Спосіб модифікації деревини

1. Спосіб модифікації деревини, що включає завантаження сировини в герметичну ємність, нагрівання деревини, остигання й вивантаження готового продукту, який відрізняється тим, що після завантаження сировини в герметичній ємності підтримують вакуум 20-90 кПа протягом 2-24 годин, при цьому деревину нагрівають до температури 45-260 °С, а потім виключають нагрівання й виконують природне остигання готового продукту протягом 4-12 годин. 2. Спосіб модифікації деревини за п. 1, який відрізняється тим, що операцію сушіння сирої деревини виконують при температурі 45-65 °С протягом 3 1973 р.], відповідно до якого на деревину в камері впливають аміаком при температурі 20-60°С. Відомий «Спосіб модифікації деревини» [Авт. св. СРСР № 374169, МПК В 27 К 3/34, бюл. № 15, 1973 р.], шляхом її ацетилування, наприклад, оцтовим ангідридом, у полі струмів високої частоти. Відомий «Спосіб модифікації деревини» [Авт. св. СРСР № 391923, МПК В 27 К 5/06, бюл. № 32, 1973 р.], шляхом її ацетилування, наприклад, оцтовим ангідридом, і одночасної обробки в полі струмів високої частоти протягом 0,25-2 година при температурі 70-140°С. Відомий «Спосіб модифікації деревини» [Авт. св. СРСР № 409860, МПК В 27 К 5/06, бюл. № 1, 1974 р.], шляхом її ацетилування, наприклад, оцтовим ангідридом, у поле струмів високої частоти, причому попередньо вводять 0,25-1% ангидрона, а ацетилування деревини роблять при температурі 30-120°С протягом 0,5-2,0 години. Відомий «Спосіб обробки деревини» [Авт. св. СРСР № 700329, МПК-2 В 27 К 5/04, бюл. № 44, 1979 р.], шляхом її сушіння й просочення кремнійорганичною рідиною, після чого деревину обробляють насиченими парами діетіламіна при температурі 60-65°С протягом 10-15хв. Всі перераховані вище способи не дозволяють досягти технічного результату - спрощення технології модифікації деревини - при одержанні високоякісного кінцевого продукту. Розглянемо, групу способів, у технології реалізації яких використовується вакуум. Відомий «Спосіб хімічної модифікації деревини» [Авт. св. СРСР № 977163, МПК-3 В 27 К 5/06, бюл. № 44, 1982 р.], шляхом її вакуумування й просочення реагентами, у якості якого використовують ангідрид пропіонової кислоти, а після просочення деревину витримують при температурі 120-125°С протягом 8-10 години. Відомий «Спосіб модифікації деревини» [Авт. св. СРСР № 1155450, МПК-4 В 27 К 5/06, бюл. № 18, 1985 р.], шляхом її термообробки оцтовим ангідридом, вакуумування й екстрагування хлористим метіленом, при цьому попередньо проводять активацію деревини розчином оцтової кислоти й діціандіаміда у воді при температурі 293°К у плин 80-120хв, а термообробку оцтовим ангідридом здійснюють при температурі 353-373°К протягом 80-120хв. Відомий «Спосіб модифікації деревини» [Авт. св. СРСР № 1167009, МПК-4 В 27 К 5/06, бюл. № 26, 1985 р.], що включає ацетилування її оцтовим ангідридом і наступне видалення з деревини надлишку оцтової кислоти й оцтового ангідриду шляхом їхнього хімічного зв'язування, при цьому після ацетилування деревину просочують шляхом циклічного вакуумування при залишковому тиску 515кПа й температурі 10-30°С протягом 40-120хв сумішшю етилового спирту й гуанідіна, узятих у співвідношенні (у мас. %) 100:4-8. Відомий «Спосіб модифікації деревини» [Авт. св. СРСР № 1214420, МПК-4 В 27 К 5/06, бюл. № 8, 1986 р.], що включає її вакуумування, просочення ацетілуючим реагентом і наступною термообробкою, причому в якості ацетілуючого реагенту використовують хлористий бензоіл, а термооброб 43885 4 ку здійснюють при температурі 55-75°С протягом 6-10 години. Всі перераховані вище способи не дозволяють досягти технічного результату - спрощення технології модифікації деревини - при одержанні високоякісного кінцевого продукту, тому що припускають використання додаткових компонентів, які неминуче будуть виділятися в навколишнє середовище в процесі експлуатації виробів з модифікованої деревини. У патенті України № 2982 U «Композиція для модифікації деревини» [МПК-7 В 27 К 3/34, В 27 К 3/52, бюл. № 9, 2004 р.] описаний спосіб модифікації деревини, що включає попереднє вакуумування із глибиною вакууму 30 мм рт.ст. протягом 30-60хв і просочення композицією (лак бакелітовий, хлористий натрій, карбамід, вода) протягом 30-120 хв при підвищеному тиску 0,5-1,0МПа й температурі 20(+5)°С, потім східчасте проводять сушіння при тепературе 40-80°Спротягом 20 годин, а термообробку заготівель проводять при температурі 120°С у плин 3 години Недоліком відомого способу є використання додаткових компонентів, які неминуче будуть виділятися в навколишнє середовище в процесі експлуатації виробів з модифікованої деревини. Відомий «Спосіб просочення деревини» [Патент України № 29307 А, МПК-6 В 27 К /02, бюл. № 5, 2000 р.], що включає завантаження в просочувальну камеру сировини, вакуумування, просочення й розвантаження, при цьому просочення ведуть після вакуумування в атмосфері інертного газу шляхом переміщення деревини по поверхні обертового котка, покритого розчином просочувальної рідини. Недоліком відомого способу є використання додаткових компонентів, які неминуче будуть виділятися в навколишнє середовище в процесі експлуатації виробів з модифікованої деревини, а також складність підтримки необхідних режимів обробки деревини. Технологія паростабілізацііÒ WESTWOOD у цей час є найбільш ефективним і сучасним методом термообробки деревини, впровадженим у Росії. Цикл такої обробки займає близько 12 годин. Суть технології WESTWOOD - обробка деревини пересиченою водяною парою при температурах 220-240°С, що приводить до змін у структурі деревини на молекулярному рівні під впливом термохімічних реакцій без використання хімічних добавок або яких-небудь речовин. Деревина після обробки WESTWOOD здобуває три основних властивості: - вологовідталкування - властивість адсорбції (поглинання) води знижене в 4-5 разів. - стабільність розмірів - при перепадах вологості й температури навколишнього середовища досягається поліпшення цього показника - в 10-15 разів стосовно неопрацьованого дерева. - абсолютна стійкість до біологічних поразок за рахунок високих температур обробки в деревині розкладаються полісахариди, що є живильним середовищем для розмноження грибка й мікроорганізмів. У результаті довговічність деревини зростає в 15-25 разів. 5 Використання унікальних властивостей термообробленої деревини можливо, наприклад, при виготовлення дверей і вікон, паркету, дерев'яної плитки й підлог для санвузлів і кухонь, цільних ванн і раковин, облицювання й настилу саун, меблів для кухні, садових меблів, зовнішньої обробки й сайдинга будинків і будівель, а також при обробці яхт, мощенні прибассейнових територій, виготовленні шумових огороджень на автострадах, заборів, будь-яких зовнішніх споруджень. Основні властивості виробів з деревини WESTWOOD - поліпшена якість поверхні; - у більшості випадків не вимагає фарбування; - довговічність; - суттєве зменшення усихаємости; - тривала стійкість до тиску; - однорідність кольору на всю глибину; - стійкість до високих температур; - підвищені протипожежні й теплоізолюючі властивості; - виражений запах натурального дерева; - абсолютна екологічна чистота. У цей час у Європі поширені кілька технологій модифікації деревини, які далі ми розглянемо. Всі чотири технології модифікації деревини [див. сайт www.west-wood.ru] поєднує те, що тверда деревина піддана температурам близько або вище 200°С протягом декількох годин в атмосфері з низьким змістом кисню. Перший різновид фінського процесу - «Деревина ТЕР МО» - включає: - період підвищення температури - попередньо нагрівають сировина до 100°С, потім сушіння при температурі 100 - 150°С, далі підвищують температуру від 150°С до 240°С, тривалість процесу до 48 годин; - термообробка сировини постійною температурою 150-240°С протягом 0,5 - 4 годин; - охолодження й стабілізація, тривалість до 24 годин. При цьому: - протягом всіх цих періодів важливо, щоб температурна різниця між деревиною й повітрям не була занадто великою; - якщо температурне розходження буде більшим, якість деревини погіршується; - важлива наявність водної пари в апарату протягом всієї термообробки; - водна пара впливає на якість деревини, і це також діє як захисна атмосфера, що перешкоджає горінню деревини. Ступінь зміни у властивостях деревини протягом термообробки залежить від: - максимальні температури й тривалості процесу, а також температурного градієнта; - кількості використаної водної пари; - процесу висихання печі (апарата) перед термообробкою; - породи дерева й властивостей деревини. При температурі більше 150°С змінюються фізичні й хімічні властивості деревини. Термообробка затемнює колір деревини, зменшує стиск і розширення деревини й поліпшує рівновагу вологовмісту деревини, але міцність зменшується. 43885 6 Більше високі температури поліпшують опір гнилизни й зменшують сприйнятливість до грибкового розпаду. Класифікація модифікованої деревини. Клас 1. Дуже невелика термообробка. Головним чином колірні зміни. Рекомендовано використовувати як і неопрацьовану деревину. Використання в спорудженнях над землею й в умовах, де рівноважний вологовміст для неопрацьованої деревини залишиться постійно менш чим 18%. Клас 2. Небагато оброблена деревина. Використовується в спорудженнях над землею, де є ризик випадкового елемента вологи або конденсату. Вологовміст для неопрацьованої деревини іноді перевищує 20%. Наприклад, кухонні меблі, паркет, вікна й двері. Міцність нижче, ніж у неопрацьованої деревини. Клас 3. Суттєво оброблена деревина. Використовується в спорудженнях над землею в ситуаціях, де деревина буде безупинно піддаватися атмосферним впливам або іншим джерелам вологи (типу конденсату), але де деревина не буде в контакті із землею. Вологовміст деревини - більше 20%. Використовується в спорудженнях, де потрібно дуже гарна розмірна стабільність і більше низький вологовміст. Міцність знижена. Другий різновид фінського процесу - «Процес VTT» (див. сайт www.west-wood.ru) - заснована на нагріванні деревини у високих температурах (180250°С), при використанні водної пари як захисного газу. Нагріваючи деревину більш ніж 200°С, її піддають великій кількості хімічних змін, таких як розпад деревної геміцеллюлози. Метод VTT відрізняється від інших методів, тим що в ньому не використовують азот як захисний газ, і не використовують підвищений тиск. Процес VTT розділений на три частини - підвищення температури, обробка й зменшення температури. Багато факторів впливають на повний час обробки, наприклад: розміри печі, що завантажується кількість і розміри сировини, швидкість зниження температури при охолодженні. Для регулювання температури використовується спеціальна система, що запобігає внутрішнє напруження в деревині. Температурне підвищення в самій печі регулюється виміром внутрішньої температури деревини. Розходження між температурою печі й температурою сировини залежить від розмірів деревини. Сировина може бути "зеленою", при цьому сама піч висушує деревину в дуже швидкому процесі, розробленому VTT - за допомогою пари. Швидке висихання можливо, тому що не треба турбуватися про колірні зміни, тому що смоли будуть так чи інакше випливати з деревини в процесі подальшої термообробки. Протягом термообробки деревина втрачає головним чином оцтову й мурашину кислоту, маленьку кількість фенольних составів і інших з'єднань ароматичного ряду й дерев'яних екстрактів. Гази, які виходять під час обробки - це, головним чином, вигарний газ, вуглекислий газ і метанол, тому до встаткування пред'являються спеціа 7 льні вимоги (воно повинне бути виготовлене з кислотостойко'! нержавіючої сталі й має потребу в системі миття для видалення продуктів виходу). Властивості модифікованої високої температури деревини залежать від режимів обробки: час обробки й температура. Температура має більший вплив на багато властивостей, чим час. Обробка в більше низьких температурах протягом більше тривалих часів не приносить відповідні властивості. Голландський спосіб модифікації деревини «Платон Вуд» (див. сайт www.west-wood.ru). Процес «Платон Вуд» використовує різні кроки обробки й комбінує послідовно крок гідротермоліза із сухим кроком. Вплив гідротермоліза в процесі «Платон Вуд» приводить до різних хімічних перетворень. Ціль процесу з 2 кроками - використання присутності рясної вологості в деревному осередку протягом гідротермоліза. Це викликає збільшену реактивність стінних компонентів осередку при порівняно низькій температурі. Процес «Платон Вуд» переважно складається із двох стадій із проміжною ланкою висихання: - перший крок гідротермоліза - для "зеленої" або повітряне висушеної деревини, використовуються температури між 160-190°С під збільшеним тиском (більше атмосферного), звичайний процес висихання деревини використовується, щоб висушити деревину до низької вологості (приблизно 10%); - другий крок (лікуючий) - сухий виріб нагрівають знову до температур між 170-190°С. Час процесу залежить від порід дерева, товщини, форми деревини й т.д., і виду взагалі: 1. термоліз 4-5 годин. 2. висихання 3-5 днів. 3. лікування 14-16 годин. 4. остигання 2-3 дні. Залежно від порід дерева й товщини матеріалу час операції варіюється. Середовище, яке нагріваєть деревину, може бути парове або гаряче повітря. Відносні помірні теплові обробки деревини у двох кроках процесу, які приводять до поліпшеної розмірної стабільності й поліпшеної роботи деревини, були досліджені, щоб зрозуміти на молекулярному рівні їхньої причини (Tjeerdsma і ін. 1998). Всі описані властивості є наслідком реакцій, які відомі з хімії деревини. Перший крок - це формування оцтової кислоти, що виникає від геміцеллюлози, що надалі прискорює розпад вуглеводів, викликаючи скорочення ступеня полімеризації вуглеводів. Кислота, що розпалася, має як наслідок формування формальдегіду, furfural і інших альдегідів, а так само викликає деякий розпад лігніну в С-Альфа і викликає деяке виробництво альдегіду від лігнінових одиниць С-Гама, що з'являються в першому кроці реакції. Лігнінова автоконденсація через розколотий, позитивно заряджений бензольний С-Альфа формує деякі мости метилену, що очевидно, починає вже відбуватися в цій першій фазі. Збільшення числа вільних реактивних ділянок на ароматично 43885 8 му кільці деяких лігнінових одиниць уже відбувається в цій фазі, але триває в наступній. У другому кроці відбувається завершення автоконденсаціі лігніну, як думають, через формування мостів метилену, що з'єднують ароматичні кільця. Ароматичні ділянки ядер випущені demethoxylation і через розколотий, позитивно заряджений бензольний С-Альфа. Реакції походять із деяких із груп альдегіду, сформованих у першій фазі кроку з лігніновими ароматичними ділянками ядер, щоб з'єднати ароматичні кільця через мости метилену. Розвиток цих реакцій помірковано, але проте вони приводять до збільшення поперечного з'єднання з послідовним удосконаленням його розмірної стабільності й зменшеної гігроскопичністю деревини. Два французьких процеси модифікації деревини (див. сайт www.west-wood.ru). Один з досліджених процесів протягом минулого десятиліття у Франції й у Європі складається в термообробці деревини в межах від приблизно 180-250°С залежно від породи й необхідних фізико-механічних властивостей отриманої модифікованої деревини. Головна мета полягає в тому, щоб зменшити гідрофільне поводження деревини тривимірною модифікацією хімічної структури деяких з її компонентів шляхом термообробки в контрольованій атмосфері, що управляє реакцією м'якого піролиза. Шляхом піролиза проводиться вибір різних параметрів, залучених у процес і особливості, що мають вплив на, кінцевого продукту. Експлуатаційні режими істотні, і такі параметри, як: атмосфера - температура - тривалість обробки - діапазон нагрівання - породи дерева - вага й розміри частин - вологість деревини, повинні бути прийняті в увагу, оскільки вони можуть сильно впливати на кінцеві властивості в процесі досягнення оптимального балансу між гідрофобністю кінцевого продукту й зменшенням механічних властивостей (залежно від цілей застосування отриманого продукту). Замічено, що при термообробці у високій температурі, кінетика поглинання вологості помітно змінюється, маючи як наслідок збільшення стабільності обсягу й зниження до певного ступеня деяких механічних властивостей після обробки. Поліпшена .довговічність треба з комбінації двох факторів, викликаних тепловою обробкою: значиме скорочення поглинання вологості (гриби гнили мають потребу в мінімумі 20 % вологості, щоб розвитися); - усунення деяких живильних речовин, необхідних гниючим грибам від деревини. Термообробка викликає хімічні модифікації в дереві, які затемнюють оригінальний колір по вихідному матеріалі. Головним чином два процеси перебувають у використанні в цей час у Франції. Перший процес називається "Ретификэйшн" (або «Деревина Ретифе», також відомий як "РЕТИТЕЧ") і складається в модифікації деревини, попередньо висушеної приблизно до 12% вологос 9 ті, шляхом повільного нагрівання в камері до 210 240°С в атмосфері азоту з 2% (і менш) змістом кисню. Другий процес називається "Ле Буа Пердюр", що дозволяє використовувати свіжу (сиру) деревину. Перший крок процесу складається в штучному висиханні в камері. Деревину нагрівають до 230°С під паровою атмосферою (пара виходить від води в деревині). В обох випадках є компроміс між довговічністю й механічними властивостями - чим більше висока температура, тим краще довговічність і нижче деякі механічні властивості, такі як міцність. Оброблена деревина в 230-240°С набагато більше довговічна, але може втратити до 40% у модулі розриву й більше ламка. При температурі 210° С матеріал (залежно від породи) може бути з механічними особливостями близькими до оригінального дерева, але довговічність буде поліпшена тільки небагато. Це означає, що термообробка повинна бути розглянута в термінах діапазону нагрівання, тривалості обробки й максимальної температури, щоб досягти властивостей кінцевого продукту відповідно до мети застосування. Процеси дуже чутливі до невеликих змін у температурі, що повинна підтримуватися точно. Наприклад, у процесі "Ретификэйшн" температура 230°С відповідає певній модифікації лігніну, що веде до нових хімічних сполук структури деревини, однак, при цьому губляться механічні властивості одержуваного продукту. «Деревина Ретифе» виходить при обробці в інертній атмосфері азоту, із залишковим змістом кисню нижче, ніж два відсотки, а деревину "Буа пердюр" одержують шляхом обробки у вологій водній атмосфері пари. Витрати на модифікацію деревини дуже залежать від рівня виробництва. Переробка побічних продуктів, зроблених у деяких випадках (наприклад: у процесі «Ретификэйшн»), повинні бути прийняті в увагу у вартості, оскільки деякі із цих побічних продуктів становлять певне забруднення. Орієнтовно, вартість процесу «Ретификэйшн» становить 100-160 ЄВРО/м3. Однак, одержуваний результат у цих процесів різний - так, через кращий контроль сировини на вході установки й внаслідок того, що деревина обробляється під тиском протягом процесу спеціальним пристроєм, заключні властивості модифікованої деревини набагато вище в процесі «Ретификэйшн», чим в "Буа Пердюр". Німецький процес «Обробка гарячим маслом» при температура 220°С у середовищу з низьким змістом кисню (див. сайт www.west-wood.ru). Процес виконують у закритій посудині. Після завантаження деревини в посудину, гаряче масло накачують із бака запасу в посудину, де гаряче масло зберігається у високих температурах, що циркулюють навколо деревини. Перед розвантаженням посудини гаряче масло викачують назад у бак запасу. Для різних ступенів модифікації деревини використовують різні температури. 43885 10 Мінімальне споживання масла при термообробці досягається при температурі 220°С, при цьому бажано підтримувати температуру процесу (наприклад 220°С) протягом 2-4 годин у середині деревини. Додатковий час для нагрівання й остигання необхідно залежно від розмірів деревини. Типова тривалість процесу для цілого циклу обробки (включаючи нагрівання й остигання) для дерева з поперечним перерізом 100мм´100мм і довжиною 4 метри – 18 годин. Середовище, яке нагріває - сире рослинне масло, наприклад, лляне або соняшникове масло. Припустимо використання інших масел - масла сої або навіть високі нафтові масла. Застосування лляного масла було непроблематичним, незважаючи на захід, що розвивається протягом термообробки, при цьому дим і тенденція до полімеризації важливі для процесу висихання масла в дереві й для стабільності відповідної партії готової продукції. Масло стає більше щільним, тому що летучі компоненти випаровуються, а компоненти, що є результатом розкладання деревини, накопичуються в маслі й змінюють його склад. Недоліками перерахованих вище чотирьох основних європейських способів модифікації деревини є складна технологія, більша тривалість технологічного процесу, необхідність використання різних додаткових речовин. Найбільш близьким по технічній сутності й технічному результаті, який досягається, і обраним як прототип є «Спосіб термічної обробки деревини» [Патент РФ № 2277045, В27К 3/02 (2006.01), В27К 3/10 (2006.01), опубл. 27.05.2006, сайт: www.fips.ru], включаючий нагрівання деревини до 140-150°С в атмосфері повітря, подальше нагрівання деревини в атмосфері водяної пари до 210220°С, здійснюваний за допомогою постійного дозованого упорскування води в камеру й витиснення повітря й інших газів з камери водяною парою, що утвориться, саморозігрівши до 230-240°С протягом 30-60хв, зупинку саморозігріву за допомогою керованого упорскування води й охолодження деревини в атмосфері 100%-ного пересиченої водяної пари шляхом регульованого упорскування води, крім того, створюють тиск водяної пари в камері на 10% вище атмосферного, нагрівання деревини до 140-150°С в атмосфері повітря роблять протягом 2-3 годин, а подальше нагрівання деревини в атмосфері водяної пари до 210-220°С роблять протягом 2-3 годин. Недоліком прототипу є складність технологічного процесу, обумовлена необхідністю постійного дозованого упорскування води в камеру, створення підвищеного тиску пересиченої водяної пари шляхом регульованого упорскування води, що спричиняє до необхідності установки й обслуговування додаткового встаткування - насосів, фільтрів, форсунок. Задачею справжньої корисної моделі є розробка нової технології модифікації деревини з досягненням технічного результату - спрощення технології модифікації деревини. 11 Поставлена задача успішно вирішується в заявляемому «Способі модифікації деревини)), що включає завантаження сировини в герметичну ємність, нагрівання деревини, остигання й вивантаження готового продукту, причому після завантаження сировини в герметичній ємності підтримують вакуум 20-90кПа протягом 2-24 годин, при цьому деревину нагрівають до температури 45260°С, а потім виключають нагрівання й виконують природне остигання готового продукту протягом 412 годин, крім того, операцію сушіння сирої деревини виконують при температурі 45-65°С протягом від 2-8 годин до 7-10 днів, а природне остигання здійснюють протягом 4-6 годин, а операцію модифікації деревини виконують при температурі 140260°С протягом 4-16 годин, а природне остигання здійснюють протягом 10-12 годин, при цьому режими обробки сировини вибирають залежно від вологості, породи й геометричних розмірів деревини, а режими обробки сировини контролюють за допомогою датчиків температури й вологості й вакууметра, причому задані режими обробки сировини підтримують за допомогою автоматичного програмувального пристрою. Новим у заявляється способу є значне спрощення технології модифікації деревини в порівнянні з відомими способами, у т.ч. і із прототипом, тому що крім нагрівання деревини додатково використовують неглибоке вакуумування герметичної камери, що можливо забезпечити досить простими технологічними й технічними засобами. Суттєвими ознаками способу, що заявляється, співпадаючими із прототипом, є наступні ознаки: - завантаження сировини в герметичну ємність; - нагрівання деревини; - остигання й вивантаження готового продукту. Відмітними від прототипу суттєвими ознаками способу, що заявляється, є наступні ознаки: - після завантаження сировини в герметичній ємності підтримують вакуум 20-90кПа протягом 224 годин; - деревину нагрівають до температури 45260°С; - виключають нагрівання й виконують природне остигання готового продукту протягом 4-12 годин. Приватними відмітними від прототипу суттєвими ознаками способу, що заявляється, є наступні ознаки: - операцію сушіння сирої деревини виконують при температурі 45-65°С протягом від 2-8 годин до 7-10 днів, а природне остигання здійснюють протягом 4-6 годин; - операцію модифікації деревини виконують при температурі 140-260°С протягом 4-16 годин, а природне остигання здійснюють протягом 10-12 годин; - режими обробки сировини вибирають залежно від вологості, породи й геометричних розмірів деревини; - режими обробки сировини контролюють за допомогою датчиків температури й вологості й вакууметра; 43885 12 - задані режими обробки сировини підтримують за допомогою автоматичного програмувального пристрою. Між суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, який досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Дійсно, досягнення вказаного технічного результату - спрощення технології модифікації деревини - можливо тільки при здійсненні всіх ознак, зазначених у формулі корисної моделі. Наприклад, здійснення нагрівання деревини потрібно практично у всіх сучасних способах модифікації деревини, тому додатковою технологічною вимогою реалізації способу, що заявляється, є тільки створення неглибокого вакууму, що не вимагає більших фінансових і матеріальних витрат. Вимога герметичності установки також не спричиняє придбання й монтажу складного встаткування, тому що для збереження тепла усередині камери у любому разі необхідно ретельно ізолювати її й виключити непродуктивні втрати тепла через нещільності й щілині. Відсутність необхідності постійного дозованого упорскування води в камеру, створення підвищеного тиску пересиченої водяної пари шляхом регульованого упорскування води, як це виконано в прототипі, значно спрощує заявляєму технологію модифікування деревини, тому що при цьому виключається за собою установка й необхідність обслуговування додаткового встаткування - насосів, фільтрів, форсунок. Проведений заявником аналіз рівня техніки, що включає пошук по патентних і науковотехнічних джерелах інформації, з виявленням джерел, що містять інформацію про аналоги технічного рішення, що заявляється, дозволяє встановити, що заявником не виявлені аналоги, які характеризуються всією сукупністю ознак, ідентичної всім суттєвим ознакам способу, що заявляється, зазначених у формулі корисної моделі. Тому можна затверджувати, що корисна модель відповідає умові патентоспроможності за критерієм «новизна». Крім того, корисна модель промислове застосовна, тому що технічне рішення, що заявляється, дозволяє використовувати його при виробництві модифікованої деревини. Можливість здійснення корисної моделі, що заявляється, підтверджується нижчеподаним описом її практичної реалізації. Спосіб модифікації, що заявляється, деревини включає наступні основні, необхідні й достатні, технологічні операції - завантаження сировини в герметичну ємність, нагрівання деревини, остигання й вивантаження готового продукту, причому після завантаження сировини в герметичній ємності підтримують вакуум 20-90кПа протягом 2-24 годин, при цьому деревину нагрівають до температури 45-260°С, а потім виключають нагрівання й виконують природне остигання готового продукту протягом 4-12 годин. Т.к. оброблювана деревина може мати різну вологість, те перед проведенням основного про 13 43885 цесу - модифікації деревини за допомогою тепла й вакууму - деревину необхідно висушити до значень, обумовлених породою, геометричними розмірами й призначенням модификованої деревини, тому що, як було зазначено вище, у всіх процесах термообробки деревини модифікування деревина (тобто зміна її фізико-хімічних параметрів), як правило, супроводжується зменшенням її міцнісних властивостей. Тому дана технологія дозволяє не тільки виконати модифікацію сухої деревини, але й здійснити сушіння деревної сировини. Дана операція сушіння деревини може бути виконана в єдиному процесі термообробки й модифікування деревини, а може бути окремою технологічною операцією, - у зв'язку із цим граничні межі зазначених параметрів технологічних процесів - температура, час і параметри вакууму - ставляться до повного циклу термообробки деревини сушінню й модифікуванню. Основну операцію модифікації сухої деревини виконують при наступних параметрах: - температура модифікації - 140-260°С; - час модифікації - 4-16 годин; - 4час природного остигання - 10-12 годин. По даному способі можливо операцію сушіння сирої деревини виконувати без наступної її модифікації, при цьому параметри процесу можуть бути наступними: - температура сушіння - 45-65°С; - час сушіння - від 2-8 годин до 7-10 днів; - час природного остигання протягом 4-6 годин. При цьому у всіх трьох можливих режимах здійснення справжнього способу: - сушіння + модифікація деревини; - модифікація деревини; - сушіння деревини, конкретні значення вакууму (у межах 20-90кПа) підтримують залежно від призначення процесу, вологості, породи й геометричних параметрів сировини, необхідних конкретних фізико-хімічних властивостей кінцевого продукту. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 14 У заявляемому способі режими обробки сировини контролюють за допомогою датчиків температури й вологості й вакууметра, причому задані режими обробки сировини підтримують за допомогою автоматичного програмувального пристрою. Одержуваний кінцевий продукт - модифікована деревина - має вологість 1-2% після закінчення процесу термообробки, а в процесі зберігання вологість її може збільшитися до 4%, однак, це не впливає на якісні показники готового продукту й виробів з нього: - гідрофільність знижена в 4-5 разів; - стабільність розмірів (при перепадах вологості й температури навколишнього середовища) збільшена в 10-15 разів стосовно неопрацьованої сировини; - абсолютна стійкість до біологічних поразок, тому що знищене живильне середовище для розмноження грибка й мікроорганізмів, і довговічність модифікованої деревини зростають, в 15-25 разів. Екологічність технологічного процесу й відповідність вимогам санітарної безпеки, виняткові, унікальні фізико-хімічні й декоративні властивості термообробленої деревини найбільше повно можуть бути використані при виготовленні різних нових виробів, товарів народного споживання, у будівництві, в автомобільній промисловості й у суднобудуванні, а також у багатьох інших областях народного господарства, тому що при цьому буде поліпшена якість поверхні; у ряді випадків не потрібна фарбування; збільшене довговічність; суттєво зменшена усихаємість; досягнута однорідність кольору на всю глибину й стійкість до високих температур; підвищені протипожежні й тепло ізолюючі властивості; є присутнім виражений запах натурального дерева; досягається абсолютна екологічна чистота. На підставі всього вищевикладеного можна зробити вивід, що задача, поставлена в справжній корисній моделі - розробка нової технології модифікації деревини - виконані з досягненням технічного результату - спрощення технологи модифікації деревини. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601