Spôsob zníženia emisie nasýtených a nenasýtených aldehydov z drevených materiálov

Číslo patentu: E 12144

Dátum: 19.11.2008

Autor: Nezverejnený

Je ešte 10 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Predložený vynález sa týka použitia kyseliny fonnamidlnsulfínovej pri výrobe drevených materiálov zlígnocelulózy, pričom tieto drevené materiály vykazujú zníženú emisiu prchavých organických zlúčenín (VOC), a tu najmä nasýtených a nenasýtených aldehydov a iných zlúčenín. Presnejšie sa predkladaný vynález týka použitia kyseliny fomtamidlnsulflnovej pri výrobe drevených materiálov so zníženou emisíou VOC, najmä nasýtených a nenasýtených aldehydov, pri ktorých bude k produktom drvenia pred zlisovanim okrem bežných Iepidiel ďalej pridaná najmenej jedna prlsada. Podľa vynálezu je touto prísadou kyselina formamidínsulflnová. Predkladaný vynález sa okrem toho týka drevených materiálov vyrobených podľa tohto použitia, najmä OSB dosiek aíahkých asuperlahkých MDF dosiek. Nakoniec poskytuje predkladaný vynález prísady na zníženie emisie VOC, ktoré sú vhodné na spracovanie drevených materiálov.0002 Emisia prchavých a veľmi prchavých obsahových látok dreva, najmä nasýtených anenasýtených aldehydov, vrátane fomialdehydu ainých prchavých obsahových látok dreva(volatile organic compounds, VOC) zdrevených produktov, vrátane maslvneho dreva a dosiek zdreveného materiálu, predstavuje na základe sprlsnených hraničných hodnôt resp. väčšej senzibílizácie konečného spotrebiteľa stále väčší a väčší problém. Ako prchavé organické zlúčeniny(VOC) sú subsumované všetky prchavé organické látky, ktorých retenčný čas vplynovom chromatograme leží medzi C 6 (hexán) a C 16 (hexadekán). Výraz aldehydy, ako sa tu používa,zahŕňa všetky aldehydy, ktoré sa môžu vyskytovať v nasýtenej alebo nenasýtenej forme.0003 Tento problém vyvolaný prostredníctvom VOC, ale aj velmi prchavými organickými zlúčeninami (WOC). napr. formaldehydom, je o to závažnejšl, lebo z ekologických dôvodov sa stále viac dostáva do popredia zvýšené využívanie drevo obsahujúcich resp. zdreva pozostávajúcich produktov. Redukovanie aldehydov a iných VOC sa ukazuje byt obťažné, pretože u týchto skupin zlúčenín ide ovelmi nehomogénnu skupinu prchavých organických zlúčenín. Takto boli okrem iného vdreve adrevených produktoch preukázané nasledujúce triedy látok kyseliny, aldehydy,ketóny, alkohoiy, alifatické aaromatické uhíovodíky, terpény, atď. zásadne sa tieto rôzne látky vyskytujú vo veľmi meniacich sa množstvách vzávislosti od druhu dreva, dĺžky skladovania/podmienok skladovania akrokov ďalšieho spracovania. Tiež použitie, montážne podmienky a klimatické danosti pri využití majú vplyv na druh a množstvo emisií. VOC môžu pritom vpodstate pozostávať z už prítomných zlúčenín vznikajúcich z biologického/chemického odbúravania alebo vytvárajúcich sa prostredníctvom postupov spracovania. Predovšetkým je možné tieto zložky znovu nájsť v dreve ihličnanov.0004 Predovšetkým ihličnaté dreva, z ktorých sa prevažne vyrábajú drevotrieskové dosky, stredne husté drevovláknité dosky (MDF) alebo OSB dosky, obsahujú vysoké množstvá živice atukov,ktoré vedú kvytváraniu prchavých organických terpénových zlúčenín aaldehydov. Čiastočne vznikajú tieto látky tiež prostredníctvom odbúravania hlavných zložiek dreva, ako je íignín, celulóza-2 a hemicelulóza. VOC a aldehydy môžu vznikať ale aj prostredníctvom použitia určitých Iepidiel na výrobu drevených materiálov. Produkty premeny, ktoré sa vyskytujú okrem iného počas skladovania a spracovania dreva a produktov drvenia, sú napríklad pentanal a hexanal. To znamená. že nielen prostredníctvom použitých Iepidiel, ale aj najmä pri neskoršom využití drevených materiálov, sú zo samotného dreva emitované prchavé zložky.0005 Na základe heterogénnosti prchavých organických zlúčenín v drevených materiáloch je ich redukovanie veľmi obťažné. Najmä ked jedno opatrenie, ktoré znižuje obsah jednej triedy látok,pravdepodobne množstvo inej zvýši alebo neovplyvní. Je všeobecne známou skutočnosťou, že všetky drevené materiály, vrátane drevotrieskových dosiek, drevovláknitých dosiek a OSB dosiek. vylučujú do ovzdušia v miestnosti tak nasýtené a nenasýtené prchavé aldehydy, ako aj iné VOC. Tieto emisie sú založené tak na chemickom odbúravani vo vnútri dreva, ako aj prostredníctvom chemického odbúravania použitých spojlv obsahujúcich aldehydy. Iné emisie VOC sú naproti tomu založené hlavne na drevom podmienených uvorňovaniach takzvaných primárnych emisií z ľahko prchavých obsahových látok dreva, ako sú terpény, alebo chemických produktov odbúravania. ako je kyselina octová a na takzvaných sekundárnych resp. terciárnych emisiách, napr. vyššie aldehydy,ako je pentanal, alebo vyššie karboxylové kyseliny. Tieto produkty odbúravania vznikajú prostredníctvom dlhotrvajúcich oxidačných procesov obsahových látok dreva, ako sú mastné kyseliny. ale aj Iignín. celulóza a hemicelulóza.0006 Ako obzvlášť kritické zlúčeniny sú v heterogénnej skupine prchavých organických zlúčenln zaradené nasýtené a nenasýtené aldehydy. Tieto sú nielen toxické. ale aj čiastočne karcinogénne. Vznikajú pri výrobe drevených materiálov a uvoľňujú sa sčasovým oneskorenim najmä zOSB dosiek prostrednictvom fragmentácie nenasýtených mastných kyselín. Práve pre OSB dosky vkonštrukčnej oblasti je toto veľkou nevýhodou. pretože pri tomto použití nemajú OSB dosky žiadnu povrchovú vrstvu znižujúcu emisie a sú spotrebované na stavanie vo veľkých množstvách. najmä ako plocha dosky vztiahnuté na celkový počet metrov kubických miestnosti alebo budovy. 0007 Ďalším problémom je zvýšené použitie veľmi ľahkých drevených materiálov, najmä ľahkých a superľahkých MDF. na tepelnú izoláciu. U týchto produktov sa pohybuje emisia ľahko prchavých látok na nižšej úrovni ako u 0 SB dosiek. Emítujú tu avšak zvýšene aldehydy, napr. cyklické aldehydy, ktoré sú ako jediná emisia problematickejšie. Táto problematika vzniká tak prostrednictvom množstva emisií. ako aj prostrednictvom toxicity zlúčeniny.0008 Ako už bolo uvedené vyššie, prchavé organické zlúčeniny, najmä aldehydy, sa uvoľňujú tiež prostrednictvom použitých Iepidiel počas výroby alebo následne počas použitia. K lepidlám, aké sa v súčasnosti používajú pri výrobe drevených materiálov, ako sú OSB dosky. stredne husté drevovláknité dosky, atď., patria aminoplastové lepidlá, ako sú močovinovo-formaldehydové lepidlá(UF lepidlá), melamln-močovinovo-fenol-formaldehydové lepidlá (MUPF lepidlá) alebo melamínmočovinovo-fonnaldehydové lepidlá (MUF lepidlá). Ďalšie lepidlá, aké sa typicky používajú pri drevených materiáloch, zahŕňajú lepidlá na báze diizokyanátov (PMDI), polyuretánové lepidlá,fenolformaldehydové lepidlá (PF lepidlá) a/alebo tanln-formaldehydové lepidlá (TF lepidlá) alebo ich zmesi. Pritom sa voblasti drevovláknitých dosiek používajú hlavne aminoplastové lepidlá. Tu nastáva uvoľňovanie aldehydov a iných VOC tak počas výroby drevených materiálov, ako aj po ichvýrobe alebo pri ich použití. Pri výrobe drevovláknitých dosiek môže napriklad pri termohydrolytickom spracovaní materiálov obsahujúcich Iignocelulózu dôjsť k chemickému čiastočnému odbúraniu dreva. Pritom vznikajúce, ľahko prchavé zlúčeniny, ako aldehydy a kyseliny emitujú potom počas neskoršieho výrobného procesu alebo pri neskoršom využití vyrobených drevených materiálov. Môžu mať taktiež negatívny vplyv na pevnosť zlepenia, atýmto negatívne ovplyvniť vlastnosti vyrobených drevených materiálov.0009 Voblasti odfarbovania látok, napr. na odfarbovania textllii alebo papiera sú známe rôzne redukčné činidlá resp. bieliace prostriedky. Takto opisuje DE 10 2006 007630 odfarbovaciu zmes zahŕňajúcu dioxid tiomočoviny, tiež známy pod označením kyselina formamidlnsulflnová,a najmenej jeden aktivačný prostriedok, ako aj jej použitie.0010 Ako dalšie redukčné činidlo je napr. známy ditionit sodný. Tieto zlúčeniny sa okrem iného používajú vpapierenskom priemysle vtakzvanom Deinkingovom procese, pri ktorom sa farbivá,ktoré majú veľmi stabilné dvojité väzby, redukujú na nasýtené zlúčeniny, ktoré sú bezfarebné. Avšak použitie týchto redukčných činidiel v Deinkingovom procese vyžaduje veľmi presné dávkovanie týchto činidiel, na riadenie procesu odbúravania farbív.0011 Teraz bolo úlohou predkladaného vynálezu poskytnúť prísady, ktoré premieňajú už prítomné, ale tiež novo sa vytvárajúce nasýtené a nenasýtené prchavé aldehydy, ako aj iné prchavé organické zlúčeniny (VOC) na menej toxické zlúčeniny, aby sa tak znížila najmä emisia aldehydov,ale aj emisia iných VOC z drevených materiálov a obmedzila sa na nízku úroveň. Pritom sa má čo možno najmenej zasiahnuť do technologického procesu výroby drevených materiálov, aby sa vyhlo náročnému technologickému prispôsobovaniu alebo prestavbovým opatreniam, a aby to bolo hospodárne. Pritom samozrejme nemôžu samotné redukčné činidlá počas výroby alebo neskoršieho použitia pôsobiť toxicky alebo karcinogénne.0012 Úloha bude vyriešená tým, že sa k produktom drvenia, obsahujúcim Iignocelulózu, pridá špeciálny prípravok, aby zreagovanlm s nasýtenými alebo nenasýtenými aldehydmi a inými VOC tieto zmenil tak, že už viac nebudú emitovať z produktov drvenia resp. z drevených materiálov vyrobených z týchto produktov drvenia. Pridané prísady majú vysoký redukčný potenciál. Predovšetkým ide pritom o zlúčeniny slry, v ktorých je slra v nižšom oxidačnom stupni.0013 Redukciou vznikajúce zlúčeniny sú také, že už nie sú prchavé, a teda už viac neprispievajú k VOC emisiám resp. aldehydovým emisiám, resp. toxicita vznikajúcich zlúčenln je značne redukovaná.0014 Najmä aldehydom, ale tiež iným organickým zlúčenínám, slúžia redukčné činidlá ako zdroj elektrónov a s ich pomocou sú aldehydy a iné VOC premenené na menej toxické alebo netoxické zlúčeniny.0015 U redukčných činidiel ide otaké látky, ktoré majú vysoký redukčný potenciál, menovite0016 Pritom sa ukázalo, že pridanie týchto prisad je dostačujúce, aby sa dosiahli požadované výsledky.0017 Vo výhodnom uskutočnení sa dodatočne pridá prostriedok, ktorý umožní zvýšenie hodnoty pH produktov drvenia obsahujúcich Iignocelulózu a hotových drevených materiálov z lignocelulózy,najmä také látky, ktoré zvýšia hodnotu pH nad neutrálnu oblasť. Týmito dodatočnými látkami môžu byť napríklad hydroxidy, ako hydroxidy alkalických kovov alebo hydroxidy alkalických zemln. Alternatívne môže byť použitý aj hydroxid amónny. Výhodne sa pritom použije hydroxid sodný a hydroxid amónny. Ďalšie vhodné hydroxidy zahŕňajú hydroxid draselný, hydroxid horečnatý alebo hydroxid vápenatý.0018 Použitie alkalických látok umožňuje tiež vyššiu rozpustnost napr. kyseliny forrnamidínsulfínovej (FAS) vo vode, za alkalických podmienok predstavuje táto až 100 g FAS/I,zatiaľ čo je FAS v neutrálnej vode rozpustná len s približne 27 g/I.0019 Teraz bolo zistené. že prostredníctvom použitia redukčných činidiel môže byť množstvo prchavých organických zlúčenín, najmä nenasýtených a nasýtených aldehydov vrátane formaldehydu značne znížené. Zníženie emisií je možné tak počas výroby, ako aj pri neskoršom použití. Toto je o to prekvapujúcejšie a nemohlo sa z toho vychádzať, že na základe veľkého počtu reaktívnych zlúčenín, ktoré sa nachádzajú na povrchoch dreva, a ktoré potenciálne reagujú s použitými redukčnými činidlami. tieto prísady môžu účinne premeniť VOC a najmä aldehydy na neproblematické zlúčeniny.0020 Zo stavu techniky je známa premena týchto nenasýtených aldehydov oxidačnou cestou. Toto má ale tú nevýhodu, že silné oxidačné činidlá bud obsahujú chlór alebo prostredníctvom ich oxidačnej sily môžu vyvolať tiež termické prísady. Jedno je na základe problematiky dioxlnov pri spaľovaní nežiaduce, druhé na základe čiastočne velmi suchých pruhov alebo vlákien nebezpečné. Silné oxidačné činidlá nemôžu byť vzhľadom na zdravotné aspekty zaradené ako nie kritické. Okrem toho rozkladajú silné oxidačné činidlá tiež použité lepidlá. čo musí byť kompenzované vyšším dávkovaním lepidla a vedie k zdražovaniu produktov.0021 ZWO 20071012350 sú známe bisulfitové prísady, ktoré majú prispieť knižšej emisií chemických zlúčenín. Bisulfit ale spôsobuje zmenu hodnoty pH, ako aj pufrovacej kapacity tak hotového dreveného materiálu. ako aj jednotlivých zložiek počas produkcie, atýmto nevedie k požadovanému efektu.0022 Tu je použitie uvedených prisad najmä tiež výhodné vtom zmysle, že dioxidy slry čiastočne vznikajúce v procese môžu tiež reagovat s nenasýtenými zlúčeninami a premeniť tieto na neprchavé alebo netoxické nasýtené zlúčeniny. Touto premenou je možné tiež vylúčiť obávanú zápachovú záťaž vo výrobnom procese alebo pri použití, kritérium, ktoré dosial viedlo k nepoužitiu uvedených prisad.0023 Naproti použitiu bisulfitov, ktoré sú podla W 0 20071012350 použiteľné len pre drevovláknitá dosky, pretože bisultit sa pridáva ktrieskam pred rañnérom, umožňujú prísady použité podľa vynálezu použitie vo všetkých drevených materiáloch a počas najrôznejších časov výroby, pokial sú tieto pred tepelným zlisovanlm.

MPK / Značky

MPK: B27N 3/14, B27N 3/04, C08L 97/02, C08G 18/76, C08K 5/36

Značky: nenasytených, nasýtených, dřevěných, spôsob, aldehydov, zníženia, emisie, materiálov

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/18-e12144-sposob-znizenia-emisie-nasytenych-a-nenasytenych-aldehydov-z-drevenych-materialov.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob zníženia emisie nasýtených a nenasýtených aldehydov z drevených materiálov</a>

Podobne patenty