CZ2015603A3 - Způsob ošetření a barvení dřeva obsahujícího třísloviny - Google Patents

Způsob ošetření a barvení dřeva obsahujícího třísloviny Download PDF

Info

Publication number
CZ2015603A3
CZ2015603A3 CZ2015-603A CZ2015603A CZ2015603A3 CZ 2015603 A3 CZ2015603 A3 CZ 2015603A3 CZ 2015603 A CZ2015603 A CZ 2015603A CZ 2015603 A3 CZ2015603 A3 CZ 2015603A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
wood
impregnation
composition
iron oxide
ammonia
Prior art date
Application number
CZ2015-603A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ306249B6 (cs
Inventor
Petr Pařil
Jan Baar
Aleš Dejmal
František Foret
Jana Křenková
Original Assignee
Mendelova Univerzita V Brně
Ústav Analytické Chemie Av Čr, V. V. I.
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
Application filed by Mendelova Univerzita V Brně, Ústav Analytické Chemie Av Čr, V. V. I. filed Critical Mendelova Univerzita V Brně
Priority to CZ2015-603A priority Critical patent/CZ306249B6/cs
Publication of CZ2015603A3 publication Critical patent/CZ2015603A3/cs
Publication of CZ306249B6 publication Critical patent/CZ306249B6/cs

Links

Landscapes

  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

Způsob ošetření a barvení dřeva obsahujícího tříslovinu, v němž se impregnuje přípravkem obsahujícím nanočástice oxidů železa v množství 0,4 až 42 g/l, o průměrné velikosti částic v rozmezí 1 až 100 nm, a kapalný nosič. Impregnace může být prováděna jako tlaková impregnace s následným máčením nebo nanesením přípravku nebo postřikem přípravkem. Tento způsob je alternativou k čpavkování dřeva.

Description

Způsob ošetření a barvení dřeva obsahujícího třísloviny Oblast techniky
Vynález spadá do oblasti modifikace vlastností dřeva a konkrétně se týká změny barvy dřeva. Dosavadní stav techniky V současné době se pro barvení dřeva bez nutnosti použití pigmentů v průmyslové praxi používá čpavkování. Zde se využívá reakce tříslovin s čpavkovými parami a následná barevná změna - ztmavnutí. Nevýhodou tohoto způsobuje, že se dá aplikovat pouze na nové výrobky a nelze takto ošetřovat již zabudované dřevo.
Reakce dřeva, zejména dřeva s vysokým obsahem tříslovin, s železnými ionty a následná barevná změna je známa. Již v historii bylo známo, že při dlouhodobějším kontaktu železného materiálu s jádrovým dřevem dubu, zvláště za působení vody, dochází k ztmavnutí daného místa. Toto je ovšem považováno za vadu, protože se jedná o lokální zabarvení. Například pro stohování dubového řeziva se proto používají plastové pásky namísto železných. Mnozí autoři popisují reakci fenolů obsažených v tříslovinách s ionty železa. Fenoly jsou podstatnou složkou pro chelataci kovových iontů. Železo v závislosti na jeho koncentraci a na pH modifikovaného materiálu mění barvu fenolů obsažených v dubovém dřevě na tmavě modrou, tmavě zelenou až čemomodrou. Reakce je urychlena přítomností kyslíku.
VyflctÍ<Z2U
Podstata /leehfňckcho řešení·/ Výše uvedené nedostatky čpavkování dřeva do značné míry odstraňuje impregnace nanočásticemi oxidů železa podle předkládaného vynálezu. Podstata této metody spočívá v úpravě barvy dřeva využitím reakce mezi tříslovinami dřeva a nanočásticemi oxidů železa. Impregnace dřeva může probíhat tlakově nebo nátěrem či postřikem.
Produkty ošetřené nanočásticemi oxidů železa můžou nahradit čpavkem upravené produkty. Předností je použití netoxické látky šetrné k životnímu prostředí i člověku a také její velmi levná a dostupná výroba. Jednoznačnou předností je pak možnost ošetřovat nátěrem či postřikem i starší již zabudované dřevo (např. podlahy, obklady). Výhodou je, že dřevo získá tmavší odstín při zachování přirozené textury a esteticky se přibližuje žádaným exotickým dřevinám. Předkládané řešení spočívá ve způsobu ošetření a barvení dřeva obsahujícího třísloviny impregnací přípravkem obsahujícím nanočástice oxidů železa v množství 0,4 až 42 g/1, o průměrné velikosti částic v rozmezí 1 až 100 nm, s výhodou 1 až 50 nm, výhodněji 5 až 20 nm.
Ve výhodném provedení přípravek neobsahuje chloridy železa. Přítomnost chloridů železa je v přípravku nežádoucí, protože mohou způsobovat zvyšování navlhavosti dřeva a také více korodovat dřevo. S výhodou přípravek neobsahuje amoniak, protože amoniak způsobuje další zabarvení.
Pro požadovanou barevnou změnu je postačující již velmi malá koncentrace (od 0,4 g/1). Vzhledem k průměrné velikosti nanočástic 1 až 100 nm, s výhodou 1 až 50 nm, výhodněji 5 až 20 nm, nej výhodněji 10 nm je dosažena dobrá penetrace do buněčné stěny dřeva, kde se nachází největší množství fenolických látek. UV-odolnost takto ošetřeného dřeva je zvýšena, což je další výhoda a přispívá to k lepší upotřebitelnosti produktu. Přípravek dále obsahuje kapalný nosič. Tímto nosičem může být polární či nepolární kapalný nosič, polárním nosičem může být například voda, nepolárním kapalným nosičem je například olej. Použití oleje je výhodné, protože více zvyšuje užitnou hodnotu upraveného dřeva, zvláště pro venkovní použití.
Zbarvení je výsledkem reakce nanočástic oxidů železa s tříslovinami dřeva, nejedná se tedy o nanesení pigmentu obsahujícího částice oxidů železa, kdy by zbarvení bylo dáno oxidy železa jako pigmentem. Proto je toto zbarvení přirozenější a podobné výsledku čpavkování. Obsah tříslovin ve dřevě výrazně ovlivňuje výslednou barevnou změnu a proto u jádrového dřeva (dubu či akátu) s výsokým obsahem tříslovin dochází k výraznému ztmavnutí dřeva. Barevné změny však lze pozorovat i u bělového dřeva a jiných dřevin. Dřevo, z něhož byly třísloviny vyextrahovány, není možno použitím způsobu podle vynálezu zbarvit. Příčina zbarvení tedy musí být zapříčiněna reakcí nanočástic oxidů železa s tříslovinami.
Pro zvýšení penetrace a dosažení maximální hloubky průniku se ve výhodném provedení impregnace provede jako tlaková impregnace s následným máčením. Tlaková impregnace se může provést například tak, že se dřevo vloží do uzavřené komory, v komoře se nejprve vytvoří podtlak (tj. tlak nižší než atmosférický tlak), poté se napustí impregnační přípravek a působí se tlakem vyšším než je atmosférický tlak. Následně se může vytvořit ještě podtlak pro odstranění přebytků látky z povrchu a lumenů buněk dřeva. Nakonec se dřevo máčí v impregnačním přípravku.
Pro již zabudované dřevo, kde není proveditelná tlaková impregnace a máčení, nebo pro lehce impregnovatelné dřevo, se v jiném výhodném provedení impregnace provádí nátěrem nebo postřikem.
Po impregnaci lze pak provést, je-li to požadováno, konečnou povrchovou úpravu, například lakem, voskem, apod. Příklady uskutečnění vynálezu Příklad 1
Nanočástice oxidů železa byly připraveny srážením železnatých a železitých iontů J. v alkalickém prostředí za laboratorní teploty. V 250 mk deionizované vody bylo rozpuštěno 54,08 g hexahydrátu chloridu železitéhp, 19,87 g tetrahydrátu chloridu železnatého, 37,50 g
X dihydrátu citrátu sodného a 130 kyseliny chlorovodíkové. Za stálého míchání (1400 ot./min) bylo do reakční směsi přidáno 50 m£ Roztoku hydroxidu amonného (25^o js&amp;v) a Λ mícháno 1 hodinu. Připravené nanočástice byly přečištěny opakovanou precipitací v acetonu (3x) a následně rozpuštěny v deionizované vodě. Velikost nanočástic byla meřena pomocí DLS (dynamický rozptyl světla) a dosahovala okolo 10 nm. Příklad 2 Přípravky obsahující nanočástice připravené podle příkladu 1 v několika různých koncentracích v rozmezí 0,4 až 40 g/1 byly použity pro ošetření dřeva různých dřevin.
Změna barvy dřeva je způsobena reakcí tříslovin (zejména fenolů) a železa. Obsah tříslovin ve dřevě výrazně ovlivňuje výslednou barevnou změnu a proto u jádrového dřeva (dubu či akátu) s vysokým obsahem tříslovin dochází k výraznému ztmavnutí dřeva. Barevné změny však lze pozorovat i u bělového dřeva a jiných dřevin. Vliv koncentrace roztoku nanočástic oxidů železa (0,4 až 40 g/1) na barevnou změnu jádra dubu je zanedbatelný, ovšem u dřeva fc bělového jsou již patrné rozdíly (viz Xabulka 1). Další výhodou takto upraveného dřeva je snížená navlhavost dřeva a zvýšená UV odolnost. Při testech světlostálosti hodnoty po 500 t hodinách ozařování dosahovaly téměř výsledků čpavkovaného dubu (viz Xabulka 2). Po ošetření nanoželezem dřevo vykazovalo větší ztmavnutí než po ošetření čpavkem. Roztok nanočástic oxidů železa lze připravit jak v polárních (např. voda^tak i nepolárních (např. olej) rozpouštědlech. Olej ještě více zvyšuje užitnou hodnotu upraveného dřeva, zvláště pro venkovní použití. Jádrové dřevo dubu a akátu je velmi těžce impregnovatelné z důvodu obsahu velkého množství thyl ve vodivých cestách dřeva. Pro zvýšení penetrace a dosažení maximální hloubky průniku byl zvolen specifický způsob impregnace spočívající v tlakové impregnaci (Bethel) a následném máčení. Pro dub o vlhkosti 20 až 30 % je postup následující: Nejdříve se v komoře se dřevem utvoří podtlak 10 kPa po dobu jedné hodiny, poté se napustí impregnační látka a působí se tlakem 800 kPa po dobu dvou hodin. Na závěr se vytvoří závěrečný podtlak 25 kPa pro odstranění přebytků látky z povrchu a lumenů buněk dřeva. Nakonec se dřevo máčí po dobu jednoho týdne. Konkrétní parametry impregnace lze upravovat podle vstupních parametrů dřeva (dřevina, teplota, vlhkost a rozměry). Pro aplikaci na již zabudované dřevo (kde není talková impregnace proveditelná) postačí nátěr či postřik s konečnou povrchovou úpravou (lak, vosk, apod.).
Tabulka 1: Vliv koncentrace roztoku nanočástic oxidů železa na barevnou změnu jádrového a bělového dřeva dubu; světlost L je bezrozměrná veličina, která byla měřena mobilním spektrofotometrem (45/0 geometrie měření, standardní osvětlení d65)
Tabulka 2: Světlostálost ošetřeného dřeva; světlost L je bezrozměrná veličina, která byla měřena mobilním spektrofotometrem (45/0 geometrie měření, standardní osvětlení d65)
Průmyslová využitelnost
Způsob barvení dřeva podle tohoto řešení je vhodný pro dřevo umístěné v interiéru i v exteriéru, použití pro interiérové dřevo je upřednostňováno. Je použitelný pro barvení přímo ve výrobě nebo je možná aplikace na již zabudovaném dřevě. Může se tedy využít na podlahy, obklady, nábytek^apod.

Claims (5)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob ošetření a barvení dřeva obsahujícího třísloviny, vyznačený tím, že dřevo se impregnuje přípravkem obsahujícím nanočástice oxidů železa v množství 0,4 až 42 g/1, o průměrné velikosti částic v rozmezí 1 až 100 nm, a kapalný nosič.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že přípravek neobsahuje chloridy železa a/nebo amoniak.
  3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že kapalným nosičem je voda nebo olej.
  4. 4. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že impregnace se provádí jako tlaková impregnace uvedeným přípravkem s následným máčením v uvedeném přípravku.
  5. 5. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že impregnace se provádí nátěrem nebo postřikem uvedeným přípravkem.
CZ2015-603A 2015-09-03 2015-09-03 Způsob ošetření a barvení dřeva obsahujícího třísloviny CZ306249B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-603A CZ306249B6 (cs) 2015-09-03 2015-09-03 Způsob ošetření a barvení dřeva obsahujícího třísloviny

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-603A CZ306249B6 (cs) 2015-09-03 2015-09-03 Způsob ošetření a barvení dřeva obsahujícího třísloviny

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2015603A3 true CZ2015603A3 (cs) 2016-10-26
CZ306249B6 CZ306249B6 (cs) 2016-10-26

Family

ID=57203815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2015-603A CZ306249B6 (cs) 2015-09-03 2015-09-03 Způsob ošetření a barvení dřeva obsahujícího třísloviny

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ306249B6 (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019096336A1 (en) 2017-11-15 2019-05-23 Ustav Analyticke Chemie Av Cr, V.V.I. Method of staining wood and method of determination of phenolic compounds content in wood

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3422559A1 (de) * 1984-06-18 1985-12-19 Hans 8481 Waldthurn Kraus Verfahren zur herstellung eines farbigen holzschutzmittels
EP0186458A1 (en) * 1984-12-24 1986-07-02 The Minister For Natural Resources Of The State Of New South Wales Timber branding
JPS6456502A (en) * 1987-08-28 1989-03-03 Narinori Enomoto Method of treating wood
US5192587A (en) * 1991-08-23 1993-03-09 Kurtz Bros., Inc. Method for coloring wood chips
CN1554717A (zh) * 2003-12-26 2004-12-15 �Ͼ���̩���ײ������޹�˾ 纳米技术改性的紫外光固化木器涂料
EE05408B1 (et) * 2008-08-22 2011-04-15 Gennadi Nikolaev Raudfosfaadip?hine kompositsioon, selle valmistamine ja kasutamine
CN103342923B (zh) * 2013-07-18 2014-09-17 东北林业大学 一种环保型木材单板的染色方法

Also Published As

Publication number Publication date
CZ306249B6 (cs) 2016-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Temiz et al. Effect of accelerated weathering on surface chemistry of modified wood
EP1012374B1 (en) Mineral stains for wood
KR102422467B1 (ko) 목재 속함침성, 속건성, 방수성, 난연성 및 항균성이 우수한 친환경 저농도 아크릴계 목재오일스테인 조성물 및 이를 함침 및 도포한 목재
CN105440946A (zh) 纳米水性木蜡油及其制备方法
CN107502114B (zh) 一种用于甲醛吸附的内墙水性涂料及其制备方法
JP2014152201A (ja) 明度が高い鮮やかな色漆及びその製造方法
Machová et al. Color changes and accelerated ageing in oak wood treated with ammonia gas and iron nanoparticles
Liu et al. Discoloration of Eucalyptus wood veneer based on the immobilization of polyphenols by ferrous ions
CZ2015603A3 (cs) Způsob ošetření a barvení dřeva obsahujícího třísloviny
EP3710211B1 (en) Method of staining wood and method of determination of phenolic compounds content in wood
EP2957404B1 (en) Method of wood surface protection against light and agent for implementation of this method
CN104085005A (zh) 一种木地板木材改性用防霉防腐处理剂
CN104626308A (zh) 一种用凤仙花对木材单板进行快速染色方法
CN104858967A (zh) 一种木材防腐保护剂
CN110712261A (zh) 一种漂白组合物及其制备方法和橄榄木材的漂白处理方法
CN104858958A (zh) 一种木材阻燃防腐处理的方法
US20210276219A1 (en) Process for treating a wood substrate and water-based wood treatment solution and kit associated therewith
CA2923099A1 (en) Means and method for preventing a tannin migration from wood
CN108300051A (zh) 一种水性自交联型丙烯酸酯木器涂料
JP5145474B1 (ja) 木材保存剤、並びにこれを用いた処理木材の製造方法及び処理木材
KR20090021686A (ko) 친환경 페인트 조성물을 이용한 가구 제조 방법
Gholamiyan The effect of alkyd coatings on the color changes and adhesion strength in parallel and perpendicular to fibers of date palm trees
KR102301436B1 (ko) 쪽 및 화산토를 포함하는 친환경 도료의 제조 방법
KR100939539B1 (ko) 야자액을 첨가한 친환경 건축내장용 숯도료 조성물 및 이의제조방법
CN108359364A (zh) 一种用于延缓聚己内酯降解速率的水性复合涂层材料

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20230903