1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28691
(51) B27K 3/34 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1086.1
(22) 13.08.2013
(45) 15.07.2014, бюл. №7
(72) Ахметкалиев Рыскали Бактыгереевич;
Алтынбеков Кырым
(73) Алтынбеков Кырым; Ахметкалиев Рыскали
Бактыгереевич
(56) Инновационный патент РК №25464, кл. В27К
3/34, опубл. 15.02.2012г
(54) СПОСОБ ПРОПИТКИ
ДЕГРАДИРОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ
(57) Изобретение относится к пропитке древесных
материалов синтетическими смолами и может быть
применено для укрепления деградированной
археологической древесины.
Технический результат, обеспечиваемый
изобретением, выражается в увеличении степени и
равномерности пропитки деградированной
древесины консолидирующим составом.
Способ пропитки деградированной древесины,
включающий ее предварительное вакуумирование,
пропитку подогретым пропиточным составом при
пониженном парциальном давлении воздуха и
избыточном парциальном давлении паров спирта,
отличающийся тем, что пропитываемый образец
после предварительного вакуумирование перед
пропиткой выдерживают в объеме, насыщенной
парами спирта.
(19)KZ(13)A4(11)28691

2. 28691
2
Изобретение относится к пропитке древесных
материалов синтетическими смолами и может быть
применено для укрепления деградированной
археологической древесины.
Известен способ пропитки древесины,
включающий ее предварительное вакуумирование,
пропитку подогретым пропиточным составом при
пониженном парциальном давлении воздуха и
избыточном парциальном давлении паров спирта
[Инновационный патент РК №25464, В27K 3/34,
2012 г.]
Недостатком указанного способа является то, что
он не обеспечивает равномерной степени пропитки
всего объема древесины.
Задачей изобретения является повышение
равномерности и степени пропитки всего объема
деградированной древесины.
Технический результат, обеспечиваемый
изобретением, выражается в увеличении степени и
равномерности пропитки деградированной
древесины консолидирующим составом.
Способ пропитки деградированной древесины,
включающий ее предварительное вакуумирование,
пропитку подогретым пропиточным составом при
пониженном парциальном давлении воздуха и
избыточном парциальном давлении паров спирта,
отличающийся тем, что пропитываемый образец
после предварительного вакуумирования перед
пропиткой выдерживают в объеме, насыщенной
парами спирта.
Изобретение осуществляется следующим
образом. Деградированная сухая археологическая
древесина характеризуется сжатием волокон
древесного материала, которая сопровождается
уменьшением его линейных размеров и объема.
Сжатие волокон древесины приводит к нарушению
связей между ними в продольном и поперечном
направлениях, уменьшению гибкости этих связей и
гибкости самих волокон. При нанесении жидкости в
виде пропиточного состава происходит
неравномерное набухание древесины, связанное с
особенностями сорбционных процессов. Из
поверхностного слоя древесины раствор будет
перемещаться во внутренние слои постепенно.
Процессы продольного расширения волокон в
древесине на разных глубинах будут
неодинаковыми. Большая степень расширения
поверхностных слоев может вызвать разрыв
волокон внутренних слоев и это часто
сопровождается разрушением древесного материала
в продольном направлении, отслоением верхних
слоев древесины от внутренних.
Для исключения этих негативных явлений
необходимо пропитку деградированной сухой
древесины проводить так, чтобы пропиточный
раствор проникал равномерно во весь объем
изделия. Это возможно в случае, когда коэффициент
проницаемости пропиточного раствора будет иметь
равное значение во всем объеме пропитываемого
образца.
Процесс пропитки может быть представлен в
виде адсорбции раствора на поверхности пор
древесины, поглощения раствора всем объемом в
виде капиллярной конденсации, набухания
материала. Все эти процессы возможны только при
смачивании раствором поверхности данного
материала. Нами показано, что предварительное
насыщение образца деградированной сухой
древесины парами спирта приводит к увеличению
степени проникновения раствора в пропитываемый
образец, к ускорению процесса пропитки,
исключению его разрушения.
Достижение такого эффекта объясняется тем, что
предварительное насыщение пор древесины парами
спирта увеличивает коэффициент смачивания
поверхности для жидкости на спиртовой основе и
коэффициент проницаемости для этого раствора.
Поверхность древесины и весь его объем
являются пористой средой и ее сорбционная
емкость может измениться при изменении давления
атмосферы. Уменьшение давления -
предварительное вакуумирование древесины
приводит к уменьшению давления газа в порахи
способствует к сорбции большого количества
пропиточного раствора в них. После нанесения
пропиточного состава увеличение давления может
увеличить проникновение раствора вдревесину как
по количеству, так и по глубине.
После предварительной откачки воздуха из
объема пропитки образца пониженное давление
воздуха может быть заменено пропиткой древесины
в атмосфере паров спирта. Пропиточный раствор
должен иметь спирт в качестве растворителя.
В условиях изолированного объема пары спирта
вытесняют значительную часть воздуха.
Парциальное давление воздуха в рассматриваемом
объеме уменьшается до 650 - 700 мм.рт. ст. Поры
древесины освобождаются от воздуха и насыщаются
парами спирта. Такое состояние спиртовой
декомпрессии может поддерживаться значительное
время за счет периодического испарения спирта в
заданном объеме. Пары спирта одновременно
создают избыточное давление для пропиточного
состава. Увеличение парциального давления паров
спирта насыщает поры древесины этим газом и
увеличивает его проникновение во внутренние слои
материала. Наличие спирта внутри древесины
создает некоторый градиент концентрации для
спиртового раствора пропиточного состава внутри
изделия и работает как избыточное давление,
используемое при пропитке. Регулируя температуру
и парциальное давление паров спирта можно
достигать равномерной степени пропитки всего
образца древесины.
Пример 1. Для пропитки деградированной
древесины использовался пропиточный состав,
содержащий полиэтилметакрилат,
полиэтилегликоль, этилированный алкилфенол и
этиловый спирт по патенту РК №12176.
Пример 2. Была проведена пропитка четырех
образцов деградированной древесины пропиточным
составом по примеру 1 предлагаемым способом и
одного образца известным способом.
Предварительно указанные четыре образца были
помещены в объеме, насыщенной парами спирта,
где они находились в течение 5 суток. За это время

3. 28691
3
произошло увеличение массы этих изделий на 5-8
%, которое связано с проникновением и сорбцией
спирта в порах и волокнах деградированной
древесины. Далее эти четыре образца были
помещены в герметичный контейнер после
нанесения на них указанного состава кистевым
способом. Вакуумирование контейнеров
производилось до давления 650 мм. рт. ст. Затем
изделия были помещены в термостат с
температурой 38°С на 24 часа.
Через сутки на изделие наносился новый слой
пропиточного состава и они выдерживались 24 часа
при температуре 38°С. Пропитка производится до
полного насыщения образцов консолидирующим
составом. Завершение пропитки определяется
кристализацией полиэтилен-гликоля (ПЭГ) на
поверхности изделия.
Нагревание в термостате увеличивает
парциальное давление паров спирта.
После пропитки определялись водостойкость
изделия по показателю водопоглащения (ГОСТ
16483.20-72), биозащитные свойства по весовому
методу при воздействии дереворазрушающего
гриба. Механические свойства - по показателю
предела прочности при сжатии (ГОСТ 16483.10-73).
Таблица 1.
Показатели свойств обработанного материала
Наименование показателей Содержание по номерам изделий
1 2 3 4 известный
способ
Поглощенное количества
состава, %
63 68 83 94 43
Водопоглащение на 25-е сутки,
масс. %
3 3 3 3 4
Биозащитная способность:
степень обрастания образцов
отсутствует отсутствует отсутствует отсутствует отсутствует
Потеря массы, масс. % 0 0 0 0 0
Предел прочности при сжатии,
% к контролю
35 36 36 37 30
Таким образом, применение предлагаемого
способа пропитки древесины обеспечивает
повышение равномерности и степени пропитки
всего объема деградированной древесины.
Обработка данным способом сохраняет цвет,
текстуру и фактуру материала.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ пропитки деградированной древесины,
включающий ее предварительное вакуумирование,
пропитку подогретым пропиточным составом при
пониженном парциальном давлении воздуха и
избыточном парциальном давлении паров спирта,
отличающийся тем, что пропитываемый образец
после предварительного вакуумирования перед
пропиткой выдерживают в объеме, насыщенной
парами спирта.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч