NO123363B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for impregnering av tykkere celluloseholdige materialer som tre eller treprodukter.

Foreliggende oppfinnelse vedrorer en fremgangsmåte for impregnering av tykkere celluloseholdige materialer som tre eller treprodukter:

Impregnering av tre har vanligvis til formål enten å konser-

vere eller å stabilisere det celluloseholdige materiale i treet. Ved konservering onsker man å oppnå beskyttelse mot angrep av insekter eller mikroorganismer, vanligvis i form av sopp. De sopptyper som angriper treverk kan stort sett inndeles i to hovedtyper. Den ene typen utgjores av sopper som bare forårsaker en misfarging av treet, f.eks. blåsopper, mens den andre typen utgjores av råtnesopp som virker direkte nedbrytende på trevirkets struktur og oppbygning. Stabiliseringen har til hensikt å forhindre dimensjonsforandringer

som bevirker at treet boyer seg og slår seg, samt sprekkdannelse,

og som forårsakes av variasjoner i luftens temperatur og fuktighet.

For konservering av tre har man tatt i bruk et stort antall metoder og impregneringsmidler, som imidlertid alle har hatt den ulempe at de ikke samtidig kan bevirke en dimensjonsstabilisering som for-hindrer bevegelser i treet. Vanligvis utfores en konserverende impregnering ved trykkbehandling med et egnet fungicid som f.eks. kreosot eller forskjellige uorganiske salter med fungicidvirkning. Når det gjelder konservering er alt som behbver å gjores å innfore konserveringsmidlet i tresubstansen og utfelle det på utsiden av kapillarrbr og cellehulrom hvor de utgjor et belegg som beskytter overflatene både mot angrep av insekter og mikroorganismer, som i form av sporer kan komme inn i treet og utvikle seg når forholdene er gunstige.

For stabilisering av tre har man blandt annet brukt polyalkoholer, men de hittil anvendte impregneringsmetoder har ikke virket tilfredsstillende hvilket naturligvis har begrenset anvendelsesmulig-hetene. En belegning av cellevevets overflatesjikt med stabiliserende substans på samme måte som ved konservering er ikke tilstrekkelig for dimensjonsstabilisering, fordi polyalkoholen må opploses i det vann som er kjemisk bundet i cellevevet for å fylle sin oppgave, og etter tbrking av det celluloseholdige materiale helt eller delvis erstatte dette vann. En oppfylling av cellenes hulrom eller belegning av cellevevets overflate med et middel som ikke kan bringes til å trenge inn gjennom selve cellevevet gir altså ikke noen stabiliseringsvirkning. Man oppnår derfor bare dimensjonsstabilisering hvis polyalkoholen med alkoholens forholdsvis store molekyler kan fåes til å trenge inn i cellevevet i sin helhet på en slik måte at midlet holdes tilbake der i jevn fordeling selv etter påfblgende tbrkning. Praksis har vist at teknikken for innfbring av konserveringsmiddel ikke uten videre kan anvendes på dimensjonsstabiliseringsmidler. Enhver teknikk som resul-terer i en impregnering kan anvendes for konserveringsmidler, men dette er ikke tilfelle når det gjelder dimensj.onsstabiliseringsmidler.

Konservering av tre med impregneringssalter utfores vanligvis ved hjelp av en vannopplbsning av saltet, og for dette formål anvendes meget fortynnede oppløsninger, vanligvis inneholdende 1-4 vektprosent konserveringsmiddel. På denne måten tilforer man konserveringen meget store mengder vann som siden må tbrkes bort. At konserveringsmidlet som innfores i treet er vannopploselig, er imidlertid ikke bnskelig, ettersom konserveringsmidlet siden kunne trekkes ut med vann som kom inn i .treet, Trekonserveringsmidler er derfor vanligvis sammensatt slik, at de utfelles i vannuopploselig form in situ i treet, eller de er helt vannuopploselige, i motsetning til stabiliseringsmidler av typen polyalkohol. Et av de impregneringsmidler som oftest er anvendt for treimpregnering er kreosotolje som utvinnes av tjæren fra koks-fremstilling ut fra stenkull. Oljen består av et stort antall forskjellige kjemiske stoffer hvorav de viktigste er cykliske hydrokar-boner med lav flyktighet. Kreosotoljen er uopplbselig i vann og kan derfor ikke brukes i vannopplbsning og heller ikke erstatte det kjemisk bundne vannet i cellevevet eller trenge inn i dette. Dette gjor at kreosotimpregnert trevirke ofte er fett, og vanskelig å male og lime på grunn av at det fete stoffet ved bket lufttemperatur lett presses ut av trestrukturen.

Andre mer eller mindre effektive metoder kan brukes for å innfore konserveringsmidlet i treet som f. eks. påstryking, påsprcycing, dypping og trykkbehandling inkl. impregnering ved "open-tank-metoden". Av disse metoder er det bare trykkimpregneringen som er praktisk brukbar i industriell målestokk når man vil konservere tykkere trevirke» Trykkimpregnering for innfbring av konserveringsmiddel i trevirke i

■ industriell skala utfores i trykkar hvor man presser inn impregnerings-materialet i trevirket. Såkalt fullimpregnering har til hensikt å fylle alle cellehulrom med impregneringsmidler, mens såkalt spareim-pregnering har til hensikt å tilfore trevirket en begrenset mengde impregneringsmiddel som skal fordeles i vedens samtlige cellehulrom, noe som man i praksis ikke alltid kan oppnå.

De kjente trykkmetoder for konservering ved fullimpregnering karakteriseres ved at man anvender vakuum/trykk i forskjellige kombina-sjoner og iblandt brukes bare vakuum kombinert med atmosfæretrykk. Den enkleste metoden i denne forbindelse er "open-tank-metoden", hvor man imidlertid oppnår meget små trykkvariasjoner. Metoden karakteriseres ved at virket nedsenkes i en kald konserveringsopplosning som vanligvis trinnvis oppvarmes til en temperatur opptil 90°C. Varmen forårsaker at luften i cellene utvider seg og ved den etterfølgende avkjbl-ing trekker seg sammen slik at.det ytre lufttrykk presser inn konserveringsmiddel. som med denne metode vanligvis bare trenger inn i treets ytre sjikt.. Fullimpregnering med bruk av "open-tank-metoden" kan i visse tilfeller være egnet for stabilisering av treet med polyetylenglykol - i det fblgende kalt PEG - men må da brukes på nysaget uttbrket virke eller arkeologiske funn med hby fuktighetsgrad. Impregneringen utfores herved enklest ved konstant temperatur, og den tid som medgår for at PEG skal trenge fullstendig inn i treet kan dreie seg om uker, måneder eller år alt etter treverkets dimens joner,, Metoden er altså ikke tilstrekkelig hurtig til å være industrielt brukbar.

Den mest effektive metode for fullimpregnering er å bruke en avansert vakuum/trykkprosess for å presse inn konserveringsmidlet i treet. Derved oppnås en mer eller mindre fullstendig gjennomimpregnering. Ifblge denne metode fylles trykkaret forst med trevirke, deretter evakueres luften i trykksylinderen hvorved også en stor del av luften i vedens cellehulrom fjernes. Helst bor man anvende et så kraftig vakuum som 0,05 - 0,1 ata. Etterat impregneringsvæske deretter er innfbrst benyttes et overtrykk på mellom 7 og 16 ata. Impreg-neringstiden ligger vanligvis på omkring 1-5 timer og avpasses slik at splintveden mettes med opplbsning. Por å oppnå dette bor f.eks, furuvirke med et fuktighetsinnhold på 20 - 25 $ og med ca. 50 % splintved oppta ca. 300 liter impregneringsopplbsning pr. m^. Etter avsluttet impregnering pumpes overskuddet av impregneringsvæske bort og for å få beste virkning av dette utfores tilslutt ennå en avsugning av luften.

De alminnelig kjente trykkmetoder for konservering med spare-impregnering er utviklet av Lowry og Ruping. Ifblge Lowry-metoden,

som er den mest brukte, fylles sylindrene forst med trevirke og konserveringsmiddel og derpå brukes et trykk på ca. 8-12 ata. på væsken som derved presses inn i vedens cellehulrom. Disse kan imidlertid ikke fylles helt med væske ettersom det finnes gjenværende luft i hulrommene, som etterhvert som væsken strbmmer inn komprimeres til samme trykk som væsketrykket. Etter trykkbehandlingen avsluttes prosessen med en vakuum-behandling. Opptaket av impregneringsmiddel blir ifblge denne metode begrenset og utgjor omkring halvparten av opptaket ved vanlig fullimpregnering.

Ruping-metoden anvendes for trekonservering med kreosotolje og gir en ennu stbrre begrensning av opptaket, ved at man allerede fra begynnelsen, dvs. for påfyllingen av impregneringsvæske, ytterligere forhbyer lufttrykket i cellene med trykkluft. Fra begynnelsen holdes et lufttrykk på 3 - 6 ata, hvoretter impregneringsmiddel tilfores under bibeholdelse av dette trykk. Etter en viss tid avlastes trykket og prosessen avsluttes også her med en vakuumperiode. Opptaket blir omkring en tredjedel i forhold til vanlig fullimpregnering, men man får ingen impregnering av cellevevet, men bare et belegg av kreosotolje på

vevoverflatene.

Forskjellige varianter av ovenstående konserveringsmetoder har også vært foreslått.

Som tidligere nevnt har man foreslått polyalkoholer eller poly-alkoholetere for stabilisering av fuktig tre. Herved bnsker man å oppnå en betydelig forandring av treets anisotropi og at denne under og etter tbrkingen helt eller delvis bibeholdes i svellet tilstand. Herved oppnås en stbrre eller mindre dimensjonsstabilitet sammenlignet med ubehandlet tre. Ettersom polyalkoholene og deres etere vanligvis har et hbyt kokepunkt og et damptrykk som ved temperaturer mellom 0

og 100°C er meget lavt eller omtrent null, forblir disse stoffene i treet i ubegrenset tid, hvis treet ikke utsettes for lengre tids ut-vanning ved innvirkning av vann eller andre opplbsningsmidler.

Ved hittil anvendt trestabilisering med polyalkoholer har man sbkt helt å fylle treets cellevev og cellehulrom med polyalkohol for helt å erstatte vann og luft i cellene slik at man oppnår en slags kjemisk binding av polyalkoholen til treet. Dette krever opptak av mye stbrre mengder polyalkohol enn det som trengs for å oppnå en konservering med konserveringsmiddel. Således har man ved polyalkoholstabilisering antatt at den opptatte mengde polyalkohol må ligge på oa,- 40 % regnet på vekten av tort trevirke, om man skal oppnå en god-tagbar stabilisering, mens den tilstrekkelige mengde impregnerings-salt ved trekonservering er ca. 1 % regnet av tbrrtrevekten. Det har derfor hittil bare vært bkonomisk mulig å benytte seg av polyalkoholstabilisering av trevirke for meget eksklusive anvendelser.

Den metode som hittil har vært brukt for stabilisering av tre-med polyalkoholer er delvis ovenstående tidkrevende "open-tank-metode", delvis en kombinert vakuum-trykkmetode med forlenget opptakstid pga. polyalkoholens molekylstbrrelse, som medfbrer at den opptas langsommere av treet enn meget fortynnede opplbsninger inneholdende konserveringsmiddel. Foruten det store forbruk av stabiliseringmiddel har denne metode ennu en alvorlig ulempe. Det har nemlig ved praktisk drift vist seg at polyalkoholer har en kraftig tendens til å vandre og anrikes i trevirkets ytre sjikt ved tbrkingen som folger etter impregneringen. Herved oppstår en ujevn fordeling av polyalkoholer i trevirket, slik

at de ytre deler får hbyere polyalkoholkonsentrasjon og stabiliseringsgrad enn de indre. Denne vandring er av et slikt omfang at den hittil har gjort det umulig å anvende trykkimpregnering med polyalkohol i trevirke som etter tbrking skal oppdeles i mindre enheter. Erfaringen

viser nemlig at om man f.eks. i fiberretningen spalter et trevirke som er 1 meter langt og fullimpregnert med polyetylenglykol, samt deretter tbrket, fra dimensjonen 5 x 5 cm til to deler med dimensjon 2.5 x 5 cm, oppstår det etter kort tids torking i luft både en så kraftig boyning og skjevhet at delene blir ubrukelige på grunn av at treet er fullstendig stabilisert i ytterdelene, men at de frie snittflater som ved spaltingen blottlegges ikke har samme stabiliseringsgrad. Når det gjelder trevirke med stbrre lengde blir problemet naturligvis enda stbrre. Treet tilpasser seg etter spaltingen volummessig til temperatur- og fuktighetsforholdene i luften, og krymper folgelig i de poly-etylenglykolfattige deler, mens de fullstendig stabiliserte deler forblir svellet. Hos et tilsvarende trestykke som ikke er spaltet oppstår ingen buing eller skjevhet, ettersom polyalkoholen finnes symme-trisk fordelt rundt trevirkets sentrumlinje, tross bkende konsentra-sjonsgrad fra sentrum. Hvis man gjennomfbrer en ytre bearbeiding.på

et slikt emne, oppstår imidlertid andre ulemper som ikke er bare av praktisk art, men også av okonomisk art. Ved at polyalkoholen anrikes i overflaten oppstår tap i forbindelse med emnets bearbeiding fordi en betraktelig del av impregneringsmidlet går tapt med sponavfallet.

Fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen eliminerer ovenstående ulemper og muliggjbr en polyalkoholstabilisering av tre med betraktelig mindre polyalkoholforbruk enn hva som tidligere har vært mulig samtidig som stabiliseringen forbedres, vandringen helt elimineres og impreg-neringstiden forkortes.

Ifblge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for impregnering av tykkere celluloseholdige materialer som tre eller treprodukter, med et fuktighetsinnhold på opptil 80 % t fortrinnsvis 5-30 %, med vannopplbselige polyalkoholer med den gene-

relle formel:

hvor R-p Rg, R^ og R^ er hydrogen eller en lavere alkylgruppe- og n er et helt tall mellom 1 -og 1000, i en konsentrasjon på 30-80 vektprosent, for å eliminere vandring av impregneringsmidlet til det celluloseholdige materialets overflate under torking, kjennetegnet ved at det celluloseholdige materiale i et fbrste trykktrinn utsettes for et gasstrykk på fra 1.2-15 ata, fortrinnsvis 2-6 ata, i et tidsrom på minst 2 minutter, at materialet under opprettholdelse av dette trykk omgis med en opplbsning av polyalkoholen, at trykket deretter i et annet trykktrinn ytterligere bkes med 1-20 ata, fortrinnsvis med 5-15 ata, og opprett-

holdes i et tilstrekkelig tidsrom til at materialet gjennomimpregneres, at trykket deretter avlastes til fortrinnsvis atmosfæretrykk eller lavere, samt at ikke-absorbert impregneringsopplbsning fraskilles og det behandlede materiale eventuelt tbrkes, slik at man oppnår et dimensjonsstabilt materiale med i hovedsaken all polyalkohol, homogent fordelt i det behandlede cellulosematerialets cellevegger.

Med det formål å tilknytte og binde polyalkoholen i selve cellevevet, utfores således impregneringen i to eller flere trykktrinn, og tilpasses på en slik måte til impregneringsopplbsningens konsentrasjon at polyalkoholen absorberes i selve cellevevet. I det fbrste trykktrinnet, hvor det celluloseholdige materialet utsettes for et gasstrykk på 1.2 - 15-ata, bkes luftvolumet kraftig i cellehulrommene og kapillarene. Ved å beholde, overtrykket når impregneringstrinnet siden utfores ved et trykk som er bkét med ytterligere 1-20 ata, lettes inntrengningen av polyalkoholmolekylene, som i sammenligning med vann er meget store, uten at cellehulrommene helt fylles med væske. Istedenfor å bruke en meget fortynnet opplbsning slik som ved saltim-pregnering, anvendes en konsentrert opplbsning inneholdende 30 - 80 vektprosent polyalkohol. Herved bruker man som partielt opplbsningsmiddel for polyalkoholen det kjemisk bundne vannet i treet, hvorved den påfblgende torking forkortes og gjbres billigere. Selv om polyalkoholen for en stor del under det andre trykktrinnet opplbses i det kjemisk bundne vannet i celleveggen, så er likevel fordelingen av polyalkohol i treet i dette trinn fortsatt altfor ujevn til å gi en effek-tiv stabilisering. Det er forst når det hbye .trykket avlastes og luften utvider seg i cellehulrommene at en fullstendig opplbsning og homogenisering av polyalkoholen foregår i celleveggenes kjemisk bundne vann. Herved bindes altså istedenfor vann en vannblandet polyalkohol til'cellevevet, og siden det er en betydelig kokepunktsforskjell mellom vann og polyalkohol kan vannet ved den påfblgende torking avdampes uten at polyalkoholen ved den aktuelle konsentrasjon folger med vann-dampen og anrikes i det celluloseholdige materialets overflate. Siden polyalkoholer i motsetning til vanlige konserveringsmidler av salttype og kreosot er i stand til å danne en form for kjemisk forbindelse med cellevevet, beholder treet etter trykkimpregnering og torking ifblge denne metode en svellet tilstand. Ved denne metode kan man i visse tilfelle også impregnere kjerneved av furu, hvilket, tidligere er ansett helt umulig. Noen fullstendig forklaring på det overraskende resultat som oppnås ifblge oppfinnelsen kan man for tiden ikke gi. Meget tyder imidlertid på at man ved fremgangsmåten oppnår en i det minste midlertidig utvidelse av cellehulrom og kapillærer, som kan lette polyalkoholens inntrengning og fordeling i trematerialet.

Tabell 1 nedenfor belyser ovenstående fakta angående fordelingen av polyalkohol ved vanlig trykkimpregnering av tre. Ved de for-sbk og prover som'er lagt til grunn for tabellen har man brukt 50 cm lange bbkeemner med tverrsnitt 5x5 cm. Disse er trykkimpregnert med vannopplbsninger av polyetylenglykol med molekylvekter 1500, 4000 og 6000 (PEG 1500, PEG 4000 og PEG 6ooo) ved innfbring i en autoklav, hvoretter et undertrykk på 0,1 ata blir innstilt og holdt i 30 minutter. Deretter ble polyetylenglykolopplbsningen innsuget og man bket trykket til 8 ata som ble holdt i 3 timer. Etterat overskudd av opplbsning ble pumpet ut fra autoklaven satte man påny på et undertrykk på 0,1 ata i 15 minutter. Deretter ble emnene tatt ut - hvorved en del av provene fra dette trinnet ble analysert for opptatt mengde PEG - og tbrket i tbrkeskap ved 60°C i 5 dbgn. Etter avsluttet torking skar man midt mellom emnenes ender 5 mm tykke skiver som ble analysert for opptatt mengde polyetylenglykol. Herved fastslo man delvis polyetylenglykol-innholdet i prbvedelens ytre sjikt - det vil si området innenfor 1 cm fra kanten - dels i sentrumpartiet - dvs. det kvadratiske området innenfor yttersjiktet i provestykkets sentrum med 3 cm sidekant, delvis den gjennomsnitlige polyetylenglykolgehalt i hele provestykket. Resultatene fremgår av tabell 1.

Forklaringer til tabellen:

Y s = prove fra yttersjikt

C s= prove fra sentrumsjikt

T = prove fra hele snittet (Y + C„)

Som det fremgår av tabellresultatene foreligger en forskjell i polyetylenglykolinnhold mellom ytre sjikt og sentrumssjiktet allerede umiddelbart etter trykkimpregneringens avslutning. Under tbrke-prosessen skjer dessuten en kraftig vandring av polyetylenglykol fra emnets indre ut til overflaten. I visse tilfeller er opptatt mengde polyetylenglykol opptil 13 ganger så stor i treets overflate som i

det indre av treet, hvilket åpenbart er utilfredsstillende.

Det fremgår også av tallene at denne teknikk til tross for at den er brukbar for konserveringsmidler ikke kan anvendes ved impregnering av tykke tredimensjoner med dimensjonsstabiliserende midler.

Fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen er anvendbar for stabilisering av all slags tre som furu, bjbrk, bok, eik, lbnn, lerketre, cedertre, mahogny, ramin og i visse tilfeller også gran. Metoden kan brukes for trevirke i enhver form omfattende rundvirke, både barket og ubarket, planker, bord og lister. Metoden har spesielle fordeler for tykkere trevirke - tykkere enn 2.5 cm og spesielt tykkere enn

5 cm - på grunn av at det ikke oppstår vandringsproblemer etter impregnering og torking. Det har også overraskende nok vist seg praktisk mulig, umiddelbart etter avsluttet impregnering eller selv etter lengre tids lagring, å torke treet etter forskjellige og hbyst enkle tbrkeprogram sammenlignet med torking av ubehandlet tre, uten noen

vandring av polyalkoholen.

■Rn annen overraskende virkning er at ettersom impregnerings-, væsken som benyttes ifblge oppfinnelsen kan ha betydelig hbyere konsentrasjon av polyalkohol enn tidligere, vinner man den fordel sammenlignet med de fremgangsmåter som hittil er brukt til dimensjonsstabilisering, at man.bare behbver å tilsette en meget begrenset vannmengde sammen med impregneringen. Dette gjor at den etter-følgende torking lettes og forkortes eller i enkelte tilfeller kan utelates.

Hvis f.eks. det trevirke som skal impregneres har en opp-rinnelig fuktighetsgehalt på 15 % og impregneringsopplbsningen inne-' holder 30 % vann og 70 % PEG, kommer fuktighetsinnholdet hos det ferdigimpregnerte trevirke ved et opptak på 20 % PEG ikke til å gå opp over 24 %. For å oppnå samme opptak av PEG, dvs. 20 %, ved vanlig fullimpregnering må man bruke en impregneringsopplbsning inneholdende 80 % vann og 20 % PEG. Fuktighetsinnholdet hos det ferdigimpregnerte trevirke kommer derfor i alminnelighet til å overstige 90 fo, dvs. virket kommer etter impregneringen til å inneholde 3-4 ganger så mye vann som ved impregnering ifblge oppfinnelsen, og må derfor alltid tbrkes i et ekstra trinn.

Når det ferdigimpregnerte utbrkede trevirke har en meget lav fuktighetsgehalt i forhold til vanlig trykkimpregnering for konservering, er det overraskende nok mulig ifblge oppfinnelsen å utelate tilsetning av fungicid til oppløsningen. Ifblge tidligere brukte impregneringsmetoder har dette ikke vært mulig ved polyalkoholimpreg-nering av tre uten risiko for skader fra mikroorganismer.

I alminnelighet er det fullt tilstrekkelig å gjennomfbre im-pregneringstrinnene en gang, men det kan av og til, og ved spesielt tungtimpregnerte treslag, være gunstig å gjenta prosessen en eller flere ganger.

Det er i alminnelighet mest praktisk at den anvendte impregneringsopplbsning har romtemperatur. I visse tilfeller, f.eks. ved sterkt torket virke eller tungtimpregnerte treslag, er det gunstig å utfore impregneringen ved forhoyet temperatur, f.eks. 30° - 100°C, hensiktsmessig 60° - 80°C, for ved nedsatt viskositet hos impregneringsvæsken å lette inntrengning av denne i treet.

Konsentrasjonen av polyalkohol i impregneringssvæsken bor nor-malt ligge på minst 4° %, for at en tilstrekkelig mengde av denne skal opptas i, og etter tbrkingen holdes tilbake i treet uten vandring, men det er naturligvis mulig å benytte lavere konsentrasjoner for å oppnå spesielle virkninger, f.eks. helt ned til 30 %. Et eksempel på dette er at man med hensikt bnsker å oppnå en begrenset dimensjonsstabilitet av treet.

Som eksempel på polyalkoholer som anvendes i foreliggende fremgangsmåte skal nevnes etylenglykol, dietylenglykol, trietylen-glykol, polyetylenglykoler med molvekter over 200. De best egnede polyetylenglykoler ligger innenfor molekylvektområdet 1000 - 10 000, fortrinnsvis 1500 - 6000. Av bvrige brukbare polyalkoholer kan nevnes propylenglykol, dipropylenglykol, tripropylenglykol og polypropylenglykol samt også glycerol.

Det omfattes også av oppfinnelsen å benytte blandinger av forskjellige polyalkoholer og likeledes kopolymerisater av forskjellige alkylenoksyder, f.eks. etylenoksyd og propylenoksyd, .dvs. såkalte blandede polyoler.

Ved en impregneringstemperatur på 20°C består impregneringsopplbsningen hensiktsmessig av en mettet vannopplbsning av et fast polyetylenglykol, f.eks. en 60 %- lg opplbsning av PEG 4000. Når im-pregneringstemperaturen er hbyere kan man bruke en hbyere konsentrasjon av PEG 4000 eller eventuelt en polyetylenglykol med hbyere mole-kyl vekt. Fordelen med å anvende en omtrent mettet vannopplbsning er delvis at man tilforer en betydelig mindre vannmengde til treet, og at bare en ubetydelig avdamping av vann fra det impregnerte trevirke fremkaller utkrystallisering av polyalkoholer i treet. En slik utkrystallisering kan finne sted allerede under ettervakuumperioden,

og ved en slik metode er risikoen for vandring utelukket, og ettersom treet inneholder en minimal vannmengde behbver torking ikke fore-tas .

Ifblge andre utfbrelseseksempler kan man tilsette forskjellige stoffer til impregneringsvæsken for å mote de krav som forbrukeren av dimensjonsstabilisert tre eventuelt stiller. Slike tilsetnings-stoffer omfatter flammebeskyttende stoffer, fungicide eller insekti-cide preparater og fargestoffer. Ettersom polyalkoholen er vannopploselig kan det enkelte ganger være bnskelig ytterligere å forbedre tilbakeholdelsen av polyalkohol i treet og forhindre en vannutlbs-ning ved trevirkets senere bruk. For dette formål kan man kombinere polyalkoholen i impregneringsopplbsningen med polymere termoplastiske forbindelser, f.eks. ammonium- eller natriumpolyakrylat. For samme formål kan man tilsette en polymer kjemisk forbindelse av gruppen herdeplaster, f.eks. karbamidformaldehyd, melaminformaldehyd eller fenolformaldehyd. Ennå en måte å forbedre retensjonen for polyalko-holder på er at impregneringsopplbsningen likeledes tilsettes en polymeriserbar (monomer eller prepolymer) kjemisk forbindelse, som etter impregneringen in situ kan polymeriseres ved radioaktiv bestråling, f.eks. gamma-bestråling med kobolt-60.

I den hensikt å forbedre inntrengningen under trykkimpregnering av tungtimpregnerte treslag kan polyalkoholen likeledes kombine-res med et overflateaktivt middel av anionaktiv, kationaktiv eller ikke-ionaktiv karakter. Under impregneringen bruker man som opplbsningsmiddel for polyalkoholen vanligvis vann, men det kan av og til være en fordel enten å arbeide med et organisk opplbsningsmiddel eller også å kombinere vann samt organisk opplbsningsmiddel. Som eksempel på slike organiske opplbsningsmidler som kan brukes i foreliggende fremgangsmåte nevnes fblgende: metylalkohol, etylalkohol, aceton, metylglykol, metyldiglykol, etylglykol, etyldiglykol, butyl-glykol og butyldiglykol.

Oppfinnelsen belyses av fblgende utforelseseksempler: Eksempel 1

To 500 mm lange bbkemner 43 x 43 mm> betegnet A, og , ble impregnert ifblge oppfinnelsen med en vannopplbsning av 60 vektpro-sentig PEG I5OO på fblgende måte:

Bbkemnene ble innfort i en stående Hofer-autoklav og ble i

30 minutter utsatt for et lufttrykk på 5»5 ata. Mens dette overtrykket ble holdt innfort man 60 %- ig vannopplbsning PEG 1500, og når autoklaven var fylt ble trykket bket til 16 ata. Impregneringsopplbsningens temperatur ble hele tiden holdt på ca. 20°C.

Etter en væsketrykkperiode på ca. 2 timer ble trykket avlastet, hvoretter impregneringsopplbsningen ble tappet ut og et ettervakuum på 0.1 ata ble holdt i 15 minutter.

Til sammenligning ble et 500 mm bbkemne Bg fra samme tre som B-^ impregnert ved vanlig fullimpregneringsmetode og bruk av 20 fo- lg vannopplbsning PEG 1500 (vakuum 1 time, trykk 2 timer, vakuum 15 minutter).

Impregneringsdata:

Analyser vedrorende fordelingen av PEG i ulike utsnitt i lengde-retning, delvis i ytre sjikt og delvis i sentrumsjikt.

Emne A-^ med 500 mm lengde ble etter impregneringen oppskåret i to halvparter på hver 250 mm, k^ og k^. Skisse over analyseut-snitt:

Avstand mellom hvert snitt = ca. 60 cm. Del Aq^ ble analysert umiddelbart etter impregnering og del A^, etter impregnering og tbrking. Analyseresultatene er oppfort i nedenstående tabell 2.

Opptak ifblge veiing for og etter impregnering lik 14,3 i°

PEG 1500.

Emne B-^ - lengde 500 mm -' tatt ut fra samme 1000 mm emne som <B>21 ble impregnert ifblge oppfinnelsen. Skisse over snitt for analyser:

Analyseresultatene gjenfinnes i nedenstående tabell 3.

Opptak ifblge veiing for og etter impregnering = 25,2 $. Emne B2 - lengde 500 mm - tatt ut av samme trestykke som emne B-^, men impregnert ifblge fullimpregneringsmetoden. Skisse over snitt for analyser:

Opptak ifblge veiing for og etter impregnering = 21,5 %.

Av forsøksserie Aq^ + A^ kan man lese fblgende: Ved trykkimpregnering ifblge oppfinnelsen oppnås en jevn fordeling av PEG i treet i lengderetning» Vandring under tbrkingen forekommer ikke, siden PEG-innholdet er av samme størrelsesorden i overflate og sentrum, også sammenlignet med hele snittet.

Av forsøksserie B-^ + B2 kan man lese fblgende: 1. Impregnering ifblge oppfinnelsen gir ikke opphav til vandring, mens fullimpregnering på samme tre gir vandring. 2. Ved impregnering ifblge oppfinnelsen trenges en PEG-konsentrasjon i impregneringsopplbsningen på 60 vektprosent for å gi en PEG-gehalt i treet på 25,2 fa. Ved fullimpregnering trenges en PEG-konsentrasjon på 20 vektprosent for å

gi et PEG-innhold på 21,5 /°.

Eksempel 2

Ved forsøksserien B^ + B2 ifblge eksempel 1 studerte man også fuktiglietsinnholdets forandring med tørketiden, og resultatene fra tbrkeforsbkene, som er gjennomført ved en temperatur på 40 - 60°C finnes i tabell 5.

Som det fremgår av tabellen er fuktighetsinnholdet umiddelbart etter impregneringen, eller for tbrkingen begynte, mer enn tre ganger så hby under fullimpregnering (B2) som ved impregnering ifblge oppfinnelsen (B-^). Etter 6 dbgns torking har B2 fremdeles en fuktighetsgehalt som er over tre ganger så hby som B-^,og til og med hbyere enn B-^1 s fuktighets innhold for torking. Siden tbrkingen er et kostbart trinn under treforedlingen, vil det være klart hvilke økonomiske fordeler som oppnås ved stabilisering ifblge oppfinnelsen.

Eksempel 3

Tre stykk 1000 mm lange bbkemner, betegnet C-^, Cp og C, ble ifblge oppfinnelsen impregnert med en 60 $ig vannopplbsning av PEG 1500 tilsatt 0,4 % overflateaktivt middel, Berol Sulfanat 62, på fblgende måte

Bbkemnene ble innfort i en liggende 70 liters autoklav og utsatt i 30 minutter for et lufttrykk på 4 ata. Under fortsatt overtrykk innforte man 60 % ±g vannopplbsning PEG 1500, dessuten tilsatt 0,4 i° overflateaktivt middel, Berol Sulfanat 62. Etterat autoklaven var oppfylt ble trykket bket til 15 ata. Impregneringsopplbsningens temperatur ble hele tiden holdt på 70°C. Etter en væsketrykkperiode på 2 timer ved dette trykk ble overskuddet fra impregneringsopplbsningen presset ut og dette skjedde under en vakuumperiode på 45 minutter ved 0,1 ata.

Torking

Tbrkingen av bbkemnene ble utfort etter et tbrkeprogram med temperaturer mellom 50 og 70°C i 5 dbgn. Fuktighetsinnholdet etter tbrkingen var fblgende:

Som det fremgår av ovenstående tabell har man oppnådd en fullstendig gjennomimpregnering, og noen vandring av stabiliserings-middel har ikke forekommet under tbrkingen.

Eksempel 4

Puruvirke (splintved) av dimensjonen 1" x 5" ble impregnert for dimensjonsstabilisering med en opplbsning bestående av

30 vektprosent polyetylenglykol 4000

10 " polypropylenglykol 400

60 " vann

Virket ble innlagt i impregneringsautoklaven og utsatt i 30 minutter" for et lufttrykk på 7 ata under fbrste trykktrinn. Mens dette overtrykk ble beholdt innforte man deretter impregneringsopplbsning ved en temperatur på +80°C. Etterat autoklaven var oppfylt ble trykket bket til 20 ata og det andre trykktrinnet ble gjennomfbrt i 2 timer. Deretter ble impregneringsopplbsningen pumpet ut og trykket senket til atmosfæretrykk. Por å fjerne unbdig overskudd av impregneringsvæske i virket utsatte man det i 30 minutter for et vakuum på 0,1 ata. Opptak av impregneringsmiddel i trevirket (regnet som 100 $ig blanding av polyetylenglykol 4000 + polypropylenglykol 400) utgjorde i gjennomsnitt 22 vektprosent regnet på absolutt tort tre. Ved impregneringen fikk virket etter torking en hby reduksjon av krympnings- og svellings-egenskapene under varierende luftfuktighet og temperatur. Impregneringsmidlet viste ingen tendens til vandring.

Eksempel 5

Bjbrkevirke med dimensjoner 1 1/2" x 4" ble impregnert i dimensjonsstabiliserende formål med en opplbsning bestående av

Virket ble innfort i impregneringsautoklaven og under fbrste trykktrinn utsatt i 20 minutter for et lufttrykk på omkring 5 ata. Under fortsatt overtrykk innforte man impregneringsopplbsning ved en temperatur på +85°C. Etter oppfylling av autoklaven ble trykket bket til 17 ata, og dette andre trykktrinn opprettholdt i 3 timer.

Deretter ble impregneringsopplbsningen pumpet ut og trykket senket til atmosfæretrykk. For å fjerne unbdig overskudd av impregneringsvæske i virket innkoplet man et vakuum på 0.05 ata som for å ettertorke virket ble opprettholdt i 14 timer. Opptaket av impregneringsmiddel i trevirket (regnet som 100 %- lg blanding av polyetylenglykol) utgjorde i gjennomsnitt 26 vektprosent regnet på absolutt tort tre. Ved impregneringen fikk virket- etter slutt-tbrkingen en hby dimensjonsstabilitet uten vandringstendens hos polyalkoholen.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for impregnering av tykkere celluloseholdige materialer som tre eller treprodukter, med et fuktighetsinnhold på opptil 80 %, fortrinnsvis 5 - 30 %, med vannopplbselige polyalkoholer med den generelle formel: hvor R-^, Rg, R^ og R^ er hydrogen eller en lavere alkylgruppe og n er et helt tall mellom 1 og 1000, i en konsentrasjon på 30 - 80 vektprosent, for å eliminere vandring av impregneringsmidlet til det celluloseholdige materialets overflate under torking, karakterisert ved at det celluloseholdige materiale i et fbrste trykktrinn utsettes for et gasstrykk på fra 1.2 - 15 ata, fortrinnsvis 2-6 ata, i et tidsrom på minst 2 minutter, at materialet under opprettholdelse av dette trykk omgis med en opplbsning av polyalkoholen, at trykket deretter i et annet trykktrinn ytterligere bkes med 1-20 ata, fortrinnsvis med 5-15 ata, og opprettholdes i et tilstrekkelig tidsrom til at materialet gjennomimpregneres, at trykket deretter avlastes til fortrinnsvis atmosfæretrykk eller lavere, samt at ikke-absorbert impregneringsopplbsning fraskilles og det behandlede materiale eventuelt tbrkes, slik at man oppnår et dimensjonsstabilt materiale med i hovedsaken all polyalkohol, homogent fordelt i det behandlende cellulosematerialets cellevegger.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det andre trykktrinnet opprettholdes i et tidsrom på 0.5 - 8 timer, fortrinnsvis minst 2 timer.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-2, karakterisert ved at det etter det andre trykktrinnet tilkobles et undertrykk på fra 0.05 - 0.5 ata.