Aplikace nových materiálů pro tvorbu nábytku budoucnosti s ohledem na uživatelský komfort

Ing. Václav Šprdlík

Doctoral thesis

Aplication of new materials for furniture development with respect to user comfort

Abstract:

Práce byla zaměřena na povrchové úpravy masivního dřeva. Cílem výzkumu bylo dosažení superhydrofobické úpravy povrchu dřeva a její aplikace v designu nábytku – koupelnových solitérů. První zkoumanou metodou byla úprava dřeva plazmatickým výbojem v atmosférickém a inertním prostředí s různými časy úpravy. Byly zvoleny 3 dřeviny – modřín (Larix decidua), dub (Quercus robur) a borovice (Pinus sylvestris). Efekt byl zkoumán pomocí měření kontaktních úhlů. Druhou metodou byla úprava dřeva voskem n-hexatriakontanem, který se vyskytuje jako složka vosků deponovaných na listech rostlin. Vosk byl na vzorky nanášen napařováním ve vakuu. Zmíněný vosk má samoorganizační schopnost, tj. po nanesení na povrch substrátu tvoří vosk 3D útvary. Povrch vzorků dřeva byl upraven na různou drsnost a byla zkoumána samoorganizace vosku a změna smáčivosti povrchu dřeva v čase. Vyhodnocení proběhlo pomocí měření kontaktních úhlů. Samoorganizační schopnost vosku byla pozorována snímkováním elektronovým mikroskopem a skenováním povrchu konfokálním mikroskopem. Plazmatická úprava nepřinesla kýžený efekt zvýšení hydrofobicity, nicméně byla pozorována silně zvýšená hydrofilita povrchu dřeva, kterou lze využít jako přípravu pro následnou povrchovou úpravu. Povrchová úprava pomocí vosku vyústila v superhydrofobické vlastnosti povrchu modřínu a dubu (kontaktní úhel > 150°) a silně hydrofobické vlastnosti u dřeva borovice (kontaktní úhel > 140°).

Abstract:

This thesis was focused on solid wood surface treatments. The goal of the thesis was to achieve superhydrophobic behavior of solid wood surface and its application on furniture design – bathroom furniture. In the first part of experiment the thesis dealt with plasma discharge surface treatment of 3 different wood species – larch (Larix decidua), oak (Quercus robur) and pine (Pinus sylvestris). These treatments were performed in atmospheric and inert (nitrogen) environment with different time of treatment. Effect of plasma discharge was evaluated by contact angle measurement. The second part of the experiment was focused on wax deposition on wooden samples with different roughness. The wax n-hexatriacontane is naturally found as a component of wax blends on the surface of plant leaves. The deposition was performed by physical evaporation in vacuum. This wax has a self-assembly ability, e.g. it creates 3D objects on the surfaces after deposition. The dependence of roughness on self-assembly and wettability in time were examined. Self-assembly ability was observed with scanning electron microscopy and confocal microscopy. Plasmatic treatment hasn´t led to increased hydrophobicity, nevertheless, a significant increase of hydrophilicity was observed during contact angle measurement which could be used as a preparation for surface coating. Surface treatment with wax has led to significant increase of hydrophobicity. Samples of larch and oak achieved superhydrophobic surface behavior (CA > 150°) and pine samples achieved highly hydrophobic behavior (CA > 140°).

Keywords

superhydrofibická úprava, kontaktní úhel, ochrana dřeva, masivní dřevo

Keywords

contact angle, wood protection, superhydrophibic coating, solid wood

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 11. 2018

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Veronika Kotradyová, Ph.D.
• Reader: Juraj Veselovský, externi, Peter Daniel, externi, Katarína Vizárová, externi

Mendel University in Brno

Faculty of Forestry and Wood Technology

Doctoral programme:
Furniture Technology