Kupfer- und chromhaltige Salzmischung für den Holzschutz

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.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupfer und Chromat enthaltende Salzmischung für den Holzschutz, die mittels Schnellfixierung angewendet wird.

[0002] 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.

[0003] 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).

[0004] Als gebräuchliche Salzmischungen sind beispielsweise folgende Mischungen zu betrachten:

[0005] Darüber hinaus sind weitere Chromat enthaltende Zubereitungen bekannt (z.B. Mischungen mit Zink-, Cadmium-, Quecksilber-, Zinn- oder Bleiverbindungen.

[0006] Der Gebrauchswert einer Zubereitung ist bestimmt durch den Grad der Fixierung des Schutzmittels im Holz.

[0007] Sws/IG Nach dem Stand der Technik ist die Gegenwart von hexavalentem Chrom zur Einleitung und zum Ablauf der Fixierung unabdingbar.

[0008] 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.

[0009] 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%).

[0010] Die Tabelle zeigt, daß die Gewichtsanteile an Chrom die des Kupfers erheblich übersteigen.

[0011] Die Zusammensetzungen von drei typischen Salzmischungen entsprechend Tabelle 2 sind im folgenden wiedergegeben:

[0012] Chrom trägt nicht zur biologischen Wirksamkeit des Holzschutzmittels bei, es dient allein zur Festlegung der wirksamen Schutzmittelbestandteile (z.B. Kupfer) im Holz.

[0013] Es besteht die Aufgabe, Mischungen zu entwickeln, die eine Senkung des Chromgehaltes erlauben, ohne daß die Fixierung beispielsweise des Kupfers vermindert wird.

[0014] 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.

[0015] Es ist überraschend, daß trotz des verringerten Chromgehaltes der Salzmischung eine dauerhafte Fixierung des Kupfers im Holz erfolgt.

[0016] Beispielsweise wird eine gute Fixierung mit Salzmischungen etwa folgender Zusammensetzungen erzielt.

Die Tabelle zeigt, daß die Gewichtsanteile an Kupfer die des Chroms erheblich übersteigen.

[0017] Die Zusammensetzungen von drei typischen erfindungsgemäßen Salzmischungen entsprechend Tabelle 3 sind im folgenden wiedergegeben.

[0018] 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

[0019] 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.

[0020] Die Anwendung erfolgt in Kesseldruck- oder Trogtränkanlagen mit dem Zweck, eine möglichst tiefe und damit umfassend schützende Eindringung der Lösung zu erreichen.

[0021] 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.

[0022] Die Prüfung der Auswaschbeständigkeit in herkömmlicher Weise behandelter und fixierter Hölzer erfolgt nach üblichen Methoden.

[0023] 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.

[0024] 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.

[0025] Danach wird die Auswaschbeanspruchung wie oben beschrieben vorgenommen.

[0026] 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.

[0027] Für die in Tabelle 2 genannten üblichen Schutzsalzzubereitungen ist dies der Fall.

[0028] In Tabelle 4 sind die Aufnahmemengen (in g) und Auswaschraten (in %) der bekannten Salzmischungen denen der erfindungsgemäßen Salzmischungen gegenübergestellt.

[0029] 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.

[0030] 

Ansprüche

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.