PL209060B1 - Sposób przebarwiania drewna, w którym na materiał drzewny działa się amoniakiem - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób przebarwiania drewna, w którym na materiał drzewny działa się amoniakiem.

Zmianę naturalnej barwy drewna uzyskuje się albo metodą barwienia, w której substancje barwiące nanosi się na powierzchnię drewna lub wprowadza w głąb materiału drzewnego, albo metodami przebarwiania drewna, w których na materiał drzewny działa się związkami wywołującymi zmiany w skł adzie chemicznym drewna, na skutek czego drewno zmienia barwę bez usuwania naturalnego rysunku i usłojenia. Znane jest poddawanie drewna działaniu amoniaku, który wchodzi w reakcje, chemiczną z zawartym w materiale drzewnym garbnikiem, na skutek czego drewno zmienia zabarwienie i przybiera kolor ciemnoszary lub brązowy. Wybarwienia uzyskiwane przez działanie amoniakiem są bardzo trwałe, odporne na działanie światła i czynników atmosferycznych. Znane i stosowane są metody przebarwiania drewna przez jego moczenie lub gotowanie w roztworze wody amoniakalnej oraz poddawanie działaniu w obiegu zamkniętym parogazowej mieszaniny pary wodnej i amoniaku i/lub polarnego lotnego związku chemicznego jednak są one niedogodne ze względu na długotrwałość procesu, konieczność ostrożnego, a zatem czasochłonnego suszenia przebarwionego produktu, utrzymujący się w nim zapach amoniaku, duże ilości odpadów toksycznych w ślad za tym niebezpieczeństwo skażenia środowiska.

Przebarwianie drewna, jak wynika z opisu patentowego PL 195348, uzyskuje się przez umieszczenie go w gazoszczelnej komorze i poddanie w obiegu zamkniętym działaniu parogazowej mieszaniny pary wodnej i amoniaku i/lub polarnego lotnego związku chemicznego w temperaturze nie niższej niż 120°C i nie wyższej niż 240°C, korzystnie 130-190°C przez czas nie krótszy niż 6 godzin i nie dłuższy niż 96 godzin, korzystnie 24-48 godzin, przy czym stężenie amoniaku w medium parogazowym jest nie niższe niż 1%, korzystnie 5-10%. Metoda ta cechuje się dużymi startami w materiale i nie może być stosowana przy przebarwianiu delikatnych elementów drewnianych, np. forniru, dodatkowo efektem ubocznym tej metody jest duża ilość odpadów toksycznych.

Przebarwianie drewna uzyskuje się także w trakcie procesów jego termicznej modyfikacji. Jak wynika z opisów patentów: US 4377040, EP 0612595, EP 0622163, EP 623433. EP 0759137 dotyczących termicznej modyfikacji drewna, efektem ubocznym tego procesu jest ciemnienie drewna będące następstwem działania na materiał drzewny temperaturą i np. parą wodną lub gazem obojętnym.

Ponieważ jednak celem tych wynalazków jest modyfikacja drewna a nie jego przebarwianie, nie rozwiązują one problemu uzyskiwania barwy drewna w żądanym odcieniu.

Metoda regulowania i kontrolowania barwy drewna znana jest z opisu patentu chińskiego CN 1449900. Polega ona na działaniu na drewno w zamkniętym pojemniku nasyconą parą wodną w temperaturze 200°C i jest przeznaczona do przebarwiania gatunków drzew szybko rosnących.

W rozwiązaniu według wynalazku wykorzystano i skojarzono opisane wyżej wła ściwości amoniaku w zakresie jego oddziaływania na przebarwianie drewna, a także znany wpływ temperatury w warunkach podciśnienia celem stworzenia metody przebarwiania drewna pozwalającej uzyskiwać trwałe kolory wyrobów drewnianych w różnej gamie odcieni.

W sposobie wedł ug wynalazku umieszczone w gazoszczelnej komorze drewno o wilgotnoś ci w zakresie od 10% do 20%, poddaje się w obiegu zamkniętym w komorze podciśnieniowej działaniu amoniaku w postaci gazowej przy zachowaniu przez cały proces przebarwiania stałej temperatury 30°C oraz podciśnienia w przedziale wielkości od 0,8 MPa, do 0,0 MPa, przez czas od 24 h do kilku dni w zależności od gatunku drewna oraz jego wymiarów.

Opuszczający gazoszczelną komorę gaz jest wykorzystywany do dalszego użycia.

Sposób według wynalazku, z efektami oddziaływania amoniaku na składniki drewna, w szczególności na te, które posiadają sprzężony układ wiązań podwójnych (lignina, garbniki) pozwala na efektywne sterowanie procesami przebarwiania drewna bez względu na rozmiary elementów poddanych procesowi i kontrolowanie zakresu ich barwy w skali od jasnobrązowej do ciemnobrunatnej, prawie czarnej, co było dotychczas nieosiągalne w stosowanych metodach przebarwiania drewna przy użyciu amoniaku. Proces przebarwienia drewna można połączyć również z procesem termicznej modyfikacji drewna. Dzięki prowadzeniu procesu w obiegu zamkniętym jest on całkowicie bezpieczny dla środowiska, a ponownie wykorzystywany amoniak w kolejnym procesie przebarwiania podnosi w istotny sposób bezpieczeństwo procesu, który może być z powodzeniem stosowany w każdych warunkach przemysłowych.

PL 209 060 B1

Wynalazek przedstawiony jest szczegółowo w poniższych przykładach realizacji.

P r z y k ł a d 1

Elementy z drewna dębowego (Quercus L.) (lamela pełna, lamela klejona, fryza lub tarcica o wilgotności 10%) został umieszczony w komorze próżniowej, wyposażonej w urządzenia pozwalające na wytworzenie temperatury w wysokości 30°C i podciśnienia w wysokości 0,8 MPa oraz doprowadzenie amoniaku w postaci gazowej z możliwością utrzymania takiego klimatu przez okres kilku dni. Okres przebywania drewna dębowego w określonym wyżej środowisku uzależniony jest od grubości elementów poddawanych przebarwianiu. Elementy o grubości od 4 mm do 6 mm wymagają od 24 do 36 godzin przebarwiania, natomiast elementy grubsze, wymagają relatywnie dłuższego okresu przebarwiania. Drewno dębowe podczas procesu przebarwiania uzyskało brązową barwę przy jednoczesnym zachowaniu swojego naturalnego rysunku drewna i charakterystycznego dla dębu błyszcza.

P r z y k ł a d 2

Elementy z drewna robinia akacjowa (Robinia pseudoacacia L.) powszechnie zwana akacją (lamela, fryza, tarcica) o wilgotności 25% został umieszczony w komorze próżniowej, wyposażonej w urządzenia pozwalają ce na wytworzenie temperatury w wysokości 30°C i podciśnienia w wysokości 0,8 MPa oraz doprowadzenie amoniaku w postaci gazowej z możliwością utrzymania takiego klimatu przez okres kilku dni. Okres przebywania drewna robinia akacjowa w określonym wyżej środowisku uzależniony jest od grubości elementu poddawanego przebarwianiu. Elementy o grubości od 4 mm do 6 mm wymagają od 24 do 36 godzin przebarwiania, natomiast elementy grubsze wymagają relatywnie dłuższego okresu przebarwiania. Drewno akacjowe (robinia akacjowa), które normalnie posiada przebarwienia, plamy oraz brunatne i ciemne smugi po poddaniu procesowi przebarwiania, uzyskało przepiękny kolor złocistego brązu w tonacji od jasnej do bardzo ciemnej, eksponując i uwypuklając naturalny, uroczy rysunek drewna oraz wyeliminowało wszystkie wyżej wymienione wady.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób przebarwiania drewna, w którym na materiał drzewny działa się amoniakiem, znamienny tym, że umieszczone w gazoszczelnej komorze drewno o wilgotności w zakresie od 10% do 30%, poddaje się w obiegu zamkniętym w komorze podciśnieniowej działaniu amoniaku w postaci gazowej przy zachowaniu przez cały proces przebarwiania stałej temperatury 30°C oraz podciśnienia w przedziale wielkości od 0,8 MPa, do 0,0 MPa, przez czas od 24 h do kilku dni w zależności od gatunku drewna oraz jego wymiarów.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że amoniak w stanie gazowym doprowadzany jest do komory gazoszczelnej w której utrzymywane jest podciśnienie w przedziale wielkości od 0,8 MPa, do 0,0 MPa, korzystnie 0,8 MPa.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że temperatura w komorze gazoszczelnej w trakcie procesu przebarwiania jest stała przez cały proces i wynosi 30°C.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wilgotność materiału drzewnego poddawanego procesowi przebarwiania mieści się w zakresie wilgotności od 10% do
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że opuszczający gazoszczelną komorę gaz jest ponownie wykorzystywany w kolejnym procesie przebarwiania.