BRPI0616787A2 - material de lignocelulose, e, processo para a preparação de um material de lignocelulose - Google Patents

material de lignocelulose, e, processo para a preparação de um material de lignocelulose Download PDF

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Franz Weingart
Falko Wepner
Stefan Schaffert
Holger Militz
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Abstract

MATERIAL DE LINGNOCELULOSE, E, PROCESSO PARA PREPARAçãO DE UM MATERIAL DE LINGNOCELULOSE. A invenção diz respeito a um material de lignocelulose que contém um composto de nitrogênio reticulável que é tecnicamente um condensado de formaldeído, na forma reticulada em uma quantidade (N) de pelo menos 1% em peso, a qual é calculada como nitrogênio, e em relação ao peso total do material lignocelulósico. O quociente (FA/N) de emissões de formaldeído (FA), determinado por meio de método de garrafa de acordo com a parte 3 da EN 717, e a quantidade do composto de nitrogênio (N), tem um valor de um màximo de 5,0 x 10-3. A invenção também diz respeito a um método para a sua produção.

Description

"MATERIAL DE LIGNOCELULOSE, Ε, PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UM MATERIAL DE LIGNOCELULOSE"
A presente invenção diz respeito a materiais de lignocelulose baixo ou zero em formaldeído, compreendendo compostos de nitrogênio
reticuláveis na forma reticulada, e a um processo para sua preparação.
Os materiais de lignocelulose, em particular a madeira, mas
também outros materiais de lignocelulose tais como o bambu, as fibras naturais e outros, são de interesse como materiais de edificações e de construção para muitas aplicações. Uma desvantagem é que a durabilidade natural destes materiais é desvantajosamente afetada tanto pelo efeito da umidade quanto pelas mudanças no conteúdo de umidade na atmosfera circundante. A razão para isto é a propriedade dos materiais de lignocelulose, no contato com a água ou em uma atmosfera úmida, de absorver água e de liberá-la novamente em uma atmosfera seca. O intumescimento ou o encolhimento que acompanha este fato, e a falta de estabilidade dimensional dos materiais associada com isto não é apenas indesejável para muitas aplicações, mas pode, no caso extremo, também resultar em destruição do material por fendilhamento. Além disso, estes materiais no estado úmido são atacados por microorganismos de decomposição da madeira ou de descoloração da madeira, os quais, em muitos casos, torna necessário o acabamento destes materiais com fimgicidas ou biocidas. Fora o aspecto de custo, um tal acabamento é também desvantajoso a partir das considerações
ecológicas.
Para melhorar a durabilidade e a estabilidade dimensional, a madeira e os materiais comparáveis à base de lignocelulose são freqüentemente modificados, por exemplo pelo tratamento com agentes de impregnação contendo cera. Através disto, a penetração de água nos poros do material é tornada mais difícil, a estabilidade dimensional destes materiais é melhorada, e o perigo de infecção por fungos ou bactérias é reduzido. A proposição tem sido feita para melhorar a estabilidade dimensional da madeira e dos materiais de madeira, tais como pranchas de partículas e pranchas de fibras, e sua resistência aos organismos que destroem a madeira, mediante a acetilação das partículas de madeira com o uso de anidridos, tal como o anidrido acético (ver EP-A 213 252 e a literatura nela citada, e também Rowell et ai, Wood and Fiber Science, 21 (1), pp. 67-79). Os altos custos do tratamento e o odor desagradável inerente do material assim tratado, são tão desvantajosos, que estas medidas não tem tido sucesso
comercial.
É conhecido, da publicação "Tratamento de madeiramento
com resinas de dimetilol solúveis em água para melhorar a estabilidade
dimensional e a durabilidade'', que apareceu em Wood Science and
Technology, 1993, páginas 347-355, a fim de melhorar as propriedades de
enrugamento e de intumescimento da madeira e a resistência aos fungos e
insetos, o tratamento desta com um agente de impregnação consistindo de
uma solução aquosa de dimetiloldiidroxietileno-uréia [DMDHEU ou 1,3-
bis(hidroximetil)-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona] e um catalisador. Em
temperaturas elevadas, o DMDHEU reage com ele próprio e a madeira. Desta
maneira, artigos de madeira com dimensões de 20 mm χ 20 mm χ 10 mm
foram pesquisados. O processo descrito pode apenas ser aplicado quando os
artigos de madeira sejam de pequenas dimensões, porque estes são suscetíveis
de fendilhamento quando de dimensões maiores.
A WO 2004/033170 apresenta um processo para a produção de
um artigo de madeira com durabilidade aumentada, estabilidade dimensional
e dureza superficial, em que um composto de uréia reticulável, tal como 1,3-
bis(hidroximetil)-4,5-diidróxi-imidazolidin-2-ona, bis(hidroximetil)-4,5-
diidroxiimidazolidin-2-ona modificada com alcanóis ou polióis, 1,3-dimetil- 4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona, dimetiloluréia, 1,3-bis(metoximetil)uréia, tetra(hidroximetil)acetilenodiuréia, l,3-bis(hidroximetil)imidazolidin-2-ona, 1 -hidroximetil-3-metiluréia ou uma mistura destes, é usado como agente de impregnação e o artigo de madeira impregnado é curado em temperatura elevada enquanto se mantém as condições de umidade. A emissão do formaldeído do material de madeira assim obtido é insatisfatório e a fixação do composto de uréia na madeira é apenas moderada.
A WO 2004/033171 apresenta um processo para o tratamento da madeira, em que um artigo de madeira não tratado é impregnado com uma solução aquosa compreendendo um composto de nitrogênio reticulável do grupo das l,3-bis(hidroximetil)-4,5-diidróxi-imidazolidin-2-onas modificadas com um álcool Ci_5, um poliol ou suas misturas (mDMDHEU), se apropriado l,3-bis(hidroximetil)-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona, l,3-di-metil-4,5-
diidroxiimidazolidin-2-ona, dimetiloluréia, bis(metoximetil)uréia, tetrametilolacetilenodiuréia, l,3-bis(hidroximetil)imidazolidin-2-ona ou metilol-metiluréia, como agente adicional de impregnação, e um catalisador que ocasione a reticulação destes compostos. Este processo deve, inter alia, também levar a uma redução na emissão de formaldeído do artigo de madeira fabricado. Os materiais de madeira de baixa emissão com um conteúdo simultaneamente elevado de composto de uréia não são nela descritos.
A PCT/EP2006/004020 (o pedido de patente alemã anterior DE 102005020387.6) apresenta o tratamento superficial de moldagens produzidas de madeira modificada ou materiais de madeira modificada ou outros materiais feitos de materiais de lignocelulose modificada, em que o material de madeira modificada ou o material modificado feito do material de lignocelulose, são, conforme as WO 2004/033170 e WO 2004/033171, previamente impregnados e reticulados com compostos de nitrogênio reticuláveis.
A PCT/EP 2006/004019 (o pedido de patente alemã anterior DE 102005020386.8) apresenta materiais de madeira modificada impregnados e reticulados com uma composição reativa com base nos compostos reticuláveis de nitrogênio, os quais, além de pelo menos um composto de nitrogênio reticulável, compreendem pelo menos uma substância eficaz na forma dissolvida ou dispersa.
As PCT/EP 2006/004016 e PCT/EP 2006/004014 (os pedidos de patentes alemãs anteriores DE 102005020390.6 e DE 102005020389.2) apresenta materiais de madeira modificados impregnados e reticulados com uma composição reativa que, além de pelo menos um composto de nitrogênio reticulável, compreende um constituinte hidrofóbico disperso.
A PCT/EP 2006/001979 (o pedido de patente alemã anterior DE 102005010042.2) apresenta materiais de madeira modificada feitos de materiais de madeira finamente dividida em que os materiais de madeira finamente dividida são impregnados com uma composição reativa com base nos compostos de nitrogênio reticulável, e são submetidos a um processo de moldagem em que a reticulação tenha sido realizada simultaneamente. A reticulação pode também ser realizada antes do processo de moldagem.
A PCT/EP 2006/001980 (o pedido de patente alemã anterior DE 102005010041.4) apresenta materiais de madeira modificada apresentando pelo menos uma camada folheada fina adesivamente ligada de uma forma planar a um substrato, ou camadas adicionais de folheados, em que a camada folheada fina é impregnada com uma composição reativa com base nos compostos de nitrogênio reticulável, tratados com adesivo e adesivamente ligados a um folheado.
A PCT/EP 2006/004015 (o pedido de patente alemã anterior DE 102005020388.4) apresenta materiais de madeira modificada impregnados e reticulados com uma composição reativa que compreende
a) pelo menos um composto V de baixo peso molecular, que apresente pelo menos dois grupos N-Iigados da fórmula CH2OH e/ou um grupo 1,2-bis-hidroxietano-1,2-diil ligando em ponte dois átomos de nitrogênio, e b) pelo menos um oligo- ou polialquileno éter poliol P com em média pelo menos 2 grupos OH, em particular 2 a 6 grupos OH, por molécula, que apresenta pelo menos um grupo alifático ou cicloalifático divalente ou polivalente com pelo menos 3 átomos de carbono, em particular com 3 a 10 átomos de carbono, e/ou
c) um produto da reação de um composto V de baixo peso molecular com o polialquileno éter poliol.
Os processos modificadores acima mencionados compreendem o uso de compostos de nitrogênio reticuláveis compreendendo grupos capazes de liberar formaldeído. Uma exigência corrente dos produtos de lignocelulose modificados, tais como a madeira modificada, é evitar-se o máximo possível as emissões de formaldeído com conteúdo simultaneamente elevado de compostos de nitrogênio reticuláveis. Agentes de impregnação alternativos que, por causa da sua composição química, não resultam em quaisquer emissões de formaldeído, ou resultam em apenas baixas emissões de formaldeído, não podem, entretanto, produzir as propriedades desejadas do material. Uma redução nas quantidades dos compostos de nitrogênio reticuláveis usados de modo a reduzir as emissões de formaldeído, é apenas possível em uma extensão limitada, tendo em vista que, abaixo de uma quantidade mínima usada, as propriedades desejadas de desempenho não mais são obtidas. Além disso, muitos agentes alternativos de impregnação e os fungicidas e biocidas que possam então ser necessários, não são também completamente nocivos sob considerações ecológicas.
Foi observado, surpreendentemente, que os materiais de lignocelulose com uma relação favorável de emissão de formaldeído até a quantidade do composto de nitrogênio reticulável usado para a impregnação, são obtidos, mediante impregnação de um material de lignocelulose com uma solução aquosa de um composto de nitrogênio reticulável e, subseqüentemente, realizando-se a reticulação em temperatura elevada, se o material de lignocelulose impregnado for primeiro submetido a tratamento com valor superaquecido e, subseqüentemente, a tratamento em temperaturas de mais do que 110 0C e baixa umidade do volume de gás circundante. Além do mais, este processo resulta em boa fixação do composto de nitrogênio. Além disso, a formação de fissuras não ocorre.
Uma primeira matéria objeto da invenção, conseqüentemente, é um material de lignocelulose compreendendo um composto de nitrogênio reticulável, tecnicamente um produto de adição de formaldeído, na forma reticulada em uma quantidade constituinte (N) de pelo menos 1 % em peso, calculada como nitrogênio e com base no peso total do material de lignocelulose, em que a relação (FATN) da emissão de formaldeído (FA), determinada por meio do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, para a quantidade de constituinte do composto de nitrogênio (N), apresenta um valor de no máximo 5,0 χ IO"3, em particular um valor de no máximo 3,5 χ IO"3 e, em particular, um valor de no máximo 3,0 χ IO"3.
No contexto do presente pedido, a expressão "composto de nitrogênio, tecnicamente um produto de adição de formaldeído" é entendida como significando um composto que pode ser obtido tecnicamente pela adição de formaldeído ao(s) grupo(s) NH de um composto apresentando grupos NH, conforme representado na seguinte equação de reação global:
RR7NH + H2C=O RR5N - CH2OH
Em relação a isto, RR'NH é o composto que apresenta um grupo NH. O "composto de nitrogênio, tecnicamente um produto de adição de formaldeído", pode ser tanto os compostos realmente obtidos pela reação do formaldeído com um composto apropriado compreendendo os grupos NH, quanto os compostos obtidos por outras vias sintéticas, por exemplo pela reação do composto contendo grupos NH com equivalentes sintéticos de formaldeído, em que, entretanto, resulta da mesma forma uma fonte potencial de emissão de formaldeído. A emissão de formaldeído (FA) em mg por 100 g de material de lignocelulose é determinada por meio do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3. Geralmente, o valor para a emissão do formaldeído do material de lignocelulose de acordo com a invenção é de no máximo 15 mg/100 g, preferivelmente no máximo 12 mg/ 100 g, particularmente preferível no máximo 10 mg/100 g e, em particular, no máximo 8 mg/100 g.
Os materiais de lignocelulose impregnados pelo processo de acordo com a invenção são caracterizados por muito boa fixação do agente modificador e apresentam, em comparação com os materiais convencionalmente modificados, uma durabilidade biológica aumentada. Geralmente, os materiais de lignocelulose de acordo com a invenção apresentam graus de fixação de mais do que 73 %, freqüentemente de mais do que 78 %, em particular de mais do que 80 % e, particularmente preferível, de mais do que 85 %. A expressão "grau de fixação" é entendida como percentual do composto de nitrogênio presente no material de lignocelulose modificado, o qual poderá não mais ser extraído com água. A proporção extraível é determinada através do conteúdo de nitrogênio de um material de lignocelulose modificado, antes e após a extração com água quente. Para isto, um material de lignocelulose modificado é moído até dar um pó, e secado completamente ("completamente" é entendido como um conteúdo de água de 0 %), e o conteúdo de nitrogênio no material de lignocelulose é determinado por meio de análise elementar. Subseqüentemente, uma amostra de teste do pó é extraída com água em 80 0C por 16 horas, separada por filtragem e novamente secada completamente e o conteúdo de nitrogênio da amostra de teste assim obtida é determinado por meio de análise elementar. Tendo em vista que o próprio material de lignocelulose não modificado não compreende nenhuma quantidade detectável de nitrogênio, a proporção extraível em %, com base no valor do nitrogênio da amostra de teste antes da extração, resulta diretamente da diferença nos conteúdos de nitrogênio antes e após a extração (método A). Alternativamente, e com o grau de fixação com precisão ainda mais elevada, o conteúdo de nitrogênio que não mais pode ser extraído com água, pode também ser determinado de acordo com o padrão DIN EN 84. Para isto, o espécime de teste é primeiro evacuado por 20 minutos em água desionizada em um recipiente. Após 2 horas, a água é mudada pela primeira vez. Após mais 24 horas, a água é mudada pela segunda vez. Ao todo, a água é mudada 9 vezes na fase de 24 horas (com exceção do fim de semana). Após a lixiviação, a amostra de teste é secada, moída e secada completamente, e o conteúdo de nitrogênio da amostra de teste assim obtida é determinado por meio de análise elementar. Os limites inferiores dados acima para os graus de fixação são também válidos para os valores determinados de acordo com a DIN EM 84.
A expressão "distribuído no material de lignocelulose" significa que o composto de nitrogênio reticulado é distribuído mais ou menos de forma uniforme através da seção transversal do material de lignocelulose, e não é encontrado apenas sobre a superfície ou nas cavidades do material de lignocelulose.
A quantidade do composto de nitrogênio reticulável no material de lignocelulose, de acordo com a invenção, é de pelo menos 1 % em peso, freqüentemente pelo menos 1,5 % em peso, em particular pelo menos 1,8 % em peso, particularmente preferível pelo menos 2,0 % em peso e, especialmente, pelo menos 2,3 % em peso, ou acima, em cada caso calculada como nitrogênio e com base no peso total do material de lignocelulose. A quantidade do composto de nitrogênio reticulável tipicamente varia de 1 a 25 % em peso, freqüentemente de 1,5 a 20 % em peso, em particular de 1,8 a 18 % em peso, particularmente preferível de 2,0 a 15 % em peso e, especialmente, de 2,3 a 12 % em peso, em cada caso calculada como nitrogênio e com base no peso total do material de lignocelulose. O conteúdo de nitrogênio pode ser determinado por meio da análise elementar. Por causa das diferentes densidades da madeira, os conteúdos mais elevados de composto de nitrogênio são geralmente obtidos com tipos de madeira com baixas densidades, tais como o pinheiro (Pinus spp.), o abeto vermelho ou o álamo, preferivelmente conteúdos de pelo menos 2,5 % em peso, em particular pelo menos 3 % em peso, por exemplo variando de 2,5 a % em peso ou de 3 a 15 % em peso. Com tipos de madeira com densidades maiores, tais como a faia, o bordo ou o freixo, o conteúdo de composto de nitrogênio, calculado como nitrogênio e com base no peso total do material de lignocelulose, preferivelmente varia de 1,8 a 15 % em peso e, em particular, de 2 a 12 % em peso.
Com base no volume total do material de lignocelulose, o conteúdo do composto de nitrogênio, calculado como nitrogênio, é
λ
preferivelmente de pelo menos 11 kg/m , em particular de pelo menos 12 kg/m3 e especialmente de pelo menos 13 kg/m3, por exemplo de 11 a 120 kg/m3, preferivelmente de 12 a 100 kg/m3, em particular de 13 a 80 kg/m3.
Todos os detalhes com respeito ao conteúdo de composto de nitrogênio reticulável referem-se ao peso total do material de lignocelulose modificado e devem ser entendidos como valores médios geralmente de pelo menos 5 determinações individuais, as quais, para materiais de lignocelulose de grandes tamanhos, tais como os artigos sólidos de madeira, são determinadas através da seção transversal completa do material de lignocelulose.
Em uma modalidade preferida da invenção, o conteúdo de cloreto do material de lignocelulose de acordo com a invenção, com base no peso total do material de lignocelulose, é de no máximo 0,1 % em peso, em particular no máximo de 0,05 % em peso, e particularmente preferível no máximo de 0,01 % em peso. O uso de cloretos de metal, tais como o cloreto de magnésio, o cloreto de zinco, o cloreto de lítio e o cloreto de alumínio, como catalisadores para a cura/reticulação, é preferivelmente evitado na preparação de tais materiais de lignocelulose.
Os materiais de lignocelulose de acordo com a invenção apresentam uma relação favorável de emissão de formaldeído para a quantidade de composto de nitrogênio usados para a impregnação, mesmo que nenhum composto de nitrogênio modificado com álcoois, tais como mDMDHEU, seja usado como composto de nitrogênio para a impregnação. Uma forma de realização específica é conseqüentemente um material de lignocelulose não contendo nenhum composto de nitrogênio na forma reticulada derivada de produtos de adição de formaldeído, tais como 1,3-bis- (hidroximetil)-4,5-diidroxiimidazolidin-2-onas modificadas com um alcanol Cf-Cô, um poliol C2-C6 ou um oligoalquileno glicol (= DMDHEU modificado ou mDMDHEU).
Preferência é dada aos materiais de lignocelulose contendo, como composto de nitrogênio, exclusivamente l,3-bis(hidroximetil)-4,5- diidroxiimidazolidin-2-ona (DMDHEU) na forma reticulada.
Outra forma de realização da mesma forma preferida por sua vez diz respeito a um material de lignocelulose compreendendo um composto de nitrogênio na forma reticulada derivado de produtos de adição de formaldeído modificados com alcanol Ci-Cg9 um poliol C2-C6 ou um oligoalquileno glicol. Pode-se mencionar aqui, como compostos reticuláveis, além do l,3-bis(hidroximetil)-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona modificado (= DMDHEU modificado ou mDMDHEU), em particular, também os produtos de adição de melamina-formaldeído modificados, por exemplo produtos de adição de melamina-formaldeído modificados que possam ser obtidos pela reação da melamina com 2 a 6 e, em particular, 3 a 5 moles de formaldeído por mol de melamina, e 2 a 6, em particular 3 a 5 moles de alcanóis CpCg e/ou polióis C2-C6 por mol de melamina, em particular com alcanóis C1-C2, tais como um metanol. A este respeito, a relação molar do formaldeído para álcool preferivelmente varia de 0,5:1 a 1:2. Materiais de lignocelulose com as propriedades descritas acima podem ser obtidos pela impregnação de um material de lignocelulose com uma solução aquosa de um composto de nitrogênio reticulável e submetendo-o subseqüentemente a tratamento tanto com vapor superaquecido quanto em baixa umidade do volume de gás circundante. Um assunto da invenção é conseqüentemente um processo para a preparação dos materiais de lignocelulose, como descrito acima, compreendendo
a) impregnar o material de lignocelulose com uma composição aquosa contendo i) pelo menos um composto de nitrogênio reticulável e ii) pelo menos uma substância que catalise a reticulação,
b) tratar o material de lignocelulose impregnada em temperatura elevada, de modo a remover a água e reticular o composto de nitrogênio reticulável,
em que o estágio b) do processo compreende pelo menos um tratamento do material de lignocelulose impregnada com vapor superaquecido, e pelo menos um tratamento subseqüente em uma temperatura de mais do que 110 0C e uma umidade relativa do meio gasoso que circunda o material de lignocelulose de no máximo 20 %.
Todos os materiais de lignocelulose, independentemente de sua composição material ou estrutural, ou de seu formado, são adequados, em princípio, para uso no processo de acordo com a invenção. Estes também incluem materiais de lignocelulose que já tenham sido pré-tratados, contanto que eles possam ser impregnados com uma composição aquosa contendo pelo menos um composto de nitrogênio reticulável e pelo menos uma substância que catalise a reticulação, e o material de lignocelulose impregnada pode subseqüentemente ser submetido a reticulação. Materiais de lignocelulose adequados são, por exemplo, a madeira, em particular a madeira sólida, mas também materiais de lignocelulose folheados e finamente divididos, tais como aparas, fibras ou filamentos, para a fabricação de material com base em madeira e madeira cortada folheada.
Os materiais de lignocelulose finamente divididos incluem fibras, aparas, filamentos, lascas, cisalhas e outros. O termo "folheados" é entendido como materiais de madeira fina plana com espessuras de < 5 mm, em particular < 1 mm. Em particular, as partes de tamanho grande com tamanhos mínimos de mais do que 1 mm, em particular > 5 mm e, em especial, >10 mm, e especialmente as partes de grandes tamanhos produzidas de madeira sólida são impregnadas no estágio a).
Todos os tipos de madeira são adequados, em princípio, para a fabricação de materiais de madeira modificada, preferivelmente aqueles que possam absorver pelo menos 30 %, em particular pelo menos 50 %, do seu peso seco de água e, particularmente preferível, aqueles que são categorizados nas categorias 1 e 2 de impregnabilidade de acordo com a DIN EM 350-2. Estes incluem, por exemplo, madeira das coníferas, tais como o pinheiro (Pinus spp.), abeto vermelho, conífera norte-americana, lariço, pinheiro de caroço, abeto, abeto grande, cedro e pinheiro suíço, e madeira de árvores decíduas, por exemplo o bordo, bordo duro, acácia, ayous, bétula, pereira, faia, carvalho, amieiro, álamo tremedor, freixo, sorveira selvagem, aveleira, árvores betuláceas, cerejeira, castanheiro, limeira, nogueira americana, álamo, oliveira, robinia, ulmeiro, nogueira, gomíferas, zebrano, salgueiro, carvalho da Turquia, e outros. Uma vez que mesmo a madeira não dispendiosa seja, como um resultado da impregnação, dotada de propriedades de outra forma apenas apresentadas pelas madeiras de florestas tropicais, por exemplo um comportamento extremamente baixo de intumescimento/encolhimento, altas resistências e boa resistência às intempéries, uma forma de realização particular da invenção é o uso da madeira ou materiais de madeira modificada tendo um constituinte de madeira escolhido dentre faia, carvalho, pinheiro, bétula, álamo, freixo e bordo.
O processo de acordo com a invenção é também adequado para a impregnação de outros materiais de lignocelulose que não a madeira, por exemplo de materiais fibrosos naturais, tais como bambu, bagaço, hastes de algodão, juta, sisal, palha, linho, fibras de coqueiro, fibras de bananeira, juncos, por exemplo a grama prateada chinesa, rami, cânhamo, cânhamo de manila, esparto (grama alfa), casca de arroz e cortiça.
Compostos de nitrogênio reticulável adequados para uso no estágio a) do processo em conformidade com a invenção, são:
a) compostos V de baixo peso molecular que apresentem pelo menos um, em particular pelo menos dois, grupos ligados em N da fórmula CH2OR, em que R é alquila CrC4 ou, em particular, hidrogênio, e, se apropriado, um grupo l,2-bis-hidroxietano-l,2-diil ligando em ponte dois átomos de nitrogênio,
β) pré-condensados do composto V, e
γ) produtos de reação ou misturas do composto V com pelo menos um álcool escolhido dos alcanóis C1-C6, polióis C2-C6 e oligoalquileno glicóis.
Os compostos de nitrogênio reticuláveis dos grupos α), β) e γ) usados para a impregnação do material de lignocelulose no estágio a), isto é, compostos V, seus pré-condensados e seus produtos de reação, são de preferência compostos de baixo peso molecular, ou oligômeros com baixos pesos moleculares que se acham presentes na composição aquosa usada geralmente na forma completamente dissolvida. O peso molecular do composto reticulável é usualmente inferior a 400 daltons. Supõe-se que os compostos de nitrogênio reticulável, por causa destas propriedades, possam penetrar nas paredes celulares da madeira e, na cura, melhorar a estabilidade mecânica das paredes celulares e reduzir a sua turgescência causada pela água.
Exemplos de compostos de nitrogênio reticuláveis citam-se, sem que a estes fiquem limitados: 34Λ 14
l,3-bis(hidroximetil)-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona
(DMDHEU),
1,3 -bis(hídroximetil)-4,5 -diidroxiimidazolidin-2-ona modificado com um alcanol CrC6i um poliol C2-C6 ou um oligoalquileno glicol (DMDHEU modificado ou mDMDHEU),
1,3-bis(hidroximetil)uréia, 1,3-bis(metoximetil)uréia, 1 -hidroxímetil-3-metiluréia,
l-hidroximetil-3-metil-4J5-diidroxiimidazolidin-2-ona, - 1 -hidroximetil-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona,
l,3-bis(hidroximetil)imidazolidin-2~ona (dimetiloletilenouréia),
1,3-bis(hidroximetil)-l s3-hexaidropirimidin-2-ona (dimetilolpropileno-uréia), - l,3-bis(metoximetil)-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona
(DMeDHEU),
tetra(hidroximetil)acetilenodiuréia,
resinas de melamina-formaldeído (resinas MF) de baixo peso molecular, tais como a poli(hidroximetil)melamina com pelo menos 2, por exemplo 2, 3, 4, 5 ou 6, grupos N-hidróxi-metila, tais como 3 vezes a melamina metilolada (= 2,4,6-tris(N-hidróxi-metilamino)-l,3,5-triazina), e
resinas de melamina-formaldeído (resinas MF), tais como a poli(hidroximetil)melamina com pelo menos 2, por exemplo 2, 3, 4, 5 ou 6, grupos N-hidróxi-metila, que sejam modificados com um alcanol CrC6, um poliol C2-C6 ou um oligoalquileno glicol (resina MF modificada),
e misturas destes.
Preferência é dada, entre os compostos de nitrogênio reticulável, em particular aos compostos V (grupo a) e aos seus pré- condensados (grupo β). Entre estes, os compostos do grupo a) e, especialmente, aqueles com R = H, são particularmente preferidos.
Preferência é dada, entre os compostos V, em particular aos compostos Vx de baixo peso molecular que apresentam pelo menos dois grupos ligados em N da fórmula CH2OR, em que R seja alquila CrC4 ou, em particular, hidrogênio, e, se apropriado, um grupo l,2-bis-hidroxietano-l,2- diil ligando em ponte dois átomos de nitrogênio.
Preferência é dada, entre os compostos V, à uréia e derivados de uréia conduzindo um grupo da fórmula CH2OR em cada átomo de nitrogênio da unidade uréia (também os compostos Vxl abaixo), R tendo o significado acima mencionado e, em particular, sendo hidrogênio.
Preferência particular é dada a 3~bis(hidroximetil)-4,5- diidroxiimidazolidin-2-ona, l,3-bis(hidroximetil)uréia, l,3-bis(hidroximetil) - imidazolidin-2-ona ou tetra(hidroximetil)acetilenodiuréia e, especialmente, a 1,3-bis(hidroximetil)-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona (DMDHEU).
Preferência é, além disso, dada, entre os compostos de nitrogênio reticulável, aos compostos de melamina que transportam pelo menos um grupo da fórmula CH2OR em médio em pelo menos 2 grupos amino e, preferivelmente, em cada grupo amino da melamina, R tendo o significado acima mencionado e, em particular, sendo hidrogênio ou metila. Preferência particular é dada aos compostos de melamina que apresentam 2 a 6 e, em particular, 3 a 5, grupos da fórmula CH2OR, em que R pode ser idêntico ou diferente e é hidrogênio ou alquila Ci-C4 e, especialmente, hidrogênio ou metila. Tais compostos podem ser obtidos pela reação da melamina com 2 a 6 e, em particular, 3 a 5, moles de formaldeído por mol de melamina (R = H) e, se apropriado, com 2 a 6, em particular 3 a 5, moles de alcanóis CrC4 por mol de melamina (R = alquila CrC4), em particular com alcanóis CrC2, tal como metanol.
Compostos de nitrogênio reticulável adequados para uso no estágio a) do processo de acordo com a invenção, são, em particular, também α) compostos Vy de baixo peso molecular, que apresentam um grupo N-Iigado da fórmula CH2OR5 em que R é alquila CrC4 ou, em particular, hidrogênio, e, se apropriado, um grupo l,2-bis-hidroxietano-l,2- diil ligando em ponte dois átomos de nitrogênio, e
γ) produtos de reação ou misturas do composto Vy com pelo menos um álcool escolhido dos alcanóis C\-C6, polióis C2-C6 e oligoalquileno glicóis.
Compostos Vy preferidos são a uréia e derivados de uréia carregando um grupo da fórmula CH2OR em um átomo de nitrogênio da unidade uréia (também compostos Vyl abaixo), R tendo o significado acima mencionado e, em particular, sendo hidrogênio. Exemplos de compostos Vy preferidos são, em particular, l-hidroximetil-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona, 1 -hidroximetiluréia, 1 -hidroximetilimidazolidin-2-ona e 1 -hidroximetil-3- metil-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona e, especialmente, l-hidroximetil-4,5- diidroxiimidazolidin-2-ona. Os compostos Vy também podem ser usados como misturas com os compostos Vx, os seus pré-condensados β, e os seus produtos de reação γ.
As misturas dos compostos dos grupos α), β) e/ou γ) com um outro, são também adequadas como compostos de nitrogênio reticulável. Estas incluem, em particular, misturas de derivados de uréia Vxl e/ou Vyl como mencionado acima, carregando um grupo da fórmula CH2OR em um ou ambos os átomos de nitrogênio da unidade uréia, com compostos de melamina carregando pelo menos um grupo da fórmula CH2OR em média em pelo menos 2 grupos amino e, preferivelmente, em cada grupo amino da melamina. Estes, em particular, também incluem misturas de derivados Vxl de uréia com compostos Vy, em particular com derivados Vyl de uréia, carregando um grupo da fórmula CH2OR em um dos dois átomos de nitrogênio da unidade uréia. Nestas misturas, a relação em massa do composto Vxl ou do pré-condensado de Vxl ou do produto de reação de Vxl, para o composto Vyi é geralmente escolhida de uma maneira tal que a relação em peso varie de 9:1 a 1:9, em particular de 4:1 a 1:4 e, especialmente, de 1:2 a 2:1.
As misturas de pelo menos um composto escolhido dos grupos α), β) e/ou γ) e, em particular, do grupo V e, especialmente dos grupos Vx e Vy com pelo menos um composto de nitrogênio que não seja reticulável por si, são igualmente adequadas como compostos de nitrogênio reticulável. Estes incluem compostos V' apresentando pelo menos um grupo NH livre e compostos V" apresentando pelo menos um grupo OH não presente na forma de um grupo CH2OH. Nestas misturas, as preferências com respeito aos grupos α), β) e γ) são como estabelecidas acima.
Nos compostos V', o grupo NH é um constituinte de um grupo amida e, em particular, de um grupo uréia. Conseqüentemente, os compostos V' preferidos são amidas e, em particular, derivados de uréia que podem, se apropriado, carregar um grupo da fórmula CH2OR ou um radical alquila Cr C4 em um dos dois átomos de nitrogênio, R tendo os significados acima mencionados.
Exemplos de compostos V preferidos são os compostos de uréia, tais como a uréia, a N-metil-uréia, a etileno uréia (imidazolin-2-ona), a propileno uréia, 4,5-bis-hidroxiimidazolin-2-ona, N-metil-4,5-bis- hidroxiimidazolin-2-ona ou N-metilimidazolin-2-ona, e amidas, tais como a acetamida, a propionamida, butiramida, pirrolidona, piperidin-2-ona, caprolactama e outros.
Exemplos de misturas preferidas deste tipo são as misturas de a) pelo menos um composto de nitrogênio reticulável
escolhido de al) compostos de melamina carregando pelo menos um grupo da fórmula CH2OH em média em pelo menos 2 grupos amino e, preferivelmente, em cada grupo amino da melamina, R tendo o significado acima mencionado e, em particular, sendo hidrogênio ou metila, a2) derivados Vxl de uréia, e a3) derivados Vyl de uréia; com
b) pelo menos um composto V' escolhido de uréia, n- metiluréia, etileno uréia (imidazolin-2-ona), propileno uréia, 4,5-bis- hidroxiimidazolin-2-ona e N-metil-4,5-bis-hidroxiimidazolin-2-ona.
Nas misturas do pelo menos um composto de nitrogênio reticulável (em particular um composto V) com o pelo menos um composto V', a relação em massa do composto V ou do pré-condensado de V ou do produto da reação de V, para o composto V' é geralmente escolhida de uma maneira tal que a relação molar dos grupos CH2OR para os grupos NH livres é de pelo menos 1,1:1 e, em particular, de pelo menos 2:1, isto é, os grupos CH2OR se acham presentes em excesso. A relação molar preferivelmente varia de 1000:1 a 2:1, em particular de 500:1 a 3:1, particularmente preferível de 300:1 a 5:1 e, especialmente, de 200:1 a 10:1. O uso de misturas compreendendo pelo menos um composto V" resulta em uma redução adicional no valor para a emissão de formaldeído com uma fixação do composto de nitrogênio no material de lignocelulose que é apenas levemente mais fraco ou de qualquer modo não mais fraco.
Nos compostos V", o grupo OH é preferivelmente um constituinte de um grupo hemiamínico, o átomo de nitrogênio por sua vez sendo, em particular, um constituinte de um grupo amida ou de um grupo uréia. Conseqüentemente, os compostos V" preferidos são amidas e, em particular, derivados de uréia carregando, em pelo menos um dos átomos de nitrogênio do grupo amida ou uréia, um átomo de carbono secundário ou terciário por sua vez carregando um grupo OH.
Exemplos de compostos V" preferidos são 4,5-bis-hidroxi- imidazolin-2 -ona, N-metil-4,5-bis-hidroxümidazolin-2-ona, 1,3-dimetil-4,5- bis-hidroxiimidazolin-2-ona, e outros.
Exemplos de misturas preferidas deste tipo são as misturas de a) pelo menos um composto de nitrogênio reticulável escolhido de al) compostos de melamina carregando pelo menos um grupo da fórmula CH2OH em média em pelo menos 2 grupos amino e, preferivelmente, em cada grupo amino da melamina, R tendo o significado acima mencionado e, em particular, sendo hidrogênio ou metila, a2) derivados Vxl de uréia, e a3) derivados Vyl de uréia; com
b) pelo menos um composto V" escolhido de 4,5-bis- hidroxiimidazolin-2-ona, N-metil-4,5-bis-hidroxiimidazolin-2-ona e 1,3- dimetil-4,5-bis-hidroxiimidazolin-2-ona.
Nas misturas do pelo menos um composto de nitrogênio reticulável (em particular um composto V) com o pelo menos um composto V", a relação em massa do composto V ou do pré-condensado de V ou do produto da reação de V, para o composto V" é geralmente escolhida de uma maneira tal que a relação em peso varie de 9:1 a 1:9, em particular de 4:1 a 1:4 e, especialmente, de 1:2 a 2:1. O uso de misturas contendo pelo menos um composto V" resulta em uma redução adicional no valor para a emissão de formaldeído, com uma fixação do composto de nitrogênio no material de lignocelulose que seja apenas levemente mais fraco ou de qualquer forma não mais fraco. Em particular, o comportamento de intumescimento/ encolhimento não é desvantajosamente afetado.
As misturas compreendendo, além do composto de nitrogênio reticulável, tanto pelo menos um composto Y' quanto um composto V", são além disso vantajosas. Com respeito às preferências pelos compostos V de nitrogênio reticulável e pelos compostos V' e V", aquilo estabelecido acima é analogamente aplicável. Nestas misturas, a relação em massa do composto V ou do pré-condensado de V ou do produto da reação de V, para a quantidade total dos compostos V' e V", é geralmente escolhida de tal maneira que a relação em peso varie de 9:1 a 1:9, em particular de 4:1 a 1:4 e, especialmente, de 1:2 a 2:1.
As composições aquosas dos compostos V, seus pré- condensados e seus produtos de reação, são conhecidos por si, por exemplo da WO 2004/0033171, WO 2004/0033170, K. Fisher et ai, "Textile Auxiliaries - Finishing AgentsCapítulo 7.2.2, em Ullmann 's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5- edição em CD-ROM, Wiley-VCH, Weinheim, 1997, e a literatura nele citada, U.S. 2.731.364, U.S. 2.930.715, H. Diem et ai., iiAmino- Resins", Capítulo 7.2.1 e 7.2.2 em ZJllmann's Encyelopedia of Industrial Chemistry, 5- edição em CD-ROM, Wiley-VCH, Weinheim, 1997, e a literatura nele citada, Houben-Weyl E20/3, pp. 1811-1890, e são convencionalmente usados como agentes de reticulação para acabamento têxtil. Os produtos de reação de compostos V de uréia N-metilolada com álcoois, por exemplo l,3-bis(hidroximetil)-4,5-diidróxi-imidazolidin-2-ona (mDMDHEU), são conhecidos, por exemplo, da U.S. 4.396.391 e da WO 98/29393. De outra forma, os compostos V e seus produtos de reação e pré- condensados são comercialmente disponíveis, por exemplo sob os nomes comerciais de Fixapret® CP e Fixapret® ECO da BASF Aktiengesellschafti e as marcas comerciais de Kauramin® (por exemplo Kauramin 650 Powder) e as marcas comerciais Luwipal® da BASF. As misturas de pelo menos um composto escolhido dos compostos V, seus pré-condensados ou seus produtos de reação com pelo menos um composto V' e/ou V", podem ser preparadas, por exemplo, pela incorporação de um composto V' ou V" em uma composição aquosa comercial do composto V, de um pré-condensado de V ou de um produto de reação de V.
Em uma forma de realização da invenção, o composto de nitrogênio reticulável é escolhido de uma l,3-bis(hidroximetil)-4,5- diidroxiimidazolidin-2-ona modificada com um alcanol CrC6, um poliol C2- C6 e/ou um polialquileno glicol (mDMDHEU). Exemplos de polialquileno glicóis são, em particular, o oligo- e o poli-alquileno glicóis C2-C4 mencionados abaixo. mDMDHEU diz respeito aos produtos de reação de 1,3- bis(hidroximetil)-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona com um alcanol CpC6, um poliol C2-Cfo um oligoetileno glicol, ou misturas destes álcoois. Alcanóis Ci_6 adequados são, por exemplo, metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, n- butanol e n-pentanol; o metanol é preferido. Polióis adequados são o etileno glicol, o dietileno glicol, 1,2- e 1,3-propileno glicol, 1,2-, 1,3- e 1,4-butileno glicol, e glicerol. Exemplos de polialquileno glicóis adequados são, em particular, os oligo- e os polialquileno glicóis C2-C4 mencionados abaixo. Para a preparação do mDMDHEU, o DMDHEU é misturado com o alcanol, o poliol ou o polialquileno glicol. Com relação a isto, o álcool monovalente, o poliol ou o oligo- ou polialquileno glicol são geralmente usados em uma relação, em cada caso de 0,1 a 2,0, em particular 0,2 a 2, equivalentes molares, com base no DMDHEU. A mistura de DMDHEU, poliol ou polialquileno glicol é geralmente reagida em água preferivelmente nas temperaturas de 20 a 70 0C e um valor de pH preferivelmente de 1 a 2,5, o valor de pH sendo ajustado após a reação geralmente até uma faixa de 4 a 8.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o composto de nitrogênio reticulável usado no estágio a) é escolhido pelo menos 2 vezes, por exemplo 2-, 3-, 4-, 5- ou 6 vezes, em particular 3 vezes, de melamina metilolada [poli(hidroximetil)melamina] e uma poli(hidroxi- metil)melamina modificada com um alcanol Ci-C6, um poliol C2-C6 e/ou um polialquileno glicol. Exemplos de polialquileno glicóis são, em particular, os oligo- e poli-alquileno glicóis C2-C4 mencionados abaixo. As composições aquosas normalmente usadas para a modificação podem também compreender um ou mais dos álcoois acima mencionados, por exemplo alcanóis CrC6, polióis C2-C6, oligo- e polialquileno glicóis, ou misturas destes álcoois. Alcanóis C\.e adequados são, por exemplo, o metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol e n-pentanol; o metanol é o preferido. Polióis adequados são o etileno glicol, dietileno glicol, 1,2- e 1,3-propileno glicol, 1,2-, 1,3- e 1,4-butileno glicol, e glicerol. Oligo- e polialquileno glicóis adequados são, em particular, oligo- e poli-alquileno glicóis C2-C4, especialmente homo- e co-oligômeros de óxido de etileno e/ou de óxido de propileno, os quais podem ser obtidos, se apropriado, na presença de iniciadores de baixo peso molecular, por exemplo polióis alifáticos ou cicloalifáticos com pelo menos 2 grupos oH, tais como o 1,3-propanodiol, 1,3- e 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, glicerol, trimetiloletano, trimetilolpropano, eritritol e pentaeritritol, bem como pentitóis e hexitóis, tais como ribitol, arabitol, xilitol, dulcitol, manitol e sorbitol, e também inositol, ou poliaminas alifáticas ou cicloalifáticas com pelo menos 2 grupos -NH2, tais como a dietilenotriamina, a trietilenotetramina, a tetraetilenopentamina, 1,3-propilenodiamina, dipropilenotriamina, 1,4,8- triazaoctano, 1,5,8,12-tetraazadodecano, hexametilenodiamina,
diexametilenotriamina, 1,6-bis(3 -aminopropilamino)hexano, N-
metildipropilenotriamina ou polietilenoimina, preferência sendo dada, entre estes, ao dietileno glicol, trietileno glicol, di-, tri- e tetrapropileno glicol e as marcas Pluronic® da BASF (por exemplo, Pluronic® PE 3100, PE 4300, PE 4400, RPE 1720, TPE 1740).
A concentração dos compostos de nitrogênio reticulável na composição aquosa usualmente veria de 10 a 60 % em peso, freqüentemente de 15 a 60 % em peso, e em particular de 20 a 50 % em peso, com base no peso total da composição. Caso a composição aquosa compreenda um dos álcoois acima mencionados, sua concentração preferivelmente varia de 1 a 50 % em peso, em particular de 5 a 40 % em peso. A quantidade total do composto reticulável com álcool comumente alcança de 15 a 60 % em peso e, em particular, de 20 a 50 % em peso, do peso total da composição aquosa.
A composição aquosa usada no estágio a) para a modificação compreende pelo menos um catalisador K que ocasiona a reticulação do composto de nitrogênio. Os sais de metal do grupo dos haletos de metal, sulfatos de metal, nitratos de metal, fosfatos de metal e tetrafluoroboratos de metal; trifluoreto de boto; sais de amônio do grupo dos haletos de amônio, sulfato de amônio, oxalato de amônio e fosfato de diamônio; ácidos carboxílicos orgânicos, ácidos sulfônicos orgânicos; ácidos inorgânicos de Brõnsted, tais como o ácido bórico, o ácido fosfórico, o ácido sulfurico e o ácido clorídrico, são geralmente adequados como catalisadores K.
Exemplos de sais de metal adequados como catalisadores K são, em particular, o cloreto de magnésio, sulfato de magnésio, cloreto de zinco, cloreto de lítio, brometo de lítio, cloreto de alumínio, sulfato de alumínio, nitrato de zinco e tetrafluoroborato de sódio.
Exemplos de sais de amônio adequados como catalisadores K são, em particular, o cloreto de amônio, o sulfato de amônio, o oxalato de amônio e o fosfato de diamônio.
Ácidos carboxílicos orgânicos solúveis em água, tais como o ácido maléico, ácido fórmico, ácido cítrico, ácido tartárico e ácido oxálico, além destes os ácidos benzenossulfônicos, tais como o ácido p- toluenossulfônico, mas também os ácidos inorgânicos, tais como o ácido clorídrico, o ácido fosfórico, o ácido sulfurico, o ácido bórico, ou as suas misturas, são também adequados, em particular, como catalisadores K.
O catalisador K é preferivelmente escolhido de cloreto de magnésio, cloreto de zinco, sulfato de magnésio, sulfato de alumínio ou suas misturas, o cloreto de magnésio sendo o particularmente preferido.
Em uma forma de realização específica para a preparação dos materiais de lignocelulose de baixo cloreto, é feito o uso de um catalisador não contendo nenhum cloreto.
O catalisador K será usualmente adicionado à composição aquosa apenas imediatamente antes do processo de modificação. Ele é geralmente usado em uma quantidade de 1 a 20 % em peso, em particular 2 a % em peso, com base no peso total dos constituintes curáveis presentes na composição aquosa. A concentração do catalisador, com base no peso total da dispersão aquosa, geralmente varia de 0,1 a 10 % em peso e, em particular, de 0,5 a 5 % em peso.
Além disso, a composição usada para modificar a madeira pode compreender uma ou mais substância de efeito, por exemplo um colorante, por exemplo uma tinta ou um pigmento, um estabilizador de UV, um antioxidante, um fimgicida e/ou inseticida, e outros, como apresentado na PCT/EP 2006/004019 (antes pedido de patente alemã 102005020386.8), a cujo conteúdo é aqui feita referência. A concentração da substância de efeito varia, dependendo da referida substância de efeito, de 0,01 a 60 % em peso e, em particular, de 0,1 a 25 % em peso, com base no peso da composição.
Além disso, a composição usada para a impregnação do material de lignocelulose no estágio a) pode compreender um ou mais constituintes hidrofóbicos, por exemplo pelo menos uma cera ou um óleo na forma emulsificada ou em suspensão, conforme apresentado na PCT/EP 2006/004014 e na PCT/EP 2006/004016 (anteriormente pedidos de patentes alemãs DE 102005020389.2 e DE 102005020390.6, de cujo conteúdo é feita aqui referência. A concentração do constituinte hidrofóbico varia tipicamente de 0,01 a 60 % em peso e, em particular, de 0,1 a 25 % em peso, com base no peso da composição.
A impregnação pode ser realizada de uma maneira por si convencional, por exemplo por imersão, por aplicação de vácuo, se apropriado em combinação com pressão elevada, ou por métodos de aplicação convencionais, tais como dispersão, pulverização e outros. O método de impregnação usado em cada caso naturalmente depende das dimensões do material a ser impregnado. Os materiais de lignocelulose tendo pequenas dimensões, tais como aparas ou filamentos, e também folheados finos, isto é, materiais com uma relação elevada de área superficial para volume, podem ser impregnados a preço baixo, por exemplo por imersão ou pulverização, ao passo que os materiais de lignocelulose, tendo dimensões maiores, em particular materiais tendo uma extensão menor de mais do que 5 mm, por exemplo madeira sólida ou moldagens feitas de madeira sólida, são impregnados pela aplicação de pressão ou vácuo, em particular pela aplicação combinada de pressão elevada e vácuo. A impregnação é vantajosamente realizada em uma temperatura de menos do que 50 0C, por exemplo na faixa de 15 a 50 0C.
As condições da impregnação são geralmente escolhidas de modo que a quantidade de constituintes curáveis da composição aquosa absorvida corresponda ao conteúdo de nitrogênio desejado. Geralmente, a quantidade de constituintes curáveis absorvidos é de pelo menos 5 % em peso, com base no peso seco do material não tratado. A quantidade de constituintes curáveis absorvidos pode ser de até 100 % em peso, com base no peso seco dos materiais não tratados, e freqüentemente varia de 5 a 60 % em peso, preferivelmente varia de 10 a 50 % em peso, com base no peso seco do material não tratado usado. O conteúdo de umidade dos materiais não tratados usados para a impregnação depende das dimensões do material de lignocelulose e pode, por exemplo, ser de até 100 % para os materiais que sejam pequenos no tamanho, tais como folheados e materiais finamente divididos. O conteúdo de umidade é preferivelmente de menos do que a saturação das fibras do material de lignocelulose. Freqüentemente (em particular com materiais de tamanhos maiores, tais como a madeira sólida) varia de 1 a 50 % e, em particular, de 5 a 30 %. Aqui, e subseqüentemente, a expressão "conteúdo de umidade" é sinônimo da expressão "conteúdo de umidade residual" de acordo com a DIN 52183.
Quanto à imersão, o material de lignocelulose, se apropriado após a pré-secagem, é imerso em um recipiente contendo a composição aquosa. A imersão é preferivelmente realizada através de um per "iodo de tempo de uns poucos segundos a 24 horas, em particular de 1 minuto a 6 horas. As temperaturas usualmente variam de 15 0C a 50 0C. Assim procedendo, o material de lignocelulose absorve a composição aquosa, sendo possível quanto à quantidade dos constituintes não aquosos (isto é, constituintes curáveis) absorvidos pelo material de madeira ser controlada pela concentração destes constituintes na composição aquosa, pela temperatura e pela duração do tratamento. A quantidade de constituintes realmente absorvidos pode ser determinada e controlada por uma pessoa habilitada na técnica de uma maneira simples através do aumento no peso do material impregnado e da concentração dos constituintes na composição aquosa. Os folheados podem, por exemplo, ser pré-prensados com o uso de rolos de pressão, isto é, calandras, os quais estejam presentes na composição de impregnação aquosa. O vácuo que ocorre na madeira em relaxamento então resulta em um absorção acelerada da composição de impregnação aquosa.
A impregnação é vantajosamente realizada pela aplicação combinada de pressão de pressão reduzida e aumentada. Para isto, o material de lignocelulose, que geralmente apresenta um conteúdo de umidade na faixa de 1 % a 100 %, é primeiro colocado em contato com a composição aquosa, por exemplo por imersão na composição aquosa, sob uma pressão reduzida que se situa freqüentemente na faixa de 10 a 500 mbar e, em particular, na faixa de 40 a 100 mbar. A duração situa-se usualmente na faixa de 1 minuto a horas. Isto é seguido por uma fase em pressão aumentada, por exemplo na faixa de 2 a 20 bar, em particular de 4 a 15 bar e, especialmente, de 5 a 12 bar. A duração desta fase situa-se usualmente na faixa de 1 a 12 horas. As temperaturas são comumente na faixa de 15 a 50 °C. Assim procedendo-se, o material de lignocelulose absorve a composição aquosa, sendo possível quanto à quantidade dos contituintes não aquosos (isto é, constituintes curáveis) absorvidos pelo material de madeira ser controlados pela concentração destes constituintes na composição aquosa, pela pressão, pela temperatura e pela duração do tratamento. A quantidade realmente absorvida pode também, aqui, ser calculada através do aumento no peso do material de lignocelulose.
Além disso, a impregnação pode ser realizada por métodos convencionais para aplicação de líquidos às superfícies, por exemplo pela pulverização ou laminação ou dispersão. Com respeito a isto, é vantajosamente feito uso de um material com um conteúdo de umidade de não mais do que 50 %, em particular não mais do que 30 %, por exemplo na faixa de 12 % a 30 %. A aplicação é usualmente realizada em temperaturas na faixa de 15 a 50 °C. A pulverização pode ser realizada da maneira usual em todos os dispositivos adequados para a pulverização de corpos planos ou finamente divididos, por exemplo usando dispositivos de bocais, etc. Para a dispersão ou laminação, a quantidade desejada de composição aquosa é aplicada ao material plano com rolos ou escovas.
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E possível, antes do tratamento do material de lignocelulose no estágio b), livrar mecanicamente o material de lignocelulose impregnado obtido no estágio a), de aderir líquido.
O tratamento no estágio b) do processo do material de lignocelulose impregnado obtido no estágio a) do processo, compreende, de acordo com a invenção, o tratamento com vapor superaquecido, também referido subseqüentemente como vapor seco. Estas expressões são entendidas como significando vapor tendo uma temperatura mais elevada, preferivelmente de pelo menos 5 K e, em particular, pelo menos 10 K mais elevada do que a temperatura de saturação do vapor na pressão presente a cada vez.
O líquido aquoso usado para gerar o vapor superaquecido pode, além de água, conter também líquidos orgânicos miscíveis em água. A proporção dos líquidos orgânicos geralmente não comporão mais do que 10 % em volume. Líquidos miscíveis em água adequados são os álcoois, tais como os alcanóis CrCg, por exemplo o etanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol e outros. A água é preferivelmente usada para a produção de vapor superaquecido.
Em geral faz-s uso, para tratamento com vapor superaquecido, de um dispositivo compreendendo as seguintes unidades: gerador de vapor, - trocador de calor,
câmara de tratamento,
se apropriado, unidade para o pós-tratamento do vapor que surja da câmara de tratamento de modo a reduzir a carga com materiais orgânicos.
O vapor superaquecido pode ser gerado em geradores de vapor
com trocadores de calor conhecidos para este fim. Além disso, o vapor úmido, isto é, o vapor saturado, pode ser introduzido na câmara de tratamento e pode ser superaquecido, isto é, transformado em vapor superaquecido, com o uso de trocadores de calor instalados na câmara de tratamento. Nos sítios químicos integrados com refinamento de óleo bruto, o vapor superaquecido acha-se disponível de outros processos, tais como o processo FCC, a fabricação de metanol, e outros.
Todos os recipientes que tornam possível colocar eficazmente o material de lignocelulose em contato com o vapor superaquecido, que impedem a fuga descontrolada do vapor e que possibilitam a remoção controlada do vapor, são adequados, em princípio, como câmaras de tratamento. Em relação a isto, eles são geralmente vasos fechados que têm um encanamento de abastecimento para o vapor e um dispositivo para compensação controlada da pressão. Estes incluem todos os recipientes conhecidos de uma pessoa habilitada na técnica para a secagem da madeira com o uso de vapor superaquecido. Para o tratamento de materiais de lignocelulose finamente divididos, tais como fibras, aparas, filamentos, lascas, cisalhas e outros, as câmaras de tratamento podem apresentar dispositivos que tornem possível a completa mistura mecânica do material de lignocelulose. Estes incluem, por exemplo, as câmaras tubulares que podem ser giradas. As câmaras de tratamento para materiais de lignocelulose planos e de grandes tamanhos, tais como folheados ou partes produzidas de madeira sólida, podem ser dotadas de ajustes internos que tornem possível uma disposição de baixo contato ou de contato zero dos materiais na câmara. As câmaras podem também apresentar dispositivos que tornem possível a fixação de artigos de lignocelulose de grandes dimensões sem distorção. Além disso, a câmara pode também apresentar dispositivos para regular a pressão ou a temperatura, e dispositivos para monitorar a pressão ou a temperatura na câmara e/ou a temperatura nos bulbos úmidos do vapor ou o conteúdo de umidade do material de lignocelulose.
O vapor superaquecido usado para o tratamento geralmente apresenta uma temperatura maior do que 100 °C, freqüentemente de pelo menos 105 0C e, em particular, de pelo menos 110 °C. A temperatura não excederá em geral dos 200 0C, em particular dos 180 °C, e de preferência particular dos 150 °C.
Durante o tratamento com vapor superaquecido, a temperatura na câmara geralmente se situará nas faixas dadas para a temperatura do vapor superaquecido. Preferivelmente, durante o tratamento, será mantida uma temperatura de bulbo úmido que corresponda ao ponto de ebulição do líquido na pressão ambiente, assim de aproximadamente 100 °C.
Em uma forma de realização preferida, o vapor superaquecido é gerado in situ dentro da câmara de tratamento. Para isto, o material de lignocelulose é primeiramente carregado na câmara e subseqüentemente, durante uma fase de elevação do aquecimento, a câmara é enchida com vapor não superaquecido (vapor úmido). Para isto, quando a câmara esteja sendo aquecida, a umidade relativa do ar é mantida constante em aproximadamente 100 %. Após alcançar a temperatura de aproximadamente 100 °C, o vapor é ainda aquecido pelo fornecimento de energia de calor adicional, assim produzindo o vapor superaquecido. Sob estas condições, a água ainda presente no material de lignocelulose é transformada para o estado gasoso e, além da cura/reticulação, a umidade é simultaneamente transportada de dentro da madeira para a sua superfície, como um resultado da diferença de pressão da câmara. Conseqüentemente, o processo de secagem pode geralmente ainda ser encurtado em comparação com uma secagem convencional.
A velocidade da cura/reticulação e a velocidade da secagem são determinadas pela energia fornecida ao material de lignocelulose. Este fornecimento de energia é determinado, inter alia, pela diferença entre a temperatura do material de lignocelulose a ser tratado e a temperatura do vapor superaquecido. Uma tal diferença de temperatura sempre aparece, contando que o material de lignocelulose ainda contenha água que não tenha sido ainda evaporada. Durante a fase de secagem, a velocidade ótima de secagem pode conseqüentemente ser ajustada através da temperatura do vapor superaquecido.
O vapor superaquecido usado para o tratamento apresenta de preferência uma pressão na faixa de 0,9 a 5 bar e, em particular, não excederá uma pressão de 3 bar e, particularmente preferível, de 2 bar.
A duração do tratamento com vapor superaquecido no estágio b) (a duração total com tratamento repetido com vapor superaquecido) de preferência varia de 1 minuto a 200 horas, particularmente preferível de 5 minutos a 48 horas. Com os folheados e os materiais de lignocelulose finamente divididos, as temperaturas mais elevadas e os tempos mais curtos podem certamente ser usados.
Preferivelmente5 o tratamento com vapor superaquecido é realizado por um tempo até que a umidade residual no material de lignocelulose não seja de mais do que 10 %, em particular não mais do que 8 % e, especialmente, não mais do que 7 %, por exemplo 2 a 10 %, em particular 3 a 8 % e, especialmente, aproximadamente 4 a 7 %. A umidade residual pode ser determinada convencionalmente através de medições da condutividade.
O uso de vapor superaquecido apresenta as seguintes vantagens em comparação com os processos convencionais:
- os materiais de lignocelulose obtidos são caracterizados por altos graus de fixação,
- o vapor superaquecido torna possível produções de alta energia na reticulação/secagem do material de lignocelulose, a qual pode ser ainda aumentada pelo uso de um sistema integrado de energia com estágios adicionais de consumo de energia do processo de acordo com a invenção (por exemplo, aquecimento da água fresca em um trocador de calor antes da geração real do vapor superaquecido ou de uma secagem adicional) ou outros processos,
- circuitos fechados de secagem tornam possível o tratamento eficaz do gás residual e uma redução nos danos ambientais.
O tratamento no estágio b) do processo, do material de lignocelulose impregnado obtido no estágio a) do processo, além disso compreende pelo menos um tratamento em baixa umidade do volume de gás circundante (= tratamento de secagem) que segue o tratamento com vapor superaquecido.
A temperatura no tratamento de secagem é freqüentemente mais elevada do que 120 °C, preferivelmente mais elevada do que 130 °C, por exemplo na faixa de > 120 0C a 200 0C e, em particular, na faixa fr 130 0C a 160 °C. O uso de um gradiente de temperatura, por exemplo através da imposição de um perfil de temperatura que possa estender-se de 120 0C a 200 °C, em particular de 130 a 160 0C, é também adequado. Este tratamento de secagem serve para suportar a secagem e/ou a cura. Surpreendentemente, foi observado que, pela combinação de acordo com a invenção, do tratamento com vapor superaquecido e tratamento de secagem, os materiais de lignocelulose com baixas emissões de formaldeído de acordo com a invenção são obtidos, mesmo com altos níveis de carga de nitrogênio.
O tratamento de secagem é preferivelmente realizado pela colocação do material de lignocelulose em contato com um meio gasoso que apresente uma umidade relativa de no máximo 15 %, particularmente preferível de no máximo 5 %. O material de lignocelulose é preferivelmente colocado em contato com um meio gasoso escolhido dentre ar, gases inertes, tais como o nitrogênio, hélio, neon, argônio e outros, e misturas destes. Particularmente preferível faz-se uso do ar.
A duração do tratamento de secagem é geralmente escolhido de modo que a umidade residual no material de lignocelulose após o término do tratamento de secagem, seja de menos do que 8 %, por exemplo 1 a 8 %, em particular não mais do que 6 %, por exemplo 1 a 6 % e, especialmente, não mais do que 5 %, por exemplo 1 a 5 %. Tipicamente varia de 1 minuto até 24 horas, particularmente preferível de 5 minutos até 12 horas.
O tratamento de secagem é realizado, em conformidade com a invenção, subseqüentemente ao tratamento com vapor superaquecido. De acordo com uma primeira forma de realização, quanto a isto, um tratamento com vapor superaquecido é primeiramente realizado da maneira descrita acima, até que o conteúdo de umidade residual desejado seja obtido, e subseqüentemente um tratamento de secagem é realizado intermitentemente com o tratamento com o vapor superaquecido. Quanto a isto, o material de lignocelulose pode ser alternadamente (de uma forma pulsada) submetido ao tratamento com vapor superaquecido e com um meio gasoso com uma baixa umidade relativa, conforme descrito acima. Esta alternação entre o vapor superaquecido e o meio gasoso diferindo dele pode ser realizada, por exemplo, com o uso de um sistema de ar de saída de ar fresco convencional.
Além disso no estágio b), uma pré-secagem pode ser realizada antes do tratamento com vapor superaquecido. O termo "pré-secagem" significa que o material de lignocelulose é secado abaixo do ponto de saturação da fibra, o que, dependendo do tipo do material, pode variar um tanto e tipicamente é de aproximadamente 30 % em peso. Com relação a isto, os materiais de lignocelulose impregnados são tornados isentos, pelo menos parcialmente, de constituintes voláteis da composição aquosa usada no estágio a), em particular da água e/ou dos solventes orgânicos excedentes, os quais não reajam na cura/reticulação. Além disso, a pré-secagem contraria o perigo de fendilhamento. A pré-secagem pode ser omitida, em particular para materiais e artigos de pequena escala, por exemplo folheados. Para corpos de lignocelulose com tamanhos relativamente grandes, uma pré-secagem pode, entretanto, ser vantajosa. Se uma pré-secagem separada for realizada, esta será vantajosamente realizada em temperaturas que variem de 20 a 80 0C. Dependendo da temperatura escolhida, a cura/reticulação parcial ou completa dos constituintes curáveis presentes na composição, pode já ocorrer no tratamento antes do tratamento com vapor superaquecido. É preferível que nenhuma, ou apenas parcial, cura/reticulação ocorra antes do tratamento com vapor superaquecido. O pré-tratamento é preferivelmente realizado de uma maneira que o conteúdo de umidade dos materiais de lignocelulose, após o pré-tratamento, não seja de mais do que 30 %, em particular não mais do que %, com base no peso seco. O conteúdo de umidade pode ser controlado de uma maneira simples pela pressão escolhida na pré-secagem, na temperatura e na duração, e pode ser determinado convencionalmente através de medições da condutividade.
A pré-secagem do material de lignocelulose pode ser realizada em um sistema de ar de saída de ar fresco convencional, por exemplo um secador rotativo.
O tratamento de pré-secagem e/ou de secagem do material de lignocelulose é preferivelmente realizado no mesmo dispositivo do tratamento com vapor superaquecido. Ao materiais de lignocelulose podem, subseqüentemente à impregnação no estágio a) e durante ou após o estágio b), ser submetidos a outro processamento. No caso de materiais finamente divididos, é possível realizar, por exemplo, outro processamento para dar moldagens, tais como pranchas OSB (prancha estrutural orientada), pranchas de partículas, pranchas de pastilhas, pranchas OSL (madeira cortada de filamento orientado) e moldagens de OSL, pranchas de PSL (madeira cortada paralela) e moldagens de PSL, pranchas e moldagens produzidas de madeira cortada de filamentos construída, moldagens de SCL (madeira cortada compósita estrutural e pranchas de SCL, moldagens de LSL (madeira cortada de filamentos laminada) e pranchas de LSL, pranchas isolantes e pranchas de fibras de densidade média (MDF) e de alta densidade (HDF), e outros, e, no caso de folheados, para dar madeira cortada folheada, tal como pranchas de fibras folheadas, pranchas maciças folheadas, pranchas de partículas folheadas, incluindo as pranchas folheadas de OSB, SCL, OSL e PSL, compensado, madeira colada, madeira laminada, madeira laminada folheada (por exemplo a madeira laminada Kerto), pranchas múltiplas, e madeira cortada folheada laminada (LVL), mas também componentes conformados tridimensionalmente não planares, tais como as moldagens de madeira laminada, as moldagens de compensado e quaisquer outras moldagens laminadas com pelo menos uma camada de folheado. O outro processamento pode ser realizado imediatamente após a impregnação no estágio a) ou durante ou subseqüentemente ao estágio b). Quanto aos folheados e materiais à base de madeira, o outro processamento compreende, além da dura e da ligação adesiva ou conformação, também um estágio de ligação adesiva. Referência pode ser feita, quanto a detalhes destes, ao conteúdo da PCT/EP 2006/001980 (pedido de patente alemã anterior 102005010041.4) (madeira cortada folheada) e o conteúdo da PCT/EP 2006/001979 (pedido de patente alemã anterior 102005010042.2) (material à base de madeira). No caso de folheados impregnados, o outro processamento será vantajosamente realizado antes do estágio de cura ou junto com o estágio de cura. Com materiais à base de madeira produzidos de materiais finamente divididos, o estágio de conformação e o estágio de cura são freqüentemente realizados simultaneamente.
O uso de materiais de lignocelulose modificada obtidos de acordo com o processo em conformidade com a invenção, especialmente de materiais de madeira modificados de uma tal maneira, torna possível a fabricação de objetos com resistência mecânica melhorada e resistência melhorada às intempéries, em particular a formação a formação reduzida de fendas naquelas regiões que são fabricadas do material de madeira, e suscetibilidade reduzida destas regiões à infecção por organismo nocivos à madeira, tais como fungos que destroem a madeira.
Os materiais de lignocelulose de acordo com a invenção e obteníveis de acordo com o processo conforme a invenção, e os objetos deles preparados, podem apresentar um revestimento convencional, por exemplo um verniz, um esmalte ou uma coloração, como apresentado na PCT/EP 2006/004020 (pedido de patente alemã anterior DE 102005020387.6), ao conteúdo do qual referência é nela feita.
Os materiais de madeira modificada são adequados, em particular, para a fabricação de objetos produzidos de várias partes relacionadas uma com as outras, em que pelo menos uma parte seja fabricada de um material de madeira modificada, uma vez que, por causa da relação de intumescimento/encolhimento reduzido da madeira modificada, as juntas entre as várias partes são mais estáveis e, sob a influência do tempo, ficam sujeitas a estresses mecânicos reduzidos e sua função pode ser mantida de uma forma melhor. Isto é então válido em particular se as partes fabricadas do material de madeira modificada forem pelo menos parcialmente impedidas de fricção uma com a outra ou com as partes produzidas de outros materiais. Por causa da tendência reduzida quanto ao intumescimento/encolhimento dos materiais de madeira de acordo com a invenção, é possível, além disso, pela primeira vez, fabricar objetos de madeira resistentes ao tempo, em que vários tipos de madeira com diferente comportamento de intumescimento/encolhimento são ligados um com o outro através de uma junta integral, por exemplo ligação adesiva ou uma junta de atrito, incluindo uma junta anti-atrito com componente de atrito, por exemplo são ligados um com o outro através de uma junta em prego ou parafuso, através de cavilhas, através de juntas endentadas, incluindo juntas de ensambladura, através de juntas respigadas, através de juntas com ranhuras e macho e fêmea, ou através de outras juntas mecânicas, uma vez que uma compensação do comportamento de intumescimento/encolhimento é alcançada pelo tratamento de acordo com a invenção.
O material de madeira modificada é, em particular, madeira sólida, isto é, materiais de grandes dimensões com tamanhos na faixa de centímetro ou metro, por exemplo pranchões, toros, madeiramento redondo, vigas ou coisa parecida.
Como já explanado acima, os materiais de madeira modificada de acordo com a invenção são adequados, em particular, para a fabricação de objetos contendo várias partes ligadas umas com as outras, em que pelo menos uma parte é fabricada de um material de madeira modificada. Eles são adequados, em particular, para a fabricação de objetos em que pelo menos duas partes do objeto sejam anti-atrito, pelo menos uma parte das partes anti- atrito sendo fabricada de um material de madeira modificada.
Tendo em vista sua insensibilidade com respeito aos efeitos da umidade, a invenção também diz respeito, em particular, ao uso de materiais de madeira modificada para a fabricação de objetos que estejam sujeitos às condições de umidade ou das intempéries. O efeito da umidade pode ser o contato com a alta umidade do ar, por exemplo se os objetos foram encontrados em localizações submetidas à umidade, tais como banheiros, piscinas interiores, saunas, lavanderias, o interior das embarcações, e outros, ou, entretanto, também se eles ficarem submetidos à alta umidade do ar externo. O contato com a umidade pode também ser o contato com água líquida ou com umidade permanente, por exemplo pela ação da chuva, pelo contato com a água de rio ou do mar, com edifícios de engenharia hidráulica ou com embarcações.
Os objetos podem ser fabricados de uma maneira por si conhecida mediante analogia com a fabricação de objetos produzidos de materiais de madeira. A fabricação compreende ações típicas de processamento de madeira, tais como serramento, corte, aplainamento, moagem, trituração, perfuração, aparafusamento, aplicação de pregos, ligação adesiva, laminação, etc. Geralmente, o material de partida para a fabricação dos objetos é o material de madeira que já tenha sido modificada. Entretanto, é também possível primeiramente fabricar o objeto de um material de madeira não modificada e subseqüentemente submeter os constituintes de madeira a uma modificação como descrito acima.
Em uma primeira forma de realização da invenção, o material de madeira modificada é usado para a fabricação de materiais para assoalho. O uso é freqüentemente feito para isto de madeira cortada folhada em que a superfície decorativa exposta ao tempo é feita de uma camada de madeira laminada folhada modificada de acordo com a invenção. Um exemplo disto é o assoalho de tacos, incluindo os tacos em tiras, os tacos de madeira sólida, os parquetes de mosaicos, os parquetes industriais, os parquetes prontos para serem assentes, por exemplo os parquetes prontos para serem assentes de 2 camadas ou de 3 camadas, os assoalhos folheados e os assoalhos para esporte, por exemplo os assoalhos para esportes de área elástica e os assoalhos de esportes de ponto elástico, e também assoalhos de parquetes para saltos. Os materiais de madeira modificada de acordo com a invenção também são adequados para a fabricação de assoalhos de pranchões, assoalhados de terraços e outros. Os materiais de madeira de acordo com a invenção são também adequados para a fabricação de laminados, nos quais o material de madeira modificada de acordo com a invenção com relação a isto geralmente forma a camada de madeira densificada do laminado.
Uma forma de realização adicionalmente preferida da invenção diz respeito a um objeto de madeira, em particular um material de assoalho, que consiste em pelo menos duas peças de madeira articuladas entre si, em particular peças de madeira adesivamente ligadas, sendo possível quanto às peças de madeira serem idênticas ou diferentes. Uma forma de realização específica da invenção diz respeito a um material para assoalhado para uso externo e uso exposto à umidade. Materiais de assoalhado convencional para uso externo e uso exposto à umidade são tipicamente pranchas, incluindo tábuas de assoalho, e pranchas fabricadas de madeira de lei que são freqüentemente fornecidas com uma estruturação superficial. Estes assoalhados são geralmente muito caros por causa do alt5o preço das madeiras duras. A resistência ao tempo ou à umidade nem sempre é satisfatória. Os materiais de madeira de acordo com a invenção agora permitem a preparação de assoalhados com alta durabilidade mesmo de madeiras baratas, tais como pinho, abeto vermelho, faia, álamo e outros. Em particular, os materiais de madeira de acordo com a invenção permitem a preparação de materiais de assoalhado que apresentam um forro feito de um primeiro material de madeira de acordo com a invenção, e uma camada superficial ou superfície de desgaste produzida de um segundo material de madeira que é ligado, em particular, por ligação adesiva, com o suporte. O material do forro é preferivelmente um material de madeira de acordo com a invenção, produzido de um tipo barato de madeira, em particular uma madeira sólida barata, por exemplo uma madeira de pinho tratada de acordo com a invenção. Preferivelmente, o material de madeira da superfície de desgaste é da mesma forma um material de madeira de acordo com a invenção, de preferência um material de madeira de acordo com a invenção com uma aparência decorativa, por exemplo faia tratada de acordo com a invenção. Entretanto, a superfície de desgaste também pode consistir em uma madeira de lei não tratada ou uma madeira de lei tratada de acordo com a invenção, por exemplo de madeira de lei das categoria de durabilidade 1 ou 1, tal como angelim, bangkirai, ekky, bilinga, cumaru, abeto Douglas, eucalipto, fava, garapa, ipe, iroko, itauba, jatoba, seringueira australiana (carri), Iimbalii massaranduba, mukulungu, οάατ?, piquia, robinia, tali, tatajuba, torrado ou teca. A superfície de desgaste tipicamente apresenta uma resistência (espessura) de pelo menos 1 mm, por exemplo IalO mm, em particular 2 a 8 mm. A superfície de desgaste pode apresentar uma perfilagem, por exemplo um perfil ranhurado. A resistência do forro naturalmente depende do uso desejado e da resistência necessária para este. Tipicamente varia de 5 a 100 mm, em particular de 10 a 50 mm. Os assoalhados podem ter as formas de pranchas, pranchas de painéis, tábuas de assoalho, pranchões ou gradis. Ao assoalhados podem apresentar meios para ligar os elementos individuais dos assoalhos, por exemplo juntas de macho-e-fêmea, juntas de lingüetas, e outros. Tais assoalhados são tipicamente preparados mediante ligação adesiva do forro à superfície de desgaste analogamente aos processos conhecidos para a ligação adesiva de camadas de madeira, por exemplo analogamente aos processos para a preparação de madeira laminada ou para a preparação de assoalhados para uso interior, os quais apresentem um forro e uma superfície de desgaste sobre ele disposta. Em particular, a preparação pode ser realizada analogamente ao processo descrito na PCT/EP 2006/001980, os materiais de madeira tratada de acordo com a invenção sendo adesivamente ligados um com o outro de uma forma diferente do processo nela descrito.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado para a fabricação de portas e alizares de portas, por exemplo para portas interiores, mas também para portas de casas. O material de madeira modificada pode ser usado tanto para a própria lâmina das portas quanto para as partes da lâmina das portas, por exemplo na forma de painéis de madeira sólida ou material com painéis com base em madeira para a construção interna da lâmina da porta ou na forma de um folhado para a camada decorativa sobre a lâmina da porta.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado para a fabricação de janelas, por exemplo as estruturas da janela e os lados das janelas podem ser fabricados da mesma madeira, mas também de tipos diferentes de madeira. É da mesma forma possível fabricar a estrutura de um material diferente da madeira e fabricar apenas os lados das janelas de um material de madeira modificada de acordo com a invenção. Os materiais de madeira modificada de acordo com a invenção podem também ser usados para a fabricação de peitoris de janelas.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado para a fabricação de móveis, em particular daqueles móveis ou daquelas partes de móveis que sejam tipicamente fabricados de madeira ou materiais de madeira. Estes incluem armários embutidos, tais como o corpo, as portas ou os assoalhos, prateleiras, armações de camas, armações ranhuradas, armações de sofás, cadeiras, mesas, ou partes destes itens de mobiliário, tais como bases de mesas, tampos de mesa, tampos de mesa de trabalho, em particular tampos de mesa de trabalho de cozinha, móveis de banheiros, e outros. Os materiais de madeira modificada de acordo com a invenção são adequados, em particular, para móveis que sejam submetidos a uma quantidade maior de umidade ou às intempéries, por exemplo para a fabricação de móveis de cozinha ou móveis de banheiros, ou para a fabricação de móveis de jardim, bancos de parques, assentos de estádios, etc.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado para a fabricação de objetos para engenharia hidráulica, tais como comportas, em particular comportas de eclusas, rodas hidráulicas, plataformas, docas flutuantes, desembarcadouros e outras construções na água e sobre a água.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado para a construção de edifícios ou partes de edifícios. Isto inclui, além da construção de janelas já mencionadas, em particular o uso de materiais de madeira modificada na forma de madeira de construção para a construção de casas de madeira, para a construção de estruturas, para a construção de telhados, para a construção de colunas e construção de vigas, para a construção de pontes, plataformas de observação ou abrigos de carros, e para partes de edifícios, tais como pátios, sacadas, balaustrada para sacadas, janelas de frestas, e outros. Isto inclui, além disso, o uso de materiais de madeira modificada para a construção de escadas, incluindo degraus, por exemplo em degraus de madeira em construções de escadas de metal, mas também para escadas e corrimões fabricados completamente de materiais de madeira.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado para a construção de fachadas. Com relação a isto, o material de madeira modificada pode tanto ser um constituinte da subconstrução de fachada e formar a parte visível da fachada, por exemplo na forma de painéis de fachada feitos do material de madeira modificada, painéis de fachada feitos de madeira modificada, telhas feitas de madeira modificada, e outros.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado para a fabricação de componentes de parede e componentes de forro de teto, por exemplo painéis, pranchas de macho-e- fêmea, forros de teto de madeira em painéis, mas também suspensões de teto, paredes móveis ou componentes de paredes na construção de colunas e vigas, forros para tetos e forros para paredes. O material à base de madeira com base em materiais finamente divididos na forma de painéis são adequados, em particular, para isto; por exemplo, os painéis de OSB, os painéis de partículas, os painéis de OSL, os painéis de PSL, painéis isolantes e painéis de fibras de densidade média (MDF e de alta densidade (HDF), e outros, e também madeira cortada folhada, tais como os painéis de fibras folheadas, painéis maciços folheados, painéis de partículas folheados, incluindo os painéis folheados de OSL e de PSL, compensado, madeira colada, madeira laminada ou madeira laminada folhada (por exemplo, a madeira laminada Kerto), são adequados.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado para construção de jardins, por exemplo para a fabricação de cercas, paliçadas, componentes do quadro de observação, casas de veraneio, pérgolas, aviários, e outros.
Em uma forma de realização adicional de invenção, o material de madeira modificada é usado para a fabricação de itens de equipamento para diversões ao ar livre, por exemplo para estruturas para diversão de crianças, balanços, em particular as estruturas que suportam o balanço e os assentos do balanço, áreas de diversão com aparelhos para trepar, balançar e/ou escorregamento, para suportar as estruturas de caminhos de cordas, etc.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado para a fabricação de artigos domésticos, por exemplo blocos de facas, caixas de pão, gamelas, equipamento para banheiro, tais como banheiras, escovas e outros, além de tábuas para corte, utensílios para cozinha, tais como colheres de pau, torneados, cavilhas redondas, servidores de saladas, garfos para macarrão, etc.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado para a construção de embarcações, tanto para a construção dos cascos, por exemplo para o entabuamento, para balizas e quilhas, para sustentação de motores, para cordames fixos, tais como mastros, vergas, e para as superestruturas, entabuamento do tombadilho, e outras instalações externas, tais como grades, buchas, roda de barco, painéis de controle, e outros, e para acessórios internos das embarcações, por exemplo acessórios para armários, acessórios para beliches, paredes e portas das cabines, capotas, escadas de tombadilho, escadas de mão, e outros.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado para a construção de saunas, por exemplo para as paredes, portas, bancadas, revestimento de fornos, etc.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado na construção de veículos, por exemplo para disposição interior do compartimento de passageiros ou do compartimento de bagagens, e foros do compartimento do motor, e também isolamento, por exemplo do compartimento do motor e do compartimento de bagagens, e também para painéis de instrumentos, decoração de madeira, etc.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado para a fabricação de brinquedos, tais como blocos para brinquedo de construção, bolas de rolar, casas de brinquedo e arranjos de brinquedo, tais como casas de bonecas, cozinhas para bonecas, e outros, carros, aviões e embarcações de brinquedo, para a construção de modelos, tais como a construção de carros, aeronaves e embarcações modelo, itens de equipamento de jogos, tais como bastões, armações de raquetes, e outros.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado para a fabricação de instrumentos musicais, em particular para a construção de instrumentos encordoados, tais como guitarras, alaúdes, harpas, violinos, violas, violoncelos, baixos duplos ou partes destes, tais como cavaletes, caixas de ressonância, ornamentações ou cravelhas, além disso para a construção de instrumento de sopro, tais como clarinetes, oboés, fagotes, flautas, e outros, ou para a construção de órgãos, especialmente para os tubos de madeira, e para a construção de pianos e pianos de cauda.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado para a fabricação de equipamento de esportes, em particular esse equipamento de esportes que é tipicamente fabricado de madeira ou de materiais de madeira, mas também para equipamento de esportes em que a madeira não tenha até agora sido usada por causa de sua falta de resistência e dureza.
Pode-se mencionar, por meio de exemplos, bastões, tais como bastões de hóquei e bastões de hóquei no gelo, equipamento de lançamento, tal como dardos e discos, remos e gingas, para a construção de barcos a remo de esporte, tais como barcos leves de regatas, caiaques, barcos leves simples, canoas canadenses ou barcos a remo, e outros.
Em uma forma de realização adicional da invenção, o material de madeira modificada é usado para a fabricação de alojamentos, incluindo partes dos alojamentos, para máquinas, instrumentos elétricos, e outros.
Por causa da resistência aumentada dos materiais de madeira modificada de acordo com a invenção, é possível, em muitos casos, obter uma economia no peso por causa do consumo reduzido do material. Além disso, os objetos são de longe menos suscetíveis aos efeitos das intempéries e aos efeitos da umidade. Por causa da alta estabilidade dimensional resultante dos baixos intumescimento e encolhimento e das tolerâncias de produção que podem conseqüentemente ser obtidas, o material de madeira modificada também pode ser usado para a fabricação de objetos nos quais até aqui a madeira não pôde ser usada.
Os seguintes exemplos servem para ilustrar a invenção. Os graus de fixação mencionados foram determinados de acordo com o método A acima mencionado, a menos que de outra forma indicado. EXEMPLO COMPARATIVO 1
Uma composição aquosa comercial de l,3-bis(hidroximetil)- 4,5-diidróxi-imidazolidin-a-ona (DMDHEU) foi diluída com água até uma concentração de 30 % em peso, e misturada com 15 g/kg de MgCl2-6H20. A solução assim obtida foi usada como agente de impregnação na seguinte experiência.
Cubos de alburno de pinheiro com as dimensões de 2,5 cm χ 2,5 cm χ 2,5 cm, que foram secados completamente, foram introduzidos em uma instalação de impregnação. A instalação de impregnação foi submetida por 30 minutos a um vácuo de 40 mbar absolutos. Subseqüentemente, o agente de impregnação foi desenvolvido dentro da instalação de impregnação enquanto se mantinha um vácuo de 50 mbar absolutos. Subseqüentemente, uma pressão de 10 bar foi aplicada por 2 horas. A fase de pressão foi terminada e o líquido remanescente foi removido.
Os cubos de madeira de pinho foram depois armazenados em uma câmara de secarem, a temperatura e a umidade do ar da qual pôde ser controlada. A câmara foi levada a 95 0C e a uma umidade relativa do ar de cerca de 100 %. Estas condições úmidas foram mantidas por 48 horas.
Subseqüentemente, os cubos de madeira de pinho foram secados em 40 0C por 72 horas. Os cubos de madeira de pinho assim obtidos apresentaram um conteúdo de nitrogênio N de 4,00 g/100 g de madeira de pinho. A emissão de formaldeído FA, determinada com o uso do método da garrafa de acordo com a EN 717 parte 3, foi de 62,2 mg/100 g de madeira de pinho. A relação FA/N foi correspondentemente de 15.5 χ IO"3. O grau de fixação foi de 24 %.
Exemplo Comparativo 2 (Tratamento De Vapor Superaquecido)
Pranchas de madeira de pinho com as dimensões de 250 cm χ cm χ 3,5 cm, que haviam sido secadas a um conteúdo de umidade da madeira de cerca de 12 %, foram introduzidas em uma instalação de impregnação. A instalação de impregnação foi submetida por 30 minutos a um vácuo de 40 mbar absolutos. Subseqüentemente, o agente de impregnação do exemplo comparativo 1 foi desenvolvido dentro da instalação de impregnação enquanto se mantinha um vácuo de 50 mbar absolutos. Subseqüentemente, uma pressão de 12 bar foi aplicada por 2 horas. A fase de pressão foi terminada e o líquido remanescente foi removido.
As pranchas de madeira de pinho foram então armazenadas em uma câmara de secagem, e a temperatura e a umidade do ar da qual pôde ser controlada, e estabelecida rapidamente de uma maneira tal que a deformação foi impossível. A câmara foi levada a 100 0C enquanto se mantinha uma umidade relativa do ar de 100 %. Subseqüentemente, a câmara foi fechada e aquecida a uma temperatura do ar fornecida pelo termômetro de bulbo seco de 120 0C enquanto se mantinha uma temperatura de bulbo úmido de 100 °C. Estas condições foram mantidas até que um conteúdo de umidade uniforme da madeira de aproximadamente 8 % através da seção transversal inteira da madeira fosse obtido. Subseqüentemente, o vapor superaquecido foi retirado e substituído por ar fresco, o que reduziu a temperatura da câmara a 80 0C. A temperatura da câmara foi então reduzida a 50 0C e a umidade relativa do ar foi ajustada a 50 % mediante pulverização com água. Estas condições foram mantidas por 6 a 10 horas, de modo a condicionar a madeira.
As pranchas de madeira de pinho assim obtidas apresentaram
um conteúdo de nitrogênio N de 3,17 g/100 g de madeira de pinho. A emissão
de formaldeído FA, determinada com o uso do método da garrafa de acordo
com a EN 717, parte 3, foi de 26,4 mg/100 g de madeira de pinho. A relação
de FA/N foi correspondentemente de 8,33 χ IO-3. O grau de fixação foi de 73%.
EXEMPLO 1 (TRATAMENTO DE VAPOR SUPERAQUECIDO + AQUECIMENTO SECO, MADEIRA DE PINHO): Pranchas de madeira de pinho com as dimensões de 250 cm χ cm χ 3,5 cm, que foram secadas até um conteúdo de umidade da madeira de cerca de 12 %, foram impregnadas de maneira análoga ao exemplo comparativo 2, com o agente de impregnação do exemplo comparativo 1.
As pranchas de madeira de pinho foram então armazenadas em uma câmara de secagem, cuja temperatura e umidade do ar puderam ser controladas, rapidamente estabelecidas de uma maneira tal que a deformação tornou-se impossível. A câmara foi levada a 100 0C enquanto se mantinha uma umidade relativa do ar de 100 %. Subseqüentemente, a câmara foi fechada e aquecida a uma temperatura do ar fornecida pelo termômetro de bulbo seco de 120 0C enquanto se mantinha uma temperatura de bulbo úmido de 100 °C. Estas condições foram mantidas até que um conteúdo de umidade uniforme da madeira de aproximadamente 8 % através da seção transversal inteira da madeira fosse obtido. A câmara foi então aquecida a uma temperatura de secagem de 130 0C com uma taxa de aquecimento de 5 K/h, ao mesmo tempo em que se mantinha uma temperatura de bulbo úmido do vapor de 100 °C. Estas condições foram mantidas até que um conteúdo de umidade uniforme da madeira de aproximadamente 6 % através da seção transversal inteira da madeira, fosse obtido. Subseqüentemente, o vapor superaquecido foi retirado e substituído por ar fresco, ao mesmo tempo em que se mantinha uma temperatura de 130 °C, a qual reduziu a umidade relativa do ar a menos do que 10 %. Estas condições foram mantidas até que um conteúdo uniforme de umidade da madeira de aproximadamente 4 % através da seção transversal inteira da madeira fosse obtido. Subseqüentemente, a temperatura da câmara foi reduzida a 80 0C mediante ventilação em ar fresco. A temperatura da câmara foi então reduzida a 50 0C e a umidade relativa do ar foi ajustada a 50 % mediante pulverização com água. Estas condições foram mantidas por 6 a 10 horas, a fim de condicionar a madeira. As pranchas de madeira de pinho assim obtidas apresentaram um conteúdo de nitrogênio N de 3,17 g/100 g de madeira de pinho. A emissão de formaldeído FA5 determinada com o uso do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 12,8 mg/100 g da madeira de pinho. A relação FA/N foi correspondentemente de 4,04 χ IO"3. O grau de fixação foi de 84 % (ou 96 % de acordo com a DIN EN 84).
EXEMPLO 2 (TRATAMENTO DE VAPOR SUPERAQUECIDO + AQUECIMENTO SECO, MADEIRA DE FAIA):
Pranchas de madeira de faia com as dimensões de 50 cm χ 10 cm χ 3,5 cm, que foram secadas até um conteúdo de umidade da madeira de cerca de 12 %, foram impregnadas de maneira análoga ao exemplo comparativo 2, com o agente de impregnação do exemplo comparativo 1 e subseqüentemente foram sucessivamente tratadas com vapor superaquecido e aquecidas sob condições secas de acordo com as diretrizes do exemplo 1.
As pranchas de madeira de faia assim obtidas apresentaram um conteúdo de nitrogênio N de 2,20 g/100 g de madeira de faia. A emissão de formaldeído FA, determinada com o uso do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 8,9 mg/100 g de madeira de faia. A relação FA/N foi correspondentemente de 4,05 χ IO"3. O grau de fixação foi de 81 % (ou 95 % de acordo com a DIN EN 84).
EXEMPLO 3 (TRATAMENTO DE VAPOR SUPERAQUECIDO + AQUECIMENTO SECO, MADEIRA DE FAIA):
Uma composição aquosa comercial de l,3-bis(hidroximetil)- 4,5-diidróxi-imidazolidin-2-ona (DMDHEU) foi diluída com água até uma concentração de 50 % em peso,e misturada com 25 g/kg de MgCl2-6H20. A solução assim obtida foi usada como agente de impregnação na seguinte experiência.
Pranchas de madeira de faia com as dimensões de 50 cm χ 10 cm χ 3,5 cm, que haviam sido secadas a um conteúdo de umidade da madeira de cerca de 12 %, foram impregnadas analogamente ao exemplo comparativo 2, com o agente de impregnação, e subseqüentemente foram tratadas sucessivamente com vapor superaquecido e aquecidas sob condições secas de acordo com as diretrizes do exemplo 1.
As pranchas de madeira de faia assim obtidas apresentaram um conteúdo de nitrogênio N de 3,75 g/100 g de madeira de faia. A emissão de formaldeído FA, determinada com o uso do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 6,1 mg/100 g de madeira de faia. A relação FA/N foi correspondentemente de 1,63 χ IO"3. O grau de fixação foi de 86 % (ou 97 % de acordo com a DIN EN 84).
EXEMPLO 4
Uma composição aquosa comercial de l,3-bis(hidroximetil)- 4,5-diidróxi-imidazolidin-2-ona (DMDHEU) foi tratada com uréia e diluída com água de modo que a concentração de DMDHEU fosse de 15 % em peso e a concentração de uréia fosse de 7,5 % em peso. A solução foi misturada com 15 g/kg de MgCl2-6H20. A solução assim obtida foi usada como agente de impregnação na seguinte experiência.
Pranchas de madeira de pinho com as dimensões de 250 cm χ cm χ 3,5 cm, que haviam sido secadas a um conteúdo de umidade da madeira de cerca de 12 %, foram impregnadas analogamente ao exemplo comparativo 2, com o agente de impregnação, e subseqüentemente foram tratadas sucessivamente com vapor superaquecido e aquecidas sob condições secas de acordo com as diretrizes do exemplo 1.
As pranchas de madeira de pinho assim obtidas apresentaram um conteúdo de nitrogênio N de 5,4 g/100 g de madeira de pinho. A emissão de formaldeído FA, determinada com o uso do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 1,6 mg/100 g de madeira de pinho. A relação FA/N foi correspondentemente de 0,25 χ IO"3. O grau de fixação foi de 30 % (ou 40 % de acordo com a DIN EN 84). EXEMPLO 5
Uma composição aquosa comercial de l,3-bis(hidroximetil)- 4,5-diidróxi-imidazolidin-2-ona (DMDHEU) foi tratada com etileno uréia e diluída com água de modo que a concentração de DMDHEU fosse de 15 % em peso e a concentração de etileno uréia fosse de 7,5 % em peso. A solução foi misturada com 15 g/kg de MgCl2-6H20. A solução assim obtida foi usada como agente de impregnação na seguinte experiência.
Pranchas de madeira de pinho com as dimensões de 250 cm χ cm χ 3,5 cm, que haviam sido secadas a um conteúdo de umidade da madeira de cerca de 12 %, foram impregnadas analogamente ao exemplo comparativo 2, com o agente de impregnação, e subseqüentemente foram tratadas sucessivamente com vapor superaquecido e aquecidas sob condições secas de acordo com as diretrizes do exemplo 1.
As pranchas de madeira de pinho assim obtidas apresentaram um conteúdo de nitrogênio N de 4,5 g/100 g de madeira de pinho. A emissão de formaldeído FA, determinada com o uso do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 3,8 mg/100 g de madeira de pinho. A relação FA/N foi correspondentemente de 0,84 χ IO-3. O grau de fixação foi de 51 % (ou 75 % de acordo com a DIN EN 84).
EXEMPLO 6
4 kg de uma composição aquosa comercial de l,3-dimetil)-4,5- diidróxi-imidazolidin-2-ona (40 % em peso) foram misturados com 2 kg de uma solução aquosa comercial a 70 % em peso de um produto de reação de melamina com formaldeído e metanol (relação molar de 1:4:4) e 200 g de MgCl2-6H20 e diluídos com 3,7 kg de água. A solução assim obtida foi usada como agente de impregnação na seguinte experiência.
Cubos de alburno de pinho com as dimensões de 2,5 cm χ 2,5 cm χ 2,5 cm, que haviam sido secadas absolutamente, foram introduzidos em uma instalação de impregnação. A instalação de impregnação foi submetida por 30 minutos a um vácuo de 40 mbar absolutos. Subseqüentemente, o agente de impregnação foi desenvolvido dentro da instalação de impregnação enquanto se mantinha um vácuo de 50 mbar absolutos. Subseqüentemente, uma pressão de 10 bar foi aplicada por 2 horas. A fase de pressão foi terminada e o líquido remanescente foi removido.
As amostras de madeira foram depois armazenadas em uma câmara de secagem, a temperatura e a umidade do ar da qual puderam ser controladas. A câmara foi levada a 100 0C enquanto se mantinha uma umidade relativa do ar de cerca de 100 %. Subseqüentemente a câmara foi fechada e aquecida a uma temperatura de bulbo seco de 120 °C, enquanto se mantinha uma temperatura de bulbo úmido de 100 °C. Estas condições foram mantidas até que um conteúdo de umidade da madeira uniforme de aproximadamente 8 % fosse obtido. A câmara foi então aquecida a uma temperatura de bulbo seco de 130 0C com uma taxa de aquecimento de 5 K/h enquanto se mantinha uma temperatura de bulbo úmido do vapor de 100 °C. Estas condições foram mantidas até que um conteúdo de umidade uniforme da madeira de aproximadamente 6 % fosse obtido. Subseqüentemente, o vapor superaquecido foi retirado e substituído por ar fresco, enquanto se mantinha uma temperatura de 130 °C, a qual reduziu a umidade relativa do ar a menos do que 10 %. Estas condições foram mantidas até que um conteúdo de umidade uniforme da madeira de aproximadamente 4 % fosse obtido. Subseqüentemente, a temperatura da câmara foi reduzida a 80 0C mediante ventilação em ar fresco. A temperatura da câmara foi então reduzida a 50 0C e a umidade relativa do ar foi ajustada para 50 % mediante pulverização com água. Estas condições foram mantidas por 6 a 10 horas de modo a condicionar a madeira.
As amostras de madeira assim obtidas apresentaram um conteúdo de nitrogênio N de 8,30 g/100 g de madeira de pinho. A emissão de formaldeído FA, determinada usando-se o método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 2,2 mg/100 g de madeira de pinho. A relação FA/N foi conseqüentemente de 0,26 χ IO"3. O grau de fixação foi de 73 %.
EXEMPLO 7
A experiência foi realizada analogamente ao exemplo 6, os cubos de madeira de faia sendo usados no lugar dos cubos de alburno de pinho. As amostras de madeira assim obtidas apresentaram um conteúdo de nitrogênio N de 7,33 g/l 00 g de madeira de faia. A emissão de formaldeído FA, determinada com o uso do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3,foi de 2,1 mg/l00 g de madeira de faia. A relação FA/N foi correspondentemente de 0,28 χ IO"3. O grau de fixação foi de 70 %.
EXEMPLO 8
3 kg de uma composição aquosa comercial de l,3-dimetil-4,5- diidroxiimidazolidin-2-ona (40 % em peso) foram misturados com 2,7 kg de uma solução aquosa comercial a 70 % em peso de um produto de reação de melamina com formaldeído e metanol (relação molar de 1:4:4) e 200 g de MgCl2-6H20 e diluídos com 4 kg de água. A solução assim obtida foi usada como agente de impregnação na seguinte experiência.
A experiência foi realizada analogamente ao exemplo 6. As amostras de madeira assim obtidas apresentaram um conteúdo de nitrogênio N de 9,27 g/100 g de madeira de pinho. A emissão de formaldeído FA, determinada com o uso do método de garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 7,8 mg/100 g de madeira de pinho. A relação FA/N foi correspondentemente de 0,85 χ IO'3. O grau de fixação foi de 76 %.
EXEMPLO 9
A experiência foi realizada analogamente ao exemplo 8, os cubos de madeira de faia sendo usados no lugar dos cubos de alburno de pinho. As amostras de madeira assim obtidas apresentaram um conteúdo de nitrogênio N de 7,87 g/100 g de madeira de faia. A emissão de formaldeído FA, determinada com o uso do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 4,6 mg/100 g de madeira de faia. A relação FA/N foi
o
correspondentemente de 0,59 χ
10°. O grau de fixação foi de 77 %.
EXEMPLO 10
2,5 kg de uma composição aquosa comercial de 1,3- bis(hidroximetil)-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona (75 % em peso) foram misturados com 2 kg de uma solução aquosa comercial a 70 % em peso de um produto de reação de melamina com formaldeído e metanol (relação molar de 1:4:4) e 200 g de MgCl2-6H20 e diluídos com 5,2 kg de água. A solução assim obtida foi usada como agente de impregnação na seguinte experiência. A experiência foi realizada analogamente ao exemplo 6. As
amostras de madeira assim obtidas apresentaram um conteúdo de nitrogênio N de 8,93 g/100 g de madeira de pinho. A emissão de formaldeído FA, determinada com o uso do método de garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 14,1 mg/100 g de madeira de pinho. A relação FA/N foi correspondentemente de 1,58 χ
10"J. O
grau de fixação foi de 82 %.
EXEMPLO 11
O processo foi realizado analogamente ao exemplo 10, os cubos de madeira de faia sendo usados no lugar dos cubos de alburno de pinho. As amostras de madeira assim obtidas apresentavam um conteúdo de nitrogênio N de 7,63 g/100 g de madeira de faia. A emissão de formaldeído FA, determinada com o uso do método de garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 12,5 mg/100 g de madeira de faia. A relação FA/N foi correspondentemente de 1,66 χ
IO-3. O
grau de fixação foi de 86 %.
EXEMPLO 12
2,1 kg de uma composição aquosa comercial de 1,3-
bis(hidroximetil)-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona (75 % em peso) foram misturados com 0,9 kg de uma composição aquosa comercial de 1- hidroximetil-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona (75 % em peso) e 150 g de MgCl2-6H20 e diluídos com 7 kg de água. A solução assim obtida foi usada como agente de impregnação na seguinte experiência.
A experiência foi realizada analogamente ao exemplo 6. As amostras de madeira assim obtidas apresentaram um conteúdo de nitrogênio N de 3,84 g/100 g de madeira de pinho. A emissão de formaldeído FA5 determinada com o uso do método de garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 4,4 mg/100 g de madeira de pinho. A relação FA/N foi
Λ
correspondentemente de 1,14 χ 10°. O grau de fixação foi de 92 %.
EXEMPLO 13
O processo foi realizado analogamente ao exemplo 12, os cubos de madeira de faia sendo usados no lugar dos cubos de alburno de pinho. As amostras de madeira assim obtidas apresentavam um conteúdo de nitrogênio N de 2,74 g/100 g de madeira de faia. A emissão de formaldeído FA, determinada com o uso do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 2,8 mg/100 g de madeira de faia. A relação FA/N foi correspondentemente de 1,02 χ
10°. O grau de fixação foi de 81 %.
EXEMPLO 14
0,9 kg de uma composição aquosa comercial de 1,3- bis(hidroximetil)-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona (75 % em peso) foram misturados com 2,1 kg de uma composição aquosa comercial de 1- hidroximetil-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona (75 % em peso) e 150 g de MgCl2-6H20 e diluídos com 7 kg de água. A solução assim obtida foi usada como agente de impregnação na seguinte experiência.
A experiência foi realizada analogamente ao exemplo 6. As amostras de madeira assim obtidas apresentaram um conteúdo de nitrogênio N de 4,26 g/100 g de madeira de pinho. A emissão de formaldeído FA, determinada com o uso do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 3,0 mg/100 g de madeira de pinho. A relação FA/N foi correspondentemente de 0,70 χ
10-3. O grau de fixação foi de 95 %.
EXEMPLO 15 O processo foi realizado analogamente ao exemplo 14, os cubos de madeira de faia sendo usados no lugar dos cubos de alburno de pinho. As amostras de madeira assim obtidas apresentavam um conteúdo de nitrogênio N de 2,72 g/100 g de madeira de faia. A emissão de formaldeído FA, determinada com o uso do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 1,8 mg/100 g de madeira de faia. A relação FA/N foi correspondentemente de 0,65 χ IO"3. O grau de fixação foi de 82 %.
EXEMPLO 16
3,0 kg de uma composição aquosa comercial de 1 - hidroximetil-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona (75 % em peso) foram misturados com 150 g de MgCl2-6H20 e diluídos com 7 kg de água. A solução assim obtida foi usada como agente de impregnação na seguinte experiência.
A experiência foi realizada analogamente ao exemplo 6. As amostras de madeira assim obtidas apresentaram um conteúdo de nitrogênio N de 4,40 g/100 g de madeira de pinho. A emissão de formaldeído FA, determinada com o uso do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 1,2 mg/100 g de madeira de pinho. A relação FA/N foi correspondentemente de 0,27 χ 10-3. O grau de fixação foi de 88 %.
EXEMPLO 17
O processo foi realizado analogamente ao exemplo 14, os cubos de madeira de faia sendo usados ao invés dos cubos de alburno de pinho. As amostras de madeira assim obtidas apresentavam um conteúdo de nitrogênio N de 3,07 g/100 g de madeira de faia. A emissão de formaldeído FA, determinada com o uso do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, foi de 1,1 mg/100 g de madeira de faia. A relação FA/N foi correspondentemente de 0,36 χ
10°. O grau de fixação foi de 86 %.

Claims (23)

1. Material de lignocelulose, caracterizado pelo fato de que compreende um composto de nitrogênio reticulável, tecnicamente um condensado de formaldeído, distribuído no material de lignocelulose na forma reticulada em uma quantidade (N) do constituinte de pelo menos 1 % em peso, calculado como nitrogênio e com base no peso total do material de lignocelulose, em que a relação (FA/N) da emissão de formaldeído (FA), determinada por meio do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, para a quantidade constituinte do composto de nitrogênio (N), apresenta um valor de no máximo 3,5 χ IO"3 e que apresenta um grau de fixação do composto de nitrogênio de mais do que 73 %.
2. Material de lignocelulose de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, caracterizado pelo fato de que o valor da emissão de formaldeído não é superior a 10 mg por 100 g do material de lignocelulose.
3. Material de lignocelulose de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que apresenta um grau de fixação do composto de nitrogênio de mais do que 85 %.
4. Material de lignocelulose de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a quantidade constituinte do composto de nitrogênio, calculada como nitrogênio e com base no peso do material de lignocelulose, varia de 1,5 a 20 % em peso com base no peso total do material de lignocelulose.
5. Material de lignocelulose de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a quantidade constituinte do composto de nitrogênio, calculada como nitrogênio e com base no peso do material de lignocelulose, varia de 2,3 a 12 % em peso, com base no peso total do material de lignocelulose.
6. Material de lignocelulose de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o conteúdo de cloreto, com base no peso do material de lignocelulose usado, é de no máximo 0,1 % em peso.
7. Processo para a preparação de um material de lignocelulose como definido em qualquer das reivindicações 1 a 6, o processo caracterizado pelo fato de que compreende: a) impregnar o material de lignocelulose com uma composição aquosa compreendendo i) pelo menos um composto de nitrogênio reticulável e ii) pelo menos uma substância que catalise a reticulação. b) tratar o material de lignocelulose impregnado em temperatura elevada de modo a remover a água, e reticular o composto de nitrogênio reticulável, em que o estágio b) do processo compreende pelo menos um tratamento do material de lignocelulose impregnado com vapor superaquecido e pelo menos um tratamento subseqüente em uma temperatura de mais do que 110 0C e uma umidade relativa do meio gasoso que circunda o material de lignocelulose de no máximo 20 %.
8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a concentração do composto de nitrogênio reticulável na composição aquosa varia de 10 a 60 % em peso, com base no peso total da composição.
9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 e 8, caracterizado pelo fato de que o composto de nitrogênio é escolhido de: a) compostos V de baixo peso molecular, que apresentam pelo menos um grupo ligado em N da fórmula CH2OR, em que R é hidrogênio ou alquila C1-C4, e/ou um grupo l,2-bis-hidroxietano-l,2-diil ligando em ponte dois átomos de nitrogênio, 6) pré-condensados do composto V, e γ) produtos de reação ou misturas do composto V com pelo menos um álcool escolhido dos alcanóis C1-Q, polióis C2-C6 e oligoalquileno suas misturas de uns com os outros, suas misturas com pelo menos um composto V' apresentando pelo menos um grupo NH livre e suas misturas com pelo menos um composto V" apresentando pelo menos um grupo OH que não esteja presente na forma de um grupo CH2OH.
10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o composto de nitrogênio é escolhido dentre: l,3-bis(hidroximetil)-4?5-diidroxiimidazolidin-2-ona (DMDHEU), l,3-bis(hidroximetil)-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona modificado com um alcanol CrC6, um poliol C2-C6 ou um oligoalquileno glicol, - l?3-bis(hidroximetil)uréia, - l,3-bis(metoximetil)uréia, - l-hidroximetil-3-metiluréia, - l-hidroximetil-3-metil-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona; - 1 -hidroximetil-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona, - 1,3-bis(hidroximetil)imidazolidin-2-ona, - l;3-bis(hidroximetil)-l,3-hexaidropirimidin-2-ona? - 1,3-bis(metoximetil)-4s5-diidroxiimidazolidin-2-ona, - tetra(hidroximetil)acetilenodiuréia, - resinas de melamina-formaldeído de baixo peso molecular, e - resinas de melamina-formaldeído de baixo peso molecular modificadas com um alcanol CrC6, um poliol C2-C6 ou um oligoalquileno glicol, - misturas dos compostos acima mencionados entre si, - misturas dos compostos acima mencionados com pelo menos um composto V' apresentando pelo menos um grupo NH livre, e - misturas dos compostos acima mencionados com pelo menos um composto V" apresentando pelo menos um grupo OH que não esteja presente na forma de um grupo CH2OH.
11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 e 8, caracterizado pelo fato de que o composto de nitrogênio é escolhido dentre: a) compostos V de baixo peso molecular que apresentam pelo menos dois grupos ligados em N da fórmula CH2OR, em que R é hidrogênio ou alquila CrC4, e/ou um grupo l,2-bis-hidroxietano-l,2-diil ligando em ponte dois átomos de nitrogênio, β) pré-condensados do composto V, e suas misturas e misturas com pelo menos um composto V' apresentando pelo menos um grupo NH livre.
12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o composto de nitrogênio é escolhido dentre: - 1,3-bis(hidroximetil)-4,5-diidroxiimidazolidin-2-ona3 - l,3-bis(hidroximetil)uréia, - 1,3-bis(hidroximetil)imidazolidin-2-ona, - tetra(hidroximetil)acetilenodiuréia, e misturas destes e suas misturas com um composto V' que apresente pelo menos um grupo NH.
13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o composto de nitrogênio é l,3-bis-(hidroximetil)-4,5- diidroxiimidazolidin-2-ona ou uma mistura deste com um composto V'.
14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 e 8, caracterizado pelo fato de que o composto de nitrogênio é escolhido de uma mistura compreendendo: a) pelo menos um composto de uréia carregando pelo menos um grupo da fórmula CH2OR sobre um ou ambos os átomos de nitrogênio da unidade uréia, em que R é hidrogênio ou alquila C1-C4, e b) pelo menos um composto de melamina carregando pelo menos um grupo da fórmula CH2OR em média em pelo menos dois dos grupos amino da melamina, em que R é hidrogênio ou alquila CrC4.
15. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 7 e 8, caracterizado pelo fato de que o composto de nitrogênio é escolhido de uma mistura compreendendo: a) pelo menos um composto de uréia carregando um grupo da fórmula CH2OR sobre um dos dois átomos de nitrogênio da unidade uréia, em que R é hidrogênio ou alquila CrC4, e b) pelo menos um composto de uréia carregando um grupo da fórmula CH2OR sobre ambos os átomos de nitrogênio da unidade uréia, em que R é hidrogênio ou alquila C1-C4.
16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 e 8, caracterizado pelo fato de que o composto de nitrogênio é escolhido de uma mistura compreendendo: a) pelo menos um composto de nitrogênio reticulável escolhido dos compostos de melamina carregando pelo menos um grupo da fórmula CH2OR em média em pelo menos dois dos grupos amino da melamina e compostos de uréia carregando um grupo da fórmula CH2OR em um ou ambos os átomos de nitrogênio da unidade uréia, em que R é hidrogênio ou alquila CrC4, e b) pelo menos um composto V' escolhido de uréia, N- metiluréia, etileno uréia (imidazolin-2-ona), propileno uréia, 4,5-bis- hidroxiimidazolin-2-ona e N-metil-4,5-bis-hidroxiimidazolin-2-ona.
17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 e 8, caracterizado pelo fato de que o composto de nitrogênio é escolhido de uma mistura compreendendo: a) pelo menos um composto de nitrogênio reticulável escolhido de compostos de melamina carregando pelo menos um grupo da fórmula CH2OR em média em pelo menos dois dos grupos amino da melamina, e compostos de uréia carregando um grupo da fórmula CH2OH em um ou ambos os átomos de nitrogênio da unidade uréia, em que R é hidrogênio ou alquila C1-C4, e b) pelo menos um composto V" escolhido de 4,5-bis- hidroxiimidazolin-2-ona, N-metil-4,5-bis-hidroxiimidazolin-2-ona e 1,3- dimetil-4,5-bis-hidroxiimidazolin-2-ona.
18. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 17, caracterizado pelo fato de que o catalisador é escolhido de sais de metal do grupo dos haletos de metal, sulfatos de metal, nitratos de metal, fosfatos de metal e tetrafluoroboratos de metal; trifluoreto de boro; sais de amônio do grupo dos haletos de amônio, sulfato de amônio, oxalato de amônio e fosfato de di-amônio; ácidos carboxílicos orgânicos, ácidos sulfônicos orgânicos, ácido bórico, ácido fosfórico, ácido sulfurico e ácido clorídrico.
19. Processo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o catalisador não compreende quaisquer cloretos.
20. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 19, caracterizado pelo fato de que o material de lignocelulose é madeira.
21. Processo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o material de lignocelulose é um artigo de madeira sólido.
22. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 20, caracterizado pelo fato de que o material de lignocelulose é um folheado de madeira ou um material finamente dividido.
23. Material de lignocelulose, caracterizado pelo fato de que pode ser obtido por um processo como definido em qualquer uma das reivindicações 7 a 22, compreende um composto de nitrogênio reticulável, tecnicamente um condensado de formaldeído, na forma reticulada em uma quantidade (N) do constituinte de pelo menos 1 % em peso, calculado como nitrogênio e com base no peso total do material de lignocelulose, em que a relação (FAyTSi) da emissão de formaldeído (FA), determinada por meio do método da garrafa de acordo com a EN 717, parte 3, para a quantidade constituinte do composto de nitrogênio (N), apresenta um valor de no máximo3,5 χ IO"3 e que apresenta um grau de fixação do composto de nitrogênio de mais do que 73 %.
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