CZ20021109A3 - Způsob impregnace produktů zaloľených na celulóze a výrobky vyrobené tímto způsobem - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká způsobu impregnace produktů založených na celulóze, především ze dřeva, jako je řezivo, dalších dřevěné produkty a podobně, lněným olejem. Tento způsob zahrnuje působení lněného oleje na tyto produkty za zvýšené teploty a tlaku v autoklávu.

Dosavadní stav techniky

Přestože je předkládaný vynález využitelný i ve spojení s jinými produkty založenými na celulóze, než je dřevo, bude tento vynález dále popisován ve spojení se dřevem ve formě různých typů řeziva. Rozklad dřeva při jeho venkovním použití je téměř výhradně způsoben plísněmi a baktériemi. Nezbytným požadavkem pro růst takových mikroorganismů je přítomnost vody. Dále je vyžadována vhodná teplota, dostatek živin a kyslíku. Předcházení rozkladu může být založeno na odstranění jedné z těchto podmínek nezbytných pro růst mikroorganismů. Jako příklad může být uvedeno, že pokud je obsah vlhkosti snížen na hodnotu nižší než 20 %, je biologickému rozkladu v podstatě zabráněno.

Je známo množství různých způsobů impregnace pro ochranu dřeva a tyto způsoby mohou být v principu rozděleny na techniky založené na dodávání látek toxických pro růst mikroorganismů a na techniky, kdy jsou dřevu dány hydrofobní vlastnosti, například impregnací nějakým druhem oleje. V druhé případě je impregnačním činidlem surový lněný olej, který může být lisovaný za horka nebo za studená, převedený po vhodném tepelném ošetření na lněnoolejnou fermež.

Většina známých způsobů impregnace dřeva olejem je založena na principu využívání přetlaku během impregnačního procesu. Mimo to jsou známy impregnační způsoby založené na principu „horkého a chladného postupu“, tj. řezivo je nejprve ošetřeno horkým olejem a poté přeneseno do chladného oleje, což vede k dosažení jistého zlepšeného výsledku impregnace. Známé způsoby jsou však neuspokojivé s ohledem na získání stupně impregnace vedoucího k zvýšené odolnosti vůči útoku mikroorganismů přítomných v přírodě, například mikroflóře způsobující agresivní hnědou hnilobu.

Podstata vynálezu

Předmětem předkládaného vynálezu je poskytnutí způsobu impregnace produktů založených na celulóze, především ze dřeva, lněným olejem, který by vedl k v podstatně zlepšenému ochrannému účinku, především se zřetelem na skutečnost, že tento způsob umožní vyšší stupeň absorpce.

Dalším předmětem předkládaného vynálezu je poskytnutí způsobu zahrnujícího několik kroků využívajícího počáteční tepelný krok, kdy jsou voda ve formě páry a obsažený vzduch uvolněny z produktu a následný krok, kdy je výsledek uvolnění vody a vzduchu využit pro zlepšení absorpce oleje.

Dále je předmětem předkládaného vynálezu poskytnutí způsobu střídavého využití vakua v kombinaci s vysokou teplotou a poté ochlazení v kombinaci s přetlakem.

Specifickým předmětem předkládaného vynálezu je zajištění, aby během postupu byl přechod z kroku využívajícího vakuum v kombinaci s vysokou teplotou na krok využívající ochlazení v kombinaci s přetlakem proveden plynule, tak aby bylo dosaženo maximálního zisku z tohoto přechodu.

Pro tento a další předměty, které budou zřejmé z následujícího popisu, poskytuje předkládaný vynález způsob impregnace produktů založených na celulóze, především ze dřeva, lněným olejem, kdy je na tyto produkty působeno lněným olejem za zvýšené teploty a zvýšeného tlaku v autoklávu. Předkládaný vynález se vyznačuje následujícími kroky:

a) autokláv je naplněn produktem určeným k impregnaci,

b) lněným olej zahřátý na teplotu přesahující teplotu varu vody je vpraven do autoklávu, tak aby byl produkt lněným olejem obklopen,

c) za udržování teploty na konstantní hodnotě je autokláv přiveden na vakuum, voda ve formě páry a vzduch obsažený v produktu jsou uvolněny z produktu ven,

d) lněný olej je odstraněn z autoklávu za současného přivádění lněného oleje o teplotě nižší, než je teplota varu vody a autokláv je přednostně nastaven na přetlak, a

e) chladný olej je odstraněn z autoklávu, který je, případně, pro odstranění nadbytečného oleje z produktu opět nastaven na vakuum, impregnovaný produkt je následně vyjmut z autoklávu.

Způsob podle předkládaného vynálezu je v principu založen na novém konceptu, kdy převedení autoklávu s horkým lněným olejem pod vakuem probíhá průběžně s přiváděním chladného lněného oleje se současným odváděním horkého lněného oleje z autoklávu, kdy je autokláv průběžně přiváděn na přetlak. Tímto postupem je vakuum vytvořené za horka a • · · · « · ··· ··· ····

9 · · · · · ·· · • ···· · · · · ·

9 9 9 9 9 9 9 9

J ·· ··· ·· ··· ·· ···· autoklávového vakua uvnitř produktu maximálně využito, tak že ve spojení s dodávaným chladným lněným olejem a přivedením autoklávu na přetlak dojde k optimální absorpci lněného oleje.

V předkládaném vynálezu výrazy „horký lněný olej“ a „chladný lněný olej“ tedy znamenají, že teplota oleje v prvním případě přesahuje teplotu varu vody a v druhém případě je nižší než teplota varu vody.

V kroku a) je vhodné zahřát lněný olej na teplotu 140 až 180 °C, zatímco v kroku c) je upřednostňováno nastavení autoklávu na přetlak do 1,5 MPa, například od 0,5 do 1,2 MPa.

V kroku ochlazování d) je teplota chladného lněného oleje vhodným způsobem udržována v rozmezí od + 70 do + 85 °C.

Ve způsobu podle předkládaného vynálezu je výrazně upřednostňováno pro impregnaci použití zpracovaného lněného oleje složeného v podstatě z kyseliny linolenové, kyseliny linolové a kyseliny olejové, především ve formě triglyceridů, kdy obsah volného tokoferolu voleji je nižší než 0,01 %. Obsah volného tokoferolu ve lněném oleji je svýhodou nižší než 0,0075 %, výhodněji nižší než 0,005 %. Detailní informace týkající se takového zpracovaného lněného oleje se nacházejí v přihlášce o patent č. SE 9 903 621-2 vyplněné současně s předkládaným vynálezem stejným přihlašovatelem a stejným vynálezcem. Obsah této přihlášky o patent je zde připojen odkazem.

Konečně, tento způsob může zahrnovat závěrečný krok vysušení v proudu vzduchu při pokojové teplotě.

Předkládaný vynález také zahrnuje výrobky, především výrobky ze dřeva, získané pomocí výše uvedeného způsobu.

Předkládaný vynález bude dále popsán ve spojení s neomezujícími příklady provedení vynálezu, kde jsou všechna uvedená procentní množství vztažena na hmotnost, pokud není uvedeno jinak.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1: Postup impregnace

Při následujícím postupu impregnace je využíván švédský za studená lisovaný lněný olej ze sklizně roku 1998.

Autokláv je naplněn řezivem určeným k impregnaci za přítomnosti patrových tyčí, které byly rozmístěny a upevněny. Autokláv je naplněn lněným olejem zahřátým na teplotu v rozmezí • · ···· · ····♦· • · 0 · · · · • · · · · · · · · ♦ • ·«·· · · · · · od 140 do 180 °C, například na 160 °C, tak aby bylo řezivo kompletně obklopeno lněným olejem. Teplota je udržována na konstantní hodnotě a autokláv je přiveden na vakuum. Pomocí vysoké teploty, na kterou je řezivo zahřáto a za přítomnosti vakua dojde k odpařování vody a vodní pára společně se vzduchem opustí pórovitý systém řeziva.

Po dokončení tepelného ošetření, které probíhá po dobu asi 1 hodiny, je horký olej průběžně nahrazen chladným olejem pomocí odčerpávání horkého oleje ven z autoklávu a současného přivádění chladného oleje dnem do autoklávu. Ve stejném čase, kdy probíhá nahrazení horkého oleje chladným olejem, je tlak v autoklávu «postupně zvyšován z vakua na přetlak 1 MPa. Teplota chladného oleje je udržována v rozmezí od + 75 do + 85 °C. Při ochlazování řeziva je v pórovitém systému řeziva vytvořen podtlak, což vede k snadnější impregnaci řeziva impregnačním olejem a tedy k zvýšení stupně absorpce.

Po dokončení ošetření řeziva v autoklávu je řezivo vysušeno v proudu chladného vzduchu o teplotě asi 20 °C nebo nižší, kdy nadbytečný olej dále proniká do řeziva. Tento závěrečný krok má zajistit, aby bylo zabráněno při pozdějším pocení vytékání oleje z impregnovaného řeziva.

Příklad 2: Výsledek impregnace

Řezivo, které má být předmětem impregnace, může být jakéhokoliv typu. Ve Švédsku je v současnosti trend využívání běžných jehličnatých stromů, jmenovitě smrku, jedle a borovice. Řezivo může být čerstvé nebo vysušené do určitého stupně, tj. obsahující různá množství vlhkosti.

Doba trvání jednotlivých kroků postupu musí být přizpůsobena parametrům řeziva (rozměry, obsah vlhkosti, typ dřeva, jádrové a/nebo bělové dřevo) a požadovanému stupni absorpce. Stupeň absorpce může být udán v množství lněného oleje na metr kubický nebo jako • *3 procento suché hustoty řeziva, která je asi 450 kg/m , a dále s ohledem na zamýšlené využití impregnovaného řeziva. Čím vyšší je dosažený stupeň absorpce, tím lepší je dosažená odolnost řeziva a snášení tvrdších podmínek při praktickém využití.

V souvislosti s předkládaným vynálezem byla testována impregnace různých typů řeziva a tyto typy řeziva a dosažené stupně absorpce jsou uvedeny v následující tabulce.

• ·

Typ řeziva (hustota 450 kg/m3)	Průměrný stupeň absorpce (%)	o (kg/m ) přibližně
Borovice, běl	100%	450 kg/m3
Borovice, jádro	40%	180 kg/m3
Jedle, běl	40%	180 kg/m3
Jedle, jádro	20 %	90 kg/m3

Řezivo impregnované na vysoké stupně absorpce, tj. do 100 %, může podle probíhajících testů po delší dobu snášet docela náročné podmínky, tj. venkovní prostředí v zemi nebo v kontaktu se zemí. Mělo by být zřejmé, že předkládaný vynález není omezen na výše uvedená specifická provedení. V rámci zde popsaného předkládaného vynálezu bude zkušeným odborníkům jistě zřejmé, že při konkrétní realizaci jednotlivých konceptů a postupů zde popsaných mohou být odvozeny a provedeny jisté úpravy a změny, aniž by došlo k odchýlení se od ducha a oblasti předkládaného vynálezu.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob impregnace produktů založených na celulóze, především ze dřeva, zahrnující působení lněného oleje na produkt za zvýšené teploty a tlaku v autoklávu vyznačující se t í m, že zahrnuje kroky:

   a) naplnění autoklávu produktem určeným k impregnaci,

   b) naplnění autoklávu lněným olejem zahřátým na teplotu přesahující teplotu varu vody, tak aby byl produkt lněným olejem obklopen,

   c) přivedení autoklávu na vakuum za udržení konstantní teploty, voda ve formě páry a vzduch obsažený v produktu jsou uvolněny z produktu ven,

   d) odstranění lněného oleje z autoklávu za současného přivádění lněného oleje o teplotě nižší, než je teplota varu vody a přednostně nastavení přetlaku v autoklávu a

   e) odstranění chladného oleje z autoklávu, který je, případně, pro odstranění nadbytečného oleje z produktu opět přiveden na vakuum a následné vyjmutí impregnovaného produktu z autoklávu.
2. 2. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že zahrnuje krok a) lněný olej je zahřán na teplotu 140 až 180 °C.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2 vyznačující se tím, že zahrnuje krok c) autokláv je nastaven na přetlak 1,5 MPa.
4. 4. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků vyznačující se tím, že zahrnuje krok d) teplota chladného lněného oleje je udržována v rozmezí 70 až 85 °C.
5. 5. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků vyznačující se tím, že zahrnuje krok d) přetlak je v rozmezí 0,5 až 1,2 MPa.
6. 6. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků vyznačující se t í m, že impregnace je prováděna se zpracovaným lněným olejem složeným v podstatě z kyseliny linolenové, kyseliny linolové a kyseliny olejové, především ve formě triglyceridů, kdy obsah volného tokoferolu v oleji je nižší než 0,01 %.

   «φφφ · φ φ φφφφ ·· • · · « φ · φ φ φ φ φ φφφ φ · · φ φφφφ φ · φ φ ·
7. 7 ··· φφ φφφφ / φφ φφφ φφ φφφ φφ φφφφ

   7. Způsob podle nároku 6 vyznačující se tím, že obsah volného tokoferolu ve lněném oleji je nižší než 0,0075 %.
8. 8. Způsob podle nároku 7 vyznačující se tím, že obsah volného tokoferolu ve lněném oleji je nižší než 0,005 %.
9. 9. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků vyznačující se tím, že produkt je dále v závěrečném kroku vysušen v proudu vzduchu za pokojové teploty.
10. 10. Výrobky vyrobené pomocí způsobu podle kteréhokoliv z předcházejících nároků.