SK51092006A3 - Zariadenie a spôsob povrchovej úpravy dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva - Google Patents

Zariadenie a spôsob povrchovej úpravy dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva Download PDF

Info

Publication number
SK51092006A3
SK51092006A3 SK5109-2006A SK51092006A SK51092006A3 SK 51092006 A3 SK51092006 A3 SK 51092006A3 SK 51092006 A SK51092006 A SK 51092006A SK 51092006 A3 SK51092006 A3 SK 51092006A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
wood
plasma
based materials
treated
generated
Prior art date
Application number
SK5109-2006A
Other languages
English (en)
Inventor
Mirko �Ern�K
Jozef R�He�
Original Assignee
Fakulta Matematiky, Fyziky A Informatiky Univerzity Komensk�Ho
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 Fakulta Matematiky, Fyziky A Informatiky Univerzity Komensk�Ho filed Critical Fakulta Matematiky, Fyziky A Informatiky Univerzity Komensk�Ho
Priority to SK5109-2006A priority Critical patent/SK51092006A3/sk
Priority to EP07861188A priority patent/EP2095694A1/en
Priority to PCT/SK2007/050022 priority patent/WO2008085139A1/en
Publication of SK51092006A3 publication Critical patent/SK51092006A3/sk
Priority to FI20100489U priority patent/FI9072U1/fi

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/60—Deposition of organic layers from vapour phase
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H05H1/2439—Surface discharges, e.g. air flow control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/06—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to wood
    • B05D7/08—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to wood using synthetic lacquers or varnishes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H05H1/2418—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes the electrodes being embedded in the dielectric
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H05H1/2437—Multilayer systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/14—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by electrical means
    • B05D3/141—Plasma treatment
    • B05D3/142—Pretreatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/52—Two layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

7Τ
Zariadenie a spôsob na povrchovú úpravu dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva
Oblasť techniky
Vynález sa týka zariadenia a spôsobu na povrchové úpravy dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva elektrickou plazmou povrchových bariérových elektrických výbojov pri tlakoch blízkych atmosférickému a následných povrchových úpravy takto opracovaných materiálov.
Doterajší stav techniky
Východiskové drevené materiály ako dosky, dýhy a drevené vlákna veľmi často nemajú povrchové vlastnosti potrebné pre náročné aplikácie. Na zušľachťovanie lacných a ľahko dostupných východzích drevných materiálov na finálne produkty sa preto bežne používajú napr. promotéri adhézie obsahujúce prchavé organické zlúčeniny, surfaktanty a rôzne iné chemikálie. Použitie týchto chemikálií je však často problematické zo zdravotného i environmentálneho hľadiska. Ako dôsledok vznikla trvalá potreba vývoja environmentálne priateľnejších, účinnejších a menej nákladných netradičných metód povrchových úprav dreva.
Podobne ako v prípade východzích drevených materiálov, často je potrebné zlepšiť povrchové vlastnosti materiálov na báze dreva, ako sú napríklad povrchovo upravené i neupravené, ako i laminované drevené a drevotrieskové dosky, preglejky, dýhy a vrstvy drevených vlákien.
V ďalšom texte, ako to nebude bližšie špecifikované, budeme pod termínom materiály na báze dreva rozumieť povrchovo upravené i neupravené, ako i laminované drevené a drevotrieskové dosky, preglejky, dýhy a vrstvy drevených vlákien.
Aplikácia neizotermickej plazmy je dobre odskúšanou a široko používanou technikou na leptanie a povrchové úpravy v elektronickom priemysle. Neizotermická plazma sa čoraz viac sa používa na úpravy polymérnych povrchov i v leteckom, automobilovom, zdravotníckom, obalovom a textilnom priemysle. Sú známe i rôzne povrchové úpravy materiálov na báze dreva účinkom neizotermickej elektrickej plazmy. Pri generácii neizotermickej plazmy dochádza účinkom silného elektrického poľa k ionizácií molekúl plynu, čím vznikajú elektróny a kladné ióny. Elektróny v silnom elektrickom poli získajú vysokú energiu zodpovedajúcu teplote rádovo až 104Ka pri ich zrážkach s molekulami plynu dochádza k tvorbe chemicky aktívnych častíc a vzbudených molekúl. Teplota pracovného plynu sa pri generácii neizotermickej plazmy významne nezvýši, čiže molekuly plynu nie sú v tepelnej rovnováhe s elektrónmi, takže nedochádza k termickému poškodeniu opracovávaného materiálu na báze dreva.
Nevýhodou bežne dostupných zariadení na povrchové úpravy polymérnych materiálov plazmou je skutočnosť, že pracujú iba pri nízkom tlaku, čo zvyšuje cenu zariadení a náklady, keďže je nevyhnutné používať kapitálovo náročné vákuové zariadenia obsluhované kvalifikovaným personálom. Pri nízkych tlakoch pracovného plynu je tiež prakticky nemožné kontinuálne opracovanie materiálov, čo je zvlášť významné a kritické, keď sa plazma pri nízkom tlaku aplikuje na opracovanie materiálov na báze dreva, ako je uvedené napríklad v Japonských patentoch JP11042611, JP10305410, JP6106508, JP6099409, JP5069417, v Ruskom patente RU2185283, a v F. Denes, L. Nielsen and X. Tu: Improvement of Biobased FiberPlastic Composite Properties Through Cold Plasma Treatments, 1996. Wood-Fiber Plastic Composites, Proceedings No. 7293, Forest Products Research Soc., Madison, Wl., pp 227-234, H. Sabharwal, F. Denes, a L. Nielsen: Free Radical Formation in Lignocellulosics from Argón Plasma Treatment J. Agric. Food Chem. 41 (1993) 2202, a v W.L.E Magalhaes a M.F. de Souza „Solid softwood coated with plasma-polymer for water repellence“ Surface and Coat. Technology 155(2002)11-15 a v A.R. Denes, R.A. Young: “Reduction of weathering degradation of wood through plasma-polymer coating“ Holzforschung 53(1999) 632-640.
Súčasný trend v priemyselných aplikáciách nízkoteplotnej plazmy je nahradiť opracovanie plazmou vo vákuových systémoch opracovaním plazmou pri atmosférickom tlaku. Ako je uvedené v Nemeckom patente DE 199 578 775 a v Podgorski L., Chevet B., Onic L., Merlin A.: “Modification of wood wettability by plasma and corona treatments“ Inter. Journal of Adhesion and Adhesives (2000)10311, P Rehn , W. Viol : “Dielectric barrier discharge treatments at atmospheric pressure for wood surface modification“ Holz als roh-und werkstoff“ 61(2003)145150, ako i v M. Bente, G. Avramidis, S. Foerster, E. G. Rohwer a W. Viol: „Wood surface modification in dielectric barrier discharges at atmospheric pressure for creating water repellent characteristics“ Holz Roh Werkst 62(2004)157-163 na opracovanie povrchu dreva boli testované plazmové technológie pôvodne navrhnuté na opracovanie polymérnych fólii a podobných materiálov pri atmosférickom tlaku založené na štandardnom objemovom bariérovom výboji alebo zdrojoch plazmy typu „priemyselnej koróny“, kde je opracovávaný materiál vložený medzi elektródy zaradenia, alebo je použitý priamo ako jedna z elektród, pričom prúdočiary posuvného prúdu tečúceho medzi elektródami prechádzajú oboma povrchmi opracovávaného materiálu. Významnou nevýhodou technológie na báze bariérového výboja alebo „priemyselnej koróny“ je veľká spotreba energie, nehomogénne opracovanie povrchu, problém s opracovaním suchých a hrubých materiálov s veľkým elektrickým odporom, bezpečnostné riziko spojené s použitím opracovaného dreveného materiálu ako elektródy výboja, ako i nebezpečenstvo vzniku iskrového výboja v prašnom a vlhkom prostredí bežnom v drevospracujúcom priemysle. Elektródy takýchto zariadení taktiež nie sú bezpečné pri náhodnom dotyku s povrchom ľudského tela.
Spôsob a zariadenie na povrchovú úpravu dreva s použitím zdokonaleného bariérového výboja je opísané v P. Rehn, A. Wolkenhauer, M. Bente, S. Fórster, W. Viol: „Wood surface modification in dielectric barrier discharges at atmospheric pressure“ Surface and Coating Technology, 174-175(2003)515-518, kde je homogenita plazmy a tým i opracovania zlepšená rýchlym prúdením pracovného plynu. I pri tomto spôsobe však elektrický bariérový výboj horí oproti povrchu opracovávaného dreva, takže prúdočiary posuvného prúdu prechádzajú cez oba povrchy opracovaného materiálu, čo spôsobuje problém s opracovaním suchých a hrubých materiálov o veľkom elektrickom odpore. Ďalšou nevýhodou tohoto spôsobu je potreba veľkého prietoku pracovného plynu, čo má za následok jeho veľkú spotrebu i tvorbu veľkého množstva exhalátov. Ďalšou nevýhodou je značná spotreba energie 0,1 kWh na m2 aktivovaného povrchu dreva. Elektródy zariadenia taktiež nie sú bezpečné pri náhodnom dotyku s povrchom ľudského tela.
Podstata vynálezu
Nedostatky vyššie uvedených spôsobov a zariadení sú odstránené zariadením podľa vynálezu, kde sa povrch materiálu na báze dreva pôsobí tenkou, s výhodou tenšou než 1 mm a hrubšou než 0,05 mm, difúznou vrstvou silne neizotermickej elektrickej plazmy generovanou na časti povrchu dielektrického materiálu, s výhodou keramického materiálu, alebo skla, s výhodou nad povrchom vodivých elektród uložených v tomto dielektrickom materiáli. Plazmou opracovaný povrch sa nachádza v blízkosti, s výhodou vo vzdialenosti väčšej než 0,05 mm a menšej než 1 mm, od povrchu dielektrického materiálu, na ktorom sa generuje tenká vrstva plazmy.
Plazma sa generuje v ľubovolnou pracovnom plyne, s výhodou v pracovnom plyne neobsahujúcom hélium a obsahujúcom molekuly N2, O2, H2O, CO2, halogén uhľovodíkov, alebo pár monomérov. Zariadenie podľa vynálezu môže pracovať v širokom rozsahu tlakov pracovného plynu rádovo od 1 kPa do 1000 kPa, s výhodou pri atmosférickom tlaku a pri rýchlosti prúdenia plynu menšej než 10 m/s.
Difúzna plazma sa generuje na povrchu dielektrického materiálu oddeľujúceho elektricky vodivé elektródy zariadenia umiestnené v objeme tohoto dielektrika, v tenkej vrstve s výhodou v oblasti nad vodivými elektródami, pričom vodivé elektródy nie sú v kontakte s plazmou. Medzi elektródy sa privádza striedavé alebo impulzné elektrické napätie o frekvencii 50 Hz až 1 GHz o amplitúde 100 V až 100 kV. Minimálna vzdialenosť elektród na ktoré sa privádza striedavé napätie je menšia než 2 mm a väčšia než 0,05 mm.
Elektródy sú usporiadané tak, že významná časť toku siločiar elektrického poľa, ktorá je väčšia ako 50% veľkosti celkového toku siločiar elektrického poľa medzi elektródami oddelenými vrstvou dielektrického materiálu, ktoré sú napájané striedavým elektrickým napätím, neprechádza cez plazmou opracovávaný povrch materiálu. Pri takomto usporiadaní sú elektródy, na ktoré sa nakladá elektrické napätie za účelom generácie plazmy umiestnené na tej istej strane opracovávaného materiálu, alebo opracovávanej vrstvy drevených vlákien.
Prekvapujúco bolo zistené, že spôsobom podľa vynálezu je nad povrchom vodivých elektród, uložených opísaným spôsobom v dielektrickom materiáli, možné generovať difúznu plazmu s vysokým objemovým výkonom až rádu 100 W/cm3 vhodnú na rýchle opracovanie povrchu materiálov na báze dreva i pri dobách opracovania rádu 0,1 s až 1 s. Výhodou riešenia podľa vynálezu je, že takúto difúznu plazmu je možné generovať i bez rýchleho prúdenia pracovného plynu a bez použitia pracovného plynu obsahujúceho hélium alebo argón. Prekvapujúco bolo zistené, že homogenita takto generovanej plazmy, na rozdiel od všetkých známych plazmových zariadení doteraz testovaných k vyššie uvedenému účelu, narastá s rastúcim elektrickým výkonom privádzaným do plazmy.
Ďalším prekvapujúcim poznatkom je, že difúznosť a homogenita plazmy je vyššia ak sa vo vzdialenosti 0,05 mm až 1 mm, s výhodou pri 0,1 až 0,3 mm, od povrchu dielektrického materiálu, na ktorom sa generuje plazma, nachádza povrch opracovávaného materiálu na báze dreva. Ďalším prekvapujúcim poznatkom je, že takto generovaná plazma je bezpečná pri kontakte s povrchom ľudského tela.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Príklady elektródových systémov podľa vynálezu sú schematicky znázornené na priložených obrázkoch. Na obrázkoch sú zobrazené len elektródové systémy rovinného tvaru.
Obr. 1 predstavuje v reze elektródový systém ako súčasť zariadenia slúžiaceho na plazmové opracovanie povrchu materiálov na báze dreva bez pomocnej elektródy. Opracovávaný materiál sa nachádza vo vzdialenosti maximálne 1 mm od elektródového systému.
Obr. 2 zobrazuje súčasť zariadenia slúžiaceho na plazmové opracovanie povrchu materiálov na báze dreva s pomocnou elektródou.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad 1
Zariadenie a metóda podľa vynálezu boli použité na hydrofilizáciu povrchu dreva za účelom získania vhodných povrchových vlastností pre následné povrchové úpravy napríklad vodou rozpustnými chemikáliami bez použitia surfaktantov.
Drevo z borovice bolo 6 hodín sušené v bežnej sušičke pri teplote 100°C. Po vysušení bolo drevo ochladené na izbovú teplotu. Uhol zmáčania povrchu dreva ihneď po aplikovaní kvapky na povrch dreva bol 90°, čiže povrch bol hydrofóbny. Časť vysušených vzoriek bola opracovaná metódou podľa vynálezu v plazme generovanej v laboratórnom vzduchu bez prúdenia vzduchu pri výkone 5 W/cm2 v trvaní 1 s. Povrch vzorky sa nachádzal v strednej vzdialenosti 0,2 mm od povrchu elektródového systému. Na elektródy elektródového systému bolo naložené striedavé napätie o frekvencii 25 kHz a veľkosti “špička-špička” 15 kW. Po expozícií v trvaní 1 s bol uhol zmáčania menší než 5°, čiže povrch vzorky bol dokonale hydrofilný. Spotreba elektrickej energie bola 0,0135 kWh/m2.
Príklad 2
Zariadenie a metóda podľa vynálezu boli použité na zlepšenie adhéznych vlastností povrchu dreva.
Na vzorky dreva z borovice vysušenej ako v Príklade 1, bolo valčekom nanesené fenolformaldehydové lepidlo Chembond® CB 303 v množstve 200 g/m2. Po jednej minúte boli vzorka lepené v laboratórnom lise pri 200°C and tlaku 2 N/mm2 v trvaní 12 min. Po zlepení bola výsledná vzorka uskladnená 1 deň pri izbovej teplote v laboratórnom vzduchu. Adhézna pevnosť vzorky zmeraná metódou ASTM D3433 1997 ako energia potrebná na vytvorenie dvoch nových povrchov odtrhnutím zlepených častí bola 52 J/m2
Vysušené vzorky dreva boli opracované plazmou spôsobom opísaným v Príklade 1 a testované na adhéznu pevnosť rovnako ako je vyššie uvedené pre neopracované vzorky. Aktivácia plazmou mala za následok 158%-né zvýšenie adhéznej pevnosti.
Príklad 3
Zariadenie a metóda podľa vynálezu boli použité na hydrofobizáciu povrchu dreva metódou plazmovej polymerizácie.
Doska z topoľového dreva o rozmeroch 21 cm x 50 cm x 5 cm bola sušená 24 hodín pri teplote 75°C a obrúsená jemným 150 grid brusným papierom. Povrch takéhoto materiálu bol silne hydrofilný, keďže kvapka vody bola materiálom absorbovaná v čase menšom než 1 s.
Doska bola povrchovo opracovaná v plazme generovanej pri atmosférickom tlaku v zmesi N2 + 4% hexamethyldisiloxanu (HMDSO). Povrch vzorky sa nachádzal v strednej vzdialenosti 0,35 mm od povrchu elektródového systému. Na elektródy elektródového systému bolo naložené striedavé napätie o frekvencii 50 kHz a veľkosti “špička-špička” 15 kW. Rýchlosť prúdenia pracovného plynu nad povrchom vzorky bola asi 2m/s, plošný výkon 7 W/cm2 a doba expozície 30 s. Pri takomto opracovaní sa na povrchu dreva plazmovou polymerizáciou utvorila silne hydrofilné polymérny vrstva o povrchovej energii 15 mJ/m2.
Príklad 4
Zariadenie a metóda podľa vynálezu boli použité na aktiváciu povrchu dreva pred nasledovný očkovaním absorbérom ultrafialového žiarenia z roztoku.
Vzorky z borovicového dreva boli aktivované v plazme spôsobom opísaným v Príklade 1. Bol pripravený 5%-ný roztok 2-Hydroxy-4-(2,3epoxypropoxy)benzophenone v etanole a vo forme aerosólu bol nanesený na povrch plazmou aktivovaných a plazmou neaktivovaných vzoriek. Po vysušení boli vzorky analyzované metódou FTIR-PAS. Bolo zistené, že HEPBP sa kovalentne naviazal na hydroxylové skupiny a voľné radikály vytvorené plazmovou aktiváciou. Na plazmou neaktivovaných vzorkách takáto žiadúca väzba nebola zistená.
Príklad 5
Zariadenie a metóda podľa vynálezu boli použité na aktiváciu povrchu dreva pred nasledovnou acetyláciou z pár acetanhydridu.
Vzorky z borovicového dreva o rozmeroch 21 cm x 10 cm a hrúbke 0.5 cm boli aktivované vplazme spôsobom opísaným v Príklade 1. Následne boli plazmou aktivované a neaktivované vzorky pri teplote 120°C vystavené 2 hodiny pôsobeniu nasýtených pár acetanhydridu.
Príklad 6
Zariadenie a metóda podľa vynálezu boli použité na zvýšenie účinnosti a stálosti hydrofóbnej úpravy povrchu dreva.
Vysušené vzorky borovicového dreva boli na 10 minút ponorené do 0,5 mol.dm'3 roztoku chlorotrimethylsilanu (Merck) v chloroforme. Následne boli opláchnuté v chloroforme a osušené prúdom vzduchu. Časť takto silanizovaných vzoriek bola opracovaná spôsobom podľa vynálezu v plazme generovanej v zmesi dusíka s nasýtenými parami vody pri výkone 5 W/cm2 v trvaní 2 s. Po 12 hodinách boli zmerané uhly zmáčania plazmou upravených vzoriek a plazmou neexponovaných vzoriek. Uhol zmáčania plazmou upravených vzoriek bol 105° a plazmu neupravených vzoriek 83°, čiže plazmou upravené vzorky boli hydrofóbnejšie. Plazmou upravené vzorky tiež vykazovali zvýšenú odolnosť hydrofóbnej úpravy voči starnutiu a biogegradácií.
Príklad 7
Zariadenie a metóda podľa vynálezu boli použité na zlepšenie impregnácie dreva melamínovou živicou.
S pomocou ultrazvuku bol pripravený nasýtený vodný roztok melamínovej Z jedľového dreva boli pripravené vzorky o rozmeroch 5 cm x 10 cm x 0.5 cm a na jednom povrchu opracované plazmou generovanou zmesi dusíka s nasýtenými parami vody pri výkone 5 W/cm2 v trvaní 3 s. Po opracovaní boli za laboratórnej teploty na 6 hodín ponorené do roztoku melamínovej živice. Vzorky boli opláchnuté v destilovanej vode a sušené 3 dni pri laboratórnych podmienkach. Následne boli vzorky boli tepelne upravené 10 minút pri teplote 180°C. UV spektroskopiou na vlnovej dĺžke 240 nm bola určená povrchová koncentrácia melamínu. V plazmou upravených vzorkách bola zistená koncentrácia melamínu zvýšená o 250%.

Claims (12)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Zariadenie na povrchovú úpravu dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva, vyznačujúce sa tým, že obsahuje elektródový systém (1) pozostávajúci zo sústav elektricky vodivých elektród (2) a (3) uložených vo vnútri telesa z dielektrického materiálu (4) v minimálnej vzájomnej vzdialenosti elektród (2) a (3) menšej než 2 mm a väčšej než 0,05 mm, nachádzajúcich sa na tej istej strane povrchu dreveného materiálu, vrstvy drevených vlákien alebo materiálov na báze dreva (5), takže vrstva difúznej elektrickej plazmy (6) je generovaná na časti povrchu dielektrického telesa (4) s výhodou nad povrchom elektricky vodivých elektród (2) a (3), pričom významná časť toku siločiar elektrického poľa, ktorá je väčšia než 50% veľkosti celkového toku siločiar elektrického poľa medzi elektródami (2) a (3) neprechádza povrchom opracovaného materiálu (5), ktorý je v kontakte s plazmou (6), pričom vzdialenosť časti povrchu dielektrického telesa (4), na ktorom je generovaná plazma od opracovávaného povrchu (5), je menšia než 1 mm a pričom vrstva plazmy (6) nie je v kontakte s elektricky vodivými elektródami (2) a (3).
  2. 2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že frekvencia napätia privádzaného medzi sústavy vodivých elektród (2) a (3) je v intervale 50 Hz až 1 MHz.
  3. 3. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že amplitúda napätia privádzaného medzi sústavy vodivých elektród (2) a (3) je v intervale 0,5 kV až 100 kV.
  4. 4. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že obsahuje ďalšiu pomocnú sústavu elektród (7), uloženú vo vnútri telesa z dielektrického materiálu (4), ktorá je časťou elektródového systému (1) a ktorá je na potenciáli odlišnom od iných elektród (2) a (3).
  5. 5. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že povrch dielektrického telesa (4) na ktorom sa generuje vrstva plazmy (6) sa nachádza v pracovnom plyne s tlakom 1 kPa až 500 kPa.
  6. 6. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že drevený materiál, vrstva drevených vlákien alebo materiál na báze dreva (5), sa pohybuje vzhľadom na povrch dielektrického telesa (4), na ktorom sa generuje vrstva plazmy (6), v minimálnej vzdialenosti menšej než 1 mm.
  7. 7. Spôsob na povrchovú úpravu dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva účinkom elektrickej plazmy, vyznačujúci sa tým, že sa na povrch dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva pôsobí elektrickou plazmou generovanou pomocou sústav elektricky vodivých elektród uložených vo vnútri telesa z dielektrického materiálu a nachádzajúcich sa na tej istej strane dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva, pričom významná časť toku siločiar elektrického poľa väčšia ako 50% veľkosti celkového toku siločiar elektrického poľa medzi elektródami neprechádza povrchom opracovaného materiálu, na ktorý sa pôsobí plazmou, pričom je vrstva elektrickej plazmy generovaná na časti povrchu tohoto dielektrického telesa bez kontaktu s elektricky vodivými elektródami, pri minimálnej vzdialenosti časti povrchu dielektrického telesa, na ktorom je generovaná plazma, od povrchu dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva menšej než 1 mm.
  8. 8. Spôsob na povrchovú úpravu dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva, vyznačujúci sa tým, že sa na povrch materiálu upraveného spôsobom podľa nároku 7 následne nanesie vodu obsahujúci roztok, vodu obsahujúca suspenzia, alebo vodu obsahujúca emulzia iného materiálu vo forme aerosólu, elektricky nabitého aerosólu, peny, potlačou, alebo náterom.
  9. 9. Spôsob na povrchovú úpravu dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva, vyznačujúci sa tým, že sa na povrch materiálu upraveného spôsobom podľa nároku 7 následne pôsobí plynným prostredím obsahujúcim pary monoméru alebo pary inej organickej látky.
  10. 10. Spôsob na povrchovú úpravu dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva, vyznačujúci sa tým, že sa na povrch materiálu upraveného spôsobom podľa nároku 7 následne nanesie vrstva polymérneho materiálu extrúziou, lamináciou, potlačou, náterom, sprejovaním, alebo elektrostaticky vo forme prášku.
  11. 11. Spôsob na povrchovú úpravu dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva, vyznačujúci sa tým, že sa povrch materiálu upravený spôsobom podľa nároku 7 následne privedie do kontaktu s povrchom iného pevného materiálu.
  12. 12. Spôsob na povrchovú úpravu dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva, vyznačujúci sa tým, že sa povrch materiálu upravený spôsobom podľa nároku 7 následne ponorí do kvapaliny.
SK5109-2006A 2006-12-05 2006-12-05 Zariadenie a spôsob povrchovej úpravy dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva SK51092006A3 (sk)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK5109-2006A SK51092006A3 (sk) 2006-12-05 2006-12-05 Zariadenie a spôsob povrchovej úpravy dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva
EP07861188A EP2095694A1 (en) 2006-12-05 2007-12-04 Apparatus and method for treatment of wood, wood fibres and wood-based materials
PCT/SK2007/050022 WO2008085139A1 (en) 2006-12-05 2007-12-04 Apparatus and method for treatment of wood, wood fibres and wood-based materials
FI20100489U FI9072U1 (fi) 2006-12-05 2010-11-16 Laitteisto puun, puukuitujsen ja puupohjaisten materiaalien pintakäsittelemiseksi

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK5109-2006A SK51092006A3 (sk) 2006-12-05 2006-12-05 Zariadenie a spôsob povrchovej úpravy dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK51092006A3 true SK51092006A3 (sk) 2008-08-05

Family

ID=39111637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK5109-2006A SK51092006A3 (sk) 2006-12-05 2006-12-05 Zariadenie a spôsob povrchovej úpravy dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2095694A1 (sk)
FI (1) FI9072U1 (sk)
SK (1) SK51092006A3 (sk)
WO (1) WO2008085139A1 (sk)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2945978A1 (fr) * 2009-05-27 2010-12-03 Pierre Herve Procede de traitement du bois par ionisation
PL2488690T3 (pl) * 2009-10-16 2015-02-27 Tonak A S Sposób polepszenia właściwości filcowania włókien zwierząt poprzez obróbkę plazmową
CN102259364A (zh) * 2010-05-26 2011-11-30 朱斌 一种木材的干燥和改性方法
CN101941224B (zh) * 2010-08-30 2013-09-18 南京林业大学 利用常压冷等离子体提高木质单板胶合性能的方法
CN107009478A (zh) * 2016-01-28 2017-08-04 东北林业大学 一种以等离子体处理木纤维增强纤维板界面胶合能力方法
CN112060249B (zh) * 2020-09-15 2021-03-16 清华大学 一种木材防腐处理的设备和方法
CN112045807B (zh) * 2020-09-15 2021-04-06 清华大学 一种木材防火处理的设备和方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SK6292001A3 (en) * 2001-05-04 2002-11-06 Mirko Cernak Method and device for the treatment of textile materials
SK732005A3 (sk) * 2005-06-17 2007-01-04 Matador A.S. Spôsob úpravy textilných výstužných materiálov, scieľom zvýšiť adhéziu ku gumárenskej zmesi
EP1741826A1 (en) * 2005-07-08 2007-01-10 Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Method for depositing a polymer layer containing nanomaterial on a substrate material and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
FIU20100489U0 (fi) 2010-11-16
FI9072U1 (fi) 2011-01-28
WO2008085139A1 (en) 2008-07-17
EP2095694A1 (en) 2009-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK51092006A3 (sk) Zariadenie a spôsob povrchovej úpravy dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva
Acda et al. Effects of plasma modification on adhesion properties of wood
Žigon et al. Dielectric barrier discharge (DBD) plasma pretreatment of lignocellulosic materials in air at atmospheric pressure for their improved wettability: a literature review
US6706320B2 (en) Method for surface engineering
WO2008068154B1 (en) Changing surface properties by functionalized nanoparticles
Riedl et al. Effect of wood surface modification by atmospheric-pressure plasma on waterborne coating adhesion
EP3088451B1 (en) Plasma assisted hydrophilicity enhancement of polymer materials
Hünnekens et al. Plasma treatment of wood–polymer composites: A comparison of three different discharge types and their effect on surface properties
Yousefi et al. Investigation of glow discharge plasma for surface modification of polypropylene
Žigon et al. Enhancement of strength of adhesive bond between wood and metal using atmospheric plasma treatment
Avramidis et al. Accelerated curing of PVAc adhesive on plasma-treated wood veneers
FI123827B (fi) Pohjustamis- ja päällystysmenetelmä
US20100003488A1 (en) Wood sheet comprising nanoparticles
US20040115354A1 (en) Apparatus for surface engineering
Perisse et al. MDF treatment with a Dielectric Barrier Discharge (DBD) torch
JABLONSKÝ et al. Modification of wood wettability (European beech) by diffuse coplanar surface barrier discharge plasma
Bhatnagar et al. Physico-chemical characteristics of high performance polymer modified by low and atmospheric pressure plasma
SK500842010U1 (sk) Zariadenie a spôsob povrchovej úpravy dreva, drevených vlákien a materiálov na báze dreva
Carlsson et al. Adhesion between plasma‐treated cellulosic materials and polyethylene
JP2018513237A (ja) 低温プラズマ処理
Cho et al. Improvement of paint adhesion to a polypropylene bumper by plasma treatment
Denes et al. 16 Plasma Treatment of Wood
Tang et al. Surface Characterization of Plasma-modified Poplar Veneer: Dynamic Wettability.
Novák et al. Effect of barrier plasma pre-treatment on polyester films and their adhesive properties on oak wood
Ráhel et al. Wood surfaces: plasma activation

Legal Events

Date Code Title Description
FC9A Refused patent application