專利名稱：纖維素物體的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于抑制寄生生物損壞的纖維素產(chǎn)品的處理方法，特別是真菌或蟲類的損壞，并涉及其裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)暴露于環(huán)境中時(shí)，纖維素物品，特別是木材和織物，易遭受生物降解，例如斑駁、腐爛，或其它損壞，特別是真菌腐爛。與更耐用的熱帶硬木相比，最常用的歐洲木料(用于外部的產(chǎn)品，如房屋外墻、柵欄、地板、窗框、門、隔音板等)幾乎沒有抗真菌腐爛的性質(zhì)。因此，通常使用化學(xué)木材防腐劑、生物殺滅劑，例如砷、鉻或銅化學(xué)品或雜酚油來處理木材或使用改性木材來提高木材的耐用性。然而，這種化學(xué)產(chǎn)品會(huì)呈現(xiàn)潛在的環(huán)境污染物或會(huì)負(fù)面地影響木材的可視外觀。因此，需要環(huán)境耐受的和經(jīng)濟(jì)的方式來替代目前的化學(xué)木材防腐劑。 除了被真菌損壞外，木材還易遭受蟲類或蟲類幼體的損壞，尤其是白蟻和甲殼蟲類，特別是番死蟲和地蟻(Rhinotermiditae)?，F(xiàn)在我們驚訝地發(fā)現(xiàn)使用電壓，尤其是使用脈沖電壓，特別是DC電壓，可抑制纖維素材料的生物傷害，如真菌腐蝕或斑駁，以及蟲類對木材的損壞，使用的電壓經(jīng)濟(jì)、安全并且不會(huì)損壞木材或其形成的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)完整性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明一方面提供了一種抑制暴露于環(huán)境水分中的纖維素結(jié)構(gòu)元件或動(dòng)物飼料的生物(如真菌或蟲類)損壞的方法，所述方法包括在一段長時(shí)間內(nèi)對所述元件或飼 料的易腐爛區(qū)域施用脈沖不對稱電壓。本發(fā)明另一方面提供了一種纖維素結(jié)構(gòu)元件，包括用于抑制其生物(如真菌或蟲類)損壞的裝置，所述裝置包括與所述元件的易腐爛區(qū)域電連接的脈沖不對稱電壓源。本發(fā)明又一方面提供了用于抑制纖維素結(jié)構(gòu)元件的生物(如真菌或蟲類)損壞的裝置，所述裝置包括可與電壓源連接的、并通過導(dǎo)線與纖維素元件接觸電極連接的電壓調(diào)節(jié)器(如整流器或變壓器)。本發(fā)明方法中，可使用任意合適的電源，例如電池、太陽能電池或市電。用于結(jié)構(gòu)元件或飼料的電壓可來源于DC(直流電)電壓或AC(交流電)源，例如國內(nèi)市電。脈沖電壓可通過常規(guī)方式獲得。作為脈沖DC電壓的替代，可使用階躍DC電壓或不對稱AC電壓，如使用帶有某種脈沖的AC電壓，該脈沖具有一個(gè)較長的或較大強(qiáng)度的極性，或以不同電壓交替階躍的方式使用DC電壓。此種方式的脈沖不對稱處理常被稱為電滲透處理，因?yàn)樗茯?qū)使水從多孔材料中滲出，比如混凝土或諸如此類。然而本發(fā)明方法的損壞保護(hù)效應(yīng)并不依靠電滲透對纖維素材料的干燥。所用的電壓典型地小于300V，特別是120V或更低，如5到50V。結(jié)構(gòu)元件的被處理區(qū)域中的電流典型地小于lAmp，特別是小于1mA，尤其是小于O. 1mA，如O. 01到O. 1mA。這即保證了有效的處理又不會(huì)對接觸到結(jié)構(gòu)元件或飼料的人或動(dòng)物造成危險(xiǎn)。處理可以是連續(xù)性的或僅在結(jié)構(gòu)元件或飼料暴露于水分中時(shí)才進(jìn)行，如降雨之后，在春季、秋季或冬季的時(shí)候等等。通常，處理至少為24小時(shí)，優(yōu)選至少I周，更優(yōu)選至少6周，特別是至少12周，不斷重復(fù)或持續(xù)至期望的或必需的時(shí)間。當(dāng)然，在處理期間所用電壓可被暫時(shí)停止，通?？傆?jì)不超過該處理時(shí)間的10%，如用于接觸或修理。電壓可通過使結(jié)構(gòu)元件或飼料與兩個(gè)或更多個(gè)的電極相接觸來使用和/或通過使潮濕的木材或飼料本身接地來使用。電極可置于纖維素元件或飼料的表面，或更優(yōu)選地，它們可深入纖維素元件或飼料中。特別優(yōu)選可進(jìn)入木材元件或飼料中的帶尖的電極。電極導(dǎo)線優(yōu)選是絕緣的。纖維素元件或飼料的易腐爛區(qū)域通常是處于地中或水中的、或與地或水接觸的區(qū)域，處于表面之下的區(qū)域，面對通風(fēng)不良的空間的區(qū)域，內(nèi)部角落或連接處，如突出部分的 下面、排水不良的表面(如水井)，以及諸如此類。容易周期性變濕的區(qū)域尤其易受到損壞。當(dāng)這些區(qū)域不能自然接地時(shí)，電極優(yōu)選為使連到電源的電路閉合或使易腐蝕區(qū)域接地。纖維素元件可以由木材本身構(gòu)成，特別是軟木，尤其是松木或杉木。然而本方法也適用于硬木，如山毛櫸。除了木材本身，結(jié)構(gòu)元件可以是源于木材或植物的材料，即纖維素材料，如刨花板、夾板、織物，木材-塑料復(fù)合材料等，這些材料經(jīng)常被用于潮濕處的內(nèi)部或外部，如廚房、門、窗、浴室、地下室、車庫、遮陽蓬等。結(jié)構(gòu)元件可采用任何合適的形式，如片狀、桿狀、板狀等，如以上所述。優(yōu)選地，結(jié)構(gòu)元件的處理從安裝元件時(shí)開始，并持續(xù)至其有效使用期。然而已安裝的元件也可以根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行處理，優(yōu)選在明顯發(fā)生真菌或蟲類損壞之前。因此，根據(jù)本發(fā)明該處理既可以用于減少對已受損材料的進(jìn)一步損壞，又可以抑制對未受損材料的損壞。此外，構(gòu)件可以是活樹，如種植園的樹。在此情況下，優(yōu)選由太陽電池板提供電源。除纖維素織物外，本發(fā)明方法也適用于塑料織物(當(dāng)真菌侵害使其顯示為變色而不是織物本身腐爛時(shí))。當(dāng)結(jié)構(gòu)元件接地或?qū)⒁拥貢r(shí)，優(yōu)選通過在潮濕條件中的電阻小于其在干燥條件中的電阻的連接，通過這種方式減少了總電流消耗并且提高了本方法的經(jīng)濟(jì)效益。為此，例如可以通過降雨時(shí)結(jié)構(gòu)元件上的表面水接地或當(dāng)潮濕具有導(dǎo)電性時(shí)通過多孔的非導(dǎo)電性導(dǎo)線接地。在本發(fā)明一具體實(shí)施方式
中，處理的基底可以是動(dòng)物飼料，如條狀的魚或哺乳動(dòng)物飼料，如甜飼料、谷物、壓碎的種子、干草或秸桿，或動(dòng)物墊料如秸桿。此類飼料或墊料通常被儲存于塑料袋中或用塑料裹著，若在運(yùn)輸或儲存期間穿孔會(huì)使水進(jìn)入其中，并因真菌生長而導(dǎo)致污染。尤其對魚類飼料和馬類飼料不利。本實(shí)施方式中，電極可方便地穿過塑料包裝插入飼料中。為使飼料的損壞最小化，此類電極可安裝于粘性支持物上，以在穿透包裝的孔處提供防水的密封。作為一種替換方式，飼料包裹可儲存于配備尖電極的支撐底座上，當(dāng)飼料包裹置于該支撐底座上時(shí)，尖電極刺入飼料內(nèi)?；钚噪姌O，以及用于結(jié)構(gòu)元件接地或使電源的電路完整的作為選擇的對電極，可方便地在結(jié)構(gòu)元件的非暴露面上布置成陣列或網(wǎng)格，如裝飾性木板的下面、房屋外墻的里面，或作為待處理的織物結(jié)構(gòu)內(nèi)部的相互交織的電線等。這樣，結(jié)構(gòu)元件的可視表面不會(huì)受到影響。
當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明的處理方法可以與纖維素元件的化學(xué)處理方法結(jié)合使用，如與金屬生物殺滅劑結(jié)合，然而在此情況中使用少于常規(guī)的劑量是可期待的。當(dāng)進(jìn)行傳統(tǒng)化學(xué)處理時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的處理可只用于真菌損壞風(fēng)險(xiǎn)特別高的區(qū)域，如插入地中的區(qū)域、接近地面的區(qū)域，或通風(fēng)差或排水差的區(qū)域。當(dāng)電處理為不對稱時(shí)，如電滲透處理，所用電場可用于驅(qū)使纖維素保護(hù)離子，如金屬離子，進(jìn)入纖維素材料中以提高其對損壞的抵抗能力，特別是真菌損壞。雖然本發(fā)明方法特別適用于抑制真菌損壞，也特別適用于抑制蟲類損壞，尤其是，如白蟻，損壞被單細(xì)胞共生體惡化的情況。電脈沖處理已經(jīng)被提議用于建筑物的無機(jī)多 孔組件外的干燥，并且本發(fā)明特別適用于具有電脈沖干燥裝置的建筑物或其它構(gòu)建物，因?yàn)橥浑娫匆部梢员挥糜谔幚泶祟惤ㄖ镏?、之上或附近的纖維素結(jié)構(gòu)元件。此種電脈沖處理已被記載，如在美國專利US-A-5755945中，在此通過引用合并入其內(nèi)容。通過延遲或阻止真菌腐蝕或生長，本發(fā)明方法延長了碳被纖維素元件封存的時(shí)間而更加有利于環(huán)境。


根據(jù)以下非限制作用的實(shí)施例和附圖將進(jìn)一步描述本發(fā)明具體實(shí)施方式
，其中圖I是如本發(fā)明所述的第一裝置的原理圖；圖2是如本發(fā)明所述的第二裝置的原理圖；以及圖3是顯示暴露于褐朽真菌中的木材樣品(按照本發(fā)明處理過或未處理過)的質(zhì)量損失(即腐爛)的圖表。
具體實(shí)施例方式參考圖I，顯示了插入土壤2中的木質(zhì)柵欄柱I。電極尖狀物3插入柵欄柱I的基部，正好高出地面。尖狀物3通過電導(dǎo)線4與作為電源的太陽能電池板5連接。參考圖2，顯示了懸于地面7之上的花園平臺的水平木板6。在木板易腐爛區(qū)域8插入活性電極9和接地電極10。活性電極9通過導(dǎo)線11和整流器/變壓器12與國內(nèi)供電13連接。實(shí)施例I :將5mm x 10mm x 30mm 歐洲赤松(Pinus sylvestris/Scots pine)的邊材樣品放入含有木材損壞真菌、粉孢革菌(Coniophora puteana,褐朽真菌)和培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中。某些樣品通過IkQ或11.5kQ的電阻器與40V電壓DC源連接。培育樣品8周。確定重量損失并且發(fā)現(xiàn)損失微小。對于用傳統(tǒng)化學(xué)防腐劑處理的木材而言，在這些條件下重量損失少于3%。對未處理的木材而言，在這些條件下真菌導(dǎo)致的重量損失非常高，16周后超過20%。實(shí)施例2 將類似的歐洲赤松邊材樣品成對地放在培養(yǎng)皿中的瓊脂上且暴露于實(shí)施例I中的粉孢革菌(褐朽真菌)。在4周和12周移走部分樣品并稱量以確定作為真菌損壞指標(biāo)的重量損失。在每一例子中，培養(yǎng)皿中含有被障礙物分開的兩個(gè)樣品，其中一個(gè)樣品與電源，13V電池，13V交流電壓以及13V如上所述的DC電滲透脈沖源接觸。未處理的樣品和連接有電導(dǎo)線但未施用電壓的樣品另外用作對照。每一例子中的電阻約為IkQ，結(jié)果如圖3所 示?？梢郧宄乜吹?，雖然所有使用的電壓都提供了一些保護(hù)，但電滲透脈沖所給予的保護(hù)明顯更優(yōu)秀。
權(quán)利要求
1.ー種抑制暴露于環(huán)境水分中的纖維素結(jié)構(gòu)元件的生物損壞的方法，所述方法包含在一段長時(shí)間內(nèi)對所述元件的易腐爛區(qū)域施用脈沖不對稱電壓。
2.ー種抑制暴露于環(huán)境水分中的動(dòng)物飼料或墊料的生物損壞的方法，所述方法包含在一段長時(shí)間內(nèi)對所述飼料易腐爛區(qū)域施用脈沖不對稱電壓。
3.如權(quán)利要求I和2之一所述的方法，其中所述電壓是DC。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中施用脈沖DC電壓。
5.如權(quán)利要求I和2至4中任一所述的方法，其中所述元件是由木材或木材塑料復(fù)合材料構(gòu)成的。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述元件是活樹。
7.如權(quán)利要求I至4中任一所述的方法，其中所述元件是織物。
8.如權(quán)利要求2至4中任一所述的方法，其中所述飼料是條狀飼料。
9.如權(quán)利要求2至4中任一所述的方法，其中所述飼料或墊料是干草或秸桿。
10.如權(quán)利要求I至9中任一所述的方法，其中施用所述電壓至少一周。
11.如權(quán)利要求I至10中任一所述的方法，其中用于所述元件的平均電壓和電流分別不大于50V和1mA。
12.用于抑制白蟻損壞的如權(quán)利要求1、3至7、10和11中任一所述的方法。
13.—種纖維素結(jié)構(gòu)元件，包括用于抑制其生物損壞的裝置，所述裝置包含與所述元件的易腐爛區(qū)域電連接的脈沖不對稱電壓源。
14.用于抑制纖維素結(jié)構(gòu)元件的生物損壞的裝置，所述裝置包含可與電壓源連接的、并通過導(dǎo)線與纖維素元件接觸電極連接的電壓調(diào)節(jié)器(如整流器或變壓器)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抑制暴露于環(huán)境水分中的纖維素結(jié)構(gòu)元件的生物損壞的方法，所述方法包含在一段長時(shí)間內(nèi)對所述元件的易腐爛區(qū)域施用脈沖不對稱電壓。
文檔編號A23B9/06GK102711438SQ201080049644
公開日2012年10月3日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者哈塞·文迪·哈爾沃森, 埃里克·拉內(nèi), 安德里亞斯·特羅伊 申請人:環(huán)境技術(shù)公司