Použitie modifikovaných nanočastíc v drevených materiáloch na redukciu emisií prchavých organických zlúčenín (VOC)

Číslo patentu: E 15220

Dátum: 16.01.2012

Autor: Nezverejniť Pôvodcov Na Vlastnú Žiadosť

Je ešte 6 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Použitie modifikovaných nanočastíc vdrevených materiáloch na redukciu emisiíprchavých organických zlúčenín (VOC)0001 Predložená prihláška sa týka použitia modifikovaných nanočastic podľa nároku 1,postupu na výrobu dosiek zdrevenćho materiálu za použitia modifikovaných nanočastic podľa nároku 12 a dosky z dreveného materiálu vyrobiteľnej takýmto postupom podľa nároku 15.0002 Dosky zdreveného materiálu pozostávajú, ako je známe, z lignocelulózy alebo z materiálov s obsahom lignocelulózy, ako drevné vlákna alebo triesky. Lignocelulóza obsahuje ako komponenty celulózu, hemícelulózu a lignín. Celulóza je makromolekula s dlhým reťazcom, pozostávajúca z glukózových jednotiek, hemicelulóza rozvetvená malcromolekula s krátkym reťazcom zpentózy a lignin trojdimenzionálna makromolekula z jednotiek methoxyfenylpropánu. Celulóza a hemicelulóza vytvárajú skeletovú zložku bunkovej steny, zatiaľ čo lignín v bunkovej konštrukcii spôsobuje drevnatenie.0003 V priebehu výroby dosiek z dreveného materiálu a obzvlášť podmienené výrobným procesom triesok vzniká resp. sa uvoľňuje množstvo prchavých organických zlúčenín. K prchavým organickým zlúčeninám, nazývaných aj VOC, patria prchavé organické látky, ktoré sa ľahko vyparujú resp. sa už pri nízkych teplotách, ako napríklad izbovej teplote, nachádzajú V podobe plynu.0004 K ľahko prchavým organickým zlúčeninám (VOC) patria všetky zlúčeniny, ktoré sú ľahko prchavé resp. sa už pri nízkych teplotách nachádzajú v plynnej podobe. Typicky sa bod varu organických zlúčenín patriacich k VOC nachádza v rozsahu medzi 50 až 260 °C. Avšak definícia VOC je špecifická na krajinu a tak náležite variuje.0005 Obzvlášť pri použití stavebných produktov, ako dosiek z drevených materiálov vo vnútomých priestoroch, predstavuje emisia ľahko prchavých organických zlúčenín zvláštny zdravotný zdroj zaťaženia.0006 VNemecku sa zdravotné hodnotenie emisií prchavých organických zlúčenín vo vnútomých priestoroch budov uskutočňuje komisiou na zdravotné hodnotenie stavebných produktov (AgBB). Podľa kritérií vypracovaných komisiou zahŕňajú prchavé organické zlúčeniny (VOC) látky v retenčnom rozsahu C 5 až C 16 a ťažko prchavé organické zlúčeniny(SVOC) látky vretenčnom rozsahu nad C 15 až C 22. Ľahko prchavé organické zlúčeniny(VOC) sú pritom chápané buď ako jednotlivá látka alebo v súčte ako TVOC (Totale Volatile0007 Emisie VOC stavebných produktov sa zvyčajne skúmajú v skúšobných komorách. Hodnota TVOC vhodných stavebných produktov by sa mala podľa kritérií AgBB nachádzať po 3 dňoch pri 10 mg/m alebo nižšie a po 28 dňoch pri 1 mg/nŕ alebo nižšie (Hodnotiaca schéma AgBB pre VOC zo stavebných produktov, 2010).0008 Porovnateľné smemice vystavil Spolkový úrad pre životné prostredie, podľa ktorých bola emisia VOC menšia ako 300 g/m 3 klasiñkovaná ako hygienicky nezávadná (Spolkový úrad pre životné prostredie 2007, Spolkový zdravotný vestník 7, str. 999-1005).0009 V drevospracujúcom priemysle sú obzvlášť dôležité ľahko prchavé organické aldehydy, ako fonnaldehyd alebo hexanál, ako aj ľahko prchavé terpény.0010 Náležite sa predloženej prihlášky týka redukcia aldehydov a terpénov, obzvlášť monoterpénov. Aldehydy, ako hexanál, vznikajú pritom buď z prirodzených zložiek v dreve alebo oxidačným odbúravaním prirodzených tukov. Terpény sú obsiahnuté v prirodzenej zložke dreva živici.001 l Vo všeobecnosti vznikajú prchavé organické zlúčeniny bud ako vedľajšie produkty počas výrobného procesu alebo pomaly unikajú do ovzdušia počas používania produktu. Oba procesy vedú k špecifickým problémom, ktoré môžu celý výrobný proces zdražiť a/alebo môžu viesť k zaťaženiam zápachom pri používaní dosiek z drevených vlákien.0012 Prchavé organické zlúčeniny VOC sú už bud prítomné v drevenom materiály a počas spracovania zneho unikajú alebo sa podľa súčasného stavu znalostí tvoria odbúravaním nenasýtených mastných kyselín, ktoré sú zas produktmi rozkladu dreva. Typické produkty transformácie, ktoré sa počas spracovania vyskytujú, sú napríklad pentanál a hexanál, ale aj oktanál, oktenál alebo l-heptenál. Obzvlášť ihlíčnaté dreviny, z ktorých sa vyrábajú prevažne drevovláknité dosky alebo OSB dosky so strednou hrúbkou, obsahujú veľké množstvá živice a tukov, ktoré spôsobujú tvorbu prchavých organických terpénových zlúčenín a aldehydov. VOC aaldehydy, ako formaldehyd, však môžu vznikať aj pri použití určitých lepidiel na výrobu drevených materiálov.0013 Pri emisiách VOC dochádza náležite výhradne k uvoľňovaniam podmieneným drevom, ktoré sa členia na primárne emisie ľahko prchavých obsahových látok dreva, ako napríklad vyššie aldehydy, ako pentanál alebo vyššie kyseliny karbónové.0014 VOC emisie môžu vzávislosti od použitia dosiek zdrevených materiálov, napr. v podobe OSB dosiek a v závislosti od objemového zaťaženia predstavovať podstatný problém. V ostatnom emisie VOC predstavujú nevýhodu pre izolačný materiál z drevených vlákien, ktorý je sám o sebe ekologický, vporovnani s ostatnými, napríklad minerálnymi0015 Zuvedených dôvodov je preto hodně snaženia, aby sa zredukovalo uvoľňovanie prchavých organických zlúčenín z dosiek z drevených materiálov.0016 V minulosti boli v tejto súvislosti volené rôzne formulácíe. Tak DE 10 2007 050 935 A 1 popisuje postup na výrobu drevených materiálov, pričom sa k dreveným vláknam pred zlisovaním pridáva lepidlo s obsahom gluténu, lepidlo sobsahom mliečnych bielkovín,lepidlo s obsahom rastlinných bielkovín alebo deriváty týchto lepidiel. Lepidlá s obsahom gluténu sú kožný glej, kostný glej, glej vyrobený z koži lepidlá s obsahom mliečnych bielkovín sú okrem iného kazeínové lepidlá a lepidlá s obsahom rastlinných bielkovín sú okrem iného sójové lepidlá.0017 VUS 2009/0130474 Al sa kdrevenému materiálu alebo spojovaciemu materiálu pridávajú aldehydové zachytávače. Ako typický aldehydový zachytávač sú tu popísané hydrogénsiričitany, pyrosíričitany, ako napríklad hydrogénsiričitan sodný, hydrogénsiričitan draselný, siríčitan zinočnatý, siríčitan horečnatý alebo siríčitan hlínitý, a ditioničitan.0018 Podľa W 0 2010/136106 sa počas výroby produktov z drevených materiálov do zmesi z drevených vlákien a lepidla pridáva zeolit ako aldehydový zachytávač. Pri použití zeolitov ako aldehydových zachytávačov však vzniká niekoľko nevýhod. Tak musia byt použité relatívne vysoké množstvá na približne 5 absolútne suchého dreva.0019 Predložený vynález spočíva na technickej úlohe dlhodobo redukovať emisie, to znamená emisie ľahko prchavých organických zlúčenín ako aldehydov a terpénov z dosiek z dreveného materiálu ako napr. OSB dosiek, na čo najnižšiu úroveň.0020 Stanovená úloha je riešená použitím modifikovaných nanočastíc podľa charakteristík nároku 1.0021 Náležíte sa podľa predloženého vynálezu používajú modifikované nanočastice vdoskách z drevených materiálov, obzvlášť OSB doskách, na redukciu emisií prchavých organických zlúčenín (VOC), pričom nanočastice sú modifikované s minimálne jednou zlúčeninou všeobecného vzorca (I)- je zvolené X H, OH alebo hydrolizovateľný zvyšok zo skupiny zahŕňajúcej halogén, alkoxy,karboxy, amino, monoalkylamino alebo dialkylamino, aryloxy, acyloxy, alkylkarbonyl,- je zvolené R nehydrolyzovateľný organický zvyšok R zo skupiny zahíňajúcej substituovaný a nesubstituovaný alkinyl, substituovaný a nesubstituovaný cykloalkyl, substituovaný anesubstituovaný cykloalkenyl, ktoré môžu byť prerušené -O- alebo -NH-, a- pričom R vykazuje minimálne jednu funkčnú skupinu Q, ktorá je zvolená zo skupiny obsahujúcej skupinu epoxid, hydroxid, éter, amino, monoalkylamino, dialkylamino,substituovanú anesubstituovanú skupinu anilino-amid, karboxy, alkinyl, akryl, akryloxy,metakiyl, metakxyloxy, merkapto, kyáno, alkoxy, isokyánato, aldehyd, alkylkarbonyl,anhydrid kyseliny a/alebo kyseliny fosforečnej a0022 Používané nanočastice, obzvlášť oxidové, hydroxidove alebo oxihydroxidové nanočastice na báze Si 02, Al 203, ZrOg, TiOg SnO, vykazujú hydrofilný povrch vytvorený hydroxy skupinami a môžu byť tak prostredníctvom kondenzácie chemicky zakomponované do matrice drevených vlákien. Okrem toho hydrofilný povrch častí umožňuje chemické napojenie resp. nadviazanie rôznych silánových zlúčenín.0023 Funkcionalizované silánové zlúčeniny sa prostredníctvom predradenej hydrolýzy akondenzačného procesu za použitia kyselín alebo zásad vprítomnosti vody napájajú na hydroñlný povrch častíc v škále nano.0024 Modiñkované nanočastice sa prednostne vyrábajú postupom, pri ktorom sa častice najskôr položia do vodného roztoku s vhodným katalyzátorom, obzvlášť kyselinou alebo zásadou, a následne sa pridajú zodpovedajúce silánove zlúčeniny pri teplotách medzi 50 °C a 80 °C. Pritom dochádza k hydrolýze s následnou kondenzáciou silánov na povrchu častíc,pričom cca 90 silánov sa naviaže na povrchu častíc.0025 Pri výrobe týchto častíc sa prednostne získa vodný roztok, ktorý obsahuje nanočastice so silánovou vrstvou (Silan Monolayer) na povrchu ahydrolizované, ale príp. ešte nekondenzované silánové monoméry.0026 Prítomnosť silánovej vrstvy (Silan Monolayer) na povrchu častíc vyplýva zkoncentrácie od 0,1 do 0,8 mmol sílánu/g častice, prednostne 0,4 až 0,6 mmol silánu/g častice (merané prostredníctvom TEM).0027 Zvyšok X je prednostne zvolený zo skupiny obsahujúcej fluór, chlór, bróm, jód, C 1.5 alkoxy, obzvlášť metoxy, etoxy, n-propoxy abutoxy, Cam-aryloxy, obzvlášť fenoxy, C 24 acyloxy, obzvlášť acetoxy alebo propionoxy, Czq-alkylkarbonyl, obzvlášť acetyl,monoalkylamino alebo dialkylamino s C 1 až C 12, obzvlášť C 1 až C 5. Obzvlášť prednostne hydrolyzovateľné skupiny sú C 14 alkoxy skupiny, obzvlášť metoxy a etoxy.0028 Nehydrolyzovateľný zvyšok R je prednostne zvolený zo skupiny obsahujúcej substituovaný a nesubstituovaný C 1-C 3 o-alkyl, obzvlášť Cs-Czs-alkyl, substituovaný anesubstituovaný Cz-Có-alkenyl, substituovaný a nesubstituovaný Cg-Cg-cykloalkyl a substituovaný anesubstituovaný Cg-Cg-cykloalkenyl. Pri použití cykloalkylu azvyškov

MPK / Značky

MPK: C08J 5/00, C08L 97/02, C08J 5/24, C08K 5/54

Značky: nanočastíc, použitie, modifikovaných, redukciu, organických, zlúčenín, materiáloch, prchavých, dřevěných, voc, emisií

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/14-e15220-pouzitie-modifikovanych-nanocastic-v-drevenych-materialoch-na-redukciu-emisii-prchavych-organickych-zlucenin-voc.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Použitie modifikovaných nanočastíc v drevených materiáloch na redukciu emisií prchavých organických zlúčenín (VOC)</a>

Podobne patenty