CZ38728U1 - Biokompozitní přípravek na ošetření a impregnaci dřeva - Google Patents

Description

Biokompozitní přípravek na ošetření a impregnaci dřeva

Oblast techniky

Tento přípravek se týká tzv. bio-kompozitu, na ošetření a impregnaci dřeva. Profesionální tlaková impregnace atd. na principu:

- vakuové ochrany dřeva (neboli vakuová impregnace);

- vakuově-tlakové impregnace dřeva;

- formou máčení - ponoru dřeva do roztoku, který inhibuje - plísně, řasy, lišejníky apod.

Přípravek zahrnuje biokompozitní látky a také biocidní, fungicidní, polymerační a další účinné látky, zejména s důrazem na jejich synergickou aktivitu proti houbám/plísním a jiných škůdcům (hmyzu). Biokompozit se skládá z minimálně dvou složek, z nichž jedna je biologického původu a druhá může být polymer, pryskyřice nebo jiné látky. Kombinace složek dává biokompozitům jedinečné vlastnosti, které mohou být lepší než u samotných složek. Často se využívají pro svou lehkost, pevnost, odolnost a biologickou odbouratelnost.

- Jde o biodegradabilní přípravek;

- obsažen mikroenkapsuluční nástroj pro SA - tzv. koacervace: fázový separační proces, kde se vytváří vrstva bohatá na polymer, která obaluje jádro;

- inhibitor rozkladu a kondenzace ligninu;

- využití vlastností kompozitů vyztužených dřevěnými vlákny, zvýšením adheze na rozhraní mezi dřevěnými vlákny a polymemí matricí.

Biokompozitní látky obsažené v celkové substanci:

1. Kyselina citrónová - organická kyselina, která je biologicky odbouratelná (biocidní a konzervační látka, která je obecně považována za bezpečnou), účinně zvyšuje fyzikální, mechanické a biologické vlastnosti dřeva. Můžeme ji použít k modifikaci dřeva, čímž se zvýší jeho rozměrová stabilita, odolnost proti vodě a odolnost vůči hmyzu a houbám. Ošetření kyselinou citrónovou je považováno za ekologickou a nákladově efektivní metodu konzervace dřeva.

2. Glycerol - tuto látku lze na dřevo použít několika různými způsoby, např. může být použit ke zlepšení rozměrové stability dřeva a odolnosti proti rozkladu, zejména v kombinaci s tepelnou modifikací.

Mikroenkapsulace glycerolu je technika, která zahrnuje potahování kapiček nebo částic glycerolu ochrannou vrstvou, často s použitím materiálů, jako jsou polymery nebo jiné látky. Tento proces zvyšuje stabilitu a řízené uvolňování glycerolu díky mikroenkapsulaci. Mikroenkapsulace je proces, při kterém jsou drobné částice nebo kapičky obklopeny ochranným povlakem.

3. Salycyl acid - patří mezi látky k ošetření dřeva. Společně s glycerolem může zlepšit jeho vlastnosti, zejména jeho odolnost vůči hnilobě a rozměrovou stabilitu. Mikroenkapsulace kyseliny salicylové pomocí glycerolu, zahrnuje vytvoření drobných kapslí nebo povlaků kolem částic kyseliny salicylové, často za účelem regulace jejího uvolňování nebo ochrany před degradací.

Kyselinu salicylovou lze použít jako konzervační prostředek na dřevo, zejména v kombinaci s glycerolem v tzv. mikrokapslích. Kyselina salicylová se svými aromatickými a mírně kyselými vlastnostmi může inhibovat rozklad a kondenzaci ligninu, což potenciálně zlepšuje separaci hemicelulózy během úpravy. Má také protiplísňové vlastnosti.

Dále kyselinu salicylovou používáme ke zlepšení vlastností kompozitů vyztužených dřevěnými vlákny zvýšením adheze na rozhraní mezi dřevěnými vlákny a polymemí matricí. V podstatě kyselina salicylová, zejména pokud je zapouzdřena v glycerolu, nabízí způsob, jak chránit dřevo před rozkladem a zlepšit jeho celkový výkon a životnost.

- 1 CZ 38728 UI

Dosavadní stav techniky

Ochrana dřeva je v současnosti prováděna různými chemickými sloučeninami. Způsoby, kterými se chemické ochranné látky implementují do dřeva, případně nanášejí na povrch, nazýváme - technologie impregnace dřeva.

V oblasti dřevařského průmyslu je klíčové zajištění dlouhé životnosti a odolnosti dřevěných produktů, kdy jsou používány metody ochrany, včetně impregnace, dále např. lakování, použití různých druhů olejů, které chrání dřevo před vlhkostí, škůdci, plísněmi apod.

Metody ochrany dřeva:

• Nátěry - jde o povrchovou ochrana dřeva pomocí různých typů nátěrů, jako jsou lazury, krycí barvy, laky a vosky.

• Impregnace - jde o proces, kdy se do dřeva vpravují ochranné látky, které pronikají hluboko do struktury dřeva, přitom poskytují dlouhodobou ochranu.

Prevencí před poškozením chráníme dřevo před škůdci, plísněmi a vlhkostí, které mohou způsobit vážné poškození. Ochranou dřeva také zvyšujeme estetickou hodnotu a trvanlivost dřevěných výrobků. Ochrana dřeva je nezbytná jak u stavebního dřeva, nábytku, tak i jiných dřevěných výrobků, tak aby byl zajištěn celospolečenský dostatek dřeva jako obnovitelné suroviny.

Druhy dřevokazných hub, které lze omezit různými metodami ochrany dřeva (pouze menší výběr):

• Koniofora sklepní (Coniophora puteana): houba napadající vlhké dřevo a tím způsobuje hnědou hnilobu.

• Trámovka trámová (Donkiopora sp.): houba, která se vyskytuje ve vlhkých prostorách a způsobuje hnilobu dřeva.

• Dřevomorka domácí (Serpula lacrymans): Je jednou z nej známějších a nejnebezpečnějších dřevokazných hub, která napadá dřevěné konstrukce a způsobuje hnilobu.

• Outkovka (Trametes): Existuje několik druhů outkovek, které se liší tvarem a barvou plodnic. Jsou rozšířené po celém světě a mohou růst na různých typech dřeva.

Dřevokazný hmyz napadající dřevo:

• Tesařík - mezi nejznámější patří tesařík krovový a tesařík fialový. Larvy tesaříků se živí dřevem a vykusují v něm chodby.

• Červotoč - červotoč proužkovaný a umrlčí jsou dalšími častými dřevokaznými brouky.

• Dřevokazní mravenci - budují svá hnízda ve dřevě a mohou jej poškozovat.

• Pilořitky - kladou vajíčka do dřeva a larvy se pak tímto dřevem živí.

Formy průmyslové ochrany dřeva podrobněji (jedná se o značné objemy impregnovaného dřeva):

Tlaková a vakuo-tlaková impregnace dřeva (včetně technologie - máčení dřeva) - tyto postupy eliminují ohrožení dřeva dřevokaznými houbami a škůdci, přičemž dochází k rovnoměrnému rozdělení účinných látek do ošetřeného dřeva.

Pro průmyslové ošetření dřeva používáme různé techniky, které lze rozdělit na:

• beztlakové ošetření dřeva - máčení, nátěr, postřik, ponořování apod.

• tlakové ošetření dřeva - vakuová impregnace, vakuo-tlaková impregnace • speciální ošetření dřeva - injektáže, bandážování, impregnace pomocí difúze

-2CZ 38728 UI

Zdravotní rizika:

Chemické ochranné prostředky na impregnaci dřeva mohou poškozovat zdraví při nadýchání a požití, dráždit pokožku a sliznice. Některé z nich se klasifikují jako jedy, případně hořlaviny. Dřevo ošetřené, těmito nebezpečnými přípravky zejména krátce po ošetření, může být škodlivé zdraví.

Nebezpečné látky a bezpečnost - některé chemické přípravky používané k ochraně dřeva mohou být toxické, žíravé nebo dráždivě, při práci s těmito látkami je nutné dodržovat bezpečnostní pokyny.

Odpady nebezpečných látek, z impregnace dřeva (z různých přípravků na trhu):

1. Nehalogenovaná organická činidla k impregnaci dřeva

2. Chlorovaná organická činidla k impregnaci dřeva

3. Organokovová činidla k impregnaci dřeva

4. Anorganická činidla k impregnaci dřeva

Z našeho pohledu je důležité dbát na ekologii a minimalizovat dopad chemických látek na životní prostředí a na spotřebitele produktů ze dřeva.

Článek 1

Recenze kyseliny citrónové jako zeleného modifikovaného agenta a pojivo pro dřevo

Seng Hua Lee Systémové požadavky 1, Paridah Md Tahir 1, Wei Chen Lum 2, Li Peng Tan 3, Paiman Bawon 4, Byung-Dae Park 5, Syed Saiful Azry Osman Al Edrus 1, Ummi Hani Abdullah 4

Polymery 2020 Jul 29;12(8): 1692. doi: 10.3390/polyml2081692

PMCID: PMC7464553 PMID: 32751175

Zdroj: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7464553/

Abstraktní

Kyselina citrónová (CA - citric acid) lze přirozeně nalézt v ovoci a zelenině, zejména v citrusových plodech. CA je široce používán v mnoha oblastech, ale jeho použití jako zelený modifikátor a pojivo pro dřevo je málo řešeno. Esterifikace je jednou z nejčastějších chemických reakcí aplikovaných při modifikaci dřeva. CA obsahuje tři karboxylové skupiny, což umožňuje dosáhnout alespoň dvou esterifikačních reakcí, které jsou potřebné pro zesíťování při reakci na hydroxylové skupiny polymerů buněčné stěny. Kromě toho by reakce mohla tvořit esterové vazby, aby přinesla adhezivita a dobré leptání, a proto by CA mohla být použita jako dřevěné pojivo také. Tento článek představuje recenzi na použití CA jako prostředek pro úpravu dřeva a pojivá.

Pro úpravu dřeva je diskutován reakční mechanismus mezi dřevem a CA, klady a zápory použití CA - citric acid. CA a jeho kombinace s různými reaktanty a jejich optimální parametry jsou také sestaveny v tomto článku. Pokud jde o hlavní složku s dřevěným lepením, je prezentován mechanismus lepení a typy dřevěných kompozitů spojených s CA.

Jsou diskutovány nejlepší pracovní podmínky pro CA při výrobě panelů na bázi dřeva. Kromě toho j sou také zvažovány dopady na životní prostředí a budoucí výhled dřeva ovládaného CA a lepeného kompozitu.

Klíčová slova: kyselina citrová, esterifikace, vázání, modifikace dřeva, dřevěná kompozit

Závěry

CA byla studována a uznávána jako sloučenina šetrná k životnímu prostředí pro zlepšení některých

- 3 CZ 38728 UI vybraných vlastností modifikovaného dřeva. Kromě toho se ukázalo, že CA také dokáže nahradit syntetickou pryskyřici jako závazný prostředek pro výrobu dřevěných panelů. V tomto případě byla revidována aplikace CA jako modifikujícího prostředku a pojivo na dřevo.

Na základě přehledu těchto specifikací lze vyvodit následující souhrny:

1. Dřevo modifikované s CA - citric acid, vykazovalo zlepšení MOE - modulus of elasticity, sílu komprese a dimenzionální stability a biologické odolnosti, stejně jako snížené WA.

2. Glycerol, glukóza a sorbitol mohou být kombinovány s CA, aby vedly k lepší léčbě.

3. Bylo identifikováno několik faktorů, které jsou schopny ovlivnit účinnost léčby CA na dřevě, a to typ katalyzátoru, druhy dřeva a teplotu vytvrzování. Kromě SHP patří mezi nej účinnější katalyzátor také kyselina chlorovodíková (HC1) a kyselina p-toluensulfonová (p-TSA). K zajištění polyesteru je nutná teplota nejméně 140 °C.

4. Při výrobě kompozitů na bázi dřeva by samotná CA mohla dosáhnout dostatečných vazebních vlastností pro výsledné desky. Nicméně, sacharóza a škrob by mohly být přidány pro zlepšení některých vybraných vlastností desek.

5. Pro výrobu dřevotřísky bylo možné dosáhnout optimální vlastnosti, když bylo 20 wt % CA/sacharózy s přirovnáním 25/75 (CA/sacharóza) při teplotě >180 °C po dobu 10 min, přičemž podmínka byla přijata předsušení o 12 h při 80 °C.

6. V opačném případě, vázání plochých povrchů zahrnuje zcela jinou aplikaci ve srovnání s dřevotřískovou a dřevovláknitou desku. Pro výrobu překližky CA/sacharóza s přijatelným výkonem proto člověk musí: 1) syntetizovat lepidlo CA/sacharóza s poměrem 75/25 (CA/CA/Sucrose) při 100 °C na 2 h a 2) překližku s 12 °C lisováním při teplotě 190 °C po dobu 7 min pomocí rychlosti pokovové rozložení 140 2g/m².

7. Jednou z výzev, kterým CA čelí, je, že vyžaduje vyšší naléhavou teplotu a delší dobu lisování. Další studie by měla být provedena tak, aby odpovídala průmyslové praxi.

Článek 2

Borovicové dřevo ošetřené kyselinou citrónovou a glycerolem

Mixture: Biomaterial Performance Improved by a Bio-byproduct

Gatien Geraud Essoua Essoua,a Pierre Blanchet,a,* Veronic Landry,a,b and Robert Beauregard Contact information: a: Department of Wood and Forest Sciences, Universitě Laval, G1V 0A6, 2325 Rue de

1’Université, Québec, QC, Canada; b: FPInnovations, G1P 4R4, 319 Rue Franquet, Québec, QC, Canada; * Corresponding author: Pierre.Blanchet@sbf.ulaval.ca

Zdroj PDF:

https://bioresources.cnr.ncsu.edu/BioRes_l l/BioRes_ll_2_3049_Geraud_PVR_Spruce_Treated _Citric_Acid_Glycerol_Mix_Biomaterial_Performance_8 83 0 .pdf

Dřevěný materiál je dobrým rezervoárem pro ukládání biogenního uhlíku. Použití dřevěného materiálu pro venkovní produkty, jako jsou obklady ve stavebnictví, představuje svá omezení. Tato omezení jsou vázána na povahu dřevěného materiálu (hygroskopické vlastnosti a anatomická struktura). Jsou zodpovědná za rozměrové změny spojené s kolísáním obsahu vlhkosti. Dalšími problémy jsou napadení houbami a adheze vrstev nátěrů na povrchu dřeva.

V tomto výzkumu byla zkoumána proveditelnost impregnace ekologickými chemikáliemi, tj. směsí kyseliny citrónové a glycerolu (CA-G).

Na vzorcích měkkého dřeva byly provedeny testy účinnosti proti bobtnání (ASE), tvrdosti, biodegradace a adheze nátěrů. Výsledky ASE byly až 53 %. Rovnovážný obsah vlhkosti ošetřených vzorků byl menší než polovina oproti neošetřeným vzorkům. FTIR spektroskopie ukázala pásy při 1720 až 1750 cm-1, což naznačuje přítomnost esterových vazeb, a snímky z rastrovací elektronové mikroskopie potvrdily polymeraci a kondenzaci roztoku pro ošetření uvnitř dřevěné struktury. Tvrdost a odolnost proti rozkladu se zvýšily; ošetření však snižuje přilnavost povlaku. Závěrem lze říci, že CA-G představuje slibné ekologicky odpovědné řešení pro zlepšení technického výkonu

-4CZ 38728 UI venkovních dřevěných výrobků.

Podstata technického řešení

Podstatou technického řešení je biodegradabilní přípravek na ošetření dřeva s funkcí - impregnace, esterifikace, mikroenkapsulece, polymerace atd. (viz podrobněji dále) - Profesionální tlaková impregnace:

1. Kyselina citrónová - zvyšuje jeho trvanlivost, rozměrovou stálost a biologickou odolnost.

2. Glycerin - zajistí polymeraci a ochranu dřevní hmoty a odolnosti proti rozkladu, může zlepšit rozměrovou stabilitu lisovaného dřeva a tepelně modifikovaného dřeva.

3. Kyselina salicylová - lze použít k ošetření dřeva, zejména ke zlepšení jeho odolnosti proti hnilobě, do dřeva ji lze zabudovat různými metodami, včetně zapouzdření v mikrokapslích Glycerinu.

Dnešní agresivní chemické ochranné prostředky na impregnaci dřeva mohou poškozovat zdraví při nadýchání a požití, dráždit pokožku a sliznice. Některé z nich se klasifikují jako jedy, případně hořlaviny. Těmto problémům jsme se vyhýbáme použitým složením našeho bio-kompozitního přípravku na průmyslové ošetření dřeva.

Na základě níže uvedené tabulky příkladů bylo vybráno optimální složení ze sloupce 3.

Surovina (g/1000 g) koncentrát	1	2	3
Kyselina citrónová	133 g	212 g	330 g
Glycerin	120 g	196 g	270 g
Kyselina salicylová	18g	35	50 g
Voda	do 1000 g	do 1000 g	do 1000 g

Zaměření profesionální impregnace - přípravku na průmyslové ošetření dřeva:

- Vakuová impregnace, vakuově-tlaková impregnace a ponořování - máčení dřeva

1. Tlaková impregnace dřeva:

Tato impregnace obecně zahrnuje pouze vakuovou fázi, která pracuje na chemické úrovni. Látky, používané při tlakové impregnaci reagují s dřevěnými vlákny a vytváření pevnější a odolnější strukturu. Používá se při impregnaci dřevěných sloupů, dále pro impregnaci dřeva, které bude v dlouhodobém přímém styku se zemí nebo sladkou vodou - stavební konstrukce, palisády, mosty, kůly pro vinohrady apod.

2. Vakuově-tlaková impregnace dřeva:

Kombinuje vakuovou fázi, při kterém na dřevo působí podtlak a následně tlak impregnačního roztoku, aby se dosáhlo hloubkové ochrany proti škůdcům, hnilobě a vlhkosti. Tato metoda je efektivnější než běžné povrchové nátěry a prodlužuje životnost dřeva, zejména v exteriérech. Používá se u - stavebního řeziva, dřevěných obkladů, podhledů, teras, zahradních domků, dále u pergol, dřevníků, přístřešků, zahradního nábytku apod.

3. Ponořování a máčení dřeva:

Provádí se ve specializovaných nádržích a to buď kontinuálně nebo v intervalech (diskontinuálně) - dřevo se ponoří celé, nebo na kontinuálních linkách, kde se jednotlivé kusy dřeva namáčí po jednom. Např. máčení po dobu 1 minuty odpovídá příjmu ochranné látky jako u dvojnásobného nátěru (postřiku). Běžné ředění je u těchto přípravků 1:5, 1:10 apod. Touto metodou po dobu 30 min. lze docílit dostatečné povrchové ochrany, dle závislosti na koncentraci roztoku. Je obecně

- 5 CZ 38728 UI známo, že při použití vodných roztoků lze impregnovat dřevo s vlhkostí do 40 %, které není napadeno plísněmi, škůdci atd. Nehoblované řezivo má až dvojnásobný příjem impregnační látky na jednotku plochy než řezivo hoblované, což je významný rozdíl.

U máčení delšího než 24 hodin, je možné tímto způsobem zajistit účinnou hloubkovou ochranu. Máčení po dobu 1 minuty odpovídá příjmu ochranné látky jako u dvojnásobného nátěru (postřiku). Máčením dřeva po dobu min. 30 min. lze docílit jeho dostatečné povrchové ochrany (v závislosti na koncentraci roztoku).

Popis jednotlivých látek, které obsahuje tento impregnační přípravek na dřevo:

1. Citric acid - Kyselina citrónová (CA - citric acid):

1.1. Esterifikace dřeva - kyselinou citrónovou:

Jde o proces, při kterém kyselina citrónová reaguje s hydroxylovými skupinami v polymerech buněčné stěny dřeva za vzniku esterových vazeb, čímž se zlepšují vlastnosti dřeva. Tím zvyšujeme rozměrovou stabilitu, snižujeme absorpci vlhkosti a zvyšujeme zejména odolnost vůči hnilobě a hmyzu. Kyselina citrónová se může použít k ošetření dřeva, čímž se zvyšuje jeho trvanlivost, rozměrová stálost a biologická odolnost. Působí jako síťovací činidlo, které zlepšuje odolnost dřeva vůči vlhkosti, hnilobě a škůdcům čímž zvyšuje jeho celkovou pevnost a stabilitu. Tzn., že působí jako pojivo, které zlepšuje adhezi mezi dřevěnými vlákny a buňkami, a může také nabídnout určitou úroveň odolnosti vůči plísním, což je zvláště užitečné pro venkovní použití. Zvýšená odolnost vůči hnilobě a napadení houbami, prodlužující životnost dřeva, přičemž je také snížená absorpce vlhkosti. Současně získáváme zlepšenou rozměrovou stálost, což snižuje tendenci dřeva bobtnat a smršťovat se v důsledku změn vlhkosti, čímž zlepšuje jeho stabilitu. Kyselina citrónová reaguje s dřevěnými polymery a vytváří příčné vazby, které posilují strukturu dřeva a snižují jeho absorpci vlhkosti.

Mezi další výhodu můžeme zařadit zvýšenou trvanlivost dřeva, jelikož kyselina citrónová může zvýšit odolnost dřeva vůči hnilobě a napadení houbami, čímž se stává odolněj ším, zejména při venkovním použití. Tento proces je považován za ekologický a nabízí udržitelný způsob, jak zvýšit trvanlivost dřeva pro různé aplikace. Kyselina citrónová (CA) má tři karboxylové skupiny a jednu hydroxylovou skupinu, což jí umožňuje reagovat s hydroxylovými skupinami přítomnými v celulóze, hemicelulóze a ligninu dřeva. Proces zasíťování zvyšuje odolnost dřeva vůči bobtnání a smršťování při vystavení vlhkosti.

1.2. Dřevotříska (dřevěné kompozity):

Kyselina citrónová se může použít jako pojivo v dřevěných kompozitech, jako jsou dřevotřískové desky, a potenciálně nahradit agresivní - formaldehydové pryskyřice.

1.3. Zlepšená adheze - přilnavost dřeva:

Kyselina citrónová může zlepšit přilnavost nátěrů a lepidel na dřevo. Ošetření lze aplikovat různými metodami, včetně namáčení, vakuové impregnace a nátěru. Tepelné ošetření se často používá ve spojení s kyselinou citrónovou k urychlení chemické reakce a zvýšení její účinnosti. Námi použitá kyselina citrónová nabízí slibný a ekologický přístup ke zvýšení trvanlivosti a stability dřeva. .

1.4. Ekologický faktor:

Kyselina citrónová (včetně Glycerinu a Kyseliny salicylová) jsou biologicky odbouráteIné sloučeniny, což z ní činí ekologičtější alternativu k mnoha méně bezpečným a neekologickým ochranným prostředkům na dřevo. Těmto problémům jsme se vyhýbáme použitým složením našeho bio-kompozitního přípravku na průmyslové ošetření dřeva.

-6CZ 38728 UI

2. Glycerin, polymer (propan-1,2,3-triol)

2.1. Glycerol, také známý jako glycerin, je polymemí látka, kterou lze na dřevo použít různými způsoby. Může sloužit ke zlepšení rozměrové stability dřeva a odolnosti proti rozkladu, zejména v kombinaci s tepelnou modifikací - tepelná modifikace dřeva, je proces, při kterém se dřevo vystavuje vysokým teplotám, cca od 160 do 260 °C, za účelem zlepšení jeho vlastností. Tento proces mění chemické složení dřeva, což vede ke zvýšení jeho trvanlivosti, odolnosti proti hnilobě a rozměrové stálosti, při použití ve venkovním prostředí.

2.2. Glycerol byl zkoumán jako potenciální bio-lepidlo na dřevo. Některé studie zjistily, že lepidla na bázi glycerolu mohou fungovat srovnatelně nebo dokonce lépe než standardní lepidla na dřevo, jako je PMDI - lepidlo na bázi polymerického difenylmethandiizokyanátu, nebo lepidla na bázi formaldehydu.

Glycerinové polymery, odvozené od glycerolu a akrylových monomerů, se ukázaly jako slibné lepidla na dřevo. Tyto polymery mají vysoký stupeň lepivosti a mohou fungovat srovnatelně nebo lépe než tradiční lepidla na dřevo, přičemž jsou méně toxické a udržitelnější.

2.3. Glycerol lze kombinovat s kyselinou citrónovou, a tím vytvořit pojivo pro výrobu překližky. Glycerol lze použít k tomu, aby se vlhkost nedostala do deformovaného dřeva nebo dýh, které je třeba zploštit.

2.4. Předúprava dřeva glycerolem může zlepšit rozměrovou stabilitu lisovaného dřeva (materiál vyrobený slisováním dřevěných vrstev, obvykle dýh, za tepla a tlaku ) a také tepelně modifikovaného dřeva, včetně odolnosti proti rozkladu. Tzn., trvaleji zvýšit jeho účinnost proti bobtnání ve srovnání s běžným tepelně modifikovaným dřevem.

2.5. Glycerol slouží ve vodných roztocích na povrchovém napětí, mění také pevnostní parametry dřeva - před ošetřením se dřevo vysouší, vznikají trhliny, popř. napětí, (při ochraně starého dřeva se doporučuje použít smáčedla, mezi něž patří glycerol).

2.6. Utěsnění dřeva glycerolem můžete zlepšit jeho odolnost proti praskání (povrchové trhliny) a potenciálně zvýšit jeho rozměrovou stabilitu a trvanlivost. Glycerol lze použít samostatně nebo v kombinaci s jinými ošetřeními, jako je kyselina citrónová, ke zlepšení vlastností dřeva.

Snížení absorpce (vstřebávání) vody vzniká utěsněním povrchu dřeva, nebo změnou jeho vnitřní struktury.

Venkovní dřevo je vystaveno prvkům životního prostředí a potřebuje léčbu, která chrání před vlhkostí, změnami teploty, slunečním zářením a hmyzem. Na základě toho může být také použit ke zlepšení technického výkonu venkovních obkladů z měkkého dřeva.

3. Salycyl acid - Kyselina salicylová (SA)

3.1. Kyselinu salicylovou lze použít jako konzervační prostředek na dřevo, zejména v kombinaci s glycerolem, v tzv. mikrokapslích. Kyselina salicylová v mikrokapslích prokázala účinnost proti bílým i hnědým plísním, které jsou hlavními příčinami hniloby dřeva.

Kyselina salicylová se svými aromatickými a mírně kyselými vlastnostmi může inhibovat rozklad a kondenzaci ligninu, což potenciálně zlepšuje separaci hemicelulózy během úpravy. Má také protiplísňové vlastnosti.

3.2. Mikroenkapsulace (mikrozapouzdření) kyseliny salicylové pomocí glycerolu (polymer) zahrnuje vytvoření drobných kapslí nebo povlaků kolem částic Kyseliny salicylové, často za účelem regulace jejího uvolňování nebo ochrany před degradací (např. při skladování). Tento

-7 CZ 38728 Ul proces zapouzdřuje kyselinu salicylovou do oxidu Glycerinu, který působí jako ochranná stěna.

To pomáhá kontrolovat uvolňování kyseliny salicylové a zlepšuje její odolnost proti vyplavování, což znamená, že ve dřevě zůstává déle. Tato úprava zvyšuje schopnost dřeva odolávat houbovému rozkladu tzn., formou ochrany před degradací.

3.3. Mezi metody aplikace přípravků na bázi Kyseliny salicylové patří vakuové ošetření tlakem, namáčení nebo stříkání, často na řezané nebo obrobené povrchy dřeva. V podstatě kyselina salicylová, zejména pokud je formulována ve formě mikrokapslí, nabízí způsob, jak zvýšit přirozenou odolnost dřeva vůči hnilobě, což z ní činí cennou složku strategie ochrany dřeva.

Kyselinu salicylovou lze také použít ke zlepšení vlastností kompozitů vyztužených dřevěnými vlákny zvýšením adheze, na rozhraní mezi dřevěnými vlákny a polymemí matricí. V podstatě Kyselina salicylová, zejména pokud je zapouzdřena v glycerolu, nabízí způsob, jak chránit dřevo před rozkladem a zlepšit jeho celkový výkon a životnost.

3.4. Kyselina salicylová se svými aromatickými a mírně kyselými vlastnostmi může inhibovat rozklad a kondenzaci ligninu, což potenciálně zlepšuje separaci hemicelulózy během úpravy. Má také protiplísňové vlastnosti - patří mezi látky k ošetření dřeva. Společně s glycerolem může zlepšit jeho vlastnosti, zejména pak odolnost vůči hnilobě a rozměrovou stabilitu.

3.5. Odolnost proti hnilobě pomocí Kyseliny salicylové, pokud se používá jako konzervační prostředek na dřevo. Tím může pomoci chránit dřevo před napadením houbami. Použití kyseliny salicylové při impregnaci dřeva je relevantní pro různé aplikace, kde je důležitá trvanlivost dřeva a odolnost vůči hnilobě, například ve stavebnictví, výrobě nábytku a dalších venkovních aplikacích.

Kyselina salicylová v podstatě působí jako konzervační prostředek na dřevo tím, že dřevo činí méně náchylným k rozkladu a degradaci.

Souhrnně - ekologické aspekty našeho přípravku:

- Kyselina citrónová (včetně Glycerinu a Kyseliny salicylové) jsou biodegradabilní, jde o odbouratelný zdroj, což činí z tohoto přípravku udržitelnou alternativu k různým úpravám dřeva - esterifikace může také zlepšit adhezi dřevěných kompozitů

- použití tohoto přípravku je vhodné, pro dřevěné kompozity (např. překližka, dřevotříska), stavební materiály, venkovní nábytek a konstrukce

- aplikace - všude, kde je klíčová rozměrová stabilita a trvanlivost

- faktory ovlivňující proces degradace dřeva - vyšší koncentrace kyseliny citrónové obecně vedou k většímu zlepšení vlastností dřeva

Tím se vyhýbáme problémům, které vznikají při agresivních chemikáliích, s použitým složením našeho bio-kompozitního přípravku na průmyslové ošetření dřeva.

Použití přípravku a ředění - profesionální tlaková impregnace atd.:

Třída provozu 1: Suché prostředí - interiérové použití - ředění 1:2,5

Dřevo je chráněno před vlhkostí a biologickými škůdci - např. nábytek, obložení stěn v interiéru.

Třída provozu 2: Vnější prostředí chráněné proti povětrnostním vlivům - ředění 1:2

Dřevo je vystaveno mírné vlhkosti, ale je chráněno před přímým kontaktem s vodou a slunečním zářením - např. krovy, podbití střech, obložení budov pod střechou.

Třída provozu 3: Vnější prostředí vystavené povětrnostním vlivům - ředění 1:1,5

Dřevo je vystaveno přímému působení deště, sněhu a slunečního záření - terasy, pergoly, ploty,

-8CZ 38728 UI zahradní nábytek.

Třída provozu 4: Vnější prostředí s trvalým kontaktem se zemí nebo vodou - ředění 1:1 Dřevo jev neustálém kontaktu s vlhkou zeminou nebo vodou - dřevěné konstrukce v zemi, pilíře, pražce.

Doba použitelnosti: 12 měsíců

Příklady uskutečnění technického řešení

Jde o profesionální impregnační biodegradabilní přípravek - koncentrát na ošetření dřeva, který způsobuje inhibici plísní/hub, tzn. dřevokazné houby, dřevokazný hmyz, vlhkost apod. Impregnační přípravek je před použitím ředěn vodou v daném poměru a poté připraven k použití za účelem impregnace dřeva a to na základě jednotlivých chemických látek, uvedených v níže uvedených příkladech.

Příprava s následným složením - Impregnačního přípravku na dřevo (koncentrátu):

Všechny uvedené substance (chemické látky) mají kapalnou/pevnou formu a jsou rozpustné ve vodě za studená. Níže uvedené látky byly míchány při teplotách v rozmezí 19 až 23 °C.

Suroviny (chemické látky) uvedené v tabulce níže, byly rozpuštěny za laboratorní teploty ve vodě, za vzniku impregnačního roztoku pro ošetření dřeva. Testované vzorky jsou považovány za 100 % a byly ředěny vodou na požadované koncentrace.

Tento přípravek je uveden ve třech příkladech technického řešení, viz tabulka níže.

Příklad 1

Příprava s následným složením impregnačního přípravku - Profesionální tlaková impregnace, na ošetření dřeva (koncentrát).

Všechny uvedené substance (chemické látky) mají kapalnou/pevnou formu a jsou rozpustné ve vodě za studená. Níže uvedené látky byly míchány při teplotách v rozmezí 19 až 23 °C.

Suroviny (chemické látky) uvedené v tabulce příkladů, byly rozpuštěny za laboratorní teploty ve vodě, za vzniku impregnačního roztoku. Testované vzorky jsou považovány za 100 % a byly ředěny vodou (filtrovanou, třístupňovým předfiltračním systémem odstaňujícím - deriváty chlóru a chlór, olovo, těžké kovy, organické sloučeniny a další usazeniny), na požadované koncentrace.

Impregnační kompozice se připraví rozpuštěním komplexotvomé látky: kyselina citrónová - 133 g/100 g, glycerin -120 g/100 g, dále pak kyselina salicylová- 18 g/100 g, ve vodě, viz tabulka příkladů níže.

Zůstatek do 100 % hmotnosti tohoto dezinfekčního přípravku tvoří demineralizovaná voda.

Příklad 2

Příprava s následným složením impregnačního přípravku - Profesionální tlaková impregnace, na ošetření dřeva (koncentrát).

Všechny uvedené substance (chemické látky) mají kapalnou/pevnou formu a jsou rozpustné ve vodě za studená. Níže uvedené látky byly míchány při teplotách v rozmezí 19 až 23 °C.

-9CZ 38728 UI

Suroviny (chemické látky) uvedené v tabulce příkladů, byly rozpuštěny za laboratorní teploty ve vodě, za vzniku impregnačního roztoku. Testované vzorky jsou považovány za 100 % a byly ředěny vodou (filtrovanou, třístupňovým předfiltračním systémem odstaňujícím - deriváty chlóru a chlór, olovo, těžké kovy, organické sloučeniny a další usazeniny), na požadované koncentrace.

Impregnační kompozice se připraví rozpuštěním komplexotvomé látky: kyselina citrónová - 212 g/100 g, glycerin -196 g/100 g, dále pak kyselina salicylová- 35 g/100 g, ve vodě, viz tabulka příkladů níže.

Zůstatek do 100 % hmotnosti tohoto dezinfekčního přípravku tvoří demineralizovaná voda.

Příklad 3

Příprava s následným složením impregnačního přípravku - Profesionální tlaková impregnace, na ošetření dřeva (koncentrát).

Všechny uvedené substance (chemické látky) mají kapalnou/pevnou formu a jsou rozpustné ve vodě za studená. Níže uvedené látky byly míchány při teplotách v rozmezí 19 až 23 °C.

Suroviny (chemické látky) uvedené v tabulce příkladů, byly rozpuštěny za laboratorní teploty ve vodě, za vzniku algicidního roztoku. Testované vzorky jsou považovány za 100 % a byly ředěny vodou (filtrovanou, třístupňovým předfiltračním systémem odstaňujícím - deriváty chlóru a chlór, olovo, těžké kovy, organické sloučeniny a další usazeniny), na požadované koncentrace.

Algicidní kompozice se připraví rozpuštěním komplexotvomé látky: kyselina citrónová - 330 g/100 g, glycerin - 270 g/100 g, dále pak kyselina salicylová - 50 g/100 g, ve vodě, viz tabulka příkladů níže.

Zůstatek do 100 % hmotnosti tohoto dezinfekčního přípravku tvoří demineralizovaná voda.

Na základě níže uvedené tabulky příkladů bylo vybráno optimální složení ze sloupce 3.

Surovina (g/1000 g) koncentrát	1	2	3
Kyselina citrónová	133 g	212 g	330 g
Glycerin	120 g	196 g	270 g
Kyselina salicylová	18g	35 g	50 g
Voda	do 1000 g	do 1000 g	do 1000 g

Průmyslová využitelnost

Profesionální přípravek pro průmyslové ošetření dřeva:

- vakuová impregnace

- vakuově-tlaková impregnace

- ponořování/máčení dřeva

Vakuová impregnace dřeva:

Tato impregnace obecně zahrnuje pouze vakuovou fázi, která pracuje na chemické úrovni. Látky, používané při tlakové impregnaci reagují s dřevěnými vlákny a vytváření pevnější a odolnější strukturu. Používá se při impregnaci - dřevěných sloupů, dále pro impregnaci dřeva, které bude v dlouhodobém přímém styku se zemí nebo sladkou vodou - stavební konstrukce, palisády, mosty, kůly pro vinohrady apod.

- 10 CZ 38728 UI

Vakuově-tlaková impregnace dřeva:

Kombinuje vakuovou fázi, při kterém na dřevo působí podtlak a následně tlak impregnačního roztoku, aby se dosáhlo hloubkové ochrany proti škůdcům, hnilobě a vlhkosti. Tato metoda je efektivnější než běžné povrchové nátěry a prodlužuje životnost dřeva, zejména v exteriérech. Používá se u stavebního řeziva, dřevěných obkladů, podhledů, teras, zahradních domků, dále u pergol, dřevníků, přístřešků, zahradního nábytku apod.

Ponořování/máčení dřeva:

Provádí se v nádržích (specializovaných vanách) a to buď kontinuálně nebo v intervalech (diskontinuálně) - dřevo se ponoří celé, nebo na kontinuálních linkách, kde se jednotlivé kusy dřeva namáčí po jednom. Např. máčení po dobu 1 minuty odpovídá příjmu ochranné látky jako u dvojnásobného nátěru (postřiku). Touto metodou po dobu min. 30 min. lze docílit dostatečné povrchové ochrany, dle závislosti na koncentraci roztoku.

Je obecně známo, že při použití vodných roztoků lze impregnovat dřevo s vlhkostí do 40 %, které není napadeno plísněmi, škůdci atd.

Nehoblované řezivo má až dvojnásobný příjem impregnační látky na jednotku plochy než řezivo hoblované, což je významný rozdíl.

U máčení dřeva delšího než 24 hodin, je možné tímto způsobem zajistit účinnou hloubkovou ochranu. Máčení po dobu 1 minuty odpovídá příjmu ochranné látky jako u dvojnásobného nátěru (postřiku). Máčením dřeva po dobu min. 30 min. lze docílit jeho dostatečné povrchové ochrany (v závislosti na koncentraci roztoku).

Tlaková a vakuová impregnace má široké průmyslové využití, zejména v ochraně dřeva. Využívá se pro zvýšení odolnosti vůči vnějším vlivům, prodloužení životnosti a zlepšení mechanických vlastností dřeva. Tyto metody jsou klíčové v oblastech jako je stavebnictví, zahradní architektura, výroba nábytku a další.

Tlaková, dále tlaková-vakuová impregnace, včetně ošetření dřeva ponorem jsou efektivní a moderní technologie, s širokým spektrem průmyslového využití a to na základě výhod v oblasti ochrany dřevěných materiálů a zejména zlepšení jejich vlastností, v mnoha odvětvích průmyslu.

Claims (2)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Biokompozitní přípravek na ošetření a impregnaci dřeva, vyznačující se tím, že obsahuje kyselinu citrónovou v množství od 0,9 % hmota, do 48 % hmota., glycerin v množství od 5 0,5 % hmota, do 39 % hmota., kyselinu salicylovou v množství od 0,08 % hmota, do 15 % hmota, a zůstatek do 100 % hmota, tohoto přípravku tvoří voda.
2. 2. Biokompozitní přípravek na ošetření a impregnaci dřeva podle nároku 1, vyznačující se tím, že je ve formě roztoku.