PL203990B1 - Sposób wytwarzania wyrobów drewnianych - Google Patents

Sposób wytwarzania wyrobów drewnianych

Info

Publication number
PL203990B1
PL203990B1 PL376366A PL37636603A PL203990B1 PL 203990 B1 PL203990 B1 PL 203990B1 PL 376366 A PL376366 A PL 376366A PL 37636603 A PL37636603 A PL 37636603A PL 203990 B1 PL203990 B1 PL 203990B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
mixtures
wood
catalyst
impregnating agent
acid
Prior art date
Application number
PL376366A
Other languages
English (en)
Other versions
PL376366A1 (pl
Inventor
Andreas Krause
Holger Militz
Original Assignee
Basf Ag
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 Basf Ag filed Critical Basf Ag
Publication of PL376366A1 publication Critical patent/PL376366A1/pl
Publication of PL203990B1 publication Critical patent/PL203990B1/pl

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02—Processes; Apparatus
    • B27K3/15—Impregnating involving polymerisation including use of polymer-containing impregnating agents
    • B27K3/156—Combined with grafting onto wood fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02—Processes; Apparatus
    • B27K3/08—Impregnating by pressure, e.g. vacuum impregnation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02—Processes; Apparatus
    • B27K3/15—Impregnating involving polymerisation including use of polymer-containing impregnating agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/34—Organic impregnating agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/34—Organic impregnating agents
    • B27K3/343—Heterocyclic compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K5/00—Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
    • B27K5/06—Softening or hardening of wood
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31971—Of carbohydrate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31971—Of carbohydrate
    • Y10T428/31975—Of cellulosic next to another carbohydrate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31971—Of carbohydrate
    • Y10T428/31975—Of cellulosic next to another carbohydrate
    • Y10T428/31978—Cellulosic next to another cellulosic
    • Y10T428/31982—Wood or paper
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31971—Of carbohydrate
    • Y10T428/31975—Of cellulosic next to another carbohydrate
    • Y10T428/31978—Cellulosic next to another cellulosic
    • Y10T428/31986—Regenerated or modified
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31971—Of carbohydrate
    • Y10T428/31989—Of wood
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/4935—Impregnated naturally solid product [e.g., leather, stone, etc.]
    • Y10T428/662—Wood timber product [e.g., piling, post, veneer, etc.]

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wyrobów drewnianych o zwiększonej twardości powierzchniowej i małej emisji formaldehydu.
Określenie wyrób drewniany oznacza tu wyrób kształtowy z litego drewna, w tym forniry. Wyrób drewniany i środek impregnujący powinny tworzyć poniekąd materiał kompozytowy, w przypadku którego pozytywne właściwości naturalnego wyrobu drewnianego, w szczególności wygląd, są zachowane, ale jedna lub więcej fizycznych i biologicznych właściwości są znacznie polepszone. Dotyczy to w szczególności twardości powierzchniowej.
Z publikacji „Treatment of timber with water soluble dimethylol resins to improve the dimensional stability and durability, w Wood Science and Technology 1993, strony 347-355, wiadomo, że kurczenie się i pęcznienie drewna oraz odporność na działanie grzybów i owadów może być zwiększona przez podziałanie na drewno środkiem impregnującym, stanowiącym wodny roztwór dimetylolodihydroksyetylenomocznika (DMDHEU czyli 1,3-bis(hydroksymetylo)-4,5-dihydroksyimidazolidyn-2-onu) i katalizatora. Jako katalizatory stosuje się sole metali, kwas cytrynowy i sole aminowe, pojedynczo lub w mieszaninie. DMDHEU stosuje się w roztworze wodnym w stężeniu 5-20%. Dodawana ilość katalizatora wynosi 20%, w przeliczeniu na ilość DMDHEU. Impregnację prowadzi się pod zmniejszonym ciśnieniem. W podwyższonej temperaturze zachodzi reakcja samego DMDHEU i reakcja DMDHEU z drewnem. Reakcja zachodzi w cią gu jednej godziny w piecu suszarniczym, w temperaturze 80°C lub 100°C. Tak potraktowane próbki drewna wykazują polepszone do 75% właściwości pod względem kurczliwości i pęcznienia, przy 20% stężeniu DMDHEU. W ten sposób badano wyrób drewniany o wymiarach 20 mm x 20 mm x 10 mm. Opisany sposób moż na stosować tylko w przypadku mał ych wymiarów wyrobu drewnianego, ponieważ drewno konstrukcyjne potraktowane w ten sposób ma tendencję do pękania w przypadku większych wymiarów.
Z publikacji W.D. Ellis, J.L. O'Dell, „Wood-Polymer Composites Made with Acrylic Monomers, Isocyanate and Maleic Anhydride, w Journal of Applied Polymer Science, tom 73, strony 2493-2505 (1999), wiadomo, że na naturalne drewno można działać pod zmniejszonym ciśnieniem mieszaniną akrylanów, izocyjanianu i bezwodnika maleinowego. Stosowane substancje reagują ze sobą ale nie reagują z drewnem. W wyniku takiej impregnacji wzrasta gęstość, twardość i odporność na dyfuzję pary wodnej. Polepsza się również hydrofobowość i stabilność wymiarów drewna.
W EP-B 0891244 ujawniono impregnowanie wyrobów drewnianych z litego drewna polimerem rozkładalnym biologicznie, żywicą naturalną i/lub estrem kwasu tłuszczowego, ewentualnie pod zmniejszonym ciśnienia i/lub zwiększonym ciśnieniem. Impregnację prowadzi się w podwyższonej temperaturze. Pory w drewnie zostają w co najmniej znacznym stopniu wypełnione i powstaje wyrób kształtowy zawierający drewno i polimer rozkładalny biologicznie. Nie zachodzi przy tym reakcja polimeru z drewnem. W wyniku tego rodzaju obróbki nie zatracają się charakterystyczne właściwości drewna, rozkładalność biologiczna i właściwości mechaniczne. Może być zwiększona termoplastyczność. W zależności od ilości wprowadzonego polimeru, następuje wzrost twardości powierzchniowej wskutek wprowadzenia polimeru do matrycy drewniane], dzięki czemu drewno konstrukcyjne z natury miękkie jest odpowiednie także na podłogi wysokiej jakości.
W SE-C 500039 opisano sposób utwardzania drewna z prasowaniem, w którym niepoddane obróbce drewno impregnuje się różnymi aminowymi monomerami na bazie melaminy i formaldehydu metodą impregnacji próżniowej, a następnie suszy i utwardza w prasie z prasowaniem w podwyższonej temperaturze. Jako środki sieciujące wymieniono między innymi DMDHEU, dimetylolomocznik, dimetoksymetylomocznik, dimetyloloetylenomocznik, dimetylolopropylenomocznik i dimetoksymetylouron. Wadą tego sposobu jest to, że w wyniku prasowania naturalna budowa drewna ulega zniszczeniu i że emisja formaldehydu z gotowego wyrobu drewnianego jest stosunkowo duża, w zależności od stosowanego środka sieciującego.
Istniała potrzeba opracowania sposobu zwiększania twardości powierzchniowej wyrobów drewnianych, także o stosunkowo dużych wymiarach, pozbawionego wad znanych sposobów, w szczególności nie prowadzącego do pęknięć w drewnie, zapewniającego niską emisję formaldehydu i umożliwiającego uzyskanie wyrobów drewnianych, w których zachowana jest naturalna struktura drewna. Stwarza to różne korzystne możliwości zastosowania wyrobów drewnianych, w szczególności zastosowania jako parkietu.
PL 203 990 B1
Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania wyrobów drewnianych o zwiększonej twardości powierzchniowej, polegającego na tym, że niepoddany obróbce wyrób drewniany impregnuje się wodnym roztworem.
A) środka impregnującego stanowiącego 1,3-bis(hydroksymetylo)-4,5-dihydroksyimidazolidyn-2-on modyfikowany metanolem, etanolem, n-propanolem, izopropanolem, n-butanolem, n-pentanolem, glikolem etylenowym, glikolem dietylenowym, glikolem 1,2- i 1,3-propylenowym, glikolem 1,2-, 1,3i 1,4-butylenowym, glicerolem, poli(glikolami etylenowymi) o wzorze HO(CH2CH2O)nH, w którym n oznacza 3-20, lub ich mieszaninami, oraz
B) katalizatora wybranego z grupy obejmującej sole amonowe i sole metali, kwasy organiczne i nieorganiczne oraz ich mieszaniny, suszy się , a nastę pnie utwardza w podwyż szonej temperaturze.
Korzystnie stosuje się równocześnie środek impregnujący
C) z grupy obejmującej 1,3-bis(hydroksymetylo)-4,5-dihydroksyimidazolidyn-2-on, 1,3-dimetylo-4,5-dihydroksyimidazolidyn-2-on, dimetylolomocznik, bis(metoksymetylo)mocznik, tetrametyloloacetylenodimocznik, 1,3-bis(hydroksymetylo)imidazolidyn-2-on, metylolometylomocznik i mieszaniny tych związków .
Korzystnie stosuje się równocześnie środek impregnujący
D) z grupy obejmującej C1-C5 alkohol, poliol i ich mieszaniny.
Korzystnie stosuje się równocześnie metanol, etanol, n-propanol, izopropanol, n-butanol, n-pentanol, glikol etylenowy, glikol dietylenowy, glikol 1,2- i 1,3-propylenowy, glikol 1,2-, 1,3- i 1,4-butylenowy, glicerol, poli(glikole etylenowe) o wzorze HO(CH2CH2O)nH, w którym n oznacza 3-20, albo ich mieszaniny.
Szczególnie korzystnie stosuje się równocześnie metanol, glikol dietylenowy lub ich mieszaniny.
Korzystnie środki impregnujące A) i ewentualnie C) i D) stosuje się w stężeniu 1-60% wagowych w roztworze wodnym.
Korzystnie jako katalizator B) stosuje się sole metali z grupy obejmującej halogenki metali, siarczany metali, azotany metali, tetrafluoroborany metali, fosforany metali i ich mieszaniny.
Szczególnie korzystnie jako katalizator B) stosuje się sole metali z grupy obejmującej chlorek magnezu, siarczan magnezu, chlorek cynku, chlorek litu, bromek litu, trifluorek boru, chlorek glinu, siarczan glinu, azotan cynku, tetrafluoroboran sodu i ich mieszaniny.
Korzystnie jako katalizator B) stosuje się sole amonowe z grupy obejmującej chlorek amonu, siarczan amonu, szczawian amonu, fosforan diamonowy i ich mieszaniny.
Korzystnie jako katalizator B) stosuje się kwasy organiczne lub nieorganiczne, wybrane z grupy obejmującej kwas maleinowy, kwas mrówkowy, kwas cytrynowy, kwas winowy, kwas szczawiowy, kwas p-toluenosulfonowy, kwas chlorowodorowy, kwas siarkowy, kwas borowy i ich mieszaniny.
Szczególnie korzystnie jako katalizator B) stosuje się chlorek magnezu.
Korzystnie katalizator B) stosuje się w stężeniu 0,1-10% wagowych, w przeliczeniu na ilość środka impregnującego A) oraz ewentualnie C) i D).
Korzystnie impregnowany wyrób drewniany suszy się w temperaturze 20-60°C.
Korzystnie impregnowany i wysuszony wyrób drewniany utwardza się w temperaturze 80-170°C.
Korzystnie impregnowany i wysuszony wyrób drewniany utwardza się w temperaturze 90-150°C.
Korzystnie impregnowany i wysuszony wyrób drewniany utwardza się w ciągu od 10 minut do 72 godzin.
Korzystnie po impregnacji i suszeniu wyrób drewniany zamocowuje się podczas utwardzania.
Szczególnie korzystnie wyrób drewniany zamocowuje się w ogrzewanej prasie.
Jeżeli razem ze środkiem impregnującym A) stosuje się środek impregnujący C), to jego ilość korzystnie wynosi 1-60% wagowych, w przeliczeniu na masę środka impregnującego A).
Jeżeli razem ze środkiem impregnującym A) stosuje się środek impregnujący D), to jego ilość korzystnie wynosi 1-40% wagowych, w przeliczeniu na masę środka impregnującego A).
W sposobie według wynalazku jako katalizator B) szczególnie przydatne są chlorek magnezu, chlorek cynku, siarczan magnezu i siarczan glinu, a zwłaszcza chlorek magnezu.
Katalizator B) korzystnie stosuje się w stężeniu 0,1-10% wagowych, szczególnie korzystnie 0,2-8% wagowych, a zwłaszcza 0,3-5% wagowych, w przeliczeniu na środek impregnujący A) oraz ewentualnie C) i D).
Modyfikowany 1,3-bis(hydroksymetylo)-4,5-dihydroksyimidazolidyn-2-on (mDMDHEU) ujawniono np. w US 4396391 i WO 98/29393. Jest to produkt reakcji 1,3-bis(hydroksymetylo)-4,5-dihydroksyimidazolidyn-2-onu z alkoholem C1-C5, poliolem lub ich mieszaninami.
PL 203 990 B1
Przy wytwarzaniu pochodnych 1,3-bis(hydroksymetylo)-4,5-dihydroksyimidazolidyn-2-onu (mDMDHEU), miesza się DMDHEU i alkohol jednowodorotlenowy i/lub poliol, przy czym alkohol jednowodorotlenowy i/lub poliol stosuje się w ilości 0,1 -2,0 równoważników molowych każdego z tych związków, w przeliczeniu na ilość DMDHEU. Mieszaninę DMDHEU i alkoholu jednowodorotlenowego i/lub poliolu poddaje się reakcji w temperaturze 20-70°C i przy wartości pH 1-2,5, przy czym po zakończeniu reakcji odczyn doprowadza się do wartości pH 4-8.
W sposobie wedł ug wynalazku impregnację moż na prowadzić pod zmniejszonym ciś nieniem, a nastę pnie prowadzić ją pod zwię kszonym ciś nieniem. Wyrób drewniany w urzą dzeniu do impregnacji poddaje się działaniu zmniejszonego ciśnienia 1-10 kPa przez okres od 10 minut do 2 godzin, korzystnie około 30 minut, w zależności od wymiarów wyrobu drewnianego, a następnie zalewa środkiem impregnującym. Korzystne okazało się zmniejszone ciśnienie około 5 kPa, przez jedną godzinę. Alternatywnie wyrób drewniany można najpierw zalać w urządzeniu impregnującym środkiem impregnującym i następnie poddać działaniu zmniejszonego ciśnienia 1-10 kPa przez wyżej podany okres czasu.
Następnie wyrób podaje się działaniu ciśnienia 0,2-2 MPa, korzystnie 1-1,2 MPa, w zależności od wymiarów wyrobu drewnianego, przez okres od 10 minut do 2 godzin, korzystnie około jednej godziny. Proces prowadzony pod zmniejszonym ciśnieniem jest szczególnie wskazany w połączeniu z duż ym udziałem wagowym środka impregnującego.
Po fazie ciśnieniowej usuwa się pozostałą ciecz i impregnowany wyrób drewniany zamocowuje się i wstępnie suszy w temperaturze 20-40°C. Wstępne suszenie oznacza, że wyrób drewniany suszy się do zawartości wilgoci poniżej punktu nasycenia włókien, który w zależności od rodzaju drewna wynosi około 30%. Wstępne suszenie przeciwdziała niebezpieczeństwu pękania drewna. W przypadku małoformatowego wyrobu drewnianego, np. fornirów, można zrezygnować ze wstępnego suszenia. W przypadku wyrobu drewnianego o wię kszych wymiarach, wstę pne suszenie jest jednak zawsze wskazane.
Środek impregnujący wprowadzony do drewna przereagowuje sam i z drewnem, korzystnie pod działaniem temperatury od około 70°C do 170°C, korzystnie 80 - 150°C, przez okres od 10 minut do 72 godzin. Reakcja środka impregnującego może zachodzić szczególnie w około 120°C, w ciągu około 12 godzin. W wyniku tego nie tylko zostają wypełnione środkiem impregnującym pory w drewnie, ale i zachodzi sieciowanie pomiędzy środkiem impregnującym i drewnem. W przypadku fornirów można stosować raczej wyższą temperaturę i krótszy czas.
Nowym sposobem poniekąd wytwarza się nowy materiał, w którym proporcja drewna do środka impregnującego stanowi wartość rzędu około 1:0,3 do 1. Masa nowego materiału jest większa od masy niepoddanego obróbce drewna o około 30% do 100%. Materiał ma polepszone użyteczne właściwości techniczne, które mogą być wykorzystane w praktyce i jednocześnie atrakcyjny wygląd drewna. Twardość powierzchniowa ulega zwiększeniu około 2- do 3-krotnie. Osiągalna jest twardość Brinella w zakresie 80-100 N/mm2, np. w przypadku buku, natomiast buk niepoddany obróbce wykazuje twardość Brinella około 30-37 N/mm2. Ponadto w porównaniu z drewnem usieciowanym tradycyjną żywicą mocznikowo-formaldehydową, emisja formaldehydu jest znacznie zmniejszona, co jest ważne zwłaszcza przy zastosowaniu wewnętrznym. Dzięki temu udostępniono nowe dziedziny zastosowań, w szczególności jako materiałów w postaci parkietów drewnianych. Udostępniono materiał łatwy do pielęgnacji, trwały i nadający się do stosowania przy dużych obciążeniach. Ponadto zmniejszona jest wrażliwość na zmieniające się warunki klimatyczne, w szczególności na wilgotność.
W szczególnej postaci wynalazku, impregnowany i wstę pnie wysuszony wyrób drewniany dla zamocowania jest mocno przytrzymywany w ogrzewanej prasie. Umożliwia to przeciwdziałanie w prosty sposób wypaczaniu się wyrobu drewnianego i jednocześnie prowadzenie utwardzania środka impregnującego. Stosuje się przy tym stosunkowo mały nacisk, wskutek czego zachowana jest struktura wyrobu drewnianego.
Wynalazek ilustrują następujące przykłady.
P r z y k ł a d 1
W tym przykł adzie obróbce poddano wierzchnie warstwy gotowego parkietu. Wierzchnie warstwy mogą być z drewna bukowego, ale możliwe są również inne dające się impregnować rodzaje drewna. Możliwe jest także prowadzenie etapów procesu w podobny sposób przy wytwarzaniu parkietu jednowarstwowego, desek podłogowych, a także innego rodzaju drewna.
1) 50% wodny roztwór DMDHEU modyfikowany glikolem dietylenowym i metanolem (mDMDHEU) zmieszano z 1,5% MgCl2 x 6H2O. Do urządzenia impregnującego wprowadzono surowe deszPL 203 990 B1 czułki górnej warstwy, wysuszone do około 12% wilgotności drewna. W urządzeniu impregnującym wytworzono zmniejszone ciśnienie bezwzględne 10 kPa i utrzymywano je przez 30 minut, a następnie napełniono urządzenie środkiem impregnującym. Następnie zwiększono ciśnienie do 1 MPa i utrzymywano je przez jedną godzinę. Zakończono fazę ciśnieniową i usunięto pozostałą ciecz.
2) Impregnowane deszczułki górnej warstwy zamocowano w stosach, w sposób uniemożliwiający ich wypaczanie się. Deszczułki wysuszono przez około 7 dni w temperaturze 40°C.
Reakcję pomiędzy drewnem i środkiem impregnującym z uzyskaniem materiału kompozytowego przeprowadzono w ten sposób, że deszczułki wprowadzono do ogrzewanej prasy. Prasę ogrzano do 130°C i deszczułki sprasowano przy 0,9 N/mm2. Długotrwałość działania temperatury zależała od rodzaju drewna i wymiarów deszczułek. W przypadku deszczułek o grubości 4-5 mm czas reakcji wynosił około 1 godziny.
Po ochłodzeniu deszczułek można było je dalej poddawać obróbce tak jak deszczułki niepoddane obróbce. Wymiary deszczułek wynosiły 500 mm x 100 m x 4 mm.
Zawartość formaldehydu
Zawartość formaldehydu w drewnie mierzono metodą butelkową, na podstawie EN 717 część 4.
T a b e l a 1
Drewno Rodzaj obróbki Zawartość formaldehydu Polepszenie
Deszczułki bukowe 30% DMDHU; 1,5%MgGi2x6H2O 28,27*
Deszczułki bukowe 30% mDMDHU; 1,5%MgGi2x6H2O 9,69* 66%
*Stężenie wyrażono w mg formaldehydu na 100 g drewna
Wyrób drewniany poddany obróbce modyfikowanym DMDHEU miał w bardzo dużym stopniu zmniejszoną zawartość formaldehydu, w porównaniu z materiałem drewnianym poddanym obróbce zwykłym DMDHEU.
Drewno Twardość Brinella Polepszenie
Niepoddane obróbce 35 N/mm2
Poddane obróbce 73 N/mm2 109%
W wyniku tego procesu twardość powierzchniowa zwię kszył a się w bardzo duż ym stopniu. Pomiary przeprowadzono na podstawie EN 1534.
P r z y k ł a d 2
W tym przykładzie wytworzono lite panele z drewna sosnowego, składające się z deszczułek o wymiarach 500 mm x 30 mm x 30 mm.
DMDHEU modyfikowany glikolem dietylenowym i metanolem (mDMDHEU) rozcieńczono wodą do 30% wag. i zmieszano z 1,5% MgCl2 x 6H2O. Do urządzenia impregnującego wprowadzono surowe deszczułki, wysuszone do około 12% wilgotności drewna. Urządzenie to napełniono środkiem impregnującym i wytworzono zmniejszone ciśnienie bezwzględne 4 kPa i utrzymywano je przez 30 minut. Następnie zwiększono ciśnienie do 1 MPa i utrzymywano je przez 2 godziny. Zakończono fazę ciśnieniową i usunięto pozostałą ciecz. Deszczułki wysuszono przez zamocowanie ich w stosach, w sposób uniemożliwiający ich wypaczanie się. Suszenie prowadzono przez okres 15 dni w temperaturze pokojowej. W celu skrócenia czasu suszenia wstępnego można również stosować zwykłą komorę suszarniczą i podwyższoną temperaturę.
Deszczułki ogrzano do około 105°C w warunkach wymuszonego obiegu powietrza, przy utrzymywaniu ich zamocowania. Długotrwałość działania temperatury zależała od rodzaju drewna i wymiarów deszczułek. W przypadku deszczułek o grubości 3 cm czas reakcji wynosił około 48 godzin. Po ochłodzeniu deszczułek można je było sklejać w celu otrzymania paneli, tak jak niepoddane obróbce części z litego drewna.
Zawartość formaldehydu
Zawartość formaldehydu w drewnie mierzono metodą butelkową, na podstawie EN 717 część 4.
PL 203 990 B1
T a b e l a 2
Drewno Rodzaj obróbki Zawartość formaldehydu Polepszenie
Niepoddane obróbce deszczułki z drewna bielu sosnowego 30% DMDHU; 1,5%MgCl2x6H2O 19,11*
Poddane obróbce deszczułki z drewna bielu sosnowego 30% mDMDHU; 1,5%MgCl2x6H2O 7,91* 59%
*Stężenie wyrażono w mg formaldehydu na 100 g drewna
Wyrób drewniany poddany obróbce modyfikowanym DMDHEU miał w bardzo dużym stopniu zmniejszoną zawartość formaldehydu, w porównaniu z materiałem drewnianym poddanym obróbce zwykłym DMDHEU.
T a b e l a 3
Drewno Twardość Brinella Polepszenie
Niepoddane obróbce 16 N/mm2
Poddane obróbce 30 N/mm2 88%
W wyniku tego procesu twardość powierzchniowa zwię kszył a się w bardzo duż ym stopniu. Pomiary przeprowadzono na podstawie EN 1534.

Claims (18)

1. Sposób wytwarzania wyrobów drewnianych o zwiększonej twardości powierzchniowej, znamienny tym, że niepoddany obróbce wyrób drewniany impregnuje się wodnym roztworem
A) środka impregnującego stanowiącego 1,3-bis(hydroksymetylo)-4,5-dihydroksyimidazolidyn-2-on modyfikowany metanolem, etanolem, n-propanolem, izopropanolem, n-butanolem, n-pentanolem, glikolem etylenowym, glikolem dietylenowym, glikolem 1,2- i 1,3-propylenowym, glikolem 1,2-, 1,3- i 1,4-butylenowym, glicerolem, poli(glikolami etylenowymi) o wzorze HO(CH2CH2O)nH, w którym n oznacza 3-20, lub ich mieszaninami, oraz
B) katalizatora wybranego z grupy obejmującej sole amonowe i sole metali, kwasy organiczne i nieorganiczne oraz ich mieszaniny, suszy się , a nastę pnie utwardza w podwyż szonej temperaturze.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ż e równocześnie stosuje się środek impregnują cy C) z grupy obejmującej 1,3-bis(hydroksymetylo)-4,5-dihydroksyimidazolidyn-2-on, 1,3-dimetylo-4,5-dihydroksyimidazolidyn-2-on, dimetylolomocznik, bis(metoksymetylo)mocznik, tetrametyloloacetylenodimocznik, 1,3-bis(hydroksymetylo)imidazolidyn-2-on, metylolometylomocznik i mieszaniny tych związków.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ż e równocześnie stosuje się środek impregnujący D) z grupy obejmującej C1-C5 alkohol, poliol i ich mieszaniny.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że równocześnie stosuje się metanol, etanol, n-propanol, izopropanol, n-butanol, n-pentanol, glikol etylenowy, glikol dietylenowy, glikol 1,2- i 1,3-propylenowy, glikol 1,2-, 1,3- i 1,4-butylenowy, glicerol, poli(glikole etylenowe) o wzorze HO (CH2CH2O)nH, w którym n oznacza 3-20, albo ich mieszaniny.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że równocześnie stosuje się metanol, glikol dietylenowy lub ich mieszaniny.
6. Sposób wedł ug zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, ż e ś rodki impregnują ce A) i ewentualnie C) i D) stosuje się w stężeniu 1-60% wagowych w roztworze wodnym.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako katalizator B) stosuje się sole metali z grupy obejmują cej halogenki metali, siarczany metali, azotany metali, tetrafluoroborany metali, fosforany metali i ich mieszaniny.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że jako katalizator B) stosuje się sole metali z grupy obejmują cej chlorek magnezu, siarczan magnezu, chlorek cynku, chlorek litu, bromek litu, trifluorek boru, chlorek glinu, siarczan glinu, azotan cynku, tetrafluoroboran sodu i ich mieszaniny.
PL 203 990 B1
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ż e jako katalizator B) stosuje się sole amonowe z grupy obejmują cej chlorek amonu, siarczan amonu, szczawian amonu, fosforan diamonowy i ich mieszaniny.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako katalizator B) stosuje się kwasy organiczne lub nieorganiczne, wybrane z grupy obejmującej kwas maleinowy, kwas mrówkowy, kwas cytrynowy, kwas winowy, kwas szczawiowy, kwas p-toluenosulfonowy, kwas chlorowodorowy, kwas siarkowy, kwas borowy i ich mieszaniny.
11. Sposób według zastrz. 7 albo 8, znamienny tym, że jako katalizator B) stosuje się chlorek magnezu.
12. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że katalizator B) stosuje się w stężeniu 0,1-10% wagowych, w przeliczeniu na ilość środka impregnującego A) oraz ewentualnie C) i D).
13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że impregnowany wyrób drewniany suszy się w temperaturze 20-60°C.
14. Sposób według zastrz. 1 albo 13, znamienny tym, że impregnowany i wysuszony wyrób drewniany utwardza się w temperaturze 80-170°C.
15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że impregnowany i wysuszony wyrób drewniany utwardza się w temperaturze 90-150°C.
16. Sposób według zastrz. 1 albo 13, znamienny tym, że impregnowany i wysuszony wyrób drewniany utwardza się w ciągu od 10 minut do 72 godzin.
17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po impregnacji i suszeniu wyrób drewniany zamocowuje się podczas utwardzania.
18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że wyrób drewniany zamocowuje się w ogrzewanej prasie.
PL376366A 2002-10-04 2003-10-01 Sposób wytwarzania wyrobów drewnianych PL203990B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002146400 DE10246400A1 (de) 2002-10-04 2002-10-04 Verfahren zur Verbesserung der Oberflächenhärte eines Holzkörpers mit einer wässrigen Lösung eines Imprägniermittels

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL376366A1 PL376366A1 (pl) 2005-12-27
PL203990B1 true PL203990B1 (pl) 2009-11-30

Family

ID=32086845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL376366A PL203990B1 (pl) 2002-10-04 2003-10-01 Sposób wytwarzania wyrobów drewnianych

Country Status (19)

Country Link
US (1) US7494718B2 (pl)
EP (1) EP1554093B1 (pl)
JP (1) JP4496408B2 (pl)
KR (1) KR20050097913A (pl)
CN (1) CN100522520C (pl)
AT (1) ATE321635T1 (pl)
AU (1) AU2003276016B2 (pl)
BR (1) BR0314993B1 (pl)
CA (1) CA2501053C (pl)
DE (2) DE10246400A1 (pl)
DK (1) DK1554093T3 (pl)
ES (1) ES2262026T3 (pl)
MX (1) MXPA05003418A (pl)
NO (1) NO333050B1 (pl)
PL (1) PL203990B1 (pl)
PT (1) PT1554093E (pl)
RU (1) RU2005113174A (pl)
UA (1) UA80564C2 (pl)
WO (1) WO2004033171A1 (pl)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10246400A1 (de) 2002-10-04 2004-08-05 Georg-August-Universität Göttingen Verfahren zur Verbesserung der Oberflächenhärte eines Holzkörpers mit einer wässrigen Lösung eines Imprägniermittels
BRPI0608757A2 (pt) * 2005-03-04 2016-11-08 Basf Ag uso de uma composição aquosa, processo para a produção de corpos moldados a partir de materiais finamente divididos à base de lignocelulose, corpo moldado, e, material finamente dividido à base de lignocelulose
DE102005010041A1 (de) * 2005-03-04 2006-09-07 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffen
DE102006019817A1 (de) * 2005-05-02 2006-11-09 Basf Ag Verfahren zur Behandlung von Holzoberflächen
DE102005045533A1 (de) * 2005-09-23 2007-03-29 Basf Ag Verwendung von modifizierten Holzwerkmaterialien zur Herstellung von Gegenständen
DE102005045929A1 (de) 2005-09-26 2007-03-29 Variotec Sandwichelemente Gmbh & Co. Kg Tür
DE102005047363A1 (de) 2005-10-04 2007-04-12 Basf Ag Formaldehydarmes Lignocellulosematerial und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102005047362A1 (de) * 2005-10-04 2007-04-12 Basf Ag Herstellung modifizierter Lignocellulosematerialien
DE102005050658A1 (de) * 2005-10-20 2007-04-26 Basf Ag Verfahren zur Verminderung der Absorption von Wasser und Wasserdampf und zur Erhöhung der Dimensionsstabilität von Papier und Papierprodukten und Verwendung von beschichteten Papierprodukten
DE102005061998A1 (de) * 2005-12-23 2007-07-05 Basf Ag Verfahren zur Herstellung modifizierter Furnierwerkstoffe
KR100804471B1 (ko) * 2006-12-11 2008-02-20 (주)포조피아 목화석 제조방법
DE102007005527A1 (de) 2007-02-03 2008-08-07 Alzchem Trostberg Gmbh Verfahren zur Behandlung von Holzteilen
DE102010009309A1 (de) 2009-02-20 2011-02-03 Technische Universität Dresden Verfahren zur dreidimensionalen Umformung und Formfixierung von Furnieren
CA2768388C (en) * 2009-07-14 2016-08-30 Kemira Oyj Biocidal composition for wood, method for wood treatment, and wood produced thereby
CN102320069A (zh) * 2011-09-22 2012-01-18 东北林业大学 化学功能改良木材的脆性抑制方法
CN103737684B (zh) * 2013-12-26 2016-02-24 浙江大学 提升人工林木材密度的方法
CN107116638A (zh) * 2017-05-17 2017-09-01 安徽省舒城华竹实业有限公司 一种高阻燃重组竹的制备方法
RU2664249C1 (ru) * 2017-09-19 2018-08-15 Ксилеко, Инк Целлюлозные и лигноцеллюлозные структурные материалы и способы, и системы для производства таких материалов
CN109435002A (zh) * 2018-10-17 2019-03-08 合肥慧林建材有限公司 一种资源节约型板材制备方法
CN109129812A (zh) * 2018-10-17 2019-01-04 合肥慧林建材有限公司 一种无醛防水木质人造板的制备工艺
CN109278151A (zh) * 2018-10-17 2019-01-29 合肥慧林建材有限公司 一种防火阻燃密度板材的制备方法
EP3795317B1 (en) 2019-09-18 2023-06-07 Georg-August-Universität Göttingen Modified timber

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3826770A (en) * 1972-03-13 1974-07-30 Chembond Corp Stabilized mixture of urea formaldehyde and methylolureas
GB1509000A (en) * 1974-06-28 1978-04-26 Research Corp Composition and process for treating timber
US4396391B2 (en) * 1982-06-30 1993-03-16 Treating cellulose textile fabrics with dimenthylol dihydroyethyleneuree-polyol
US4908238A (en) * 1984-07-02 1990-03-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Temperature adaptable textile fibers and method of preparing same
SE500039C2 (sv) 1985-10-10 1994-03-28 Traeteknik Centrum Förfarande för hårdgörning av trä
US5225047A (en) * 1987-01-20 1993-07-06 Weyerhaeuser Company Crosslinked cellulose products and method for their preparation
US5160582A (en) * 1989-06-07 1992-11-03 Chisso Corporation Cellulose-based, inflammable, bulky processed sheets and method for making such sheets
US5384012A (en) * 1993-02-12 1995-01-24 James River Corporation Of Virginia Process for crosslinking of cellulosic fibers
ES2154897T3 (es) 1996-04-01 2001-04-16 Rettenbacher Markus Dipl Ing Cuerpo formado compuesto de madera impregnada.
DE19654739A1 (de) * 1996-12-30 1998-07-02 Basf Ag Gemischt-alkylierte bzw. -hydroxyalkoxyalkylierte methylolierte 4,5-Dihydroxy-imidazolidin-2-one
TWI224995B (en) * 1998-03-19 2004-12-11 Ciba Sc Holding Ag Stabilization of wood substrates
DE10246400A1 (de) 2002-10-04 2004-08-05 Georg-August-Universität Göttingen Verfahren zur Verbesserung der Oberflächenhärte eines Holzkörpers mit einer wässrigen Lösung eines Imprägniermittels

Also Published As

Publication number Publication date
DK1554093T3 (da) 2006-06-19
EP1554093A1 (de) 2005-07-20
US7494718B2 (en) 2009-02-24
DE10246400A1 (de) 2004-08-05
AU2003276016B2 (en) 2009-05-07
MXPA05003418A (es) 2005-07-05
CN1703307A (zh) 2005-11-30
CN100522520C (zh) 2009-08-05
DE50302845D1 (de) 2006-05-18
CA2501053A1 (en) 2004-04-22
PL376366A1 (pl) 2005-12-27
AU2003276016A1 (en) 2004-05-04
RU2005113174A (ru) 2005-10-10
BR0314993A (pt) 2005-08-09
BR0314993B1 (pt) 2014-07-29
US20060051607A1 (en) 2006-03-09
CA2501053C (en) 2013-07-02
PT1554093E (pt) 2006-05-31
NO333050B1 (no) 2013-02-18
JP2006502879A (ja) 2006-01-26
NO20051653L (no) 2005-05-03
ES2262026T3 (es) 2006-11-16
UA80564C2 (en) 2007-10-10
EP1554093B1 (de) 2006-03-29
WO2004033171A1 (de) 2004-04-22
KR20050097913A (ko) 2005-10-10
ATE321635T1 (de) 2006-04-15
JP4496408B2 (ja) 2010-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL203990B1 (pl) Sposób wytwarzania wyrobów drewnianych
CA2501052C (en) Method for improving the durability, dimensional stability and surface hardness of a wooden body
JP5150268B2 (ja) 木材材料を製造する方法
US5770319A (en) Densification of lignocellulosic material
CA3157506C (en) METHOD FOR PREPARING COMPRESSED WOOD ARTICLE
CN101277797B (zh) 低甲醛的木素纤维素材料及其生产方法
EP0502640A1 (en) Densification of lignocellulosic material
NZ539622A (en) Method for improving the surface hardness of a wooden body using an aqueous solution of an impregnating agent
CN1267259C (zh) 一种木材浸注树脂压密方法
PL203530B1 (pl) Sposób wytwarzania wyrobów drewnianych
NZ539623A (en) Method for improving the durability, dimensional stability and surface hardness of a wooden body