PL191345B1

PL191345B1 - Sposób impregnacji

Info

Publication number: PL191345B1
Application number: PL354288A
Authority: PL
Inventors: Mikkel Selder
Original assignee: Linotech Ab
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2006-05-31
Also published as: AU754796B2; SE9903622D0; SE516982C2; EE200200179A; CN1377307A; CA2386503A1; HUP0204152A2; ATE243096T1; NO20021635L; WO2001024982A1; EE05058B1; PL354288A1; JP2003511258A; NO20021635D0; AU7976600A; DE60003460T2; EP1237687A1; SK4402002A3; DE60003460D1; EP1237687B1

Abstract

1. Sposób impregnacji produktów opartych na celulozie, zw laszcza drewna, polegaj acy na pod- dawaniu tych produktów obróbce olejem lnianym w podwy zszonej temperaturze i pod zwi ekszo- nym ci snieniem w autoklawie, znamienny tym, ze prowadzi si e kolejno nast epuj ace etapy: a) autoklaw nape lnia si e produktem poddawanym obróbce, b) olej lniany ogrzany do temperatury przewy zszaj acej temperatur e wrzenia wody wprowadza si e do autoklawu, tak aby produkt by l otoczony olejem lnianym, c) podczas utrzymywania w autoklawie temperatury na sta lym poziomie zmniejsza si e ci snie- nie, wtedy woda w postaci pary i powietrze zamkni ete w produkcie uwalniaj a si e z niego, d) olej lniany wyprowadza si e z autoklawu i jednocze snie wprowadza olej lniany o temperatu- rze ni zszej ni z temperatura wrzenia wody, po czym korzystnie zwi eksza si e ci snienie w autokla- wie do uzyskania ci snienia podwy zszonego, oraz e) wyprowadza si e z autoklawu zimny olej, ewentualnie w celu usuni ecia nadmiaru oleju z pro- duktu, ponownie poddaje si e go dzia laniu obni zonego ci snienia, po czym impregnowany produkt usuwa si e z autoklawu. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób impregnacji olejem lnianym produktu opartego na celulozie, zwłaszcza drewna, takiego jak, tarcica, inne produkty drzewne i tym podobne. Sposób obejmuje obróbkę produktu olejem lnianym, prowadzoną w autoklawie w podwyższonej temperaturze i pod zwię kszonym ci ś nieniem.

Nawet jeśli niniejszy wynalazek stosuje się w odniesieniu do innych niż drewno, produktów opartych na celulozie to w poniższym opisie przedstawia się wynalazek na przykładzie produktów drewnianych w postaci różnych typów tarcicy. Rozkład drewna stosowanego do budowy drzwi zewnętrznych, prawie wyłącznie zachodzi pod wpływem grzybów i bakterii. Dla wzrostu tych drobnoustrojów jest konieczna obecność wody. Ponadto, konieczna jest odpowiednia temperatura i dostęp do pożywki i tlenu. Zapobieganie rozkładowi może bazować na eliminowaniu jednego lub wielu warunków niezbędnych dla wzrostu drobnoustrojów. Przykładowo, można wspomnieć o tym, że jeśli zawartość wilgoci spadnie poniżej około 20% to zasadniczo zapobiega się rozkładowi biologicznemu.

Znane są różne sposoby impregnacji prowadzonej w celu ochrony drewna. Sposoby te zasadniczo dzieli się na oparte na wprowadzeniu substancji toksycznej dla drobnoustrojów oraz sposoby nadające drewnu właściwości hydrofobowe, na przykład za pomocą impregnacji olejami pewnego typu. W tym ostatnim przypadku środek impregnujący jest surowym olejem lnianym, którym może być olej wytłaczany na gorąco lub na zimno pod ciśnieniem. Obydwa typy oleju są odpowiednie do działania termicznego i przeprowadza się je w gotowane oleje lniane.

Większość znanych sposobów impregnacji tarcicy olejem opiera się na zasadzie stosowania podwyższonego ciśnienia w czasie impregnacji. Ponadto, znane są sposoby impregnacji oparte na tak zwanych procesach „gorących i zimnych”, to znaczy, tarcicę początkowo poddaje się działaniu oleju gorącego i następnie przenosi się do oleju zimnego w celu polepszenia pewnych wyników impregnacji. Jednak te znane sposoby są niezadowalające ze względu na uzyskiwany stopień impregnacji wymagany dla rozszerzonej ochrony przed działaniem drobnoustrojów występujących w przyrodzie, na przykład, tak agresywnej flory drobnoustrojowej jak, zgnilizna brunatna.

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób impregnacji olejem lnianym produktów opartych na celulozie, zwłaszcza drewna, nowy sposób zapewniający znacznie skuteczniejsze działanie ochronne, szczególnie ze względu na fakt, że sposób zapewnia wyższy stopień poboru oleju.

Innym przedmiotem wynalazku jest sposób wieloetapowy wykorzystujący początkowy etap ogrzewania, w którym z produktu uwalnia się wodę w postaci pary i zamknięte powietrze, oraz następny etap, w którym wynik uwolnienia wody i powietrza stosuje się w celu poprawienia poboru oleju.

Kolejnym przedmiotem wynalazku jest zapewnienie sposobu z naprzemiennym zastosowaniem obniżonego ciśnienia w połączeniu z wysoką temperaturą, a następnie oziębienia w połączeniu z podwyższonym ciśnieniem.

Szczególnym przedmiotem wynalazku jest dostarczenie sposobu, w którym przejście od etapu z obniżonym ciśnieniem i podwyższoną temperaturą do etapu podwyższonego ciśnienia i obniżonej temperatury zachodzi w procesie ciągłym co zapewnia uzyskanie maksymalnych korzyści takiego przejścia.

Te i inne przedmioty będą jasno zrozumiałe na podstawie poniższego opisu szczegółowego niniejszego wynalazku obejmującego sposób impregnacji produktów opartych na celulozie, zwłaszcza drewna, za pomocą oleju lnianego, przy czym produkty te w autoklawie poddaje się obróbce olejem lnianym w podwyższonej temperaturze i pod zwiększonym ciśnieniem. Wynalazek charakteryzują następujące etapy:

a) autoklaw napełnia się produktem poddawanym obróbce,

b) olej lniany ogrzany do temperatury przewyższającej temperaturę wrzenia wody wprowadza się do autoklawu tak aby produkt był otoczony olejem lnianym,

c) podczas utrzymywania w autoklawie temperatury na stałym poziomie zmniejsza się ciśnienie, wtedy woda w postaci pary i powietrze zamknięte w produkcie uwalniają się z niego,

d) olej lniany wyprowadza się z autoklawu i jednocześnie wprowadza olej lniany o temperaturze niższej niż temperatura wrzenia wody, po czym korzystnie zwiększa się ciśnienie w autoklawie do uzyskania ciśnienia podwyższonego, oraz

e) wyprowadza się z autoklawu zimny olej, ewentualnie w celu usunięcia nadmiaru oleju z produktu, ponownie poddaje się go działaniu obniżonego ciśnienia, oraz impregnowany produkt usuwa się z autoklawu.

PL 191 345 B1

Sposób według niniejszego wynalazku, zasadniczo opiera się na nowym pomyśle aby przestawienie autoklawu z gorącego oleju lnianego pod ciśnieniem zmniejszonym przeprowadzać sposobem ciągłym przez wprowadzania zimnego oleju lnianego jednocześnie z wyprowadzaniem gorącego oleju lnianego z autoklawu, oraz stopniowo podwyższać ciśnienie w autoklawie do uzyskania nadciśnienia. Tym sposobem zmniejszone ciśnienie w produkcie wytworzone przez wysoką temperaturę i zmniejszone ciśnienie w autoklawie, wykorzystuje się maksymalnie, tym samym, zachodzi optymalny pobór oleju lnianego w połączeniu z wprowadzaniem zimnego oleju lnianego i wytwarzaniem w autoklawie podwyższonego ciśnienia.

W niniejszym opisie patentowym okreś lenie „gorący olej lniany” i „zimny olej lniany” oznaczają, że temperatura oleju w pierwszym przypadku jest wyższa niż temperatura wrzenia wody, zaś odpowiednio w drugim przypadku jest niższa niż temperatura wrzenia wody.

W etapie b) olej lniany ogrzewa się odpowiednio do temperatury około 140-180°C, podczas gdy w późniejszym etapie d) korzystnie autoklaw utrzymuje się pod nadciśnieniem aż do około 15 bar, na przykład, od około 5 do około 12 bar.

W etapie oziębiania d) temperaturę zimnego oleju Inianego utrzymuje się odpowiednio w zakresie około +75 do około +85°C.

Zgodnie ze sposobem według niniejszego wynalazku szczególnie korzystnym jest stosowanie do impregnacji oleju lnianego zawierającego zasadniczo kwas linolenowy, kwas linolowy i kwas olejowy, głównie w postaci triglicerydów, przy zawartości wolnego tokoferolu w oleju lnianym mniejszej niż około 100 ppm. Odpowiedni jest olej lniany zawierający wolny tokoferol w ilości mniejszej niż około 75 ppm a zwłaszcza mniejszej niż około 50 ppm. Szczegółowe zalety stosowania takiego oleju lnianego i sposoby jego wytwarzania przedstawiono w szwedzkim zgłoszeniu patentowym numer SE 9903621-2 złożonym równolegle z niniejszym zgłoszeniem przez tych samych wynalazców i tego samego właściciela wynalazku. Treść tego zgłoszenia towarzyszącego włączono do niniejszego opisu jako odnośnik.

Na koniec, końcowym etapem procesu może być suszenie w przepływającym powietrzu w temperaturze otoczenia.

Niniejszy wynalazek obejmuje również produkty, zwłaszcza produkty drewniane, które uzyskuje się sposobem opisanym powyżej.

Poniżej wynalazek opisuje się w załączonych nieograniczających przykładach, w których procenty przedstawia się jako procenty wagowe, o ile nie podaje się inaczej.

P r z y k ł a d 1

Sposób impregnowania

W przedstawionej procedurze impregnowania zastosowano wytłaczany w Szwecji na zimno olej lniany ze zbiorów roku 1998.

Autoklaw wypełniono tarcicą przeznaczoną do impregnowania, w obecności skrzyni z prętów, które były rozmieszczone i umocowane. Autoklaw wypełniono olejem lnianym ogrzanym do temperatury w zakresie od około 140 do około 180°C, na przykład, około 160°C, przy czym autoklaw wypełniono tak aby tarcica była całkowicie zanurzona w oleju lnianym. Temperaturę utrzymywano na stałym poziomie przy jednoczesnym obniżaniu ciśnienia w autoklawie. Ze względu na wysoką temperaturę, do której podgrzano tarcicę oraz ze względu na wpływ zmniejszonego ciśnienia, woda odparowuje i para wodna łącznie z powietrzem opuszczała układ porów w tarcicy.

Po zakończeniu działania wysokiej temperatury co ma miejsce w czasie około 1 godziny, olej gorący jest sposobem ciągłym zastępowany olejem zimnym, za pomocą pompowania gorącego oleju z autoklawu i w tym samym czasie pompowania zimnego oleju do autoklawu przez doprowadzenie umieszczone przy jego dnie. W tym samym czasie gdy prowadzi się zastępowanie oleju gorącego olejem zimnym ciśnienie w autoklawie stopniowo zwiększa się od podciśnienia do nadciśnienia wynoszącego około 10 bar. Temperaturę zimnego oleju utrzymuje się w zakresie około +75 do około +85°C. W oziębionej tarcicy podciśnienie wytworzone w jej układzie porów, umożliwia łatwiejsze impregnowanie tarcicy przez olej impregnujący, co powoduje zwiększenie poboru oleju.

Po zakończeniu działania w autoklawie, tarcicę pozostawia się do wysuszenia przy przepływie zimnego powietrza o temperaturze około 20°C lub niższej, przy czym nadmiar oleju dalej wnika do tarcicy. Ten końcowy etap ma zapobiegać by olej później wypacał się na powierzchnię z impregnowanej tarcicy.

PL 191 345 B1

P r z y k ł a d 2

Wyniki impregnowania

Impregnacji można poddawać tarcice jakiegokolwiek typu. W Szwecji występują obecnie tendencje skierowane na zwykłe drzewa iglaste, takie jak, jodła i sosna. Tarcica może być świeżo ścięta lub suszona w różnym stopniu, to znaczy zawierająca różne ilości wody.

Okresy czasowe na różnych etapach procesu powinny być uzależnione od parametrów tarcicy (średnica, zawartość wody, typ drewna, rdzeń i/lub miazga drzewna) oraz od pożądanej wielkości poboru. Wielkość poboru wyraża się ilością oleju lnianego na metr sześcienny lub wielkością procentową w odniesieniu do gęstości suchej tarcicy, która wynosi około 450 kg/m³, oraz ponadto w zależności od przeznaczenia impregnowanej tarcicy. Wyższa wielkość poboru daje lepszą odporność tarcicy i pozwala by tarcica wytrzymała bardziej surowe warunki w praktycznym zastosowaniu.

Badano różne typy tarcicy poddając je impregnowaniu sposobem według niniejszego wynalazku. W poniższej tabeli zamieszcza się uzyskane wyniki pobory oleju dla tych typów tarcicy.

T a b e l a

Typ tarcicy (gęstość 450 kg/m³)	Przybliżona wartość poboru oleju (%)	Około (kg/m³)
Sosna - miazga	100%	450 kg/m³
Sosna - rdzeń	40%	150 kg/m³
Jodła - miazga	40%	180 kg/m³
Jodła - rdzeń	20%	90 kg/m³

Tarcica impregnowana do wysokich wartości poboru oleju, na przykład, do 100% może zgodnie z badaniami zachowania wytrzymywać w długich okresach czasu w warunkach surowych, na przykład, w postaci odsłoniętych drzwi zewnętrznych lub w kontakcie z glebą.

Zaznaczyć należy, że niniejszy wynalazek nie ogranicza się do specyficznych wcieleń przykładowo opisanych powyżej. Tak więc, można wprowadzać jego modyfikacje i zmiany pozostając w jego zakresie i takie zmiany i modyfikacje są jasno zrozumiał e dla specjalistów w tej dziedzinie.

Claims

1. Sposób impregnacji produktów opartych na celulozie, zwłaszcza drewna, polegający na poddawaniu tych produktów obróbce olejem lnianym w podwyższonej temperaturze i pod zwiększonym ciśnieniem w autoklawie, znamienny tym, że prowadzi się kolejno następujące etapy:

a) autoklaw napełnia się produktem poddawanym obróbce,

b) olej lniany ogrzany do temperatury przewyższającej temperaturę wrzenia wody wprowadza się do autoklawu, tak aby produkt był otoczony olejem lnianym,

e) wyprowadza się z autoklawu zimny olej, ewentualnie w celu usunięcia nadmiaru oleju z produktu, ponownie poddaje się go działaniu obniżonego ciśnienia, po czym impregnowany produkt usuwa się z autoklawu.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie b) olej lniany ogrzewa się do temperatury około 140 do 180°C.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w etapie d) w autoklawie stosuje się nadciśnienie do około 15 bar.

4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w etapie d) temperaturę zimnego oleju lnianego utrzymuje się w zakresie około 75 do 85°C.

PL 191 345 B1

5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w etapie d) nadciśnienie utrzymuje się w zakresie od około 5 bar do około 12 bar.

6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że impregnację przeprowadza się przy użyciu oleju lnianego zasadniczo zawierającego kwas linolenowy, kwas linolowy i kwas oleinowy, głównie w postaci triglicerydów, oraz zawierającego wolny tokoferol w ilości mniejszej niż około 100 ppm.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że zawartość wolnego tokoferolu w oleju lnianym jest mniejsza niż około 75 ppm.

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że zawartość wolnego tokoferolu w oleju lnianym jest mniejsza niż około 50 ppm.

9. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że produkt w kolejnym, końcowym etapie suszy się przy przepływie powietrza o temperaturze otoczenia.