CZ313698A3

CZ313698A3 - Tvarové těleso z impregnovaného dřeva

Info

Publication number: CZ313698A3
Application number: CZ983136A
Authority: CZ
Inventors: Norbert Mundigler; Markus Rettenbacher
Original assignee: Markus Rettenbacher; Norbert Mundigler
Priority date: 1996-04-01
Filing date: 1997-03-29
Publication date: 1999-01-13
Also published as: JP2000507513A; JP3418623B2; NO309075B1; EP0891244A1; ES2154897T3; DK0891244T3; DE29780342U1; AU2293097A; EP0891244B1; ATE198288T1; NO984425D0; PL328971A1; CA2249273A1; DE59702820D1; BR9708469A; AU711205B2; NO984425L; WO1997036720A1

Description

Oblast, techniky

Vynález se týká tvarových těles z impregnovaného plného dřeva.

Dosavadní stav techniky

Již ode dávna se dřevo impregnovalo různými látkami, zejména proti houbám a hmyzu, ke snížení navlhávání a bobtnání, například dehtovým olejem (pro dřevěnou dlažbu), parafinem a voskem nebo směsí montánního vosku a roztoků umělých pryskyřic Calkydových pryskyřic), přičemž vznikal problém při odstraňování rozpouštědla (například trichlorethylenu) z Impregnovaného plného dřeva. K výrobě ložiskových desek se dřevo také impregnovalo mazacím olejem.

Větších úspěchů se dosáhlo, zejméma ke stabilizaci rozměrů a zvýšení tvrdosti, s vodou rozpustnými fenolovými nebo močovinoformaldehydovými pryskyřicemi, které však způsobily všeobecně jenom zpomalení, ale nikoliv zamezení bobtnání, naproti tomu však způsobily snížení pevnosti v tahu. Proto se používaly zpravidla jenom při výrobě dýh, které se případně následně dále zpracovávaly jako vrstvenné plasty. Kromě toho kombinace dřeva s močovinoformaldehydovými pryskyřicemi, ale také s ostatními plasty, vede ke vzniku duroplastových materiálů, které se po vytvarování a následném zesítování liž nemohou tvarovat za tepla, a rovněž již nejsou biologicky degradovatelné, a proto představují problém při svém odstraňování

Dále je známá impregnace dýh barvou a polyethylenovým nebo polypropylenovým glykolem, a rovněž vodným roztokem • · · ·

škrobu, polyvinylpyrrol idonu nebo polyvinylacetátu, k výrobě barvených vrstvenných těles slepených z jednotlivých dýh CJPA54-117004 nebo JP-A55-034931), ale také impregnace pouze řezných hran dřeva, před dýhováním, za účelem zpevnění hran, a sice opět vodnými roztoky škrobu, želatiny, po1yvinylacetátu, alginátu sodného, polyvinylpyrrolidonu, resolu, mel aminové nebo močivinové pryskyřice, monomerů, jako jsou estery nebo nitrily kyseliny akrylové nebo inetakrylové, st-yrolu, viny lacetátu, akrylamidu, atd. (JP-A54- 026317).

Konečně je známá impregnace dřeva nebo porézních hornin vodným roztokem polyvinylacet-átu při podtlaku a následném použití nepatrného přetlaku, přičemž se případně přidává vosk nebo biocidy CFR-A 2505187).

Také další spisy pojednávají o impregnaci dřevěných dílů biologicky nedegradovatelnými, polymerizovatelnými, zejména zesítujícími umělými pryskyřicemi nebo lněným olejem, často v roztocích, které mají uvedené nevýhody. K těmto spisům patří zejména DE-A1-3942136, FR-A-2647388, JP-A-6071614, JP-54 057732, W094/11167, US-A-1991752, SU-A1-1701521, JP-A1174401, SlI-A-1288063 a NL-A-23392.

Všechny tyto způsoby výroby impregnovaných dřevěných tvarových těles mají ale nevýhodu, že odstraňování použitých rozpouštědel Ci vody!) je jednak náročné na čas a energii, a jednak mají za následek porézní tvarová tělesa, i když v menším rozsahu, než předtím.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je proto vytvoření impregnovaného biologicky degradovatelného tvarového tělesa z plného dřeva, jehož póry jsou co nejvíce vyplněny, a který je ale poměrně lehký a může se vyrobit bez zvláštního dodatečného

- 3 zpracování, a který překoná nevýhody dosavadních kombinací co se týká pórovítosti biologické dřeva a plastů, degradovate 1 nos t. i

Tento úkol byl tvárnosti za tepla. překvapivě poprvé vyřešen tvarovým tělesem z impregnovaného plného dřeva, kombinací význaků uvedených v nároku 1, podle vynálezu- Další obzvláště výhodná provedení vynálezu jsou popsána ve význakových částech závislých nároků.

Jako přírodní pryskyřice se zejména používá monomer ze skupiny talové pryskyřice, Damaru, kopalu, ale také balzámové pryskyřice nebo talového oleje, přičemž jako olej se používá zejména foukaný Cpředoxidováný) lněný olej nebo dřevný olej, případně s přísadou vysoušedla Csikativu), přičemž jako ester mastných kyselin se používá zejména takový ester, který vzniká při zpracování talového oleje na talovou pryskyřici.

Podle vynálezu se jako polymery, přírodní pryskyřice, oleje, resp. estery mastných kyselin, volí takové látky, které jsou tekuté při napouštěcí teplotě, a hlavně nenapadají dřevo. Zejména se dává přednost látkám, které při teplotě, při níž je dřevo napadáno, mají poměrně nízkou viskozitu. Odborník zvolí z impregnačních prostředků a možných přísad takovou směs, že součást z plného dřeva, která se má impregnovat, v závislosti na své pórovitosti během určeného času, případně za použití podtlaku nebo tlaku, dosáhne požadovaného stupně penetrace. Pod pojmem napadáno je ve smyslu vynálezu míněna každá nežádoucí změna vlastností dřeva, zejména zbarvení, rozklad chemickou reakcí, zejména při extrémních změnách hodnoty pH, bobtnání nebo smrštění Cpokud je nežádoucí), tvoření pórů, atd. Je samozřejmé, že některé termoplastické materiály, podle vynálezu, mohou být vhodné pro určité typy dřeva, ale pro jiné nikoliv. Například nepodst.ané zbarvení může být ještě přijatelné u tnavých dřev, některá dřeva by mohla být méně citlivá na změny hodnoty PH, než jiná dřeva, atd.

• · • · · ·

- 4 V posledních letech bylo na základě diskusí o životním prostředí vyvinuta řada různých biologicky degradovatelných materiálů, na bázi přírodních látek nebo také fosilních zdrojů, z nichž některé dokonce vykazují hydrofilní vlastnosti, a jako mnohé přírodní látky a zejména také dřevo, jsou schopné přijímat a odpařovat vodu. Tyto materiály obsahují, v závislosti na relativní vlhkosti okolního prostředí, určitou procentní míru vody, a jsou proto vhodnější ke kombinaci, než plasty v obvyklém slova smyslu. Jejich hydrofilní vlastnosti usnadňují také jejich penetraci do struktury dřeva, přičemž vlastnosti dřeva se úplně nepřekrývají, ale jenom doplňují.

Jako biologicky degradovatelné polymery je třeba uvést například následující látky; kyseliny polyhydroxymáselné, polykaprolaktony, kyseliny polymléčné, polyester na bázi diolenů a kyselin dikarboxy1ových, polyamidy, polyesteruretany, chemicky mododifikované přírodní polymery, jako například acetáty celulózy.

Používají se i další přídavné látky, jako například různé tuky, oleje, vosky, ale také lignin nebo alkoholy, zejména k přírodním pryskyřicím, olejům, resp. esterům mastných kyselin, pro vytvoření určitých vlastností tvarových těles z úplně impregnovaného plného dřeva, bez podstatného omezení tvárnosti za tepla nebo biologické degradovatelnosti. Zejména se mohou použít také tvrzené nebo modifikované živočišné nebo rostlinné tuky, například hydrogenované rostlinné tuky, epoxidované oleje, tuk z ovčí vlny, lůj, ale také soli různých mastných kyselin, jako například kyseliny stearové. behenové, laurové atd.

Nakonec se mohou také použít. nejrůznější soli, jako například fosfáty, boráty, sulfáty, chloridy, silikáty, tak, že se vpravují s taveninou do struktury dřeva. Mají kladný vliv na zmenšení bobtnání a smršťování, působí ale také jako • · • · • · • · * » · • v · • · · · • » c ·

inhibitory hoření nebo fungicidy.

Také se používá glycerin, jako rozpouštědlo, změkěovadlo nebo prostředek na udržování vlhkosti. Rezináty alkalických kovů a rezináty kovů alkalických zemin působí jako vysoušedla, ale také jako smáčedla a emulgátory, a tím podporují penetraci pryskyřic do dřeva.

Mnohé pryskyřice se přednostně používají v kombinaci s vosky nebo/a vysychavým olejem, které jsou při pokojové teplotě tvrdé, resp. tuhé, a dokonce křehké, resp. tvrdnou, tuhnou nebo krehnou, při vyšších teplotách však měknou a zejména následně vykazují výrazný spád viskozity, takže ještě při těchto teplotách může nastat takové napouštění, kdy dřevo ještě není napadáno nebo je napadáno jenom nepodstatně. Křehkost některých z těchto látek se kompenzuje jejich jemným rozdělením do struktury dřeva.

Viskozita impregnační směsi při napouštěcí teplotě by měla být nižší než 20 dPas, účelně nižší než 10 dPas Cviskozity glycerinu při pokojové teplotě), zejména nižší než 1 dPas (voda má při pokojové teplotě 0,01 dPas). Zatímco póry v plném dřevu mají velikost několika um, mají pryskyřice nebo polymery podle vynálezu velikost několika nm. Čím menší jsou jejich molekuly, tím rychleji a hlouběji proniknou do dřeva. Největší, zejména polymerní částečky, proniknou během příslušné teploty a doby zpracování jenom do nejhořejších vrstev povrchu, přesně to však poskytuje výhodu, že se vlastnosti povrchu tvarového tělesa podle vynálezu, zejména co se týká tvrdosti a vnějšího vzhledu Cnapříklad způsobilost k leštění! ) zlepší, bez poškození tvárnosti za tepla. Tím se účinně zabrání vzlínání menších molekul zvnitřku, při zvýšené tep 1otě

Přednostně se používají přírodní vosky, jako například karnaubský vosk, včelí vosk nebo montánní vosk. Vosky vykazují ještě příznivější podmínky pro zpracování, jako • · · · • · · · • · · • · · * • · * · • · · · • « a · · r · · ·· ·« většinou nižší teplotu tání a ještě silnější spád viskozity při zvýšení teploty. Kombinace vosku a pryskyřice vykazuje dobré vlastnosti pro zpracování a dobré vlastnosti konečného výrobku, protože nepříjemná vlastnost cenově výhodné balzámové pryskyřice, která je lepivá při pokojové teplotě, se kompenzuje použitím vosků. Na druhé straně však samotné vosky mají při zvýšené teplotě sklon k vypocování, což se opět potlačí přírodními pryskyřicemi, které jsou obsaženy ve směs i.

Lněný a dřevný olej je před ‘vysušením Cvytvrzením polymerováním) tekutý již při pokojové teplotě, přičemž se jejich viskozit-a dále snižuje při zvýšení teploty. Lněný olej, který má při pokojové teplotě viskozitu 90 dPas, vykazuje při zvýšení teploty jenom o 30°C spád viskozity na 15 dPas. Tato nepatrná viskozit-a ve spojení s nepatrnou velikostí molekul, když jde však rovněž především o monomer, značně podporuje proces impregnace. Kombinace takového oleje s pryskyřicí umožňuje výrobu tvarového tělesa téměř ve formě linolea v přirozené struktuře dřeva.

Pro katalytické urychlení polymerní reakce (sušení) použitých olejů, používají se jako vysoušedla tak zvaná kovová mýdla na bázi jednoho nebo několika kovů (v kombinaci) zejména rezináty, oktoáty, linoleáty a naftenáty kobaltu, zinku, a manganu.

II kombinace biologicky degradovatelných, částečně hydrofilních termoplastů a hydrofilního duroplastového dřeva bylo překvapivě zjištěno, těles nebo materiálů, charakteri sti ekýeh vlastností že se dosáhne výrobků, tvarových u nichž nedojde ke ztrátě dřeva, zejména co se týká přijímání a odpařování vody, biologické degradovat.e 1 nost i , a rovněž znáných vynikajících mechanických vlastností- Dřevu byly dodány nové vlastnosti, tvárnost za tepla, vylepšený povrch a v některých případech rychlejší biologická ·· • · 4 · • 4 * β · 4 4 4 ·

44*4 ·4 ·4 t 4 4

4 4 «*· • 4

44

44 » · · < , « · »· « 4 • 4 4 degradovatelnost, a tím se otevřely pro taková tvarová tělesa úplně nové oblasti použití.

Bobtnání a smršťování dřeva je vlastnost, která v mnoha případech podstatně omezuje jeho použití, a způsobem podle vynálezu se zmenšuje minimálně o 50%. Tím se zmenšují také nákladná opatření při zpracování, například vícenásobné spojování na pero a drážku a ohledy na dilatační

1epen í spáry.

Cím vyšší mohou být zvolené teploty pro nasakování plného dřeva, čím může být lepší podtlak před impregnováním, resp. čím vyšší může být tlak vzduchu, plynu nebo páry při nebo po impregnování, tím rychleji a kompletněji nastává pronikání termoplastických materiálů do struktury dřeva.

K výrobě tvarového tělesa se může používat dřevo nejrůznějších druhů. To, jestli se pracuje s tvrdým nebo měkkým dřevem, s velmi tenkos t-ěnným i nebo silnějšími dřevěným díly, závisí především na požadavcích na konečný výrobekNapříklad eukalyptové a topolové dřevo se jako rychle rostoucí dřevo používá převážně k výrobě buničiny nebo jako zdroj energie. Důsledkem jejich rychlého růstu je jenom nepatrná celková nebo povrchová tvrdost. Zpracováním podle vynálezu se mohou tato dřeva uplatnit také u kvalitnějších použití, například u podlah a oken, a tím mohou nahradit dražší a stále méně dostupná vysoce kvalitní přírodní dřeva.

Dobrým příkladem ke zlepšení trvanlivosti dřeva je také buk, který se může snadno napustit popsanou taveninou, a přitom se dosáhne podstatného zlepšení trvanlivosti, stálosti a také odolnosti proti mikroorganismům.

Dřevo je svou povahou velice málo tvárné za tepla. Tvarová tělesa podle vynálezu jsou naproti tomu podobně snadno dostupná obvyklým technikám tváření za tepla, jako je plastické vzorování, lisování, ohýbání, tvarování, jako u obvyklých plastových dílů. Toto tváření za tepla probíhá ·· ··

I » ·

I ··· »·

I · · · ·

I · ·

·. ·· dalekosáhle bez poškození struktury dřeva, takže v určitých případech zůstává dokonce úplně zachováno fládrování dřeva.

Výběrem druhu a množství materiálů a možných přísad, a rovněž provozních parametrů při provádění způsobu, jako je teplota a tlak, se mohou měnit v širokém rozsahu vlastnosti tvarového tělesa z plného dřeva, podle vynálezu. K tomu patří například rychlost biologické degradace, která se může oproti dřevu dokonce prodloužit například použitím pomalu degradovate1ných látek, jako je například acetát celulózy. Může se však také měnit v širokém rozsahu měrná hmotnost tvarových těles. Ta se pohybuje od lehkého dřeva s velice malým napouštěním (hustota 0,2 t./m³ j až k úplně napuštěné struktuře dřeva asi 1,5 t/m³. Častým požadovaným účinkem, zejména u dílů z měkkého dřeva, je drastické zvýšení povrchové tvrdosti vpravením materiálu podle vynálezu do struktury dřeva, takže dřeva, která jsou sama o sobě měkká, jsou vhodná i pro vysoce kvalitní podlahy. Nevýhodě snadné vznětlivosti dřevěných dílů napuštěných pryskyřicemi, vosky a případně oleji, se celí tím, že se do taveniny pro napouštěn í fosforečnan dřeva přidá amonný a jako například přičemž jako rychlej i rozdělení inhibitor hoření, boritan zinečnatý, rozpouštědlo může sloužit glycerin.

Jedním z možných způsobů by mohlo být úplné ponoření zejména předem vakuovaného dřevěného dílu do roztaveného materiálu a okamžité přivedení přetlaku, což vede podstatně k požadovanému výsledku, úplného a rovnoměrného termoplastického materiálu do struktury dřeva.

Dalšího zdokonalení způsobu impregnování se může dosáhnout tak, že se tvarové těleso z plného dřeva předsuší, čímž se tekutý materiál nasaje také do hlubších vrstev dřeva, které byly předtím zaplněny molekulami vody.

Takto získaná tvarová tělesa se mohou zpracovávat jako dřevo, s dodatečnými vlastnostmi tvárnosti za tepla, • * · · • · · « · · • · · · · ·

- 9 s možností jejich odstraňování ještě stále lehce nad b i ologickou degradovatelnost.

Pro hotové, případně dodatečně tvarované díly za tepla, se otevírá široký rozsah použití. K oblastem použití, jako jsou obaly, konstrukce a stavba nábytku, podlahy, konstrukce automobilů, dřevěné konstrukce, vnitřní stavební práce, hračky, se může přidat libovolný počet příkladů.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Deska z měkkého dřeva, o délce 120 mm, šířce 80 mm a tlouštce 25 mm, o hustotě 420 kg/m³ byla ohřátá na 150°C a byla ponořena do roztaveného, nízkomolekulárního polykaprolaktonu firmy Union Carbide teplého 150°C a během 15 minut byla vystavena podtlaku. Následně byla deska vyjmuta z taveniny a byla vystavena po dobu 30 minut tlaku plynu 10 barů v tlakové komoře, aby se polymerní, biologicky degradovatelný materiál nechal vniknout do hlubších vrstev dřeva. Deska se může trvale přetvařovat, přičemž podpůrně působí vodní pára.

Příklad 2

Talová pryskyřice Co názvu Sacotan⁸ 85 firmy Krems Chemie, s teplotou měknutí 80 až 85°C1 byla roztavena v otevřené nádobě a byla uvedena na teplotu 155°C. Do této horké taveniny pryskyřice byly vloženy dřevěné díly o délce 250 mm, šířce 80 mm a tlouštce 15 mm. Toto vkládání se provádí v děrovaném koši, v němž jsou jednotlivé dřevěné díly vzájemně odděleny, takže všechny povrchy každého dřevěného ··· · ···· • · · ’ β» · · · · · dílu jsou obklopeny tekutou pryskyřicí. Dřevěné díly se udržují pod hladinou tekutiny a mohou se vyjmout z horké taveniny pryskyřice. Po vložení dřevěných dílů se začíná následkem ohřevu odpařovat vlhkost a unikat plyn, které jsou obsažené v dřevěných dílech. Tento proces trvá asi 15 minut, během nichž se teplota roztoku pryskyřice udržuje na 150°C. Následně se nádoba uzavře a začne se působit tlakem 9 barů, který má vpravit pryskyřici do hlubokých vrstev dřeva. Po 1 hodině se tlak uvolní a napuštěné dřevěné díly se vyjmou ze stále ještě tekuté pryskyřice C125°C). Množství pryskyřice, pohlcené při této úpravě, se může určit diferenčním vážením:

Druh dřeva	hmotnost před napouštěním v g	hmotnost po napouštěn í v g	% pryskyřice z celkové hmotnosti	% pryskyři z hmotnost dřeva
jasan	136	196	31	46
bříza	259	400	35	54
dub	152	169	10	11
sosna	266	466	42	75
smrk	99	119	17	20
olše	188	368	49	96
1 í pa	113	158	28	39
buk	139	210	34	51
jed 1 e	284	293	3	3
modřín	196	201	2	2
j a vor	284	436	34	53
třešeň	361	411	12	14

Pryskyřice se rovnoměrně rozdělila do struktury dřeva. Dřevo bylo dobře připraveno pro klasické způsoby zpracování. Barevné změny vlivem tepelného zatížení a obsah pryskyřice (zněna rozptylu světla vyplněním dutin) ve dřevu jsou různé • · • · podle druhu dřeva, ale jsou zjistitelné u každého druhu dřeva. Úplně napuštěné dřevo (ohoblované) je posuzováno jako ještě lehce lepivé.

Při vkládání dřeva, sice vysušeného, ale přece ještě s 10¾ zbytkovou vlhkostí do taveniny pryskyřice bylo pozorováno jisté zpěnění způsobené vypařováním zbytkové vody a unikáním přebytečného vzduchu, které není nepodobné procesu fritování v potravinářském průmyslu.

může omezit nebo zcela odstranit,

Tento jev se když se zejména před ponořením dřevěných dílů do taveniny pryskyřice, přivede do zpracovací nádoby předehřej í.

podtlak, nebo když se dřevěné díly

Příklad 3

Při zachování podstatných pokusných podmínek podle příkladu 2 bylo použité dřevo pouze před vložením do taveniny pryskyřice předehřáto asi na 150°C. To způsobilo jednak předsušení dřeva a jednak unikání vzduchu v závislosti na teplotěTakto předem upravené dřevo nevykazovalo již žádné nebo jenom velice nepatrné zpěnění, a tlakový kotel se mohl hned po vložení dřeva uzavřít. Obava, že tento proces vysoušení by mohl snížit množství pryskyřice napuštěné do dřeva, nebyla potvrzena. Zjištěná množství napuštění byla téměř totožná jako u příkladu 2.

Příklad 4

Aby se minimalizovalo zbarvení dřeva vlivem tepelného zatížení, použila se balzámová pryskyřice, která začala měknout při 60 až 65°C a při 115°C vykazovala nepatrnou viskozitu. Dřevo se předem upravovalo při teplotě 115°C a • · • · · · · • · ' • · · · vlažilo se do taveniny pryskyřice o stejné teplotě. Velice krátká doba napouštění, asi jenom 15 min, avšak při tlaku 15 barů, znatelně snížila zbarvení dřeva. Množství napouštění pryskyřice odpovídalo dalekosáhle údajům podle příkladu 2. Poněkud nepříjemné však bylo, že dřevěné díly napuštěné pryskyřicí byly poněkud lepivé také ještě při pokojové teplotě, což pravděpodobně souvisí s nízkou teplotou tání balzámové pryskyřice.

Příklad 5

Jako negativní příklad ze stavu techniky byly dřevěné díly popsané v příkladu 1, ale za podobných podmínek jako v příkladu 2, napouštěny však jenom karnaubským voskem nebo montánním voskem (teplota tání 75°C) firmy Schlickum. Tavící teplota byla 155°C, dřevo se předsoušelo 60 minut při 130°C, teplota při vyjímání dřeva byla 120°C.

Množství pohlceného vosku přibližně odpovídalo množství, které bylo zjištěno u pryskyřice. Při pokusech s ohříváním dřev napuštěných voskem bylo však možno pozorovat již asi od 80°C nepříjemně rychlé vytékání tekutého vosku ze struktury dřeva.

Příklad 6

Aby se minimalizovaly stávající nevýhody impregnování dřeva čistým voskem nebo čistou pryskyřicí, byly oba materiály spolu kombinovány. Bylo s podivem zjištěno, že vosky a pryskyřice se mohou spolu kombinovat bez omezení, tvoří společnou čirou taven i nu, která vykazuje společný bod měknutí. Ani po ochlazení se nedají vzájemně oddělit.

66% talové pryskyřice (o názvu Sacotan^R 85) a 34% montánníbo vosku (o názvu Iscoblend ^R 207 firmy Schlickum) • · • · · · » · · <

• · <

bylo společně roztaveno a tavenina měla teplotu měknutí asi 80°C. Další podmínky pro napouštění dřeva touto kombinací odpovídaly podmínkám uvedeným v předchozích příkladech. Množství napouštění bylo srovnatelné s hodnotami uvedenými v tabulce u příkladu 2.

Takto získaná napuštěná dřeva spojují pozitivní vlastnosti variant s napouštěním jenom pryskyřicí nebo jenom voskem. Lepivý dojem ze dřeva napuštěného jenom pryskyřicí mohl být dostatečně oslaben použitím vosku, na druhé straně se výrazně snížilo vytavování ze dřeva napuštěného čistým voskem při zvýšení teploty.

Druh dřeva	Tvrdost podle Brinella před napouštěn ím HB//CN/mm²) rovnoběžně s	Tvrdost podle Brinella po napouštěn í HB//CN/mm² ) v1ákny	Sn í žen í bobtnání a smršťování
jasan	60	90	50
sosna	40	70	40
olše	30	75	60
buk	70	95	70
smrk	30	55	30

Příklad 7

Aby se urychlila neúplná a dlouhodobá oxidace lněného oleje, použily se pryskyřice, resp. kovové soli různých pryskyři čilých kyše1 i n ke zlepšení vlastností tvrdosti

Složení surovin biologicky degradovatelných směsí materiálů bylo 70% lněného oleje, 15% rezinátu zinečnatého, 15% kalafuny a 1% oktátu koba 1 tnatého. Směs byla zahřát.a na 150°C, až byl získán čirý roztok. Další pracovní podmínky • ·

napouštění dřeva odpovídaly předchozím pokusům. Cílem tohoto míšení surovin bylo, aby suroviny, které se používají k výrobě linolea, mohly vniknout ještě v tekutém stavu, resp. jako termoplastické látky do struktury dřeva, a aby se tak daly vzájemně spojit, vlastnosti dřeva a linolea, resp. aby mohlo ze dřeva vzniknout kvazi linoleum.

Příklad 8 příkladu

2. Výsledkem nás 1edu j ícími konečné výrobky s lněného oleje i při poškození

Směs surovin, sestávající ze 30¾ lněného oleje, 15¾ rezinát-u zinečnatého, 15¾ kalafuny, 20¾ karnaubského vosku a 19¾ biologicky degradovatelného polyesteru Co názvu Skygreen^B) a asi 0,5¾ rezinát-u mangan i či t-ého byla zahřát.a na 150°C, takže byl získán čirý, ale zbarvený roztok. Ostatní podmínky napouštění odpovídají kombinace surovin byly v 1 as t.nos tm 1 :

- Trvalé další vysýchání povrchu dřeva,

- Podíl pryskyřice a vosku zlepšuje tvrdost dřeva,

- Podíl vosku snižuje lepivost lněného oleje a pryskyřice,

- Polyester zůstává na základě své makromo1eku1ární struktury převážně na povrchu dřeva.

U dřev byla měřena tvrdost podle Brinella kolmo ke směru vláken, podle DIN EN 10003-1 a pevnost v ohybu podle DIN 52186:

Tvrdost podle Brinella Pevnost v ohybu

		N/mm²	Přírůstek ¾	N /mm²	Přírůstek ¾
sosna	před	6,5		118
sosna	po	11,1	69,5	137	15,4
o 1 še	před	11,9		104
olše	po	32,4	171,0	143	37,7
buk	před	22,8		162

• ·

buk	PP	42,2	84,7	179	10,8
jasan	před	23,9		149
jasan	PO	38,1	59,4	159	7,0
	Napuštěné	kusy	dřeva byly vloženy i	do lisu, v	němž již
byly	u1oženy	vzorované desky předehřáté	na 140°C.	Lis byl

pomalu uzavřen a udržován 2 minuty při lisovacím tlaku 50 barů. Takto dotvarované díly měly 2 mm hluboký vyražený vzor ve tvaru plástve, při neporušeném uzavřeném povrchu a při nepoškozených hranách. Dřevěné díly takto vytvarované za tepla se schody.

mohou například použít jako nášlapná vrstva na

F’říklad 9

Aby se ještě více zlepšilo pronikání polyesteru a zaručila možnost napouštění delších kusů dřeva, byl povrch dřevěných dílů podle tohoto příkladu krátce před vložením do roztavených surovin perforován nejjemnějšími jehlami až do hloubky asi 3 mm. Podmínky zpracování, a rovněž složení surovin odpovídaly předchozími příkladu. Hloubka proniknutí i výšemoleku1árních termoplastických materiálů se může přesně řídit nej jemnější perforací. Perforace může být provedena tak, že není patrné žádné makroskopické poškození povrchu. Takto je proveditelné napouštění dřeva” také u podstatně větších rozměrů dřeva špatně napouštět.

ci u dřeva, které se samo o sobě dá

Příklad 10

Když by se mělo plné dřevo plně napustit termoplastickým materiálem, dřevěné díly se před napouštěním vakuují, a dále se bez přerušení podtlaku postupuje jako v příkladu 9 tím, že • ·

- 16 se popsaná tavenina přivede do vakuovaného napouštěcího kotle. Následně se udržuje napouštěcí tlak 9 barů při 150°C, po dobu 1 hodiny, čímž se tavenina rozdělí obzvláště rovnoměrně i unitř tvarového tělesa.

Příklad 11

Když ale měly ον1 ivn i 1o by se nemělo plné by se modifikovat především bobtnání dřevo napouštět kvantitativně, jenom buněčné stěny, aby se a smršťování, ale aby se podstatně neměnila tvrdost, postupuje se následovně: Podmínky a směs surovin odpovídají příkladu 8. Zatím nezpracované dřevo vložené do napouštěcího kotle se před přivedením roztavených surovin vystaví tlaku vzduchu 4 bary, po dobu 15 minut, a následně se bez přerušení tlaku postupuje jako v příkladu 8. Tlak se nastaví na 15 barů a udržuje po dobu 100 minut. Předpětí dřevěných dílů tlakem způsobí, že se po uvolnění tlaku unikáním stlačeného vzduchu také společně vytlačují tekuté složky surovin a zabrání se vyplnění dutin. Příslušnou látkou se napustí pouze buněčné stěny. Pozdější plastické přetváření dílů z plného dřeva je tak snadněji proveditelné, zejména, když se má dále utvářet jenom povrch určitých dílů ražením, tedy vtlačováním, resp. hutněním.

Příklad 12

Obzvláště se dává přednost také kombinaci přírodní pryskyřice, vosku a nějakého biologicky degradovatelněho polyesteru, například ve formě polylaktidu. Napouštěcí tavenina sestává ze 65% Erkazitu 415 CFa Kraemer), 25% Isco-Blendu 231 CFa Schlickura) a 10% EcoPLA CFa Cargill). Podmínmky napouštění odpovídají předcházejícím příkladům. Polylaktid se klade jako uzavřená krycí vrstva přes povrch »· · · • · • · • · · · · · ···· · · ♦ ♦ • ·· · · ··♦ • · ···· ···· · dřeva jenom s nepatrnou hloubkou proniknutí (2 mm).

Př í k1 ad 13

Tak zvaná fixace nabobtnalé struktury dřeva pomocí vytlačování vody a současného vpravování termoplastických materiálů do buněčné struktury dřeva přináší podstatné zmenšení bobtnání a smršťování. Aby se toho dosáhlo, zvolí se následující postup Dřevěné díly se před vložením do taveniny upraví tak, aby se dosáhlo tak zvaného bodu nasycení vláken (Obsah vody je podle druhu dřeva 12 až 20% hmotn.). Složení taveniny odpovídá příkladu 9. Teplota tavení činí 140°C. Dřevěné díly se bez předběžného ohřívání rychle vloží do taveniny. Tlaková nádoba se rychle uzavře, aniž by mohlo uniknout podstatné množství vodní páry. Následně se ihned přivede tlak 6 barů. Tento poněkud nízký provozní tlak se zvolí proto, že struktura dřeva vlivem přítomnosti značného množství vody by se mohla snadno deformovat (zhroucení dřeva).

Po 120 minutách se při nezměněné teplotě dřevo vyjme. Při vyjímání lze pozorovat silné unikání přebytečného vzduchu, ale především vodní páry. Vlivem současného vytlačování vody a jejího nahrazení termoplastickými materiály a fixace bobtnání následkem ztuhnutí, se mohlo bobtnání a smrštění u všech testovaných druhů dřeva (buk, olše, bříza, javor) snížit alespoň o 75%.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Tvarové těleso z impregnovaného plného dřeva, vyznačující se tím, že je impregnováno alespoň jednou termoplastickou látkou nebo směsí, v podstatě bez obsahu rozpouštědel, která je tvořena, resp. obsahuje biologicky degradovatelný polymer, přírodní pryskyřici nebo/a ester vyšších mastných kyselin s vícemocnými alkoholy, a která je tuhá do 50°C, nad asi 80°C je však tekutá a při teplotě mezi asi 115 a asi 155°C má viskozitu nižší než 20 dPas, účelně nižší než 10 dPas, a zejména nižší než 1 dPas.
2. Tvarové těleso podle nároku 1, vyznaču j íc í se tím, že biologicky degradovatelný polymer pochází ze skupiny zahrnující následující látky; kyseliny polyhydroxymáselné, polykaprolaktony, kyseliny polymléčné, polyestery na bázi diolenů a kyselin dikarboxy1ových, polyamidy, polyesteruretany, a chemicky mododifikované přírodní polymery, jako například acetáty celulózy.
3. Tvarové těleso podle nároku 1 nebo 2,v y z n a č u j í c í se tím, že přírodní pryskyřice pochází ze skupiny následujících látek; talová pryskyřice, Damar, kopal, a balzámová pryskyřice.
4. Tvarové těleso podle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že ester mastných kyselin pochází ze zpracování tálového oleje na talovou pryskyřici.

• · • ·

19
5. Tvarové těleso podle nároku 1 až 4, vyznačující se tím, že impregnační prostředek kromě toho obsahuje schnoucí nebo poloschnoucí (tvrdnoucí) olej zejména foukaný (předoxidováný) lněný olej nebo dřevný olej, případně s přísadou vysoušedla (sikativu).
6. Tvarové těleso podle nároku 1 až 5, vyznačující se tím, že impregnační prostředek kromě toho obsahuje alespoň jednu z nás 1edujícícch látek: vosky, zejména karnaubský vosk, včelí vosk nebo montánní vosk, lignin, vyšší alkoholy, tvrzené nebo modifikované živočišné a rostlinné tuky, například hydrogenované rostlinné tuky a epoxidované oleje, tuk z ovčí vlny, lůj, soli různých mastných kyselin, stearové, behenové, laurové, používá případně s přísadou jako například inhibitor hoření kysel iny který se nepatrného množství rozpouštědla, jako například glycerinu.
7. Tvarové těleso podle nároku 1 až 6, se t í m, že impregnační prostředek má následující složení: 10 až asi 60¾ hmotn. přírodní pryskyřice, 10 až 40¾ hmotn., výhodně 15 až 35 ¾ hmotn. vosku, 10 až 50, zejména 20 až 40¾ vyznačující hmotn vysychavého oleje, zejména rezináty, oktoáty, zinku, a manganu, a 10 až biologicky degradovatelného polymeru0,25 až 20¾ hmotn. vysoušedla, linoleáty a naftenáty kobaltu, 30, zejména 15 až 25¾ hmotn.
8. Způsob výroby tvarového tělesa podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že dřevěné tvarové těleso se případně předehřeje na teplotu 100 až 150°C, ponoří se do taveniny tvořené impregnačním prostředkem, kde se ponechá 10 až 120, zejména 30 až 90 minut, za působení tlaku a teploty, a následně se vyjme z taveniny, které se případně odstraní z jeho povrchu, a tvarové těleso se nakonec vychladí.

• ·
9. Způsob podle nároku 8. vyznačující se

t. í m, že se taven i na s dřevěným tvarovým tělesem vystaví působení vakua nebo se následně vystaví působení přetlaku 1 až 100, zejména 2 až 20 barů.
10. Použití tvarového tělesa podle nároků 1 až 7 k výrobě dílů z plného dřeva tvarovatelných za tepla.