SE466094B - Medel foer konservering av trae och andra organiska fiberprodukter - Google Patents

Description

2466 U94 2 Procenthalt Cu eller Zn Kvarvarande mängd Cu eller Zn i kopparsulfat resp. efter lakning i procent av zinkkloridlösning ursprunglig mängd Cu Zn Cu Zn , 58 45 0,2 49 33 0,3 42 27 0,4 36 24 0,5 32 19 0,7 27 l4 1,0 21 10 , 19 9 Metallhalten 0,1 (0,2, 0,3 etc) procent i tabellen motsvaras av 0,393 procent CuSO4 ° 5 aq (= 0,1 procent Cu) eller, när det gäller zink, av 0,208 procent ZnCl2 (= O,l procent Zn) etc.

Ersättes dessa sulfater och klorider av koppar eller zinkacetat uppnås en förbättrad fixering. För låga halter är fixeringen närmast fullständig, dock hela tiden något bättre för koppar än för zink. För kopparacetat- lösningar hållande 0,3 procent koppar eller mer fixeras vanligen dubbelt så mycket koppar som för kopparsulfat.

Efter impregnering med en acetatlösning som håller 0,3 procent koppar fixeras på kort tid koppar till 85 procent, håller lösningen 0,6 procent koppar fixeras 64 procent och vid l,0 procents lösning uppnås 48 procents fixering. Vid användning av zinkacetat i stället för zinkklorid erhålles för zink en motsvarande avsevärt förbättrad fixering.

Såsom ovan framgår fixeras zinkföreningar ej till samma grad som kopparföreningar. Vid låga halter erhålles för zink värden som ligga nära de resultat som uppnås för koppar. I övrigt fixeras zinkföreningarna som regel blott hälften så bra som kopparföreningarna. 466 094 Intressant är vidare att konstatera att den mängd zink som virket kan fixera är nära konstant inom ett stort område. Av ovanstående lakningsresultat för zinkklorid framgår att kvarvarande mängd zink i virket efter lakning ökar med ökad tillförd mängd zinkklorid upp till zinkhalter på 0,3 ä 0,4 procent. Därefter avtar fixeringsgraden med ökad koncentration i ungefär samma grad son koncentrationen ökar. Inom området blir kvarvarande mängd zink efter lakning praktiskt taget konstant och föga beroende av den mängd som tillförts. Om lösningen håller 0,3 procent zink så fixeras 27 procent av denna enligt tabellen ovan. Som ett relativt mått på kvarvarande mängd zink efter lakning kan anges siffran 0,081 (27% av 0,3 = 0,081). Om lösningens zinkhalt är 0,4 procent fixeras 24 procent vilket ger jämförelsesiffran 0,096, tillföres l,2 procent zink fixeras 9 procent och man får siffran 0,108. Om impregneringslösningen: zinkhalt fyrdubblasi- ökas med 400 procent - från 0,3 till 1,2 procent så ökar i virket kvarvarande skyddande mängd zink endast från 0,081 till 0,108 - dvs med 33 procent.

Tredubblas zinkhalten - ökas med.300 procent - från 0,4 till 1,2 procent ökar fixerad mängd zink endast från 0,096 till 0,108 - dvs med 12 procent. Härav följer att det knappast är befogat använda zinkkloridlösningar hållande över (0,3 ä) 0,4 procent zink. Zinkens fixering ökar avse- värt om acetat användes i stället för klorid men å andra sidan minskar zinkacetatets fixering något då det användes ? såsom avsikten är - i kombination med höga halter koppar- acetat.

Ovan har mängden medel per mängd trä angivits i form av en koncentration på en lösning som införts i virket genom en fullcellimpregnering. Att vid försöken använda fullcellimpregnering är vanligt och ändamålsenligt då man härigenom får jämn fördelning av medlet i virket vilket man knappast får vid arbete med starkare lösningar och metoder som ge virket mindre mängder lösning- 466 094 Fixeringen av här beskrivna medel har ett nära samband med mängden tillfört medel per viktmängd trä. Låga halter medel fixeras bättre än högre. Detta är en fördel framför motsatsen som är vanlig för en del negativa skydds- radikaler.

Skulle vissa virkesdelar tillföras så hög halt att en del medel kvarstår ofixerat kan överskottet diffundera till och fixeras i det virke som vid impregneringen fått lägre halt. Detta förhållande är regel ty vid praktisk impregnering får de yttre delarna alltid högre halt än de inre. Medlets egenskaper bidrager till att överföra medel från den virkesdel som fått mer medel till den del som fått mindre mängd vilken del i regel är mest utsatt för angrepp.

Härigenom erhålles sålunda en jämnare fördelning av konserve- ringsämnena och ett effektivare skydd av virket.

Vidare tillkommer att acetaten på sikt har tendens till sönderfall i veden med påföljande avgång av ättiksyra och fortgående börbättrad fixering.

Kopparsalter ger ett enastående rötskydd. Tyvärr finns det enstaka mot koppar resistenta svampar som kan orsaka snabb nedbrytning av virke och ge oberäkneliga och besvärande skador. Detta är välkända förhållanden, de framgår av prov med svampar, fältförsök och praktiska erfarenhet.

I Wood Preservation 1978 av Richardson, sid l33, heter det "The main problem with all copper preservatives has been that some fungi are resistant to them ...". Mer detaljerade uppgifter i dessa frågor framförde exempelvis i "Wood Preservation during the last 50 years" samt i "Holzkonservierung".

Zink har som tidigare antytts lägre skyddseffekt än koppar. Det är svårt ange ett relationstal då detta 466 094 varierar med arten av angrepp. Man torde allmänt kunna säga att koppar har åtminstone fyra gånger så hög skydds- verkan som zink. Zinkens skyddsverkan är mer allsidig. I de speciella fall då enbart koppar har låg verkan ger zinken i kombination med koppar ett utmärkt kompletterande skydd, här tillkommer även en synergistisk effekt. Med hänsyn till zinkföreningars lägre allmänna effekt och lägre fixerings- grad bör de endast användas i begränsad mängd för att komplettera kopparns effekt.

Av laboratorieundersökningar - "agar“ prov och liknande - framgår att medlets effekt gentemot koppar- resistenta svampar synes vara tillräcklig därest zink- acetatet uppgår till 10 ä l5 procent av totala halten acetat i medlet. I dessa undersökningar har ingen urlakning före- kommit. Tager man hänsyn till urlakningen och att denna är större för zinkacetat än för kopparacetat bör zinkhalten höjas härutöver - 25 procent är lämpligt -, det finns ingen anledning att höja den över 50 ä 55 procent. Fältförsök har bekräftat detta, för ett omfattande sådant redogöres nedan.

Härav framgår att för erhållande av bästa resultat bör sålunda halten kopparacetat vara hög och bör halten zinkacetat begränsas. Skarpa gränser kan ej anges. Halten kopparacetat bör ligga över 45 ä 50 procent, helst över 60 procent och allra helst synes den böra ligga vid cirka 75 procent av totala halten metallacetat. Halten koppar- acetat bör icke överstiga 85 ä 90 procent ty i sådant fall blir effekten från zinkföreningen alltför låg.

Tidigare medel hållande koppar- och zinksalter har baserats på en större mängd zink och en mindre mängd koppar. I USA finns ett välkänt medel, chromated copperized zinc chloride, där de verksamma ämnena zinkklorid och kopparklorid ingår i de ungefärliga proportionerna 10 till l.

I mitt åberopade patent anges också blandningar av zink- och kopparsalter varvid likaledes förutsättes att zinksaltet *4ee 094 skall ingå i övervägande mängd. I det exempel som anges föreligger zinksaltet i fem gånger så hög halt som koppar- saltet.

Vidare kan borsyra (H3BO3) ingå i medlet. Den kan påskynda spaltningen av acetaten och gynna fixeringen av metallradikalen. Vidare bidrager borsyran till att skydda virket mot mögel och blånad under torkningen efter impregne- ringen. Även om bor har hög skyddseffekt finns ej skäl använda högre halt vilket tidigare ofta förekommit. Borsyran fixeras ej effektivt. Den urlakas snabbt i början men sedan allt långsammare. Vidare kan eh hög halt borsyra minska lakningsresistensen hos metallradikalerna. Halten borsyra bör begränsas till 5 ä 10 procent av metallacetatens vikt.

En avgörande fördel med beskrivna acetatmedel är att korrosionen mot järn kan hållas under kontroll. Ju renare kemikalier, låg klorhalt etc. ju mindre är korrosionsverkan.

Minskad korrosion erhålles också om lösningarna icke är alltför sura. Med smärre mängder ammoniak eller ammonium salter, alkali eller alkali salter kan detta regleras.

Tillsatser av en eller några hundradels procent alkalinitrit i lösningen är effektivt. God effekt har också tillsats av nâgra hundradels procent alkali- eller ammoniumacetat.

Dessa tillsatser kan som regel begränsas till högst 0,1 procent av lösningens vikt.

Innan ett avgörande fältförsök beskrives må fram- hållas att kopparacetatet provats under en lång följd av år.

God genomsnittlig varaktighet på virket har erhållits men har enstaka rötskador inträffat vilka icke kunna tolereras.

Att kopparmedlen verka på detta sätt har tidigare berörts liksom att förhållandet är välkänt.

En annan omständighet bör också beröras. Vid ett åttaårigt fältförsök på tre fält provades tre olika medel (lösningar) hållande koppar, en lösning höll 0,3 procent koppar som enda skyddsämne, en andra höll 0,3 koppar och 0,l5 borsyra, den tredje höll 0,3 koppar och 0,30 borsyra. 466 094 Den genomsnittliga rötindexen (termen rötindex förklaras nedan) för de tre medlen på de tre fälten var 25,7 25,8 och 28,3. Det är härav uppenbart att borsyran - beroende på urlakning - icke haft någon egentlig effekt.

Det beskrivna medlet har undersökts i omfattande fältförsök. Ett är av särskilt intresse. Det startades 1981, genomföres i opartisk regi efter standardiserade normer.

Medlet har sammansättningen: Kopparacetat, CuAc2° aq 73 viktprocent Zinkacetat, ZnAc2-2aq 23 Borsyra, HBBO3 4 Med lösningar hållande 0,7, 0,9, 1,3, 1,8 och 2,6 procent av detta medel fullcellimpregnerades furu- stavar av splintved med exakta dimensioner. Av varje koncentra- tion impregnerades 20 stavar vilka efter lagring/torkning nedgrävdes till halva sin längd på fälten. Som jämförelse utsattes stavar impregnerade med 1,8 procent av medlet K33 baserat på koppar-, krom- och arsenikföreningar (se mitt svenska patent 139.177). Medlet K33 användes i ett 60-tal länder och anses vara det mest effektiva som finns att tillgå. Givetvis utplacerades också obehandlade (oimpregnerade) stavar som jämförelse. Varje år inspekteras alla stavar och registreras deras grad av uppkommen röta. För varje serie uträknas därefter ett genomsnitt av röttillstândet som anges i form av ett rötindex. Finns ingen enda skada på någon stav i serien är seriens rötindex 0, är alla stavar i serien helt rötade i jordbandet är rötindex 100.

Försöket genomföres på tvenne provfält, ett - Simlångdalen - med extrem rötintensitet, ett andra - Tåstrup i Danmark - med mer normala förhållanden. '4e6 094 Vid inspektion efter 5 år hade de stavar som impregnerats med här beskrivet medel - betecknat CZB - följande rötindex.

Medel Lösningens Rötindex koncentration Simlångdalen Tåstrup CZB 0,7 39 8 0,9 34 5 1,3 13 0 , O 2, 0 K33 1,8 6 5 Obehandlade 100 100 stavar De obehandlade stavarna hade i Simlångdalen en varaktighet på l år, i Tåstrup 2,9 år.

Av tabellen framgår att i Simlângdalen har en halt mellan 1,3 och 1,8 procent av CZB gett samma skydd som l,8 procent K33. I Tåstrup har 0,9 procent CZB gett samma skydd som l,8 procent K33. Saltet CZB har sålunda en avsevärt högre effekt än K33.

För att visa att medlets ingredienser och deras proportioner har avgörande betydelse för medlets effekt kan förutom vad ovan sagts om koppar, zink och bor som jämförande exempel anges ett medel, betecknat ZB, hållande zinkacetat och en mindre mängd borsyra. Det ingår i samma försök som medlet CZB. Följande resultat erhölls vid 5 års inspektionen. 466 094 9 Medel Lösningens Rötindex koncentration Simlångdalen Tåstrup ZB l,l 89 90 1,6 79 95 2,2 78 73 3,1 36 53 4,4 19 45 Skyddseffekten hos CZB medlet är sålunda högre än för ZB. Tabellerna visar att vid Simlångdalen ger 0,7-0,9 procent CZB samma skydd som 3,l procent ZB och att vid Tåstrup ger 0,7 procent CZB långt bättre effekt än 4,4 procent ZB. Härav framgår att CZB har flerdubbelt så hög effekt som ZB. Detta stämmer med tidigare uppgift om att zinken har fyra gånger lägre effekt än koppar och att denna effekt reduceras ytterligare genom urlakning.

Det erhållna resultatet är enastående. K33 ut- arbetades för snart 40 år sedan och har sedan dess varit oöverträffat. Nu har ett medel - CZB - vid långvariga fält- försök visat högre effekt, det kan sålunda användas i lägre halt. Till detta kommer den ännu viktigare miljösynpunkten, medlet innehåller till skillnad från K33 varken krom eller arsenik. Sedan länge har man sökt utveckla ett sådant medel men hittills har krom och arsenikfria medel vid avgörande fältförsök och i praktiken haft lägre effekt.

Medlet användes i vattenlösning vanligen i de halter som anges i ovan relaterade försök dvs l ä 2 procent.

Här avses då vanlig fullcell impregnering av svensk fur då virket som regel tillföres 300 liter lösning per kubikmeter.

För impregnering av virke avsett att användas i exempelvis havsvatten där skeppsmask förekommer används som regel 3 ä 4 procentig lösning. Vid Lowry-förfarandet tillföres virket vanligen hälften av den lösningsmängd som då fullcell- impregnering tillämpas. Då får sålunda lösningens styrka höjas till 2 ä 4 procent för att virket skall erhålla avsedd mängd medel.

Claims (6)

'46e 094 10 K R A V

1. Medel för konservering av trä och andra organiska fiberprodukter innehållande koppar och zinkacetat, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att halten koppar- acetat uppgår till minst 45 ä 50 procent av sammanlagd mängd koppar och zinkacetat.

2. Medel enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att halten kopparacetat uppgår till minst 60 procent.

3. Medel enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att halten kopparacetat företrädesvis uppgår till omkring 75 procent.

4. Medel enligt krav l, k ä n n e t e c k n att d ä r a v , att halten kopparacetat begränsas till högst 85 ä 90 procent.

5. Medel enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att borsyra (H3BO3) ingår i medlet till högst lO procent företrädesvis omkring 5 procent räknat på totala mängden koppar och zinkacetat.

6. Medel enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att alkali eller ammonium-nitrit eller acetat användes i halter som sammanlagt vanligen högst uppgår till 0,1 procent-av lösningens vikt i avsikt undvika korrosion.