ITMI940144A1

ITMI940144A1 - Preparazione di soluzioni soprasature e loro impiego per l'impregnazione del legno

Info

Publication number: ITMI940144A1
Application number: IT94MI000144A
Authority: IT
Inventors: Wilhelm Eduard Conradie; Philip Turner; Frederick Willem Greeff
Original assignee: Csir; Rekara Mills Pty Ltd
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1994-01-28
Publication date: 1995-07-28
Also published as: IT1275617B1; ITMI940144A0; NZ250723A; AU5476294A; SE9400181D0; ES2079313B1; SG42838A1; ES2079313A1; GB2276639A; CA2114037C; MY113936A; PT101447B; ZA94344B; AU663637B2; DE4402600C2; FR2700970B1; GB9401026D0; SE9400181L; BR9400388A; FR2700970A1

Abstract

L'invenzione fornisce un metodo per la preparazione di una soluzione supersatura di un soluto inorganico in un solvente acquoso, tali soluzioni e un metodo di trattare il legno impregnandolo con tali soluzioni. Il metodo di preparazione della soluzione comprende mescolare un solvente acquoso e un soluto salino con un agente di drogaggio organico che comprende un emulsionante e un olio o cera, in modo che l'eventuale soluzione comprende una fase acquosa in cui il soluto viene disciolto, le proporzioni dei costituenti essendo scelte in modo che la fase acquosa è una soluzione supersaturata del soluto del sale inorganico nel solvente.

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"PREPARAZIONE DI SOLUZIONI SOPRASATURE E LORO IMPIEGO PER L'IMPREGNAZIONE DEL LEGNO"

DESCRIZIONE

La. presente invenzione si riferisce alla preparazione di soluzioni supersature.

Più pariicolarmente l'invenzione si riferisce a un metodo di preparazione di una soluzione supersatura, e a una soluzione supersatura preparata in accordo con il metodo, il metodo essendo adatto per la preparazione di una soluzione supersatura

di un soluto di sale inorganico in un solvente acquoso, ad esempio utile per la impregnazione del legno; e l'invenzione si estende pure ad un metodo di impregnare un legno usando tale soluzione.

Secondo un aspetto dell'invenzione viene fornito un metodo di preparazione

di una soluzione di un soluto di un sale inorganico in un solvente acquoso che è supersaturato a temperatura ambientale sotto i 30° C rispetto a detto soluto, il metodo comprendendo una fase di miscela per mezzo di cui un solvente acquoso,

un soluto di sale inorganico e un agente di drogaggio comprendendo sia un emulsionante che un costituente scelto dal gruppo consistente di oli, cere e miscele di ciò sono mescolati assieme, a causa di ciò per produrre una miscela comprendente un'emulsione avente una fase acquosa che ha il soluto disciolto dentro, le proporzioni dei costituenti della miscela essendo selezionate in modo che il rapporto di massa di detto soluto disciolto: acqua nella fase acquosa è superiore a quello in una soluzione saturata di detto soluto in detta fase acquosa alla stessa temperatura.

Con una soluzione supersaturata, che può anche essere considerata come una soluzione superraffreddata, è intesa una soluzione, alla temperatura alla quale è considerata, comprendente un solvente avente, sciolta dentro, una proporzione di un soluto che è superiore alla proporzione di detto soluto che sarebbe disciolta in detto solvente in una soluzione saturata di detto soluto in forma pura in detto solvente in forma pura, alla temperatura in questione.

Quando l'agente di drogaggio è una cera o olio, la fase di miscela può comprendere una fase di emulsificazione; e la fase di emulsificazione può comprendere usare un agente emulsionante organico per facilitare remulsificazione.

In altre parole, la fase di miscela può comprendere mescolare solvente e soluto con un detto agente di drogaggio che comprende sia un agente emulsionante organico che un costituente organico scelto dal gruppo consistente di cere, oli, e miscele di ciò, la mescolanza formata dalla fase di miscela essendo nella forma di un'emulsione che comprende detta fase acquosa emulsionata con una fase organica. L’emulsionante è cosi convenientemente un emulsionante adatto per emulsionare una miscela di una fase liquida acquosa e una fase liquida Organica come una miscela di acqua e olio o cera fusa. L'emulsionante può essere un emulsionante cosiddetto olio-in-acqua, cioè un emulsionante adatto per preparare una emulsione olio-in-acqua, nella quale la fase organica forma la fase discontinua nella forma di goccioline disperse nelle fase acquosa, che è continua; o l'emulsionante può essere un emulsionante olio-in-acqua, adatto per preparare un'emulsione olio-in-acqua.

L'emulsionante è convenientemente un emulsionante acqua-in-olio, l'emulsifìcazione comprendendo la dispersione della fase acquosa nel costituente organico per formare un'emulsione acqua-in-olio in cui la fase acquosa è discontinua e la fase organica è continua.

Il metodo può comprendere una fase iniziale di mescolanza per mezzo di cui l'agente di drogaggio è mescolato con il solvente acquoso per formare una miscela iniziale che comprende detta fase acquosa emulsionata con l'agente di drogaggio, seguita da un'ulteriore fase di mescolanza in cui il soluto è mescolato con la miscela iniziale, per formare detta miscela che comprende la soluzione superi, aturata.

La fase di mescolanza iniziale può essere effettuata ad una temperatura elevata, sopra 30° C, preferibilmente sopra 50° C, es. 70° C, alla quale tutti i costituenti della miscela iniziale sono liquidi; e l'ulteriore fase di mescolanza può avvenire a temperatura ambiente e sotto 30° C.

La mescolanza può essere tale da fornire un rapporto di massa tra l’acqua nella fase acquosa e l'agente di drogaggio di 40:60 - 80:20.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione viene fornita una soluzione di un soluto inorganico in un solvente acquoso, la soluzione essendo supersaturata a temperature sotto 30° C, il solvente comprendendo una fase acquosa che ha, disperso dentro, un agente di drogaggio organico che comprende sia un emulsionante che un costituente scelto dal gruppo consistente di oli, cere e miscele di ciò, e il rapporto di massa fra l'acqua nella fase acquosa e l'agente di drogaggio essendo 40:60 - 80:20.

L<'>agente di drogaggio può essere emulsionato con la fase acquosa. In questo caso l'emulsionante può essere un emulsionante acqua-in-olio, l'agente di drogaggio e la fase acquosa formando una emulsione acqua-in-olio.

L'agente di drogaggio può comprendere una cera che è scelta dalla cera d'api, le cere paraffiniche clorurate, le cere di polietilene e miscele di ciò.

Mentre la cera può essere una cera naturale, come la cera d'api, sono preferite cere sintetiche come le cere paraffiniche clorurate, le cere di polietilene e simile. Più particolarmente, la cera può essere una cera paraffinica morbida o cera molle; oppure può essere una miscela di una cosiddetta cera paraffinica morbida o cera molle, assieme con almeno una cera ossidata cosiddetta dura o a punto di fusione elevato.

Una cera paraffinica morbida o cera molle è una cera oleosa, cioè una cera che ha un punto di congelamento relativamente basso, tipicamente circa 15-50° C, avendo un contenuto tipico di cera di 75-90, es. 80-85% di massa. Un esempio di tale cera è quella commercializzata in Sud Africa da Sasol Chemical Industries (Proprietary) Limited con il marchio WAKSOL A, che ha un punto di congelamento di 29-33° C, tipicamente 30° C. Cere dure ossidate o ad elevato punto di fusione hanno tipicamente punti di congelamento superiori di circa 70-90° C. Un esempio di tale cera dura è quella commercializzata in Sud Africa da Sasol Chemical Industries (Proprietary) Limited con il marchio SASOLWAKS A6, che ha un punto di congelamento di 75-80° C, tipicamente circa 78° C. Cere addizionali che possono essere usate comprendono quella commercializzata in Sud Africa da Engen Limited con il marchio ENGEN SLACKWAX 150, una cera molle, e quella commercializzata in Sud Africa dalla divisione NCP di Sentrachem Limited con il marchio PLASTICLOR, una cera paraffmica clorurata.

Naturalmente, invece di usare una cera come descritto sopra può essere usata una miscela di una cera paraffmica morbida o una cera molle con un olio ceroso, o, in verità può essere usato di per se stesso un olio ceroso.

Oli cerosi tipicamente hanno un contenuto in cera di circa 5-20% per massa. Oli cerosi adatti comprendono quelli commercializzati in Sud Africa da Sasol Chemical Industries (Proprietary) Limited con il marchio WAKSOL F.

Per uso con cere paraffiniche non clorurate e/o oli, l'emulsionante può essere un acido grasso a catena lunga che ha una lunghezza di catena di carbonio di almeno 12 atomi di carbonio, es. 16-20 atomi di carbonio, come acido oleico o acido stearico. L'acido grasso a catena lunga può essere presente in una quantità di circa 0,5- 1,5% per massa della cera, e/o olio. L'emulsionante può, invece, essere alchil etere del polìetilenglicole. Un adatto alcol etere di polìetilenglicole è quello commercializzato da Hiils AG (Sud Africa) (Proprietary) Limited con il marchio MARLOWET PW. L'emulsionante di alchil etere di polìetilenglicole può essere usato in proporzioni simili a quelle evidenziate sopra per emulsionanti di acidi grassi a catena lunga.

Per l'uso con cere clorurate e/o oli, l’emulsionante può essere un nonil fenil polietere. Un emulsionante adatto di questo tipo è quello commercializzato con il marchio EMULSIFIER 2757 di Hoechst (Proprietary) Limited. Questo emulsionante può pure essere usato in proporzioni che ammontano a 0,5-1, 5% per massa della cera associata e/o olio.

Preferibilmente, il rapporto acqua:agente di drogaggio è nel campo di variazione 54:46 - 70:30; e nella particolare applicazione dell'invenzione all'impregnazione di legno descritta qui sotto, rapporti di massa acqua: agente di drogaggio può essere impiegata nel campo di variazione 55:45 - 67:33, preferibilmente 60:40 - 65:35.

Mentre l'idea essenziale dell'invenzione come descritta sopra è applicabile, di massima, ad aumentare la solubilità di qualsiasi soluto salino inorganico in un solvente acquoso, una particolare applicazione della presente invenzione è nella preparazione di soluzioni supersaturate in accordo con la presente invenzione per la impregnazione di legno mediante sali inorganici usati nel trattamento del legno. Tali sali inorganici comprendono conservanti del legno e/o sali ritardanti la fiamma, che possono essere usati soli o come combinazioni. Esempi sono il diammonio fosfato, il monoammonio fosfato, il cloruro di ammonio, il solfato di ammonio, il borace, il cloruro di zinco, acido ortofosforico, acido borico, ammonio solfammato, idrato di sodio ossifluoroborato, cloruro di zinco basico ammoniacale, tetraidrato di disodio ottaborato, ammonio biborato, ammonio pentaborato e miscele di qualsiasi due o più di ciò.

La soluzione può così formare una composizione per il trattamento di legno per l'impregnazione di legno, il soluto inorganico essendo scelto dal gruppo di sali conservanti del legno e sali ritardanti di fiamma consistenti in diammonio fosfato, monoammonio fosfato, cloruro di ammonio, solfato di ammonio, borace, cloruro di zinco, acido ortofosforico, acido borico, ammonio solfammato, idrato di sodio ossifluoroborato, cloruro di zinco basico ammoniacale, zinco ottaborato, disodio ottaborato tetraidrato, ammonio biborato, ammonio pentaborato e miscele di qualsiasi due o più di ciò.

Sali preferiti conservanti di legno e/o ignifughi comprendono ammonio fosfato, sodio ottaborato tetraidrato, acido borico, miscele di acido borico e borace, miscele di fosfato di ammonio e solfato di ammonio, miscele di fosfato di ammonio, solfato di ammonio e qualunque o più dei composti di boro sopra menzionati.

Quando usati assieme, il rapporto di massa preferito di acido borico a borace è 2:3. Quando usati insieme, il rapporto di massa preferito di ammonio fosfato ad ammonio solfato è 8:2 - 3:7, ed è preferibilmente circa 1:1; e, quando usati assieme, il rapporto di massa preferito di ammonio fosfato, ammonio solfato e uno o più composti di boro è 1: 1:1.

Naturalmente, nella preparazione di una soluzione supersatura con lo scopo di impregnazione di legno come descritto qui sotto, la proporzione dei sali inorganici disciolti nella fase di solvente acquoso sarà tipicamente quanto più elevata possibile, cioè sostanzialmente supersatura, ed almeno superiore alla proporzione di detto sale in forma pura disciolto in· acqua pura per formare una soluzione satura.

L'invenzione si estende ad una soluzione supersaturata come descritto sopra, che è stata preparata in accordo al metodo della presente invenzione come sopra descritto.

La soluzione supersaturata in accordo con la presente invenzione contenente un sale inorganico sarà tipicamente usata per il trattamento a immersione di legno, es. legno segato in assi o tavole. In tale trattamento il legno è nella forma di legname da costruzione verde, saturato con linfa e il sale o i sali di trattamento del legno sono applicati al legno mediante l'immersione, per formare uno strato o rivestimento sul legno della soluzione supersatura che forma parte di un'emulsione in accordo con l'invenzione. I sali inorganici nella fase acquosa dell'emulsione diffondono allora nell'interno del legno attraverso il mezzo della linfa del legno. L'invenzione in accordo si estende ad un metodo di trattamento del legno impregnando un sale inorganico di trattamento del legno nel legno, il metodo comprendendo rivestimento del legno in uno stato verde con una soluzione supers£.turata come descritto sopra, per formare uno strato della soluzione supersatura su una superficie esterna del legno, e permettendo la diffusione del sale inorganico di trattamento del legno disciolto nella soluzione per prendere posto nell'interno del legno.

In maniera conveniente il legno è segato liscio, il rivestimento essendo mediante immersione del legno nella soluzione con la soluzione a temperatura ambiente. Per legno verde è inteso legno che non è trattato e non essiccato, ed è tagliato sufficientemente recentemente perché l'acqua dentro costituisca almeno 50% della sua massa.

L metodo può comprendere la fase, dopo l'immersione, di accatastare il legno per fornire un cumulo aperto che contiene spazi d'aria, il metodo comprendendo lasciare il legno in tale cumulo durante detta diffusione del sale di trattamento del legno nel legno, con il legno esposto all'aria ambientale, per permettere ai legno di essiccarsi simultaneamente.

Come indicato sopra, il legno verde può, prima deH'immersione, essere prima tagliato liscio, in contrasto con il taglio ruvido. Inoltre, l'immersione può avvenire con la soluzione a temperatura ambiente.

L'aspetto del trattamento del legno della presente invenzione può inoltre includere la fase, dopo l'immersione, di accatastamento adesivo o accatastamento raccordato del legno, per mezzo di cui un cumulo aperto di tavole o assi del legno viene fornito di spazi di aria attraverso, il metodo comprendendo lasciare il legno in tale accumulo durante la diffusione sopra descritta del sale di trattamento del legno nel legno, preferibilmente in modo da ottenere la piena penetrazione della soluzione nel legno, e, pure, per permettere il conseguente essiccamento del legno. Una caratteristica particolare dell' invenzione è che l'accumulo può essere lasciato aperto ed esposto all'aria ambientale per l'intero periodo in cui esiste il cumulo, cioè dal tempo dell'immersione finché il legno è secco.

Il metodo sopra descritto sebbene con riferimento al trattamento di legname da costruzione segato liscio o portato a un determinato livello, può naturalmente essere applicato anche a legno segato grezzo.

La presente invenzione, quando applicata al trattamento del legno, presenta un numero di vantaggi particolari, con particolare riferimento all'esempio come descritto qui sotto.

Il Richiedente ha trattato ad immersione il legno immergendolo, tipicamente nella forma di assi o tavole, in soluzioni acquose di sali di trattamento di legno, il legno essendo nella forma di legname da costruzione verde. In tale trattamento, il legno è accatastato vicino, con assi o tavole faccia-a-faccia e angolo-su collegamento, e l'accumulo così formato è tipicamente avvolto in rivestimento impermeabile, per mantenere un elevato contenuto di umidità del legno durante la diffusione del sale del trattamento del legno nel legno, da uno strato superficiale o rivestimento della soluzione in cui il legno è stato immerso, sulla superficie esterna del legno. Tipicamente il rivestimento è di un materiale di plastica adatto come polietilene, e il cumulo è mantenuto avvolto sufficientemente a lungo perché avvenga una completa o almeno adeguata, diffusione del sale del trattamento del legno nel legno, generalmente circa 2-6 settimane, a seconda del contenuto di umidità del legno, la permeabilità del legno e la temperatura ambiente. Quando la diffusione è considerata essere sufficiente o completa, il cumulo è disfatto e svolto, ed è allora quindi generalmente cumulato con adesivo o cumulato in un cumulo raccordato per permettere l'essiccamento del legname da costruzione. Inoltre, in questo primo processo di immersione, in modo da raggiungere elevati carichi superficiali di soluzione di immersione sul legno che viene immerso, è abitudine usare legname da costruzione tagliato grezzo, per aumentare l’area di superficie del legname da costruzione, in modo da ottenere quanto più possibile sale di trattamento del legno nella forma di uno strato o rivestimento sul legname da costruzione immerso. Per Io stesso motivo, soluzioni saturate di sali di trattamento di legno, ad elevate temperature, sono state generalmente usate.

La concentrazione della soluzione acquosa di sali di trattamento del legno che viene usata per formare l'emulsione, cioè la massa totale del sale inorganico per litro di soluzione, può essere circa 200g/ - 500g/ o più, ed è preferibilmente quanto più elevata possibile.

La soluzione di trattamento del legno può includere un disperdente salino. E' stato trovato essere un adatto disperdente salino quello commercializzato in Sud Africa dall'American Cvanamid Company (USA) con il marchio AEROSOL 22. Questo disperdente comprende il tetrasodio-N-l,2-dicarbossietil-N-ottildecilsolfosuccinammato. Il disperdente salino può formare da circa 0,5-4% per massa dell'emulsione.

I sali di trattamento del legno possono pure comprendere una piccola quantità di un prodotto alcalino o base. Per esempio, può essere aggiunta una piccola quantità di idrossido di potassio allo scopo di saponificazione della miscela. Tipicamente, la base può essere aggiunta in una quantità che ammonta a circa 0,03-0,07% per massa dell'emulsione.

I 'sali conservativi del legno, come indicato sopra, possono essere scelti dal gruppo di composti di boro idrosolubili comprendenti acido borico, ossido borico, borace, borace pentaidrato come quello commercializzato in Sud Africa dalla Borax Consolidated Limited con il marchio NEOBOR, borace anidro come quello commercializzato in Sud Africa dalla Borax Consolidated Limited con il marchio DEHYBOR, il disodio ottaborato tetraidrato come quello commercializzato in Sud Africa dalla Borax Consolidated Limited con i marchi POLYBÒR, SOLUBOR o TIMBOR, ammonio biborato, ammonio pentaborato e miscela di qualsiasi due o più di ciò.

I sali conservanti del legno sono preferibilmente scelti dal gruppo comprendente POLYBOR, SOLUBOR o TIMBOR, acido borico, miscele di acido borico e borace.

L rapporto di massa di acido borico a borace nella miscela di acido borico e borace, come menzionata sopra, è preferibilmente circa 2:3.

II rapporto di massa dell'acido borico equivalente a cera può variare da 1:1-1:5. Il preferito rapporto di massa è circa 1:1,5. Per acido borico equivalente si intende la massa di acido borico disciolta che fornisce la stessa quantità di atomi di boro in soluzione del composto di boro disciolto.

Il livello di ritenzione di acido borico equivalente cioè la massa di acido borico equivalente per volume di legno per adeguata conservazione varia generalmente da circa 2-10 kg/m-<3 >a seconda delle condizioni cui è esposto il legno trattato. Per esempio, un livello superiore di ritenzione può generalmente essere richiesto se il legno trattato è sottoposto a grave degradazione, per esempio se il legno trattato viene periodicamente esposto a contatto con acqua libera. II livello preferito, in questo caso, può essere circa 6-10 kg/m^. Il livello di ritenzione preferito nel caso di legno che è esposto a degradazione più mite ad es. in condizioni ambientali protette o semi protette, può essere circa 2-5 kg/m3.

Il livello di ritenzione della cera può essere circa 9-15 kg/m3 nel caso di degradazione grave e da circa 3-7,5 kg/m^ nel caso di degradazione più mite.

La massa di sali conservanti di legno disciolti nella soluzione acquosa che viene usata per formare un'emulsione può aumentare, su una base di massa secca, a circa 50-400 g li di acido borico equivalente, preferibilmente 150-300 gli acido borico equivalente, dell'emulsione.

L'emulsione può, naturalmente, comprendere una sostanza che impartiscepigmento come ossido di ferro o colorante adatto ad impartire colore al legno trattato. In aggiunta l'emulsione può naturalmente contenere composti addizionali di trattamento del legno, come composti anti-linfa-colorante, composti anti-muffa, composti anti-fungini, composti insetticidi, o simile, per migliorare il suo ampio spettro di attività come composizione di trattamento del legno.

L'invenzione si estende pure al legno quando impregnato con un sale inorganico di trattamento del legno mediante un metodo come descritto sopra.

L'invenzione sarà ora descritta, in maniera di illustrazione non limitativa, con riferimento ai seguenti esempi, e con riferimento al disegno che accompagna, che è un diagramma di concentrazione di disodio ottaborato in varie soluzioni di immersione del legno in accordo all'invenzione rispetto a disodio ottaborato impregnato con campioni di legno immersi dentro e che hanno potuto essiccare.

ESEMPIO 1

In questo esempio furono effettuate prove su campioni da saggio di Pinus patula umido verde avente una dimensione nominale di 150 mm x 114 mm x 38 mni. Questi campioni furono sigillati all'estremità con una resina epossidica per resistere all'assorbimento finale della soluzione di trattamento di legno, per simulare il trattamento di assi a lunghezza piena. Furono trattati complessivamente nove campioni, tre in accordo con l'invenzione e sei controlli. Fu usata una soluzione di POLYBOR, il POLYBOR essendo disodio ottaborato tetraidrato, la concentrazione avendo un equivalente di acido borico di 25% m/m, cioè la concentrazione di borato fornendo un numero di anioni di borato in soluzione equivalente a quelli ottenuti in una soluzione di acido borico in cui l’acido borico costituisce il 25% in massa della soluzione.

I campioni di controllo furono immersi nella soluzione di POLYBOR, mentre, per una soluzione a immersione per i campioni in accordo con l'invenzione, deta soluzione di POLYBOR fu emulsionata con cera, per ottenere una emulsione di cera concentrata finale avente un contenuto di cera di 35,7% per massa, l'emulsione contenendo sufficiente sodio borato per fornire una concentrazione di ciò di 1 parte per massa di acido borico equivalente ad ogni 1,5 parti per massa di cera. Questo fu fatto emulsionando la cera con acqua a 70° C con la cera fusa, per ottenere un'emulsione acqua-in-olio (acqua-in-cera). In questa emulsione acqua-in-olio una soluzione supersaturata di borato di sodio nella fase acquosa fu fatta dissolvendo il borato di sodio nella fase acquosa a 20° C. La cera usata fu ENGEN SLACKWAX 150, e fu usato un emulsionante che era MARLOWET PW, essendo usato in una proporzione di 0,7% per massa. La soluzione finale supersaturata di borato di sodio nella fase acquosa conteneva 19,3% in massa di acido borico equivalente nella fase acquosa.

Sei di questi campioni (controlli) furono trattati-a immersione nella soluzione di POLYBOR concentrata, che era stata preriscaldata a 50° C per disciogliere il borato di sodio addizionale, per raggiungere un livello di ritenzione di borato medio, come acido borico, di circa 5 kg/nA A questo riguardo deve essere rilevato che i livelli di ritenzione come usati negli esempi, si riferiscono alla concentrazione di borato, come acido borico, in legno essiccato in forno, essiccato a massa costante. Tre di questi campioni furono accatastati vicino ed avvolti in rivestimento di polietilene per simulare il trattamento convenzionale del legno in questa maniera, e i rimanenti tre campioni furono accatastati con adesivo e lasciati svolti ed esposti all'aria deH'ambiente. I tre campioni in accordo con l'invenzione furono trattati-a immersione in maniera simile a circa 20° C (ambiente), ma nell'emulsione di cera concentrata descritta sopra, e furono poi sovrapposti con adesivo e lasciati svolti ed esposti all'atmosfera ambientale. A questo riguardo deve essere rilevato che la concentrazione di borato di sodio nell'emulsione era pure selezionata per fornire un livello di ritenzione medio di acido borico di circa 5 kg/m^.

Dopo un periodo di presa di tre settimane, tutti i campioni furono tagliati trasversalmente e spruzzati con un indicatore alla curcuma per determinare il grado di diffusione del boro, misurando la profondità della penetrazione del borato di sodio che si era verificata. I risultati sono evidenziati nella seguente tabella,

Paragonato con i controlli coperti accatastati -vicino, che compivano penetrazione completa di borato dopo tre settimane, i controlli che erano cumulati ad adesivo e non coperti per essere aperti all'atmosfera non mostravano alcuna significativa penetrazione di boro dopo tre settimane, la penetrazione non essendo superiore a circa 4 mm.

In contrasto, i campioni immersi in emulsione in cera/sodio borato acquoso in accordo con l'invenzione raggiungevano completa penetrazione di borato dopo tre settimane quando cumulati con adesivo e scoperti per essere aperti all'atmosfera.

In accordo, campioni trattati in accordo con la presente invenzione raggiungevano lo stesso grado di penetrazione quando accumulati con adesivo e non coperti che fu raggiunto dai controlli che erano cumulati- vicino e coperti: Per permettere un seguente essiccamento, i campioni in accordo con l'invenzione potevano in principio essere semplicemente lasciati accatastati con adesivo finché secchi, mentre i controlli accatastati-vicino richiedevano di essere scoperti, non cumulati e poi cumulati con adesivo, prima che l'essiccamento potesse verificarsi. Ricordando che i campioni in accordo con l'invenzione permettevano penetrazione completa quando cumulati-ad adesivo e scoperti, questa è un'indicazione che i campioni potevano essere usati, immediatamente dopo rimmersione, a scopi di costruzione, penetrazione e seguente essiccamento avvenendo in situ.

ESEMPIO 2

In questo esempio furono effettuati saggi per valutare la capacità della presente invenzione di raggiungere bassa perdita di boro dal legname di costruzione trattato quando esposto alle condizioni ambientali non sotto terra in una prova simulata di piovosità accelerata.

Una formulazione in accordo con la presente invenzione fu preparata mescolando assieme i seguenti costituenti nelle seguenti proporzioni:

Il TIMBOR è polvere di disodio ottaborato tetraidrato; e MOBILCER 246 è un marchio per un'emulsione di SLACKWAX 150 con acqua ed emulsionanti adatti., commercializzato in Sud Africa da Engen Limited. La formulazione fu ottenuta mescolando i costituenti a temperatura ambiente in modo da ottenere un'em.uisione in cui il TIMBOR fu disciolto. Deve essere così rilevato che fino a 2,5% per massa dell'acqua può essere sostituito da un agente antifiingino avente utilità contro i funghi a colorazione blu.

[ saggi di immersione preliminari furono effettuati con la formulazione sopra indicata e formulazioni rapportate per determinare quale concentrazione di borato nella formulazione prowederebbe un assorbimento di borato equivalente a 5 kg di acido borico equivalente/m^ legno, e la formulazione sopra indicata fu scelta su questa base. Campioni furono pesati prima e dopo l'immersione per determinare l'attuale assorbimento a causa di ciò di borato.

Cinque campioni verdi segati-lisci di P. patula, sigillati all'estremità con resina epossidica, di misura 300 mm x 80 mm x 20 mm furono immersi nella formulazione e furono poi cumulati-aperti e fatti essiccare in aria a temperatura ambiente. Quando secchi, i campioni immersi furono esposti al saggio di piovosità simulata.

In questo saggio i campioni, a temperatura ambiente, furono esposti ciclicamente a luce del sole e continua spruzzatura di acqua. Ogni ciclo di spruzzatura di acqua durava 14 ore ed avveniva durante la notte, ed ogni ciclo di luce solare durava 10 ore. Alla fine del periodo di esposizione, che durò per 28 giorni, i campioni furono analizzati per determinare quale proporzione del borato impregnato originalmente presente rimaneva nei campioni. I risultati sono esposti nella seguente tabella, Tabella 2:·

La proporzione media di acido borico equivalente persa dal legname da costruzione come evidenziato nella Tabella 2 era 31,3% per massa. Questo si confronta bene con il legname da costruzione trattato convenzionalmente con borato ed esposto alla stessa prova di piovosità accelerata in condizioni identiche.

M) dove tipicamente circa 70-80% per massa dell'acido borico equivalente è perso. L'assorbimento di borato fu determinato dalle differenze di massa nei campioni prima e dopo l'immersione, e la perdita di borato fu determinata mediante analisi quantitative dei campioni dopo il saggio di piovosità.

Deve essere notato che POLYBOR e T1MBOR sono sostanzialmente gli stessi, POLYBOR essendo il marchio sotto il quale il prodotto è venduto per usi di agricoltura, e TIMBOR essendo il marchio sotto cui esso è venduto all'industria del legname.

Il Richiedente ha notato che l'inclusione di Aerosol 22 aumenta sostanzialmente la solubilità del TIMBOR in acqua, ma è incapace di spiegare perché, e, senza essere vincolato dalla teoria, ritiene che gli altri disperdenti con proprietà tensioattive similari avranno un effetto similare.

ESEMPIO 3

In questo esempio diverse soluzioni in immersione furono preparate dagli stessi costituenti che nell'Esempio 2, ma di concentrazioni diverse di sodio borato disciolto dentro. Queste soluzioni avevano, eccetto per la proporzione di TIMBOR, la stessa composizione di quella dell'Esempio 2 ed erano formulate nella stessa maniera. Sette soluzioni furono preparate in questa maniera, ognuna comprendente 56,5 parti in massa di MOBILCER 246, 20,0 parti in massa di acqua e 0,5 parti in massa di AEROSOL 22, e comprendendo le proporzioni di borato evidenziate nella Tabella 3 sotto, dove esse sono espresse in termini di acido borico equivalenti.

Assi verdi segate-lisce di P. patula di 300 mm di lunghezza, 150 mm di larghezza e diversi spessori, cioè 38 mm, 50 mm e 75 mm furono usate come campioni da saggio. I campioni furono sigillati all'estremità con una cera paraffinica microcristallina fabbricata con il marchio SASOL MICROWAX 2408 da Sasol Chemical Industries (Proprietary) Limited, e furono immersi nelle formulazioni descritte sopra. I campioni furono pesati prima deirimmersione e dopo l'immersione per determinare l'assorbimento per mezzo di ciò di borato. I risultati sono evidenziati nella seguente tabella, Tabella 3:

Risultati di questo saggio, come evidenziati nella Tabella 3, sono tracciati nella Figura 1, che è un diagramma di concentrazione nella soluzione da saggio, espressa come % in massa di acido borico equivalente del borato di sodio disciolto nella fase acquosa. Appare dalla Figura 1 che una concentrazione di 9,8% nella soluzione di immersione può supporsi dare una concentrazione di 5 kg/m^ di sodio borato-espresso come acido borico equivalente negli assi da 38 mm, il valore per assi di 50 mm essendo 11,0% e per assi di 75 mm essendo 12,1%.

ESEMPIO 4

Delle soluzioni sperimentate nell'Esempio 3, quelle che danno risultati vicini a 5 kg/m3, espressi come acido borico equivalente, di sodio borato impregnato nei diversi campioni furono ulteriormente indagate. Queste soluzioni erano la soluzione N. 7 sia per assi da 38 mm che per assi da 50 mm e la soluzione N. 5 per assi da 75 mm. Così, i campioni da 38 mm e 50 mm furono immersi nella soluzione N. 7 e i campioni da 75 mm furono immersi nella soluzione N. 5.

1 campioni immersi furono poi lasciati a secco all'aria in una condizione di cumulo-aperta e furono investigati mediante taglio trasversale (attraverso la grana delle assi) e spruzzando con un reagente rivelatore di boro in accordo al metodo da saggio del N. 995 dell'Ufficio Sud Africano di Standards (SABS), seguito da valutazione visiva al fine di determinare la profondità della penetrazione dell'anione borato dentro.

Dal taglio-trasversale e il controllo in accordo al metodo N. 995 appariva che la penetrazione a sezione trasversale completa avveniva dopo 6 settimane e ulteriore tale taglio-trasversale e il controllo dopo 12 settimane e 18 settimane non mostrava alcun cambiamento.

Segue che la presente invenzione, particolarmente con riferimento agli esempi descriti sopra ha, almeno in principio, un numero di vantaggi potenziali materiali.

Poiché le soluzioni della presente invenzione sono supersaturate, come descritto sopra, con riferimento ai sali di trattamento del legno disciolti dentro, quantità aumentate dei sali disciolti sono presenti in un rivestimento superficiale sul legno che è trattato, paragonati ad un rivestimento superficiale dello stesso volume di una soluzione saturata del sale o dei sali in questione, disciolti in acqua pura senza alcun emulsionante o agente di drogaggio cera/olio. A questo riguardo deve essere rilevato che, quando la soluzione supersatura è parte di un’emulsione, l'emuisione ha viscosità aumentata, così che, in aggiunta a una superiore concentrazione del sale o sali di trattamento del legno, lo strato superficiale o un rivestimento mantenuto sul legno e fornito dall'immersione è più spesso e comprende un volume superiore di soluzione di trattamento, paragonata con il volume trattenuto sul legno di una soluzione satura del sale o dei sali in questione, disciolti in acqua pura e senza alcun emulsionante o agente di drogaggio cera/olio. Questa caratteristica contribuisce a carichi superficiali aumentati sul legno trattato del sale o sali di trattamento del legno.

Questo carico aumentato presenta l'effetto che adeguate quantità di sale di trattamento del legno o carichi superficiali possono essere ottenuti sulla superficie del legno dopo Timmersione, a temperature ambientali e senza il bisogno di riscaldare la soluzione di trattamento del legno per aumentare la solubilità del sale.

Un ulteriore vantaggio inaspettato della presente invenzione è che uno strato oleoso o particolarmente ceroso può essere formato sulla superficie del legno, che resiste al rapido essiccamento fuori dall'umidità della linfa nel legno verde dopo il trattamento, ma nello stesso tempo rilascia i sali di trattamento del legno disciolti nella soluzione di immersione per renderli disponibili per la diffusione nel legno attraverso la linfa nel legno. Questa caratteristica è quella che permette l'immediato cumulo-ad adesivo o cumulo-rapportato allo scopo di impregnazione e conseguente essiccamento, senza iniziale cumulo-chiuso e rivestimento per sigillare il legno da costruzione finché la diffusione è completa, dopo il quale cumulo-chiuso il legno deve essere liberato dal cumulo e cumulato ad adesivo o cumulato rapportato per lo scopo di essiccazione.

La presente invenzione permette così sostanzialmente un trattamento ridotto, e può effettivamente eliminare i periodi di presa richiesti per la diffusione quando il legno è cumulato-chiuso e avvolto.

M Le concentrazioni superiori di sali di trattamento di legno disciolti raggiungibili sul legno, e la viscosità aumentata, menzionate sopra, possono permettere l'immersione del legname da costruzione segato-libero, misurato con precisione, che deve essere contrastato con la precedente immersione del legname da costruzione segato-grezzo.

Dopo immersione ed essiccamento, uno strato oleoso o particolarmente ceroso sulla superficie esterna del legno trattato può ritardare la soluzione dei sali di trattamento di legno solubili dal legno trattato in condizioni umide. Inoltre, tali strati oleosi o particolarmente cerosi possono fornire repellenza all'acqua, per ritardare l’assorbimento dell’acqua nel legno, con conseguente stabilità dimensionale del legno migliorata.

Così, l'Esempio 1 dimostrava che, in accordo con l'invenzione, campioni di legno verde segati-lisci possono essere immersi e lasciati in cumulo-aperto (cumulati-con adesivo) a secco, esposti all'aria ambiente, per diffusione simultanea del borato nel legno ed essiccamento. L'Esempio 2 confermava l'Esempio 1 e mostrava che il legno impregnato è altamente resistente alla dissoluzione del borato tramite la pioggia. Gli Esempi 3 e 4 di nuovo confermavano i risultati dell'Esempio 1 e mostravano che diverse concentrazioni di borato nelle soluzioni di immersione potevano fornire diverse concentrazioni di borato nei campioni di legno immersi e mostravano che l'essiccamento del legno poteva essere ritardato, con il legno cumulato-aperto, finché era avvenuta la completa penetrazione del legno da parte del borato.

In vista delle precedenti caratteristiche, il legno trattato può in principio essere usato per alloggiamento a basso costo in situazioni in cui l'essiccamento intermedio a forno dei legname da costruzione non è economico. In queste

Ά situazioni, il legno da costruzione immerso, verde, trattato può essere usato direttamente per la costruzione, senza cumulo-ad adesivo ed essiccamento, avendo luogo la diffusione del sale o dei sali di trattamento ad acqua nel legno, con seguente essiccamento, con il legno in situ. In questo caso, lo strato oleoso esterno o particolarmente ceroso raggiungibile sul legno può ritardare l'essiccamento del legname da costruzione verde, riducendo così qualsiasi degrado da essiccamento del legname da costruzione che può avvenire in situ.

L'utilità della presente invenzione, rispetto al trattamento del legno è altamente inaspettata, particolarmente la capacità delle soluzioni di trattamento del legno, emulsionate con cera e/o oli nella forma di emulsioni acqua-in-olio o acqua-in-cera, non solo per fornire legno verde segato-liscio con rivestimenti spessi da immersione contenenti elevate concentrazioni di borato che rimangono in una condizione umida sul legno per diverse settimane, ma pure per prevenire o sostanzialmente ritardare l'essiccamento del legno rivestito, e, in maniera importante, per permettere al borato di diffondere nel legno prima di permettere che il legno si essicchi ad aria. Questi risultati sono altamente inaspettati poiché la fase acquosa dell'emulsione, contenente il borato, è la fase discontinua, cosi che è infatti la fase cerosa o oleosa, che è la fase continua, che difatti riveste il legno, la fase acquosa essendo nella forma di goccioline discontinue nella fase organica, separate dall'intemo umido del legno dalla fase organica. Ci si sarebbe aspettato così che la diffusione di borato dalla fase acquosa nel legno fosse ritardata allo stesso livello in cui è ritardato l'essiccamento del legno. La richiedente è incapace di spiegare perché, sebbene sia ritardato l'essiccamento del legno, apparentemente questa diffusione avviene relativamente con velocità, abbastanza presto perchè la diffusione sia completa prima che il legno sia secco.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un metodo di preparazione di una soluzione di un soluto di sale inorganico in un solvente acquoso che è supersaturato a temperature ambiente sotto 30° C rispetto a detto soluto, caratterizzato dal fatto che include una fase di mescolanza per mezzo di cui un solvente acquoso, un soluto di sale inorganico ed un agente di drogaggio organico comprendenti sia un emulsionante che un costituente scelto dal gruppo consistente di oli, cere e miscele di ciò sono mescolati assieme, per mezzo di ciò per produrre una miscela che comprende un'emulsione avente una fase acquosa che ha il soluto disciolto dentro, le proporzioni dei costituenti della miscela essendo scelte in modo che il rapporto di massa di detto soluto disciolto: acqua nella fase acquosa è superiore a quello di una soluzione saturata di detto soluto in detta fase acquosa alla stessa temperatura.
2. Un metodo come rivendicato nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'emulsionante è un emulsionante acqua-in-olio, l'emulsificazione comprendendo la dispersione della fase acquosa nel costituente organico per formare un'emulsione acqua-in-olio in cui la fase acquosa è discontinua e la fase organica è continua.
3. Un metodo come rivendicato nella rivendicazione 1 o rivendicazione 2, carati eri zzato dal fatto che comprende una fase di miscelazione iniziale secondo la quale l'agente di drogaggio è mescolato con il solvente acquoso per formare una miscela iniziale comprendente detta fase acquosa emulsionata con l'agente di drogaggio, seguita da un'ulteriore fase di mescolanza per mezzo della quale il soluto viene mescolato con la miscela iniziale.
4. Un metodo come rivendicato nella rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la fase di mescolanza iniziale è effettuata ad una temperatura elevata, sopra 30° C, alla quale tutti i costituenti della miscela iniziale sono liquidi.
5. Un metodo come rivendicato nella rivendicazione 3 o rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l'ulteriore fase di miscelazione avviene a temperatura ambiente e sotto 30° C.
6. Un metodo come rivendicato in ognuna delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la miscela è tale da fornire un rapporto di massa tra l'acqua nella fase acquosa e l'agente di drogaggio di 40:60 - 80:20.
7. Una soluzione di un soluto inorganico in un solvente acquoso, la soluzione essendo caratterizzata dal fatto che è supersaturata a temperature sotto 30° C, il solvente comprendendo una fase acquosa avente, dispersa dentro, un agente di drogaggio organico che comprende sia un emulsionante che un costituente scelto dal gruppo consistente in oli, cere e miscele di ciò, e il rapporto di massa tra l'acqua nella fase acquosa e l'agente di drogaggio essendo 40:60 - 80:20.
8. Una soluzione come rivendicato nella rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che l'agente di drogaggio è emulsionato con la fase acquosa.
9. Una soluzione come rivendicato nella rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che l'emulsionante è un emulsionante acqua-in-olio, l'agente di drogaggio e la fase acquosa formando un'emulsione olio-in-acqua.
10. Una soluzione come rivendicato in qualsiasi delle rivendicazioni comprese 7-9, caratterizzata dal fatto che l'agente di drogaggio comprende una cera che è scelta da cera d'api, cere paraffiniche clorurate, cere polietileniche e miscele di ciò.
11. Una soluzione come rivendicato in qualsiasi delle rivendicazioni comprese 7-10, caratterizzata dal fatto che forma una composizione di trattamentodi legno per l'impregnazione di legno, il soluto inorganico essendo scelto dal gruppo di sali conservanti di legno e sali ignifughi consistenti di diammonio fosfato, monoammonio fosfato, ammonio cloruro, ammonio solfato, borace, zinco cloruro, acido ortofosforico, acido borico, ammonio solfammato, l'idrato di sodio ossifluoro borato, cloruro di zinco basico ammoniacale, zinco ottaborato, disodio ottaborato tetraidrato, ammonio biborato, ammonio pentaborato e miscele di qualsiasi due o più di ciò.
12. Una soluzione come rivendicato in qualsiasi delle rivendicazioni comprese 7-11, caratterizzata dal fatto che è stata preparata in accordo al metodo di qualsiasi delle rivendicazioni 1-9.
13. Un metodo di trattamento del legno impregnando un sale inorganico del trattamento del legno nel legno, caratterizzato dal fatto che esso comprende rivestire il legno in uno stato verde con una soluzione supersaturata come rivendicato in qualsiasi delle rivendicazioni 7-12 comprese, per formare uno strato della soluzione supersaturata su una superficie esterna del legno, e permettendo che avvenga la diffusione del sale inorganico di trattamento del legno disciolto nella soluzione nell'interno del legno.
14. Un metodo come rivendicato nella rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che il legno è segato-liscio, il rivestimento essendo mediante immersione del legno nella soluzione con la soluzione a temperatura ambiente.
15. Un metodo come rivendicato nella rivendicazione 13 o rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che comprende la fase, dopo il rivestimento, di accatastare il è!) legno per fornire un cumulo aperto contenente spazi d'aria, il metodo comprendendo lasciare il legno in tale cumulo durante detta diffusione del sale di trattamento del legno nel legno, con il legno esposto all'aria ambientale, per permettere al legno di essiccare simultaneamente.
16. Legno caratterizzato dal fatto che è stato impregnato con un sale inorganico di trattamento del legno mediante un metodo come rivendicato in qualsiasi delle rivendicazioni comprese 13-15.