DE3623464A1

DE3623464A1 - Water-resistant wood stain and method for its application

Info

Publication number: DE3623464A1
Application number: DE19863623464
Authority: DE
Inventors: Bruno Wixforth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-07-11
Filing date: 1986-07-11
Publication date: 1988-01-21

Abstract

The invention describes a water- and light-resistant wood stain in two components, the first component of which is an aqueous sodium humate solution which is applied initially to the wood surface into which it then soaks. After superficial drying, the wood surface pretreated in this way is treated with a salt solution whose cation forms with the humic acid anion a water-insoluble compound which adheres firmly in the wood surface and is resistant to being washed off. A suitable second component comprises aqueous solutions of calcium salts, barium salts, aluminium salts and other polyvalent salts.

Description

Die Erfindung betrifft einen wasser- und lichtbeständigen Holzfarbstoff, in zwei Komponenten, die beide in wäßriger Lösung vorliegen und nach ihrer Anwendung in der Holzoberfläche einen wasserunlöslichen, braunen Farbstoff durch chemische Fällung erzeugen.The invention relates to a water and light-resistant wood dye, in two components, both of which are in aqueous solution and according to their Use in the wood surface a water-insoluble, brown dye by chemical precipitation.

Dieser Zweikomponentenfarbstoff eignet sich besonders als billiger, umwelt freundlicher Anstrich für saugfähige Holzoberflächen speziell im häuslichen Innenbereich.This two-component dye is particularly suitable as a cheaper, environmentally friendly friendly coating for absorbent wooden surfaces especially in the home Indoor area.

Die zur Zeit innerhalb des Hauses benutzten Holzanstriche wurden in den letz ten Jahren zunehmend von bestimmten natur- und umweltbewußten Verbraucher kreisen skeptisch betrachtet, da sie in vielen Fällen toxische Stoffe bzw. organische Lösungsmittel enthalten, die nach der Behandlung der Holzober fläche in die Raumluft verdampfen können, so ist z. B. ein wasserfester, einkomponentiger Holzfarbstoff in wäßriger Lösung nur schwer vorstellbar, da er in den meisten Fällen ein nicht wäßriges Lösungsmittel benötigt.The wood paints currently used in the house were recently ten years increasingly by certain nature and environmentally conscious consumers circle skeptically, since in many cases they contain toxic substances or contain organic solvents after treating the wooden top can evaporate surface into the room air, so z. B. a waterproof, one-component wood dye in aqueous solution is difficult to imagine, since in most cases it requires a non-aqueous solvent.

Gerade aber im häuslichen Innenbereich soll nach der Meinung großer Verbrau chergruppen das Verdampfen nicht wäßriger Lösungsmittel wegen der echten ode vermeintlichen toxischen Gefährdung durch die entstehenden Dämpfe vermieden werden.But especially in the domestic interior, in the opinion of great consumption groups the evaporation of non-aqueous solvents because of the real ones or alleged toxic hazard from the resulting vapors be avoided.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, speziell für den häuslichen Innen- und Außenbereich einen billigen, umweltfreundlichen Holz farbstoff in einem völlig unbedenklichen Lösungsmittel zu entwickeln, der selbst den strengsten Umweltansprüchen kritischer Verbraucher gerecht wird.The present invention has the task, especially for the domestic indoor and outdoor use a cheap, environmentally friendly wood develop dye in a completely harmless solvent, that meets even the strictest environmental demands of critical consumers becomes.

Es zeigte sich, daß der natürliche Farbstoff Huminsäure, der in großen Mengen in z. B. Mooren vorkommt und dort nach bekanntem Verfahren billig mit Alkalien, z. B. mit Natronlauge als Natriumverbindung extrahiert werden kann, ein für die vorgesehenen Zwecke geeigneter Farbstoff ist.It was found that the natural dye humic acid, which in large quantities in z. B. bogs occur and there cheaply using known methods Alkalis, e.g. B. can be extracted with sodium hydroxide solution as sodium compound, is a suitable dye for the intended purposes.

Huminsäuren bestehen aus hochmolekularen Hydroxy- und Polyhydroxycarbonsäuren mit Molekulargewichten von 20 000 bis 50 000 g/mol. Wegen der vorhandenen Carbonsäuregruppen im Molekül sind sie in der Lage, mit Kationen Salze zu bilden, die z. B. Teil löslich, z. B. die Natriumverbindung, und zum Teil unlös lich, z. B. die Aluminiumverbindung sein können.Humic acids consist of high molecular weight hydroxy and polyhydroxycarboxylic acids with molecular weights of 20,000 to 50,000 g / mol. Because of the existing Carboxylic acid groups in the molecule enable them to form salts with cations form the z. B. Part soluble, e.g. B. the sodium compound, and partly insoluble Lich, e.g. B. can be the aluminum compound.

Ein Auftragen dieser unlöslichen Me-Humate in wäßriger Suspension auf die Holzoberfläche zeigte, daß die Haftfähigkeit gegen Wasserauswaschung trotz des hohen Dispersionsgrades der Me-Humate völlig unbefriedigend war. Ebenso ist eine wäßrige z. B. Natriumhumatlösung naturgemäß nicht in der Lage, in der Holzoberfläche eine gegen Auswaschung stabile Färbung zu erzeugen.Applying this insoluble Me-Humate in aqueous suspension to the Wood surface showed that adherence to water washout despite the high degree of dispersion of the Me-Humate was completely unsatisfactory. As well is an aqueous z. B. sodium humate solution naturally not able to produce a color stable in the wood surface against washing out.

Überraschenderweise zeigte sich bei weiteren Versuchen, daß eine Behandlung der mit Natriumhumatlösung vorbehandelten Holzoberfläche mit wäßrigen Salzlösungen mehrwertiger Metallionen, wie Fe³⁺, Ba²⁺, Ca²⁺, Al³⁺ und andere eine gegen Auswaschen absolut stabile braune Färbung in der Holzober fläche ergab. Die Verankerung der chemisch ausgefällten Me-Humat-Moleküle in der Holzoberfläche ist so fest, daß von einem wasserfesten Anstrich mit dem beschriebenen Zweikomponentensystem gesprochen werden kann. Selbst stundenlanges Berieseln mit Waser löst die Me-Humat-Makromoleküle nicht aus der Holzoberfläche heraus.Surprisingly, it was found in further experiments that a treatment of the wooden surface pretreated with sodium humate solution with aqueous salt solutions of polyvalent metal ions, such as Fe ³⁺ , Ba ²⁺ , Ca ²⁺ , Al ³⁺ and others, gave an absolutely stable brown color in the wooden surface against washing out revealed. The anchoring of the chemically precipitated Me-Humat molecules in the wood surface is so firm that one can speak of a waterproof coating with the described two-component system. Even sprinkling with Waser for hours does not remove the Me Humat macromolecules from the wooden surface.

Ein einfaches Betupfen der vorher mit Natrium-Humat-Lösung behandelten Holz oberfläche mit einer wäßrigen Lösung aus 250 bis 400 mmol Salz pro Liter mit Hilfe eines Schwammes reicht aus, um den geschilderten Effekt der ab solut wasserfesten Ausfällung des Me-Humates in der Holzoberfläche zu zeigen. Besonders gut eignen sich Aluminium- und Barium-Salze für diese Zwecke.A simple dab on the wood previously treated with sodium humate solution surface with an aqueous solution of 250 to 400 mmol salt per liter with the help of a sponge is enough to remove the effect described absolutely waterproof precipitation of the Me-Humates in the wood surface demonstrate. Aluminum and barium salts are particularly suitable for these Purposes.

Aufgrund dieser Vorgehensweise muß der gesamte Holzfarbstoff aus zwei Komponenten bestehen. Als erste Komponente wird die wäßrige Lösung von Natrium humat bezeichnet. Als zweite Komponente wird die wäßrige Lösung des Salzes des mehrwertigen Metallions bezeichnet, das die Fixierung des ent sprechenden Humat-Salzes in der Oberfläche bewirkt. Because of this procedure, the entire wood dye must consist of two Components exist. The first component is the aqueous solution of sodium designated humat. The second component is the aqueous solution of Salt of the polyvalent metal ion, which fixes the ent speaking humate salt in the surface.

Wichtig ist noch, das Anion des Salzes der zweiten Komponente so zu wählen, daß es in Verbindung mit dem bei der Fällung des unlöslichen Me-Humates in der Holzoberfläche entstehenden Natriumions keine mit Kristallwasser kristallisierenden oder hygroskopischen Salze bildet, da diese die gefärbte Holzoberfläche bei vor allem hoher Luftfeuchtigkeit feucht erscheinen lassen würde.It is still important to choose the anion of the salt of the second component so that it is in connection with that in the precipitation of the insoluble me humate none of the sodium ions formed in the wood surface with crystal water forms crystallizing or hygroscopic salts, since these are the colored Make the wooden surface appear moist, especially when it is very humid would.

Auf diese Weise, einer zweimaligen, nacheinanderfolgenden Behandlung einer Holzoberfläche mit den Komponenten 1 und 2 des erfindungsgemäßen Holzfarb stoffes in der beschriebenen Weise gelingt es, einen im Endzustand wasser unlöslichen Farbstoff mit Hilfe wäßriger Lösungen in eine Holzoberfläche zu bringen.In this way, a two, successive treatment of a wooden surface with components 1 and 2 of the wood dye according to the invention in the manner described succeeds in bringing a water-insoluble dye in the final state using aqueous solutions in a wooden surface.

Dieses ist für die genannte natur- und umweltbewußte Verbraucherschicht ein hoch eingeschätzter Vorteil, da sowohl der Farbstoff als Naturprodukt als auch das Lösungsmittel weder toxisch sind noch toxische Emissionen abgeben.This is for the nature and environmentally conscious consumer class mentioned a highly valued advantage because both the dye and the natural product as well as the solvent are neither toxic nor toxic Emit emissions.

Zudem ist der Farbstoff sehr billig, da er in großen Mengen und in hoher Konzentration z. B. im Moor vorkommt, und aus diesem heimischen Rohstoff einfach und umweltfreundlich gewonnen werden kann.In addition, the dye is very cheap because it is in large quantities and high Concentration z. B. occurs in the bog, and from this domestic raw material can be obtained easily and in an environmentally friendly manner.

Ein einjähriger Belichtungsversuch mit einer erfindungsgemäß eingefärbten Holzfläche, die zur Hälfte abgedeckt war, zeigte nach Ablauf dieser Zeit keinerlei Farbunterschiede zwischen der abgedeckten und nicht abgedeckten Hälfte, so daß der Farbstoff als gegen Belichtung stabil zu bezeichnen ist.A one-year exposure test with a colored according to the invention Wood surface that was half covered showed after this time no color differences between the covered and uncovered Half, so that the dye can be described as stable against exposure.

Eine billige Einfärbung von Textilien mit dem erfindungsgemäßen braunen Farbstoff ist ebenfalls möglich, jedoch ist die Auswaschfestigkeit in diesem Falle weniger gut.A cheap dyeing of textiles with the brown according to the invention Dye is also possible, however the washout resistance is in less good in this case.

Zur Erzeugung eines erfindungsgemäßen Holzanstriches haben sich folgende Lösungen bewährt:The following have been used to produce a wood paint according to the invention Proven solutions:

Komponente 1 Natriumhumat mit einem Molekulargewicht von 20 000 bis 50 000 g/mol in 10%iger Lösung in Wasser. Diese Lösung zeigte einen p_H-Wert von 9,5,Component 1 sodium humate with a molecular weight of 20,000 to 50,000 g / mol in 10% solution in water. This solution exhibited a _pH value of 9.5,
Komponente 2 Aluminiumchlorid in wäßriger Lösung in einer Konzentration von 250 bis 400 mmol Al³⁺/Liter.Component 2 aluminum chloride in aqueous solution in a concentration of 250 to 400 mmol Al ³⁺ / liter.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Zweikomponentenfarbstoffes nicht nur für den genannten Verbraucherkreis sind groß:The advantages of the two-component dye according to the invention not only for the consumer group mentioned are large:

a) Der Farbstoff kann als Naturprodukt aus einheimischen Rohstoffen, nämlich Torf, gewonnen werden,a) The dye can be a natural product from indigenous Raw materials, namely peat, are obtained,
b) Er kann einfach, billig und umweltfreundlich hergestellt werden.b) It can be made easily, cheaply and environmentally friendly will.
c) Er wird in einem billigen, umweltfreundlichen Lösungsmittel, nämlich Wasser, angewandt.c) It is in a cheap, environmentally friendly solvent, namely water.
d) Er ist nicht toxisch und bildet keine organischen Gase und Dämpfe beim Trocknen.d) It is non-toxic and does not form organic gases and Vapors when drying.
e) Er haftet zuverlässig wasserfest und lichtbeständig in der Holzoberfläche.e) It adheres reliably waterproof and lightfast the wooden surface.
f) Er kann durch einfache technische Verfahren auch industriell auf Bretter, Balken, Langhölzer und sonstiges Schnittholz aufgebracht werden.f) It can also be industrial using simple technical processes on boards, beams, long wood and other sawn timber be applied.

Claims

1. Wasserbeständiger Holzfarbstoff in zwei wasserlöslichen Komponenten, da durch gekennzeichnet, daß die erste Komponente aus dem Natriumsalz natürlich gewonnener Huminsäuren und die zweite Komponente aus der wäßrigen Lösung eines Salzes besteht, dessen Kation mit Huminsäuren in der Holzober fläche eine wasserunlösliche, an der Holzfaser haftende braune Verbindung ergibt.1. Water-resistant wood dye in two water-soluble components, characterized in that the first component consists of the sodium salt of naturally obtained humic acids and the second component consists of the aqueous solution of a salt, the cation of which with humic acids in the wooden surface is a water-insoluble, adhering to the wood fiber brown compound results.

2. Wasserbeständiger Holzfarbstoff in zwei wasserlöslichen Komponenten, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die erste Komponente auf die Holzoberfläche aufgebracht wird, und nach dem Einziehen dieser Komponente mit der zweiten Komponente behandelt wird, so daß das in dieser befind liche mehrwertige Kation eine chemische Ausfällung der Huminsäure in der Holzoberfläche bewirkt.2. Water-resistant wood dye in two water-soluble components, according to Claim 1, characterized in that first the first component on the Wood surface is applied, and after pulling this component is treated with the second component so that it is in it multivalent cation a chemical precipitation of humic acid in the Wood surface causes.