NO313371B1

NO313371B1 - Impregneringsmiddel

Info

Publication number: NO313371B1
Application number: NO20010727A
Authority: NO
Inventors: Henrik Hoeyvik; Liv Kari Johannessen
Original assignee: Norsk Hydro As
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2002-09-23
Also published as: US7156906B2; DE60201888D1; JP2004522621A; WO2002064336A1; EP1361938A1; DE60201888T2; NO20010727L; JP3945702B2; NO20010727D0; US20050070438A1; ATE281910T1; CA2434924A1; EP1361938B1

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et impregneringsmiddel og bruk av dette mot sopp som bryter ned cellulose og lignin i trevirke.

Det finnes en liten gruppe sopper som er i stand til å bryte ned cellulose og lignin spesielt effektivt. Knapt nok noen andre grupper av organismer har denne evnen. Det er to hovedgrunner til dette. For det første er cellulose et fast stoff som cellene ikke kan inkorporere i seg selv for å bryte ned. For det andre består cellulose av makromolekyler sammensatt bare av glukoseenheter ved hjelp av sterke |3-1,4-glukosidbindinger. De cellulosespaltende soppene har løst dette problemet ved å frigjøre ekstracellulære enzymer som bryter cellulosemolekylet helt ned til glukose som kan omsettes av soppen. Bruk av maling og lakk utendørs er sterkt avhengig av soppdrepende midler som går inn i trevirket og forhindrer nedbrytningen av cellulosemolekylet.

Impregnering av trevirke for å løse disse problemene ble tidligere gjort ved å påføre nokså giftige midler som arsen-, krom- og kobberbaserte salter, men bruken av disse er begrenset i dag på grunn av den negative virkningen på miljøet. I dag bruker man stort sett organiske soppmidler. En annen vanskelighet med å finne egnede impregneringsmidler er at de ikke bør være for lettløselige i vann og dermed lett vaskes ut.

Det er kjent en rekke impregneringsmidler som i det minste delvis løser disse problemene, men stadig strengere miljølovgivning og behov for mer kostnads-effektive produkter krever nye løsninger. Eksempler på kjente impregneringsmidler er: EP-739698 som vedrører et konserveringsmiddel for trevirke og inneholder 1-35 vekt% av et produkt som fås ved å blande sammen 25-75 vekt% av et etoksylert fettamin og 75-25 vekt% av en umettet fettsyre på 3-25 C eller Cu- og/eller Zn-saltene av denne. Dette kromfrie impregneringsmidlet for trevirke hevdes å være fritt for problemene med utvasking som de tidligere kjente Cr-frie sammensetningene var forbundet med.

GB-1,542,390 som vedrører et impregneringsmiddel for å beskytte trevirke mot blåvedsopp. Det nevnte midlet er en konserveringsmiddelsammensetning med alkalisk reaksjon som inneholder normale fettsyrer med 6-11 C og/eller HF og NaOH, Na2CC>3, KOH eller K2CO3. Sammensetningen er lettløselig i vann, og man unngår helseproblemene og brannrisikoen som er forbundet med bruk av organiske løsningsmidler.

Videre er det kjent en sammensetning for et konserveringsmiddel for trevirke fra JP-55077507 som grovt sett inneholder borsyre (15-25%), natriumfluorid (30-40%), sinkformiat eller kobberformiat (5-15%) og kobber- eller sinkacetat (5-15%), eventuelt blandet med trietanolamin som et reaksjonskontrollerende middel.

Hovedformålet med oppfinnelsen var å komme frem til et impregneringsmiddel som ville være miljømessig akseptabelt og likevel hindre sopp i å bryte ned cellulose- og ligninmolekylene i trevirket.

Et annet formål med oppfinnelsen var å komme frem til et impregneringsmiddel som ville fungere i lang tid og ikke vaskes ut så lett under lagring av det behandlede trevvirket.

Det var et ytterligere formål å komme frem til et middel som var kompatibelt med og kunne fungere sammen med maling og lakk.

Selv om det er ønskelig at impregneringsmidlet er lite løselig i vann for å unngå utvasking, lette oppfinnerne fra begynnelsen etter vannløselige midler som ikke ville være skadelige for miljøet. Dermed utelukket man giftige løsningsmidler. Problemet ville selvsagt nå kunne være hvordan man skulle hindre at impregneringsmidlet ble vasket ut. Lavere monokarboksylsyrer har vært brukt lenge ved ensilering av gress og er akseptable utfra miljøhensyn. Men selv om de skulle ha en virkning på de soppartene det dreier seg om her, er det åpenbart at de ville blitt vasket ut av trevirket meget raskt. Derfor ble disse syrene fra begynnelsen av utelukket som ubrukelige. Deretter begynte oppfinnerne å teste noen av saltene av slike syrer. De fant da at kaliumdiformiat hadde overraskende god virkning mot sopp som var kjent for å skade trevirke. Men virkningen viste seg å være kortvarig hvis det impregnerte trevirket ble utsatt for vann som snart vasket ut impregneringsmidlet. Til tross for svakhetene ved dette midlet fulgte oppfinnerne opp eksperimentene med å blande kaliumdiformiatet med forskjellige monokarboksylsyrer, og de fant at blandinger av kaliumdiformiat og propionsyre og/eller benzo- eller eddiksyre var mer effektive mot soppen og holdt seg lengre i trevirket når det ble utsatt for vann. Den totale impregneringseffekten ble altså funnet å være svært interessant. Det nye impregneringsmidlet ville ikke gi noen alvorlige skader på miljøet under behandling av trevirket eller senere bruk av slikt impregnert trevirke.

For å forbedre effekten ytterligere over tid kunne man tilsette impregneringsmidlet forskjellige fikseringsmidler. Fikseringsmidlene bør også være miljømessig akseptable selv om de blir brukt i små mengder. Anvendelige fikseringsmidler kunne være fettsyrer, olje eller voks, ammoniakk, polymerer, kationisk stivelse eller geler som kitosan eller xantan og også andre formiater som ammonium-tetraformiat, kalsiumformiat etc. Impregneringsmidlet kan tilsettes skumhemmende midler hvis nødvendig.

Oppfinnelsens beskyttelsesomfang og de spesielle trekk ved den er som definert i de tilknyttede krav.

Oppfinnelsen forklares og belyses videre i de følgende figurene og eksemplene: Fig. 1 viser veksten av soppen Coniophora puteana ved forskjellige konsentrasjoner av K-diformiat. Fig. 2 viser veksten av soppen Dacrymyces stillatus ved forskjellige konsentrasjoner av K-diformiat. Fig. 3 viser prosentvis reduksjon av tørrstoff for soppen Coniophora puteana

med K-diformiat, og uten påfølgende vasking.

Fig. 4 viser prosentvis reduksjon av tørrstoff for soppen Coniophora puteana

med K-diformiat, og med påfølgende vasking.

Fig. 5 viser veksten av soppen Coniophora puteana ved bruk av forskjellige

konsentrasjoner av et impregneringsmiddel i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 6 viser veksten av soppen Dacrymyces stillatus ved bruk av forskjellige

konsentrasjoner av et impregneringsmiddel i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 7 viser prosentvis reduksjon av tørrstoff for soppen Coniophora puteana med et impregneringsmiddel i henhold til oppfinnelsen, og uten påfølgende vasking. Fig. 8 viser prosentvis reduksjon av tørrstoff for soppen Coniophora puteana med et impregneringsmiddel i henhold til oppfinnelsen, og med på-følgende vasking.

Eksempel 1

Dette eksemplet viser virkningen av behandling med en løsning av 50 vekt% kaliumdiformiat på to testorganismer, Coniophora puteana og Dacrymyces stillatus. Førstnevnte er en standardorganisme i slike tester foreskrevet for bruk i den europeiske standardtesten EN 113.

Testene ble utført på følgende måte:

Små treblokker av den foreskrevne størrelse 5 cm x 2,5 cm x 1,5 cm ble nummerert og så tørket i en ovn ved 105°C i 24 timer, avkjølt og veid. Dette representerte den opprinnelige tørrvekten. Testblokkene hadde en startvekt på mellom 7,5 og 9,5 gram. Blokkene ble impregnert med den nevnte løsningen, og kontrollblokker ble impregnert med sterilt destillert vann under vakuum i 10 minutter. Deretter ble blokkene liggende i impregneringsløsningen i én time slik at de var fullstendig gjennomfuktet med impregneringsløsningen. Etter denne impregneringen ble blokkene lagt på filterpapir i 30 minutter for avrenning. Testblokkene ble så vasket tre ganger med destillert vann og deretter lagt i destillert vann hvor de lå i 24 timer, og til slutt ble de vasket tre ganger med destillert vann og så lagt på filterpapir for avrenning. Det ble brukt fire blokker for hver konsentrasjon av impregneringsløsningen med 2 blokker i hver testflaske, såkalte Kolle-flasker. Varigheten av testene var 3 måneder. Blokkene ble så fjernet fra flaskene og skrapt rene for sopp. Deretter ble de tørket ved 105°C i 24 timer og veid, og det ble beregnet prosentvis reduksjon i tørrvekt. Resultatene fra disse eksperimentene er vist på Fig. 1, 2, 3 og 4. Ytterligere eksperimenter viste at propionsyren kunne erstattes med eddiksyre og/eller benzosyre. Fig. 1 viser at kaliumdiformiat vil fungere som et effektivt middel mot soppen Coniophora puteana hvis det brukes i konsentrasjoner på minst 0,13 vekt%. Kaliumdiformiat dreper også soppen Dacrymyces stillatus, men for denne soppen er det nødvendig å bruke minst 0,18 vekt% K-diformiat for å oppnå full bremsing av veksten. Virkningen og brukbarheten av K-diformiat vises tydeligere på Fig. 3 og 4 med reduksjon av tørrstoff etter at soppen Coniophora puteana ble utsatt for K-diformiat med og uten påfølgende vasking av testblokkene. For det første viser figurene at kontrolltestene med destillert vann gir en reduksjon av tørrstoff på nesten 40%. Full effekt av K-diformiat ble oppnådd med 1,3-2%. Men som vist på Fig. 4 blir den soppdrepende virkningen av K-diformiat redusert svært raskt når testblokkene utsettes for vann, og det vil være nødvendig å bruke så mye som 4,8% K-diformiat for å oppnå den nødvendige effekten, og det er nesten uakseptabelt.

Eksempel 2

Dette eksemplet viser den soppdrepende virkningen av et impregneringsmiddel med en 50-50% blanding av K-diformiatløsning og propionsyre. Testene ble utført som i Eksempel 1 og på den samme soppen. Resultatene av eksperimentene er vist på Fig. 5-8.

Fig. 5 viser at for soppen Coniophora puteana er den ovennevnte impregneringsblandingen mer effektiv enn K-diformiatet alene, siden bare 0,08% av blandingen er nødvendig for å få den samme virkningen som for K-diformiat alene. For soppen Dacrymyces stillatus er forskjellen i virkning like stor. Fig. 7 og 8 viser reduksjonen i tørrstoff etter behandling av soppen Coniophora puteana. Under eksperimentene brukte man den ovennevnte blandingen av K-diformiat og en monokarboksylsyre. Uten påfølgende vasking er virkningen mest akseptabel siden 0,13% later til å bremse veksten 100%. Resultatene etter vasking (Fig. 8) viser at effekten er litt lavere. Når man tar i betraktning at den nevnte salWsyreblandingen er lettløselig i vann, vil konklusjonen være at K-diformiat + propionsyre også etter vasking har en svært god virkning mot sopp.

Utfra disse eksemplene er det klart at oppfinnerne har klart å komme frem til et impregneringsmiddel som er effektivt i lave konsentrasjoner og vil fungere over lengre tid. Det nye impregneringsmidlet, som inneholder en blanding av K-diformiat og eddiksyre og/eller propionsyre eller benzosyre, er også miljøvennlig og til tross for den høye løseligheten i vann effektiv også etter at trevirket har vært utsatt for vann.

Claims

1. Et impregneringsmiddel for trevirke mot sopp som vil bryte ned cellulosen og ligninet i trevirket, karakterisert ved at impregneringsmidlet inneholder en blanding av kaliumdiformiat og eddiksyre og/eller benzosyre og/eller propionsyre.

2. Impregneringsmiddel i henhold til krav 1, karakterisert ved at impregneringsmidlet inneholder en blanding av en 30-60 vekt% vann-løsning av kaliumdiformiat og en 10-20 vekt% vannløsning av propionsyre.

3. Impregneringsmiddel i henhold til krav 1, karakterisert ved at impregneringsmidlet inneholder 40-60 vekt% av vannløsningen av kaliumdiformiat og 60-40 vekt% av vannløsningen av de nevnte syrene.

4. Impregneringsmiddel i henhold til krav 1 karakterisert ved at det nevnte midlet inneholder et fikseringsmiddel for blandingen av kaliumdiformiat og de nevnte syrene.

5. Impregneringsmiddel i henhold til krav 1 karakterisert ved at impregneringsmidlet inneholder 0,5-2 vekt% av et fikseringsmiddel som kan være enten fettsyrer, voksoljer, ammoniakk, polymerer, kationisk stivelse, kationiske geler eller andre formiater.

6. Impregneringsmiddel i henhold til krav 1 karakterisert ved at det nevnte midlet inneholder en blanding av 45-55 vekt% kaliumdiformiat-løsning og 12-17 vekt% propionsyre.

7. Impregneringsmiddel i henhold til krav 1 karakterisert ved at fikseringsmidlet er kitosan eller xantan.