способ пропитки капиллярно-пористого материала

Формула изобретения

1. Способ пропитки капиллярно-пористого материала, включающий размещение материала между электродами с внешним электрическим полем, обеспечение контакта электродов с поверхностью материала, отличающийся тем, что электроды выполняют из материалов различной электрокинетической активности, причем приконтактную зону электрода из материала с высокой активностью подвергают электромагнитному воздействию или нагревают, при этом капиллярно-пористый материал размещают в акустическом поле, направление которого совпадает с направлением пропитки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что из материала с высокой активностью выполняют катод.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии пропитки различных капиллярно-пористых материалов и может быть использовано в строительстве и других отраслях промышленности.

Известен способ пропитки древесины посредством электроосмоса, включающий размещение древесного материала между электродами с внешним электрическим полем и обеспечение контакта электродов с поверхностью материала. (А.С. СССР N 129006, 1959).

Недостатком известного способа является низкая эффективность пропитки из-за постепенного возрастания сопротивления к концу пропитываемого материала, оказываемого находящимися в материале воздухом, остаточной влагой, а также стенками капилляров.

Известен способ модификации древесноволокнистых плит путем их пропитки посредством электроосмоса, например антипиренами, включающий размещение древесной плиты между электродами с внешним электрическим полем и обеспечение контакта электродов с поверхность древесных плит. Для повышения эффективности пропитки введение пропиточной жидкости осуществляют под давлением, полярность электрического поля циклично меняют и чередуют пропитку с сушкой. (А.С. СССР N 1097494, МКИ B 27 K 5/04, 5/06 - прототип).

Недостатками известного технического решения являются низкая производительность процесса и недостаточная эффективность пропитки. Кроме того, известное техническое решение эффективно преимущественно при пропитке тонких материалов.

Цель изобретения - повышение эффективности пропитки капиллярно-пористых материалов, расширение области применения способа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе пропитки капиллярно-пористого материала посредством электроосмоса, включающем размещение материала между электродами с внешним электрическим полем, обеспечение контакта электродов с поверхностью материала, электроды выполняют из материалов различной электрокинетической активности, причем приконтактную зону электрода из более электрокинетически активного материала подвергают электромагнитному воздействию или нагревают, при этом капиллярно-пористый материал размещают в акустическом поле, направление которого совпадает с направлением пропитки.

Изобретение имеет следующие отличия от прототипа:

- электроды выполняют из материалов различной электрокинетической активности;

- приконтактную зону электрода из более электрокинетически активного материала подвергают электромагнитному воздействию или нагревают;

- капиллярно-пористый материал размещают в акустическом поле, направление которого совпадает с направлением пропитки.

Это позволит повысить эффективность пропитки капиллярно-пористого материала, а также применить способ для пропитки толстых материалов.

В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений, а также решений с указанными отличительными признаками.

Изобретение применимо и будет использовано в 1999 г.

На чертеже изображена схема устройства для выполнения способа.

Устройство содержит электроды в виде анода 1 и катода 2 с внешним электрическим полем постоянной полярности. Электроды выполнены полыми и через диэлектрические прокладки 3 соединяются с емкостями 4 и 5 для пропиточной жидкости. Анод 1 выполнен из менее активного материала, например из олова. Катод 2 выполнен из более электрокинетически активного материала, например из титана. На контактных поверхностях электродов имеются отверстия 6 для перемещения жидкости. Между электродами 1 и 2 размещен с обеспечением контакта с ними капиллярно-пористый материал 7. В качестве капиллярно-пористого материала использовали древесину. Электроды 1 и 2 подключены к источнику акустических колебаний 8. В устройстве имеется источник 9 электромагнитного воздействия (или источник тепловой энергии).

Способ выполняют следующим образом.

Пример 1. Устанавливают капиллярно-пористый материал 7 (в данном случае древесины) между электродами анодом 1 и катодом 2, при этом обеспечивают контакт электродов 1 и 2 с поверхностью материала 7. Включают источник тока (на черт. не показан), создающий напряженность электрического поля 10 - 200 В/см. С помощью источника 8 сообщают акустические колебания (с частотой 1 - 20 кГц) электродам 1 и 2 в направлении, совпадающем с направлением пропитки. Зону контакта катода 2 подвергают электромагнитному воздействию от источника 9 (например, источника инфракрасного излучения) или нагревают.

Электрический ток, прохода через капиллярно-пористый материал 3, вызывает биополярный электроосмотический процесс перемещения жидкости в материале 3. Выполнение электродов из материалов различной электрокинетической активности обеспечивает расположение изоэлектрической точки ИЭТ (зоны истечения жидкости в капиллярно-пористом материале) вблизи одного из торцев капиллярно-пористого материалов, что обеспечивает распределение сил осмоса таким образом, что сопротивление для проникновения пропиточной жидкости в капиллярно-пористый материал со стороны одного из его торцев становится минимальным. (В нашем случае этот торец находится в контакте с электродом-анодом, выполненным из материала с низкой активностью).

Пропиточная жидкость из емкости 4 проникает в торец обрабатываемого материала и перемещается в нем по направлению к катоду 2. От изоэлектрической точки (ИЭТ) пропиточная жидкость подхватывается катодной составляющей силы электроосмоса, направленной от ИЭТ к катоду 2.

Электромагнитное поле, воздействуя на материал катода 2, конец пропитываемого материала 7, а также пропиточную жидкость из емкости 5, находящейся в приконтактной зоне катода 2, вызывает электрохимические процессы, которые позволяют перемещать пропиточную жидкость из емкости 5 через капиллярно-пористый материал 7 по направлению к аноду 1. От изоэлектрической точки ИЭТ этот поток пропиточной жидкости подхватывается анодной составляющей силы электроосмоса.

В процессе встречной пропитки капиллярно-пористого материала 7 воздух, находящийся в материале, сжимается и выходит через поперечные капилляры материала наружу, что также способствует повышению эффективности пропитки.

Акустическое поле способствует более однородному объемному распределению ионно-катионных комплексов в приконтактных зонах капиллярно-пористого материала (т.е. на границах электрод-материал) и обеспечивает ускорение процесса пропитки капиллярно-пористого материала.

Таким образом, изобретение позволяет повысить эффективность пропитки капиллярно-пористого материала и расширить область применения способа за счет возможности его использования для обработки толстых материалов.