PT101447B

PT101447B - Processo para a preparacao de uma solucao sobressaturada de um soluto inorganico num dissolvente aquoso, solucao preparada de acordo com o processo, processo para o tratamento da madeira por impregnacao com a referida solucao e madeira tratada por esse processo

Info

Publication number: PT101447B
Application number: PT101447A
Authority: PT
Inventors: Wilhelm Eduard Conradie; Philip Turner; Frederick Willem Greeff
Original assignee: Csir; Rekara Mills Pty Ltd
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1994-01-27
Publication date: 1999-12-31
Also published as: CA2114037C; GB2276639A; FR2700970B1; GB9401026D0; ITMI940144A0; SE9400181D0; SG42838A1; AU663637B2; GB2276639B; US5938824A; ZA94344B; MY113936A; NZ250723A; ES2079313A1; SE9400181L; CA2114037A1; ITMI940144A1; PT101447A; IT1275617B1; US5817369A

Description

DESCRIÇÃO

PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO SOBRESSATURADA DE UM SOLUTO INORGÂNICO NUM DISSOLVENTE AQUOSO, SOLUÇÃO PREPARADA DE ACORDO COM O PROCESSO, PROCESSO PARA O TRATAMENTO DA MADEIRA POR IMPREGNAÇÃO COM A REFERIDA SOLUÇÃO E MADEIRA TRATADA POR ESSE PROCESSO

A presente invenção refere-se à preparação de soluções sobressaturadas. Mais particularmente a invenção refere-se a um processo para a preparação de uma solução sobressaturada, e a uma solução sobressaturada preparada de acordo com o referido processo, sendo este processo apropriado para a preparação de uma solução sobressaturada de um soluto de um sal inorgânico num dissolvente aquoso, útil por exemplo para a impregnação de madeira; e a invenção estende-se ainda a um processo para a impregnação de madeira utilizando a referida solução.

De acordo com um aspecto da invenção revela-se um processo para a preparação de uma solução de um soluto de um sal inorgânico num dissolvente aquoso, que está sobressaturada a temperaturas ambientes inferiores a 30°C relativamente ao referido soluto, compreendendo o processo um passo de mistura no qual se misturam entre si um dissolvente aquoso, um soluto de um sal inorgânico e -um induto orgânico compreendendo um emulsionante e um constituinte escolhido do grupo que consiste em óleos, ceras e as suas misturas, produzindo-se deste modo uma mistura que compreende uma emulsão _que tem uma fase aquosa que por sua vez tem nela dissolvido o soluto, sendo as proporções dos constituintes da mistura escolhidos de modo que a relação das massas do referido soluto dissolvido:água na fase aquosa seja maior do que a de uma solução saturada do referido soluto na referida fase aquosa à mesma temperatura.

.. Por solução sobressaturada, que também pode ser considerada uma solução sobrearrefecida, entende-se .uma solução que, à temperatura à qual é considerada, compreende um

dissolvente que tem nele dissolvido uma proporção de um soluto que é maior do que a proporção do referido soluto que estaria dissolvida no referido dissolvente numa solução saturada do referido soluço na forma pura no referido dissolvente na forma pura, à temperatura em questão.

Quando o induto é uma cera ou óleo, o passo de mistura pode compreender um passo de emulsificação; e o passo de emulsificação pode compreender a utilização de um emulsionante orgânico para facilitar a emulsionação.

Por outras palavras, o passo de mistura pode compreender a mistura do dissolvente e do soluto com o referido induzo, o qual compreende um emulsionante orgânico e um constituinte orgânico escolhido do grupo que consiste em ceras, óleos, e as suas misturas, estando a mistura formada no passo de mistura na forma de uma emulsão que compreende a referida fase aquosa emulsionada com uma fase orgânica.

emulsionante é pois, e convenientemente, um emulsionante apropriado para emulsionar uma mistura de uma fase líquida aquosa e uma fase líquida orgânica, tal como uma mistura de água e óleo, ou cera fundida. O emulsionante também pode ser um chamado emulsionante óleo-em-água, isto é, um emulsionante adequado para a preparação de uma emulsão óleo-emágua, na qual a fase orgânica forma a fase descontínua na forma de gotículas dispersas na fase aquosa, que é contínua; ou o emulsionante pode ser um emulsionante óleo-em-água, apropriado para a preparação de.uma emulsão óleo-em-água.

O emulsionante é preferivelmente um emulsionante água-em-óleo, compreendendo a emulsionação a dispersão da fase aquosa no constituinte orgânico de modo a formar uma emulsão água-em-óleo na qual a fase aquosa é descontínua e a fase orgânica é contínua.

O processo pode compreender um passo inicial de mistura no qual o induto é misturado com o dissolvente aquoso de modo a formar uma mistura inicial compreendendo a referida fase aquosa emulsionada com o induto, seguido por um passo de mistura posterior no . qual o soluto é misturado com a - mistura . ç·. Ç/Çdí- Ó-ç '' \ íiniciai de modo a formar a mistura referida que compreende a solução sobressaturada.

O passo de mistura inicial pode ser realizado a uma temperatura elevada, superior a 30 ²C, de preferência superior a 50²C, por exemplo 70²C, à qual todos os constituintes da mistura inicial são líquidos; e o passo de mistura posterior pode ser realizado à temperatura ambiente e a uma temperatura inferior a 3 0 ²C.

A mistura pode ser convenientemente realizada de modo a proporcionar uma · relação de massas entre a água na fase aquosa e o induto compreendida desde 40:60 a 80:20.

De acordo com um outro aspecto da invenção revela-se uma solução de um soluto inorgânico num dissolvente aquoso, sendo a solução sobressaturada a temperaturas inferiores a 30 ²C, compreendendo o dissolvente uma fase aquosa que tem nela disperso um induto orgânico compreendendo um emulsionante e um constituinte escolhido do grupo que consiste em óleos, ceras e as suas misturas, e sendo a relação de massas entre a água na fase aquosa e o induto de 40:60 a 80:20.

O induto pode estar emulsionado com a fase aquosa. Neste caso o emulsionante pode ser um emulsionante águaem-óleo, formando o induto e a fase aquosa uma emulsão água-emóleo .

O induto pode compreender uma- cera que é escolhida de entre cera de abelhas, ceras de parafinas cloradas, ceras de polietileno e as suas misturas.

Embora a cera possa ser uma cera natural, tal como a cera de.abelhas, são preferidas ceras sintéticas tais como ceras de parafinas cloradas, ceras de polietileno e semelhantes. Mais particularmente a cera pode ser uma cera de parafina macia ou uma cera mole; ou pode ser uma mistura de uma chamada cera de parafina macia ou cera mole, em combinação com pelo menos uma chamada cera oxidada dura ou de alto ponto de fusão.

Uma cera de parafina macia ou uma cera mole é uma.cera oleosa, ~i relativamente baixo, stoé, uma cera' tendo um ponto de congelação;

tipicamente 'de' cerca de 15 a- 50 °C,; ^possu-.· ' -. ;

W d.· \· ··^; ΐ .¾¾. /.,¾ ...

indo ιοί teor de cera típico de 75 a 90%, por exemplo 80 a 85% em massa. Um exemplo de uma destas ceras é a que é comercializada na África do Sui por Sasol Chemical Industries (Proprietary) Limited sob a designação comercial WAKSOL A, que tem um ponto de congelação de 29 - 33^flC, tipicamente 30^aC. As ceras oxidadas duras ou de alto ponto de fusão têm tipicamente pontos de congelação superiores de cerca de 70 a 90^QC. Um exemplo de uma destas ceras duras é a que é comercializada na África do Sul por Sasol Chemical Industries (Proprietary) Limited sob a designação comercial SASOLWAKS A6, que tem um ponto de congelação de 75 a 80*0, tipicamente cerca de 78²C. Outras ceras que podem ser usadas incluem a que é comercializada na África do Sul por Engen Limited sob a designação comercial ENGEN SLACKWAX 150, um cera mole, e a que é comercializada na África do Sul pela Divisão NCP de Sentrachem Limited sob a designação comercial PLASTICLOR, UMA CERA DE PARAFINA CLORADA.

Como é evidente em vez de se utilizar uma cera como foi descrita acima, pode ser empregue uma mistura de uma cera macia ou uma cera mole com um óleo ceroso, ou pode ser usado por si próprio, naturalmente, um óleo ceroso. .

Os óleos cerosos têm tipicamente um teor de cera de cerca de 5 a 20% em massa. Os óleos cerosos apropriados incluem o que é comercializado na África do Sul por Sasol Chemical Industries (Proprietary) Limited sob a designação comercial WAKSOL F.

Para utilização com ceras de parafinas não cloradas e/ou com óleos o emulsionante pode ser um ácido gordo de cadeia longa tendo um comprimento de cadeia de carbono de pelo menos 12 átomos _de carbono, por exemplo _16 a 2 0_ _at_omos de carbono, tal como o ácido oleico ou o ácido esteárico. O ácido gordo de cadeia longa pode estar presente numa quantidade de cerca de 0,5 a 1,5% em massa da cera e/ou óleo. O emulsionante pode ser por exemplo um éter alquil-polietileno-glicólico. Um éter alquil-polietileno-glicólico apropriado é o que é comercializado pela .Húls AG (South África)(Proprietary) Limited sob a designação·-comercial·'MARLOWET PW. O emulsionante;.de éter alquil-polietileno-glicólico ‘ pode, ser - usado em proporções . . , -λ. - . .... .. . ... _; ·. ,^3;

semelhantes às que foram já indicadas para os emulsionantes de ácidos gordos de cadeia longa.

Para utilização com ceras e/óleos clorados o emulsionap.te pode ser um poliéter de nonil-f enilo. Um emulsionante deste tipo apropriado é o que é comercializado sob a designação comercial EMULSIFIER 2757 pela Hoechst (Proprietary) Limited. Este emulsionante pode também ser usado em proporções que ascendem a 0,5 - 1,5% em massa da cera e/ou óleo associado.

Preferivelmente a relação água-.induto situanuma aplicação adi 70:30; e da madeira, descrita pode ser empregue

65:35.

numa se numa gama compreendida entre 54:46 particular da invenção à impregnação ante, a relação de massas água:induto gama de 55:45 a 67:33, de preferência 60:40 a Embora a ideia global da acima, seja aplicável em princípio ao aumento da de qualquer soluto de um sal inorgânico num dissoluma aplicação particular da presente invenção está paração de soluções sobressaturadas de acordo invenção para a utilizados no invenção, tal como foi descrita solubilidade vente aquoso, ligada à pre' com a presente inorgânicos inorgânicos incluem sais retardantes em de de impregnação da madeira por tratamento da madeira. Estes conservantes da madeira de chama, os quais combinações. São exemplos o de amónio, ortofosfórico, ácido podem ser difosfato sais sais e/ou usados isoladamente ou de amónio, monofosfato amonio, cloreto sulfato de zinco, ácido amónio, o hidrato básico amoniacal octaborato e misturas amónio, borax, cloreto bórico, sulfamato. de oxif luorborato :.de sódio, cloreto de zinco do f

dissódico, octaborato de zinco, tetrahidrato de de amónio, pentaborato de amónio mais dos mesmos.

biborato de quaisquer dois ou solução de composição madeira, sendo conservantes da pode deste madeira para o soluto inorgânico escolhido madeira e sais retardantes de modo formar uma tratamento da a impregnação da do grupo de sais chama consistindo em difosfato de amónio, monofosfato--.de amónio, cloreto de amónio, sulfato de amónio, borax, idoreto de zinco, 1 ácido ortofosfórico, -ácido bórico, . sulfamato'de - amónio,· o hidrato’ do .

í.:^:.

.·····’ '.••.';;·>·;₁··Λ?·:·:··.···.·;····^<-·;:·.<··.'·5Ί·^:;·'··· -.7,..7,,ii',.·.-/Λ.? .': ..... '. VÍ.-·.-. = . - oxifluorborato de sódio, cloreto de zinco básico amoniacal, octaborato de zinco, tetrahidrato de octaborato dissódico, biborato de amónio, pentaborato de amónio e misturas de quaisquer dois ou mais dos mesmos.

Os sais conservantes da madeira e/ou retardantes de chama preferidos incluem sulfato de amónio, tetrahidrato de octaborato de sódio, ácido bórico, misturas de ácido bórico e borax, misturas de fosfato de amónio e sulfato de amónio, misturas de fosfato de amónio, sulfato de amónio e qualquer um ou mais dos compostos de boro anteriores.

Quando usados em conjunto a relação mássica preferida de ácido bórico para borax é de 2:3. Quando usados em conjunto a relação mássica preferida de fosfato de amónio para sulfato de amónio é de 8:2 - 3:7, e é preferivelmente de cerca de 1:1; e, quando usados em conjunto, a relação mássica preferida de fosfato de amónio, sulfato de amónio e um ou mais dos compostos de boro é 1:1:1.

Como é evidente, na preparação de uma solução sobressaturada para a finalidade de impregnação da madeira tal como é descrita adiante, a proporção do sal inorgânico dissolvido na fase aquosa dissolvente será num caso típico tão alta quanto possível, isto é, essencialmente sobressaturada, e pelo menos superior à proporção do referido sal na forma pura dissolvido em água pura formando uma solução saturada.

A. invenção estende-se a uma solução sobressaturada tal como foi descrita acima, que tenha . sido preparada de acordo com o processo da presente invenção, tal como foi descrito anteriormente.

A solução sobressaturada de acordo com a presente invenção, contendo um sal inorgânico, é empregue tipicamente para o tratamento da madeira por imersão, por exemplo madeira serrada em placas ou pranchas. Neste tratamento a madeira apresenta-se na forma de madeira de construção verde, saturada com aplicados a:, r e v és t iment o seiva e o sal ou sais de tratamento da madeira são

parte de uma emulsão de acordo com a invenção. Os sais inorgânicos na fase aquosa da emulsão difundem-se então para o interior da madeira através do meio constituído pela seiva da madeira.

A invenção abrange por conseguinte um processo para o tratamento da madeira por impregnação nesta de um sal inorgânico de tratamento da madeira, consistindo o processo em revestir-se a madeira no estado verde com uma solução sobressaturada como foi descrita acima, de modo a formar uma camada da solução sobressaturada numa superfície exterior da madeira, e permitir-se que ocorra a difusão do sal inorgânico de tratamento da madeira, dissolvido na solução, para o interior da madeira.

Preferivelmente a madeira é serrada, sendo o revestimento realizado por imersão da madeira na solução, estando a solução à temperatura ambiente. Por madeira verde entende-se a madeira que não foi tratada nem seca, e é suficientemente recém-cortada para que a água no seu interior constitua pelo menos 50% da sua massa.

O processo pode incluir o passo, após a imersão, de empilhar a madeira de modo a formar-se uma pilha aberta contendo espaços de ar, compreendendo então o processo deixar-se a madeira nesta pilha durante a referida difusão do sal de tratamento da madeira para o interior desta, estando a madeira exposta ao ar ambiente para permitir simultaneamente que seque.

Como se disse anteriormente, a madeira verd.e pode, antes da imersão, ser primeiramente serrada por serra fina, em contraste com o corte por serra grosseira. Para além disso a imersão pode ter lugar com a solução à temperatura ambiente.

presente imersão, cintada,

O aspecto invenção pode incluir de empilhamento da proporcionando-se deste modo do tratamento da madeira da adicionalmente o passo, após em pilha travada uma pilha aberta madeira, ou de pranchas ou placas de. madeira com espaços de ar entre as mesmas, compreendendo o -processo deixar-se a madeira nestas· pilhas

durance a difusão já descrita anteriormente do sal· de tratamento da madeira no interior desta, de preferência de modo a obter-se uma penetração completa da solução na madeira, e para permitir também, subsequentemente, a secagem da madeira. Uma característica particular da invenção é o facto de a pilha poder ser deixada aberta e exposta ao ar ambiente ao longo de todo o período de tempo em que se mantém a pilha, isto é, desde o instante da imersão até que a madeira esteja seca.

Embora o processo, tal como foi descrito acima faça referência ao tratamento de madeira calibrada ou serrada, pode evidentemente ser também aplicado a madeira apenas serrada grosseiramente.

A presente invenção, quando aplicada ao tratamento da madeira, tem um certo número de vantagens particulares, com especial referência aos exemplos que se descrevem adiante.

requerente tratou a madeira por imersão imergindo-a, como caso típico na forma de placas ou pranchas, em soluções aquosas de sais de tratamento da madeira, estando a madeira na forma de madeira de construção verde. Neste tracamento a madeira está empilhada em pilha fechada, estando as placas ou pranchas encostadas face a face e extremo com extremo, e a pilha assim formada é tipicamente envolvida por uma folha f _f impermeável de modo a manter um elevado teor de humidade na madeira durante a difusão do sal de tratamento da madeira no interior desta, a partir de uma camada superficial ou revestimento da solução na qual a madeira foi imersa, sobre· a superfície exterior da madeira. Num caso típico a folha envolvente é feita de um material plástico apropriado,________.tal. .como polietileno, e a pilha é mantida envolvida por um período suficientemente longo para se dar a difusão completa, ou pelo menos apropriada, do sal de tratamento da madeira no interior desta, geralmente um período de ' cerca de 2 a 6 semanas,, consoante o teor de humidade da madeira, a permeabilidade desta e a temperatura ambiente. Quando se considera.que a difusão é já suficiente ou completa, a pilha ,é destapada e desfeita, . e em geral é depois - empilhada ; numa pilhatravada : ou cintada .para permitir a secagem da de imersão e a fim de da solução de imersão

madeira. Além disso, neste processo prévio se conseguir elevadas cargas superficiais sobre a madeira imersa, é costume utilizar madeira grosseiramente serrada superfície da madeira, de modo a sal de tratamento da madeira para aumentar a área obter-se o máximo possível na forma de uma camada de do ou

Pela mesma razão têm sido usadas geralmente soluções saturadas madeira, dos sais de tratamento da temperaturas elevadas.

concentração da solução aquosa do sal de tratamento da madeira a massa de cerca tão alta que é usada para formar inorgânico por litro da de 200 g/1 a 500 g/1 ou superior, < quanto possível.

a emulsão, isto tocai do sal de preferência

A solução de tratamento incluir um dispersante do sal . Verificou-se do sal apropriado

American Cyanamid

AEROSOL 22. Este o que é comercializado na

Company (USA) sob a dispersante compreende octildecil-sulfossuccinamato tetrassódico. O da madeira pode um dispersante África do Sul pela designação comercial N-l,2-dicarboxietil-Nser dispersante de sal pode constituir de cerca de 0,5 a 4% em massa

Os sais de tratamento da emulsão.

da madeira também podem incluir uma exemplo, pode ser de potássio para mente a base pode cerca de 0,03 pequena quantidade de um álcali ou base. Por adicionada uma pequena quantidade·de hidróxido promover a saponificação da mistura. Tipicaser adicionada ...numa quantidade que ascende a

0,07% em massa da emulsão.

Os sais de conservação da madeira, tal como se disse anteriormente, podem_ ser escolhidos do grupo 'dos compostos de boro solúveis em água, incluindo ácido bórico, óxido bórico, borax, pentahidrato de borax tal como o que é comercializado na África.do Sul pela Borax Consolidated Limited

POLYBOR, SOLUBOR ou TIMBOR, biborato de amónio, pentaborato de amónio e misturas de quaisquer dois ou mais dos mesmos.

Os sais de conservação da madeira são de preferência escolhidos do grupo que compreende POLYBOR, SOLUBOR ou TIMBOR, ácido bórico, misturas de ácido bórico e borax.

A relação de massas do ácido bórico para o borax na mistura de ácido bórico e borax, tal como foi referida acima, é de preferência de cerca de 2:3.

A relação de massas do equivalente de ácido bórico para a cera pode oscilar desde 1:1 a 1:5. A relação de massas preferida é de cerca de 1:1,5. Por equivalente de ácido bórico entende-se a massa de ácido bórico dissolvido que proporciona a mesma quantidade de átomos de boro em solução que o composto de boro dissolvido.

nível de retenção do equivalente de ácido bórico, isto é, a massa do equivalente de ácido bórico por volume da madeira para uma adequada conservação em geral oscila de cerca de 2 a 10 kg/m³ consoante as condições às quais é exposta a madeira tratada. Por exemplo, geralmente pode ser exigido um nível de retenção superior se a madeira tratada for submetida a condições ambientais severas, por exemplo se a madeira tratada estiver periodicamente exposta ao contacto com a água livre. O nível preferido neste caso pode ser de cerca de 6 a 10 kg/m³. O nível de retenção preferido no caso da a condições ambientais mais moderadas, protegidos ou semi-protegidos, pode ser esta exposta em ambientes madeira que por exemplo de cerca de a 5 kg/m³.

cerca de 9 a de cerca de

O nível de retenção condições de kg/m³ no caso de a 7,5 kg/m³ no da cera pode ser ambientais severas, de caso condições ambientais moderadas.

dissolvidos na

A massa dos sais conservantes da madeira solução ascender, na

400 g/litro pref erivelmer.te 150 ·. a bórico,..da emulsão, .t emulsão pode de 50 ·. a aquosa base de massa que é usada para de matéria seca, a cerca > de equivalente de· ácido -/bórico, .3 0 0 ·. g /1 i t r o : ~ de u .equivalente :. de . á c i do' formar uma substância que

Adicionalmente compostos compostos

evidentemente incluir uma

A emulsão pode a emulsão adicionais contra as anti-fungos para tal como um óxido de ferro pode ainda conter tratamento da madeira manchas da , compostos naturalmente , tais como seiva, compostos anti-bolor, compostos para melhorar a sua actividade de insecticidas, ou semelhantes, espectro largo como composição para o tratamento da madeira.

A invenção estende-se também a qualquer madeira sempre que seja impregnada com um tratamento da madeira por um processo tal sal como inorgânico de foi descrito acima.

A invenção será agora descrita, a título de exemplo ilustrativo não limitativo, com referência aos exemplos adiante, e com referência ainda ao desenho anexo, o qual é um gráfico da concentração de octaborato dissódico em várias soluções para imersão da madeira de acordo com a invenção, em relação ao octaborato dissódico impregnado em amostras de madeira imersas nas mesmas e secas.

EXEMPLO 1

Neste exemplo os ensaios foram realizados com amostras de ensaio de madeira de Pinus patula verde e húmida, tendo as dimensões nominais de 150 mm x 114 mm x 38 mm. Estas amostras , foram tapadas nas extremidades com uma resina epoxi para resistir à. absorção pelas extremidades da solução de tratamento da madeira', para simular _o tratamento de tábuas de grande comprimento. Trataram-seao todo 9 amostras, 3 de acordo com a invenção e 6 como controles. Empregou-se uma solução de POLYBOR, sendo o POLYBOR o tetrahidrato do octaborato dissódico, tendo a concentração um equivalente de ácido bórico de 25% m/m, isto é, a concentração de borato que fornece um número dé.aniões borato em solução ...equivalente ao que ácido bórico na qual o ácido bórico sòluçãõί /3V

.. -.3^- . ·,·« ·. .....

.11“ .3 é obtido numa solução de constitua 25% em massa da

As amostras de controle foram imersas na solução de POLYEOR, enquanto que, para uma solução de imersão para as amostras de acordo com a invenção, a referida solução de

POLYBOR foi emulsionada com cera, para obter uma emulsão de cera

concencrada final possuindo um teor de cera de 35,7% em massa, contendo a emulsão borato de sódio suficiente para fornecer uma concentração do mesmo de 1 parte em massa de equivalente de ácido bórico por cada 1,5 partes em massa da cera. Isto foi conseguido emulsionando a cera com água a 7 0^aC, estando a cera fundida, a fim de se obter uma emulsão água-em-óleo (água-emcera) . Nesta emulsão água-em-óleo produziu-se uma solução sobressaturada do borato de sódio na fase aquosa dissolvendo o borato de sódio na fase aquosa a 20^aC. A cera empregue era SNGEN SLACKWAX 150, e empregou-se um emulsionante que era o MAR1OWET PW, sendo este usado numa proporção de 0,7% em massa. A solução sobressaturada final de borato de sódio na fase aquosa continha 19,3% em massa de equivalente de ácido bórico na fase aquosa.

Seis destas amostras (controles) foram tratadas por imersão na solução concentrada de POLYBOR, que tinha sido previamente aquecida a 50^aC para dissolver o borato de sódio adicional, de modo a obter-se um nível de retenção médio de borato, expresso como ácido bórico, de cerca de 5 kg/m³. A este respeito deve notar-se que os níveis de retenção usados nos exemplos referem-se à concentração- de borato, expressa em ácido bórico, em madeira seca em estufa, seca até massa constante. Três destas amostras:foram empilhadas em pilha compacta e envolvidas em folha de _:polietileno para simular o tratamento convencional da madeira desta forma, e as restantes três amostras foram empilhadas em pilha travada e deixadas não envolvidas e expostas ao ar ambiente. As três amostras de acordo com a invenção foram tratadas por imersão de modo idêntico, a cerca de 2 0^aC (ambiente) , mas na emulsão concentrada de cera descrita acima, e foram depois empilhadas em pilha travada e. deixadas não envolvidas e expostas à atmosfera ambiente.¹ A este respeito é de. notar que· a. concentração de borato de sódio na emulsão foi também escolhida de modo ^: a, proporcionar um nível, de ·. retenção-médioYde;<ácidoYbórico de ícerca de 5 kg/m³. '

Após o período de retenção de três semanas todas as amostras foram cortadas transversalmente e pulverizadas com um indicador de curcumina para determinar o grau da difusão do boro, medindo-se a profundidade da penetração do borato de sódio que tinha ocorrido. Os resultados são apresentados no quadro seguinte, quadro 1.

Quadro 1

Líquido de imersão	Condições de difusão	Retenção média (kg/m3)	Profundidade média de penetração do borato
Solução de borato de sódio	Pi-lha compacta e envolvida	5 como equivalente de ácido bórico	Completa
Solução de borato de sódio	Pilha travada e não envolvida	5 como equivalente de ácido bórico	4 mm
Emulsão (solução de borato de sódio e cera)	Pilha travada e não envolvida	5 como equivalente de ácido bórico (e 7,5 de cera)	Completa

Comparados com os. controles de pilhas fechadas e envolvidas,>que alcançaram'uma penetração completa do borato após.' três semanas, os controles que foram· empilhados' em’

- : ’·=< ·*>·· · ^:·Λ '<.···:.//:''·'? V'¹;· · .ν' 'r .·.·'· ί'ί / ·'· .· ..· v_·' •tiv-rí··'.:’’?· : ·«·’ ·'. ·<··γ^;:,·.··ν^ ·' · ·’·.., · v rjr·: ν·‘-ο-.

!

pilha travada e não envolvidos para estarem abertos à atmosfera não mostravam uma penetração significativa do boro após três semanas, sendo a penetração não superior a cerca de 4 mm.

Em contraste, as amostras imersas na emulsão de borato de sódio aquoso/cera de acordo com a invenção alcançaram uma penetração completa do borato após três semanas, quando empilhadas em pilha travada e não envolvida e aberta à atmosfera.

Por conseguinte, as amostras tratadas de acordo com a presente invenção alcançaram o mesmo grau de (®··· penetração, quando empilhadas em pilha travada e não envolvida, como a que foi alcançada pelos controles que foram empilhados em pilha compacta e envolvida. Para permitir a subsequente secagem as amostras de acordo com a invenção podiam em princípio ser muito simplesmente deixadas empilhadas até à secura, enquanto que os controles de pilhas compactas exigiam que fossem destapados, desempilhados e de novo empilhados em pilha travada, antes de se poder realizar a secagem. Tendo em consideração que as amostras de acordo com a invenção permitiram a penetração completa quando empilhados em pilha travada e não envolvidos, isto é uma indicação de que as amostras podem ser usadas, imediatamente após a imersão, para fins de construção, tendo lugar a penetração e a secagem subsequente in situ.

EXEMPLO 2

Neste exemplo realizaram-se ensaios’ para avaliar a capacidade da presente invenção para se alcançar uma baixa perda de boro pela madeira bruta tratada quando exposta a condições ambientais acima do solo num ensaio de chuva simulado acelerado.

Preparou-se uma formulação de acordo com a presente . invenção misturando em conjunto constituintes nas proporções abaixo indicadas:

os seguintes

· ’ ;

•

Constituinte	Proporção (partes em massa)
TIMBOR	23, 0
MOBILCER 246	5 6,5
Água	20, 0
Aerosol 22	0,5

TIMBOR é o tetrahidrato do octaborato dissódico em pó; e o MOBILCER 246 é uma marca comercial· para uma emulsão de SLACKWAX 150 com água e emulsionante apropriados, comercializada na África do Sul por Engen Limited. A formulação foi obtida misturando os constituintes à temperatura ambiente de modo a obter-se uma emulsão na qual estava dissolvido o TIMBOR. Deve notar-se que até 2,5% em massa de água podem ser substituídos por um agente anti-fungo que seja útil contra fungos de mancha azul.

Os ensaios preliminares de imersão foram realizados com a formulação anterior e formulações aparentadas para determinar qual a concentração de borato na formulação capaz de proporcionar uma absorção de borato equivalente a 5 kg de equivalente de ácido bórico por m³ de madeira, e a formulação anterior foi escolhida nesta base. As amostras foram pesadas antes e depois da imersão para determinar a absorção real de borato verificada.

Cinco amostras de madeira de P. patula verde serrada, tapadas nas extremidades com resina epoxi, medindo .300 xi x 80 ~~ x 20 mm, foram imersas na formulação é ’foram depois empilhadas em pilha aberta e deixadas secar ao ar à temperatura ambiente. Depois de secas as amostras imersas foram expostas ao ensaio de chuva simulada.

Neste ensaio as amostras, à temperatura ambiente, foram expostas pulverização contínua com durou 12 horas e teve '.lugar ciclicamente a luz solar e a água. Cada ciclo .durante a noite, e

solar durou 10 horas. Mo termo do período de exposição, que se prolongou por 28 dias, as amostras foram analisadas para se determinar que proporção do borato impregnado originalmente presente permanecia nas amostras. Os resultados são apresentados no quadro a seguir, quadro 2:

Quadro 2

Amostra n²	Equivalente	Equivalente	Proporção de
	de ácido	de ácido	equivalente
	bórico	bórico	de ácido
	impregnado na	impregnado na	bórico
	madeira antes	madeira após	perdido no
	do ensaio de	o ensaio de	ensaio
	chuva	chuva	(% em massa)
	(Kg/m3)	(Kg/m3)
1	4,03	2,95	26,8
2	4,45	2,95	33,7
3	4,24	3,35	21,0
4	4,35	2 , 95	3 3,0
5	5,69	3,30	42,0

A proporção média de equivalente de ácido bórico perdido pela madeira, tal· como.......é indicado'no 'quadro 2, foi de 31,3% em massa. Isto é mais favorável quando comparado com a madeira tratada convencionalmente com borato e exposta ao mesmo ensaio de chuva acelerado realizado em condições idênticas, no qual tipicamente se perdem cerca de 70 a 80% em massa do equivalente do ácido bórico.

diferenças ··. ·/ . i. .

perdei de borato amostras após o

quantitativas das foi determinada por análises ensaio de chuva.

Note-se que POLYBOR e TIMBOR sao

essencialmente	a mesma	substância,	sendo POLYBOR	a marca
comercial sob	a qua 1	o produto é	vendido	para	usos	na
agricultura, e	sendo TIMBOR a marca	comercial	sob	a qual	é
vendido para a	indústria	da madeira.

requerente notou que a inclusão de AEROSOL aumenta substancialmente a solubilidade do TIMBOR em água, mas é incapaz de explicar a razão deste facco e, sem suporte teórico, acredita que outros dispersantes com propriedades censioactivas semelhantes terão um efeito análogo.

EXEMPLO 3

Neste exemplo foram preparadas várias soluções de imersão a partir dos mesmos constituintes que no exemplo 2, mas com diferentes concentrações de borato.de sódio nelas dissolvido. Estas soluções, excepto no que respeita à proporção de TIMBOR, tinham a mesma composição que a do exemplo 2 e foram formuladas do mesmo modo. Foram preparadas assim 7 soluções, compreendendo cada uma 56,5 partes em massa de MOBILCER 246, 20,0 partes em massa de água e 0,5 partes em massa de AEROSOL 22, e compreendendo as proporções de borato que são apresentadas no quadro 3 adiante, onde estão expressas em termos de equivalentes de ácido bórico.

Usaram-se como amostras de ensaio placas de madeira de P. patula verde serrada de 300 mm de comprimento, 150 mm de largura e várias espessuras, designadamente 38 mm, 50 mm e 7 5 mm. As amostras foram tapadas nos extremos com uma cera de parafina microcristalina produzida sob a marca comercial SASOL

MICROWAX

Limited, amostras

2408 pela Sasol Chemical Industries (Proprietary) e foram imersas nas formulações descritas acima. As .. foram, pesadas .'antes da imersão e depois desta para se .:.:.-./

/.v- irl·-:·::· <- - ;-.. - ., '- : · ' -- \ :

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determinar a absorção de borato pelas mesmas. Os resultados são apresentados no quadro a seguir, quadro 3:

r··

Quadro 3

Solução n²	Solução de	Quantidade	de borato absolvido em
	borato de	cada amostra de ensaio	expresso em
	sódio	equivalentes de ácido	bórico para
	expressa como	espessuras	de placa de	38 mm, 50
	equivalente	mm e 75 mm
	de ácido		(Kg/m3)
	, z
	uOIlCO
	dissolvido na	38 mm	50 mm	7 5 mm
	fase aquosa
	(% em massa)
1	17,4	22,0	18, 6	14,0
2	16,2	19,6	13,9	10,7
3	15,1	15,4	11,7	9,3
4	13,9	11,1	10,8	7,5
5	12,7	9,0	7,0	5,3
6	11,6	8,0	5,7	4,8
7	10,4	5,2	5,0	4,2

Os resultados deste ensaio, tal como figuram no quadro 3, são apresentados graficamente na figura 1, a qual é um gráfico da concentração na solução de ensaio, expressa em % em massa, de equivalente de ácido bórico do borato de sódio dissolvido na fase aquosa. A partir da fig. 1 deduz-se Ique uma concentração ·. de 9,8% ; na solução de imersão / produzirá una .18

como concentração de 5 kg/m³ de borato de sódio - expressa equivalente de ácido bórico - nas placas de 38 mm, sendo o valor para as placas de 50 mm de 11,0%, e sendo para as placas de 75 mm de 12,1%.

EXEMPLO 4

Das soluções ensaiadas no exemplo 3, as que apresentavam resultados mais próximos de 5 kg/m³, expresso como equivalente de ácido bórico, de borato de sódio impregnado nas várias amostras, foram submetidas a uma investigação posterior. Estas soluções eram a solução n² 7 tanto para as placas de 38 mm como para as de 50 mm, e a solução n² 5 para as placas de 75 mm. Deste modo as amostras de 38 mm e 50 mm foram imersas na solução n² 7 e as amostras de 75 mm foram imersas na solução n° 5.

As amostras imersas foram depois deixadas secar ao ar numa configuração de pilha aberta e foram ensaiadas por corte transversal (transversalmente ao grão das placas) e foram pulverizadas com um reagente . para detecção do boro de acordo com o método de ensaio n² 995 do South African Bureau of Standards (SABS), seguido por uma avaliação visual para determinar a profundidade da penetração do anião borato nas placas.

,A partir do corte transversal e do ensaio de acordo com o método n²· 995 concluiu-se que a penetração completa na secção transversal teve lugar após 6 semanas e cortes e ensaios posteriores decorridas 12 semanas e 18 semanas não apresentaram qualquer alteração.

Segue-se que a presente invenção, particularmente com referência aos exemplos descritos acima, tem pelo menos em princípio um certo número de vantagens materiais potenciais.

Como as soluções da presente invenção são sobressaturadas, como se . disse anteriormente, sais de tratamerito'(da madeira · ne 1as dissolvidos em relação aos estão presentes ?

. ··- -A: Çi -

quantidades crescentes dos sais dissolvidos num revestimento de superfície sobre a madeira a ser tratada, em comparação com um revestimento de superfície com o mesmo volume de uma solução saturada do sal ou sais em questão, dissolvidos em água pura sem qualquer emlsionante ou induto cera/óleo. A esce propósito deve notar-se que, quando a solução sobressaturada faz parte de uma emulsão, a emulsão aumentou a viscosidade, de modo que, para além de uma maior concentração do sal ou sais de tratamento da madeira, a camada superficial ou o revestimento retido sobre a madeira e proporcionado pela imersão é mais espesso e compreende um volume superior da solução de tratamento, em comparação com o volume retido sobre a madeira de uma solução saturada do sal ou sais em questão, dissolvidos em água pura e sem qualquer emulsionante ou induto de cera/óleo. Esta particularidade contribui para cargas superficiais mais densas sobre a madeira tratada do sal ou sais de tratamento da madeira.

Esta carga acrescida tem o efeito de poderem ser obtidas quantidades adequadas do sal de tratamento da madeira ou cargas superficiais sobre a superfície da madeira após a imersão, a temperaturas ambientes e sem a necessidade de aquecimento da solução de tratamento da madeira para aumentara solubilidade do sal.

Uma outra vantagem inesperada da presente invenção é o facto de se poder formar sobre a superfície da madeira uma camada oleosa ou em particular uma camada de cera, a qual resiste a um rápido desaparecimento da humidade da seiva por secagem na madeira verde após o tratamento, mas ao mesmo tempo liberta os sais de tratamento da madeira dissolvidos na solução de imersão para os tornar disponíveis para difusão para o interior da madeira através da seiva presente na madeira. É esta característica que permite o empilhamento imediato em pilha travada ou cintada com a finalidade de impregnação e subsequente secagem, sem um empilhamento inicial em pilha fechada e envolvimento com uma película para vedar a madeira até estar completa a difusão, após o que a pilha fechada de madeira teria que ser desempilhada e reempilhada. na forma de uma pilha-, travada ou 'cintada - com a’: f inálidade ·/ de promover a .' secagem'. A,- presente

invenção permite pois reduzir essencialmente o manuseamento, e pode efectivamente eliminar os períodos de retenção necessários para a difusão quando a madeira é empilhada em pilha fechada e envolvida.

As concentrações superiores dos sais de tratamento da madeira dissolvidos que podem ser conseguidas na madeira, e a viscosidade acrescida, mencionada acima, podem permitir a imersão de madeira serrada fina ou calibrada, o que está em centraste com a imersão anteriormente praticada da madeira grosseiramente serrada.

Após a imersão e secagem, uma camada oleosa ou em particular uma camada de cera sobre a superfície exterior da madeira tratada pode atrasar a eliminação dos sais solúveis de tratamento da madeira da madeira tratada, em condições de humidade. Para além disso, estas camadas oleosas ou em particular cerosas pode proporcionar uma certa repelência da água, para retardar a absorção de água na madeira, com a consequente estabilidade dimensional acrescida da madeira.

Assim, o exemplo 1 demonstrou que, de acordo com a invenção, as amostras de madeira verde serradas com precisão podem ser imersas e deixadas empilhadas em pilha aberta (pilha travada) para secagem, expostas ao ar ambiente, para permitir simultaneamente a difusão do borato para o interior da madeira e a secagem. 0 exemplo 2 confirmou o exemplo 1 e mostrou que a madeira impregnada é altamente resistente à eliminação do borato por arrastamento pela chuva. Os exemplos 3 e 4 mais uma vez confirmam os resultados do exemplo 1 e demonstraram que várias concentrações de borato nas soluções de imersão poderiam fornecer diferentes concentrações de borato nas amostras de madeira imersas e mostraram que a secagem da madeira pode ser retardada, com a madeira empilhada em pilha aberta, até ter lugar a penetração completa na madeira pelo borato.

Tendo em vista as características anteriormente descritas, a madeira tratada pode em princípio ser empregue para a construção de baixo custo em situações em que a secagem intermédia da· madeira nua não é económica. Nestas situações a madeira . verde tratada imersa pode ser:... usada . · yr-·· 21 sem directamente para construção, empilhamento e secagem, ocorrendo a difusão necessidade do sal ou de um sais de tratamento para o interior da madeira, subsequente secagem caso camada exterior sobre madeira pode retardar a secagem excessiva da madeira verde, reduzindo deste modo qualquer degradação por secagem da madeira que possa si tu.

ere ao

A utilidade da presente invenção, no que se tratamento da madeira,

nomeadamente a capacidade das soluções de tratamento da madeira, emulsionadas com ceras e/óleos na forma de emulsões água-em-óleo ou água-em-cera, não só para proporcionar madeira verde serrada com revestimentos espessos por imersão contendo altas concentrações de borato que permanecem sobre a madeira várias semanas mesmo em condições de humidade, mas também para impedir ou retardar substancialmente a secagem da madeira revestida, e, o que é importante, para permitir ao borato a sua difusão para o interior da madeira antes de permitir que a madeira seque ao ar. Estes resultados são altamente inesperados porque a fase aquosa da emulsão, contendo o borato, é a fase descontínua, de modo que é de facto a fase.de cera ou óleo, que é a fase contínua, que na realidade reveste a madeira, estando a fase aquosa, na forma de gotículas descontínuas na fase orgânica, separada do interior húmido da madeira pela fase orgânica. Seria assim de esperar que a difusão do borato da fase aquosa para o interior da madeira fosse retardada, tal como é retardada a secagem da madeira. 0 requerente é incapaz de explicar por que razão, embora a secagem da madeira seja retardada, esta difusão aparentemente ocorre de forma relativamente rápida, e suficientemente rápida para que a difusão esteja completa antes da madeira estar seca.

Lisboa, 27 de Janeiro de 1994

AGEXTE OFICIAL DA PBOPRIEDADE INDUSTRIAL

LU <

CD

O z o o

RETENCÁÒ (Kg/m³)

Processo para a preparação de uma solução de um soluto de um sal inorgânico num dissolvente aquoso, que está sobressaturada a temperaturas ambientes inferiores a 30²C relativamente ao referido soluto,caracterizado por compreender um passo de mistura no qual se misturam entre si um dissol-

Claims

REIVINDICAÇÕES vente aquoso, um soluto de um sal inorgânico e um induto orgânico compreendendo um emulsionante e um constituinte escolhido do grupo que consiste em óleos, ceras e as suas misturas, de modo a produzir-se uma mistura compreendendo uma emulsão que possui uma fase aquosa que tem nela dissolvido o soluto, sendo as proporções dos constituintes da mistura escolhidas de modo que a relação da massa do referido soluto dissolvido:água na fase aquosa seja maior do que a de uma solução saturada do referido soluto na referida fase aquosa â mesma temperatura.

Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por o emulsionante ser um emulsionante água-em-óleo, compreendendo a emulsificação a dispersão da fase aquosa no constituinte orgânico de modo a formar-se uma emulsão água-emóleo na qual a fase aquosa é descontínua e a fase orgânica é contínua.
3. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 ou 2 caracterizado por compreender um passo inicial de mistura no qual o induto é misturado com o dissolvente aquoso de modo a formar-se uma mistura inicial que compreende a referida fase aquosa emulsionada com o induto, seguido por um passo de mistura posterior no qual o soluto é misturado com a mistura inicial.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3 caracterizado por o passo de mistura inicial ser realizado a uma temperatura elevada, superior a 30^QC, à qual todos os constituintes da mistura inicial são líquidos.
5. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 3 ou 4 caracterizado por o passo de mistura posterior ter lugar à temperatura ambiente e a uma temperatura inferior a 30²C.
6. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado por a mistura ser realizada de modo a permitir obter uma relação de massas entre a água na fase aquosa e o induto de 40:60 - 80:20.

Solução de um soluto inorgânico num dissolvente aquoso, solução caracterizada por ser sobressaturada a temperaturas inferiores a

30^cC, compreendendo o dissolvente uma fase aquosa que tem compreendendo quer nela disperso emulsionante, um um quer induto orgânico um constituinte escolhido do grupo que consiste em óleos, ceras e as suas relação de mõi s s â s entre a agua na fase aquosa e o induto compreendida entre

80:20.

Solução de acordo com a reivindicação 7 caracterizada por induto estar' emulsionado com a fase aquosa.
9. Solução de acordo com a reivindicação 8 caracterizada por o emulsionante ser um emulsionante água-em-óleo, formando o induto e a fase aquosa uma emulsão óleo-em-água.
10. Solução de acordo com qualquer das reivindicações 7 a 9 inclusive caracterizada por o induto compreender uma cera que é escolhida entre cera de abelhas, ceras de parafinas cloradas, ceras de polietileno e as suas misturas.
11. Solução de acordo com qualquer das reivindicações 7 a 10 caracterizada por formar \ uma composição de tratamento da ' 2 ’ · ' madeira para a impregnação de madeira, sendo o soluto inorgânico escolhido do grupo dos sais conservantes da madeira e dos sais retardantes de chama, consistindo em difosfato de amónio, monofosfato de amónio, cloreto de amónio, sulfato de amónio, borax, cloreto de zinco, ortofosfórico, ácido bó sulfamato de amónio, o hidrato de oxifluorborato de sódio, cloreto de zinco básico amoniacal, octaborato de zinco, ácido ortofosfórico ácido bórico, sulfamato de amónio, cloreto de zinco básico amoniacal, octaborato dissódico amonio, pentaborato de amonio e misturas de quaisquer dois ou mais dos mesmos.

Solução de acordo com qualquer das reivindicações caracterizada por ter processo de acordo com sido preparada de acordo qualquer das reivindicações 1 com um
13. Processo para o tratamento da madeira por impregnação da madeira com um sal inorgânico de tratamento da madeira,caracterizado por compreender revestir-se a madeira no estado verde com uma solução sobressaturada de acordo com qualquer das reivindicações 7 a .12 inclusive, de modo a formar-se um camada da solução sobressaturada sobre uma face exterior da madeira, e permitir-se que ocorra a difusão do sal inorgânico de tratamento da madeira, dissolvido na solução, para o interior da madeira.
14. Processo de acordo com a reivindicação 13 caracterizado por a madeira ser serrada, realizando-se o revestimento por imersão da madeira na solução, estando a solução à temperatura ambiente.
15. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 13 ou 14 caracterizado por incluir um passo, após o revestimento, de empilhamento da madeira de modo a proporcionar uma pilha aberta contendo espaços de ar, compreendendo o processo deixar-se a (madeira na referida -pilha durante a referida difusão do sal de tratamento da madeira para o interior desta, estando a madeira exposta ao ar ambiente para permitir simultaneamente que a madeira seque.
16. Madeira caracterizada por ter sido impregnada com um sal inorgânico de tratamento da madeira por um processo de acordo com qualquer das reivindicações 13 a 15 inclusive.