PL230269B1 - Sposób impregnacji drewna - Google Patents
Sposób impregnacji drewnaInfo
- Publication number
- PL230269B1 PL230269B1 PL417925A PL41792516A PL230269B1 PL 230269 B1 PL230269 B1 PL 230269B1 PL 417925 A PL417925 A PL 417925A PL 41792516 A PL41792516 A PL 41792516A PL 230269 B1 PL230269 B1 PL 230269B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- wood
- impregnation
- hours
- ionic liquids
- temperature
- Prior art date
Links
- 239000002023 wood Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000004321 preservation Methods 0.000 title 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims abstract description 47
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 abstract description 3
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 5
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 5
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 5
- ZSWZXBUTZMFXCB-UHFFFAOYSA-N didecyl(dimethyl)azanium;nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.CCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCC ZSWZXBUTZMFXCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 5
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 4
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 4
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 4
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXMNMQRDXWABCY-UHFFFAOYSA-N 1-(4-chlorophenyl)-4,4-dimethyl-3-(1H-1,2,4-triazol-1-ylmethyl)pentan-3-ol Chemical compound C1=NC=NN1CC(O)(C(C)(C)C)CCC1=CC=C(Cl)C=C1 PXMNMQRDXWABCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JGFDZZLUDWMUQH-UHFFFAOYSA-N Didecyldimethylammonium Chemical compound CCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCC JGFDZZLUDWMUQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005839 Tebuconazole Substances 0.000 description 3
- -1 ammonium cations Chemical class 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 229940078672 didecyldimethylammonium Drugs 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- QATORPWGMHIFSU-UHFFFAOYSA-M 2-(2,4-dichlorophenoxy)acetate;didecyl(dimethyl)azanium Chemical compound [O-]C(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1Cl.CCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCC QATORPWGMHIFSU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 241001070947 Fagus Species 0.000 description 2
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 2
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000007815 allergy Effects 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 2
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 2
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 description 2
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 2
- HXOOTKIBIPSPNV-UHFFFAOYSA-N (4-chloro-2-methylphenyl) ethaneperoxoate Chemical compound CC(=O)OOC1=CC=C(Cl)C=C1C HXOOTKIBIPSPNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HVWIAZZEVPPPGP-UHFFFAOYSA-N 3-aminotriazole-4-carboxylic acid Chemical compound NN1N=NC=C1C(=O)O HVWIAZZEVPPPGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NSPMIYGKQJPBQR-UHFFFAOYSA-N 4H-1,2,4-triazole Chemical class C=1N=CNN=1 NSPMIYGKQJPBQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100111458 Arabidopsis thaliana BHLH63 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241001600095 Coniophora puteana Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 235000010099 Fagus sylvatica Nutrition 0.000 description 1
- 206010021703 Indifference Diseases 0.000 description 1
- 239000005574 MCPA Substances 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 235000005205 Pinus Nutrition 0.000 description 1
- 241000218602 Pinus <genus> Species 0.000 description 1
- 239000005822 Propiconazole Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000023959 Tetragnatha versicolor Species 0.000 description 1
- WHKUVVPPKQRRBV-UHFFFAOYSA-N Trasan Chemical compound CC1=CC(Cl)=CC=C1OCC(O)=O WHKUVVPPKQRRBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 208000026935 allergic disease Diseases 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012237 artificial material Substances 0.000 description 1
- 229960001716 benzalkonium Drugs 0.000 description 1
- CYDRXTMLKJDRQH-UHFFFAOYSA-N benzododecinium Chemical compound CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 CYDRXTMLKJDRQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 239000003181 biological factor Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 150000005527 organic iodine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- STJLVHWMYQXCPB-UHFFFAOYSA-N propiconazole Chemical compound O1C(CCC)COC1(C=1C(=CC(Cl)=CC=1)Cl)CN1N=CN=C1 STJLVHWMYQXCPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000011885 synergistic combination Substances 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 239000003171 wood protecting agent Substances 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
Sposób impregnacji drewna cieczami jonowymi charakteryzuje się tym, że wcześniej zaimpregnowane drewno poddaje się obróbce termicznej w czasie 24 - 46 godzin w specjalnych komorach, przy czym w pierwszej fazie, trwającej od 2 do 4 godzin drewno ogrzewane jest do temperatury 55°C, następny etap trwa od 6 do 10 godzin polega na nagrzewaniu drewna do temperatury 85 - 90°C podczas tego etapu powietrze w komorze zostaje zastąpione parą impregnatu po czym następuje trwająca 3 - 4 godzin faza stabilizacji przy jednoczesnym, stopniowym obniżaniu temperatury, podczas której drewno zostaje dodatkowo nawilżone impregnatem, zaś ostatnim etapem jest chłodzenie drewna trwające 2 - 3 godziny.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób impregnacji drewna cieczami jonowymi w szczególności z zastosowaniem dwustopniowego procesu impregnacji gdzie dwustopniowy proces impregnacji jest powiązaniem metody ciśnieniowej z metodą termiczną, celem zwiększonego zabezpieczenia drewna przed czynnikami zewnętrznymi.
Impregnacja ma na celu uodpornienie drewna na oddziaływanie szkodliwych czynników zewnętrznych oraz biologicznych. Skuteczność impregnacji zależy w głównej mierze od głębokości przesycenia drewna impregnatem a to z kolei zależy od: - właściwości środka impregnacyjnego - metody impregnacji - wilgotności drewna.
Z amerykańskiego opisu patentowego US641679 znany jest materiał do impregnacji drewna o synergistycznej kombinacji środków grzybobójczych oraz związków zawierających bor, organiczne związki jodu, i grupy aminowe tlenków. To połączenie jest szczególnie skuteczne w zwiększaniu odporności na gnicie, pleśni i mączniaka, gdy drewno poddaje się działaniu takiego połączenia.
Również z opisu patentowego LJS3945835 znana jest wodna kompozycja środka konserwującego. Kompozycja ma pH od 9 lub więcej jonów obecnych w kompozycji, kationy amonu miedzi i / lub amonu, cynku jony, natomiast aniony obejmują arsen lub arsenu jony, jak również dalsze aniony kwasu, estrem kwasu fosforowego lub węglan lub wodorowęglan lub obu estrów kwasu, także kwasu fosforowego a które aniony mają rozpuszczalność > / = 0,2% w stężonym (28%) wodnym roztworze amoniaku. Dalsze aniony pochodzą ze składników, które są nierozpuszczalne w wodzie.
Celem zastosowania cieczy jonowych w impregnacji drewna jest głównie zwiększenie trwałości odnawialnego surowca drzewnego i ochrona biobójcza wobec organizmów niszczących drewno, a także zmniejszenie negatywnego oddziaływania na środowisko naturalne drewna impregnowanego.
Główną zaletą cieczy jonowych jest możliwość zaprojektowania struktur odpowiednich do specyficznych zastosowań. Można nimi stabilizować kompleks lignocelulozowy, wiązaćsię trwale z jego strukturalnymi składnikami, selektywnie rozpuszczać naturalny polimer (celuloza) lub też rozpuszczać ligninę bez degradacji celulozy. Umożliwia to biorafinację odnawialnego surowca lignocelulozowego za pomocą cieczy jonowych w kierunku uzyskania celulozy, biopaliw oraz licznych związków chemicznych i materiałów kompozytowych z biomasy.
Zastosowanie cieczy jonowych w procesie impregnacji drewna cechują znaczne przewagi względem obecnie stosowanych impregnatów bazujących na pochodnych ropy naftowej. Do zalet tych, poza właściwościami biobójczymi, należą przede wszystkim biodegradowalność, niska toksyczność, i czystość chemiczna. Dodatkowo impregnaty na bazie cieczy jonowych pozwalają na barwienie drewna w fazie impregnacji na dowolny kolor - można więc uzyskać barwę drewna nie tylko powierzchniową tak więc mniejsze uszkodzenia mechaniczne drewna nie będą widoczne. Również neutralność wobec wytrzymałości mechanicznej drewna oraz hydrofobowość - dzięki zastosowaniu impregnatu na bazie cieczy jonowych, pozwala na całkowitą hydrofobizację drewna impregnowanego.
Deprecjacja i degradacja drewna powodowana czynnikami biotycznymi i abiotycznymi jest problemem obniżającym konkurencyjność tego naturalnego polimeru w stosunku do materiałów sztucznych. Procesy destrukcji mikrobiologicznej drewna, wywołanej przez: grzyby, bakterie, owady, organizmy wodne mogą być skutecznie zahamowane lub wyeliminowane poprzez zabiegi ochronne, przy użyciu chemicznych środków konserwujących. Przedłużenie naturalnej trwałości drewna może być bezpieczne dzięki zastosowaniu chemicznych preparatów ochronnych, biodegradowalnych w środowisku, o małej toksyczności w stosunku do ludzi i zwierząt. Dodatkowym aspektem stosowania biodegradowalnych środków impregnacyjnych jest ich obojętność środowiskowa. Obecnie stosowane impregnaty środkami chemicznymi bazującymi na pochodnych ropy naftowej nie są kwalifikowane, jako biomasa, która może być stosowana np. w kotłach biomasowych. Tak więc wszelkie odpady drzewne, które są impregnowane obecnie stosowanymi środkami, nie mogą być uznane za biomasę. Muszą być one utylizowane w specjalnie do tego zaprojektowanych instalacjach - spalarniach odpadów niebezpiecznych.
Znane są dwie główne metody impregnacji drewna pierwsza to metoda próżniowo - ciśnieniowa w której środek chroniący drewno głęboko i dokładnie wnika w głąb drewna. W rzeczywistości przenika w całości tylko elementy o niewielkich przekrojach i niektórych (nie zawierających tak zwanej twardzieli) gatunków drzew. W przypadku sosny i świerku nasycona zostaje bielasta, czyli zewnętrzna warstwa drewna. Część twardzielowa (wewnętrzna) nie poddaje się impregnacji. Mimo tego impregnacja wgłębna zabezpiecza dostatecznie zarówno drewno na konstrukcje budowlane (np. więźbę), jak i stosowane na zewnątrz, także mające kontakt z gruntem (np. architekturę ogrodową). W metodzie tej
PL 230 269 Β1 drewno zanurzone jest całkowicie w impregnacie, który wprowadzany jest we włókna drewna pod ciśnieniem ok. 1 MPa. Proces impregnacji trwa minimum 3 godziny (w zależności od wymaganej klasy zabezpieczenia). Wytworzenie próżni na koniec procesu zapewnia osuszenie drewna z nadmiaru impregnatu, który utrwala się w drewnie i pozostaje tam w stanie niewymywalnym przez wodę. Impregnacja próżniowo-ciśnieniowa jest skuteczna jedynie wtedy, gdy drewno ma wilgotność poniżej punktu nasycenia włókien (w przypadku drewna sosnowego 28-29%).
Drugą metodą jest impregnacja zanurzeniowa, duża wilgotność drewna jest czynnikiem niesprzyjającym w metodzie impregnacji próżniowo-ciśnieniowej, sprzyja ona natomiast impregnacji metodą zanurzeniową (kąpiel drewna). W metodzie zanurzeniowej duża wilgotność (powyżej punktu nasycenia włókien) sprzyja nasycaniu, ponieważ wnikanie środka biobójczego odbywa się tu na zasadzie dyfuzji, czyli przez wyrównywanie stężeń roztworów. Im dłużej drewno znajduje się w roztworze, tym wyższy poziom nasycenia włókien impregnatem. Do zanurzeniowej impregnacji drewna przeciw insektom (technicznym szkodnikom drewna) oraz grzybom, powodującym głęboki rozkład drewna, montowanego pod zadaszeniem, jak i narażonego na wymywanie. Barwi drewno na kolor szaro-zielony.
Istota wynalazku polega na obróbce termicznej drewna poddanego wcześniej zaimpregnowaniu, przy czym obróbka termiczna polega na poddaniu drewna działaniu wysokich temperatur w specjalnych komorach, obróbka termiczna drewna trwa od 24 do 46 godzin, przy czym w pierwszej fazie, trwającej od 2 do 4 godzin drewno ogrzewane jest do temperatury 55°C, następny etap trwający od 6 do 10 godzin polega na nagrzewaniu drewna do temperatury 85-90°C, podczas tego etapu powietrze w komorze zostaje zastąpione parą impregnatu, po czym następuje trwająca 3-4 godzin faza stabilizacji przy jednoczesnym, stopniowym obniżaniu temperatury, podczas której drewno zostaje dodatkowo nawilżone impregnatem a ostatnim etapem jest chłodzenie drewna trwające 2-3 godzin.
Stosowanie cieczy jonowych w impregnacji drewna użytkowego oraz zastosowanie dodatkowego procesu obróbki termicznej drewna impregnowanego, umożliwiło zabezpieczenia drewna na lepszym poziomie, aniżeli dotychczas stosowane środki impregnujące. Oprócz całkowitego zabezpieczenia drewna przed grzybami uzyskano też lepsze parametry fizykochemiczne drewna użytkowego, a także inne parametry mające znaczenie dla użytkownika końcowego a szczególnie: biodegradowalność - drewno zaimpregnowane związkami cieczy jonowych ulega naturalnej biodegradacji - zgodnie z normalnym cyklem biodegradacji drewna. Drewno takie nie oddziałuje negatywnie na środowisko naturalne. Niska toksyczność - drewno nasycone związkami cieczy jonowych jest praktycznie neutralne dla ludzi i zwierząt, zarówno w kontakcie bezpośrednim, jak i lotnym. Drewno zaimpregnowane cieczami jonowymi, będzie mogło być rekomendowane do używania w specyficznych warunkach otoczenia. Nie powoduje alergii, jest bezpieczne dla alergików. Drewno takie jest też nietoksyczne w procesie dalszej obróbki drewna (cięcie, pyły, trociny, itp.) Neutralność wobec wytrzymałości mechanicznej drewna - impregnacja drewna cieczami jonowymi nie powoduje żadnego zmniejszenia wytrzymałości mechanicznej drewna. Hydrofobowość - drewno impregnowane cieczami jonowymi, wykazują dużą hydrofobowość. Zachowują właściwości impregnacyjne nawet po długoletnim wystawieniu na działania wody. Ponieważ impregnat wchodzi w reakcję z lignocelulozą w drewnie i zmienia jej strukturę komórkową, utrwalając właściwości hydrofobowe drewna - wykazują dużą odporność na wymywanie. Bezbarwność - impregnaty na bazie cieczy jonowych są neutralne kolorystycznie. Istnieje więc możliwość impregnacji drewna, przy jednoczesnym zachowaniu jego naturalnego koloru, co było największym problemem przy zastosowaniu impregnatów na bazie ropy naftowej. Drewno zabezpieczone cieczami jonowymi można też barwić w samej cieczy. Wytworzone barwne ciecze jonowe zawierające bejce jako anion związku skutecznie zabezpieczają powierzchnię drewna przed działaniem światła. Czystość chemiczna - drewno impregnowane cieczami jonowymi jest nadal biomasą. Zgodnie z wynikami przeprowadzonych badań, drewno poddane impregnacji cieczami jonowymi w nieznacznym stopniu zwiększa emisję substancji szkodliwych. Jednak poziom tej emisji jest pomijalny w porównaniu z obecnie stosowanymi impregnatami.
Proces impregnacji próżniowo-ciśnieniowej polega na odessaniu powietrza z komórek drewna i wtłoczeniu w jego miejsce środka impregnującego. Prowadzony jest w nowoczesnych autoklawach sterowanych komputerowo. Do nasycania jest używany roztwór tzw. cieczy jonowych stanowiących zastępstwo stosowanych dotychczas olejów krozotowych. Zastosowanie tak innowacyjnych środków powoduje, iż deska oprócz dużo dłuższej żywotności oraz odporności może być barwiona na dowolny kolor handlowy. Kontrola jakości, pobieranie próbek etc. będzie się odbywać się wg normy EN351 -2.
PL 230 269 Β1
Impregnacja zanurzeniowa przeprowadzana jest w wannach hydraulicznych wypełnionych roztworem impregnatu. Poniższa tabela zawiera przykładowe stosowane ciecze jonowe aprotonowe i herbicydowe.
| [DDA] [NO3] +2%S | 99,0 | Didecyldimethylammonium nitrate +2% sulfur | Aprotonowa |
| [DDA] [NO3] | 99,0 | Didecyldimethylammonium nitrate | |
| [DDA] [NO2| | 99,0 | Didecyldimethylammonium nitrite | |
| [DDA] [3AT] | 97,5 | Didecyldimethylammonium 3- aminotriazolate | |
| [Arą 1230] [NO2] | 75,0 | Dicocodimethylammonium nitrite | |
| [Arą 1230] [NOS] | 99,0 | Dicocodimethylammonium nitrate | |
| [DDA] [MCPA] | 88,0 | Didecyldimethylammonium (4-chloro-2- methylphenoxy)acetate | Herbicydowa |
| [DDA] [2,4D] | 95,0 | Didecyldimethylammonium (2,4- dichlorophenoxy)acetate | |
| [BA] [Glif] | 95,0 | Benzalkonium 2- [(phosphonomenthyl)amino]ecetate |
W wyniku badań laboratoryjnych aktywności biobójczej metodą pożywkową potwierdzone zostały właściwości grzybobójcze, oznaczone na drewnie sosny (Pinus silvesths) oraz buka (Fagus salvatica) wobec grzybów C.puteana i T.versicolor. \N poszukiwaniu formy użytkowej cieczy jonowych o silnym działaniu grzybobójczym, umożliwiającej aplikację w drzewnictwie, zwłaszcza zastosowanie do zabezpieczenia przeciwgrzybowego drewna, wzmocniono strukturę amoniową cieczy jonowych dodatkiem silnych biocydów, jakimi są pochodne 1,2,4-triazolu, czyli tebukonazolem i propikonazolem. Wzmocnione działanie mieszaniny azotanu didecylodimetyloaminowego zawierającego 15% tebukonazolu uległy obniżeniu do poziomu <0,73 kg/m3 dla sosny (skala od <1 do 10, gdzie <1 oznacza całkowitą odporność na grzyby, a 10 pełne opanowanie grzybem w okresie 3 tygodni na jego działanie). Potwierdza to spotęgowanie działania biotycznego przez tebukanozol (bez katalizatora 3,95-6,78 kg m3).
Dzięki dodatkowej, termicznej obróbce drewna uzyskano zamierzony efekt, w postaci zwiększenia odporności przed grzybami do poziomu <0,62 kg/m3, czyli dodatkowe 15% zwiększenie odporności drewna na działanie grzybów.
Przeprowadzono testy wymywania, wykonane zgodnie z procedurą EN84. Nie zaobserwowano zmniejszenia skuteczności działania tych związków, co potwierdza dobre utrwalanie azotanu didecylodimetyloaminowego z tebukonazolem w drewnie.
Badania drewna impregnowanego cieczami jonowymi dowiodły, że wytrzymałość drewna na ściskanie wzdłuż włókien w stanie suchym jest na tym samym poziomie co drewna kontrolnego - nieimpregnowanego.
Badanie wytrzymałość drewna na ściskanie wzdłuż włókien drewna w stanie wilgotności równowagowej wykazało zmniejszenie wytrzymałości drewna rzędu od -7% do -13%. Wszystkie wyniki, w porównaniu do próbek kontrolnych (nasycone wodą lub 2-propanolem) są jednak podobne (różnica 1%), co potwierdza jedynie fakt, iż drewno w stanie suchym jest bardziej wytrzymałe mechanicznie od drewna w stanie wilgotności równowagowej. Drewno impregnowane cieczami jonowymi jest minimalnie bardziej wytrzymałe od drewna, w którym zastosowano impregnaty na bazie pochodnych ropy naftowej.
Badanie palności drewna impregnowanego cieczami jonowymi wskazują ich neutralność wobec próbek referencyjnych. Wskazują na zmniejszenie czasu zapłonu drewna do poziomu 95,8% w stosunku do drewna niezabezpieczonego. Czas zapłonu drewna nasyconego cieczami jonowymi wyniósł 100,89% w stosunku do drewna niezabezpieczonego, a średni ubytek masy 95,8% w stosunku do próbki kontrolnej. Średnia szybkość wydzielania ciepła, maksymalna szybkość wydzielania ciepła oraz całkowite ciepło spalania były nieco wyższe niż dla drewna kontrolnego. Powyższe parametry pozwalają jednak zakwalifikować ciecz jonową jako obojętną ze względu na zapalność w stosunku do drewna
PL 230 269 Β1 naturalnego. W metodzie tej stopień zabezpieczenia drewna jest o 15% lepszy aniżeli zastosowanie samej metody ciśnieniowej
Znany jest proces impregnacji próżniowo-ciśnieniowej, który polega na odessaniu powietrza z komórek drewna i wtłoczeniu w jego miejsce środka impregnującego. Prowadzony jest w nowoczesnych autoklawach sterowanych komputerowo. Okazało się nieoczekiwanie, że po, impregnacji próżni owo-ciśnieniowej z zastosowaniem cieczy jonowych zastosowanie dodatkowo obróbki termicznej zdecydowanie wzmacnia działanie impregnacji.
Claims (1)
1. Sposób impregnacji drewna cieczami jonowymi metodą próżniowo-ciśnieniową polegający na odessaniu powietrza z komórek drewna i wtłoczeniu w jego miejsce środka impregnującego znamienny tym, że wcześniej zaimpregnowane drewno cieczami jonowymi metodą próżniowo-ciśnieniową poddaje się obróbce termicznej w czasie 24-46 godzin w specjalnych komorach, przy czym w pierwszej fazie, trwającej od 2 do 4 godzin drewno ogrzewane jest do temperatury 55°C, następny etap trwa od 6 do 10 godzin polega na nagrzewaniu drewna do temperatury 85-90°C podczas tego etapu powietrze w komorze zostaje zastąpione parą impregnatu po czym następuje trwająca 3-4 godzin faza stabilizacji przy jednoczesnym, stopniowym obniżaniu temperatury, podczas której drewno zostaje dodatkowo nawilżone impregnatem, zaś ostatnim etapem jest chłodzenie drewna trwające 2-3 godziny.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL417925A PL230269B1 (pl) | 2016-07-11 | 2016-07-11 | Sposób impregnacji drewna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL417925A PL230269B1 (pl) | 2016-07-11 | 2016-07-11 | Sposób impregnacji drewna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL417925A1 PL417925A1 (pl) | 2018-01-15 |
| PL230269B1 true PL230269B1 (pl) | 2018-10-31 |
Family
ID=60937438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL417925A PL230269B1 (pl) | 2016-07-11 | 2016-07-11 | Sposób impregnacji drewna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL230269B1 (pl) |
-
2016
- 2016-07-11 PL PL417925A patent/PL230269B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL417925A1 (pl) | 2018-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI117792B (fi) | Puun käsittelyaine, menetelmä puun käsittelemiseksi ja puutuote | |
| Morrell | Protection of wood-based materials | |
| Salman et al. | Improvement of the durability of heat-treated wood against termites | |
| US4648988A (en) | Water-dilutable wood-preserving liquids | |
| Walker et al. | Wood preservation | |
| US5185214A (en) | One step process for imparting decay resistance and fire retardancy to wood products | |
| US4325993A (en) | Wood preservation process | |
| Salman et al. | Decay and termite resistance of pine blocks impregnated with different additives and subjected to heat treatment | |
| Lyon et al. | Effect of an oil heat treatment on the leachability and biological resistance of boric acid impregnated wood | |
| NO854702L (no) | Impregneringsmiddel for celluloseholdige produkter. | |
| FI116560B (fi) | Puunkäsittelyliuos ja menetelmä puun säilyvyyden parantamiseksi | |
| CA2949274C (en) | Antimicrobial composition for protecting wood | |
| WO2009004110A1 (en) | Composition for treati ng materials, method for treatment of materials and materials treated with the composition | |
| PL230269B1 (pl) | Sposób impregnacji drewna | |
| CN105592992B (zh) | 木材的保护 | |
| KR101572237B1 (ko) | 항균성 및 침투성이 향상된 목재용 구리화합물 방부제 조성물 | |
| PL393431A1 (pl) | Sposób ochrony drewna przed grzybami z wykorzystaniem amoniowych cieczy jonowych z kationem pochodzenia naturalnego i anionem azotanowym (V) oraz środki do ochrony drewna przed grzybami z wykorzystaniem amoniowych cieczy jonowych z kationem pochodzenia naturalnego i anionem azotanowym (V) | |
| Smith et al. | Preservative treatment of red maple | |
| Pařil | Wood impregnation | |
| US10779538B2 (en) | Antimicrobial composition for protecting wood | |
| Abeysinghe | Pressure and Non Pressure Preservation Methods for Rubber (Hevea brasiliensis) Wood Treatment by Boron Preservatives | |
| Mazela et al. | Animal protein impact on fungicidal properties of treatment formulations | |
| BRPI0601476B1 (pt) | Composição antifúngica para tratamento de madeira verde recém serrada à base de extratos vegetais sinergizados, Processo de obtenção da composição antifúngica, e, Processo para o tratamento profilático da madeira verde recém serrada com a composição antifúngica | |
| Mirić et al. | IMPROVING THE RESISTANCE OF BEECH WOOD-Fagus moesiaca (Domin, Mally/Czeczott.) TO WOOD DECAYING FUNGI Trametes versicolor (Fr.) Quel AND Coniophora puteana (Schum.: Fr.) Karst. BY USING CONTROLED HEAT TREATMENT AND SUBSEQUENT | |
| BR112020026258A2 (pt) | Composição conservante para madeira à base de lignina modificada |