RU2275298C2 - Древесный материал, пропитанный фурановым полимером, способ его получения и применение такого древесного материала - Google Patents
Древесный материал, пропитанный фурановым полимером, способ его получения и применение такого древесного материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2275298C2 RU2275298C2 RU2003113319/04A RU2003113319A RU2275298C2 RU 2275298 C2 RU2275298 C2 RU 2275298C2 RU 2003113319/04 A RU2003113319/04 A RU 2003113319/04A RU 2003113319 A RU2003113319 A RU 2003113319A RU 2275298 C2 RU2275298 C2 RU 2275298C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wood
- impregnated
- timber
- furan
- solution
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 42
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N furfuryl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CO1 XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 68
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 10
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 59
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 16
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract 2
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 241001070947 Fagus Species 0.000 description 6
- 235000010099 Fagus sylvatica Nutrition 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 4
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 4
- 241000208140 Acer Species 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 3
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 239000004135 Bone phosphate Substances 0.000 description 1
- 241000345998 Calamus manan Species 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 244000186561 Swietenia macrophylla Species 0.000 description 1
- 240000002871 Tectona grandis Species 0.000 description 1
- 241000272195 Vultur Species 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XIEPJMXMMWZAAV-UHFFFAOYSA-N cadmium nitrate Inorganic materials [Cd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XIEPJMXMMWZAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 241000238565 lobster Species 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 1
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- NMHMNPHRMNGLLB-UHFFFAOYSA-N phloretic acid Chemical compound OC(=O)CCC1=CC=C(O)C=C1 NMHMNPHRMNGLLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012950 rattan cane Nutrition 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010875 treated wood Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
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
- B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
- B27K3/34—Organic impregnating agents
- B27K3/343—Heterocyclic compounds
-
- 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
- B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
- B27K3/02—Processes; Apparatus
- B27K3/15—Impregnating involving polymerisation including use of polymer-containing impregnating agents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
- Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
- Y10T428/249925—Fiber-containing wood product [e.g., hardboard, lumber, or wood board, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
- Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
- Y10T428/249955—Void-containing component partially impregnated with adjacent component
- Y10T428/249959—Void-containing component is wood or paper
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31971—Of carbohydrate
- Y10T428/31975—Of cellulosic next to another carbohydrate
- Y10T428/31978—Cellulosic next to another cellulosic
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31971—Of carbohydrate
- Y10T428/31989—Of wood
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к пропитанному фурановым полимером древесному материалу. Предложенный древесный материал пропитан раствором полимеризуемого мономера фурфуролового спирта, состоящего из фурфурилового спирта и одного дополнительного соединения, растворенного непосредственно в указанном фурфуриловом спирте, для того, чтобы изготовить обрабатывающий раствор, причем указанное дополнительное соединение выбирают из малеинового ангидрида и фталевого ангидрида. Изобретение относится также к способу получения древесного материала, пропитанного фурановым полимером, и к его применению. Технический результат - пропитанный фурановым полимером древесный материал однороден по цвету и плотности во всей обработанной зоне. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к пропитанной фурановым полимером древесине, которая однородна по цвету и плотности во всей обработанной зоне. Для получения такой древесины исходная древесная заготовка была пропитана смесью, содержащей полимеризуемые органические соединения, по меньшей мере, фурфурилового спирта и одно дополнительное соединение. Изобретение относится также к способу приготовления древесины, пропитанной фурановым полимером, и к ее применениям.
Уровень техники
В соответствии с уровнем техники изготовление пропитанной фурановым полимером древесины осуществляется посредством пропитывания ее раствором фурфурилового спирта с последующей полимеризацией указанного спирта во внутреннем объеме древесины. В результате в обработанных зонах образуется темно-коричневый древеснополимерный композит. Указанное изготовление пропитанной древесины проводили по различным методикам, описанным далее.
1. Инициаторы
В самом старом способе инициаторами были водорастворимые соли, в частности хлорид цинка. Соль растворяли в воде, а затем раствор добавляли к фурфуриловому спирту. Масса соли составляла приблизительно 5% от массы указанного спирта. Далее этой смесью пропитывали древесину и полимеризовали смесь, используя нагрев. При пропитывании вода и соль удерживались древесиной около поверхности. Вследствие этого фурфуриловый спирт, глубже проникающий в древесину, лишался инициатора и плохо затвердевал. Поэтому применение этого способа ограничивалось короткими или тонкими кусками древесины.
В более новом способе применяли процесс, состоящий из двух стадий. Сначала приготавливали раствор хлорида цинка в воде. Древесину пропитывали этим раствором и высушивали. Количество высушенной соли составляло приблизительно 5% от рассчитанного количества фурфурилового спирта, предназначенного для впитывания на следующей стадии. Затем древесину пропитывали фурфуриловым спиртом. Далее проводили его сушку, используя нагрев. Посредством этого способа формировали однородный материал, но для этого требовались две стадии пропитывания и сушки.
2. Размер материала
В более старом способе по указанным выше причинам требовались тонкие сечения и древесные заготовки укороченной длины. При такой обработке пиломатериал с заданными размерами имел сильные градиенты цвета и плотности, причем более плотный и более темный материал находился у поверхностей обработанной древесины. В хорошо обработанных зонах около поверхностей (или в небольших кусках) значения плотности, полученные в результате обработки, лежали в интервале 0,9-1,15 г/см3. В тоже время во внутреннем объеме плотность оставалась такой же, как и у исходной древесной заготовки, причем обычно присутствовал неотвержденный фурфуриловый спирт.
По сравнению с этим способом более новый его вариант не имел ограничений по размерам, но занимал гораздо больше времени, т.к. сушка на первой стадии требовала осторожности, чтобы предотвратить расщепление и искривление.
3. Цвет материала
При применении более старого способа из-за указанных выше градиентов цвет материала изменялся по глубине в направлении от поверхностей. Поэтому материал более светлого цвета, у которого цвет изменяется в зависимости от расстояния от поверхности, подвергали механической обработке, в том числе шлифовке. Более новый способ обеспечивал отличный цвет по всему объему.
Ближайшим аналогом изобретения, относящегося к древесному материалу, является описанный в патенте США №2909450, 1959, древесный материал, пропитанный составом, содержащим фурфуриловый спирт, катализатор (например, нитрат кадмия, нитрат никеля, хлорид цинка, двухосновные и трехосновные органические кислоты), воду и дополнительно фурфурол. В данном патенте раскрыт также одностадийный способ пропитки древесины составом, включающим указанные компоненты, и применение пропитанной древесины для изготовления изделий, обладающих повышенной стойкостью к внешним воздействиям, в том числе к щелочным реагентам. Однако известный способ не позволяет обеспечить очень высокую равномерность окраски пропитанного древесного материала по его глубине, а также возможность получения разнообразных оттенков окраски, варьируя содержание различных компонентов пропитывающего состава.
Сущность изобретения
Одна из главных задач, на решение которых направлено изобретение, состоит в получении древесины, пропитанной фурановым полимером, с применением, по меньшей мере, двух химических реактивов для получения однородного пропитывающего раствора.
Другой задачей изобретения является получение однородного распределения химических реактивов, обеспечивающего одинаковую темную окраску, в древесине, пропитанной фурановым полимером, которая однородна по цвету и плотности по всей обработанной зоне.
Следующая решаемая изобретением задача заключается в получении древесины, пропитанной фурановым полимером, которая имеет улучшенные свойства, в том числе с точки зрения стойкости к гниению и способности сохранять размеры.
Согласно настоящему изобретению перечисленные и другие задачи решаются созданием продукта, способа, а также новым применением, как это изложено в формуле изобретения.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения предлагается древесный материал (древесина), пропитанная фурановым полимером. Указанная древесина характеризуется тем, что она пропитана раствором полимеризуемого мономера фурфуролового спирта, причем указанный раствор содержит, по меньшей мере, фурфуриловый спирт и одно дополнительное соединение, выбранное из малеинового ангидрида, фталевого ангидрида, малеиновой кислоты, яблочной кислоты, фталевой кислоты и их комбинаций.)
В соответствии с другим аспектом изобретения предлагается способ приготовления древесины, пропитанной фурановым полимером. Способ характеризуется тем, что древесину пропитывают с использованием одностадийного пропитывания раствором полимеризуемого мономера фурфуролового спирта, причем указанный раствор содержит, по меньшей мере, фурфуриловый спирт и одно дополнительное соединение, которое выбирают из группы, состоящей из ангидридов, кислот и их комбинаций. За этой стадией следует стадия сушки для отверждения раствора.
К ключевым моментам изобретения относится применение одного или нескольких химических реактивов, функционирующих в качестве новых инициаторов. Сродство по отношению к древесине у этих инициаторов примерно такое же, как у фурфурилового спирта, поэтому они проникают в древесину, сохраняясь в растворе при любой глубине его проникновения. В любой точке проникновения раствор сохраняет полимеризуемость. Инициаторы выбирают из перечня любых соединений, содержащих ангидрид, а также из кислот, выбранных из группы, состоящей из малеиновой, яблочной, фталевой и стеариновой кислот. Однако предпочтительно применять соединение, выбранное из малеинового ангидрида, фталевого ангидрида и их комбинации. Более предпочтительно применение малеинового ангидрида, фталевого ангидрида или их комбинации, а самым предпочтительным вариантом являются малеиновый ангидрид или фталевый ангидрид. Для приготовления обрабатывающего раствора, по меньшей мере, один из этих инициаторов, предпочтительно только один из них, растворяют непосредственно в фурфуриловом спирте, формируя раствор, который при комнатной температуре пригоден в течение нескольких месяцев. Концентрация лежит в интервале от приблизительно 5% до приблизительно 20% от массы фурфурилового спирта. При более низких концентрациях время хранения увеличивается, а отверждение при нагреве протекает более медленно. Более высокие концентрации применяют в тех случаях, когда требуются ускоренная сушка или температуры сушки ниже нормальных, а также при применении древесины, содержащей ингибиторы полимеризации.
Пропитывание древесины раствором, инициирующим обработку, проводят, применяя так называемый "full-cell" процесс, или процесс Бетелла (Bethell), использующий обработку в вакууме с последующим приложением давления, превышающего атмосферное и лежащего в интервале от приблизительно 98 кПа (1 ат) до приблизительно 196 кПа (20 ат). Начальный вакуум может выдерживаться в течение времени от приблизительно 5 мин до приблизительно 30 мин или более, а давление, превышающее атмосферное, - в течение времени от приблизительно 20 мин до приблизительно 1 ч или более.
Отверждение проводят, применяя тепло, доставляемое горячим воздухом, паром, горячим маслом или высокочастотным нагревом. Тепло активирует инициаторы и определяет начало полимеризации. Обычная температура сушки может лежать в интервале от приблизительно 70°С до приблизительно 140°С. Процесс сушки требует выдержки в течение некоторого времени при приблизительно 90°С с последующей выдержкой в течение некоторого времени при 140°С или выдержки в течение некоторого времени только при 140°С. Промежутки времени будут изменяться в зависимости от размера материала и типа сушилки. Время сушки может находиться в интервале от приблизительно 0,5 ч до приблизительно 12 ч, преимущественно от приблизительно 0,5 ч до приблизительно 6 ч. Время и нижняя граница температуры обработки некритичны. Однако стадия обработки при повышенной температуре является новой и критичной для получения продукта хорошего качества. При применении горячего воздуха температура сушки равна приблизительно 90°С. Материал помещают в нагретую среду. Когда его температура достигает приблизительно 90°С, начинается экзотермическая реакция полимеризации. Генерируемое реакцией дополнительное тепло ускоряет отверждение, которое завершается в течение нескольких минут. Затем приблизительно на 1 ч температуру повышают до приблизительно 140°С, чтобы удалить продукты реакции и неотвержденный мономер (неотвержденные мономеры). Заключительная высокотемпературная стадия после сушки является ключевым моментом изобретения. В порядке альтернативы в качестве максимальной температуры можно использовать температуру, при которой имеет место обжиг древесного материала. В случае применения воздушной атмосферы наличие кислорода облегчит обжигание древесины. Чтобы избежать этой проблемы, следует использовать атмосферу, свободную от кислорода.
Исходным материалом является древесный материал, обычно пиломатериал, в том числе доска (толстый пиломатериал), но это могут быть также и древесные композиты, такие как плита с ориентированными волокнами и древесностружечная плита. Можно применять древесные материалы с любыми размерами, причем предпочтительны большие размеры, в рамках которых у конечного материала максимальная длина, максимальный диаметр и максимальное поперечное сечение составляют соответственно 100 м, 7 м и 40 м2. Обычно пиломатериал (доска) имеет максимальную толщину 50 мм. Однако более важным параметром является длина, т.к. обрабатывающий раствор очень быстро перемещается по длине, но очень медленно - поперек поперечного сечения. В случае древесины, способной к пропитыванию, такой как бук или береза, однородность обработки определяется тем, насколько удовлетворительно пропитывающий раствор сохраняет однородность при его перемещении по длине.
После завершения пропитывания древесный материал, сформированный посредством способа по изобретению, имеет однородные свойства по всему объему. Постоянны по всему объему цвет, устойчивость к влаге и порче, а также механические свойства. Свойства и цвет индивидуальных фрагментов пиломатериала, обработанного таким образом, зависят от достигнутой загрузки полимером. Различные породы древесины и даже различные плиты из одних и тех же пород могут пропитываться по-разному. Те плиты, которые воспринимают большее количество полимера, имеют более темный цвет и повышенную твердость. Однако влияние указанной загрузки на устойчивость к влаге и порче незначительно.
Содержание влаги в древесном материале может находиться в интервале выше приблизительно 30%, а предпочтительно превышать приблизительно 15%, но может быть также и ниже 15%. Однако этот параметр для древесного материала не критичен.
В качестве основного применения древесного материала по изобретению (т.е. изготовленного описанным способом) является производство различных изделий из древесины, в том числе рукояток ножей, кухонных товаров (ложки, вилки, разделочные доски, скалки), мебели, комнатного пола, верхних частей прилавков, строительных деталей (облицовка, карнизы, наружная обшивка, подоконники, рамы), деталей судов (поручни, полы, отделка палубы, настил палубы, мебель, арматура), береговых сооружений и устройств (доки, пирсы, ловушки для омаров), мебели для открытого воздуха, ружейных лож и револьверных рукояток, деталей музыкальных инструментов (клавиши роялей, скрипичные и гитарные грифы и перемычки), жалюзи башенных охладителей, контейнеров (баки для каустической соды или коррелирующих веществ), деталей машин (пластины конвейеров, направляющие для пил, верхние части столов для распиловочных и строгальных станков).
При этом древесный материал, в том числе его дешевые модификации и стружечный материал, можно применять для производства ценных изделий из древесины, имитирующих, например, тиковое дерево, красное дерево, ротанговую пальму и т.д., а также для придания указанным изделиям новых свойств с точки зрения водостойкости и более простых и пониженных требований в отношении ухода.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Хотя в данном описании обсуждаются специфические составы, способы и применения, нужно иметь в виду, что этим конкретным указаниям не следует придавать ограничительного характера; они включены в описание в качестве примеров, иллюстрирующих оптимальный вариант согласно настоящему изобретению.
Пример
Доски из трех твердых пород древесины длиной приблизительно 1 м и толщиной приблизительно 12 мм увязали в пачки и подвергали вакуумно-компрессионному пропитыванию, применяя обрабатывающий раствор, содержащий 5% малеинового ангидрида и 95% фурфурилового спирта. Провели отверждение в сушилке, использующей горячий воздух, при 95°С в течение 2 ч с последующей выдержкой в течение 3 ч при 140°С. На каждой стадии обработки каждую пачку взвешивали. В конце операции рассчитали уровень превращения мономера в полимер с учетом потери продуктов реакции. Некоторые доски после обработки разрезали и оценивали однородность их обработки по изменению цвета.
Данные по обработке приведены в таблице, в которой типы 1, 2 и 3 древесины относятся соответственно к буку, клену и березе.
| а | б | в | г | д | е | ж | з | |
| 6% СВ необраб., кг | Рассчит. масса, кг | 6% СВ обработ., кг | Масса отвержд., кг | Моном., % | Полим., % | Полим. превращ., % | Плотность, г/см3 | |
| 1 | 30,00 | 28,30 | 54,24 | 48,94 | 92 | 73 | 98 | 1,12 |
| 2 | 30,90 | 29,15 | 56,30 | 49,10 | 93 | 68 | 90 | 1,04 |
| 3 | 25,36 | 23,92 | 50,78 | 43,22 | 112 | 81 | 88 | 0,99 |
где
а) - масса, полученная при содержании влаги (СВ) 6%,
б) - рассчитанная масса после сушки в сушилке (СВ 0%),
в) - зарегистрированная масса после пропитывания (еще включающая в себя влагу),
г) - масса после сушки, учитывающая удаление влаги вследствие нагрева,
д) - процентное содержание мономера в древесине (из в)), определенное на основе рассчитанной массы при СВ 0%,
е) - процентное содержание полимера в древесине (из г)), определенное на основе рассчитанной массы при СВ 0%,
ж) - процентное содержание мономера, превращенного в полимер во время сушки,
з) - конечная плотность (после сушки).
Клен и береза проявили себя сходным образом. Они очень хорошо пропитывались, но поверхности обрабатывались немного лучше, чем внутренние объемы, коричневый цвет которых был светлее. По сравнению с буком эти материалы имели немного пониженные поглощение, плотность и эффективность превращения. Бук имел наивысшие уровни поглощения, превращения и плотности, причем он оказался равномерным образом обработанным по всему объему. Из использованных образцов он был наилучшим. При разрезании бук демонстрировал однородный темный цвет по всему объему.
С использованием новых формулы пропитывания и схемы сушки был получен однородный древеснополимерный композит с использованием бука и более или менее однородный материал с использованием клена и березы.
Для специалистов в данной области будет понятно, что в составы, способы и применения по настоящему изобретению могут быть внесены различные изменения и модификации, не выходящие за пределы объема его защиты. Соответственно предусматривается, что настоящее изобретение включает в себя все подобные изменения и модификации, лежащие в границах прилагаемой формулы изобретения, а также их эквиваленты.
Claims (8)
1. Пропитанный фурановым полимером древесный материал больших размеров, отличающийся тем, что пропитан раствором полимеризуемого мономера фурфуролового спирта, состоящим из фурфурилового спирта и одного дополнительного соединения, растворенного непосредственно в указанном фурфуриловом спирте для того, чтобы изготовить обрабатывающий раствор, причем указанное дополнительное соединение выбирают из малеинового ангидрида и фталевого ангидрида.
2. Пропитанный фурановым полимером древесный материал по п.1, отличающийся тем, что древесный материал представляет собой пиломатериал.
3. Пропитанный фурановым полимером древесный материал по п.1, отличающийся тем, что древесный материал является древесным композитом, таким как плита с ориентированными волокнами или древесностружечная плита.
4. Пропитанный фурановым полимером древесный материал по п.1, отличающийся тем, что концентрация указанного дополнительного соединения в указанном обрабатывающем растворе составляет от приблизительно 5% до приблизительно 20% от массы фурфурилового спирта.
5. Способ получения пропитанного фурановым полимером древесного материала больших размеров, отличающийся тем, что древесный материал пропитывают с использованием одностадийного пропитывания раствором полимеризуемого мономера фурфуролового спирта, состоящим из фурфурилового спирта и одного дополнительного соединения, растворенного непосредственно в указанном фурфуриловом спирте для того, чтобы изготовить обрабатывающий раствор, причем указанное дополнительное соединение выбирают из малеинового ангидрида и фталевого ангидрида, а после стадии пропитывания проводят стадию сушки для отверждения раствора.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что указанное отверждение проводят при температуре в интервале от приблизительно 70 до приблизительно 140°С.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что отверждение проводят при приблизительно 90°С в течение от приблизительно 10 мин до 2 ч и затем при приблизительно 140°С в течение от 15 мин до 4 ч или только при приблизительно 140°С в течение от 15 мин до 4 ч в зависимости от размера материала и типа применяемой сушилки.
8. Применение пропитанного фурановым полимером древесного материала, полученного способом, охарактеризованным в любом из пп.5-7, для производства изделий из древесины, выбранных из группы, состоящей из рукояток ножей, кухонных товаров, мебели, комнатного пола, верхних частей прилавков, строительных деталей, деталей судов, береговых сооружений и устройств, мебели для открытого воздуха, ружейных лож и револьверных рукояток, деталей музыкальных инструментов, жалюзи башенных охладителей, контейнеров и деталей машин.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20005137 | 2000-10-12 | ||
| NO20005137A NO313183B1 (no) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | Furanpolymer-impregnert tre, fremgangsmåte til fremstilling og anvendelse derav |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003113319A RU2003113319A (ru) | 2005-01-10 |
| RU2275298C2 true RU2275298C2 (ru) | 2006-04-27 |
Family
ID=19911682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003113319/04A RU2275298C2 (ru) | 2000-10-12 | 2001-10-11 | Древесный материал, пропитанный фурановым полимером, способ его получения и применение такого древесного материала |
Country Status (21)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20040028933A1 (ru) |
| EP (1) | EP1341648B1 (ru) |
| JP (1) | JP4031985B2 (ru) |
| CN (1) | CN1208171C (ru) |
| AP (1) | AP1494A (ru) |
| AT (1) | ATE273111T1 (ru) |
| AU (2) | AU2281802A (ru) |
| BR (1) | BR0114484B1 (ru) |
| CA (1) | CA2429578C (ru) |
| DE (1) | DE60104891T2 (ru) |
| DK (1) | DK1341648T3 (ru) |
| EE (1) | EE05479B1 (ru) |
| ES (1) | ES2227311T3 (ru) |
| MX (1) | MXPA03003058A (ru) |
| NO (1) | NO313183B1 (ru) |
| NZ (1) | NZ525750A (ru) |
| PL (1) | PL193382B1 (ru) |
| PT (1) | PT1341648E (ru) |
| RU (1) | RU2275298C2 (ru) |
| WO (1) | WO2002030638A2 (ru) |
| ZA (1) | ZA200303629B (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2535949C2 (ru) * | 2008-05-06 | 2014-12-20 | Таркетт Гдл | Новая композиция |
| RU2645509C1 (ru) * | 2017-03-14 | 2018-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Лаковая композиция на основе олигоуретанакрилата |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO313183B1 (no) | 2000-10-12 | 2002-08-26 | Marc Schneider | Furanpolymer-impregnert tre, fremgangsmåte til fremstilling og anvendelse derav |
| NO313273B1 (no) * | 2001-02-01 | 2002-09-09 | Wood Polymer Technologies As | Furanpolymer-impregnert tre, fremgangsmåte til fremstilling og anvendelser derav |
| NO318253B1 (no) | 2002-07-26 | 2005-02-21 | Wood Polymer Technologies Asa | Furanpolymer-impregnert tre, fremgangsmate for fremstilling av samme og anvendelse av samme |
| NO318254B1 (no) | 2002-07-26 | 2005-02-21 | Wood Polymer Technologies Asa | Furanpolymer-impregnert tre, fremgangsmate for fremstilling av samme og anvendelse av samme |
| NO321301B1 (no) * | 2003-08-15 | 2006-04-18 | Wood Polymer Technologies Asa | Formulering for behandling av tre, innbefattende en blanding av opplosninger som inneholder styren og furfurylalkohol, og fremgangsmate for fremstilling og anvendelse derav |
| JP5192174B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2013-05-08 | アビオス株式会社 | 丸太材およびその他の多孔質材料の体積改質法 |
| AU2008251134A1 (en) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Kebony Asa | Modified wood and method for producing modified wood |
| GB0906146D0 (en) | 2009-04-09 | 2009-05-20 | Kebony Asa | Apparatus and operating systems for manufacturing impregnated wood |
| GB0906989D0 (en) * | 2009-04-23 | 2009-06-03 | Kebony Asa | Decking |
| CN101830015B (zh) * | 2010-03-24 | 2011-08-03 | 程怡 | 一种用高分子组合物处理纤维素类材料的方法 |
| GB201008464D0 (en) | 2010-05-20 | 2010-07-07 | Kebony Asa | Process for polymer impregnating wood |
| KR101024070B1 (ko) | 2010-09-13 | 2011-03-22 | 주식회사 에코웰 | 목재개질조성물 및 이를 이용하여 제조된 개질목재 |
| CN202381966U (zh) | 2011-05-03 | 2012-08-15 | 科博尼Asa | 甲板或地板 |
| DE102011111158A1 (de) * | 2011-08-19 | 2013-02-21 | Hochschule für Nachhaltige Entwicklung Eberswalde | Holzverbundwerkstoff und Verfahren zur Herstellung von Holzverbundwerkstoffen |
| WO2013180565A1 (en) | 2012-05-31 | 2013-12-05 | Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek | Lignocellulose preservative composition, process using such composition, preserved lignocellulosic material obtainable by such process and product comprising such material |
| NL2011950C2 (en) | 2013-12-12 | 2015-06-15 | Furanix Technologies Bv | Composition comprising furfuryl alcohol. |
| KR102245618B1 (ko) | 2016-07-20 | 2021-04-27 | 삼성에스디아이 주식회사 | 가요성 이차 전지 |
| CN106378843A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-02-08 | 赛为木业（石首）有限公司 | 糠醇聚合物浸渍的木材及其制备方法 |
| CN107599086A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-01-19 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 一种基于环保树脂增强、阻燃改性木材的制备方法 |
| CN109465942B (zh) * | 2018-10-19 | 2022-06-07 | 湖南桃花江竹材科技股份有限公司 | 三维立体表面高强竹质复合材及其制造方法 |
| JP7116404B2 (ja) * | 2019-04-27 | 2022-08-10 | 株式会社テオリアランバーテック | フランポリマー含浸木材の製造方法 |
| JP7116403B2 (ja) * | 2019-04-27 | 2022-08-10 | 株式会社テオリアランバーテック | フランポリマー含浸木材の製造方法 |
| CN111070357B (zh) * | 2020-02-14 | 2022-01-04 | 福建农林大学 | 一种用于木质材料的糠醇树脂气相改性方法 |
| WO2023145900A1 (ja) * | 2022-01-28 | 2023-08-03 | 富士岡山運搬機株式会社 | 改質された木質材料の製造方法、多価アルコールを含むフラン誘導体樹脂化溶液、および改質木質材料 |
| NO20220354A1 (en) | 2022-03-23 | 2023-09-25 | Kebony As | Polymerizable solution for obtaining a furan polymer impregnated material |
| CN115922861B (zh) * | 2023-01-18 | 2024-03-26 | 北京化工大学 | 木材浸渍用组合物、木材预浸料、改性木材及其制造方法 |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2002A (en) * | 1841-03-12 | Tor and planter for plowing | ||
| US2909450A (en) * | 1956-06-27 | 1959-10-20 | Koppers Co Inc | Impregnating solutions and method of impregnation therewith |
| US3622380A (en) * | 1969-02-18 | 1971-11-23 | Universal Oil Prod Co | Coloring solution and use thereof |
| US3697575A (en) * | 1969-12-22 | 1972-10-10 | Basf Ag | Boric acid esters of 2-vinylthioethanol |
| US3943084A (en) | 1972-07-19 | 1976-03-09 | Chevron Research Company | Method for delaying the setting of and acid-settable liquid in a terrestrial zone |
| US4015995A (en) | 1973-11-23 | 1977-04-05 | Chevron Research Company | Method for delaying the setting of an acid-settable liquid in a terrestrial zone |
| DE3504898A1 (de) * | 1985-02-13 | 1986-08-14 | Rütgerswerke AG, 6000 Frankfurt | Verfahren zur verguetung von holz sowie verwendung des vergueteten holzes |
| US4735974A (en) * | 1985-12-13 | 1988-04-05 | Union Carbide Corporation | Binder system for castable ceramics |
| US5002981A (en) * | 1988-12-07 | 1991-03-26 | Ucar Carbon Technology Corporation | High strength carbonaceous cement |
| JPH04327336A (ja) | 1991-04-25 | 1992-11-16 | Kao Corp | 鋳型製造用の組成物及び耐火性骨材 |
| JPH07256610A (ja) | 1994-03-25 | 1995-10-09 | Daiken Trade & Ind Co Ltd | 改質木材の製造方法 |
| US5714507A (en) * | 1994-07-01 | 1998-02-03 | Janssen Pharmaceutica, N.V. | Synergistic compositions containing metconazole and another triazole |
| ATE179740T1 (de) | 1994-10-31 | 1999-05-15 | Tower Technologies Proprietary | Verfahren zur herstellung eines lignocellulosematerials, das zur herstellung eines fertigproduktes geeignet ist |
| US6051096A (en) | 1996-07-11 | 2000-04-18 | Nagle; Dennis C. | Carbonized wood and materials formed therefrom |
| US6670023B2 (en) * | 1997-12-02 | 2003-12-30 | Cryovac, Inc. | Laminate for case-ready packaging including a gas-impermeable film capable of delaminating into a gas-permeable portion and a gas-impermeable portion, and a gas-permeable film bonded thereto |
| US6875727B2 (en) * | 1997-12-23 | 2005-04-05 | Syngenta Crop Protection, Inc. | Use of macrolides in pest control |
| US6558784B1 (en) | 1999-03-02 | 2003-05-06 | Adc Composites, Llc | Composite footwear upper and method of manufacturing a composite footwear upper |
| GB9915630D0 (en) | 1999-07-05 | 1999-09-01 | Shafaei Manoochehr | Non-inflammable matter |
| NO311246B1 (no) * | 2000-01-18 | 2001-11-05 | Marc Schneider | Trepolymerkompositt, fremgangsmåte til fremstilling av trepolymerkompositten ved å impregnere tremateriale og/ellertrebasert materiale, og anvendelse derav |
| JP4327336B2 (ja) | 2000-06-26 | 2009-09-09 | 株式会社Ｉｎａｘ | 浴室用カバー付水栓 |
| NO313183B1 (no) | 2000-10-12 | 2002-08-26 | Marc Schneider | Furanpolymer-impregnert tre, fremgangsmåte til fremstilling og anvendelse derav |
| NO313273B1 (no) * | 2001-02-01 | 2002-09-09 | Wood Polymer Technologies As | Furanpolymer-impregnert tre, fremgangsmåte til fremstilling og anvendelser derav |
| NO318253B1 (no) * | 2002-07-26 | 2005-02-21 | Wood Polymer Technologies Asa | Furanpolymer-impregnert tre, fremgangsmate for fremstilling av samme og anvendelse av samme |
-
2000
- 2000-10-12 NO NO20005137A patent/NO313183B1/no not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-10-11 DE DE60104891T patent/DE60104891T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-11 CA CA2429578A patent/CA2429578C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-11 JP JP2002534051A patent/JP4031985B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-11 MX MXPA03003058A patent/MXPA03003058A/es active IP Right Grant
- 2001-10-11 RU RU2003113319/04A patent/RU2275298C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2001-10-11 AP APAP/P/2003/002790A patent/AP1494A/en active
- 2001-10-11 US US10/398,123 patent/US20040028933A1/en not_active Abandoned
- 2001-10-11 CN CNB018173055A patent/CN1208171C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-11 NZ NZ525750A patent/NZ525750A/en not_active IP Right Cessation
- 2001-10-11 ES ES01986631T patent/ES2227311T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-11 AU AU2281802A patent/AU2281802A/xx active Pending
- 2001-10-11 WO PCT/NO2001/000413 patent/WO2002030638A2/en active IP Right Grant
- 2001-10-11 AT AT01986631T patent/ATE273111T1/de active
- 2001-10-11 BR BRPI0114484-7A patent/BR0114484B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-10-11 AU AU2002222818A patent/AU2002222818B2/en not_active Ceased
- 2001-10-11 EE EEP200300146A patent/EE05479B1/xx unknown
- 2001-10-11 PT PT01986631T patent/PT1341648E/pt unknown
- 2001-10-11 DK DK01986631T patent/DK1341648T3/da active
- 2001-10-11 EP EP01986631A patent/EP1341648B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-11 PL PL01360155A patent/PL193382B1/pl not_active IP Right Cessation
- 2001-10-11 ZA ZA200303629A patent/ZA200303629B/en unknown
-
2010
- 2010-03-02 US US12/659,274 patent/US8197948B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2535949C2 (ru) * | 2008-05-06 | 2014-12-20 | Таркетт Гдл | Новая композиция |
| RU2645509C1 (ru) * | 2017-03-14 | 2018-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Лаковая композиция на основе олигоуретанакрилата |
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2275298C2 (ru) | Древесный материал, пропитанный фурановым полимером, способ его получения и применение такого древесного материала | |
| AU2002222818A1 (en) | Furan polymer impregnated wood, method for preparing the polymer and uses thereof | |
| EP2035198B1 (en) | Method for modifying wood and wood thereby obtained | |
| RU2276010C2 (ru) | Древесина, пропитанная фурановым полимером, и способ обработки древесины | |
| DK1534480T3 (en) | Furan polymer impregnated wood | |
| RU2309836C2 (ru) | Древесина, пропитанная фурановым полимером | |
| AU2002230310A1 (en) | Furan polymer impregnated wood | |
| EP3129199B1 (en) | Chemically modified wood and non-wood products and methods for the production thereof | |
| US6673395B2 (en) | Wood impregnation | |
| WO2013180565A1 (en) | Lignocellulose preservative composition, process using such composition, preserved lignocellulosic material obtainable by such process and product comprising such material | |
| CA2397716C (en) | Wood impregnation | |
| CN105473295B (zh) | 化学改性的木材和非木材产品及用于其生产的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141012 |