EP0191446A1 - Kupfer- und chromhaltige Salzmischung für den Holzschutz - Google Patents

Kupfer- und chromhaltige Salzmischung für den Holzschutz Download PDF

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EP0191446A1
EP0191446A1 EP86101663A EP86101663A EP0191446A1 EP 0191446 A1 EP0191446 A1 EP 0191446A1 EP 86101663 A EP86101663 A EP 86101663A EP 86101663 A EP86101663 A EP 86101663A EP 0191446 A1 EP0191446 A1 EP 0191446A1
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EP
European Patent Office
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chromium
copper
wood
fixation
mixture
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP86101663A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Norbert Marx
Wendelin Hettler
Walter Vogelbacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SAEGE- UND HOLZWERK FUERST ZU FUERSTENBERG KG
Dr Wolman GmbH
Original Assignee
Sage- und Holzwerk Fuerst Zu Fuerstenberg KG
Dr Wolman GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sage- und Holzwerk Fuerst Zu Fuerstenberg KG, Dr Wolman GmbH filed Critical Sage- und Holzwerk Fuerst Zu Fuerstenberg KG
Publication of EP0191446A1 publication Critical patent/EP0191446A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/16—Inorganic impregnating agents
    • B27K3/32—Mixtures of different inorganic impregnating agents

Definitions

  • the present invention relates to a copper and chromate-containing salt mixture for wood protection, which is applied by means of quick fixation.
  • inorganic protective salt mixtures which are introduced into the wood in the form of aqueous solutions by means of pressure differences or by diffusion.
  • fixation To protect the wood under special conditions (permanent contact with the earth, water or weather), it is necessary to assemble the protective salt mixtures in such a way that they react with the wood to form water-insoluble, leach-resistant and biocidal compounds. This process is called "fixation”.
  • a hexavalent chromium (chromate) content is absolutely necessary for the course of a fixation reaction.
  • the fixing time for the usual protective salt preparations is about 5 to 50 days.
  • this period of time can be shortened to about 1 to 2 hours by applying external energy (quick fixation).
  • the supply of external energy can e.g. by supplying heat, for example by supplying water vapor (superheated steam) or by generating a high-frequency electrical alternating voltage field (HF, microwaves).
  • chromate-containing preparations e.g. mixtures with zinc, cadmium, mercury, tin or lead compounds.
  • the use value of a preparation is determined by the degree of fixation of the protective agent in the wood.
  • the hexavalent chromium content in the salt mixture must not fall below the usual levels of chromium and copper are given in the table below (content in% by weight).
  • the table shows that the proportion by weight of chromium significantly exceeds that of copper.
  • compositions of three typical salt mixtures according to Table 2 are shown below:
  • Chromium does not contribute to the biological effectiveness of the wood preservative; it only serves to determine the effective protective agent components (e.g. copper) in the wood.
  • the task is to develop mixtures which allow a reduction in the chromium content without reducing the fixation of, for example, the copper.
  • inorganic, copper and chromium-containing salt mixtures for use in wood preservation bring about a good fixation of the copper when they are applied by means of rapid fixation and the copper to chromium weight ratio is more than 1 to 1.
  • compositions of three typical salt mixtures according to the invention according to Table 3 are shown below.
  • customary and the protective salt preparations according to the invention are used in the form of aqueous solutions in the concentration range 0.5 to 10% (% by weight), preferably 2 to 6%.
  • time-lapse washes with water are carried out as tests to determine the leaching resistance.
  • time-lapse washes with water are carried out as tests to determine the leaching resistance.
  • test sticks 10 soaked test sticks are stored in a fixation vessel for 4 weeks at normal temperature (15 ° C), machined after fixation and washed out six times in 600 ml of water.
  • the proportions of active substance in the wash-out water are determined and stated in% by weight of the amount of preservative consumed during the impregnation.
  • test sticks For quick fixation by treatment with external energy, the test sticks are either stored in an autoclave, into which hot steam at atmospheric pressure (100 ° C.) flows for 60 minutes, or they are exposed to an HF field for 10 minutes.
  • wash-out stress is then carried out as described above.
  • a protective agent is only sufficiently resistant to the effects of earth, water and weather contact if the washout does not remove more than 8% of the total copper and chrome content.
  • Table 4 compares the intake amounts (in g) and washout rates (in%) of the known salt mixtures with those of the salt mixtures according to the invention.
  • test sticks each were soaked in a 4% aqueous protective salt solution, quickly fixed by adding external energy (except for test C 1) and subsequently subjected to a washout stress.

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Abstract

Kupfer- und chromathaltige Salzmischung für die Schnellfixierung im Holzschutz, wobei der Kupfergehalt der Mischung grösser als der Chromgehalt ist und Verfahren zum Schutz von Holz mit dieser Salzmischung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupfer und Chromat enthaltende Salzmischung für den Holzschutz, die mittels Schnellfixierung angewendet wird.
  • Es ist bekannt, zum Schutz von Holz gegen holzzerstörende Organismen anorganische Schutzsalzmischungen zu verwenden, die in Form wäßriger Lösungen vermittels Druckunterschieden oder durch Diffusion in das Holz eingebracht werden. Für den Schutz des Holzes unter besonderen Bedingungen (dauernder Erd-, Wasser- oder Witterungskontakt) ist es erforderlich, die Schutzsalzmischungen so zusammenzusetzen, daß sie mit dem Holz unter Ausbildung wasserunlöslicher, auslaugebeständiger und biozidwirksamer Verbindungen reagieren. Diesen Vorgang nennt man "Fixierung". Für die überwiegende Anzahl gebräuchlicher Schutzsalzmischungen ist für den Ablauf einer Fixierungsreaktion ein Gehalt an hexavalentem Chrom (Chromat) zwingend erforderlich. Die Fixierungsdauer beträgt bei den üblichen Schutzsalzzubereitungen etwa 5 bis 50 Tage.
  • Es ist bekannt, daß diese Zeitspanne durch Zuführung äußerer Energie auf etwa 1 bis 2 Stunden verkürzt werden kann (Schnellfixierung). Die Zuführung äußerer Energie kann z.B. durch Zuführung von Wärme erfolgen, beispielsweise durch Zuführung von Wasserdampf (Heißdampf) oder durch Erzeugung eines hochfrequenten elektrischen Wechselspannungsfeldes (HF, Mikrowellen).
  • Als gebräuchliche Salzmischungen sind beispielsweise folgende Mischungen zu betrachten:
    Figure imgb0001
  • Darüber hinaus sind weitere Chromat enthaltende Zubereitungen bekannt (z.B. Mischungen mit Zink-, Cadmium-, Quecksilber-, Zinn- oder Bleiverbindungen.
  • Der Gebrauchswert einer Zubereitung ist bestimmt durch den Grad der Fixierung des Schutzmittels im Holz.
  • Sws/IG Nach dem Stand der Technik ist die Gegenwart von hexavalentem Chrom zur Einleitung und zum Ablauf der Fixierung unabdingbar.
  • Die Funktion des hexavalenten Chroms ist:
    • 1. pH-Wert-Verschiebung im Holz (Ansteigen des pH-Wertes)
    • 2. Intermediäre Ausbildung von Komplexen und schwerlöslichen Verbindungen, hexavalentes Chrom enthaltend (Fixierungszwischenstufe)
    • 3. Endgültige Ausbildung von Komplexen und schwerlöslichen Verbindungen, trivalentes Chrom enthaltend (Fixierungsendstufe)
    • 4. Auslösung von Redoxvorgängen, Holzbestandteile einbeziehend (Erhöhung der Bindungsfestigkeit zwischen Schutzmittel und Holzsubstanz)
    • 5. Korrosionsschutz (Passivierung der metallenen Arbeitsgeräte) und Stabilisator für die Lösungen der Schutzmittel.
  • Zur Sicherstellung eines wirksamen Ablaufes der einzelnen Reaktionen, dürfen bestimmte Gehalte an hexavalentem Chrom im Salzgemisch nicht unterschritten werden, die üblichen Gehalte an Chrom und Kupfer sind in der folgenden Tabelle angegeben (Gehalt in Gewichts%).
    Figure imgb0002
  • Die Tabelle zeigt, daß die Gewichtsanteile an Chrom die des Kupfers erheblich übersteigen.
  • Die Zusammensetzungen von drei typischen Salzmischungen entsprechend Tabelle 2 sind im folgenden wiedergegeben:
    Figure imgb0003
  • Chrom trägt nicht zur biologischen Wirksamkeit des Holzschutzmittels bei, es dient allein zur Festlegung der wirksamen Schutzmittelbestandteile (z.B. Kupfer) im Holz.
  • Es besteht die Aufgabe, Mischungen zu entwickeln, die eine Senkung des Chromgehaltes erlauben, ohne daß die Fixierung beispielsweise des Kupfers vermindert wird.
  • Es wurde nun gefunden, daß anorganische, kupfer- und chromhaltige Salzmischungen für die Anwendung im Holzschutz eine gute Fixierung des Kupfers bewirken, wenn sie mittels Schnellfixierung angewendet werden und das Gewichtsverhältnis Kupfer zu Chrom mehr als 1 zu 1 beträgt. Bevorzugt wird ein Bereich von Kupfer zu Chrom wie 1,1 bis 2 : 1, insbesondere 1,1 bis 1,75 : 1.
  • Es ist überraschend, daß trotz des verringerten Chromgehaltes der Salzmischung eine dauerhafte Fixierung des Kupfers im Holz erfolgt.
  • Beispielsweise wird eine gute Fixierung mit Salzmischungen etwa folgender Zusammensetzungen erzielt.
    Figure imgb0004
    Die Tabelle zeigt, daß die Gewichtsanteile an Kupfer die des Chroms erheblich übersteigen.
  • Die Zusammensetzungen von drei typischen erfindungsgemäßen Salzmischungen entsprechend Tabelle 3 sind im folgenden wiedergegeben.
    Figure imgb0005
  • Bei Fixierung mit äußerer Energiezufuhr (Schnellfixierung) und gleichzeitiger Herabsetzung des Chromatanteiles in der Salzmischung zugunsten der Anhebung biologisch wirksamer Bestandteile, insbesondere des Kupfers, ergeben sich folgende Vorteile:
    • 1. Erhebliche Steigerung der Wirksamkeit gegen holzzerstörende Organismen.
    • 2. Verminderung der Toxizität und Umweltbeeinflussung.
    • Experimentelle Erläuterunoen
  • Im allgemeinen werden die üblichen und die erfindungsgemäßen Schutzsalzzubereitungen in Form wäßriger Lösungen im Konzentrationsbereich 0,5 bis 10 % (Gew.%), vorzugsweise 2 bis 6 %, angewandt.
  • Die Anwendung erfolgt in Kesseldruck- oder Trogtränkanlagen mit dem Zweck, eine möglichst tiefe und damit umfassend schützende Eindringung der Lösung zu erreichen.
  • Als Prüfungen zur Ermittlung der Auslaugebeständigkeit werden nach erfolgter Fixierung (Lagerung für 5 bis 50 Tage unter Dach für bekannte Mischungen oder Schnellfixierung für die erfindungsgemäßen Mischungen) zeitraffende Auswaschungen mit Wasser vorgenommen. Zur Verschärfung der Prüfung ist es üblich, die behandelten Hölzer zusätzlich zu zerspanen, um den Zutritt des Auswaschwassers zu verbessern.
  • Die Prüfung der Auswaschbeständigkeit in herkömmlicher Weise behandelter und fixierter Hölzer erfolgt nach üblichen Methoden.
  • Dazu werden 10 getränkte Probehölzer 4 Wochen bei Normaltemperatur (15°C) in einem Fixiergefäß gelagert, nach erfolgter Fixierung zerspant und sechsmal in je 600 ml Wasser ausgewaschen. Die Wirkstoffanteile in dem Auswaschwasser werden bestimmt und in Gew.% der beim Tränken aufgenommenen Sehutzmittelmenge angegeben.
  • Zur Schnellfixierung durch Behandlung mit äußerer Energie werden die Probehölzer entweder in einem Autoklaven gelagert, in den 60 Minuten lang Heißdampf bei Atmosphärendruck (100°C) einströmt, oder sie werden 10 Minuten einem HF-Feld ausgesetzt.
  • Danach wird die Auswaschbeanspruchung wie oben beschrieben vorgenommen.
  • Ausreichend widerstandsfähig gegen die Belastungen durch Erd-, Wasser-und Witterungskontakt ist ein Schutzmittel nur dann, wenn durch die Auswaschung nicht mehr als 8 % der Summe der eingebrachten Anteile an Kupfer und Chrom herausgelöst werden.
  • Für die in Tabelle 2 genannten üblichen Schutzsalzzubereitungen ist dies der Fall.
  • In Tabelle 4 sind die Aufnahmemengen (in g) und Auswaschraten (in %) der bekannten Salzmischungen denen der erfindungsgemäßen Salzmischungen gegenübergestellt.
  • Dabei wurden jeweils zehn Probehölzer mit einer 4 %igen wäßrigen Schutzsalzlösung getränkt, durch Zuführung äußerer Energie schnellfixiert (außer bei Versuch C 1) und nachfolgend einer Auswaschungsbeanspruchung unterzogen.
  • Figure imgb0006

Claims (5)

1. Anorganische, kupfer- und chromathaltige Salzmischung für die Anwendung im Holzschutz mittels Schnellfixierung, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis Kupfer zu Chrom mehr als 1 : 1 beträgt.
2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis Kupfer zu Chrom im Bereich von 1,1 bis 2 : 1 liegt.
3. Mischung nach Anspruch 1, dadurch aekennzeichnet, daß sie als weitere Bestandteile Bor-, Fluor-, Arsen-, Zink-, Cadmium-, Quecksilber-, Zinn- oder Bleiverbindungen einzeln oder als Mischung enthält.
4. Verfahren zum Schutz von Holz, dadurch gekennzeichnet, daß man das Holz mit einer kupfer- und chromathaltigen Salzmischung, in der das Gewichtsverhältnis Kupfer zu Chrom mehr als 1 : 1 beträgt, mittels Schnellfixierung behandelt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Lösung der Salzmischung verwendet.
EP86101663A 1985-02-14 1986-02-10 Kupfer- und chromhaltige Salzmischung für den Holzschutz Withdrawn EP0191446A1 (de)

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FI (1) FI860347A (de)
NO (1) NO860522L (de)
NZ (1) NZ215154A (de)

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AU5362586A (en) 1986-08-21
DK69786A (da) 1986-08-15
DE3504982A1 (de) 1986-08-14
FI860347A (fi) 1986-08-15
FI860347A0 (fi) 1986-01-24

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Inventor name: HETTLER, WENDELIN

Inventor name: MARX, HANS-NORBERT

Inventor name: VOGELBACHER, WALTER