CZ2019723A3 - Transparentní nátěr pro dřevinu dub, materiál na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí, dílec pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí jej obsahující a jejich použití - Google Patents

Transparentní nátěr pro dřevinu dub, materiál na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí, dílec pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí jej obsahující a jejich použití Download PDF

Info

Publication number
CZ2019723A3
CZ2019723A3 CZ2019723A CZ2019723A CZ2019723A3 CZ 2019723 A3 CZ2019723 A3 CZ 2019723A3 CZ 2019723 A CZ2019723 A CZ 2019723A CZ 2019723 A CZ2019723 A CZ 2019723A CZ 2019723 A3 CZ2019723 A3 CZ 2019723A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
weight
layer
oak
transparent
stain
Prior art date
Application number
CZ2019723A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ309200B6 (cs
Inventor
Miloš Pánek
Miloš Doc. Ing. Pánek
Ondřej Dvořák
Ondřej Ing. Dvořák
Irena Štěrbová
Irena Ing. Štěrbová
Kristýna Šimůnková
Kristýna Ing. Šimůnková
Aleš Zeidler
Aleš Doc. Ing. Zeidler
Přemysl Šedivka
Přemysl Ing. Šedivka
Jakub KaloÄŤ
Jakub Ing. Kaloč
Original Assignee
Česká zemědělská univerzita v Praze
Matrix A.S.
Matrix a.s..
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 Česká zemědělská univerzita v Praze, Matrix A.S., Matrix a.s.. filed Critical Česká zemědělská univerzita v Praze
Priority to CZ2019723A priority Critical patent/CZ309200B6/cs
Publication of CZ2019723A3 publication Critical patent/CZ2019723A3/cs
Publication of CZ309200B6 publication Critical patent/CZ309200B6/cs

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
    • B27K5/00—Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
    • B27K5/02—Staining or dyeing wood; Bleaching wood
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D125/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D125/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C09D125/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C09D125/08—Copolymers of styrene
    • C09D125/14—Copolymers of styrene with unsaturated esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D15/00—Woodstains

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

Předkládané řešení se týká transparentního nátěru pro dřevinu dub, který obsahuje penetrační vrstvu v rozmezí nánosu od 80 do 140 g/m2 pro umístění na dřevině dub a vrstvu lazury o tloušťce v rozmezí od 20 µm do 80 µm, pro umístění na penetrační vrstvě, přičemž penetrační vrstva obsahuje 0,05 až 0,15 hmotn. % 1,2-benzisothiazol-3(2H)-onu; 0,05 až 0,15 hmotn. % 2- methyl-2H-isothiazol-3-onu; 0,5 až 1 hmotn. % 3-jod-2-propinylbutylkarbamátu (IPBC); 5 až 10 hmotn. % 1,2-propylenglykolu; 5 až 10 hmotn. % dipropylenglykol-n-butyletheru; 65 až 85 hmotn. % kopolymeru ethylenvinylacetátu a derivátu kyseliny akrylové; 1,5 až 7 hmotn. % absorbérů UV záření (ultraviolet light absorbers, UVA) spolu s pohlcovači volných radikálů (stericky bráněné aminové stabilizátory; hindered-amine light stabilizers, HALS); a 1,5 až 7 hmotn. % nanočástic ZnO; a lazurou je transparentní alkydová lazura a/nebo transparentní styren-akrylátová lazura. Řešení se dále týká materiálu na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí, dílce pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí a jejich použití.

Description

Exteriérové aplikace dřeva doprovází jeho abiotické i biotické degradace spojené se ztrátou původní barvy, textury a zešednutí. Zabránit degradacím je možné použitím nátěrových systémů, např. pigmentovaných nátěrových systémů s vysokou absorpcí UV záření, nevýhodou je však ztráta původní barvy dřeva. Řešením je využití transparentních nátěrových systémů na bázi alkydů, akrylátů, polyuretanů a modifikovaných přírodních olejů, kde je však v praxi pozorováno výrazně zkrácené období celkové životnosti a barvostálostí.
Barvostálost dřeva lze zvýšit jeho modifikací pomocí UV-stabilizátorů (např. benzotriazoly, AsS cheláty), ale i nanočástic s UV absorpční schopností. I v případě použití UV-stabilizátorů, jako součástí moderních transparentních nátěrových systémů, jsou ale nežádoucí barevné změny podkladové dřeviny výrazné již po krátké době exteriérové expozice. Dalším faktorem snižujícím celkovou barvostálost a životnost nátěrových systémů na dřevě v exteriéru může být specifická morfblogická struktura a chemické složení některých druhů (např. obsah tříslovin u dubu). Adhezi a vlastnosti nátěrů, zejména transparentních, vytvářejících bariérovou ochranu vůči poškození, je proto nutné testovat v praxi.
UV 30993 popisuje materiál na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí pro nepochozí plochy. Tento materiál obsahuje penetrační vrstvu aplikovanou na dubové dřevo a dále akrylátovou vodou ředitelnou silnovrstvou lazuru.
Podstata vynálezu
Předkládaný vynález se týká transparentního nátěru, aplikovatelného na materiál na bázi dubového dřeva, který dodává dubovému dřevu prodlouženou barvostálost a zvyšuje jeho celkovou životnost. Materiál na bázi dubového dřeva obsahuje vrstvu masivního dubového dřeva (zejména desky, fošny, hranoly, fasádní prkna, terasová prkna, lepené lamelové dřevo, biodesky), penetrační vrstvu a vrstvu lazury. Použití předkládaného vynálezu je:
a) pro fasády, altány, ploty, balkóny ošetřené alkydovou lazurovací vrstvou, která může být tvořena dvěma na sebe aplikovanými nátěry alky do vé lazury, přičemž jednotlivé vrstvy k sobě navzájem přiléhají v následujícím pořadí: penetrační vrstva je umístěna na dřevěné vrstvě (penetruje do ní) a alkydová lazurovací vrstva je umístěna na povrchu penetrační vrstvy (penetrační vrstva je umístěna mezi dřevěnou vrstvou a alkydovou lazurovací vrstvou).
b) pro pochozí plochy (terasy, podlahy, schodnice atd.) ošetřené tenkovrstvou lazurou na bázi kopolymerů styren-akrylátu, která může být tvořena dvěma na sebe aplikovanými nátěry styren
- 1 CZ 2019 - 723 A3 akrylátové tenko vrstvě lazury, přičemž jednotlivé vrstvy k sobě navzájem přiléhají v následujícím pořadí: penetrační vrstva je umístěna na dřevěné vrstvě (penetruje do ní) a styren-akrylátová tenkovrstvá lazura je umístěna na povrchu penetrační vrstvy (penetrační vrstva je umístěna mezi dřevěnou vrstvou a styren-akrylátovou tenkovrstvou lazurou).
Materiál podle předkládaného vynálezu se vyznačuje zvýšenou barevnou stálostí a vyšší celkovou životností a je zejména vhodný pro použití v exteriérech, zejména na obkladech fasád domů, plotech či altánech (varianta a) a také pochozích plochách tj. terasách, podlahách, schodech (varianta b) ve venkovních expozicích vystavených povětrnostním vlivům, ale bez kontaktu se zemí a vzlínající vlhkostí ze země. Předkládaný vynález je vhodný pro dubové dřevo pro jeho specifickou morfblogickou strukturu a obsah tříslovin, které činí jakoukoliv komerční běžnou povrchovou úpravu problematickou.
Předmětem předkládaného vynálezu je transparentní nátěr pro dřevinu dub, který obsahuje:
- penetrační vrstvu v rozmezí plošného příjmu nánosu od 80 do 140 g/m2 pro umístění na dřevině dub;
- vrstvu lazury o tloušťce v rozmezí od 10 pm do 80 pm, pro umístění na penetrační vrstvě; přičemž
- penetrační vrstva obsahuje 0,05 až 0,15 hmota. % l,2-benzisothiazol-3(2H)-onu; 0,05 až 0,15 hmota. % 2-methyl-2H-isothiazol-3-onu; 0,5 až 1 hmota. % 3-jod-2-propinylbutylkarbamátu (IPBC); 5 až 10 hmota. % 1,2-propylenglykolu; 5 až 10 hmota. % dipropylenglykol-M-butyletheru; 65 až 85 hmota. % kopolymerů ethylenvinylacetátu a esterů kyseliny akrylové; 1,5 až 7 hmota. % absorbérů UV záření (ultraviolet light absorbers, UVA) spolu s pohlcovači volných radikálů (stericky bráněné aminové stabilizátory; hindered-amine light stabilizers, HALS); a 1,5 až 7 hmota. % nanočástic ZnO; a
- lazurou je transparentní alkydová lazura a/nebo transparentní styren-akrylátová lazura.
Pojem „plošný příjem“ se vztahuje k příjmu kapalného nátěru na jednotku plochy.
Penetrační vrstvou je s výhodou UV stabilizační nátěr. Penetrační vrstva může být složena z jedné nebo více postupně na sebe aplikovaných vrstev UV stabilizačního nátěru, obsahujícího absorbéry UV záření (ultraviolet light absorbers, UVA) a pohlcovače volných radikálů (stericky bráněné aminové stabilizátory; hindered-amine light stabilizers, HALS), v kombinaci s nanočásticemi ZnO v polymemím penetračním základě. S výhodou je obsah nanočástic ZnO v penetrační vrstvě 0,5 až 2 hmota.%, výhodněji 1,5 hmota.% (před zaschnutím penetrační vrstvy), což odpovídá od 1,7 do 7 hmota. %, s výhodou od 2,5 do 6 hmota. %, výhodněji od 3 do 5,5 hmota. %, nejvýhodněji 5,1 hmota. % v zaschlém penetračním nátěru. S výhodou jsou UVA a HALS v polymemím základě UV stabilizačního nátěru (před zaschnutím penetrační vrstvy) dohromady zastoupeny v rozmezí 0,5 až 2 hmota. %, s výhodou 1,5 hmota. %, přičemž poměr HALS : UVA je 1 : 1 až 3 hmota, podílu. To odpovídá celkovému zastoupení UVA a HALS v polymemím základě penetračního nátěm (po zaschnutí penetrační vrstvy) od 1,7 do 7 hmota. %. V nej výhodnějším provedení je hmotnostní poměr UVA a HALS ku ZnO 1:1.
S výhodou mají nanočástice ZnO velikosti od 20 nm do 40 nm, výhodněji 25 nm. Penetrační vrstva je aplikována s výhodou v rozmezí plošného příjmu nánosu od 80 do 140 g/m2, výhodněji 120 g/m2. Ve výhodném provedení obsahuje penetrační vrstva látky vybrané ze skupiny zahrnující 2(2-hydroxyfenyl)-benzotriazoly (UVA), HALS (hindered-amine light stabilizers) v kombinaci s nanočásticemi ZnO. V nej výhodnějším provedení obsahuje penetrační vrstva 2-(2-hydroxyfenyl)benzotriazol a HALS v kombinaci s dispergovanými nanočásticemi ZnO o velikosti 25 nm. Stericky bráněné aminové stabilizátory HALS (hindered-amine light stabilizers) jsou zejména deriváty 2,2,6,6-tetramethylpiperidinu, běžně používané jako efektivní stabilizátory vůči světlemindukované degradaci polymerů.
- 2 CZ 2019 - 723 A3
V jednom výhodném provedení má penetrační nátěr (před zaschnutím) následující složení
složka hmota. % CAS-number
voda alespoň 71,25 7732-18-5
1,2-benzisothiazol-3 (2H)-on 0,025 220-120-9
2-methyl-2H-isothiazol-3-on 0,025 220-239-6
3-jod-2- propinylbutylkarbamát (IPBC) 0,2 55406-53-6
1,2-propylenglykol 2 57-55-6
dipropyleneglykol-wbutylether 2 29911-28-2
Kopolymer ethylenvinylacetátu a derivátu kyseliny akrylové 20 n.a.
protipěnicí látky 0,5 n.a.
nanočástice ZnO 0,5 až 2 n.a.
UVAaHALS 0,5 až 2 n.a.
V jednom provedení je lazurou je transparentní alkydová lazura, která obsahuje:
až 25 hmota. % petroleje; 1 až 5 hmota. % sikativa a alespoň 70 hmota. % alkydové pryskyřice; popřípadě může dále obsahovat do 1,5 hmota. % 1,2-propandiolu; a tloušťka vrstvy lazury je v rozmezí od 20 pm do 80 pm, s výhodou 60 pm až 70 pm; s výhodou obsahuje alkydová lazura 18 hmota. % petroleje; 2 hmota. % sikativa a 75 až 80 hmota. % alkydové pryskyřice, nej výhodněji 77 hmota. % alkydové pryskyřice.
Toto provedení je vhodné zejména pro pro fasády, ploty, altány, zábradlí, balkóny atd. Vrstva lazury může být složena ze 2 až 4 postupně na sebe aplikovaných vrstev nátěru transparentní alkydové lazury, aplikovaných postupně po zaschnutí předcházející vrstvy a po jemném přebroušení před aplikací dalšího nátěru. Vyšší počet vrstev nátěru prodlužuje jeho životnost. Tloušťka transparentní alkydové vrstvy lazury je po zaschnutí od 20 pm do 80 pm, s výhodou v rozmezí od 60 pm do 70 pm, výhodněji 65 pm. Transparentní alkydová lazura s výhodou obsahuje polymery tixotropních alkydů.
V jednom výhodném provedení má transparentní alkydová lazura (před zaschnutím následující složení:
složka hmota. % CAS-number
petrolej 18 64742-48-9
- 3 CZ 2019 - 723 A3
sikativum 2 n.a.
alkydová pryskyřice 77 n.a.
anti-skinning agent 1 n.a.
rheologická přísada 1 n.a.
1,2-propandiol 1 57-55-6
V jednom provedení je lazurou je transparentní styren-akrylátová lazura, která obsahuje alespoň 90 hmota. % kopolymerů styrenu a akrylátu.
Toto provedení je vhodné zejména pro pochozí plochy, tj. terasy, podlahy, schody atd. Ve výhodném provedení je lazurou tenkovrstvá transparentní lazura na bázi kopolymerů styrenakrylátu, která může být tvořena ze 2 až 3 postupně na sebe aplikovanými vrstvami nátěru styrenakrylátové tenkovrstvé lazury po jemném přebroušení před aplikací dalšího nátěru. Vyšší počet vrstev nátěru prodlužuje jeho životnost. Tloušťka tenkovrstvé transparentní lazury na bázi kopolymerů styren-akrylátu je po zaschnutí v rozmezí od 10 pm do 60 pm, s výhodou v rozmezí od 20 pm do 60 pm, výhodněji 40 pm.
V jednom výhodném provedení má transparentní styren-akrylátová lazura (před zaschnutím) následující složení:
složka hmota. % CAS-number
voda 54 7732-18-5
UV-absorber 1 n.a.
styrene acrylic ester (disperze) 42 n.a.
dipropyleneglykol-«butylether 1 29911-28-2
vosk 1 n.a.
1,2-benzisothiazol-3 (2H)-on 0,025 220-120-9
2-methyl-2H-isothiazol-3-on 0,025 220-239-6
protipěnicí látky 0,5 n.a.
Předmětem předkládaného vynálezu je dále materiál na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí, který obsahuje vrstvu masivního dubového dřeva, která je pokrytá transparentním nátěrem pro dřevinu dub podle předkládaného vynálezu. Vrstvou masivního dubového dřeva se rozumí dubové desky, fošny, hranoly, fasádní prkna, lepené lamelové dubové dřevo, dubové biodesky. Ve výhodném provedení má vrstva dřeva tloušťku alespoň 8 mm, přičemž horní hranice tloušťky dřevaje stanovena pouze zamýšleným konstrukčním řešením a použitím materiálu na bázi dubového dřeva podle předkládaného technického řešení.
Předmětem předkládaného vynálezu je rovněž dílec pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí, který obsahuje materiál na bázi dubového dřeva podle předkládaného vynálezu, upravený do tvaru v podstatě kvádru, jehož nej kratší hrana má délku alespoň 8 mm.
Horní hranice nejkratší hrany v podstatě kvádru (tedy v podstatě tloušťka dílce pro výrobu
- 4 CZ 2019 - 723 A3 exteriérových dřevěných konstrukcí) závisí na konstrukčním řešení a použití dubového masivního dílce pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí, s výhodou je maximální délka nejkratší hrany 380 mm. Tvar dílce pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí může být dále upraven frézováním, dlabáním, vrtáním atd.
Předmětem předkládaného vynálezu je dále použití transparentního nátěru podle předkládaného vynálezu pro ošetření povrchu exteriérových dubových konstrukcí.
Objasnění výkresů
Obr. 1: Axonometrický nákres dílce pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí, který sestává z vrstvy 1 masivního dubového dřeva, penetrační vrstvy 2, lazurovací vrstvy 3
Obr. 2: Celková změna barvy materiálu na bázi dubového dřeva - grafické znázornění snížení celkových barevných změn dE* (CIE 1986), změn lesku a změn hydrofobnosti povrchů s využitím předkládaných řešení po 1 roku přirozeného stárnutí dle ČSN EN 927-3.
Obr. 3: Vzhled dubového dřeva ošetřeného komerční lazurou na bázi tixotropních alkydů s penetračním základem bez přídavku UV stabilizačních látek (A-0) a s penetrační vrstvou podle UV 30993 (B-0) před začátkem stárnutí.
Obr. 4: Vzhled dubového dřeva ošetřeného komerční lazurou na bázi kopolymeru styrenu a akrylátu s penetračním základem bez přídavku UV stabilizačních látek (A-12), nátěrem podle UV 30993 (C-12), nátěrem, používajícím penetrační nátěr dle UV 30993, překrytý alkydovou transparentní lazurou (B-12), a nátěrem dle překládaného vynálezu s použitím alkydové lazury (D12) po 1 roce stárnutí v exteriéru.
Obr. 5: Vzhled dubového dřeva ošetřeného komerčním nátěrem na bázi styren-akrylátu s lehce pigmentovaným základem (E-0) a nátěrem používajícím penetrační nátěr dle UV 30993, překrytý styren-akrylátovou transparentní lazurou (F-0) před začátkem stárnutí.
Obr. 6: Vzhled dubového dřeva ošetřeného komerčním nátěrem na bázi styren-akrylátu s lehce pigmentovaným základem (E-12), nátěrem používajícím penetrační nátěr dle UV 30993, překrytý styren-akrylátovou transparentní lazurou (F-12), komerčním nátěrem, používajícím penetrační nátěr bez přídavku UV stabilizačních látek, překrytý styren-akrylátovou transparentní lazurou (G12), a nátěrem dle překládaného vynálezu s použitím styren-akrylátové lazury (H-12) po 1 roce stárnutí v exteriéru.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1: Příprava materiálu na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí a celkovou životností v exteriérových expozicích bez kontaktu se zemí.
Skladba materiálu byla optimalizována na základě experimentálních výsledků stárnutí v UVkomoře kombinované s mrazovými cykly v cyklovací komoře (vyhodnocení změn barvy, lesku, kontaktního úhlu smáčení, analýzy na konfokálním laserovém mikroskopu a vizuální posouzení kvality nátěru) v první fázi a následně ověřena zkouškou přirozeným stárnutím v stojanech umístěných v exteriéru po dobu 12 měsíců.
Deska, případně fošna, hranol, lepené lamelové dřevo, biodeska z dubového masivního dřeva o minimální tloušťce 8 mm a výše (lišty o tloušťce 8 až 15 mm, desky o tloušťce 15 až 38 mm, fošny o tloušťce 38 až 100 mm, hranoly o příčném průřezu větším než 100 cm2, hranolky o příčném průřezu 25 až 100 cm2, lepené lamelové dřevo o tloušťce 24 mm a více, biodeska o tloušťce alespoň
- 5 CZ 2019 - 723 A3 mm) pro využití v exteriérových expozicích bez přístřešku a bez kontaktu se zemí byla natřena penetračním nátěrem obsahujícím po zaschnutí polymemí penetrační základ (0,1 hmota. % 1,2benzisothiazol-3(2H)-onu; 0,1 hmota. % 2-methyl-2H-isothiazol-3-onu; 0,7 hmota. % 3-jod-2propinylbutylkarbamátu (IPBC); 7 hmota. % 1,2-propylenglykolu; 7 hmota. % dipropylenglykolw-butyletheru; 71 hmota. % kopolymeru ethylenvinylacetátu a esteru kyseliny akrylové). Obsah nanočástic ZnO o velikosti 25 nm v penetračním základě byl 5,1 % (hmotnostní podíl po zaschnutí vrstvy). Zároveň polymemí penetrační základ obsahoval 5,1 % (hmotnostní podíl) 2-(2hydroxyfenyl)-benzotriazolu a HALS (komerční produkt TINUVIN 5151, výrobce BASF). Nátěr byl aplikován štětcem, případně postřikem, máčením, v jedné vrstvě s plošným příjmem do dubového dřeva 120 g/m2. Pojem „plošný příjem“ se vztahuje k příjmu kapalného nátěru (disperze složené z 2-(2-hydroxyfenyl)-benzotriazolu, HALS a nanočástic ZnO ve vodě) na jednotku plochy dubového dřeva. Po aplikaci a zaschnutí byl povrch takto ošetřeného dřeva jemně lehce přebroušen z důvodu odstranění vystouplých dřevních vláken.
Následně byla použita alky do-pryskyřičná transparentní rozpouštědlová lazurovací vrstva 3 pro exteriérové použití. Alky do-pryskyřičná rozpouštědlová lazurovací vrstva byla složena ze 2 postupně na sebe aplikovaných vrstev nátěru alky do-pryskyřičné rozpouštědlové lazury, aplikovaných postupně po zaschnutí předcházející vrstvy a po jemném přebroušení před aplikací dalšího nátěru. Tloušťka alkydo-pryskyřičné rozpouštědlové lazurovací vrstvy je po zaschnutí s výhodou v rozmezí od 20 pm do 80 pm, výhodněji 60 pm.
Poznámka: Koncentrace účinných složek v penetrační vrstvě lze upravovat v rozmezí uvedeném v nárocích předkládaného vynálezu. Při zvyšující se koncentraci 2-(2-hydroxyfenyl)-benzotriazol a HALS je možné předpokládat zvyšující se účinnost na barevnou stabilizaci dílce, avšak je nutné uvažovat i s ekonomickou stránkou řešení (zvyšování ceny dílce). Optimální odzkoušenou variantou pro vnější využití je koncentrace 1,5 % v penetračním základu před zaschnutím (odpovídá 5,1 hmota. % v zaschlém penetračním nátěru). Optimální variantou obsahu nanočástic (Příklad 1) je koncentrace 1,5 % ZnO v penetrační vrstvě (před zaschnutím penetrační vrstvy, odpovídá 5,1 hmota. % v zaschlém penetračním nátěru).
Příklad 2: Příprava materiálu na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí a celkovou životností v exteriérových expozicích bez kontaktu se zemí pro pochozí plochy.
Deska, případně fošna, hranol, lepené lamelové dřevo, biodeska z dubového masivního dřeva o minimální tloušťce 8 mm a výše (lišty o tloušťce 8 až 15 mm, desky o tloušťce 15 až 38 mm, fošny o tloušťce 38 až 100 mm, hranoly o příčném průřezu větším než 100 cm2, hranolky o příčném průřezu 25 až 100 cm2, lepené lamelové dřevo o tloušťce 24 mm a více, biodeska o tloušťce alespoň 24 mm) pro využití v exteriérových expozicích bez přístřešku a bez kontaktu se zemí byla natřena penetračním nátěrem popsaným v Příkladu 1 obsahujícím absorbéry UV záření (ultraviolet light absorbers, UVA) a pohlcovače volných radikálů (stericky bráněné aminové stabilizátory; hinderedamine light stabilizers, HALS), v kombinaci s nanočásticemi ZnO. Tento penetrační nátěr před zaschnutím obsahoval 0,025 hmota. % l,2-benzisothiazol-3(2H)-onu; 0,025 hmota. % 2-methyl2H-isothiazol-3-onu; 0,2 hmota. % 3-jod-2-propinylbutylkarbamáta (IPBC); 2 hmota. % 1,2propylenglykolu; 2 hmota. % dipropylenglykol-w-butyletheru; 20 hmota. % kopolymeru ethylenvinylacetátu a esteru kyseliny akrylové, 1,5 hmota. % nanočástic ZnO o velikosti 25 nm, 1,5 hmota. % 2-(2-hydroxyfenyl)-benzotriazolu a HALS (komerční produkt TINUVIN 5151, výrobce BASF) a vodu. Nátěr byl aplikován štětcem případně postřikem, máčením v jedné vrstvě s plošným příjmem do dubového dřeva 120 g/m2. Pojem „plošný příjem“ se vztahuje k příjmu kapalného nátěru (disperze složené z 2-(2-hydroxyfenyl)-benzotriazolu, HALS a nanočástic ZnO ve vodě) na jednotku plochy dubového dřeva. Po aplikaci a zaschnutí byl povrch takto ošetřeného dřeva jemně lehce přebroušen z důvodu odstranění vystouplých dřevních vláken.
Následně byla na materiál z dubového dřeva aplikována transparentní lazura 3 na bázi kopolymeru styren-akrylátu pro exteriérové použití, která je tvořena ze dvou postupně na sebe aplikovaných vrstev nátěru styren-akrylátové tenkovrstvé lazury. Druhá vrstva nátěru je aplikována po zaschnutí
-6CZ 2019 - 723 A3 předcházející vrstvy a po jemném přebroušení před aplikací dalšího nátěru. Tloušťka tenko vrstvě transparentní lazury na bázi kopolymeru styren-akrylátu je po zaschnutí s výhodou v rozmezí od 10 pm do 60 pm, výhodněji 40 pm.
Příklad 3: Dílce pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí
Z materiálu na bázi dubového dřeva, vyrobeného způsobem podle Příkladu 1 a 2, byly vyrobeny dílce pro výrobu exteriérového dřevěného mostu. Nosné hranoly mostu měly rozměry 100x100 mm o délce 9000 mm. Zábradlí mostu bylo vyrobeno z hranolků o rozměrech 50x50mm a délce 9000 mm a desek o rozměrech 20x100 mm a délce 1000 mm. Dílce mostu byly konstrukčně spojeny na čep a dlab.
Příklad 4: Dílce pro výrobu pochozích ploch
Z materiálu na bázi dubového dřeva, vyrobeného způsobem podle Příkladu 2, byla vyrobena terasová prkna vystavená v exteriéru bez kontaktu se zemí a bez přístřešku. Rozměry terasových prken byly 27x143 mm o délce 4000 mm. Terasová prkna byla na podladové dřevěné hranolky o rozměrech 45x70x4000 mm uchycena pomocí montážních klipů na terasová prkna bez narušení pochozí plochy ošetřené nátěrovým systémem dle Příkladu 1 a 2.
Přiklad 5: Testování vzorků pomocí umělého urychleného stárnutí a přirozeného stárnutí
Vzorky z dubového dřeva o rozměrech 20x40x160 mm byly obroušeny brusným papírem o zrnitosti 120 a poté klimatizovány na rovnovážnou vlhkost 10±2 %. Následně byla aplikována povrchová úprava podle Příkladů 1 a 2.
Testování vzorků pomocí umělého urychleného atmosférického stárnutí bylo prováděno v UVkomoře QUV Weathering Tester (Q-Lab, USA) na základě ČSN EN 927-6 a v cyklovací teplotní komoře v cyklech teplot 80 °C a -25 °C. Test probíhal v následujících cyklech: 24 h působila pouze teplota 45 °C bez osvitu. Pak se během 144 hodin střídaly fáze UV záření o intenzitě 1,10 W/m2 při vlnové délce 340 nm a teplotě na černém panelu 65 °C (2,5 hodiny) s 0,5 h postřiku destilovanou vodou bez osvitu. Během každého 144 hodinového cyklu kombinace záření a postřiku byly vzorky z UV komory vybrány a vystaveny 3 cyklům střídání teplot 80 °C a -25 °C v klimatické komoře (dohromady 6 hodinových cyklů o celkové délce trvání 6 h). Celková doba testu v UV-komoře byla 1000 hodin.
Testy umělým urychleným stárnutím byly potvrzeny také testy přirozeným stárnutím v exteriéru v stojanech dle ČSN EN 927-3. Vzorky ošetřené nátěrovými systémy byly vystaveny směrem na jih pod úhlem 45° bez dotyku se zemí po dobu 12 měsíců. Během testování v exteriéru spolupůsobí více vlivů ve srovnání s umělým urychleným stárnutím. Zejména je to působení znečištění, mikroskopických hub a bakterií, proudění vzduchu a prachových částic způsobujících abrazi. Testy přirozeným stárnutím odpovídají nejlépe vystavení konečného produktu/výrobku v reálné expozici. Díky způsobu vystavení vzorků směrem na jih pod úhlem 45° také dochází k urychlení stárnutí povrchů ve srovnání s většinou reálných expozičních zatížení.
Na testovaných vzorcích byly měřeny pomocí spektrofotometru barva, leskoměru lesk, goniometru kontaktní úhel smáčení a pro vizuální vyhodnocení byl použit i laserový skenovací mikroskop.
Na Obr. 2 jsou uvedeny výsledky testování umělého stárnutí dubového dřeva, ošetřeného transparentním nátěrem dle předkládaného vynálezu (Alkyd-patent a Terasy patent), a porovnány s povrchem dubového dřeva ošetřeným komerčním nátěrem (Alkyd - komerční a Terasy komerční) a nátěrem dle stavu techniky (Akryl - UV 30993). Vzorky označené Alkyd-patent a Terasy patent byly ošetřeny nátěrem podle vynálezu, obsahujícím alkydovou lazuru nebo styrenakrylátovou lazuru. Vzorky označené Alkyd - komerční a Terasy - komerční byly ošetřeny komerčním nátěrem lazurou na bázi tixotropních alkydů s penetrační vrstvou bez přídavku UV
- 7 CZ 2019 - 723 A3 stabilizačních látek (Alkyd-komerční) a lazurou na bázi kopolymerů styrenu a akrylátu s penetrační vrstvou bez přídavku UV-stabilizačních látek (Terasy - komerční). Vzorek Akryl - UV 30993 byl ošetřen vrstvami dle UV 30993. Podle výsledků uvedených na Obr. 2 je zřejmé, že předkládaný vynález zlepšuje celkovou barvostálost a zachování lesku dílce z dubového dřeva ve srovnání s dílcem ošetřeným pouze komerčním nátěrovým systémem. Uepší výsledky jsou dosaženy i ve srovnání s řešením UV 30993. Zároveň předkládané řešení nezhoršilo hydrofobní funkci nátěrového systému ve srovnání s komerčním řešením.
Nečekaný efekt předkládaného vynálezu ve vztahu ke komerčnímu produktu a také ve vztahu k PUV 2017-33935 dokládají vzorky po roce přirozeného stárnutí v exteriéru dle ČSN EN 927-3 (Obr. 3 a Obr. 4). Nečekaný efekt předkládaného řešení s obsahem alkydové lazury (D-12) je patrný z Obr. 4:
1) Výrazně vyšší životnost a barvostálost ve srovnání s komerčním systémem (A-12) i řešením chráněným UV 30993 (C-12)
2) Výrazně lepší výsledek i vůči B-12 s dřevem penetrovaným 3% vodním roztokem a disperzí UV-stabilizačních látek, přičemž obsah UV-stabilizačních látek (Benzotriazoly + HALS ve směsi s nanočásticemi ZnO) v penetračním polymemím základě (D-12) bylo možné zachovat na 1,5 %.
Nečekaný efekt předkládaného řešení s obsahem styren-akrylátové lazury je patrný z Obr. 5 a 6:
1) Výrazně vyšší životnost a barvostálost ve srovnání s komerčním systémem (G-12) i řešením E12 kde byl použit pigmentovaný penetrační základ
2) Výrazně lepší výsledek i vůči F-12 s dřevem penetrovaným 3% vodním roztokem a disperzí UV-stabilizačních látek (penetrace na základě PUV 2017-33935), přičemž obsah aktivních látek v penetračním transparentním polymemím základě (H-12) bylo možné zachovat na 1,5 %.
Průmyslová využitelnost
Průmyslová využitelnost předkládaného technického řešení tkví v použití materiálu na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí dle předkládaného vynálezu a/nebo dílce pro výrobu exteriérových dřevěných konstmkcí podle předkládaného technického řešení pro výrobu nábytku, stavebně-tmhlářských výrobků a částí staveb v exteriérech, zejména na obkladech fasád domů, plotech či altánech, dřevěných teras a pochozích ploch na dřevěných mostech případně lávkách ve venkovních expozicích vystavených povětrnostním vlivům, ale bez kontaktu se zemí a vzlínající vlhkostí ze země.

Claims (5)

1. Transparentní nátěr pro dřevo dubu, vyznačený tím, že obsahuje
- penetrační vrstvu (2) v rozmezí plošného příjmu nánosu od 80 do 140 g/m2 pro umístění na dřevě dubu;
- vrstvu (3) lazury o tloušťce v rozmezí od 10 pm do 80 pm, pro umístění na penetrační vrstvě; přičemž
- penetrační vrstva (2) obsahuje 0,05 až 0,15 % hmota. l,2-benzisothiazol-3(2H)-onu; 0,05 až 0,15 % hmota. 2-methyl-2H-isothiazol-3-onu; 0,5 až 1 % hmota. 3-jod-2-propinylbutylkarbamátu (IPBC); 5 až 10 % hmota. 1,2-propylenglykolu; 5 až 10 % hmota. dipropylenglykol-M-butyletheru; 65 až 85 % hmota, kopolymeru ethylenvinylacetátu a esteru kyseliny akrylové; 1,5 až 7 % hmota, absorbérů UV záření (ultraviolet light absorbers, UVA) spolu s pohlcovači volných radikálů (stericky bráněné aminové stabilizátory; hindered-amine light stabilizers, HALS); a 1,5 až 7 % hmota, nanočástic ZnO;
a
- lazurou je transparentní alkydová lazura a/nebo transparentní styren-akrylátová lazura.
2. Transparentní nátěr podle nároku 1, vyznačený tím, že hmotnostní poměr celkového obsahu UVA a HALS ku obsahu ZnO je 1:1.
3. Transparentní nátěr podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že poměr HALS ku UVA je 1 : 1 až 3 hmota, podílu.
4. Transparentní nátěr podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 3, vyznačený tím, že obsah nanočástic ZnO v penetrační vrstvě (2) je v rozmezí od 1,5 do 7 % hmota., s výhodou od 2,5 do 6 % hmota., nejvýhodněji 5,1 % hmota.
5. Transparentní nátěr podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 4, vyznačený tím, že lazurou je transparentní alkydová lazura, která obsahuje:
15 až 25 % hmota, petroleje; 1 až 5 % hmota, sikativa a alespoň 70 % hmota, alkydové pryskyřice; popřípadě může dále obsahovat do 1,5 % hmota. 1,2-propandiolu;
a tloušťka vrstvy lazury je v rozmezí od 20 pm do 80 pm, s výhodou 60 pm až 80 pm;
s výhodou obsahuje alkydová lazura 18 % hmota, petroleje; 2 % hmota, sikativa a 75 až 80 % hmota, alkydové pryskyřice, nejvýhodněji 77 % hmota, alkydové pryskyřice.
6. Transparentní nátěr podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 4, vyznačený tím, že lazurou je styren-akrylátová lazura, obsahující alespoň 90 % hmota, kopolymeru styrenu a akrylátu a tloušťka vrstvy lazury je v rozmezí od 10 pm do 60 pm.
7. Materiál na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí, vyznačený tím, že obsahuje vrstvu (1) masivního dubového dřeva, kteráje pokrytá transparentním nátěrem pro dřevo dub podle kteréhokoliv z předchozích nároků 1 až 6.
8. Materiál na bázi dřeva podle nároku 7, vyznačený tím, že dále obsahuje vrchní vodoodpudivou vrstvu, která je umístěna na povrchu vrstvy (3) lazury, kterýžto povrch není sousedící s penetrační vrstvou (2), přičemž vrchní vodoodpudivá vrstva obsahuje nanočástice AsS, akrylát, polyuretan a vosk.
-9CZ 2019 - 723 A3
9. Dílec pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí, vyznačený tím, že obsahuje materiál na bázi dubového dřeva podle nároku 7 nebo 8, upravený do tvaru v podstatě kvádru, jehož nejkratší hrana má délku alespoň 8 mm.
5 10. Použití transparentního nátěru podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6 pro ošetření povrchu exteriérových dubových konstrukcí.
CZ2019723A 2019-11-25 2019-11-25 Transparentní nátěr pro dřevinu dub, materiál na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí, dílec pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí jej obsahující a jejich použití CZ309200B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019723A CZ309200B6 (cs) 2019-11-25 2019-11-25 Transparentní nátěr pro dřevinu dub, materiál na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí, dílec pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí jej obsahující a jejich použití

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019723A CZ309200B6 (cs) 2019-11-25 2019-11-25 Transparentní nátěr pro dřevinu dub, materiál na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí, dílec pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí jej obsahující a jejich použití

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2019723A3 true CZ2019723A3 (cs) 2021-06-02
CZ309200B6 CZ309200B6 (cs) 2022-05-11

Family

ID=76088879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019723A CZ309200B6 (cs) 2019-11-25 2019-11-25 Transparentní nátěr pro dřevinu dub, materiál na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí, dílec pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí jej obsahující a jejich použití

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ309200B6 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023116952A1 (en) * 2021-12-20 2023-06-29 Česká zemědělská univerzita v Praze Multilayer wood coating system and method of its application

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120301738A1 (en) * 2011-05-23 2012-11-29 Ppg Industries Ohio, Inc. Methods for coloring a wood substrate, related compositions and substrates
CZ30993U1 (cs) * 2017-07-19 2017-09-05 Česká zemědělská univerzita v Praze Materiál na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí a dílec pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí jej obsahující

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023116952A1 (en) * 2021-12-20 2023-06-29 Česká zemědělská univerzita v Praze Multilayer wood coating system and method of its application
CZ310129B6 (cs) * 2021-12-20 2024-09-11 Česká zemědělská univerzita v Praze Vícevrstvý nátěrový systém na dřevo a způsob jeho aplikace

Also Published As

Publication number Publication date
CZ309200B6 (cs) 2022-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pánek et al. Colour stability and surface defects of naturally aged wood treated with transparent paints for exterior constructions
Nejad et al. Exterior wood coatings
Jirous-Rajkovic et al. The efficiency of various treatments in protecting wood surfaces against weathering
Oberhofnerová et al. Effect of surface pretreatment with natural essential oils on the weathering performance of spruce wood
CZ309200B6 (cs) Transparentní nátěr pro dřevinu dub, materiál na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí, dílec pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí jej obsahující a jejich použití
CZ30993U1 (cs) Materiál na bázi dubového dřeva s prodlouženou barvostálostí a dílec pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí jej obsahující
CZ33183U1 (cs) Materiál na bázi smrkového nebo douglaskového dřeva s prodlouženou barvostálostí a dílec pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí jej obsahující
Feist Role of pigment concentration in the weathering of semitransparent stains
CZ31954U1 (cs) Materiál na bázi modřínového dřeva s prodlouženou barvostálostí a dílec pro výrobu exteriérových dřevěných konstrukcí jej obsahující
Pánek et al. Effect of the number of UV-protective coats on the color stability and surface defects of painted black locust and Norway spruce woods subjected to natural weathering
JP6896268B2 (ja) 屋外用木質材料の保護方法及びその方法により保護された木質材料
ES2258610T3 (es) Revestimiento, proceso de preparacion y su uso sobre un soporte de madera.
Vidholdova et al. Influence of wood pre-weathering on selected surface properties of the system wood–coating film
Hunt Finishing wood
Feist Weathering performance of finished aspen siding
Sahin et al. Effects of artificial weathering on the surface properties of coated radiata pine
JP2019069538A (ja) 木製物品及び木製物品の製造方法
Aytin et al. Weathering’s Effect on Color and Roughness in Some Heat-treated Wood Species with Modified Water-based Varnish.
Kúdela et al. STABILITY TESTING OF COATING MATERIALS PROPOSED FOR RENOVATION OF SURFACE FINISH WINDOWS.
Garay M et al. Evaluation of oriented strandboard and plywood subjected to severe relative humidity and temperature conditions.
Feist The challenges of selecting finishes for exterior wood
KR101289641B1 (ko) 친환경 수용성 목재 크랙 방지제
Williams et al. Restoration of severely weathered wood
Ligęza et al. Analysis of the wood properties of Dicorynia guianensis Amsh. in the context of using in outdoor architecture
CZ34594U1 (cs) Materiál na bázi dubového dřeva a dílec pro výrobu exteriérových lepených dřevěných konstrukcí jej obsahující