SE509068C2 - Process for binding modification chemicals to solid wood products and to prevent cracking in these - Google Patents

Process for binding modification chemicals to solid wood products and to prevent cracking in these

Info

Publication number
SE509068C2
SE509068C2 SE9702865A SE9702865A SE509068C2 SE 509068 C2 SE509068 C2 SE 509068C2 SE 9702865 A SE9702865 A SE 9702865A SE 9702865 A SE9702865 A SE 9702865A SE 509068 C2 SE509068 C2 SE 509068C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
wood
temperature
chemicals
glycerol
heat treatment
Prior art date
Application number
SE9702865A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9702865L (en
SE9702865D0 (en
Inventor
Pertti Vitaniemi
Saila Jaemsae
Pentti Ek
Paavo Kontinen
Original Assignee
Valtion Teknillinen
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 Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Publication of SE9702865D0 publication Critical patent/SE9702865D0/en
Publication of SE9702865L publication Critical patent/SE9702865L/en
Publication of SE509068C2 publication Critical patent/SE509068C2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, 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
    • B27K5/00Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
    • B27K5/04Combined bleaching or impregnating and drying of wood
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, 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
    • B27K3/00Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02Processes; Apparatus
    • B27K3/0278Processes; Apparatus involving an additional treatment during or after impregnation
    • B27K3/0292Processes; Apparatus involving an additional treatment during or after impregnation for improving fixation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, 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
    • B27K3/00Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/34Organic impregnating agents
    • B27K3/346Grafting onto wood fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, 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
    • B27K3/00Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/34Organic impregnating agents
    • B27K3/36Aliphatic compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, 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
    • B27K3/00Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/34Organic impregnating agents
    • B27K3/38Aromatic compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, 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
    • B27K5/00Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
    • B27K5/001Heating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27KPROCESSES, 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
    • B27K5/00Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
    • B27K5/0085Thermal treatments, i.e. involving chemical modification of wood at temperatures well over 100°C
    • B27K5/009Thermal treatments, i.e. involving chemical modification of wood at temperatures well over 100°C using a well-defined temperature schedule

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

The invention concerns a method for binding modification chemicals to massive wood products. According to the invention, the wood products are first treated with the modification chemicals, such as aqueous solutions of maleic acid or maleic anhydride, and then the wood products are redried at a temperature of less than 100 DEG C until their humidity has decreased below 20 %. Finally, the wood products which thus have been treated with modification chemicals and predried are subjected to a heat treatment carried out at a temperature of more than 100 DEG C in order to bind the modification chemicals to the wood. The heat treatment can be carried out in a heat press. The invention makes it possible to avoid internal cracks in wood products which are big enough for practical purposes such as for use in various pieces of furniture.

Description

15 20 30 509 068 2 samtidigt förhindra uppkomsten av intern sprickbildning i träet. 15 20 30 509 068 2 at the same time prevent the occurrence of internal cracking in the wood.

Uppfinningen baserar sig på den tanken att en med modifieringskemikalier behandlad träprodukt torkas så länge att det inte bildas några sprickor under härdningen av produkten och att några modifieringskemikalier inte sipprar ut. I syrmerhet torkas träprodukten vid en temperatur av under 100 °C, tills fukthalten är lägre än 20 %.The invention is based on the idea that a wood product treated with modifying chemicals is dried so long that no cracks are formed during the curing of the product and that no modifying chemicals seep out. In particular, the wood product is dried at a temperature below 100 ° C, until the moisture content is lower than 20%.

Närmare bestämt kännetecknas det uppfinningsenliga förfarandet huvudsakligen av vad som är anfört i den kännetecknande delen av krav 1.More specifically, the inventive process is characterized mainly by what is stated in the characterizing part of claim 1.

F örfarandet enligt föreliggande uppfinning lärnpar sig för alla lösningsmedelsbaserade, i synnerhet vattenlösliga, modifieringskemikalier avsedda att bindas till träet vid höga tem- peraturer. Typiskt bildas det esterbindningar mellan modifieringskentikalierna och träets (t.ex. cellulosans och/eller hemicellulosans) OH-grupper i samband med värmebehandlin- gen. Som exempel på lämpliga modifieringskeniikalier kan maleinsyra och maleinsyraan- hydrid samt maleinsyra, som används i vattenlösningar möjligen tillsammans med glyce- rol, nämnas. Med maleinsyra och maleinsyraanhydrid kan träet plasticeras för formgivning (jfr ovarmämnda FI-patentslrrifien 91503). Exempel på andra modifieringskemikalier utgörs av bärnstenssyraarihydrid och motsvarande syra, som lämpar sig för termoplastice- ring av trä, liksom även flalsyraanhydrid och motsvarande syra.The process of the present invention is suitable for all solvent-based, in particular water-soluble, modifying chemicals intended to bind to the wood at high temperatures. Typically, ester bonds are formed between the modifying chemicals and the OH groups of the wood (eg cellulose and / or hemicellulose) in connection with the heat treatment. Examples of suitable modifying chemicals are maleic acid and maleic anhydride, as well as maleic acid, which is used in aqueous solutions possibly together with glycerol. With maleic acid and maleic anhydride, the wood can be plasticized for shaping (cf. the above-mentioned FI patent number 91503). Examples of other modifying chemicals are succinic anhydride and the corresponding acid, which are suitable for thermoplasticization of wood, as well as fl alkanoic anhydride and the corresponding acid.

Enligt en särskilt föredragen utföringsform impregneras träprodukten väsentligen djupare än bara på ytan med maleinsyraanhydrid, med en blandning av maleinsyraanhydrid och glycerol, med bärnstenssyraanhydrid eller med fialsyraanhydrid.In a particularly preferred embodiment, the wood product is impregnated substantially more deeply than just on the surface with maleic anhydride, with a mixture of maleic anhydride and glycerol, with succinic anhydride or with fi-anhydride.

Med “förbehandling avsedd träprodulct” avses inom ramen för föreliggande uppfinning en av trä tillverkad produkt, vars form eller egenskaper man önskar ändra. Man önskar till exempel bringa träprodukten i ett formbart eller plastiskt tillstånd för att formgiva den, . eller träet behandlas för att förbättra träets dimensionsstabilitet eller i synnerhet dess yt- a hårdhet. Enligt uppfinningen har den för behandling avsedda produkten typiskt åtminstone en måttlig tjocklek, som vanligen är större än ca 5 mm (= massivt trästycke). Det kan omfatta ett sammanhängande trästyeke av massivt trä, men även en laminerad produkt 10 15 20 lx) v: 3 1 509 oss (t.ex. en spän-platta eller en träfiberskiva) tillverkad av träfaner eller träspårr. Träprodukten kan också bestå av en struktur, vars enskilda träskikt är fästade vid varandra för att bilda ett laminat. I de sist nämnda fallen avses med träprodukt den skiktade eller laminerade pro- dukt som skall tillverkas och som kan impregneras antingen innan produkten utformas eller därefier.By "pretreatment intended wood product" is meant within the scope of the present invention a product made of wood, the shape or properties of which it is desired to change. For example, it is desired to bring the wood product into a moldable or plastic state to shape it. or the wood is treated to improve the dimensional stability of the wood or in particular its surface hardness. According to the invention, the product intended for treatment typically has at least a moderate thickness, which is usually greater than about 5 mm (= solid piece of wood). It may comprise a coherent solid wood fabric, but also a laminated product (15 lx) us (eg a clamping board or a fibreboard) made of wood veneer or wood groove. The wood product can also consist of a structure, the individual layers of wood of which are attached to each other to form a laminate. In the latter cases, wood product refers to the layered or laminated product to be manufactured and which can be impregnated either before the product is designed or there.

I det följande beskrivs uppfinningen närmare med maleinsyra och maleinsyraanhydrid som exempel. Det skall påpekas att förfarandet, med lämpliga modifikationer, kan tillämpas även på andra modifieringskemikalier.In the following, the invention is described in more detail with maleic acid and maleic anhydride as examples. It should be noted that the procedure, with appropriate modifications, can also be applied to other modification chemicals.

Uppfinningen omfattar tre steg, nämligen behandling av trästyckena med modifieringske- mikalier, torkning av trästyckena och värmebehandling av trästyckena (bindning av modi- fieringskemikalierna vid träet under användning av värme).The invention comprises three steps, namely treatment of the pieces of wood with modifying chemicals, drying of the pieces of wood and heat treatment of the pieces of wood (bonding of the modifying chemicals to the wood using heat).

Under det forsta steget impregneras trästyckena typiskt med en vattenlösning av maleinsy- ra eller maleinsyraarihydrid. Företrädesvis innehåller modifieringsärnnet även glycerol.During the first step, the pieces of wood are typically impregnated with an aqueous solution of maleic acid or maleic anhydride. Preferably, the modifier also contains glycerol.

Denna blandning framställs företrädesvis av maleinsyraanhydrid och glycerol. Ämnena blandas med vatten, varvid maleinsyraanhydrid hydrolyseras i vattenlösningen till malein- syra. Företrädesvis impregneras trärårnaterialet med en vattenlösning av maleinsyra och glycerol med en koncentration av 1 - 99 % och ett viktförhållande av 1:10 - 10:1 mellan maleinsyran och glycerolen. Företrädesvis används en tämligen koncentrerad lösning med en koncentration av ca 20 - 60 vikt-% och ett viktförhållande av ca 1:5 - 5:1 mellan malein- syran och glycerolen. Lösningsmängden som träprodukten impregneras med beror på vilket ändamål träprodukten är avsedd för och på träråmaterialet (träslag, trätätlret och träfuktighet). Vanligen impregneras trärnaterialet med så mycket lösning så att den tränger väsentligen djupare in i Iräprodukten än bara under ytan. Om träprodukten skall utsättas för en mekanisk formgivníngsbehandling, är det viktigt att även de inre delarna av träproduk- ten är så mjuka som möjligt. Således impregneras träet företrädesvis med åtminstone ca 20 kg, företrädesvis med ca 25 - 300 kg och särskilt företrädesvis med ca 30 - 140 kg av en maleinsyraanhydrid- och glycerolblandning per kubikmeter trä. Fuktigheten eller fukthal- ten av träet avsett för impregnering uppgår företrädesvis till 5 - 30 %, i synnerhet till ca 6 - 7 %. 10 15 20 25 30 509 068 4 Impregneringen kan utföras på så sätt att man i ett tryckkärl under minskat tryck först avlägsnar lufi ur trämaterialet, därefier inmatar impregneringslösningen i kärlet och låter lösningen penetrera under normalt tryck eller möjligen under högtryck (s.k. vakuumtryck- förfarande). Altemativt kan trämaterialet sänkas ned i impregneringslösningen för en så lång tid att lösningen hinner penetrera djupt in i träet (sänkningsförfarande). Om lösningen av maleinsyra och glycerol skall bringas endast till ytan av träprodukten, kan impregnerin- gen också utföras genom ytbestrykning.This mixture is preferably prepared from maleic anhydride and glycerol. The substances are mixed with water, whereby maleic anhydride is hydrolyzed in the aqueous solution to maleic acid. Preferably, the woody material is impregnated with an aqueous solution of maleic acid and glycerol having a concentration of 1 - 99% and a weight ratio of 1:10 - 10: 1 between the maleic acid and the glycerol. Preferably a rather concentrated solution is used with a concentration of about 20 - 60% by weight and a weight ratio of about 1: 5 - 5: 1 between the maleic acid and the glycerol. The amount of solution with which the wood product is impregnated depends on the purpose for which the wood product is intended and on the wood raw material (type of wood, wood wood and wood moisture). Usually the wood material is impregnated with so much solution that it penetrates significantly deeper into the wood product than just below the surface. If the wood product is to be subjected to a mechanical design treatment, it is important that the inner parts of the wood product are as soft as possible. Thus, the wood is preferably impregnated with at least about 20 kg, preferably with about 25 - 300 kg and most preferably with about 30 - 140 kg of a maleic anhydride and glycerol mixture per cubic meter of wood. The moisture or moisture content of the wood intended for impregnation preferably amounts to 5 - 30%, in particular to about 6 - 7%. 10 15 20 25 30 509 068 4 The impregnation can be carried out in such a way that in a pressure vessel under reduced pressure the lye is first removed from the wood material, where the impregnation solution is fed into the vessel and the solution is allowed to penetrate under normal pressure or possibly under high pressure. . Alternatively, the wood material can be immersed in the impregnation solution for such a long time that the solution has time to penetrate deep into the wood (lowering procedure). If the solution of maleic acid and glycerol is to be applied only to the surface of the wood product, the impregnation can also be carried out by surface coating.

Efier behandlingen med modifieringskemikaliema torkas träprodukten långsamt vid en låg temperatur, varvid lösningsmedlet avlägsnas och lärrmar den verksamma kemikalien i träet.After treatment with the modifying chemicals, the wood product is slowly dried at a low temperature, removing the solvent and depleting the active chemical in the wood.

Man låter torkningen fortskrida tills fukthalten i träet är lägre än 20 %, företrädesvis även lägre än 15 - 17 %. Torkningen kan utföras i rumstemperatur, men företrädesvis vid en förhöjd temperatur lägre än 100 °C. Företrädesvis utförs torkningen vid en temperatur av mellan 20 och 99 °C, särskilt företrädesvis mellan 30 och 95 °C. Vid värmebehandlingen kan man använda vilken i och för sig känd värmeanordning som helst, medelst vilken trästycket kan torkas i närvaro eller frånvaro av vattenånga, till exempel en torkugn, en inkubator eller motsvarande.The drying is allowed to proceed until the moisture content of the wood is lower than 20%, preferably also lower than 15-17%. The drying can be carried out at room temperature, but preferably at an elevated temperature lower than 100 ° C. Preferably, the drying is carried out at a temperature of between 20 and 99 ° C, particularly preferably between 30 and 95 ° C. In the heat treatment, any per se known heating device can be used, by means of which the piece of wood can be dried in the presence or absence of water vapor, for example a drying oven, an incubator or the like.

Enligt en föredragen uttöringsform utförs torkningen av träprodukten på så sätt, att tempe- raturerna av de inre delama av träprodukten respektive av träets yta bestäms kontinuerligt och att skillnaden dem emellan hålls rimligt liten. Företrädesvis uppgår temperaturskillna- den till högst 30 °C. Med uttrycket “den inre temperaturen av träet” avses temperaturen i träet på ett visst avstånd från ytan av träet. Beroende på formen av trästycket mäts “den inre temperaturen” typiskt på ett djup av åtminstone ca 2 - 5 cm. “Den yttre temperaturen” betecknar temperaturen på träytan eller något dänmder. Så motsvarar “den yttre tempera- turen” i många fall den omgivande temperaturen. Temperaturen höjs gradvis på så sätt, att temperaturskillnaden mellan träets yta och dess inre inte blir större än 30 °C. Fören-ädesvis hålls temperaturskillnaden på en nivå av 10 - 30 °C. Denna utföringsforrn kan realiseras på så sätt, att åtminstone två givare anordnas på ett provstycke, av vilken den ena mäter träets inre temperatur och den andra träets yttemperatur. Vid torkning av större mängder träpro- dukter bör flera provstycken förses med givare. I industriell skala kan ett värmeprogram för varje grupp av träprodukter bestämmas, där man tar hänsyn till utgångsfuktighetens inver- 10 15 20 25 30 5 509 oss kan på processen.According to a preferred form of drying, the drying of the wood product is carried out in such a way that the temperatures of the inner parts of the wood product and of the surface of the wood are determined continuously and that the difference between them is kept reasonably small. Preferably, the temperature difference does not exceed 30 ° C. The term "the internal temperature of the wood" refers to the temperature of the wood at a certain distance from the surface of the wood. Depending on the shape of the piece of wood, the "internal temperature" is typically measured at a depth of at least about 2 - 5 cm. "External temperature" refers to the temperature of the wood surface or something dänmder. In many cases, the “external temperature” corresponds to the ambient temperature. The temperature is gradually raised in such a way that the temperature difference between the surface of the wood and its interior does not exceed 30 ° C. Generally, the temperature difference is maintained at a level of 10-30 ° C. This embodiment can be realized in such a way that at least two sensors are arranged on a test piece, one of which measures the internal temperature of the wood and the surface temperature of the other wood. When drying large quantities of wood products, prov your test pieces should be equipped with sensors. On an industrial scale, a heating program for each group of wood products can be determined, taking into account the potential of the starting moisture in the process.

Efter torkningen utsätts de impregnerade och förtorkade produkterna för en värmebehand- ling, som utförs vid en temperatur av över 100 °C, företrädesvis av ca 100 - 200 °C.After drying, the impregnated and dried products are subjected to a heat treatment, which is carried out at a temperature of over 100 ° C, preferably of about 100 - 200 ° C.

När ärrmet används för plasticering av trä, kan man utnyttja det värme i träet som gene- rerats under torkningen. Om träet blivit avkylt efter torkningen måste det värmas på nytt till en temperatur av över 50 °C, företrädesvis under 150 °C, tex. till ca 50 - 100 °C eller upp till 120 °C. Uppvärmningstiden är mellan ett par minuter och några timmar. Behand- lingstiden beror på styckets tjocklek och på mängden impregneringslösning, vanligen räcker det med en 30 - 90 minuters behandling, men även kortare eller längre tider är möjli- ga. Enligt en föredragen utföringsform utförs värmebehandlingen genom ångning under normalt tryck. Träet innehållande modifieringskerriikalier plasticeras sedan genom vär- meinverkan, varvid det kan böjas i önskad form och/eller komprimeras. Böjningen av träet efter impregneringen och värmebehandlingen är avsevärd.When the scar is used for plasticizing wood, you can use the heat in the wood generated during drying. If the wood has cooled down after drying, it must be reheated to a temperature above 50 ° C, preferably below 150 ° C, e.g. to about 50 - 100 ° C or up to 120 ° C. The warm-up time is between a couple of minutes and a few hours. The treatment time depends on the thickness of the piece and on the amount of impregnation solution, usually a 30 - 90 minute treatment is enough, but even shorter or longer times are possible. According to a preferred embodiment, the heat treatment is performed by steaming under normal pressure. The wood containing modifying ceramics is then plasticized by the action of heat, whereby it can be bent into the desired shape and / or compressed. The bending of the wood after the impregnation and heat treatment is considerable.

Efter formgivningen av träet binds modifieringskemikaliema vid träprodukten, till exempel i en inkubator, vid en temperatur av åtminstone 150 °C, vanligen ca 150 - 200 °C, företrä- desvis ca 170 - 180 °C. Tiden för värmebehandlingen ligger typiskt på mellan ca 10 min. och 3 timmar; beroende på trästyckets tjocklek och mängden impregneringslösning kan även längre eller kortare tider användas. Under värmebehandlingen avdunstar flyktiga beståndsdelar, vilket befiärnjar tvärbindningsreaktioner i träet.After shaping the wood, the modifying chemicals are bound to the wood product, for example in an incubator, at a temperature of at least 150 ° C, usually about 150 - 200 ° C, preferably about 170 - 180 ° C. The time for the heat treatment is typically between about 10 minutes. and 3 hours; depending on the thickness of the piece of wood and the amount of impregnation solution, longer or shorter times can also be used. During the heat treatment, volatile constituents evaporate, which initiates crosslinking reactions in the wood.

Bindningen kan också utföras direkt på en torkad träprodtilct, t.ex. i en termokomprimerare eller en värmepress vid temperaturer över 100 °C. Styckena kan också komprimeras i pressen.The binding can also be performed directly on a dried wood product, e.g. in a thermocompressor or a heat press at temperatures above 100 ° C. The pieces can also be compressed in the press.

Utgående fiän våra test uppnås avsevärda fördelar med föreliggande uppfinning. Sålunda blir provstyckena genomfärgade och avsevärt hårdare på ytan. Behandlingen minskar också träets svällning och förbättrar dess stabilitet mot röta. Träet uppvisar inga inre sprickor.Based on our tests, significant benefits are achieved with the present invention. Thus, the specimens become completely colored and considerably harder on the surface. The treatment also reduces the swelling of the wood and improves its stability against rot. The wood has no internal cracks.

I det följande beskrivs uppfinningen närmare medelst några tillämpningsexempel. 10 15 20 25 30 509 068 6 Exemplen 1 - 3 beskriver en situation, där provstyckena omedelbart efier impregneringen utsatts för en värmebehandling vid en temperatur av 150 °C utan mellantorkning. Då sipp- rar ämnet ut och inre sprickor bildas i styckena. ASE-värdena för minskad svällning är dåliga. Exemplen 4 och 5 beskriver en situation, där provstyckena torkas tills de uppvisar en fukthalt som är lägre än 20 % innan bindningen äger rum vid en hög temperatur; ämnet sipprar inte ut.In the following, the invention is described in more detail by means of some application examples. Examples 1 - 3 describe a situation where the test pieces are immediately after the impregnation subjected to a heat treatment at a temperature of 150 ° C without intermediate drying. Then the substance seeps out and internal cracks form in the pieces. The ASE values for reduced swelling are poor. Examples 4 and 5 describe a situation where the specimens are dried until they have a moisture content of less than 20% before the bonding takes place at a high temperature; the substance does not leak out.

Exempel 1 (jämförelse) När provstycken av tall (storlek: 20 mm x 20 mm x 360 mm) impregnerades med en 40 %-ig MG-lösning, uppgick mängden absorberat verksamt ärrme till 260 kg/m3. ASE- värdet för minskad svällning i tangentialriktningen uppgick till 40 % efter en två dygns nedsänlcning i vatten, och i radialrilctriingen till 42 % jämfört med ett kontrollstycke mättat med vatten.Example 1 (comparison) When pine pine specimens (size: 20 mm x 20 mm x 360 mm) were impregnated with a 40% MG solution, the amount of active sleeve absorbed was 260 kg / m 3. The ASE value for reduced swelling in the tangential direction amounted to 40% after a two-day immersion in water, and in the radial flow to 42% compared with a control piece saturated with water.

Exempel 2 (jämßrelse) Absorptionen av provstycken som vakuumirnpregnerats med en 40 %-ig MG-lösning uppgick till 130 kg/m3. Svâllningen i radialrilctriingen minskade med 18 % jämfört med ett obehandlat sampel.Example 2 (comparison) The absorption of specimens vacuum-impregnated with a 40% MG solution was 130 kg / m 3. The swelling in the radial flow decreased by 18% compared with an untreated sample.

Exempel 3 (jämförelse) Trästycken av al och björk med en tjocklek av 20 - 23 mm, en bredd av ca 50 mm och en längd av ca l m impregnerades med en 30 %-ig blandning av maleinsyraanhydrid och glycerol. Provstyckena härdades i en värmepress vid en temperatur av 160 °C och kompri- merades med ca 20 %. Efier komprimeringen var tjockleken ca 18,5 mm. Sprickor bildades i ca 70 % av de komprimerade trästyckena under begynnelseskedet av ångningen och ämnet sipprade ut. 10 15 20 25 509 068 Exempel 4 Provstycken (25 x 100 x 500 mm) av tall och björk impregnerades med MG-lösningar med olika koncentrationer av 20, 30 och 40 % i mängder av 100 - 300 kg verksamt ämne per kubikmeter. Efter impregneringen torkades provstyckena vid en temperatur av 70 °C för 2 till 7 dygn innan maleinsyran bundits vid träet vid en temperatur av 160 °C (behandlings- tid: 2 timmar). Efier en nedsänkning i vatten under ett dygn minskade den tangentiala svällningen (ASE) hos björkstyckena med 81 till 96 % och den radiala med 80 till 94 %.Example 3 (comparison) Wood pieces of alder and birch with a thickness of 20 - 23 mm, a width of about 50 mm and a length of about 1 m were impregnated with a 30% mixture of maleic anhydride and glycerol. The specimens were cured in a heat press at a temperature of 160 ° C and compressed by about 20%. The compression was about 18.5 mm thick. Cracks formed in about 70% of the compressed pieces of wood during the initial stage of steaming and the substance leaked out. 10 4 20 25 509 068 Example 4 Samples (25 x 100 x 500 mm) of pine and birch were impregnated with MG solutions with different concentrations of 20, 30 and 40% in amounts of 100 - 300 kg of active substance per cubic meter. After impregnation, the specimens were dried at a temperature of 70 ° C for 2 to 7 days before the maleic acid was bound to the wood at a temperature of 160 ° C (treatment time: 2 hours). After immersion in water for 24 hours, the tangential swelling (ASE) of the birch pieces decreased by 81 to 96% and the radial by 80 to 94%.

Mängden av absorberat vatten minskade med 70 till 95 % jämfört med ett obehandlat stycke. ASE-svällningen hos tallstyckena uppgick till 70 - 87 % i tangentialriktningen.The amount of water absorbed decreased by 70 to 95% compared to an untreated piece. The ASE swelling of the pine pieces amounted to 70 - 87% in the tangential direction.

Mängden absorberat vatten minskade med 37 - 88 % jämfört med obehandlat trä.The amount of water absorbed decreased by 37 - 88% compared to untreated wood.

Trästyckena behandlade på det ovarmämnda sättet lämpar sig för användning i våtutrym- men inom- och utomhus, till exempel i badrum.The pieces of wood treated in the above-mentioned manner are suitable for use in wet areas indoors and outdoors, for example in bathrooms.

Exempel 5 De mellantorkade styckena i exempel 4 komprimerades med ca 20 % i en värmepress vid en temperatur av 160 °C. Inget ämne sipprade ut ur provstyckena och inga sprickor kunde observeras ha uppstått däri. Provstyckena lades i vatten för ett dygn. Tjocklekssvällningen hos björkstyckena uppgick till 1,2 - 1,6 % och svällningen på bredden till 0,5 - 1,1 %.Example 5 The intermediate dried pieces of Example 4 were compressed by about 20% in a heat press at a temperature of 160 ° C. No substance leaked out of the specimens and no cracks could be observed to have occurred in it. The specimens were placed in water for 24 hours. The thickness swelling of the birch pieces amounted to 1.2 - 1.6% and the swelling of the width to 0.5 - 1.1%.

Tjockleks-svällningen hos tallstyckena uppgick till 1,4 - 3,8 % och svällningen på bredden till 1,2 - 3,6 %. De obehandlade komprimerade kontrollstyckena återfick nästan helt sina ursprungliga dimensioner efier en vattenläggning på ett dygn. Brinell-hårdheten hos björk- och tallstyckena uppgick till 5 - 10.The thickness swelling of the pine pieces amounted to 1.4 - 3.8% and the swelling of the width to 1.2 - 3.6%. The untreated compressed control pieces almost completely regained their original dimensions or a one-day irrigation. The brinell hardness of the birch and pine pieces was 5 - 10.

Tack vare mellantorkningen sipprade det inte något verksamt ämne ut under komprimerin- gen. En tillräcklig mängd av ämnet hålls alltså kvar och kompressionen upphävs inte heller under våta förhållanden.Due to the intermediate drying, no active substance leaked out during the compaction. A sufficient amount of the substance is thus retained and the compression is not canceled even in wet conditions.

Claims (15)

10 15 20 25 30 509 068 Patentkrav:10 15 20 25 30 509 068 Patent claims: 1. Förfarande för att binda modifieringskemikalier vid massiva träprodulcter och för att förhindra inre sprickbildning i dessa, k ä n n e t e c k n at av en kombination av följ ande steg: i - träproduldema behandlas med modifieringskemikaliema, - efter behandlingen torkas träprodukterna vid en temperatur av under 100 °C, tills deras fiikthalt är lägre än 20 %, och - de med modifieringskemikaliema behandlade och förtorkade träproduktema ut- sätts för en värmebehandling utförd vid en temperatur av över 100 °C för att binda modifieringskemikalierna vid träet.A method for binding modifying chemicals to solid wood products and to prevent internal cracking in them, characterized by a combination of the following steps: i - the wood products are treated with the modifying chemicals, - after the treatment the wood products are dried at a temperature below 100 ° C, until their fi content is lower than 20%, and - the wood products treated and dried with the modifying chemicals are subjected to a heat treatment carried out at a temperature of over 100 ° C to bind the modifying chemicals to the wood. 2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det behandlas trästycken som är tillräckligt stora för att användas t.ex. i möbler.Method according to claim 1, characterized in that pieces of wood which are large enough to be used, e.g. in furniture. 3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at av att träproduktema behandlas med lösningsbaserade kemikalier, som kan bilda esterbindningar med träets OH-grupper.3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the wood products are treated with solution-based chemicals, which can form ester bonds with the OH groups of the wood. 4. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n at av att man som modifieringskemikalie använder en vattenlösning av maleinsyra och glycerol.Process according to one of the preceding claims, characterized in that an aqueous solution of maleic acid and glycerol is used as the modifying chemical. 5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att vattenlösningen av maleinsyra och glycerol framställs genom att bilda en 1:10 - 10: 1-blandning av maleinsyraanhydrid och glycerol, som löses i vatten för att bilda en lösning med en koncentration av 1 - 99 %.Process according to claim 4, characterized in that the aqueous solution of maleic acid and glycerol is prepared by forming a 1:10 - 10: 1 mixture of maleic anhydride and glycerol, which is dissolved in water to form a solution with a concentration of 1 - 99%. 6. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n at av att man bildar en vattenlösning av maleinsyraarihydrid och glycerol, vars koncentration uppgår till ca 20 - 60 vikt-% och som uppvisar ett viktförhållande mellan maleinsyraanhydrid och glycerol på ca 1:5 - 5:1.Process according to Claim 5, characterized in that an aqueous solution of maleic anhydride and glycerol is formed, the concentration of which is about 20 to 60% by weight and which has a weight ratio of maleic anhydride to glycerol of about 1: 5 to 5: 1. 7. Förfarande enligt något av kraven 4 - 6, k ä n n e t e c k n at av att träsubstansen imp- regneras med åtminstone ca 20 kg, företrädesvis med ca 25 - 300 kg och särskilt företrädes- vis med ca 30 - 140 kg av blandningen av maleinsyra och glycerol per kubikmeter trä. 10 15 20 25 509 068 9Process according to one of Claims 4 to 6, characterized in that the wood substance is impregnated with at least about 20 kg, preferably with about 25 to 300 kg and particularly preferably with about 30 to 140 kg of the mixture of maleic acid and glycerol per cubic meter of wood. 10 15 20 25 509 068 9 8. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e te c k n at av att man som modifieringskemikalier använder bärnstenssyraanhydrid eller ftalsyraanhydrid.Process according to Claim 1, characterized in that succinic anhydride or phthalic anhydride is used as modification chemicals. 9. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av att förtorknin- gen utförs vid en temperatur av ca 20 - 99 °C.Process according to one of the preceding claims, characterized in that the pre-drying is carried out at a temperature of about 20 - 99 ° C. 10. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n at av att skillna- den mellan temperaturema i träets inre och på dess yttre yta hålls på en nivå av mindre än 30 °C under förtorkningen.10. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the difference between the temperatures in the interior of the wood and on its outer surface is kept at a level of less than 30 ° C during pre-drying. 11. 1 1. Förfarande enligt krav 10, k ä n n e t e c k n at av att temperaturema i träets inre delar respektive på träets yttre yta mäts kontinuerligt och temperaturen för behandlingen anpas- sas så, att differensen mellan den inre och den yttre temperaturen uppgår till ca 10 - 30 °C.Method according to claim 10, characterized in that the temperatures in the inner parts of the wood and on the outer surface of the wood are measured continuously and the temperature for the treatment is adjusted so that the difference between the inner and the outer temperature amounts to about 10 30 ° C. 12. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n at av att den förtorkade träprodukten utsätts för en värmebehandling utförd vid en temperatur av 100 - 200 °C.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the dried wood product is subjected to a heat treatment carried out at a temperature of 100 - 200 ° C. 13. Förfarande enligt krav 12, k ä n n e t e c k n at av att träprodukten värmebehandlas i en värmepress.13. A method according to claim 12, characterized in that the wood product is heat treated in a heat press. 14. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n at av att träpro- dukten före värmebehandlingen för bindning av modifieringskemikaliema utsätts för en värmebehandling vid en temperatur av ca 50 - 150 °C för att plasticera träprodukten för formgivning.14. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the wood product is subjected to a heat treatment at a temperature of about 50 - 150 ° C before the heat treatment for bonding the modification chemicals to plasticize the wood product for shaping. 15. Förfarande enligt krav 14, k ä n n e t e c k n at av att den formgivna träprodukten utsätts för en värmebehandling vid en temperatur av över 150 °C för att härdas åtminstone på ytan.15. A method according to claim 14, characterized in that the shaped wood product is subjected to a heat treatment at a temperature of over 150 ° C in order to harden at least on the surface.
SE9702865A 1995-02-06 1997-08-06 Process for binding modification chemicals to solid wood products and to prevent cracking in these SE509068C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI950519A FI96930C (en) 1995-02-06 1995-02-06 Method for fixing modification chemicals and preventing internal cracks in wood pieces
PCT/FI1996/000069 WO1996024472A1 (en) 1995-02-06 1996-02-06 Method for fixing modification chemicals to solid wood products and for preventing microcracks therein

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9702865D0 SE9702865D0 (en) 1997-08-06
SE9702865L SE9702865L (en) 1997-10-06
SE509068C2 true SE509068C2 (en) 1998-11-30

Family

ID=8542776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9702865A SE509068C2 (en) 1995-02-06 1997-08-06 Process for binding modification chemicals to solid wood products and to prevent cracking in these

Country Status (4)

Country Link
AU (1) AU4542596A (en)
FI (1) FI96930C (en)
SE (1) SE509068C2 (en)
WO (1) WO1996024472A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3018715A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-25 Arc Nucleart PROCESS FOR THE TREATMENT BY DENSIFICATION OF A MATERIAL COMPRISING WOOD BY ESTERIFICATION REACTION BETWEEN SUCCINIC ACID AND GLYCEROL

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63147602A (en) * 1986-12-11 1988-06-20 大倉工業株式会社 Manufacture of improved wood
FI91503C (en) * 1992-01-07 1994-07-11 Valtion Teknillinen A method for softening wood, especially for shaping
EP0622163B1 (en) * 1993-04-21 1996-08-28 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Process for upgrading low-quality wood

Also Published As

Publication number Publication date
FI96930B (en) 1996-06-14
SE9702865L (en) 1997-10-06
FI950519A0 (en) 1995-02-06
FI96930C (en) 1996-09-25
WO1996024472A1 (en) 1996-08-15
AU4542596A (en) 1996-08-27
SE9702865D0 (en) 1997-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zelinka et al. Review of wood modification and wood functionalization technologies
CN103481342B (en) The timber of acetylation
AU2004202262B2 (en) Methods for esterifying hydroxyl groups in wood
Umar et al. Oil-heat treatment of rubberwood for optimum changes in chemical constituents and decay resistance
KR101982625B1 (en) Chemically modified wood and non-wood products and methods for the production thereof
Kong et al. Development of schedule to steaming prior to drying and its effects on Eucalyptus grandis× E. urophylla wood
Suri et al. Comparison of physical and mechanical properties of Paulownia tomentosa and Pinus koraiensis wood heat-treated in oil and air
CN101502975A (en) Process for wood acetylation and product thereof
Martha et al. Effect of glycerol-maleic anhydride treatment on technological properties of short rotation teak wood
ZA200506412B (en) Process for upgrading wood parts
Kim et al. Dimensional stabilisation of Scots pine (Pinus sylvestris L.) sapwood by reaction with maleic anhydride and sodium hypophosphite
Wu et al. Improvement of Bamboo Properties via In Situ Construction of Polyhydroxyethyl Methylacrylate and Polymethyl Methylacrylate Networks.
SE509980C2 (en) Procedure for bonding oil to wood
SE509068C2 (en) Process for binding modification chemicals to solid wood products and to prevent cracking in these
US20180111286A1 (en) Process of Improving the Dimensional Stability of Wood and Dimensional Stabile Wood Thereof
JPH056481B2 (en)
Fadl et al. Enhancement of the dimensional stability of natural wood by impregnates
JP2009172787A (en) Method for producing heat-treated lumber
Yu et al. Study on Microwave Pretreatment Technology to Improve the Effect of Shellac Impregnation of Fast-Growing Chinese Fir
FI91503C (en) A method for softening wood, especially for shaping
JP5363405B2 (en) Wood modification method and wood
JPS58181604A (en) Method of improving woody material
FR2909026A1 (en) Chemical stabilization of a substrate of materials comprising wood, comprises contacting the substrate with aliphatic dicarboxylic acid compound
Hoydonckx et al. Renewable furfuryl resin technology for wood modification
CN105473295A (en) Chemically modified wood and non-wood products and methods for the production thereof

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed