SE459647B - Saett att impregnera raatt trae med metallsalter - Google Patents

Description

459 647 10 15 20 25 30 35 l Y 1 s I i I I | 2 primärt som en tillfredsställande ytbehandling, fastän en viss inträngning observeras. En annan tryckfri teknik är diffusionsförfarandet med otorkat trä. Författaren antyder att processen kräver lång behandlingstid pà grund av låga diffusionshastigheter.

Fastän litteraturen om dylik behandling av trä är omfattande och täcker en period av minst 100 âr, resulterar de flesta av de förfaranden som har beskrivits för behandling av trä med konserveringsmedel och harts- komponenter, inbegripet tryckbehandlingar, inte i om- fattande enhetlig impregnering av matrialet in i hjärtat av träet och/eller kräver förfarandena läng tid för att åstadkomma inträngningen. Problemet är särskilt uttalat vid behandling av vissa typer av rått eller ofullstän- digt torkat trä, såsom mjuk fur.

Användning av flytande aromatiska kolväten för att framställa impregneringslösningar, förlänar träet kraftig lukt och ger det en yta, som är oljig och svår att måla.

Dessutom är flytande aromatiska kolväten lättantändliga material, som kräver speciell hantering och säkerhets- föreskrifter, vilket ökar kostnaden för träbehandlingen.

Trä, som behandlats med organiska konserverings- medel lösta i petroleumdestillat, har samma nackdelar som trä som behandlats med aromatiska kolväten. Använd- ning av làgkokande petroleumdestillater, såsom mineral- terpentin, som lösningsmedel misslyckas med att elimi- nera nackdelarna fullständigt. Längvarig lufttorkning som efterbehandling krävs ofta för att medge tillräcklig förångning av lösningsmedlet om träet skall målas. Under denna lufttorkningsperiod kan en del av konserverings- medlet migrera till ytan av träet med lösningsmedlet och sålunda reduceras kvarhâllningen av konserverings- medlet i träet under vad som varit avsikten med behand- lingen.

En teknik för att utnyttja vattenhaltiga system med polyhalofenoler beskrivs i US patentskriften 4 090 000. 10 15 20 25 30 35 459 647 3 Metoden inbegriper i korthet användning av en vatten- lösning, som innehåller ett vattenlösligt salt av polyhalofenolen och ett syrabildande material, som kan undergá en reaktion i lösningen för att frigöra en syra, vilken undantränger polyhalofenolen från saltet sedan lösningen impregnerats i träet.

Oavsett vilken impregneringslösning som utnyttjas inbegriper det vanligaste kommersiella förfarandet för träimpregnering att träet utsätts för konserverings- medlet under relativt högt tryck, såsom 1034-1379 kPa (150-200 psi) under en betydande tidsperiod, såsom 1-24 h.

Förfarandet kan också kräva relativt höga temperaturer, såsom från ca 75°C till 90-95°C. Fastän en ökning i tryck tenderar att öka mängden konserveringsmedel som absorberas av träet, kan det göra att inträngningen blir oregelbunden eller ojämn. Dessutom kan páläggningen av tryck förorsaka komprimering av träets ytterskikt, särskilt efter det att träet försvagats och mjukgjorts genom ångupphettning. Kollaps av träcellerna tenderar att inträffa, speciellt när relativt mjukt, otorkat trä med låg densitet behandlas. Vid kollaps av träcel- lerna i ett område bildas ett relativt ogenomträngligt skikt, som begränsar eller t o m fullständigt blockerar flödet av konserveringsmedel till det inre av träet.

Man har också föreslagit att förbättra tryckbehand- lingsmetoden genom att först utsätta träet för vakuum- behandling. Exempel pà patentskrifter som beskriver metoder för träimpregnering med användning av undertryck följt av tryckbehandling, inbegriper US patentskrifterna 2 668 779, 3 200 003 och 3 968 276.

US patentskriften 3 677 805 beskriver en modifiering av tryckbehandlingen. Vid detta förfarande nedsänks träet i en behandlingsvätska inuti ett tryckkärl och trycket ökas till arbetstryck, varpå kärlets innehåll utsätts för inverkan av en pulserande pump, som alstrar sinusformade tryckpulser inuti kärlet. Tryckpulserna anbringas med andra ord upprepat med modulerad amplitud 459 647 10 15 20 25 30 35 4 för att alstra variabla trycktoppar över och under det omgivningstryck som upprätthàlles i tryckkärlet. Detta förfarande kräver utrustning, som inbegriper en pulseran- de pump, vilken arbetar in i ett tryckbärmedium som är utrustat med tryckfrigöringsorgan.

Den ovan beskrivna tidigare tekniken representerar ett litet urval av de förslag som har gjorts för behand- ling av trä med konserveringsmedel för att förhindra röta. Trots dessa många förslag i den tidigare tekniken fortsätter det att finnas ett behov av en billig, säker, ogiftig behandling, som är effektiv och som resulterar i enhetlig inträngning av konserveringsmedlen och andra kemikalier till träets kärna.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN En förbättrad träkonservering med användning av ett förfarande, som inte kräver speciell och dyrbar utrustning och som resulterar i god inträngning av be- handlingskemikalierna i träet, beskrivs. Mera speciellt beskrivs i enlighet med föreliggande uppfinning ett förfarande för impregnering av otorkat och rått trä med metallsalter. Detta förfarande inbegriper (a) att det råa träet bringas i kontakt med ett vattenhaltigt system, som innefattar (i) vatten, (ii) minst ett oljelösligt metallsalt, och (iii) minst ett.ytaktivt medel, under en tidsperiod, som är tillräcklig för att möjlig- göra för metallsaltet att intränga i träet, och (b) att träet avlägsnas från kontakt med det vatten- haltiga systemet. D Föredragna metallsalter är sura, neutrala eller ba- siska metallsalter av organiska karboxylsyror. I allmän- het innehàller den vattenhaltiga blandningen mindre än 20 % kolvätelösningsmedel och den kan innehålla valfria och önskvärda beståndsdelar, såsom flamhämmande medel, färggivande medel och insekticider..Förfarandet kan utfö- ras under vakuum, vid atmosfärstryck eller vid förhöjt tryck. 10 15 20 25 30 las 459 647 5 BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Man har nu funnit att god inträngning av önskade behandlingskemikalier i rått eller otorkat trä erhålles genom förfarandet enligt uppfinningen, vilket inte kräver ovanlig eller dyrbar utrustning.

-- I enlighet med föreliggande uppfinning kan otorkat eller rått trä impregneras med metallsalter, som, före- trädesvis, verkar som fungicider när de införlivas i träet. Förfarandet enligt föreliggande uppfinning in- begriper ett vattenhaltigt system, varigenom problemen med många kända processer, som är baserade på organiska lösningsmedel, vilka är lättantändliga och ofta giftiga, reduceras,om inte elimineras. Såsom nämnts ovan, är förfarandet enligt föreliggande uppfinning vidare tillämp- ligt pà otorkat och rätt trä. Följaktligen eliminerar sättet enligt uppfinningen kravet på dyrbara och tids- ödande torknings- och/eller lagringsförfaranden.

Det vattenhaltiga system, som används vid förfaran- det enligt uppfinningen inbegriper (i) vatten, (ii) minst ett oljelösligt metallsalt, och (iii) minst ett ytaktivt medel.

De vattenhaltiga systemen inbegiper från ca 50 % till ca 98 % vatten och mera speciellt fran ca 67 % till ca 83 % vatten.

Den andra väsentliga komponenten hos de vatten- haltiga system som används vid föreliggande uppfinning är minst ett oljelösligt metallsalt. Oljelösligheten hos metallsalten enligt uppfinningen antages bidraga i hög grad till de fördelaktiga och önskvärda resultat som erhålles. Eftersom den organiska föreningen är olje- löslig och väsentligen hydrofob, har den inte någon tendens att extraheras eller utlakas fràn det behandlade träet ens under långvariga tidsperioder. .

Särskilt föredragna typer av oljelösliga metall- =salter, som är användbara i de vattenhaltiga systemen enligt föreliggande uppfinning, är sura, neutrala och 459 647 10 15 20 25 30 35 6 basiska salter av organiska karboxylsyror. Dessa salter är kända inom tekniken som 'tvålar”.

Valet av metall i salterna beror på de egenskaper som det är öskvärt att förläna det trä som behandlas, samt tillgänglighet, kostnad och effektivitet. Vissa metaller är mera vanliga att använda vid förfarandet enligt uppfinningen och dessa inbegriper koppar, zink, krom, järn, antimon, bly och kvicksilver. Salter, som innehåller en blandning av joner av två eller flera av dessa metaller, kan också användas.

Såsom nämnts, kan salterna vara sura, neutrala eller basiska. De sura salterna innehåller otillräckligt av metallkatjon för att neutralisera syran. De neutrala salterna innehåller en precis tillräcklig mängd metall- katjon för att neutralisera de sura grupper som finns i saltanjonen. De basiska salterna innehåller ett över- skott av metallkatjon och benämnes ofta överbasiska, hyperbasiska eller superbasiska salter. Dessa sura, basiska och neutrala salter_är företrädesvis salter av oljelösliga organiska karboxylsyror och blandningar av sådana syror. _ De karboxylsyror, från vilka lämpliga sura, neutrala och basiska salter kan framställas, inbegriper alifa- tiska, cykloalifatiska och aromatiska mono-_och poly- basiska karboxylsyror. De organiska karboxylsyrorna kan vara antingen naturliga eller syntetiska eller blandningar därav. Exemplen på naturliga syror, fastän de vanligtvis är raffinerade, inbegriper rakkedjiga och grenade karboxylsyror och blandningar, såsom tall- oljesyror och cykliska karboxylsyror, såsom naftensyror.

En mängd olika syntetiska karboxylsyror, och i synnerhet alifatiska karboxylsyror eller blandningar därav, är användbara och dessa innehåller i allmänhet 6 eller fler kolatomer.

Metallsalterna eller tvålarna kan framställas ge- nom sammansmältnings- eller utfällningsmetoder. Tvålarna framställs normalt i ett inert vätskemedium, såsom en 10 15 20 25 30 35 459 647 7 kolväteolja eller ett lösningsmedel. De organiska kar- boxylsyrorna har i allmänhet minst 6 kolatomer och så många som 30 kolatomer, men när mer än en karboxylsyra utnyttjas, kan karboxylsyror, som innehåller så lite som 2 kolatomer, användas som en av syrorna hos bland- ningen. Exempel på användbara organiska karboxylsyror inbegriper ättiksyra, propionsyra, smörsyra, isoP%ntan- syra, hexansyra, 2-etylsmörsyra, nonylsyra, dekansyra, 2-etylhexansyra, isooktansyra, isononansyra, neodekansyra, laurinsyra, palmitinsyra, stearinsyra, oljesyra, linol- syra, naftensyra, samt kommersiellt tillgängliga bland- ningar av två eller flera karboxylsyror, såsom naften- syra, talloljesyror, hartsyror, osv.

Exempel på sura salter är sura kopparsalter, som innehåller mindre än en stökiometrisk ekvivalent koppar per syraekvivalent. För andra metaller än koppar före- drages de basiska salterna eller tvålarna, eftersom dessa innehåller högre metallmängder. Så t ex innehåller lösningar av normala zinksalter av monokarboxylsyror, såsom neodekansyra, ca 6 % zink, medan en lösning av ett basiskt zinkneodekanoat kan innehålla upp till ca 16 % eller mer zink.

Basiska metallsalter eller tvålar av karboxylsyror kan också framställas genom förfaranden som är välkända inom tekniken. Exempel på neutrala och basiska salter och metallsaltkomplex samt deras framställning återfinnes i exempelvis US patentskrifterna 2 251 798, 2 955 949, 3 723 152 och 3 941 606, till vilka härmed hänvisas.

Några av de basiska salterna har kallats för komplexa, eftersom de inte är enkla salter. Så t ex benämnas de basiska kompositionerna som beskrivs i US patentskriften 3 941 606 för "metallkarboxylat-alkoxialkoholat”-komplex.

I samband med föreliggande uppfinning införlivas dylika basiska komplex i uttrycket metallsalter eller tvålar, såsom detta uttryck används i föreliggande beskrivning och patentkrav. 459 647 10 15 20 25 30 35 8 Specifika exempel pà salterna eller tvâlarna, som är användbara vid förfarandet enligt uppfinningen, begriper de som beskrivs i tabell l och de följande särskilda exemplen. in- TABELL 1 Karboxylatmetallsalter Komponent Metall Metallhalt (%) §!5a B-l g Cu l6 neodekansyra B-2 Cu ll neodekansyra B-3 Cu 6 naftensyra B-4 Zn 18 2-etylhexansyra B-5 Zn 8 naftensyra B-6 Zn 10 blandning av °s'°1s Framställning av de ovan beskrivna metallsalterna belyses genom följande exempel.

EXEMPEL B-l En blandning av 260 delar ra neodekansyra, 103 delar propionsyra, 400 delar mineralterpentin, 172 delar kopparpulver, 91 delar Methyl Cellosolve, 14 delar dipro- pylenglykol, 70 delar vatten, 10 delar oktyl-fenoxipoly- etoxietanol (Triton X-15 från Rohm a Haas Company) och 3 aelar santoflex-77, framstailaes och genombubbiaaes med luft under upphettning till en temperatur av ca 80°C. Reaktionen fortsätter under dessa betingelser under ca 6 h. En liten mängd borsyra (7 delar) till- sattes och upphettningen fortsattes vid 80°C under luft- genombubbling. Reaktionen fortsatte vid denna temperatur tills 180 % syraneutralisation uppnàddes (totalt 14 h).

Blandningen upphettades under ytterligare 2 h vid en temperatur av ca l50°C till 190 % syraneutralisation.

Luftgenomblàsningen avslutades och en inert kvävgasatmos- får användes medan blandningen långsamt upphettades till ca l50°C under en tid av 8 h medan överskott av vatten avlägsnades. _ _ __ »íí__._. »- 10 15 20 25 30 35 459 647 9 Fyra ungefärligen lika stora delar amylfosfat, som totalt utgjorde 176 delar, tillsattes med 3 h inter- valler under upprätthållande av en temperatur av ca l45°C samt kvävgasatmosfär. Blandningen kyldes sedan till l25°C, fick avsättas för att avlägsna överskott av koppar, samt filtrerades.

Den filtrerade produkten kan upphettas under vakuum till en temperatur av ca l50°C för att avlägsna mineral- terpentin för att ge den önskade metallkoncentrationen.

De återstående komponentexemplen B-2 till B-6 i tabell l kan framställas enligt metoder som motsvarar de som ovan beskrivits för B-l eller medelst alternativa förfaranden, som är kända inom tekniken.

EXEMPEL B-7 En blandning av 840 delar destillerad naftensyra, 176 delar 2-etylhexansyra, 512 delar mineralterpentin, 48 delar Carbitol (en dietylenglykoleter, som är kom- mersiellt tillgång från Union Carbide Corp.), 4,8 delar ättiksyra, 1,6 delar vatten och 10,9 delar av ett anti- skumedel, satsades i en reaktor och blandningen upp- hettades under omröring till en temperatur av ca 65°C.

Blandningen genombubblades med koldioxid och 214,4 delar zinkoxid sattes till blandningen, som sedan upphettades till en temperatur av ca l0S°C. Reaktionen fortsattes vid denna temperatur medan periodiska kontroller gjordes med avseende på procentandelen zink, syratalet och pro- centandelen vatten. Om så var nödvändigt justerades syratalet till minus 33 till minus 38 för 10 % zink.

Om vattenhalten var över 0,4 % dehydratiserades bland- ningen.

Omkring 100 delar filterhjälpmedel tillsattes under omröring till blandningen, som sedan filtrerades. Filtra- tet var en klar vätska, som justerades till en zinkhalt av lfl % med användning av mineralterpentin.

Karboxylatmetallsalter av den typ som beskrivits ovan är kommersiellt tillgängliga, såsom från Mooney Chemicals, Inc., Cleveland, Ohio, 44113 under de allmänna 459 647 10 15 20 25 30 35 10 varubenämningarna TEN-CEM, CEM-ALL, NAP-ALL, HEX-CEM, LIN-ALL och.NEO-NAP. Dessa mineralterpentinlösningar kan anpassas för användning vid framställning av vatten- haltiga system i enlighet med föreliggande uppfinning genom att justera mineralterpenhalten (i allmänhet reduceras mängden mineralterpentin) och blanda mineral- ~térpentinlösningarna med vatten och ytaktiva medel, såsom beskrivs nedan.

Vattendispergerbara lösningar/dispersioner av metall- salter är också tillgängliga från Mooney Chemicals, Inc., under varumärket HYDRO-NAF. Metallhalten hos dessa sal- ter varierar också från ca 4 % till ca 10 %, men dessa lösningar/dispersioner innehåller redan de önskade yt- aktiva medlen och kan lätt blandas med vatten till bild- ning av de önskade vattenhaltiga systemen. Blandningar av karboxylsyrasalter, såsom de som beskrivits i tabell l, framställs lätt och används i enlighet med uppfinningen.

Sá t ex framställs en blandning i enlighet med uppfin- ningen fràn lika delar av komponenterna B-l och B-6, vilket resulterar i en blandning, som innehåller 8 % koppar och Q % zink, En blandning av 2 delar av komponent B-l med l del av komponent B-6 innehåller 10,7 % koppar och 3,3 % zink.

Exempel på andra neutrala och basiska salter inbe- griper blynaftenat, blyneodekanoat, bly-2-etylhexoat, blytallat, zinktallat, krom-2-etylheàoat, kromtallat, kromoleat, antimonoktoat, antimonoleat, järnnaftenat, järntallat, fenylkvicksilveroleat, kvicksilverdioleat, osv.

Förutom de ovan beskrivna metallsalterna och tválarna innehåller de vattenhaltiga system som utnyttjas vid förfarandet enligt uppfinningen också minst ett ytaktivt medel. Företrädesvis är de ytaktiva medlen anjoniska eller nonjoniska ytaktiva medel. Många sådana ytaktiva medel är kända inom tekniken. Se t ex McCutcheons's "Detergents and Emulsifiers“, 1979, North American Edition, utgiven av McCutcheon's Division, MC Publishing 10 15 20 25 30 35 459 647 ll Corporation, Glen Rock, New Jersey, USA, särskilt sid 15-20, vartill härmed hänvisas.

I allmänhet är de nonjoniska ytaktiva medlen, såsom de som innehåller eterlänkar, särskilt användbara. Exem- pel på dylika eterinnehållande ytaktiva medel är de I med den allmänna formeln nl - o - Hcazynflxfl där Rl är en aryl- eller alkylgrupp, som innehåller från ca 6 till 20 kolatomer, n är 2 eller 3 och x är ett heltal mellan 2 och 100. Sådana ytaktiva medel framställs 1 allmänhet genom att behandla fettalkoholer eller alkylsubstituerade fenoler med överskott av etylen- oxid eller propylenoxid. Alkylkolkedjan kan innehålla ca l4-24 kolatomer och kan vara härledd från en lång- kedjig fettalkohol, såsom oleylalkohol eller stearyl- alkohol.

Nonjoniska polyoxietylenföreningar av denna typ beskrivs 1 US patentskriften 3 855 085. Såflana poly- oxietylenföreningar finns kommersiellt tillgängliga under den allmänna handelsbenämniningen "Surfynol" från Air Products and Chemicals, Incl, Allentown, Pennsyl- vania, och under benämningen 'Pluronic" eller "Tetroníc" från BASF Wyandotte Corp., Wyandotte, Michigan. Exempel på särskilda polyoxietylenkondensationsprodukter inbe- griper “Surfynol 465", som är en produkt, vilken erhålles genom att reagera ca 10 moler etylenoxid med l mol tetrametyldecyndiol. "Surfynol 485" är den produkt som erhålles genom att reagera 30 moler etylenoxid med tetrametyldecyndiol. "Pluronic L 35" är en produkt som erhålles genom att reagera 22 moler etylenoxid med poly- propylenglykol, som erhållits genom kondensation av 16 moler propylenoxid. Atlox 1045A från ICI America, Inc., som är en polyoxialkylensorbitololeat-lauratbland- ning är också användbar.

Inom tekniken kända ytaktiva medel av amintyp, làngkedjig fettamintyp, làngkedjig fettsyratyp, alkanol- amintyp, diamintyp, amidtyp, alkanolamidtyp och poly- 459 647 10 15 _20 25 30 35 12 glykoltyp är också användbara. En typ som befunnits särskilt användbar är den grupp som erhålles genom tillsättning av en blandning av propylenoxid och etylen- oxid till diaminer. Mera speciellt är föreningar, som bildas genom addition av propylenoxid till etylendiamin' följt av addition av etylenoxid, användbara och finns tillgängliga kommersiellt från BASF Wyandotte Inc.

Chemical Group under den allmänna varubenämningen 'Tetronic'.

Vätmedel av Carbowax-typ, som är polyetylenglykoler med olika molekylvikter, har hefunnits ge goda resultat.

Exempelvis har Carbowax No 1000 ett molekylviktsomràde från ca 950 till 1050 och innehåller från 20 till 24 etoxienheter per molekyl. Carbowax No. 4000 har ett molekylviktsomràde från ca 3000 till 3700 och innehåller från 68 till 85 etoxienheter per molekyl. Andra kända nonjoniska glykolderivat, såsom polyalkylenglykoletrar och metokipolyetylenglykoler, som finns kommersiellt tillgängliga, kan utnyttjas som ytaktiva medel i kompo- sitionerna enligt uppfinningen.

Anjoniska ytaktiva medel är också användbara i de vattenhaltiga systemen enligt uppfinningen. Bland de användbara anjoniska ytaktiva medlen finns de väl- kända metallkarboxylattvàlarna, organosulfater, sulfo- nater, sulfokarboxylsyror och deras salter, samt fos- fater. Olika anjoniska ytaktiva medel är komersiellt lättillgängliga och ytterligare information om anjoniska ytaktiva medel áterfinnes i texten “Anionic Surfactants" del II och III, sammanställd av W.M. Linfield, publicerad av Marcel Dekker, Inc., New York, 1976. Exempel på anjo- niska ytaktiva medel, som är tillgängliga från ICI Ame- rica, Inc., inbegriper Atlas G-2205, som är ett aroma- tiskt fosfat, och Atlas G-3300, som är ett alkylaryl- sulfonat. Exempel på anjoniska ytaktiva medel, som är tillgängliga från Rohm and Haas Company, inbegriper Triton 770, som är ett natriumsalt av ett alkylarylpoly- etersulfat, Triton GR-SM, som är ett dioktylnatriumsulfo s! 10 15 20 25 30 35 , 459 647 13 succinat, Triton K-55, som är ett kaliumsalt av ett ytaktivt fosfat, Triton W-30 och Triton X-200, som är natriumsalter av alkylarylpolyetersulfonater, osv.

Blandningar av de nonjoniska och anjoniska ytaktiva medlen kan och är allmänt utnyttjade i de vattenhaltiga' systemen enligt föreliggande uppfinning. Mängden yt- aktivt medel, som finns i den vattenhaltiga blandningen, kan variera inom ett stort området, men är i allmänhet från 0,25 % till ca 7,5 % och mera föredraget mellan 1 % och S %.

De vattenhaltiga systemen enligt föreliggande upp- finning innehàller i allmänhet minst ca 67 % vatten och mindre än ca 20 % kolvätelösningsmedel. Företrädesvis upprättnàlles mängden kolvätelösningsmedel som finns i den vattenhaltiga blandningen vid ett minimum och är i allmänhet mindre än ca 15 % av det vattenhaltiga syste- met. De vattenhaltiga systemens metallhalt kan variera från ca 0,2 till ca 10 vikt%.

De vattenhaltiga systemen enligt föreliggande upp- finning kan framställas genom att blanda metallsaltet och de ytaktiva medlen med tillräckligt med vatten för. att ástadkoma de önskade halterna av beståndsdelarna.

Alternativt och mera föredraget framställs de vatten- haltiga systemen från vattendispergerbara additivkoncen- trat, som innehåller det önskade metallsaltet, ett eller flera ytaktiva medel och ett kolvätelösningsmedel. Såsom nämnts ovan, finns dylika additivkoncentrat kommersiellt tillgängliga, t ex från Mooney Chemicals, Inc. under den allmänna varubenämningen HYDRO-NAP. Dessutom kan sådana vattendispergerbara additivkoncentrat framställas från kommersiellt tillgängliga lösningar av metallsalter och mineralterpentin och genom att blanda mineralterpen- tinlösningarna med de önskade ytaktiva medlen med eller utan ytterligare kolvätelösningsmedel, såsom mineraloljor.

Ett vattendispergerhart additivkoncentrat kan exempelvis framställas från metallsaltlösningarna i mineralterpen- tin, såsom belysts ovan som exempel B-1 till B17, genom 459 647 10 15 20 25 30 35 14 att noga blanda mineralterpentinlösningarna med mineral- à olja och ytaktiva medel. Ett specifikt exempel på ett sådant förfarande är blandning av 800 delar av produkten enligt exempel B-7 med 100 delar mineralolja, 75 delar W Atlas G-3300 och 25 delar Atlox-l045A. Motsvarande vatten- dispergerbara additivkoncentrat kan framställas från kompositioner identifierade som B-1 till B-7 med använd- ning av samma eller andra ytaktiva medel.

De vattendispergerbara additivkoncentraten av de ovan beskrivna typerna kan omvandlas till de vattenhal- tiga system som utnyttjas vid uppfinningen genom utspäd- ning med vatten. Denna utspädning ästadkommes vanligen genom standardblandningsförfaranden. Det erbjuder ett bekvämt förfarande, eftersom additivkoncentratet kan skeppas till användningsstället innan vattnet tillsätts, varigenom skeppningskostnaden minskas.

De vattenhaltiga systemen enligt föreliggande upp- finning kan också innehålla andra tillsatsmedel, som förlänar det behandlade träet önskvärda egenskaper.

Sá kan t ex de vattenhaltiga systemen enligt uppfinningen innehålla (v) flamhämande kompositioner, (vi) färg- givande medel, (vii) insekticider och (viii) doftämnen.

I allmänhet kan dessa tillsatsmedel införlivas i de vattenhaltiga systemen enligt uppfinningen i den dispersa fasen eller lösta i vattnet. Mängden av sådana tillsats- medel som införlivas i de vattenhaltiga systemen enligt uppfinningen kan variera inom ett ganska vidsträckt omrâde, fastän mängder av från ca 0,5 till ca 5 % av dessa kompositioner i allmänhet är tillfredsställande.

Oorganiska flamhämmande kompositioner är särskilt användbara i de vattenhaltiga systemen enligt uppfin- ningen. Exempel pà oorganiska material inbegriper di- ammoniumfosfat, monoammoniumfosfat, ammoniumklorid, ammoniumsulfat, borax och zinkklorid. Exempel på orga- niska flamhämmande medel inbegriper ett antal halogene- rade föreningar och organofosforföreningar, som antingen kan vara dispergerade i de vattenhaltiga systemen, såsom 10 15 20 25 30 35 459 647 15 nämnts ovan, eller göras lösliga genom att bilda vatten- lösliga salter eller lösningar av de flamhämmande medlen vilka sedan kan blandas med de vattendispergerbara addi- tivkoncentraten eller de vattenhaltiga systemen enligt uppfinningen. Så t ex kan ammoniumsalter av organofosfor- föreningar utnyttjas i de vattenhaltiga systemen enligt uppfinningen. Exempel inbegriper i synnerhet ammonium- salter av bis-dibromopropylfosfat, dietylfosfat, bis- (beta-kloroetyl)fosfat, bis(1,3-dikloropropyl)fosfat, osv. Andra vattenlösliga organiska brandhämmande medel inbegriper alifatiska karboxylsyror, som innehåller mer än 50 % organiskt bundet brom, alkylsulfamater, ammoniumalkylfosfater, antimontriklorid med tertiära aminer, såsom etanolaminer, karbamid med ammoniumfosfat och karbamid med sulfaminsyra.

Fastän de olika typerna av rätt trä som kan be- handlas i enlighet med sättet för föreliggande uppfin- ning, i allmänhet har tillfredsställande utseende för de flesta ändamål, kan utseendet modifieras om så önskas genom att förläna olika färgeffekter. Föreliggande upp- finning inbegriper införlivning i det vattenhaltiga systemen av färggivande medel, som antingen är lösliga eller dispergerbara i de vattenhaltiga systemen enligt uppfinningen. Vilka som helst av de kända oljelösliga, vattenlösliga eller vattendispergerbara färggivande medlen kan användas. Dessa medel blandas antingen med de vattendispergerbara additivkoncentraten av metall- salter som beskrivits ovan, eller de vattenhaltiga systemen, och när träet nedsänks i de vattenhaltiga systemen enligt uppfinningen som innehåller färggivande medel, intrânger de färggivande medlen i träet varvid metallsalterna ger önskvärda färgeffekter, som i många fall understryker träets ådring. Exempel på färggivande medel som kan användas beroende på det önskade resul- tatet, inbegriper: Bruco Creosote Brown RGY, som är tillgängligt från Bruce Chemical Co., Iron Cem-All, som är tillgängligt från Mooney Chemical Inc., och 459 647, 10 15 20 25 30 35 ~ Dow Chemical och Ficam 76 WP, -genom penselstrykning, sprutning, 16 Pylaklor Red Brown LX-6249, Pylam Dye Co.

Insekticider kan också införlivas i de vattenhaltiga systemen enligt uppfinningen, och det föredrages att insekticiden antingen är löslig i olja, vatten eller lätt dispergerbar i vatten. Exempel på sådana insekti- cider inbegriper Dursban TC, som är tillgängligt från som är tillgängligt från som är tillgängligt från BFC Chemicals Inc.

Doftämnen kan införlivas i de vattenhaltiga systemen enligt uppfinningen och ett föredraget doftämne är tall- olja. Andra vattenlösliga eller dispergerbara föreningar, som har önskad doft, kan införlivas i de vattenhaltiga systemen.

Förfarandet enligt uppfinningen inbegriper att det råa träet bringas i kontakt med de vattenhaltiga systemen under en tillräcklig tid för att möjliggöra att önskad metallsaltmängd intränger i träet. Kontakt mellan träet och det vattenhaltiga systemet kan åstadkommas målning, nedsänkning, osv. Ett av de överraskande dragen och fördelarna hos föreliggande uppfinning är att utmärkta resultat har erhållits när det råa träet nedsänks i vattenhaltiga system, som innehåller så lite som 2 % metall under så kort tid som 5-10 min. Dessutom avslöjar efterföl- jande analys av det råa trä som behandlats i enlighet med detta förfarande, en utmärkt metallsaltupptagning med utomordentligt god inträngning av metallsaltet i träet. vid ett sätt enligt föreliggande uppfinning kan det vattenhaltiga system, vari det råa träet nedsänks, hållas vid en temperatur av från ca 5 till ca 9S°C vid atmosfärstryck. Sättet enligt uppfinningen kan emeller- tid utföras och utföres även företrädesvis vid omgiv- ningstemperatur, varigenom man eliminerar behovet av utrustning eller material för upphettning eller kylning av de vattenhaltiga systemen. I vissa fall kan det vara 10 15 20 25 30 35 459 647 17 fördelaktigt att upphetta de vattenhaltiga systemen till förhöjd temperatur för att öka inträngningshastig- heten.

Såsom nämnts ovan, avlägsnas träet fràn kontakt med det vattenhaltiga systemet efter det att råa träet' har bringats i kontakt med de vattenhaltiga systemen enligt uppfinningen under önskad tidsperiod. Det sålunda behandlade råa träet är klart för skeppning, fastän det kan vara önskvärt i vissa fall att låta träet torka* åtminstone delvis före skeppningen.

Det är överraskande att önskvärda resultat kan erhållas med så korta kontakttider mellan träet och de vattenhaltiga systemen. Det förmodas att de vatten- haltiga system som används vid uppfinningen, avsätter önskad materialmängd pà och i de yttre skikten av träet under den korta kontakten för att åstadkomma de önskade resultaten fastän metallsalterna och övriga tillsats- medel inte har avslutat inträngnihgsprocessen i träet.

Efter det att de behandlade stockarna har avlägsnats från det vattenhaltiga systemet fortsätter salterna och övriga tillsatsmedel att intränga i träet medan träet lagras eller transporteras. Uppfinningen åstadkom- mer följaktligen ett förfarande för behandling av trä, vilket inte bara använder billig utrustning (såsom en stor öppen tank), utan vid vilket det trä som skall behandlas befinner sig i utrustningen under kort tid.

Sättet enligt uppfinningen kan också utföras på trä, som är inrymt i ett slutet kärl under vakuum eller tryck, eller en kombination därav. Användningen av tryck för att förbättra inträngningen av olika kemikalier i alla typer av trä är välkänd inom tekniken. Vid denna teknik placeras det råa träet i en kammare, som tillsluts och evakueras i en reglerad cykel, som är relaterad till och bestämd med hänsyn till träslaget. I allmänhet vari- erar evakueringsperioden frán ca 15 min till 1 h och trycket i den tillslutna kammaren bringas till en nivå av ca 5 cm Hg eller mindre. Ändamålet med detta steg 459 647 10 15 20 25 30 35 1 l8 är att avlägsna luft och flyktiga ämnen från träet. å De utspädda vattenhaltiga systemen enligt uppfinningen . införes sedan i den tillslutna behållaren och mängden komposition bör vara tillräcklig för att fullständigt nedsänka träet; Trycksättningen av kärlet initieras sedan och trycket hàlles vid en önskad nivå under en given tidsperiod. Ursprungligen sjunker trycket i kärlet när det vattenhaltiga systemet i behållaren intränger i kärlet. Trycket kan höjas för att upprätthålla en önskad nivå under behandlingens inträngningsperiod.

Stabilisering av trycket i kârlet är en indikation på att det inte längre sker någon inträngning av vätska i träet. Vid denna punkt kan trycket frigöras, kärlet tömas och träet uttagas. y Detaljerna beträffande tryckförfarandet, inbegripet tryckområden, koncentration av vattenhaltig komposition och kretsloppet av vakuum och tryck med avseende på särskilda träslag kan lätt bestämmas av fackmannen på området från de exempel som följer och också genom att följa förfarandet enligt uppfinningen för det särskilda trâslaget medan man varierar processparametrarna för att åstadkomma optimala resultat. Så t ex kan de tryck som används vid den ovan beskrivna tryckmetoden vara sa höga som zosa kva (zoo psig) och är 1 allmanneš från ca 345-1724 kPa (50-250 psig).

Förfarandet enligt uppfinningen kan utföras på ett stort antal olika typer av trä. Den faktiska kontakt- tiden mellan det råa träet och de vattenhaltiga systemen enligt uppfinningen varierar beroende på mängden av metallsalt som skall införas i träet och inträngnings- svårigheten i de olika trätyperna. Exempel på träslag, som kan behandlas i enlighet med förfarandet enligt uppfinningen, inbegriper Western Red Cedar, Douglasgran, gran, sockerlönn, ask, valnöt, körsbär, vit tall, röd tall, björk, röd ek, alm, hickory och lind. Rätt trä definieras allmänt inom industrin såsom trä innehållande 30 vikt% eller mer vatten, baserat på absolut torr ved. 10 15 20 25 30 35 459 64.7 19 Följande är ett specifikt exempel på förfarandet enligt uppfinningen utfört vid atmosfärstryck i en öppen tank.

EXEMPEL A Stockar (avbarkade) nedsänktes i ett vattenhaltigt system, som framställts genom att utspäda Zinc Hydro-Nap (varumärke), som kan erhållas från Mooney Chemicals, Inc., och som innehåller 8 % zink som zinknaftenat, med vatten och omröra för att åstadkomma ett vattenhaltigt system innehållande ca 2,67 % zink. Det vattenhaltiga systemet hölls vid omgivningstemperatur och trästockarna nedsänk- tes i det vattenhaltiga systemet under ca 6 min. Stoc- karna uttogs sedan från det vattenhaltiga systemet och fick dropptorka. Undersökning av stockarna som behandlats i enlighet med detta förfarande, visade god zinkupptag- ning och -kvarhållning. Efterföljande undersökning av stockarna, som behandlats i enlighet med detta förfaran- de, visade dessutom utmärkt inträngning av zinksaltet i stockarna, och det fanns ingen nämnvärd förändring i träets ursprungliga dimensioner och yttextur. De metallsalter som hade inträngt i trästockarna, uppvisade motståndskraft mot utlakning med vatten.

Följande är särskilda exempel på förfarandet enligt uppfinningen utfört vid förhöjt tryck i ett slutet_kärl.

EXEMPEL B Stockar av rå norgetall tryckbehandlades med ett vattenhaltigt system, som framställts genom att utspäda Zinc Hydro-Nap (Mooney Chemicals), som innehöll 8 % zink som zinknaftenat, med tillräckligt med vatten för att åstadkomma ett vattenhaltigt system innehållande ca 0,57 % zink. Stockarna nedsänktes i systemet i ett slutet tryckkärl. Tryckbehandlingen utfördes vid ett maximumtryck av 1860 kPa (270 psig) under en total tryck- sättningstid av ca l h. Stockarna uttogs sedan från - kärlet och fick dropptorka. Stockarna, som behandlats på detta sätt innehöll zink, som uppvisade goda kvar- hållningsegenskaper. f. TW 459 647 20 EXEMPEL C Förfarandet enligt exempel B upprepades, utom att det utspädda vattenhaltiga systemet innehöll 0,39 % zink sam zinknaftenat och att maximumtrycket var 2068 kPa (300 psig) under en behandlingsperiod av ca 2 h. Stockarnas viktökning efter behandling var ca 38 %.

Claims (3)

10 15 20 459 647 21 PATENTKRAV

1. Sätt att impregnera rått trä med metallsalter, k ä n n e t e c k n a t därav, (a) att det råa träet bringas i kontakt med ett vattenhaltigt system, som inbegriper (i) vatten, (ii) minst ett oljelösligt metallsalt av en organisk karboxylsyra, (iii) minst ett anjoniskt eller non-joniskt ytaktivt medel eller blandningar därav, (iv) mindre än 20% av ett kolvätelösningsmedely och dessutom eventuellt åtminstone en tillsats ur den grupp som utgörs av ett flamhämmande medel, ett färggivande medel och en insekticid, under en tidsperiod, som är tillräcklig för att medge att metallsaltet intränger i träet, och (b) att träet avlägsnas från kontakt med det vatten- haltiga systemet.

2. Sätt enligt kravet l, därav, att metallhalten i den vattenhaltiga blandningen är ca 0,2-10 vikt%.

3. Sätt enligt kravet 1, därav, att det ràa träet nedsänks i ett vattenhaltigt k ä n n e t e c k n a t k ä n n e t e c k n a t system, som hålls vid en temperatur av ca 5-95°C.