SK4412002A3

SK4412002A3 - Linseed oil and method for preparation thereof

Info

Publication number: SK4412002A3
Application number: SK441-2002A
Authority: SK
Inventors: Mikkel Selder
Original assignee: Jarlasa Fargindustrier Ab
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2002-10-08
Also published as: NO20021636D0; RU2228642C2; NZ518172A; ZA200202594B; SE9903621L; DE60002905T8; SE516992C2; SE9903621D0; CZ301090B6; RU2002111870A; CA2386528C; JP2003511516A; CN1378584A; NO20021636L; CZ20021036A3; ATE240998T1; HUP0203126A2; AU7976500A; DK1222241T3; WO2001025376A1

Description

Oblasť techniky

Predložený vynález sa vzťahuje na olej z lanového semena, spracovaný na zlepšenie jeho vlastností v spojení s jeho využitím, napr. na impregnáciu výrobkov z celulózy, ako je drevo. Vynález sa vzťahuje tiež na spôsob výroby takého oleja z lanového semena.

Doterajší stav techniky

Použiteľnosť predloženého vynálezu je v spojení aj s inými výrobkami ako s drevom, ktorých základom je celulóza. Vynález je nasledovne opisovaný v prepojení s drevom, s rôznym druhom stavebného dreva. Rozklad dreva pri jeho vonkajšom použití je skoro výlučne spôsobený hubami alebo baktériami. Rast takých mikroorganizmov okrem iných spôsobuje prítomnosť vody. Ďalej je potrebná vhodná teplota a prítomnosť živín a kyslíka. Prevencia pred rozkladom môže byť založená na vylúčení jednej alebo viacerých podmienok, nevyhnutných pre rast mikroorganizmov. Ako príklad možno uviesť, že pokial sa zníži vlhkosť na hodnotu nižšiu ako 20%, zamedzí sa v podstate biologický rozklad.

Na ochranu dreva je známe množstvo spôsobov impregnácie a tieto spôsoby je možné v zásade rozdeliť na techniky využívajúce prítomnosť jedovatých látok, ktoré zamedzujú rast mikroorganizmov, a techniky, pri ktorých drevo získava hydrofóbne vlastnosti, napr. pri impregnácii niektorým olejom. V poslednom prípade impregnačné činidlo je surový lanový olej, ktorý môže byť získaný lisovaním za studená alebo tepla a v obidvoch prípadoch je vhodným tepelným spracovaním upravený na varený lanový olej. Použitie takého lanového oleja je výhodné po úprave niektorých jeho vlastností, napr. viskozity, ktorá je nevýhodne vysoká a ďalej je vhodná úprava obsahu zložiek, vytvárajúcich substrát vhodný na výživu mikroorganizmov, úprava na vytvorenie výhodných sušiacich vlastnosti, atď. Jedným so spôsobov, ktoré znižujú viskozitu je rozriedenie rozpúšťadlom, čo je ale ekologicky neprijateľné. Použitie chemických jedov je v súčasnosti časté, ale možno predpokladať, že bude v budúcnosti zakázané najmä z ekologických dôvodov. Tiež sa používa impregnácia kombinácií látok spôsobujúcich hydrofóbiu a vyvolávajúcich toxicitu, napr. ošetrenie s kreozotom.

Podstata vynálezu

Predmetom predloženého vynálezu je olej, vyrobený z ľanového semena so zlepšenými vlastnosťami, predovšetkým lanový olej na impregnáciu dreva a výrobkov z dreva.

Iným predmetom vynálezu je opis spôsobu výroby takého lanového oleja so zlepšenými vlastnosťami.

Ďalším predmetom vynálezu je opis spôsobu prenikania oleja do dreva alebo výrobkov z dreva, v spojení s impregnáciou, ktorá zaisťuje lepšiu impregnáciu a môže zaistiť dosiahnutie skoro 100% stupňa preniknutia oleja.

V spojení s dôsledným vývojom a s rozsiahlou experimentálnou prácou bol v súlade s predloženým vynálezom vynájdený spôsob spracovania ľanového oleja, pri ktorom sa dosiahne menší obsah voľného tokoferolu ako 100 ppm, ktorého výsledkom je podstatné zlepšenie vlastností lanového oleja, najmä ak sa použije ako impregnačný prostriedok na drevo alebo stavebné drevo.

Tieto a ďalšie predmety vynálezu sú objasnené v nasledujúcom opise spôsobu výroby lanového oleja, ktorý v podstate obsahuje linolénovú, linolovú a olejovú kyselinu, najmä vo forme triglyceridov a uvedený lanový olej je charakterizovaný tým, že jeho obsah tokoferolu je menší ako asi 100 ppm.

r · * r e f í r

Prednosť sa dáva ľanovému oleju, ktorého obsah voľného tokoferolu je menší ako asi 75 ppm a prednosť má olej s menším obsahom tokoferolu ako 50 ppm.

Ľanový olej ako východiskový materiál na použitie podľa predloženého vynálezu môže byť vyrobený studeným alebo teplým lisovacím postupom, ale prednosť má olej upravený podľa predloženého vynálezu, ktorý bol vyrobený studeným lisovacím postupom.

Nový spôsob výroby ľanového oleja podľa predloženého vynálezu s horeuvedenými vlastnosťami je založený na nasledujúcich výrobných krokoch:

a)	zohriatie na nižšiu	surového ľanového oleja na zvýšenú teplotu ako je teplota varu vody,	teplotu,	ale
b)	prísada	zohriatej anorganickej	kyseliny	do oleja	a
	zmiešanie	s olejom,
c)	oddelenie	vyzrážaného materiálu,	napr. sedimentáciou	a

odliatím a odstránením sedimentu vytvoreného na dne,

d) pridanie horúceho vodného roztoku alkálie do oleja a zmiešanie s olejom,

e) odstránenie vytvoreného mydla, a

e) premývanie oleja horúcou vodou, pokiaľ neodteká čistá voda.

Pri postupe zohriatia podía bodu a) uvedeného hore, sa olej zohrieva na teplotu v rozsahu asi 80 až asi 99° C, ale nedosiahne sa teplota varu vody.

Anorganická kyselina sa prednostne pridáva v množstve od asi 0,5 do 30 hmotn. % vzhladom na hmotnosť oleja. Medzi vhodné anorganické kyseliny je fosforečnú, kyselinu sírovú

I

Prednosť sa dáva použitiu možné zaradiť kyselinu a kyselinu chlorovodíkovú, kyseliny fosforečnej, napr.

termálnej kyseline fosforečnej s koncentráciou asi 80% a v množstve asi 0,5 do asi 2 hmotn. %, výhodnejšie od asi 1 do asi 1,5 hmotn. %.

r e

r. β <· r.

Zmiešanie podľa postupového kroku b) sa uskutočňuje tak dlho, pokial sa reakcia sama nezastav! a to zodpovedá časovému úseku od asi 10 min do asi 30 min.

Ako alkália je vhodná akákoľvek alkalická zlúčenina, napr. alkalický hydroxid alebo hydroxid kovu alkalickej zeminy, zvlášť hydroxid sodný alebo hydroxid draselný. Prednosť sa dáva hydroxidu sodnému, nazývanému tiež ako kaustická sóda. Alkalická zlúčenina sa výhodne pridáva v množstve od asi 2 do asi 5 hmotn. % suchej zásady vzhladom na hmotnosť upravovaného oleja.

Na zamedzenie hustnutia oleja v priebehu jeho zohrievania môže byť olej zohrievaný pri ďalšom výrobnom kroku s prísadou vhodného činidla, ako je tetraborát mangánatý. Vhodný tepelný rozsah pri tomto ďalšom postupe je od asi 120 do asi 140° C. Na zlepšenie skúšobných vlastností oleja môže byť pridaný vhodný katalyzátor, napr. tetraborát mangánatý. Činidlo použité ako katalyzátor môže byť rovnaké ako činidlo na zamedzenie zhustnutia oleja v priebehu zohrievania.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Ďalej opisované pracovné postupy podlá predloženého vynálezu predpokladajú, že príklady nie sú obmedzené a že uvedené ’ množstva a percentuálne množstvá sa ¹ vzťahujú na hmotnosť, pokial nie je uvedené ináč. V uvedených príkladoch sú používané skratky mastných kyselín, prítomné v ľanovom oleji. Podlá toho je kyselina olejová uvádzaná ako C18:l, kyselina linolová C18:2 a kyselina linolénová ako C18:3. Číslica za dvojbodkou znamená stupeň nenasýtenosti.

Príklad 1

Spôsob úpravy lanového oleja

Ako východiskový materiál podľa opisovaného pracovného postupu je použitý surový lanový olej, získaný lisovaním lanového semena za studená podľa švédskeho spôsobu.

c e c r c r * r * r r * r f r r r. c < r r f r - r > - _r r r

'..^r ;

Spracovanie tohto lanového oleja sa uskutoční nasledujúcim spôsobom:

Surový, za studená lisovaný olej sa zohreje na asi 90° C a potom sa k lanovému oleju pridá 1,2% horúcej 80% termálnej kyseliny fosforečnej a zmes sa mieša počas asi 20 min. Na dne usadený kal vo forme čiernej zrazeniny, vytvorenej v priebehu tohto spracovania sa zhromaždí sedimentáciou a odstráni sa.

Potom sa k lanovému oleju spracovanému kyselinou pridá 3,7% hydroxidu sodného, rozpusteného v 11% horúcej vody a mieša sa počas 7 až 10 min. pri pozorovaní prebiehajúcej reakcie. Mydlo, vytvorené v priebehu tohto alkalického spracovania sa odstráni a získaný olej sa 5 až 7 krát prečistí premytím 25 obj. % horúcej vody, alebo pokial voda nie je číra a nemá hodnotu pH zodpovedajúcu normálnej vode.

Pri tomto spracovaní sa v podstate odstránia všetky nežiaduce zložky ľanového oleja, predovšetkým jeho pôvodný nežiaduci obsah tokoferolu. Aby olej dosiahol potrebnú vlastnosť na zaschnutie, zohrieva sa na teplotu asi 127° C počas 6 hodín, a použije sa pritom asi 0,02% tetraboritanu mangánatého ako katalyzátor. Dôvodom tejto úpravy je, aby olej nezhustol v priebehu doby varu.

V nasledujúcich príkladoch výsledkov rozborov lanového oleja spracovaného podlá predloženého vynálezu sú uvádzané aj zodpovedajúce analytické údaje pre bežné výrobky na trhu.

Príklad 2

Analýzy lanového oleja spracovaného podía predloženého vynálezu a dvoch komerčne dosiahnuteľných lanových olejov.

V doleuvedenej tabulke sú uvedené údaje pre olej z lanového semena KH'.KF Eg 1382, vareného lanového oleja pre laky, vyrobeného zo surového za studená, podía švédskeho spôsobu lisovaného surového lanového oleja zo semien z úrody roku 1998. Dva ďalej uvedené komerčne dosiahnuteľné oleje sú FK.K Eg 1382 a AC.K Eg 1383, a to za horúca lisovaný lanový olej predávaný Fárghandelskompaniet v Malmô a tiež za horúca lisovaný lanový olej od Alfort & Cronholm Grosshandel AB,

Stockholm.

Ako vyplýva z analytických údajov uvedených v tab. 1, obsah volného tokoferolu sa v ľanovom oleji veľmi znížil, $ž k nulovej hodnote pri spracovaní podľa predloženého vynálezu. Ďalej bol zistený podstatný úbytok kyseliny olejovej a je tiež možné pozorovať väčšie zníženie obsahu fosforu.

Tabuľka 1.

Zloženie mastnej kyseliny, %	FK.K Eg 1381	KH.KF Eg 1382	ACK Eg 1383	IUPAC 2.302 (m)
C16:0	5,1	4,1	5,1
C18:0	3, 6	3,3	3, 6
C18:l	18,1	12,2	18,1
C18:2	15, 6	14,8	15,7
C18:3	55, 9	64,1	55, 9
C20:0	0,2	0,1	0,1
C20:l	0,2	0,2	0,2
C22:0	0,1	0,1	0,1
C24:0	0,1	0,1	0,1
C24:l	0,3	0,4	0,2
Neznáme	0,8	0,7	0,9
Tokoferol, ppm				IUPAC 2.432
Alfa	<5	<5	<5
Alfa T3	<5	<5	<5
Gama	170	<5	168
Gama T3	<5	<5	<5
Delta	5	<5	5
Delta T3	<5	<5	<5

Fosfor AAS, mg/kg	250	40	250	IUPAC 2.423 (m)

Príklad 3

Analýza ľanového oleja spracovaného podľa predloženého vynálezu a troch komerčne dostupných ľanových olejov.

V nasledujúcej tabuľke sú uvedené údaje troch rôznych ľanových olejov. KH.KI Eg 1387 je upravovaný varený ľanový olej na impregnáciu zo zberu roku 1998. Tri komerčne dostupné oleje sú BE.K. Eg 1384, varený ľanový olej od Beckers, Stockholm, AL.R Eg 1385 je. surový, podľa švédskeho spôsobu za r í studená lisovaný surový lanový olej od Alcro Eärg. Stockholm, a EA.R. Eg 1386 je za horúca lisovaný lanový olej od Eskil

Akerberg AB, Malmo.

p, f r <*

Tabuľka 2.

	BE.K Eg 1384	AL.R Eg 1385	EA.R Eg 1386	KH.KI Eg 1387
Zloženie mastnej kyseliny, %					IUPAC 2.302 (m)
C16:0	5,0	5,2	5,0	4,3
C18:0	3,6	3,8	3,1	3,8
C18:l	18,0	13,5	20, 8	14,8
C18:2	15, 5	18,0	15,0	14,5
C18:3	56,5	58,0	54,0	61,1
C20:0	0,1	0,1	0,2	0,1
C20:l	0,2	. 0,1	0,3	0,2
C22:0	.0,1	0,1	0,2	0,1
C22:l	<0,1	<0,1	0,1	<0, 1
C24:0	0,1	0,1	0,1	0,1
C24:l	0,3	0,4	0,3	0,3
Neznáme	0, 6	0,7	0,9	0,7
Tokoferol, ppm					IUPAC 2.432
Alfa	<5	<5	<5	<5
Alfa T3	<5	<5	<5	<5
Gama	105	350	230	<5
Gama T3	<5	<5	<5	<5
Delta	5	5	5	<5
Delta T3	<5	<5	<5	<5
Fosfor AAS, mg/kg	206	20	87	25	IUPAC 2.423 (m)

Zo záznamov uvedených v tejto tabuľke možno zistiť, že podlá predloženého vynálezu spracovaný lanový olej skoro vôbec neobsahuje tokoferol, zatial čo obsah kyseliny olejovej a fosforu sú nižšie ako pri dvoch komerčných olejoch, a tretí komerčný olej má tiež relatívne nízky obsah kyseliny olejovej a fosforu.

Skúšky uskutočnené s lanovým olejom spracovaným podlá predloženého vynálezu ukazujú, že takto spracované oleje majú podstatne zlepšené vlastnosti, predovšetkým ak sú použité na impregnáciu dreva a výrobkov z dreva. Olej spracovaný podlá p r r· r e e p e f r · o p r e p r e e c '

P 0 r p r ^Λ * * C r r p P n o ^rr ' ^r ^r spôsobu uvedeného v predloženom vynáleze má nižšiu viskozitu a tým umožňuje jednoduchšie spracovanie a po spracovaní má aj nižšie obsahy látok, predstavujúcich vhodné substancie pre mikroorganizmy a na použitie pre impregnáciu dreva vykazuje podstatne zvýšenú odolnosť dreva. Rýchlotesty uskutočnené v hubovej komore ukazujú, že ľanový olej po spracovaní podľa predloženého vynálezu podstatne vylepšuje odolnosť drevených výrobkov proti hnilobe po impregnácii v porovnaní s impregnáciou CCA (CCA = chróm, meď, arzén) . To isté platí pre odolnosť proti hnilobe drevených kolov zasadených do vlhkej zeminy v pivničnom prostredí s relatívne vysokou vlhkosťou a teplotou. Navyše boli uskutočnené skúšky odolnosti proti hnilobe s impregnovanými kolmi zasadenými do zeme, obsahujúcimi organizmy mikroflóry a agresívnou hnedou hnilobou a bolo zistené, že olej z lanového semena spracovaný podľa predloženého vynálezu poskytuje podstatne zlepšenú odolnosť proti hnilobe v porovnaní s impregnáciou CCA a impregnáciou s použitím konvenčného oleja z ľanového semena.

Je nutné poznamenať, že predložený vynález nie je obmedzený na špecifické prípady použitia, ktoré sú uvedené hore. V rámci predloženého vynálezu môžu byť lahko uskutočnené modifikácie a zmeny a také zmeny a modifikácie môžu byť lahko pochopené a uskutočnené skúsenými odborníkmi v odbore.

Claims

Patentové nároky

1. Spracovaný lanový olej obsahuje v podstate kyseliny linolénovú, linolovú a olejovú, najmä vo forme triglyceridov, vyznačujúci sa tým, že jeho obsah voľného tokoferolu je menši ako 75 ppm.

2. Ľanový olej podľa nároku 1, vyznačuj úci sa tým, že jeho obsah voľného tokoferolu je menši ako 50 ppm.

3. Ľanový olej podía ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že je založený na oleji z ľanového semena, pripraveného lisovaním za studená.

4. Spôsob spracovania lanového oleja podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa nasledujúcimi krokmi:

a) zohrievanie surového ľanového oleja na zvýšenú teplotu nižšiu ako je teplota varu vody,

b) pridanie zohriatej anorganickej kyseliny do oleja a jeho zmiešanie,

c) oddelenie vyzrážaného materiálu,

d) prísada horúceho vodného roztoku alkálie do oleja a miešanie oleja,

e) odstránenie vytvoreného mydla, a

f) premývanie oleja horúcou vodou, pokial voda nie ' je čistá.

5. Spôsob podía nároku 5,vyznačujúci sa tým, že pri výrobnom postupe zohrievania podľa bodu a) je teplota nižšia ako asi 80° C.

6. Spôsob podľa nárokov 5 alebo 6, vyznačujúci sa tým, že anorganická kyselina je pridávaná v množstve asi 0,5 až do 30 hmotn. % vzhľadom na hmotnosť oleja.

7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 5 až 7, vyznačuj úci' sa tým, že miešanie podľa r· r r e r r r r r r C f . r. ' r výrobného postupu b) je uskutočňované počas asi 10 až 30 min.

8. Spôsob podlá ktoréhokoľvek z nárokov 5 až 8, vyznačujúci sa tým, že sa použije alkalický hydroxid sodný v roztoku, vhodne pridávaný v množstve asi 2 až 5 % jeho suchej hmotnosti vzhladom na hmotnosť oleja.

9. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že hydroxid sodný je rozpustený v množstve asi Ί až 15 hmotn. % zohriatej vody vzhľadom na hmotnosť oleja.

10. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 5 až 10, vyznačujúci sa tým, že ďalším krokom po premývacom kroku f) je zohrievanie oleja s prísadou činidla predchádzajúceho zhusťovania oleja v priebehu zohrievania.

11. Spôsob podlá nároku 11, vyznačujúci sa tým, že sa olej zohrieva na teplotu asi 120 až 140° C.

12. Spôsob podľa nárokov 11 alebo 12, v y znač u j ú c i sa tým, že ako uvedené činidlo použitý tetraborát

mangánatý súčasne pôsobí ako katalyzátor.