FI97707B - Puunsuojausmenetelmä - Google Patents

Description

97707

Puunsuojausmenetelmä

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista puunsuojausmenetel-5 mää.

Tällaisen menetelmän mukaan puutavara saatetaan kosketukseen mikro-organismien kasvua ja leviämistä estävän aineen kanssa.

10 Keksintö koskee myös patenttivaatimuksen 15 johdannon mukaista puunsuoja-ainetta sekä patenttivaatimuksen 20 mukaista puutavaraa.

Lahottajasienet ja eräät muut mikro-organismit käyttävät puun rakennekomponentteja aineenvaihdunnassaan. Ruskolahottajasienet poistavat puusta selluloosaa ja hemiselluloosaa ja 15 valkolahottaja- sekä katkolahottajasienet hyödyntävät näiden lisäksi myös puun ligniinikom-ponentteja. Ruskolaholle ja katkolaholle on tyypillistä puun lujuusominaisuuksien nopea heikkeneminen jo lahoamisen alkuvaiheessa. Rusko- ja katkolahottajasienet ovat viileiden ilmastoalueiden pahimpia puutavaran ja puurakenteiden tuhoajia ja ne aiheuttavat vuosittain miljardien markkojen suuruisia tappioita vaurioittamalla puurakenteita.

20

Lahottajasienten aiheuttamia vaurioita vastaan puuta suojataan kemiallisesti erilaisin kyllästys-menetelmin, joissa käytetään eritehoisia kyllästeitä. Nykyisin käytettävät puunsuoja-aineet voidaan jakaa karkeasti kolmeen pääluokkaan: 1) vesipohjaiset kyllästeet, 2) öljypohjaiset kyllästeet ja 3) kreosoottiöljy. Yhteenvetona näiden aineiden ominaisuuksista voidaan todeta 25 seuraavaa: 1) Kiinnittyvissä vesipohjaisissa suolakyllästeissä tehoaineina ovat kupari, kromi ja arseeni (CCA-kyllästeet). Puuhun kiinnittyvien kyllästeiden tarkoituksena on antaa puumateriaalille pitkäaikainen suoja. Kiinnittymättömissä suolakyllästeissä tehoaineina toimivat erilaiset boori-30 ja fluoriyhdisteet. Näiden kyllästeiden tehoaika on rajallinen, koska kyllästeet ovat alttiina veden aikaansaamalle huuhtoutumiselle.

97707 2 2) Öljypohjaiset kyllästeet sisältävät yhden tai useamman aktiivisen aineen orgaanisessa liuottimessa, tavallisesti lakkanaftassa. Aktiivisina aineosina ovat orgaaniset yhdisteet: tribu-tyylitinanaftenaatti(TBTN), tributyylitinaoksidi(TBTO), perna- ja tetrakloorifenolien seokset, diklofluanidi ja jodipropynyylibutyylikarbamaatti.

5 3) Kreosoottiöljy on kivihiilitervan yli 200 °C:n lämpötilassa tislautuva osa. Kreosoottiöljystä on määritetty yli 300 erilaista yhdistettä, joista useimpien yhdisteiden pitoisuus on erittäin pieni. Kreosoottiöljyn tehokkuus organismeja vastaan perustuu näiden komponenttien yhteisvaikutukseen.

10

Nykyisiin puunsuoja-aineisiin liittyy huomattavia epäkohtia. Niinpä ne sisältävät myrkyllisiä aineita, mistä syystä niiden käyttöönotto edellyttää viranomaisten hyväksynnän. Kyllästeiden myrkkyvaikutus perustuu niin kutsuttuun yleismyrkyllisyyteen ja se kohdistuu lähinnä kaikille elollisille organismeille yhteisiin elintärkeisiin aineenvaihdunnallisiin tapahtumiin, joita ovat 15 esimerkiksi soluhengitys ja korkeaenergisen yhdisteen, ATP:n tuotto. Koska kyseessä ovat ns. yleismyrkyt, liittyy nykyisten puunsuojausaineiden käyttöön huomattavia terveydellisiä (esim. karsinogeenit) ja ympäristöllisiä (maaperän ja vesistöjen saastuminen) riskejä. Terveydelliset riskit kohdistuvat kaikkiin eukaryoottiorganismeihin, kuten esimerkiksi kasvit, eläimet ja ihminen. Toisaalta CCA-kyllästeen sisältämien kupari-, arseeni- ja kromipitoisuuk-20 sien vähentäminen aiheuttaa kuitenkin ongelmia suoja-aineen kiinnittymiselle puuhun ja myös suoja-aineen tehokkuus laskee merkittävästi raskasmetallipitoisuuksien pienentyessä.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuun tekniikaan liittyvät epäkohdat ja saada aikaan aivan uudenlainen menetelmä puun suojaamiseksi lahoamiselta ja muilta senta-25 paisilta mikro-organismien aiheuttamilta ei-toivotuilta reaktioilta, jotka heikentävät puutavaran lujuusominaisuuksia tai muuten vähentävät sen taloudellista arvoa.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että puutavaraa käsitellään koostumuksella, joka sisältää puussa natiivisti esiintyviä rasvahappoja, hartsihappoja ja mahdollisia neutraaliaineita. Eten-30 kin tällaisena koostumuksena käytetään keksinnön mukaisesti raakamäntyöljyä, joka voidaan valmistaa alkalisen sulfaattikeiton jäteliemestä. Edullisesti keksinnön mukainen puunsuoja-aine käsittää tällöin sopivalla liuottimena laimennetun raakamäntyöljykoostumuksen, johon . au . ani, i , i ii-i 3 97707 mahdollisesti vielä erikseen on lisätty ainetta, joka edistää koostumukseen sisältyvien öljyjen polymeroitumista.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on 5 esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle puunsuoja-aineelle on puolestaan tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 15 tunnusmerkkiosassa, ja keksinnön mukaiselle puutavaralle se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 20 tunnusmerkkiosassa.

10 Tämän hakemuksen puitteissa tarkoitetaan "mikro-organismien ei-toivotuilla reaktiolla" sienten ja homeiden aiheuttamaa puun tuhoutumista ja turmeltumista. Suurimpia vaurioita puulle aiheuttavat yllä mainitut lahottajasienet, kuten ruskolahottajasienet ja valkolahottajasienet, mutta myös sinistäjäsienten ja homeiden aiheuttama puun turmeltuminen on taloudel-15 lisesti merkittävä.

Esimerkkeinä ruskolahottajasienistä mainittakoon kuten lattiasieni (Serpula lacrymans), kella-risieni (Coniophora puteana), laakakääpä (Poria placenta) ja saunakääpä (Gloeophyllum trabeum). Nämä hajottavat puun rakenneosia, selluloosaa ja hemiselluloosaa hydrolyyttisten 20 ja hapettavien radikaalireaktioihin johtavien reaktioiden avulla. Puun tuhoutumista karakterisoidaan tavallisesti sen painohäviönä.

Sinistäjä- ja homesienet turmelevat puuta aiheuttaen värivikoja. Homevaurioita aiheuttavista sienistä voidaan erikseen mainita Cladosporium-, Altemaria-, Helminthosporium-, Penicil-25 Hum-, Aspergillus-, Epicoccus- sekä Rhizopus-sukmhin kuuluvat lajit. Näistä mikro-organismeista etenkin Penicillium- ja Aspergillus-snk\i]tn homeet aiheuttavat suuria vaurioita rakenteissa ja rakennusten sisätiloissa. Puussa esiintyvät sinistäjäsienet kuuluvut puolestaan tyypillisesti Ambrosiella-, Aureobasidium-, Ceratocystis, Cladosporium- ja Phialophora-sukuihin. Yleisimpiä mäntysahatavaran sinistäjäsienilajeja ovat Aureobasidium pullulans ja Ceratocys-30 ris-sukujen lajit. Esimerkkinä mainittakoon C. pilifera. Kuusisahatavaran sinistymää aiheuttaa edellä mainittujen sienten lisäksi mm. lajit Ceratocystis piceae ja C. coerulescens. Havupuu-sahatavarassa esiintyy myös Sclerophoma-suvun sienilajeja, kuten Sclerophoma entoxylina.

97707 4

Keksinnön mukaista ratkaisua voidaan käyttää puun suojaamiseksi kaikkien yllä mainittujen mikro-organismien ei-toivotuilta reaktioilta. Keksintöä käytetään edullisesti kaadetun puutavaran, kuten sahatavaran (esim. lankut, parrut ja palkit) ja pylväiden suojaamiseen.

5 "Raakamäntyöljy" tarkoittaa tämän hakemuksen puitteissa yleisesti koostumusta, joka sisältää puusta peräisin olevien rasva- ja hartsihappojen seoksen. Rasvahappojen ja hartsihappojen suhde raakamäntyöljyssä on ainakin likimain sama kuin puussa. Näiden komponenttien lisäksi raakamäntyöljyyn sisältyy tavallisesti myös nk. neutraaliaineita eli ei-happamia yhdisteitä.

10 Mäntyöljystä tislattuja hartsihappoja ja niiden suoloja on käytetty joissakin tunnetuissa puunsuoja-aineissa lisäaineina viskositeetin säätelyssä ja aineiden liukoisuuden estämisessä. Viittaamme tässä yhteydessä CA-patenttijulkaisuun 1.058.353. Esillä olevassa keksinnössä rasva-ja hartsihappoja ei kuitenkaan eroteta mäntyöljystä vaan tämä käytetään sellaisenaan eli raakamäntyöljynä, jolloin halutut ominaisuudet saavutetaan ilman ylimääräisiä eristämiskus-15 tannuksia.

Raakamäntyöljy valmistetaan tyypillisesti alkalisessa sulfaattikeitossa syntyneestä vesi-ase-toniliuokseen dispergoidusta sekasuovasta poistamalla tästä ensin neste-neste-uutolla suurin osa neutraaliaineista ja tekemällä sitten asetonifaasi happamaksi, jolloin rasva- ja hartsihapot 20 saadaan happomuotoon. Neste-neste-uutossa uuttoaineena käytetään esim. polaarittomia hiili vetyjä, kuten heksaania. Syntynyt raakamäntyöljy erotetaan dekantoimalla. Raa’an mänty-öljyn valmistuksen lähtöaineena on tyypillisesti havupuu- ja koivuhakkeiden keiton jäteliemi (mustalipeä), mutta valmistuksen pohjaksi soveltuvat myös puhtaiden havupuukeittojen (esim. mänty/kuusi-sulfaattikeitto) jäteliemet.

25

Rasvahappojen ja hartsihappojen suhde vaihtelee keitetyn puulajin mukaan; tyyillisesti puhtaasta männystä peräisin olevassa raakamäntyöljyssä on rasvahappoja noin 18-60 % ja hartsihappoja vastaavasti noin 28 - 65 %. Neutraaliaineksen määrä on tällöin noin 5-24 %. Keksinnön mukaan on todettu edulliseksi käyttää raakamäntyöljyä, jossa on enemmän rasva-30 happoja kuin hartsihappoja. Mitä korkeampi rasvahappojen osuus on, sitä pienempi on näet raakamäntyöljy n viskositeetti, mikä puolestaan helpottaa puun käsittelyä. Toisaalta monet mikro-organismien kasvua ja leviämistä estävät aineet ovat hartsihappoja, mistä syystä näi- 5 97707 denkään pitoisuus ei saa olla liian alhainen. Yleisesti ottaen keksinnön mukaan on todettu edulliseksi käyttää raakamäntyöljyä, jossa rasvahappojen ja hartsihappojen välinen painosuhde on noin 10:1 - 1:1. Edullisesti koostumuksessa on noin 45 - 70 % rasvahappoja ja noin 40 -10 % hartsihappoja, jolloin loput koostumuksesta koostuu neutraaliaineista. Tällaisen raaka-5 mäntyöljyn happoluku on tyypillisesti noin 150 - 155, kun taas tavallisella raakamäntyöljyllä vastaava luku on korkeintaan 140.

Näitä keksinnön mukaan edullisia raakamäntyöljyjä saadaan esim. koivu-mänty-ja koivu-mänty-kuusi-suopaseoksista. Koska koivussa natiivisesti ei juuri ole hartsihappoja, koivu- tai 10 yhdistetyn koivu/havupuukeiton mustalipeästä erotetussa suovassa on korkeampi rasvahap-po/hartsihappo-suhde, kuin havupuukeitosta saatavassa suovassa. Erään erityisen edullisen raakamäntyöljyn (koivu/mänty/kuusi) koostumus ja ominaisuudet ovat seuraavat:

Taulukko 1. Raakamäntyöljyn koostumus ja ominaisuudet 15 koostumus ominaisuudet n. 60 % rasvahappoja happoluku 150-155 20-25 % hartsihappoja saippuoitumisluku 160-165 20 n. 10 % neutraaliaineita saippuoitumaton % 10-11 1-2 % H20 pH 5,3 (epäpuht. Na2S04 ja CaS04) tuhka % 0,002 1 2 3 4 5 6

Kun tämän keksinnön yhteydessä puhutaan raakamäntyöljyn "öljyistä" tarkoitetaan lähinnä 2 yllä mainittuja rasva- ja hartsihappoja ja niitä vastaavia glyseridejä. Raakamäntyöljyn rasva- 3 * hapot ovat oleiinihappojohdannaisia ja hartsihapot vastaavasti abietiinihappojohdannaisia.

4

Rasvahapoista voidaan mainita oleiini-, linoli-, palmitiini-, steariini-ja linoleenihapot ja 5 hartsihapoista abietiini-, neoabietiini-, pimaari-, isopimaari-, palustriini- ja dehydroabietii- 6 nihapot. Monet näistä öljymäisistä yhdisteistä polymeroituvat itsestään. Keksinnön mukaan on todettu, että lisäämällä raakamäntyöljykoostumukseen öljyjen polymeroitumista edistäviä aineita (kuivikkeita), kuten metalleja, esim. mangaania tai kobolttia (tai näiden yhdistelmiä) 97707 6 tai orgaanisia yhdisteitä, esim. pineenitärpättiä, voidaan edistää öljyjen polymeroitumista puussa, jolloin raakamäntyöljyn tihkumista käsitellystä puutavarasta voidaan oleellisesti vähentää tai jopa kokonaan estää. Kuivikkeena käytetyn metallin määrä vaihtelee metallin mukaan mutta on Co:n ja Mn:n kohdalla tyypillisesti 0,001 - 0,5 % (esim. 0,005 - 0,2 %) 5 suoja-ainekoostumuksen painosta. Muita metalleja lisätään tarvittaessa suurempiakin määriä.

Mangaani ja koboltti ovat tunnettuja kuivikkeita, joiden käyttöä maaleissa ja lakoissa on käsitelty esim. teoksessa Technology of Paints, Varnishes and Lacquers, C. R. Martens (toim.), Robert E. Krieger Publishing Company, Florida, 1974. Tämän keksinnön yhteydessä 10 on todettu pineenitärpätin toimivan kuivikkeen omaisesti. Sen polymeroiva vaikutus on hitaampi kuin edellä mainittujen metallien, mistä on etua sellaisissa sovelluksissa, joissa puunsuoja-aineen halutaan saada imeytymään mahdollisimman syvälle puuhun. Kuivikkeena voidaan edullisesti myös käyttää metallien ja tärpätin yhdistelmiä.

15 Raakamäntyöljy sopii sellaisenaan tai lakkanaftalla, pineenitärpätillä, ksyleenillä tai vastaavalla polaarittomalla liuottimena tai liuotinseoksella laimennettuna puutavaran kyllästykseen tai pintakäsittelyyn. Tällöin hyödynnettäväksi tulevat kaikki raakamäntyöljyn sisältämät yhdisteet, joista monien on todettu olevan sienten kasvua estäviä. Esimerkkinä mainittakoon diter-peeniyhdisteet: palustriinihappo, dehydroabietiinihappo ja isopimaarihappo. Myös neutraa-20 liosassa olevat sitosterolijäänteet ovat sieniä inhiboivia yhdisteitä. Koivusta raakamäntyöljyyn tulee esim. prenoleita ja skvaleenia, joiden vaikutusta sieniin ei vielä tunneta. Todennäköisesti raakamäntyöljy sisältää pieniä määriä useita eri yhdisteitä, mm. pinosylviiniä, joilla yhdessä on merkitystä puunsuojauksen kannalta.

25 Tyypillisesti raakamäntyöljyyn lisätään tilavuusosaa kohti 0 - noin 70 tilavuusosaa liuotinta liuoksen, dispersio tai emulsion tuottamiseksi. Edullisesti raakamäntyöljyn osuus raakamän-työljy/liuotin-seoksesta on noin 5 - 90 %, erityisen edullisesti noin 30 - 60 %.

Raakamäntyöljyyn tai siitä muodostettuun liuokseen tai dispersioon tai emulsioon voi sisältyä 30 muita sinänsä tunnettuja apuaineita, jotka edistävät liuoksen tunkeutumista puuainekseen. Biologisesti inerttien apuaineiden lisäksi keksinnön mukainen puunsuoja-aine voi sisältää tunnettuja biologisesti aktiivisia yhdisteitä, jotka estävät sienten ja homeiden kasvua. Näitä !i IK I m» Mia : ί 7 97707 ovat esim. kupari-ioni, kuparikompleksit ja boori-ionit. Viimeksi mainittu toimii myös hyönteismyrkkynä ja palonestoaineena.

Raakamäntyöljytuotetta voidaan käyttää kyllästeenä tai pintasivelyaineena. Kyllästeeksi sopi-5 vat raakamäntyöljy sellaisenaan, raakamäntyöljy laimennettuna liuottimena, raakamäntyöljy yhdessä kuivikkeen kanssa, raakamäntyöljy laimennettuna liuottimella ja yhdistettynä kuivikkeeseen, sekä raakamäntyöljy yhdistettynä muiden tunnetusti sienten ja homeiden kasvua estävien aineiden kanssa kuivikkeen kanssa tai ilman sitä. Teolliseen 1- tai 2-vaiheiseen kyllästykseen sopii esim. koostumus, jossa mahdollisesti orgaanisella liuottimella laimennet-10 tuun raakamäntyöljyyn on lisätty kuparia ja/tai booria sekä mahdollisia kuivikkeita. Boori soveltuu erityisen hyvin 2-vaiheiseen kyllästykseen.

Pintasivelyssä käsiteltävän puutavaran, kuten sahatavaran pinta käsitellään raakamäntyöljy-tuotteella sinänsä tunnetulla tavalla esim. siveltimellä tai maaliruiskulla. Raakamäntyöljy 15 antaa puun pinnalle ruskean värisävyn, jolloin on helppo todeta, mitkä alueet on käsitelty.

Kyllästyskäsittelyssä pyritään puutavara kyllästämään pintaa syvemmältä. Tämä käsittely voidaan esim. suorittaa painekyllästyksenä, jolloin liuottimeen laimennettu raakamäntyöljy, jonka konsentraatio on esim. noin 20 - 80 %, saatetaan kosketukseen puun kanssa noin 1 - 16 20 baarin, edullisesti noin 1 - 15 baarin ylipaineessa. Painekäsittelyyn voidaan yhdistää sitä edeltävä ja/tai seuraava tyhjövaihe, jossa puutavarasta poistetaan ilmaa ja kosteutta tai vastaavasti liuotinta. Tavallisesti kyllästys suoritetaan tavallisessa tehdaslämpötilassa, mutta raaka-mäntyöljyn öljyjen polymeroitumisen edistämiseksi voidaan puutavara kyllästyksen jälkeen haluttaessa saattaa lämpökäsittelyyn.

25

Raakamäntyöljykoostumuksella suojatulle havupuuperäiselle puutavaralle on ominaista, että ainakin osassa sen puuainesta rasva- ja hartsihappojen välinen suhde on suurempi kuin natii-vissa puussa. Samoin tämän osan happoluku on natiivia suurempi, tyypillisesti yli 140 (jopa 150 - 155).

Raakamäntyöljyn käyttöön puunsuojauksessa liittyy huomattavia etuja. Raakamäntyöljyä syntyy puusta sulfaattiselluloosateollisuudessa sivutuotteena. Se on olemassa oleva tuote, jota 30 97707 8 syntyy enemmän kuin jatkojalostetaan, eikä sen käyttö sellaisenaan puunsuojauksessa lisää ympäristön kuormitusta. Sen käyttö puunsuojaukseen ei myöskään vaadi tuotteen jatkojalostusta.

5 Huomautettakoon vielä, että raakamäntyöljyllä saadaan puuhun ruskea värisävy ilman pigmentti- tai väriainelisäyksiä. Näin aikaansaatu väri on useisiin tuotteisiin käyttökelpoinen ja riittävä.

Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan sovellusesimerkkien avulla.

10

Esimerkki 1 Lah otus koe 15 Lahottajasienet: kellarisieni (Coniophora puteana) ja laakakääpiin kuuluva sieni (Poria placenta) Männyn pintapuukappaleiden alkukuivapainot määritettiin. Koekappaleet tyhjökyllästettiin 60 °C:isella raakamäntyöljyllä tai huoneen lämpötilaisella raakamäntyöljyn ksyleeniliuoksella, 20 joka sisälsi raakamäntyöljyä 34 %. Kyllästeen imeytymät määritettiin punnitsemalla. Kappaleet saivat kuivua huoneenlämpötilassa 4 viikkoa. Kaikki koekappaleet huuhdottiin vedellä eurooppalaisen standardin EN 84 mukaisesti kahden viikon ajan. Kahden viikon kuivumisajan jälkeen kaikki koekappaleet steriloitiin säteilyttämällä (Co-60 ). Steriloidut koekappaleet asetettiin kollemaljoihin mallasagaralustalla kasvavan sieniviljelmän päälle. Jokaiseen maljan 25 laitettiin yksi kyllästetty koekappale ja yksi kyllästämätön vertailukappale. Koe tehtiin myös ksyleenillä kyllästetyillä ja kyllästämättömillä kappaleilla.

Lahotuskoe tehtiin eurooppalaisen standardin EN 113 mukaisesti. Lahotusajan päätyttyä koekappaleet kuivattiin 103 °C:n lämpötilassa, ja kappaleiden painohäviöt laskettiin EN 113 30 mukaisesti. Laskennalliset painohäviöt raakamäntyöljyllä kyllästetyissä kappaleissa olivat selvästi kappaleissa näkyvää lahoamista suuremmat ja siksi kappaleista määritettiin puristuslu-juudet, joita voidaan myös käyttää lahoamisasteen arvioimiseen.

9 97707

Tuloksista nähdään (taulukko 1), että raakamäntyöljyliuoksilla kyllästettyjen mäntypintapuu-kappaleiden puristuslujuus säilyi lahotuskokeessa suurempana kuin ksyleenillä kyllästettyjen tai kyllästämättömien kappaleiden lujuudet. Tarkasteltaessa puristuslujuutta painohäviön funktiona, voidaan arvioida mäntyöljyllä kyllästettyjen koekappaleiden painohäviöksi n 5 %.

5

Taulukko 1. EN 113 mukaisesti suoritetussa lahotuskokeessa saadut painohäviöt (%) ja puristusluj uudet (N/mm2) ja niiden hajonnat suluissa.

10 _ Käsittely Coniophora putea- Poria placenta Ster. vertailu na % N/mm2 % N/mm2 N/mm2 100 % mäntyöljy 60 °C 11,7<* 58,1 (7,2) 26,9'* 63,1 (4,8) 68,2(8,0)

Vertailu 33,9 - 18,7 15 34 % mäntyöljy 16,5'* 58,1(7,2) 11,9‘" 62,9 (4,7) 73,7(2,0)

Vertailu 35,0 - 17,5

Ksyleeni 21,9 26,4(5,8) 21,7 19,6(7,7) 75,3 (2,2)

Vertailu 34,4 25,9

Virulenssi- 29,4 18,0(4,5) 17,4 30,9(5,9) 79,1 (4,1) 20 kontrolli r Painohäviöt eivät vastaa lahoamista 25

Esimerkki 2

Standardiehdotuksen prENV 807 mukainen Iahotuskoe 30 Lahottajasienet: katkolahottajasienet (soft rot): Chaetomium globosum, Phialophora mutabilis, Humicola grisea, Glenospora graphii, Trichurus spiralis ja Pteriella setifera.

Männyn pintapuukappaleiden (40x15x5 mm) alkukuivapainot määritettiin. Koekappaleet tyhjökyllästettiin raakamäntyöljyn ksyleeniliuoksilla, jotka sisälsivät raakamäntyöljyä 66,7 %, 35 50 % tai 33,3 %. Kyllästeen imeytymät määritettiin punnitsemalla. Kappaleet saivat kuivua huoneen lämpötilassa 4 viikkoa, minkä jälkeen ne huuhdottiin eurooppalaisen standardin EN 84 mukaan (katso esim. 1).Kappaleiden annettiin kuivua 50 %:n kosteuteen. Kolme rinnak- 97707 10 kaista säteilyttämällä steriloitua koekappaletta asetettiin steriloituun kosteaa vermikuliittia sisältävään lasipurkkiin. Kasvatusalusta inokuloitiin katkolahottajasienistä valmistetulla sekai-tiösuspensiolla. Koe tehtiin myös kolmella kreosoottiöljyn ksyleeniliuoksella, ksyleenillä ja kupari-kromi-suolaliuoksilla (4 väkevyyttä) kyllästetyillä koekappaleilla ja kyllästämättömillä 5 vertailukappaleilla.

Lahotuskoe tehtiin eurooppalaisen standardiehdotuksen prENV 807 mukaisesti. Lahotusaika oli 16 viikkoa ja kasvatushuoneen lämpötila 27 °C ja kosteus 70 % RH. Lahotusajan päätyttyä koekappaleet kuivattiin 103 °C:n lämpötilassa ja niiden painohäviöt laskettiin.

10

Tuloksista (taulukko 2) nähdään, että raakamäntyöljy vähensi katkolahottajasienten aiheuttamia painohäviöitä. Lasketut painohäviöt olivat todennäköisesti liian suuret, koska lahoaminen ei ollut niin selvää kuin painohäviöt osoittavat.

15

Taulukko 2. prENV 807 mukaisesti suoritetussa 16 viikon soft rot lahotuskokeessa vermikuliit-tialustalla saadut painohäviöt.

20 Käsittely kg(tehoainetta)/m3 Painohäviö % Mäntyöljy 66,7 % 356 4,6 Mäntyöljy 50 % 275 13,4 Mäntyöljy 33,3 % 180 9,8

Kreosoottiöljy 12,5 % 70 1,2 25 Kreosoottiöljy 27 % 146 0,9

Kreosoottiöljy 40 % 225 0,7 CC-ref. 0,40 % 1,8 0,7 CC-ref. 0,63 % 3,1 0,8 CC-ref. 1,0 % 4,8 1,0 30 CC-ref. 2,5 % 12,2 0,1

Ksyleeni - 15,2 Käsittelemätön - 16,4 11 97707

Esimerkki 3

Steriloimattomassa mullassa prENV 807:n mukaisesti suoritettu lahotus

Lahotuskoe steriloimattomassa mullassa, lahottajina pääasiassa mullassa olevat katkolahotta-5 jasienet.

Männyn pintapuukappaleiden (100x10x5 mm) alkukuivapainot määritettiin. Koekappaleet tyhjökyllästettiin raakamäntyöljyn ksyleeniliuoksilla, jotka sisälsivät raakamäntyöljyä 66,7 %, 50 % tai 33,3 %. Kyllästeen imeytymät määritettiin punnitsemalla. Kappaleet saivat kuivua 10 huoneen lämpötilassa 4 viikkoa, minkä jälkeen ne huuhdottiin eurooppalaisen standardin EN 84 mukaan (katso esim. 1). Kappaleiden annettiin kuivua sitten 50 %:n kosteuteen. Edellä mainitut koekappaleet asetettiin laatikossa olevaan kosteaan multaan pystyyn ja kappaleiden annettiin lahota 8, 16, 24 ja 32 viikon ajan kasvatushuoneessa, jonka lämpötila oli 27 °C, ja kosteus 70 % RH. Menetelmä on eurooppalaisen standardiehdotuksen mukainen. Koe tehtiin 15 myös kolmella kreosoottiöljyn ksyleeniliuoksella, ksyleenillä, 1,3 %:lla kupari-kromisuolalla kyllästetyillä koekappaleilla ja kyllästämättömillä vertailukappaleilla.

Lahotusaikojen päätyttyä koekappaleet kuivattiin 103 °C:n lämpötilassa ja niiden painohäviöt määrättiin. Koska painohäviötulokset raakamäntyöljyllä ja kreosoottiöljyllä kyllästetyissä 20 kappaleissa eivät näyttäneet vastaavan niiden lahoamista, määritettiin kappaleiden taivutuslujuudet. Vertaamalla taivutuslujuuksien arvoja vastaavien kyllästämättömien koekappaleiden taivutuslujuuksien arvoihin ja kappaleiden painohäviöihin voitiin päätellä, että raakamäntyöljyllä kyllästettyjen koekappaleiden suurimmat painohäviöt ovat alle 7 % ja kreosoottiöljyllä kyllästettyjen kappaleiden suurimmat painohäviät ovat 8 %. Raakamäntyöljykyllästys vähensi 25 kappaleiden lahoamista. Tulokset on esitetty taulukoissa 3 ja 4.

97707 12

Taulukko 3. prENV 807 mukaisesti suoritetussa multalaatikkokokeessa saadut koekappaleiden painohäviöt (%) Käsittely Imeytymä0 Painohäviö (%) 5 kg/m3 8 v 16 v 24 v 32 v Mäntyöljy 66,7 % 356 10,9 14,0 17,8 18,9 Mäntyöljy 50% 267 9,5 9,1 19,6 21,7 Mäntyöljy 33,3 % 174 6,2 12,8 16,8 21,9

Kreosoottiöljy 40 % 224 5,7 5,0 6,6 8,6 10 Kreosoottiöljy 27 % 149 4,2 8,3 9,9 12,4

Kreosoottiöljy 12,5 % 70 2,0 5,3 7,2 10,5

Ksyleeni (liuotin) 552<2 3,9 9,3 14,3 17,0 CC-ref. 1,3 % 10 0,1 0,8 1,4 0,5 Käsittelemätön - 3,1 8,1 12,3 15,9 15 1) tehoaineimeytymä 2) liuotinimetymä 20 Taulukko 4. prENV 807 mukaisesti suoritetussa multalaatikkokokeessa saadut koekappaleiden taivutuslujuudet N/mm2 ja niiden hajonnat.

Käsittely Imeytymä0 Taivutuslujuus (N/mm2) • 25 kg/m3 8 v 16 v 24 v 32 v Mäntyöljy 66,7 % 356 50,0 51,1 49,2 44,4 (10.0) (5,9) (11,1) (8,4) Mäntyöljy 50 % 267 56,3 44,5 46,1 46,6 (6,5) (3,3) (5,5) (6,0) 30 Mäntyöljy 33,3 % 174 49,1 44,7 47,4 38,5 (9.0) (11,9) (7,7) (8,3)

Kreosoottiöljy 40 % 224 61,9 48,0 40,7 42,8 (6.1) (1,7) (4,7) (6,9)

Kreosoottiöljy 27 % 149 53,8 47,6 46,4 36,1 35 (8,1) (3,8) (7,3) (8,9)

Il ; . UI.k IMU lii:*:*· : . 1 13 97707

Kreosoottiöljy 12,5 % 70 61,7 49,6 47,2 45,3 (6,1) (6,3) (6,6) (6,5)

Ksyleeni (liuotin) 552a 42,3 36,3 35,6 23,3 (6,7) (6,8) (7,9) (6,4) 5 CC-ref. 1,3 % 10 61,4 59,4 65,4 64,5 (7,6) (3,1) (8,1) (8,8) Käsittelemätön - 49,5 36,5 34,9 29,6 (10,3) (9,8) (7,2) (3,4) 10 1) tehoaineimeytymä 2) liuotinimeytymä 15

Esimerkki 4

Lahotuskoe · raakamäntyöljyn ja boorin yhdistelmävaikutus 20 Raakamäntyöljyn ja boorin yhdistelmän vaikutusta testattiin lahotuskokeella, jossa lahottajasienenä oli kellarisieni (Coniophora puteana).

Männyn pintapuukappaleiden alkukuivapainot määritettiin. Koekappaleet tyhjökyllästettiin booripitoisen suoja-aineen (Timbor c) 0,3 %, 1 % ja 5 %:silla liuoksilla. Kyllästeen imeyty-25 mät määritettiin punnitsemalla. Kappaleet saivat kuivua ensin 2 viikkoa huoneenlämpötilassa, minkä jälkeen ne kuivattiin 103 °C:ssa. Puolet joka käsittelyryhmästä kyllästettiin sitten raakamäntyöljyn 40 %:sella ksyleeniliuoksella, jolla kyllästettiin myös yksi saija puhtaita koekappaleita. Kyllästeen imeytymät määritettiin. Koekappaleet saivat kuivua huoneenlämpö-tilassa 4 viikkoa. Puolet joka koekappaleryhmästä huuhdottiin standardin EN 84 mukaan.

30 Kahden viikon kuivumisen jälkeen ne steriloitiin säteilyttämällä (Co-60). Vertailukokeissa käytettiin ksyleeniä ja virulenssikontrollia.

Lahotuskoe tehtiin standardin EN 113 mukaisesti. Lahotusajan päätyttyä koekappaleet kuivattiin 103 °C:een lämpötilassa ja kappaleiden painohäviöt laskettiin. Laskennalliset painohäviöt 97707 14 raakamänty öljyllä kyllästetyissä koekappaleissa olivat näkyvää lahoamista suuremmat ja siksi määritettiin koekappaleiden puristuslujuudet. Tuloksista voitiin nähdä, että raakamäntyöljyllä ja boorilla kyllästettyjen ja huuhdottujen koekappaleiden lujuudet ovat suuremmat kuin pelkällä boorikyllästeellä kyllästettyjen kappaleiden lujuudet. Mäntyöljy vähensi boorin huuhtou-5 tumista.

: I IM l lii il 4-14 ·

Claims (20)

1. 97707
2. 1. Menetelmä puuaineksen suojaamiseksi mikro-organismien aiheuttamilta ei-toivotuilta reaktioilta, jonka menetelmän mukaan 5. puuainesta käsitellään mikro-organismien kasvua ja leviämistä estävällä puunsuoja- aineella, tunnettu siitä, että - puunsuoja-aineena käytetään raakamäntyöljykoostumusta, jota mahdollisesti on laimennettu sopivalla liuottimena. 10
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään raakamäntyöljykoostumusta, jossa rasvahappojen ja hartsihappojen välinen painosuhde on noin 10:1 - 1:1.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään koostu musta, jossa on noin 45 - 70 % rasvahappoja ja noin 40 - 10 % hartsihappoja, jolloin loput koostumuksesta koostuu neutraaliaineista.
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään raaka-20 mäntyöljykoostumusta, joka on laimennettu lakkanaftalla, pineenitärpätillä tai ksyleenillä.
6. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puunsuoja-aineena käytetään raakamäntyöljykoostumusta, joka sisältää sienten ja/tai homeiden kasvua estävää ainetta. 25
7. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koostumus sisältää kuparia tai booria.
8. 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 30 puunsuoja-aineena käytetään raakamäntyöljykoostumusta, joka sisältää öljyjen polymeroitumista edistävää ainetta. 97707
9. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että öljyjen polymeroitumista edistävänä aineena käytetään pineenitärpättiä ja/tai mangaani- tai koboltti-ioneja.
10. 9. Puunsuoja-aine, tunnettu siitä, että se sisältää tehoaineena raakamäntyöljykoostu- 5 muksen, jota on laimennettu sopivalla liuottimena.
11. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen puunsuoja-aine, tunnettu siitä, että se sisältää raakamäntyöljykoostumuksen öljyjen polymeroitumista edistävää ainetta.
12. 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen puunsuoja-aine, tunnettu siitä, että se sisältää öljyjen polymeroitumista edistävänä aineena pineenitärpättiä.
13. 12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen puunsuoja-aine, tunnettu siitä, että se sisältää öljyjen polymeroitumista edistävänä aineena kobolttia, mangaania tai näiden yhdistel- 15 miä
14. 13. Jonkin patenttivaatimuksen 9 - 12 mukainen puunsuoja-aine, tunnettu siitä, että raakamäntyöljypitoisuus on noin 5 - 90 %, erityisen edullisesti noin 30 - 60 %.
15. 14. Jonkin patenttivaatimuksen 9-13 mukainen puunsuoja-aine, tunnettu siitä, että rasvahappojen ja hartsihappojen välinen painosuhde raakamäntyöljykoostumuksessa on noin 10:1 - 1:1.
16. 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen puunsuoja-aine, tunnettu siitä, että raakamän-25 työljykoostumus sisältää noin 45 - 70 % rasvahappoja ja noin 40 - 10 % hartsihappoja, jolloin loput koostumuksesta koostuu neutraaliaineista. 1 Il Utit IIlL l,UH , i 30 Patenttivaatimuksen 15 mukainen puunsuoja-aine, tunnettu siitä, että raakamäntyöljykoostumuksen happoluku on korkeampi kuin 140. 97707
17. 17. Jonkin patenttivaatimuksen 9-16 mukainen puunsuoja-aine, tunnettu siitä, että se on peräisin sellaisen sulfaattikeiton mustalipeästä, jolla on kuidutettu sekä lehtipuu- että havupuuhaketta.
18. 18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen puunsuoja-aine, tunnettu siitä, että se on saatu koivu-mänty-, koivu-kuusi- tai koivu-mänty-kuusi-suopaseoksesta.
19. 19. Havupuusahatavara, tunnettu siitä, että sitä on käsitelty patenttivaatimuksen 9 mukaisella puunsuoja-aineella, jolloin ainakin osassa puuainesta rasvahappojen suhde hartsi- 10 happoihin on vastaavaa natiivia happosuhdetta suurempi.
20. 20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen sahatavara, tunnettu siitä, että ainakin osassa puuainesta happoluku on natiivia happolukua suurempi. 97707