BRPI0703783B1 - wood quality improvement process - Google Patents

wood quality improvement process Download PDF

Info

Publication number
BRPI0703783B1
BRPI0703783B1 BRPI0703783A BRPI0703783A BRPI0703783B1 BR PI0703783 B1 BRPI0703783 B1 BR PI0703783B1 BR PI0703783 A BRPI0703783 A BR PI0703783A BR PI0703783 A BRPI0703783 A BR PI0703783A BR PI0703783 B1 BRPI0703783 B1 BR PI0703783B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
wood
polymerization
lyophilization
additives
drying
Prior art date
Application number
BRPI0703783A
Other languages
Portuguese (pt)
Inventor
Bloise Nicola
Original Assignee
Luis Ernesto Roca Bruno
Bloise Nicola
Rosa Maria Mazzucato
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40775209&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=BRPI0703783(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Luis Ernesto Roca Bruno, Bloise Nicola, Rosa Maria Mazzucato filed Critical Luis Ernesto Roca Bruno
Priority to BRPI0703783A priority Critical patent/BRPI0703783B1/en
Publication of BRPI0703783A2 publication Critical patent/BRPI0703783A2/en
Publication of BRPI0703783B1 publication Critical patent/BRPI0703783B1/en

Links

Abstract

processo de melhoria da qualidade de madeiras. a presente invenção se refere a um processo para conferir às madeiras ditas moles as qualidades de madeiras nobres mediante um processo de inserção de material polimérico ou onomérico nos interstícios e vacâncias apresentadas em seu interior pelas madeiras não-nobres. em seu conjunto, o processo da presente invenção compreende as fases de pré-extração da água por vácuo, liofilização para secagem e fixação da estrutura, ainda no mesmo ambiente de liofilização, adição de monômero ou ionômeros, de catalisador e de eventuais aditivos e aplicação de pressão controlada e agitação ultra-sônica para facilitar a penetração das substâncias nos microporos gerados pela saida da água no processo de liofilização, processo esse que conserva as características micro-estruturais da madeira e a subsequente polimerização através de irradiação de raios y (gama). após isso, a madeira deve descansar por um período mínimo de 72 horas conforme normas da astm.wood quality improvement process. The present invention relates to a process for imparting to softwoods the qualities of noble woods by a process of inserting polymeric or onomeric material into the interstices and vacancies presented therein by the noble woods. Taken together, the process of the present invention comprises the phases of pre-extraction of water by vacuum, lyophilization for drying and fixation of the structure, still in the same environment of lyophilization, addition of monomer or ionomers, catalyst and eventual additives and application. controlled pressure and ultrasonic agitation to facilitate the penetration of the substances into the micropores generated by the water outlet in the lyophilization process, which preserves the microstructural characteristics of the wood and the subsequent polymerization by y-ray irradiation (gamma) . After that, the wood must rest for a minimum of 72 hours as per astm standards.

Description

(54) Título: PROCESSO DE MELHORIA DA QUALIDADE DE MADEIRAS (73) Titular: LUIS ERNESTO ROCA BRUNO, Engenheiro, arquiteto e afins. CGC/CPF: 05006956879. Endereço: RUA ANTONIO FREDERICO OZANAN, 370, São Carlos, SP, BRASIL(BR), 13575-290, Boliviana; ROSA MARIA MAZZUCATO, Assistente social e economista doméstico. CGC/CPF: 76014100806. Endereço: TRAVESSA ANA AUGUSTA, 96, Barretos, SP, BRASIL(BR), 14781-559, Brasileira (72) Inventor: NICOLA BLOISE.(54) Title: PROCESS TO IMPROVE WOOD QUALITY (73) Holder: LUIS ERNESTO ROCA BRUNO, Engineer, architect and the like. CGC / CPF: 05006956879. Address: RUA ANTONIO FREDERICO OZANAN, 370, São Carlos, SP, BRAZIL (BR), 13575-290, Boliviana; ROSA MARIA MAZZUCATO, Social worker and domestic economist. CGC / CPF: 76014100806. Address: TRAVESSA ANA AUGUSTA, 96, Barretos, SP, BRAZIL (BR), 14781-559, Brazilian (72) Inventor: NICOLA BLOISE.

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 27/11/2018, observadas as condições legaisValidity Term: 10 (ten) years from 11/27/2018, subject to legal conditions

Expedida em: 27/11/2018Issued on: 11/27/2018

Assinado digitalmente por:Digitally signed by:

Alexandre Gomes CiancioAlexandre Gomes Ciancio

Diretor Substituto de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos IntegradosSubstitute Director of Patents, Computer Programs and Topographies of Integrated Circuits

1/8 ύ1/8 ύ

PROCESSO DE MELHORIA DA QUALIDADE DE MADEIRASWOOD QUALITY IMPROVEMENT PROCESS

Campo da InvençãoField of the Invention

A presente invenção se refere a um processo para conferir às madeiras ditas moles as qualidades de madeiras nobres, mediante um processo de inserção de material polimérico ou ionomérico nos interstícios e vacâncias apresentadas no interior das madeiras não-nobres.The present invention relates to a process to give the so-called soft woods the qualities of noble woods, by means of a process of inserting polymeric or ionomeric material into the interstices and vacancies presented inside the non-noble woods.

Fundamentos da InvençãoFundamentals of the Invention

A madeira tem uso em larga escala na engenharia devido a suasWood is widely used in engineering due to its

Figure BRPI0703783B1_D0001

características de relação resistência-peso. Socialmente a característica de renovabilidade, facilidade de processamento, possibilidades de obtenção de peças de grandes dimensões desdobráveis em peças de dimensões compatíveis para diferentes aplicações, facilidades de ligações e emendas, condições naturais satisfatórias de isolamento térmico e absorção acústica e custo competitivo em relação a outros materiais, como metais e cimentos, se apresenta como muito conveniente.resistance-to-weight characteristics. Socially, the feature of renewability, ease of processing, possibilities of obtaining pieces of large dimensions that can be folded into pieces of compatible dimensions for different applications, easy connections and splices, satisfactory natural conditions of thermal insulation and sound absorption and competitive cost in relation to others materials, such as metals and cements, are very convenient.

É de fundamental importância, para a utilização adequada da madeira, o conhecimento da suas propriedades e estrutura. Por se tratar de um organismo heterogêneo, constituído por células dispostas e organizadas em diferentes direções, seu aspecto varia de acordo com a face observada. Além da aparência,It is of fundamental importance, for the proper use of wood, the knowledge of its properties and structure. As it is a heterogeneous organism, made up of cells arranged and organized in different directions, its aspect varies according to the observed face. In addition to appearance,

Figure BRPI0703783B1_D0002

também o comportamento físico-mecânico da madeira difere em cada uma das direções principais, fenômeno conhecido como anisotropia.the physical-mechanical behavior of wood also differs in each of the main directions, a phenomenon known as anisotropy.

A madeira é composta por milhões de unidades individuais, ditas células. Elas são conectadas umas as outras através de uma substância cimentante, a lamela média. Duas camadas compõem a parede de uma célula: a parede primária, uma fina camada externa, e a parede secundária (uma camada interna mais espessa composta por outras três camadas). Os principais constituintes da parede celular são a celulose, as polioses ou hemicelulose e a lignina. A celulose é um polissacarídeo linear de alto peso molecular, constituído por um único tipo de unidade de açúcar. É o principal componente das paredes das células dos vegetais.Wood is made up of millions of individual units, called cells. They are connected to each other through a cementing substance, the middle lamella. Two layers make up the wall of a cell: the primary wall, a thin outer layer, and the secondary wall (a thicker inner layer made up of three other layers). The main constituents of the cell wall are cellulose, poliosis or hemicellulose and lignin. Cellulose is a linear polysaccharide of high molecular weight, consisting of a single type of sugar unit. It is the main component of plant cell walls.

O termo polioses refere-se a uma mistura de polímeros polissacarídeos de baixo peso molecular, os quais estão intimamente associados com a celuloseThe term polioses refers to a mixture of low molecular weight polysaccharide polymers, which are closely associated with cellulose

2/8 nas paredes celulares (principalmente na parede primária) e na lamela média (traços).2/8 in the cell walls (mainly in the primary wall) and in the middle lamella (traces).

Outro constituinte fundamental da madeira é a lignina. Ela é localizada principalmente na lamela média durante a lignificação do tecido vegetal. Quando 5 o processo de lignificação é completado, geralmente coincide com a morte da célula, vindo esta a participar da formação do cerne que constitui a parte estrutural de um tronco, isto é a parte que apresenta propriedades mecânicas mais vantajosas. A lignina, como a celulose, também é um polímero, mas difere desta por ser predominantemente um composto aromático e altamente irregular 10 em sua constituição e estrutura molecular.Another fundamental constituent of wood is lignin. It is located mainly on the middle lamella during the lignification of plant tissue. When the lignification process is completed, it usually coincides with the death of the cell, which will participate in the formation of the heartwood that constitutes the structural part of a trunk, that is, the part with the most advantageous mechanical properties. Lignin, like cellulose, is also a polymer, but it differs from this in that it is predominantly an aromatic compound and highly irregular 10 in its constitution and molecular structure.

Além dos componentes estruturais como celulose, polioses e lignina, a madeira também apresenta inclusões de materiais orgânicos e inorgânicos, com baixos e altos pesos moleculares. Estes podem ser extraídos por intermédio da água, de solventes orgânicos ou por volatilização. São os extrativos, os quais 15 abrangem taninos, óleos, gomas, resinas, corantes, sais de ácidos orgânicos, compostos aromáticos, depositados preponderantemente no cerne, que lhe conferem uma coloração mais acentuada.In addition to structural components such as cellulose, polioses and lignin, wood also has inclusions of organic and inorganic materials, with low and high molecular weights. These can be extracted through water, organic solvents or by volatilization. It is the extracts, which 15 include tannins, oils, gums, resins, dyes, salts of organic acids, aromatic compounds, deposited predominantly in the heartwood, which give it a more accentuated coloring.

Uma árvore viva absorve água e sais minerais do solo, os quais circulam por toda a planta até atingirem as folhas, constituindo a seiva bruta. OA living tree absorbs water and mineral salts from the soil, which circulate throughout the plant until they reach the leaves, constituting the raw sap. O

Figure BRPI0703783B1_D0003

processo inverso, isto é, das folhas até as raízes, é feito pela seiva elaborada, que é constituída basicamente de água e produtos elaborados na fotossíntese.The reverse process, that is, from the leaves to the roots, is done by the elaborated sap, which consists basically of water and products elaborated in photosynthesis.

Desta forma, a madeira das árvores vivas ou recentemente derrubadas apresenta alto teor de umidade. Nessas condições, os vasos e os canais da madeira, assim como o lúmen das suas células, apresentam-se saturados de 25 água. Da mesma maneira, os interstícios localizados no interior das paredes celulares, também podem encontrar-se saturados. No interior da madeira podem se encontrar: (A) água de capilaridade (água livre), localizada no interior dos vasos, meatos, canais e lúmen das células; (B) água de adesão ou higroscópica (água presa), localizada nas paredes celulares.In this way, the wood of live or recently felled trees has a high moisture content. Under these conditions, the vessels and channels of the wood, as well as the lumen of its cells, are saturated with water. In the same way, the interstices located inside the cell walls can also be saturated. Inside the wood you can find: (A) capillary water (free water), located inside the vessels, meatus, channels and lumen of the cells; (B) adhesion or hygroscopic water (trapped water), located on cell walls.

Quando toda água livre ou de capilaridade for retirada da madeira, remanescendo apenas a água de adesão, diz-se que a madeira atingiu o ponto de saturação das fibras (PSF). Normalmente o PSF situa-se numa faixa entre 22 eWhen all free water or capillarity is removed from the wood, with only the adhesion water remaining, it is said that the wood has reached the fiber saturation point (PSF). Normally the PSF is between 22 and

3/83/8

-X-X

30% de umidade, variando de espécie para espécie. A partir do PSF ocorrem importantes alterações na estrutura da madeira, tais como: contrações que podem causar defeitos como empenamentos, rachaduras e alterações na sua resistência mecânica. Além do mais a susceptibilidade a ataques de fungos e insetos, 5 restringem de certa forma uma utilização mais intensa dessa matéria prima.30% humidity, varying from species to species. From the PSF there are important changes in the structure of the wood, such as: contractions that can cause defects such as warping, cracks and changes in their mechanical strength. In addition, susceptibility to fungi and insects attacks, 5 somehow restrict a more intense use of this raw material.

Nos dias de hoje, o Brasil dispõe de vastas reservas de espécies tropicais. Entretanto a exploração seletiva e predatória das florestas nativas tem provocado a redução da oferta de espécies de uso consagrado, cuja demanda permanece crescente. Com isso, diversas destas espécies, como a Aroeira, 10 Cerejeira, Freijó, entre outras, conhecidas como madeiras duras por sua alta resistência mecânica, se encontram praticamente esgotadas em suas reservas. Os preços, consequentemente, atingem patamares proibitivos, culminando por inviabilizar a utilização comercial de referidas matérias primas.Nowadays, Brazil has vast reserves of tropical species. However, the selective and predatory exploitation of native forests has caused a reduction in the supply of species for established use, whose demand remains growing. As a result, several of these species, such as Aroeira, 10 Cerejeira, Freijó, among others, known as hardwoods due to their high mechanical resistance, are practically depleted in their reserves. Consequently, prices reach prohibitive levels, culminating in making the commercial use of these raw materials unfeasible.

A alternativa na busca de solução para esta questão tem passado pelo 15 emprego de espécies de reflorestamento, em particular dos gêneros Eucalyptus e Pinus chamadas de madeiras moles por apresentarem características de baixa resistência mecânica.The alternative in the search for a solution to this issue has been the use of reforestation species, in particular of the Eucalyptus and Pinus genera, called softwoods, as they have low mechanical resistance characteristics.

Dados da SBS (Sociedade Brasileira de Silvicultura) mostram um crescimento do consumo de matéria-prima proveniente das florestas plantadasData from SBS (Brazilian Forestry Society) show an increase in consumption of raw material from planted forests

Figure BRPI0703783B1_D0004

para a obtenção de produtos de madeira sólida, em relação a uma tendência de diminuição do consumo de madeiras oriundas de florestas nativas no Brasil, a partir do ano de 1997.for obtaining solid wood products, in relation to a tendency to decrease the consumption of wood from native forests in Brazil, starting in 1997.

Técnica RelacionadaRelated Technique

Devido aos problemas acima apontados, conferir características de 25 madeiras nobres às madeiras moles se toma altamente desejável. Isto pode ser conseguido com técnicas que impregnem as madeiras com oligômeros, monômeros, ionômeros, polímeros em solução ou outro material que possa estabelecer uma rede interna mais resistente, entrelaçada com a estrutura da madeira. Essa tecnologia visa o preenchimento dos poros obtidos na madeira 30 pela secagem, a qual é realizada usualmente em estufas, com um monômero ou outras das substâncias acima citadas, e, conseqüentemente, após o processo, essas substâncias são transformadas tridimensionalmente em polímero.Due to the problems mentioned above, giving characteristics of 25 hardwoods to softwoods becomes highly desirable. This can be achieved with techniques that impregnate wood with oligomers, monomers, ionomers, polymers in solution or other material that can establish a more resistant internal network, intertwined with the wood structure. This technology aims to fill the pores obtained in the wood 30 by drying, which is usually carried out in greenhouses, with a monomer or other of the substances mentioned above, and, consequently, after the process, these substances are transformed into polymer three-dimensionally.

4/84/8

Processos de inserção de material polimérico, conhecidos como impregnação, nos interstícios e vacâncias apresentadas em seu interior pelas madeiras não-nobres já são conhecidos do estado da técnica. Basicamente, a técnica consiste em impregnar a madeira com um monômero e um catalisador e submetê-la a um aquecimento para provocar a reação. A madeira impregnada com o polímero apresenta propriedades similares ou, em alguns aspectos, superiores às das madeiras nobres.Processes for the insertion of polymeric material, known as impregnation, in the interstices and vacancies presented inside by non-noble woods are already known from the state of the art. Basically, the technique consists of impregnating the wood with a monomer and a catalyst and subjecting it to heating to provoke the reaction. The wood impregnated with the polymer has similar properties or, in some aspects, superior to those of noble woods.

No documento de patente US 2007/0029279 é apresentado um desses processos em que a formulação de tratamento é uma mistura de uma primeira 10 solução contendo estireno e uma segunda solução contendo álcool furfurílico. No documento de patente W00230638 é usada solução de polímero furano obtido a partir de uma solução polimerizável de monômero alcoólico de furfural contendo ao menos álcool furfurílico e outro composto selecionado entre anidrido maleico, anidrido ftálico, ácido maleico, ácido málico, ácido ftálico, ou combinações deles.US patent document 2007/0029279 discloses one such process in which the treatment formulation is a mixture of a first solution containing styrene and a second solution containing furfuryl alcohol. Patent document W00230638 uses a solution of furan polymer obtained from a polymerizable solution of furfural alcohol monomer containing at least furfuryl alcohol and another compound selected from maleic anhydride, phthalic anhydride, maleic acid, malic acid, phthalic acid, or combinations their.

No documento de patente WO0153050 os monômeros: estireno, metil estireno (particularmente parametil estireno e terbutil estireno) são usados, isoladamente ou em combinação, sendo destacada a vantagem do ortometil estireno e terbutil estireno pela sua baixa pressão de vapor e, conseqüentemente, baixas emissões.In patent document WO0153050 the monomers: styrene, methyl styrene (particularly paramethyl styrene and terbutyl styrene) are used, alone or in combination, with the advantage of orthomethyl styrene and terbutyl styrene being highlighted by their low vapor pressure and, consequently, low emissions .

Também no Brasil vários estudos utilizando madeiras tradicionais noAlso in Brazil, several studies using traditional wood in the

Figure BRPI0703783B1_D0005

pais foram publicados como, por exemplo, a dissertação de mestrado de MANRICH, S. - Ό emprego de madeiras brasileiras na obtenção de compósitos polímero-madeira”, Universidade Federal de São Carlos, 1984, e a tese de doutorado de STOLF ORTIGOSA, D. - “Influência da impregnação com estireno e com metacrílato de metila em propriedades físicas e mecânicas da madeira de 25 Eucalyptus Grandis e de Pinus Caribaea var. ondurensis”, Universidade de Sãoparents were published as, for example, the master's thesis by MANRICH, S. - Ό use of Brazilian wood in obtaining polymer-wood composites ”, Federal University of São Carlos, 1984, and the doctoral thesis by STOLF ORTIGOSA, D - “Influence of impregnation with styrene and methyl methacrylate on physical and mechanical properties of wood from 25 Eucalyptus Grandis and Pinus Caribaea var. ondurensis ”, University of São

Paulo, 2005. Nesses estudos, tem sido tradicional a impregnação das madeiras realizada através de imersão, vácuo-imersão e vácuo-pressão. Utiliza-se, como material de impregnação, monômero de estireno e peróxido de benzoila, entre outros, como catalisador. Alcança-se a polimerização desta substância no interior da madeira, de forma mais simples e econômica com iniciadores químicos, compostos que com a elevação da temperatura se decompõem em radicais livres.Paulo, 2005. In these studies, wood impregnation has been traditionally carried out through immersion, vacuum-immersion and vacuum-pressure. As the impregnating material, styrene monomer and benzoyl peroxide, among others, are used as a catalyst. The polymerization of this substance inside the wood is achieved, in a simpler and more economical way with chemical initiators, compounds that with the rise of the temperature decompose in free radicals.

A escolha desses iniciadores químicos define a temperatura do processo.The choice of these chemical initiators defines the process temperature.

5/85/8

A extração da água do interior da madeira, pela secagem por elevação de temperatura, provoca um rearranjo de sua estrutura e desalojamento de compostos químicos de baixo peso molecular, existentes na malha estrutural da mesma, provocando nela a aglutinação dos microporos intersticiais em poros de volume avantajado. Poros estes que serão preenchidos pelos monômeros durante o processo de polimerização utilizado neste caso. Isto é, com uma elevação de temperatura subseqüente que degrada ainda mais a estrutura da lignina, fatos que contribuem assim para a degradação da integridade estrutural da mesma.The extraction of water from the interior of the wood, by drying by raising the temperature, causes a rearrangement of its structure and displacement of chemical compounds of low molecular weight, existing in its structural mesh, causing it to agglutinate the interstitial micropores in pores of volume. topping. These pores will be filled by the monomers during the polymerization process used in this case. That is, with a subsequent rise in temperature that further degrades the structure of lignin, facts that thus contribute to the degradation of its structural integrity.

Como se torna evidente a partir da leitura dos documentos acima φ 10 citados, em todos os casos a madeira passa por um processo de aquecimento, o que constitui uma grande desvantagem, pois se mostra deletério para a qualidade final do produto comprometendo as características mecânicas mais nobres buscadas neste tratamento.As is evident from the reading of the documents mentioned above φ 10, in all cases the wood undergoes a heating process, which is a great disadvantage, as it is harmful to the final quality of the product, compromising the mechanical characteristics more noble sought in this treatment.

Um objetivo da presente invenção é prover um processo de 15 impregnação e melhoria da qualidade de madeiras, que não apresente os inconvenientes citados anteriormente.An objective of the present invention is to provide a process for impregnating and improving the quality of wood, which does not present the drawbacks mentioned above.

Um segundo objetivo foi permitir impregnação mais uniforme da madeira, de maneira a se obter um produto com características mecânicas superiores aos sistemas conhecidos da técnica.A second objective was to allow more uniform wood impregnation, in order to obtain a product with mechanical characteristics superior to the systems known in the art.

Figure BRPI0703783B1_D0006

Sumário da InvençãoSummary of the Invention

Em seu conjunto, o processo da presente invenção compreende as fases de pré-extração da água por vácuo, liofilização para secagem e fixação da estrutura, ainda no mesmo ambiente de liofilização, adição de monômero ou ionômeros, de catalisador e de eventuais aditivos e aplicação de pressão 25 controlada e agitação ultra-sônica para facilitar a penetração das substâncias nos microporos gerados pela saída da água no processo de liofilização, processo esse que conserva as características micro-estruturais da madeira e a subseqüente polimerização através de irradiação de raios γ (gama) ou Raios X.Taken as a whole, the process of the present invention comprises the phases of pre-extraction of water by vacuum, freeze-drying for drying and fixing the structure, still in the same freeze-drying environment, addition of monomer or ionomers, catalyst and any additives and application of controlled pressure 25 and ultrasonic agitation to facilitate the penetration of substances in the micropores generated by the water leaving the lyophilization process, a process that preserves the micro-structural characteristics of the wood and the subsequent polymerization through γ-ray irradiation (gamma ) or X-rays.

Após isso, a madeira deve descansar por um período mínimo de 72 horas 30 conforme normas da ASTM.After that, the wood must rest for a minimum of 72 hours 30 according to ASTM standards.

O escopo básico da presente invenção consiste em uma cuidadosa seqüência de operações como enumeradas a seguir: secagem a vácuo, secagemThe basic scope of the present invention consists of a careful sequence of operations as listed below: vacuum drying, drying

6/8 intersticial por liofilização com preservação das microestruturas da madeira, infiltração por imersão de monômeros ou ionômeros por combinação da pressão controlada e da vibração mecânica via ultra-som, e polimerização através da irradiação por raios γ (gama) ou Raios X.6/8 interstitial by lyophilization with preservation of the wood microstructures, infiltration by immersion of monomers or ionomers by combination of controlled pressure and mechanical vibration via ultrasound, and polymerization through γ (gamma) or X-ray irradiation.

Descrição detalhada da Invenção • 10Detailed description of the invention • 10

A seguir será apresentada uma descrição detalhada da invenção, com sua realização preferida e com alguns exemplos de aplicação.Next, a detailed description of the invention will be presented, with its preferred realization and with some application examples.

O processo objeto da presente invenção compreende as seguintes fases:The process object of the present invention comprises the following phases:

Pré-secagem à vácuo - O processo de pré-secagem se constitui em submeter a madeira a vácuo continuo, em temperatura ambiente, ou próxima dela, para não comprometer a estabilidade de sua estrutura, visto que a secagem da madeira obtida por aquecimento, quando da extração da água, deforma a microestrutura da madeira obrigando os compostos presentes na lignina e de baixo peso molecular a migrar para as vacância ocasionadas pela extração. O processo de pré-secagem por vácuo permite a conservação das características estruturais da madeira.Vacuum pre-drying - The pre-drying process consists of submitting the wood to a continuous vacuum, at or near room temperature, so as not to compromise the stability of its structure, since the drying of the wood obtained by heating, when from water extraction, it deforms the microstructure of the wood, forcing the compounds present in the lignin and of low molecular weight to migrate to vacancies caused by the extraction. The vacuum pre-drying process allows the conservation of the structural characteristics of the wood.

Liofilização - Consiste em submeter a madeira previamente seca como no item anterior, a um processo de liofilização com temperatura entre 0°C e 50°C negativos para fixação do sistema estrutural da madeira e completa desidratação da mesma sem prejuízo de sua estrutura nem deslocamentos de seus componentes voláteis e não voláteis. Uma vez fixada a estrutura da madeira no ambiente de liofilização, apenas a molécula da água é extraída do interior da madeira, preservando os microporos criados, nas posições originais a que a extração da molécula da água deu lugar.Lyophilization - Consists of submitting the previously dried wood as in the previous item, to a lyophilization process with a temperature between 0 ° C and negative 50 ° C to fix the structural system of the wood and complete dehydration of the same without affecting its structure or displacements of its volatile and non-volatile components. Once the structure of the wood is fixed in the freeze-drying environment, only the water molecule is extracted from the interior of the wood, preserving the micropores created, in the original positions that the extraction of the water molecule gave rise to.

Impregnação - Consiste em adicionar, após o procedimento, no mesmo ambiente da liofilização, em ausência de oxigênio, o monômero de estireno com peróxido de benzoila como catalisador da polimerização em condições adequadas de temperatura, ou ionômeros acompanhados de seus aditivos nas condições adequadas. Esta etapa permite o contato da madeira com os compostos que farão parte de sua estrutura.Impregnation - It consists of adding, after the procedure, in the same environment as the lyophilization, in the absence of oxygen, the styrene monomer with benzoyl peroxide as a catalyst for the polymerization under suitable temperature conditions, or ionomers accompanied by their additives under the appropriate conditions. This step allows the contact of the wood with the compounds that will be part of its structure.

Tratamento com ultra-som - Consiste em submeter a madeira mergulhadaUltrasonic treatment - consists of submitting the dipped wood

1)1)

2)2)

3)3)

4)4)

7/8 na substância monomérica ou ionomérica, com seus aditivos, no mesmo ambiente, a uma pressão adequada e a uma agitação ultra-sônica para facilitar a penetração das substâncias monoméricas ou ionoméricas com seus aditivos próprios, nas vacâncias e interstícios presentes no interior da madeira, 5 acentuados pelo processo de secagem e liofilização.7/8 in the monomeric or ionomeric substance, with its additives, in the same environment, at an appropriate pressure and with an ultrasonic stirring to facilitate the penetration of monomeric or ionomeric substances with their own additives, in vacancies and interstices present inside the wood, 5 accentuated by the drying and freeze drying process.

5) Polimerização por irradiação - Consiste em submeter a madeira assim impregnada com o monômero de estireno e peróxido de benzoila ou ionômeros com seu aditivos, a processo de polimerização através de irradiação de raios γ (gama) ou Raios X . O tempo de exposição à radiação 10 gama oriunda do Co60 ou Raios X, depende do volume da madeira a ser irradiada e o processo se dá a temperatura ambiente, ou próxima dela, e em condições de perfeita blindagem a escape de radiação. As amostras de madeira estarão acondicionadas em embalagens de polietileno seladas em atmosfera inerte para que a madeira esteja preservada de contaminações 15 durante o processo de irradiação.5) Polymerization by irradiation - It consists of submitting the wood so impregnated with the styrene monomer and benzoyl peroxide or ionomers with their additives, to the polymerization process through γ (gamma) or X-ray irradiation. The time of exposure to gamma radiation 10 from Co 60 or X-rays depends on the volume of the wood to be irradiated and the process takes place at or near room temperature, and in conditions of perfect shielding from radiation escape. The wood samples will be packed in sealed polyethylene packages in an inert atmosphere so that the wood is preserved from contamination 15 during the irradiation process.

6) Estabilização - Tem por objetivo deixar descansar a madeira tratada por no6) Stabilization - Its purpose is to let the treated wood rest for at least

Figure BRPI0703783B1_D0007

mínimo 72 horas para testes de qualidade e caracterização. A etapa de descanso se faz necessária para a completa estabilização da madeira e exaurimento do processo de polimerização. Após esse descanso as peças, preparadas conforme normas ASTM apropriadas, para efetuar testes serão a eles submetidas.minimum 72 hours for quality testing and characterization. The rest stage is necessary for the complete stabilization of the wood and the exhaustion of the polymerization process. After this rest, the parts, prepared according to the appropriate ASTM standards, to perform tests will be submitted to them.

A geometria das peças a serem tratadas depende do uso ao qual elas estão destinadas, pois uma vez impregnadas e após o processo de polimerização, qualquer processo de conformação modificaria e danificaria a estrutura.The geometry of the parts to be treated depends on the use for which they are intended, because once impregnated and after the polymerization process, any forming process would modify and damage the structure.

Uma grande vantagem da presente invenção compreende a preservação das características micro-estruturais da madeira, evitando os inconvenientes da técnica anterior, provocada pelo aquecimento utilizado nas etapas de secagem e de polimerização. De acordo com a presente invenção tais inconvenientes são superados, uma vez que a perfeita impregnação dos monômeros é garantida pela combinação da pressão controlada e da vibração mecânica via ultra-som, culminando com a eliminação da etapa deA great advantage of the present invention comprises the preservation of the micro-structural characteristics of the wood, avoiding the drawbacks of the prior art, caused by the heating used in the drying and polymerization steps. According to the present invention, these drawbacks are overcome, since the perfect impregnation of the monomers is guaranteed by the combination of controlled pressure and mechanical vibration via ultrasound, culminating in the elimination of the

8/8 polimerização por aquecimento, substituída por uma polimerização através da irradiação por raios γ (gama) ou Raios X.8/8 heating polymerization, replaced by polymerization through γ (gamma) or X-ray irradiation.

Embora o “processo de impregnação para melhoria da qualidade de madeiras”, que acaba de ser descrito com relação aos exemplos apresentados, 5 seja apresentada como a forma de realização preferida da invenção, compreender-se-á que diversas modificações poderão ser introduzidas pelos especialistas na matéria sem se sair do âmbito de sua proteção, podendo alguns destes elementos serem substituídos por outros com a mesma função técnica, em especial os materiais utilizados, suas dimensões, formas e proporções.Although the “impregnation process for improving the quality of wood”, which has just been described in relation to the examples presented, 5 is presented as the preferred embodiment of the invention, it will be understood that several modifications may be introduced by specialists in matter without departing from the scope of its protection, and some of these elements can be replaced by others with the same technical function, especially the materials used, their dimensions, shapes and proportions.

Figure BRPI0703783B1_D0008

/1/1

Claims (6)

REIVINDICAÇÕES 1. PROCESSO DE MELHORIA DA QUALIDADE DE MADEIRAS, caracterizado por compreender as seguintes fases:1. PROCESS TO IMPROVE WOOD QUALITY, characterized by comprising the following phases: 1) submeter a madeira a uma pré-secagem em vácuo continuo, para extração da água;1) submit the wood to a continuous vacuum pre-drying, for water extraction; 2) submeter a madeira previamente seca, a um processo de liofilização com temperatura entre 0°C e 50°C negativos, para completa desidratação da mesma e fixação da sua estrutura;2) to subject the previously dried wood to a freeze-drying process with a temperature between 0 ° C and minus 50 ° C, for complete dehydration and fixation of its structure; 3) adicionar, após o procedimento anterior, no mesmo ambiente da liofilização e em ausência de oxigênio, o monômero como catalisador da polimerização ou ionômeros e eventuais aditivos;3) add, after the previous procedure, in the same lyophilization environment and in the absence of oxygen, the monomer as a catalyst for polymerization or ionomers and any additives; 4) submeter a madeira mergulhada nos aditivos de polimeização a uma pressão adequada e uma agitação ultra-sônica, para facilitar a penetração das substâncias nos microporos gerados pela saída da água no processo de liofilização;4) to subject the wood dipped in the polymerization additives to an appropriate pressure and an ultrasonic stirring, to facilitate the penetration of the substances in the micropores generated by the exit of the water in the lyophilization process; 5) submeter a madeira assim impregnada a processo de polimerização através de irradiação de raios γ (gama) ou Raios X; e5) subject the wood so impregnated to a polymerization process through γ (gamma) or X-ray irradiation; and 6) deixar a madeira em repouso por um mínimo de 72 horas para a sua completa estabilização e finalização do processo de polimerização.6) leave the wood to rest for a minimum of 72 hours for its complete stabilization and completion of the polymerization process. 2. PROCESSO DE MELHORIA DA QUALIDADE DE MADEIRAS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por conservar as características microestruturais da madeira.2. WOOD QUALITY IMPROVEMENT PROCESS, according to claim 1, characterized by conserving the microstructural characteristics of the wood. 3. PROCESSO DE MELHORIA DA QUALIDADE DE MADEIRAS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os aditivos de polimerização serem o monômero de estireno com peróxido de benzoila como catalisador ou ionômeros acompanhados de seus aditivos.3. WOOD QUALITY IMPROVEMENT PROCESS, according to claim 1, characterized in that the polymerization additives are the styrene monomer with benzoyl peroxide as a catalyst or ionomers accompanied by their additives. Petição 870180011744, de 09/02/2018, pág. 8/8Petition 870180011744, of 02/09/2018, p. 8/8
BRPI0703783A 2007-10-29 2007-10-29 wood quality improvement process BRPI0703783B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BRPI0703783A BRPI0703783B1 (en) 2007-10-29 2007-10-29 wood quality improvement process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BRPI0703783A BRPI0703783B1 (en) 2007-10-29 2007-10-29 wood quality improvement process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BRPI0703783A2 BRPI0703783A2 (en) 2009-06-23
BRPI0703783B1 true BRPI0703783B1 (en) 2018-11-27

Family

ID=40775209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0703783A BRPI0703783B1 (en) 2007-10-29 2007-10-29 wood quality improvement process

Country Status (1)

Country Link
BR (1) BRPI0703783B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0703783A2 (en) 2009-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sandberg et al. Wood modification technologies: principles, sustainability, and the need for innovation
Awoyemi et al. Anatomical explanations for the changes in properties of western red cedar (Thuja plicata) wood during heat treatment
Li et al. Wood modification with furfuryl alcohol catalysed by a new composite acidic catalyst
CN105965636B (en) A kind of chitin modified timber of utilization biopolymer, the method for bamboo wood
Čermák et al. The effect of wetting cycles on moisture behaviour of thermally modified Scots pine (Pinus sylvestris L.) wood
Liu et al. A comparative study of reinforcement materials for waterlogged wood relics in laboratory
Esteban et al. Comparison of the hygroscopic behaviour of 205-year-old and recently cut juvenile wood from Pinus sylvestris L.
Li et al. Comparison of physical-mechanical and mould-proof properties of furfurylated and DMDHEU-modified wood
García-Iruela et al. Effect of vacuum/pressure cycles on cell wall composition and structure of poplar wood
Şolpan et al. Preservation of beech and spruce wood by allyl alcohol-based copolymers
Wistara et al. The properties of red meranti wood (Shorea leprosula Miq) from stand with thinning and shade free gap treatments
Wu et al. Improvement of bamboo properties via in situ construction of polyhydroxyethyl methylacrylate and polymethyl methylacrylate networks
BRPI0703783B1 (en) wood quality improvement process
Azadeh Dendrocalamus Giganteus Bamboo
Thanh et al. Diffusion of chemicals into archaeological waterlogged hardwoods obtained from the Thang Long Imperial Citadel site, Vietnam
Wahab et al. Monitoring Changes in the Colour, Strength and Chemical Properties of Oil Heat Treated 18-Years Old Cultivated Acacia mangium
Szymona et al. Valorization of waste oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) biomass through furfurylation
EP1597039A1 (en) Process for upgrading wood parts
Morozovs et al. Wood modification with furfuryl alcohol and furfurylated wood durability in water
Safin et al. The study of wood-based composites based on biodegradable polymer
Fadl et al. Enhancement of the dimensional stability of natural wood by impregnates
Birkinshaw et al. Mechanical properties, physical properties and fungal resistance of acetylated fast grown softwoods. I Small specimens
Spalt Water vapor sorption by woods of high extractive content
Rahayu et al. Physical properties of impregnated sengon wood by monoethylen glycol and nano silica from betung bamboo sticks
Okon Relationships between fibre dimensional characteristics and shrinkage behavior in a 25-year-old Gmelina arborea in Oluwa forest reserve, South West Nigeria

Legal Events

Date Code Title Description
B03A Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette]
B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B06A Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette]
B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: ROSA MARIA MAZZUCATO (BR/SP)

B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: ROSA MARIA MAZZUCATO (BR/SP) ; LUIS ERNESTO ROCA B

B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 27/11/2018, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.