TRATAMIENTO DE MADERA TERMO-MODIFICADA.

Un método para tratar madera térmicamente modificada que tiene el número de radicales libres aumentado hasta por lo menos 1,

5 veces por la modificación comparado con madera sin tratar correspondiente, caracterizado porque una pieza de madera térmicamente modificada se vuelve repelente al agua impregnándola con un agente de encolado hidrofóbico, que es reactivo con celulosa, siendo el agente de encolado un dímero de alquil ceteno (AKD) con una cadena de alquilo C16-C22 lineal y/o un anhídrido de ácido alquenil succínico (ASA) con una cadena de alquenilo C16-C22, y por lo menos cuando el agente de encolado es ASA la madera tratada se seca y luego calienta hasta una temperatura de 100-140ºC durante 15-60 minutos

El invento se refiere a un método para tratar madera térmicamente modificada, el producto obtenido con el método y 5 el uso de agentes de procesado en conexión con el método.

Modificación térmica de madera significa tratamiento térmico controlado del madero a una temperatura superior a 100ºC de modo que el tratamiento mejore la estabilidad dimensional de a madera y reduzca su contenido de humedad en equilibrio y la vida húmeda. Otros efectos beneficiosos de la modificación térmica comprenden mayor 10 resistencia a la descomposición y reducida secreción de resina. Por otra parte la modificación térmica resulta en el oscurecimiento de la madera y peor resistencia al curvado y exfoliación. Debido a sus propiedades la madera térmicamente modificada es aplicable especialmente a construcciones y mobiliario expuesto a contacto con el ambiente exterior.

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Técnicas de modificación térmica de la madera se han descrito en WO 95/31680, que se dirige al control de la diferencia de temperatura entre la superficie exterior y la interior de la madera durante el aumento de temperatura con el fin de impedir grietas en la madera. En esta referencia la diferencia de temperatura está en la gama de 10-30ºC y esta gama se mantiene aproximadamente constante durante el calentamiento. De conformidad con esta referencia una diferencia de temperatura controlada de forma correspondiente en la gama de 10-30ºC entre el 20 interior de la madera y su superficie externa puede mantenerse también durante el enfriamiento de la madera, durante el cual, a diferencia del proceso de calentamiento, prevalece la temperatura mas alta dentro de la madera.

La WO 94/27102 describe un método mejorado para producir madera térmicamente modificada, en donde la temperatura de tratamiento de la madera está por encima de 150ºC, llevándose a cabo el tratamiento con la ayuda 25 de vapor. En el curso del tratamiento se produce en la madera una pérdida de peso de por lo menos 3%.

La WO 01/53812 describe además un procedimiento para reconocer la modificación térmica en la madera midiendo el número de radicales libres en la madera y comparando este número con el de los radicales libres en madera sin tratar correspondiente. La referencia establece un criterio para la modificación térmica de que el número de 30 radicales libres en la madera debe ser por lo menos 1,5 veces, de preferencia por lo menos el doble, comparado con la madera sin tratar.

La WO 02/081159 describe el uso de varias sustancias para proteger la madera. La EP 0327215 describe el uso de ciertos dímeros de ceteno para el encolado de fibras crudas o virutas de madera sin digerir para uso en productos de 35 construcción. Callum A.S. et al.: "The chemical modification of Scots Pine with succinic anhydrode or octenyl succinic anhydride" Holzforschung vol. 52, 1998, págs. 427-433 exponen el uso de anhídrido octenil succínico en el tratamiento de la madera.

En lo sucesivo la modificación térmica de la madera o madera térmicamente modificada implica que la madera reune 40 los criterios de modificación térmica de la madera o madera térmicamente modificada definida con respecto de la WO 01/53812 citada antes.

A pesar del contenido de humedad de equilibrio reducido de la madera térmicamente modificada en el ambiente externo húmedo, se ha encontrado ahora que esta madera, cuando se pone en contacto directo con agua o terreno 45 húmedo, absorbe agua en abundancia. Si bien la modificación térmica como tal mejora la resistencia a la descomposición de la madera, especialmente con el empapado de agua durante largo tiempo, tiene todavía efecto perjudicial sobre la resistencia de la madera. En adición el material de madera mojado adquiere un peso marcadamente aumentado.

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El objeto del presente invento es por tanto proporcionar una solución con el fin de impedir el empapado con agua de madera térmicamente modificada. El invento se define en las reivindicaciones adjuntas. El método del invento comprende tratamiento de repelencia al agua de madera térmicamente modificada por medio de un agente encolante hidrofóbico reactivo a celulosa. El tratamiento se lleva a cabo, de preferencia con una solución que contiene el agente de encolado hidrofóbico, seguido de evaporación de disolvente por medio de secado. 55

De conformidad con el invento se ha encontrado que una cola disuelta en un disolvente orgánico apropiado se absorbe fácilmente en madera térmicamente modificada, y esto se debe al mismo hecho que el de empapado con agua de la madera, o sea porosidad aumentada de la estructura de la madera. Las pruebas preliminares conducidas de conformidad con el invento obtuvieron un ángulo de contacto por encima de 90º, aún por encima de 100º, entre la 60 superficie de la madera tratada y una gota de agua depositada sobre esta, siendo este ángulo una indicación de alta repelencia al agua.

La totalidad del material de madera puede impregnarse con la solución que contiene el agente de encolado con el fin de obtener una concentración de cola constante. Opcionalmente la madera puede tratarse superficialmente 65

mediante pintado o sumergiéndola rápidamente en una cubeta de inmersión, siendo tratadas a fondo las superficies de la pieza de madera, mientras que la cola penetra solo en las capas superficiales.

Agentes de encolado apropiados para aumentar la hidrofobicidad de la madera de conformidad con el invento incluyen agentes de encolado reactivos con celulosa, obteniéndose el encolado en la gama de pH neutro o alcalino. 5 Estos agentes de encolado comprenden dímeros de alquil ceteno (AKD) y anhídridos de ácido alquenil succínico (ASA) conocidos en el encolado de papel y cartón, entre otras aplicaciones. La industria del papel y cartón utiliza estas colas en forma de emulsiones acuosas, mientras que éstas son mas convenientes en la impregnación de la madera térmicamente modificada del invento cuando se disuelven en un disolvente orgánico, tal como acetona. En términos de absorbabilidad la solución de cola se diluye de preferencia, estando la concentración de cola en la 10 solución por ejemplo de 0,01-5% en peso, de preferencia 0,05-0,2% en peso. Sin embargo, el invento permite también el uso de una cola AKD, ASA o similar tal cual sin ningún disolvente, en forma de una solución dispersión o emulsión concentrada, siendo el medio de la dispersión o emulsión del invento por ejemplo agua, y la proporción del agente de encolado igualando las concentraciones de cola en la solución antes citada. AKD y ASA pueden además utilizarse conjuntamente cuando se entremezclan. 15

Las colas de dímeros de alquil ceteno (AKD) utilizadas en el invento comprenden una cadena de alquilo C16-C22 lineal. Los preparados de cola AKD se encuentran disponibles tanto en forma sólida como líquida.

Las colas ASA utilizadas en el invento comprenden una cadena de alquenilo C16-C22. 20

En el arte anterior el artículo de C.A.S. Hill and S. Malllon en el Journal of Wood Chemistry and Technology, 18 (3), páginas 299-311 (1998) se explica la modificación química de madera, en donde uno de los agentes químicos fue anhídrido de ácido 2-octen1-il succínico, que pertenece a las colas ASA, disuelto en piridina. Sin embargo, este no fue un caso de madera térmicamente modificada, ni tiene como objeto el aumento de la hidrofobicidad de la madera, 25 sino que por contra una mayor estabilidad dimensional y resistencia de la madera y un mayor número de grupos funcionales reactivos en la madera por medios químicos. La técnica descrita en el artículo se asocia por tanto con modificación térmica de la madera en lugar de con hidrofobización de madera.

Después del encolado y la evaporización del disolvente o medio de emulsión o dispersión del invento, la madera 30 puede procesarse adicionalmente mediante calentamiento, por ejemplo exponiéndola a una temperatura en la gama de 100 - 140ºC durante 15-60 minutos. El calentamiento requerido depende del agente de encolado seleccionado; pruebas preliminares indican que este post-calentamiento es casi insignificante en encolado con AKD, mientras que mejora crucialmente la hidrofobicidad obtenida con ASA.

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La madera térmicamente modificada... [Seguir leyendo]

1. Un método para tratar madera térmicamente modificada que tiene el número de radicales libres aumentado hasta por lo menos 1,5 veces por la modificación comparado con madera sin tratar correspondiente, caracterizado porque 5 una pieza de madera térmicamente modificada se vuelve repelente al agua impregnándola con un agente de encolado hidrofóbico, que es reactivo con celulosa, siendo el agente de encolado un dímero de alquil ceteno (AKD) con una cadena de alquilo C16-C22 lineal y/o un anhídrido de ácido alquenil succínico (ASA) con una cadena de alquenilo C16-C22, y por lo menos cuando el agente de encolado es ASA la madera tratada se seca y luego calienta hasta una temperatura de 100-140ºC durante 15-60 minutos. 10

2. Un método, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la madera se vuelve repelente al agua tratándola con una solución o una dispersión que contiene un agente de encolado hidrofóbico y separando el medio disolvente o de dispersión por medio de secado.

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3. Un método, de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque se tratan todas las superficies de una pieza de madera con una solución o dispersión que contiene un agente encolante.

4. Un método, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2-3, caracterizado porque el agente encolante se ha disuelto en un disolvente orgánico, tal como acetona. 20

5. Un método, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2-4, caracterizado porque el contenido de agente encolante en la solución o dispersión del proceso es de 0,01 - 5% en peso, de preferencia 0,05 - 0,2% en peso.

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6. Una pieza de madera térmicamente modificada obtenible con un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la madera se ha impregnado con un agente de encolado hidrofóbico, que es reactivo con celulosa y por medio del cual la madera se ha vuelto repelente al agua, siendo dicho agente de encolado un dímero de alquil ceteno (AKD) con una cadena de alquilo C16-C22 y/o un anhídrido de ácido alquenil succínico (ASA) con una cadena de alquenilo C16-C22. 30

7. Una pieza de madera térmicamente modificada de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque la madera se ha impregnado con el agente de encolado para distribuir de modo uniforme el agente de encolado sobre toda la madera.

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8. Uso de una cola hidrofóbica reactiva con celulosa en el tratamiento de una pieza de madera térmicamente modificada que tiene un número de radicales libres aumentado hasta por lo menos 1,5 veces por la modificación en comparación con madera sin tratar correspondiente, impregnándose la madera con la cola para volverla repelente al agua, siendo dicha cola un dímero de alquil ceteno (AKD) con una cadena de alquilo C16-C22 y/o un anhídrido de ácido alquenil succínico (ASA) con una cadena de alquenilo C16-C22, y por lo menos cuando el agente de encolado 40 es ASA se seca la madera tratada y luego se calienta hasta una temperatura de 100-140ºC durante 15-60 minutos.