Bezodpadový spôsob zušľachťovania drevných materiálov

Číslo patentu: 246410

Dátum: 15.12.1987

Autori: Kulhavý Teofil, Brodský Artur, Moravec Jaroslav

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

ÚŘAD mo vvvałiiezv j (45) Vydané 15 12 87 A 02212117 , 40 Zverejnené 13 G 3 8654 Bezodpadový spôsob zušľachfnvania drevnýeh materiálovÚčelom riešenia je možnosť odpustenia časti odpadového použitého zušľachťovacieho roztoku do zbernej nádrže, ktorý sa zjednotí a využije sa v nasledujúcej várke po doplnení čerstvých zložiek, ktoré sa určia z diferenxčných spektier metódou mnohonásobnej regresie. Popísamým spôsobom sa znaične znižujú nároky na čistenie odpadových vôd, znižuje sa spotreba zušľachťovacích látok a získavajú sa úspory elektrickej a tepelnej energie.Vynález rieši spôsob bezodpadovérho zušľachtbvania drevných materiálov binárnymi, ternánnymi alebo viaczložkový-mi roztokmi so zameraním na využitie zušľachťujúcich látok z odpadov.V súčasnosti sú známe spôsoby zušľachťovania drevných materiálov vodnými roztokmi syntetických poly-mérov, organických farvbív a pomocných priemyslových prípravkov, ako sú emulgátory, biologicky aktívne látky a zmäkčovadlá. Predmetné postupy sa vykonávajú tak, že sa drevo impregnuje zušlachťujúcim roztokom známymi metodami vakuovo-tlakovej alebo beztlakovej impregnácie. Pri použití polárnych impregnarčných látok, najmä takých, ktoré majú vysokú atinitu k .polárnej lignocelulózovej substancii, dochádza k absorpcii jeidnotlivých zušľaohtovacich látok na substrát a následne k znižovania koncentrácie zušľachťovacích látok V impregnačnom roztoku.Nevýhodou použitia viaczložkových roztokov je to, že sa mení V priebehu procesu ztoženie a kvalita zušlachtovaclch látok, čo spôsobuje, že pri známych zušľatehtomacích postupoch, ale najmä pri difúznom farbeni dýh, vzniká značné množstvo odpadových roztokov, ktoré sa musia pred vypúštaním čistiť. Čistenie .sa vykonáva v čistiarni odpadových vôd, kombinovaným čistenim, ktoré pozostáva obyčajne z mechanického čistenia, chemického predčistenia a biologického dočistenia. Uvedené procesy sú značne nákladné a často i energeticky vysoko náročné.Popisané nevýhody .súčasného stavu do značnej miery odstraňuje bez-odpadový spôsob zušlachtovainia drevných materiálov p 0 dla vynál-ezu, (ktorého podstatou je, že prebytolčný použitý r-oztok po farbení .sa zberá do zbernej nádrže, následne sa dávkuje do novej várky v talkom množstve, aby súčet absorpčnýlch spełktier, v rozsahu 220 až 750 nm, roztoku po predchádzajúcej várke a prldaného prebytočného použitého roztoku zo zbernej nádrže bol menší alebo rovrný absorbanciám požadovaného zušla-ohtujúceho roztoku, do ktorého sa následne doplnía jednotlivé čerstvé zušlachťujúce zložlky V takých množstvách, ktoré určia z diferenčných spektier ,požadovaného zušľachťujúceho roztoku a roztoku získianého zmiešaním roztoku ponecharného v zušľachťovacej nádrži po tpreldchádzajúcej várke a prebytočného použitého roztoku zo zbernej nádrže,metódou mnohonásobnej regresie.Výhody predmetného bez-odpadového spôsobu zušlachtovania spočívajú hlavne v tom, že .sa podstatne znižujú nároky na čistenie odpadových vôd, alebo nie je potrebné čistit vôbec. V dôsledku toho sa pri výstavbe nových prevádzok na zušlaczhťovanie dreva, najmä farbiarni, znižujú investičné nároky na stavbu čistiacich staníc.Pri použi-ti uvedeného spôsobu zušľachtevania sa znižuje .spotreba zušlachťovacích látok. Doohádza tiež k úsporám elektrickeja tepelnej energie, ktorá bola potrebná pre.prípravu nových roztokov, pri zohrievaní vody a pri čistení odpadových vôd Owdpustenim časti zušľacłhtovacieho roztoku do zbernej nájdrže sa rieši problém využitia odpadového zušľrachť-ovacieho roztoku, ktorý sa V danom čase nedal využiť pre nasledujúcu várku. Roztok sa v zbernej nádrži zjednotí a súčasne je možné jeho využitie v niektorej z nasledovných várok.Mokré dyhy dreviny wawa Triplochiton scleroxylon k. Schumm, s vlhkosťou 96 0/0 sa zušľachťovali vodným roztokom, ktorý obsahoval 8 g. l polyetylénglykolu o priemernej molekulovej hmotnosti M., 600 3,00 B 5 g.l 1 farbiva Acid Yellow 11 6,016 g.11 Acid Orange 7 a 1,0 g.l 1 Acid Blue 78.Polyetylénglykol neabsorboval žiarenie v oblasti spektra 380 až 700 nm, ani sa jeho k-oncentrácia počas zušľachtova-nia významne nemenila. Pri opakovaných várkach s použitím zosiatjkového použitého roztoku bolo potrebné pri zmene receptúr na odtiene svetlejších drevín, napr. svetlý teak, svetlý orech a dub, odobrat časť zušlachtoviacieho roztoku. Tento .prebytočný zostatkový použitý -zušlfachtujúci roztok sa kumuloval do zbernej nádrže. Potom sa merali absorbancie pri vlnových dĺžkach v rozsahu 380 až 700 nm.Merali sa tiež absorban-cie v rovnakom rozsahu v roztokoch v jednotlivých zušlaclhtovacích nadržiaich. Roztok z predchádzajúcich várolk sa po premiešaní a odfiltrovani mechanických nečistôt z predchádzajúcich várok pridal do požadovaného roztoku novej várky tak, že súčet absorbancií farbív v roztoku vzniknutom zmiešaním roztoku z predchádzajúcej várky a časti pridaného roztoku zo zbernej nádrže bol v celom rozsahu 380 až 700 nm .nižší ako zodpovedajúce absorbaancie spektra ,novoprilpravovaného požadovaného roztoku, odtieňa tmavý teak,pri rovnakých vlnových dIžkac-h.Následne sa určilo diľerenčné spektrum medzi spektrami požadovaného zušľachtevacieho roztoku a roztokom V zušlachtlovacej nádrži, namodelovaním zdiferenčného spektra zo spektier jednotlivých farbív a metódou mnohonásobnej regresie sa získala informácia o množstvách farbív, ktoré je potrebné pridať do kúpeľa V práškovej forme. Do farbiaceho roztoku sa vložili dyhy dreviny wawa o hrúbke 0,8 mm a zahrievali sa po dobu 6 holdin pri teplote 95 °C. Po vybratí z kúpeľa sa dylhy vysušili pri teplote 105 °C a zmerali sa ich opticlké vlastnosti. Získané dyhy boli rovnomerne zušľachtená v celej hriíbke.Farebná diterencia medzi zafarbenými dyhami a predlohou, t. j. »dyhami farbenými prvýkrát v čerstvom zušlachtovacom kúpeliv medzinárodnom systéme CIE LAB - 1976 bola AE 5. 2,1, odchýlka farebného tónu A H g 0,6, sýtosti A C š 0,1 a jasu A L š g 2,0.Zostatkvový použitý zušlachtovací roztok z farbenia okresných dýh drevín bulk, jasan, dub, koto a abachi na hnedé odtiene sa zberal do zbernej nádrže, tiltroval sa cez sklenenú fritu S 1 a zahrieval na teplotu 85 °C. Obsalhoval 1,024 g.l 1 farbiva Acid 0 ra.nge 3 0,369 g.l 1 Direct Violet 46 0,204 g.l 1 Acid Blue 78 a extraktívne láitky z hore uvedených drevín.V druhom roztoku sa farbili udyhy dreviny abachi na hnedý odtieň s požadovaný-mi parametrami .pri zdroji D 65 X 21,5, Y 17,6 a Z 9,6. Pri opakovanom použití druhého roztoku s obsahom tarbív 1,331 g..l 1 Acid Orange 3 0,150 g.l 1 Direct Violet 46 a 0,070 g. l 1 Acid Blue 78 sa k netmu pridal prvý roztok tak, že abso-rpčné spolktrum v rozsahu 380 .až 700 nm ležalo pod absorpčným spektrom požadovaného nového roztoľku s koncentráciou 2,250 g. l Acid Orange 3 0,310 g.11 Direct Violet 46 a 0,135 g. l 1 Acid Blue 78.Obidva popísané roztoky sa zmiešali V pomere 11. Potom sa doplnili jednotlivé farbivá v množstvách stanovených z -diferenčných spektier metódou mnoihonásobnej regresie. Zafarlbením dýh dreviny abachi v takto pripravenom kúpeli sa zĺslkal odtieň velmi blízlky predlohe zafarbenej v čerstvom farbiacom kúpeli, pričom odchýlka farby podľa CIE LAB bola A E 1,6, A L 1,0,A C 1,2, A H 0,5.Pri tarbení drevín wawa a buk je potrebné počas 14 dní vypustiť z farbiacich zariadení pri zmene jednotlivých recerptúr približne nasledovné ovbjermy zostatkových použitých ľarbiacich roztokov, ktoré obsahovali farbivá Acid Orange 3, Direct Violet 46 a Acid. Blue 78 o celkových koncentráciach cľ 0,852 g.l 1 o objeme 300 l 1,206 g.l 1 o objeme 450 l 1,735 g. l o objeme 380 l 1,549 g.~l 1 o objeme 350 1 2,754 g.1-1 o objeme 400 l 1,876 g. l 1 o objeme 700 l.Tiet-o farbiace roztotky sa pročerpajií do zbernej nádrže z nehrdzavejúcej ocele, opatrenej cirkulačným čerpadlem a výmenníkom tepla, lrde sa vpremiešajú a udržujú pri teplote okolo 75 °C. Pri zvyšovaní koncentrácie farbív v ktorejkoľvek z farbiacich zariadení sa zmerajú absorbaircie roztoku v danom tarbiacom zariadení a absorbancie zosthavtkovéiho použitého roztoku v zásobníkua určí sa možnosť použitia roztoku zo zásobníka a súčasne objem, ktorý sa zo zásobníka prečerpá do farbiaceho zariadenia ako aj množstvo doplnenia čerstvých zložiek rovnakým spôsobom ako V príklade 1. Farebná diterencia medzi takto získanými zatarhenými dyhami a dyhami zatarbenými v čerstvom roztoku v systéme CIE LAB z E í 4,5.Dyhy drevín wawa, buk, jelša, osika o hrúbke 0,8 mm sa zušlachtovali v nádržiach o obsahu 6 l pri hydromodule 4,51/mZ a teplote 91 °C v 8 následných várkach na odtiene podobné okrasným drevinám teak, čerešňa, orech, sapelli. Zušlachtovací roztolk obsahoval derivát kyseliny akrylovej Sokrat TC 44, kopolymér etyiénoxi-du a pro.pylénoxidu Slovanik Pv 370, polyvinylalkolhol, pomocné priemyselné prípravky a farbivá Acid Yellow 11, Acid Orange 7, Aci-d Blue 78.Zloženie reiceptür sa menilo podľa požadovaných od-tieňov. Počas opakovaného zušlachtovania sa z nádrží odoberali nepoužitelné Objemy roztołkov a zberali sa do zbernej nádrže. Počas 7 dní sa získalo 10 l zostatkového použitého roztoku o priemernom zložení farbív 0,323 g.l 1 Acid Yellow 11 0,254 g. l Acid Orange 7 0,203 g. l Acid Blue 78 4,0 g.l 1 Sokrat TC 44 2,0 g.l 1 Slovanik Pv 370. Tento roztok sa vyhrieval na teplotu 60 °C cirkuláciou cez výmenník tepla.Po odfiltrovaní sa vzorka roztoku testovala zahrievawním po dobu 24 hodín pri 60 stupňov C a potom 24 hodín pri teplote 93,5 stupňov C. Opalkovaným meraním spektier v oblasti 220 až 700 nm sa zisstilo, že absorbancie roztoku počas ohrevu sa významne nezmenili.Z popísaného testu vyplýva, že je možné dlhodobé zahrievanie, miešanie a iiltrovanie zostatkového použitého roztoku, bez toho, aby vylpádavali jednotlivé zložky aj pri. znižovaní teploty, zmene pH alebo účinku extraíktívnyoh látok z dreva počas ich slkladovania v priestore zbernej nádrže.Bezodpandový spôsob zušľachtovania drevných materiálov možno využiť pri výrobe drevných matevrialov s lepšĺmi fyzikálnymi a mechanickými vlastnosťami a so zmenenou farbou, .pre prípravu dýh hĺbkovo farbených pre potreby výroby dýh s reprodukovateľnou kresbou a výrobu okresných hĺbkovo farbených dýh na výrobu nábytku.Spôsob podľa vynálezu je možné využít najmä pri väčších objemoch takej opakovanej výroby hĺbkovo difúz-ne farbených dýh, pri ktorej dochadza k zmene výrobného sortimentu.Bezodąpadový spôsob zušľachtovania drevných materiálov dvoj- alebo viaczložkovými roztokmi vodorozpustných zušľachťujúcich látok, ako sú voudorozpustné alebo vodou emulgovateľné polyméry, oligoméry, organicłké farbivá a biologicky aktívne látky,vyznačujúci sa tým, že prebytočný použitý roztok po faríbení sa zberá do zbernej nádrže, následne sa dávkuje do novej várky V takom množstve, alby súčet absorpčných spetktier, v rozsahu 220 až 750 .nm, roztoku po predchádzajúcej várke a .prídavného pre Severografia, n. p., závod 7, Mostbytočného použitého roztoku zo zbernej nádrže ~bo 1 menší alebo rovný absorbanoíám požadovaného zušľachťujúceho roztoku, do ktorého sa následne doplnia jednotlivé čerstvé zušľacłhtujúce zložky v taikýech množstvách, ktoré sa určia z diferenčných spektíer požadovaného zušľachtujúceho roztoku a roztoku získaného zmiešanním roztołku ponechaného v zušľachťovacej nádrži po predchádzajúcej várke a prebytočného použitého roztotku zo ztbernej nádrže, metódou mnohonásohnej regresie.

MPK / Značky

MPK: B27K 3/02

Značky: spôsob, zušĺachťovania, materiálov, bezodpadový, drevných

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-246410-bezodpadovy-sposob-zuslachtovania-drevnych-materialov.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Bezodpadový spôsob zušľachťovania drevných materiálov</a>

Podobne patenty