Способ пропитки и очистки археологической древесины

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ консолидирующим составом и очистке его от инородных почвенных включений. Способ пропитки и очистки археологической 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 далее помещается в пропиточный состав, используемый для пропитки данного изделия,который подвергается воздействию переменного электрического поля напряженностью 6-8 кВ/м в течение 4-5 часов при температуре 35-40 С.(76) Ахметкалиев Рыскали Бактыгереевич Алтынбеков Кырым(57) Изобретение относится к пропитке древесных материалов синтетическими смолами и может быть применено для укрепления и очистки деградированной археологической древесины. Технический результат,обеспечиваемый изобретением, выражается в увеличении степени пропитки деградированной древесины Изобретение относится к пропитке древесных материалов синтетическими смолами и может быть применено для укрепления и очистки 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, В 27 3/34,2012 г. Недостатком указанного способа является отсутствие удаления инородных почвенных включений из археологической древесины и связанное с этим недостаточная степень пропитки древесины. Задачей изобретения является повышение степени пропитки и очистка археологической древесины от инородных включений. Технический результат,обеспечиваемый изобретением, выражается в увеличении степени пропитки деградированной древесины консолидирующим составом и очистке его от инородных почвенных включений. Способ пропитки и очистки археологической 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 далее помещается в пропиточный состав, используемый для пропитки данного изделия,который подвергается воздействию переменного электрического поля напряженностью 6-8 кВ/м в течение 4-5 часов при температуре 35-40 С. Изобретение осуществляется следующим образом. Поверхность древесины является пористой средой и ее сорбционная емкость может изменяться при изменении давления атмосферы. Уменьшение давления - предварительное вакуумирование древесины приводит к уменьшению давления газа в его порах и способствует к сорбции большого количества пропиточного раствора. После нанесения пропиточного состава увеличение давления может увеличить проникновение раствора в древесину 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 2 состава. Увеличение парциального давления паров спирта насыщает поры древесины этим газом и увеличивает его проникновение во внутренние слои материала. Нанесение пропиточного состава производится кистевым способом. Пропитка производится до полного насыщения образца консолидирующим составом. Завершение пропитки определяется кристаллизацией полиэтиленгликоля(ПЭГ) на поверхности изделия. Перед началом пропитки археологической древесины консолидирующим составом производится очистка поверхности изделия от инородных включений, накопившихся в период его нахождения в почвенных условиях. Но концентрирование почвенного раствора происходит по всему объему древесины. Основательная чистка изделия невозможна из-за слабых физикомеханических свойств археологических предметов,обусловленных их деградацией,старением,разрушением. Частичное удаление почвенной грязи из объема изделия происходит при его пропитке консолидирующим составом, которое обусловлено более активной сорбционной способностью ПЭГ,как более активного поверхностно активного вещества. Практика показывает, что такая очистка недостаточна. Надо путем дополнительных воздействий ослабить связь почвенных веществ с сорбционной поверхностью материала древесины. Для этих целей могут быть использованы физические методы воздействия как обработка в магнитном, электрическом, акустическом полях. В этом случае нет необходимости добавления в сырь дополнительных компонентов. Возбуждение жидкости посредством колебательного воздействия на не переменного электрического поля высокого напряжения основано на явлении электрострикции. Электрострикция представляет собой преобразование электрических колебаний в механические. В электрическом поле происходит поляризация диэлектриков, к которым относятся древесины и пропиточные составы на основе ПЭГ. Поляризация сопровождается изменением линейных и объемных размеров обрабатываемого продукта и это изменение пропорционально квадрату напряженности электрического поля Энциклопедия неорганических материалов. Главная редакция укр. Сов. Энциклоп., Киев-1977 г., Т.2. В переменном электрическом поле будут происходить изменения указанных параметров с частотой 50 Гц. Это колебание объема жидкости в виде его расширения и возврата в исходное состояние. Для археологической древесины,насыщенной почвенным раствором,как неоднородной дисперсной системы,поляризационные колебания разных молекул будут неодинаковые, что будет приводить к разрушению связей между разнородными компонентами. Это способствует более активному вытеснению загрязнений пропиточным составом из мелких пор древесины и увеличению степени пропитки консолидирующим составом обрабатываемого изделия. За счет электрострикции происходит рост размеров всех микропор древесины, которые поглощают большее количество пропиточного состава, т.е. происходит рост сорбционной емкости вещества. Если изделие после пропитки консолидирующим составом кистевым способом поместить в используемый пропиточный раствор этой же концентрации, будет происходить вытеснение почвенных веществ из объема древесины в объем раствора. Движущей силой этого процесса является более активная сорбционная способность молекул консолидирующего состава, ослабление и отрыв молекул веществ почвенного раствора от сорбционной поверхности микропор древесины. Очистка микропор древесины от почвенных веществ приводит к дополнительной сорбции на них консолидирующего состава для укрепления ее физико-механических свойств. Под действием переменного электрического поля высокой напряженности происходит также улучшение пропиточных свойств раствора полиэтиленгликоля (ПЭГ) за счет диспергирования агломератов молекул ПЭГ в спирте, уменьшение вязкости раствора ПЭГ. Указанные изменения приводят к увеличению проникающей способности раствора в более мелкие поры. Увеличение сорбционной способности пор древесины и улучшение пропиточных свойств раствора ПЭГ приводят к значительному увеличению поглощения консолиданта пропитываемым образцом. Термообработка способствует указанным преобразованиям молекулярных связей,их стабилизации и сохранению на длительный срок. Пропитка археологической древесины предлагаемым способом сопровождается значительным улучшением экспозиционного вида изделия. В качестве источника высокого напряжения использовался повышающий трансформатор,который позволят увеличить напряжение до 1000 Вольт. От трансформатора напряжение подавалось на металлические электроды для образования электрического поля. 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 нескольких образцов деградированной древесины кистевым способом пропиточным составом по примеру 1, по технологии инновационного патента РК 25464. После пропитки все они были помещены в пропиточный состав этой же концентрации,использованный для пропитки этих изделий. Далее изделия подвергались воздействию переменного электрического поля высокой напряженности 68 кВ/м в течение 4-5 часов. При этом температура раствора поддерживалась 35-40 С. Измерялись массы изделий до и после обработки. Было получено уменьшение массы изделий на 2030. Было получено,что оптимальными параметрами процесса являются следующие величины время обработки в переменном электрическом поле высокой напряженности в течение 4-5 часов при температуре 35-40 С. После обработки нанесение консолидирующего состава на поверхность изделия сопровождается поглощением раствора ПЭГ и масса изделия увеличивалась на 2535 за счет дополнительного поглощения консолиданта. У изделий находившихся в растворе,но не подвергавшихся воздействию электрического поля, изменения массы не происходило даже при времени нахождения в растворе 20-30 часов и дополнительного количества консолиданта они не поглощали. 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 2 Водопоглащение на 25-е сутки,3 масс.Биозащитная способность отсутствует степень обрастания образцов Потеря массы, масс.0 Предел прочности при сжатии,33 к контролю Анализ данных пр.2 и таблицы 1 показывает, что применение предлагаемого способа пропитки и очистки археологической древесины обеспечивает увеличение степени пропитки изделий и их очистку от инородных почвенных включений. Обработка археологических изделий предлагаемым способом позволяет значительно очищать весь объем древесины, сохраняет цвет, текстуру и фактуру 3 материала. Очистка древесины предлагаемым способом сопровождается значительным улучшением экспозиционного вида изделий. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ пропитки и очистки археологической 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 далее помещают в пропиточный состав,используемый для пропитки данного изделия,который подвергают воздействию переменного электрического поля напряженностью 6-8 кВ/м в течение 4-5 часов при температуре 35-40 С.