxidierender flüchtiger ,säure, insbesondere Salzsäure oder Essigsäure ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die alleinige oder die zweite Beizflüssigkeit eine Lösung mit einem Gehalt von 0,07 - 0,36 Mol/l, vorzugsweise 0,15 - 0,25 Mol/l Ammoniumeisen-(II)-sulfat ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die alleinige oder die zweite Beizflüssigkeit eine Lösung mit einem Gehalt von 0,07 - 0,36 Mol/l, vorzugsweise 0,15 - 0,25 Mol/l Eisen-(II)-sulfat sowie zusätzlich 0,05 - 0,43 Mol/l, vorzugsweise 0,12 - 0,30 Mol/l Ammoniumsulfat ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die alleinige Beizflüssigkeit oder die erste'Beizflüssigkeit insgesamt 20 bis 100 g/l, vorzugsweise 40 bis 70 g/l Blauholzextrakt und/ oder Valonea-, Kastanienholz-, Kastanienrinden-, Eichenholz-, Eichenrinden-, Galläpfel-, Myrobalanen-, Dividivi-, Sumach- oder Algarobille-Extrakt enthält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Beizflüssigkeit, zusätzlich einen Gehalt von 10 - 100 ml/l, vorzugsweise 30 - 50 ml/l eines wasserlöslichen mehrwertigen Alkohols, vorzugsweise Glyzerin, Glykol und/oder Polyäthylenglykol aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Holzgegenstände bei Temperaturen von 70 - 100 "C, vorzugsweise 80 - 90 OC beizt und gegebenenfalls anschließend der Lufteinwirkung aussetzt.
7. Gerbstoffhaltige wässrige Beizflüssigkeit zum Schwarzbeizen von Holzgegenständen, mit einem Gehalt an Eisenverbindungen, gekennzeichnet durch a) einen Gehalt von insgesamt 20 bis 100 g/l, vorzugsweise 40 bis 70 g/l Blauholzextrakt und/oder pflanzlichen hydrolisierbaren Gerbstoffen und b) einen Gehalt von 0,07 - 0,36 Mol/l, vorzugsweise 0,15 - 0,25 Mol/l gelöstem Eisen-(II)-salz, vorzugsweise Eisen-(II)-sulfat sowie, bezogen auf den Eisen-(II)-gehalt, einer 0,8 - 1,2fachen äquivalenten Menge an Ammoniumionen und/oder einer zur Einstellung eines pH-Werts zwischen 1 und 5 hinreichenden Menge an nicht oxidierender flüchtiger Säure, insbesondere Salzsäure oder Essigsäure.
8. Beizflüssigkeit nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,07 - 0,36 Mol/l, vorzugsweise 0,15 -0,25 Mol/l gelöstem Ammoniumeisen-(II)-sulfat.
9. Beizflüssigkeit nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen gelösten Gehalt von 0,07 - 0,36 Mol/l, vorzugsweise 0,15 - 0,25 Mol/l Eisen-(II)-sulfat sowie 0,05 -0,43 Mol/l, vorzugsweise 0,12 - 0,30 Mol/l Ammoniumsulfat.
10. Beizflüssigkeit nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch einen Gehalt von insgesamt 20 bis 100 g/l, vorzugsweise 40 bis 70 g/l Valonea-, Kastanienholz-, Kastanienrinden-, Eichenholz-, Eichenrinden-, Galläpfel-, Myrobalanen-, Dividivi-, Sumach- oder Algarobille-Extrakt.
11. Beizflüssigkeit nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt von 10 - 100 ml/l, vorzugsweise 30 - 50 ml/l eines wasserlöslichen mehrwertigen Alkohols, vorzugsweise Glyzerin, Glykol und/oder Polyäthylenglykol.
12. Beizflüssigkeitskonzentrat, gekennzeichnet durch eine Mischung aus Eisen-(II)-salz, vorzugsweise Eisen-(II)-sulfat, einer, bezogen auf den Eisen-(II)-gehalt, 0,8 - 1,2fachen äquivalenten Menge an Ammoniumsalz sowie mindestens einem wasserlöslichen mehrwertigen Alkohol, vorzugsweise Glyzerin, Glykol und/oder Polyäthylenglykol.
13. Konzentrat nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Ammoniumeisen-(II)-sulfat.
14. Konzentrat nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Eisen-(II)-sulfat sowie einer 0,8 bis 1,2fachen äquivalenten Menge Ammoniumsulfat.