DE19533438A1 - Verfahren zum Einfärben und Imprägnieren von Holz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren Ver­ fahren zum Einfärben und Imprägnieren von Holz, bei dem ein Imprägniermittel angewendet und ein Farb­ stoff aufgetragen wird.

Im Stande der Technik erfolgt die Konservierung und Einfärbung von Holz in der nachfolgend geschilder­ ten Weise: Zunächst werden zur Imprägnierung des Holzes und zum Schutz gegen Feuchtigkeit, Schädlin­ gen, Pilzen und anderen Mikroorganismen Imprägnier­ mittel aufgebracht, die häufig mit Pestiziden und/oder Fungiziden angereichert sind. Die hierbei eingesetzten Salze und chemischen Öle sind giftig und führen dazu, daß das auf diese Weise behandelte Holz nur als Sondermüll und demzufolge mit entspre­ chend hohen Kosten entsorgbar ist. Je nach Art der verwendeten chemischen Verbindungen treten zudem grünliche oder bräunliche Verfärbungen des Holzma­ terials auf. Die Aufbringung des Imprägniermittels erfolgt durch Tauchen, durch Druck oder Vakuum oder durch eine Kombination der beiden letzteren. Erst im Anschluß an die Imprägnierung erfolgt die Ein­ färbung durch oberflächliches Aufbringen von Lasu­ ren oder Lacken, deren Eindringtiefen nur gering sind. Die hierbei eingesetzten Materialien weisen häufig Bestandteile auf, die ebenfalls gesundheit­ lich nicht unbedenklich sind. Die geringe Stärke der Farbschicht macht unter dem Einfluß von Witte­ rung und mechanischer Beanspruchungen schon nach kurzer Zeit die Erneuerung des Farbanstriches er­ forderlich.

Entscheidend ist, daß im Stande der Technik stets im ersten Arbeitsschritt die Imprägnierung des Holzes erfolgt, und erst im zweiten das Auftragen des Farbanstriches, der aufgrund des durch Aufbrin­ gen des Imprägniermittels bereits erfolgten Ver­ schließens der Zellen und Poren des Holzes naturge­ mäß nur eine Oberflächenschicht ausbilden kann. Ein Umkehren der Verfahrensschritte, nämlich das Auf­ bringen von zuerst dem Farbanstrich und anschlie­ ßend erst das Imprägniermittel verbietet sich, weil aufgrund der Lackschicht das Imprägniermittel nicht mehr in das Holz eindringen und seine konservie­ rende Wirkung somit nicht in ausreichender Tiefe zum Schutze des Holzes entwickeln kann. Aus dem Lack entweichende Lösungsmittel führen zudem zu ei­ nem Abheben der Imprägnierschicht. Eine gleichzei­ tige Aufbringung von Farbe und Imprägniermittel in Form eines Gemisches führt ebenfalls nicht zum Er­ folg.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Ent­ wicklung eines Verfahrens zur Imprägnierung und Einfärbung von Holz zur Aufgabe gemacht, bei der eine tiefe Einfärbung bei gleichzeitig zufrieden­ stellender Imprägnierung möglich wird.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Farb­ stoffin in Lösungsmittel aufgelöster Form aufge­ tragen, anschließend das Holz zum Austreiben des Lösungsmittels getrocknet wird und schließlich ein in der Regel farbloses Imprägniermaterial aufgetra­ gen wird.

Der Kerngedanke vorliegender Erfindung besteht in der Umkehrung der bisher angewendeten Verfahrens­ schritten, einem Arbeitsweg also, der im Stande der Technik aus den vorerwähnten Gründen als nicht gangbar erachtet wurde. Hierbei wird zunächst der Farbstoff in gelöster Form auf das noch unbehan­ delte Holz aufgebracht. Dabei steht im Rahmen der Erfindung frei, welche Art von Lösungsmittel hier­ bei eingesetzt wird. Begrifflich bedeutet Lösung, daß die Farbstoffe in einer flüssigen Phase, näm­ lich dem Lösungsmittel aufgelöst, d. h. in eine ho­ mogene Phase überführt werden. Im Hinblick auf die chemische Beschaffenheit des Lösungsmittels ist einzige Forderung, daß der jeweilige Farbstoff ge­ löst wird, in die Lösungsphase übertritt und - ent­ sprechend der Definition des Begriffs "Lösungsmit­ tel" im technischen Sprachgebrauch - der gelöste Stoff praktisch unverändert wieder freisetzbar ist. Gründe gesundheitlicher Unbedenklichkeit sowie Ko­ stenüberlegungen lassen es in vielen Fällen ange­ zeigt erscheinen, Wasser als Lösungsmittel einzu­ setzen. Die aufgetragene Farbe dringt aufgrund des unbehandelten Holzes in im Vergleich zum Stand der Technik tiefere Schichten vor, die in Abhängigkeit vom Farbauftrag 2-10 mm betragen können. Ein hier­ aus resultierender entscheidender Vorzug ist, daß das derart behandelte Holz auch bei Abnutzung, me­ chanischem Abtrag und witterungsbedingtem Ver­ schleiß zunächst keine Farbänderung erfährt und erst nach einer im Vergleich zum Stande der Technik sehr langen Zeit einer Nachpflege bedarf. Derartige Holzmaterialien eignen sich deshalb in besonderer Weise für den Einsatz im Außenbereich. Die Wahl des Farbtones bleibt grundsätzlich beliebig.

Nach dem erfolgten Aufbringen wird das so behan­ delte Material einer Trocknung unterzogen mit dem Ziel des Austreibens des Lösungsmittels. Im Holzma­ terial bleiben andererseits die Farbstoffe zurück. In Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Lösungsmittels bzw. deren Verdampfungstempera­ tur, aber auch bestimmt durch andere Verfahrenspa­ rameter, wie z. B. die Eindringtiefe des Lösungsmit­ tels in das Holz, werden Temperatur und Dauer des Trocknungsprozesses eingestellt. Diesem Behand­ lungsschritt liegt eine der wesentlichen Erkennt­ nisse der Erfindung zugrunde, wonach das Eindringen des später auf zubringenden Imprägniermittels in das Holz aufgrund der mit Lösungsmittel verstopften Po­ ren verhindert wird.

Wurde das Lösungsmittel ausgetrieben und verdampft, kann anschließend die in der Regel farblose Imprä­ gnierung aufgetragen werden. Sofern ein farbloses Mittel eingesetzt wird, bleibt die ursprüngliche Farbgestaltung unverändert erhalten; sofern eine Imprägnierung bestimmter farblicher Zusammensetzun­ gen zur Anwendung kommt, ergibt sich durch Überla­ gerung eine Veränderung des ursprünglichen Farb­ auftrages. Dies ist bei der Wahl des Farbtones von Farbanstrich und Imprägniermittel zu berücksichti­ gen. Im allgemeinsten Fall steht hierbei frei, wel­ che chemische Zusammensetzung das jeweils einge­ setzte Imprägniermittel aufweist. Entscheidend ist, daß trotz des bereits erfolgten Farbauftrags nach wie vor ein tiefes Eindringen in das Holz erfolgt.

Im Ergebnis erhält man ein gegen Witterungsein­ flüsse, Feuchtigkeit, Bakterien und Mikroorganismen weitgehend resistenten Holz, bei dem insbesondere auch bei oberflächlichem Holzabtrag die Farbe er­ halten bleibt.

Auf welche Art und Weise die in gelöster Form vor­ liegende Farbe auf das Holz aufgebracht wird, steht im Rahmen der Erfindung weitgehend frei. Von dem aus dem Stande der Technik allerdings im Zusammen­ hang mit der Imprägnierung bekannten Verfahren emp­ fehlen sich insbesondere Vakuum- oder Druckverfah­ ren bzw. eine Kombination der beiden. Durch Anwen­ dung von Unterdruck (Vakuum) wird hierbei zunächst die im Holzmaterial befindliche Luft entfernt und auf diese Weise Raum geschaffen für das anschlie­ ßende Eindringen der gelösten Farbe, was unter An­ wendung entsprechenden Druckes unterstützt wird. Das Ergebnis ist, besonders ausgeprägt bei der An­ wendung von Unter- und anschließendem Überdruck, ein rasches Einbringen des gelösten Farbstoffes. Gegenüber dem aus dem Stande der Technik ebenfalls bereits bekannten Eintauchen läßt sich bei Anwen­ dung von Druck- und/oder Vakuumverfahren eine we­ sentliche Beschleunigung, d. h. eine Verkürzung der Behandlungsdauer erreichen.

Als entscheidender Vorzug ist weiter anzusehen, daß neben den bekannten, gesundheitlich bedenklichen Komponenten aufweisenden Imprägniermittel, auch solche mit natürlichen, d. h. biologischem Ursprung nunmehr eingesetzt werden können. Hierzu zählen zunächst alle Mittel auf Basis organischer und/oder anorganischer Öle. Hinzu kommen Harze als auch ge­ sundheitlich unbedenkliche Salze, z. B. Boraxsalz. Weiterhin können Bindemittel, die für den Verbleib im Holz Sorge tragen, sowie sikative Stoffe beige­ geben werden, worunter Hilfsmittel, wie z. B. die Oberflächenspannung beeinflussende Tenside oder UV- Schutzmittel zur Verhinderung der Zersetzung des Holzes zu verstehen sind. Der entscheidende Vorteil der Verwendung derartiger Stoffe ist, daß diese Stoffe aus dem Naturkreislauf stammen und/oder bio­ logisch problemlos abbaubar sind.

Als Farbstoffe werden ebenfalls gesundheitlich un­ bedenkliche und ungiftige Verbindungen als bevor­ zugt angesehen, wie sie in anderen Bereichen, wie z. B. der Lebensmittelbranche oder beim Einfärben von Bekleidungsstoffen eingesetzt werden und allge­ mein bekannt sind. Dermatologisch und/oder allergo­ logisch auf Unbedenklichkeit überprüfte Farbstoffe sind bevorzugt.

Werden sowohl Farbstoffe als auch Imprägniermittel gemäß der vorangegangenen Vorschläge eingesetzt, erhält man ein gesundheitlich unbedenkliches Holz­ material als Endprodukt, das einer unproblemati­ schen Entsorgung zugänglich ist.

Im Ergebnis liefert das erfindungsgemäße Behand­ lungsverfahren ein Produkt mit strapazierfähigem und beständigem Farbauftrag bei Resistenz gegen Feuchtigkeit, Schädlinge und Mikroorganismen.

Claims (6)

1. Verfahren zum Einfärben und Imprägnieren von Holz, bei dem ein Imprägniermittel angewendet und ein Farbstoff aufgetragen wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Farbstoff in in Lösungsmittel aufgelöster Form aufgetragen, anschließend das Holz zum Austreiben des Lösungsmittels getrocknet wird und schließlich ein in der Regel farbloses Imprä­ gniermaterial aufgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Lösungsmittel Wasser für den Farbstoff.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zum Aufbringen des gelösten Farb­ stoffes Vakuum- und/oder Druckverfahren Anwendung finden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel aus organischen und/oder anorganischen Ölen und/oder Harze und/oder Salze, insbesondere Boraxsalze und/oder Bindemitteln und/oder Sikativen und/oder UV-Schutz und/oder Lösungsmitteln besteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß ungiftige Farbstoffe ein­ gesetzt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ge­ kennzeichnet durch lebensmitteltaugliche und/oder dermatologisch und allergologisch unbedenkliche Farbstoffe.