Mechanizmy wnikania impregnatów w drewno

Udostępnij na...FacebookGoogle+TwitterLinkedInPinterestStumbleUpontumblrEmailDigg

IMG_5154

Coraz większy popyt na meble, stolarkę otworową, konstrukcje drewniane, wymógł na producentach stosowanie drewna młodocianego. Jak wiadomo z poprzednich artykułów drewno młodociane nie uległo jeszcze twardzielowaniu. Dawniej stosowano wyłącznie drewno dojrzałe (można było sobie na to pozwolić), które nie wymagało impregnacji (substancje twardzielowe zapewniają odpowiednią impregnację). Drewno młodociane nie zdążyło przejść procesu twardzielowania. Dlatego dla zapewnienia odpowiedniej klasy odporności producenci poddają drewno procesowi impregnacji.

Impregnacją drewna nazywamy czynność, której celem jest nasycenie drewna substancjami przeciwgrzybicznymi, owadobójczymi i ogniochronnymi. Wyróżniamy wiele grup impregnatów z różnymi substancjami aktywnymi w składzie. W zależności od rodzaju impregnatu sam proces można przeprowadzić kilkoma metodami. W zależności od stopnia zagrożenia drewna dobierana zostaje odpowiednia metoda oraz środek impregnujący (rodzaj substancji aktywnej). Jeżeli chcemy budować sobie dom najlepszą metoda impregnacji jest nasycanie wysokociśnieniowe (metoda przemysłowa) a jeżeli chcemy zaimpregnować płot nie zastosujemy preparatów solnych. Według norm europejskich drewno dzielimy na kilak grup zagrożenia.

Grupy zagrożenia dla drewna:

  1. drewno pod dachem
  2. drewno pod dachem narażone na wilgoć
  3. drewno użytkowane na zewnątrz bez kontaktu z gruntem
  4. drewno użytkowane na zewnątrz w kontakcie z gruntem lub wodą
  5. drewno w kontakcie z wodą morską.

 

Oznaczenia te występują na tarcicy impregnowanej, znając te pięć grup w szybki sposób możemy zorientować się do jakiego przeznaczenia drewno zostało przygotowane. Często spotykamy się z impregnacją we własnym zakresie (pędzel, wałek). Metoda ta jest dobra ale pod warunkiem, że będzie często powtarzana. Jeżeli w ten sposób impregnujemy np. drewno konstrukcji dachowej efekt będzie znikomy. Czasami zastosowanie pigmentu może spowodować neutralizację właściwości grzybobójczych substancji aktywnej zawartej w impregnacie. Niekiedy dobranie nieodpowiedniej metody impregnacji może spowodować uzyskanie niesatysfakcjonującego efektu, dlatego warto zaznajomić się ze sposobem działania impregnatów i mechaniką wnikania ich w drewno.

Mechanika

Jak wiemy drewno jest materiałem porowatym a więc występują w nim kapilary większe i mniejsze. Czasami występuje w nich woda, czasami są całkowicie puste. Zauważenie tych paru prostych cech daje pierwszą możliwość wniknięcia impregnatu w drewno. Jest to metoda oparta o zasadę kapilarną. Drugi sposób wniknięcia impregnatu w drewno oparty jest o zasadę dyfuzji. Polega ona na tym, że substancja dąży do wyrównania stężeń. Dzięki zjawisku dyfuzji zacznie dochodzić do zmniejszenia stężenia substancji impregnującej w roztworze a zwiększenia tej substancji w wodzie zawartej w drewnie.

Wnikanie na zasadzie kapilarnej

Przy tej zasadzie drewno musi być w stanie powietrzno suchym, nie może występować woda wolna. Głębokość wnikania cieczy w drewno zależy od lepkości cieczy, średnicy kapilar, napięcia powierzchniowego cieczy, czasu zanurzenia drewna w impregnacie lub jego ilości na powierzchni itd. Mniejsza średnica kapilar zapewnia intensywniejszą penetrację drewna. Jeżeli lepkość i napięcie powierzchniowe jest duże możemy podgrzać impregnat, wtedy zwiększy się nam intensywność impregnacji. Przy wilgotności drewna ponad 15% występują już problemy z wnikaniem impregnatu a przy wilgotności PNW(punkt nasycenia włókien) impregnacja staje się niemożliwa. Jeżeli impregnujemy drewno o wilgotności poniże 12% trzeba pamiętać o tym żeby zawartość substancji w impregnacie nie przekraczała 5% ponieważ w pierwszej fazie drewno bardzo intensywnie „pije” wodę. W tej metodzie można stosować środki wodorozcieńczalne jak i oleiste. Duże stężenie substancji impregnującej w impregnacie spowoduje wytrącenie się soli na powierzchni drewna. Kryształy soli spowodują zablokowanie się porów i uniemożliwią głębszą impregnację. Jedną z bardzo ważnych cech drewna (zapewniających odpowiednią impregnację) jest przesiąkliwość. Drewno o dobrej przesiąkliwości dobrze impregnuje się. Przesiąkliwość jest najlepszą, szybką metodą sprawdzenia drewna. Jeżeli bierzemy pod uwagę gatunek drewna lepiej impregnuje się drewno liściaste (jeżeli nie ma wcistek) ale nie zawsze tak jest. W gatunkach pierścieniowo naczyniowych występują spore różnice w nasiąkliwości między drewnem wczesnym a późnym. W gatunkach iglastych także obserwujemy taką zależność np. w sośnie różnice mogą być nawet 40 krotne. Także obserwuje się różnice w nasiąkliwości bielu i twardzieli. Drewno liściaste zamyka naczynia wcistkami a drewno iglaste odcina przy pomocy jamek (torusy zostają przyssane do ściany komórkowej). Podczas impregnacji aby dokonać dobrego zabezpieczania drewna, wymagane jest pokonanie oporów kapilarnych poprzez podniesienie ciśnienia impregnacji. Z badań wynika że naniesienie pędzlem można porównać do 10 sekund kąpieli.

Zjawisko dyfuzji

Zjawisko to zachodzi tylko wtedy gdy mamy wilgotność drewna ponad PNW. Drewno mokre zawiera w sobie praktycznie czystą wodę. Podczas zanurzenia drewna w wodnym roztworze impregnatu stężenie roztworu zaczyna wyrównywać się z stężeniem wody w drewnie. W tym przypadku lepiej stosować impregnaty o wyższym stężeniu (ponad 10%). Można stosować impregnaty w formie pasty lub sypkiej. Dyfuzja zależy od różnicy stężeń cieczy i czasu impregnacji. Zjawisko zachodzi aż do wyschnięcia drewna. Podczas tego typu impregnacji nie stosuje się środków oleistych ponieważ nie mieszają się z wodą. Zjawisko nie zachodzi w drewnie o wilgotności poniżej PNW. Gdy drewno posiada wilgotność na poziomie 30-50% proces zachodzi bardzo wolno, szybkość dyfuzji wzrasta przy wilgotności 50-100% a przy wilgotności ponad 100% wzrost jest nieznaczny. Przy gatunkach o małej gęstości niska wilgotność powoduje przerwanie ciągłości cieczy w naczyniach co osłabia dyfuzję. W drewnie o dużej gęstości nie musi być wilgotność tak wysoka ponieważ zachowuje się ciągłość cieczy.

Istotnym parametrem podczas nasycania drewna jest retencja preparatu. Jest to ilość cieczy pochłoniętej przez drewno podczas procesu nasycania drewna wyrażana w kg/m3. Wyróżniamy retencję cieczy roboczej (ilość cieczy wchłoniętej w drewno), zwykle wynosi ona 15-400kg/m3 oraz retencje substancji aktywnej bądź czynnej (ilość wchłoniętej np. czystej soli), zwykle 1-20 kg/m3. W przypadku cieczy oleistych retencja jest jednoznaczna (brak rozpuszczalnika).

Czesław Kucharski

Zajmuję się pisaniem ciekawych artykułów na tematy związane z drewnem i technologią drewna.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Możesz użyć następujących tagów oraz atrybutów HTML-a: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Zapisz się do newslettera

Otrzymuj najnowsze informacje na swój adres e-mail!

Delicious Digg Facebook Favorites More Stumbleupon Twitter

Słów kilka…

Witamy na blogu poświęconym technologii drewna. Jest to równocześnie encyklopedia zawierająca zbiór haseł i terminów z dziedziny obróbki i przetwórstwa drewna.

Artykuły podzielone są na kilka kategorii tematycznych, natomiast encyklopedia jest uporządkowana alfabetycznie.