SCORRE NELLE VENE
Processi di flusso capillare delle formulazioni liquide
  

29 Maggio 2019

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Processi di flusso capillare delle formulazioni liquide

STRUTTURA ANATOMICA

La penetrazione e l'assorbimento di un liquido nel legno possono essere generalmente studiati considerando la morfologia anatomica delle cavità cellulari (ad esempio cavità di tracheidi, fibre, raggi e vasi) il loro lume e le relative interconnessione (punteggiature).  

TRACHEIDI E FIBRE
Le fibre di legno o tracheidi, sono le cellule principali che formano la struttura macroscopica del legno. Queste cellule hanno una forma allungata, tra 2 e 4 mm, un diametro tra 20 e 40 micrometri.

Le loro pareti sono fatte di strati di microfibrille di cellulosa con un lume (cavità interna). Le tracheidi assiali (verticali) costituiscono piu' del 90% del volume dei legni teneri (conifere).

Le fibre di legno duro sono più corte di quelle di legno tenero. Le tracheidi primaverili (nel legno primaticcio) sono fibre lunghe con pareti sottili ed un lume importante, mentre le tracheidi estive (nel legno tardivo) sono fibre a pareti spesse con un piccolo lume.

VASI
Nei legni duri, le cellule sono collegate assialmente tra loro in modo da formare una struttura cava cilindrica denominata "vasi", con la sola funzione di conduzione della linfa. I vasi esposti nella sezione trasversale costituiscono circa il 10-46% del volume dello stelo in latifoglie decidue e sono cellule di diametro relativamente grande (da 50 a 300 micrometri).

Per confronto, il diametro di un vaso può essere fino a 10 volte il diametro di una fibra tracheidica, nel legno tenero. La struttura dei legni duri è più complessa, è consuetudine dividerli in due grandi classi, porosita' anulare e porosità diffusa.

Non ci sono vasi ("pori") nel legno di conifere come quelli che si vedono così bene in rovere e frassino, per esempio.

RAGGI
I raggi di cellule di parenchima costituiscono quasi la totalità dei raggi (nei legni duri, i raggi sono composti interamente da cellule di parenchima). Tuttavia, nei legni teneri possono essere presenti anche tracheidi a raggio, come pure i canali di resina. Queste tracheidi radiali (orizzontali) sono cellule molto corte rispetto ai tracheidi assiali (lunghezza 0,1 - 0,2 mm).

I raggi costituiti da cellule di parenchima radialmente allungate di altezza praticamente uguale sono chiamate omocellulari (omogenee). Se certe file (di solito marginali) sono fatte di cellule squadrate o rette o se sono presenti tracheidi radiali, i raggi sono definiti eterocellulari (eterogenei). I raggi che includono i canali di resina sono fusiformi.
PUNTEGGIATURE INTERCAPILLARI
I suddetti tipi di cellule sono combinati per formare tessuto di legno. La disposizione varia con diverse specie di legno. Le celle di legno sono dotate di aperture (puntaggiature). Le aperture fungono da passaggi di comunicazione tra celle vicine. Le cellule di legno mature sono morte (prive di protoplasma e nucleo), anche nell'albero vivo. Pertanto, la maggior parte del lume cellulare è vuota.

Protoplasma e nucleo sono presenti nelle prime fasi della vita breve di una cellula di legno, ma scompaiono nel processo di sviluppo cellulare. Le eccezioni sono poche file di cellule giovani prodotte durante la crescita dalle cellule del cambio e del parenchima situate nell'alburno.
PROCESSO DI PENETRAZIONE
Un liquido applicato sul legno penetra all'inizio nelle tracheidi longitudinali (e nei raggi) con sezione tagliata aperta sulla superficie. In una seconda fase scorre attraverso le puntaggiature nei raggi trasversali e, in una terza fase, penetra dai raggi alle cellule tracheidiche longitudinali collegate.
Le dimensioni delle fosse regolano notevolmente il flusso di massa dai raggi ai tracheidi.
PROCESSO DI FLUSSO CAPILLARE
L'altezza massima di risalita capillare è determinata dalla pressione capillare bilanciata dal peso del liquido, trascurando l'effetto della viscosità, quindi una penetrazione più profonda sarà nei capillari più piccoli.
La profondità della penetrazione capillare è anche regolata dalla tensione superficiale liquida, dall'angolo di contatto tra il liquido e la parete capillare, dal diametro del capillare e dalla viscosità del liquido.


Il fattore più limitante per la impregnazione del legno sembra essere l'aumento della viscosità durante il processo di penetrazione dei capillari. Le molecole più piccole (ad esempio acqua e solventi) vengono selettivamente rimosse e assorbite nella parete cellulare. Le macro-molecole e i polimeri più grandi rimasti nel capillare causeranno l'aumento della viscosità della formulazione.
RISULTATI SPERIMENTALI
Le formulazioni trasparenti a base di olio mostrano le migliori prestazioni di penetrazione, in particolare per i percorsi di flusso relativi ai raggi collegati ai tracheidi. Questo risultato sperimentale è stato osservato per oli e oli puri in formulazioni a base solvente o acquosa.

Le soluzioni trasparenti di resine sciolte in solvente mostrano una buona penetrazione, ma il flusso di emulsioni di acqua di resina è limitato solo alle celle di superficie. La penetrazione polimeri in dispersione acquosa è molto limitata.

La penetrazione di formulazioni colorate mediante dispersioni di pigmenti, in particolare con alti contenuti di solidi, è fortemente ridotta. Considerando la natura del sistema colorato l'ordine è lo stesso del precedente (olio, resina, polimero a base acquosa). In generale, i pigmenti possono fluire attraverso i capillari cellulari, ma le aperture intracapillari potrebbero ostacolare l'assorbimento.
TRATTAMENTI A BASE OLIO CON BASSA VISCOSITA'
Per migliorare la durabilità esterna si consiglia l'applicazione di un fondo impregnante, a bassa viscosità, a base di olio a penetrazione profonda. Riduce le fessurazioni e lo sfaldamento della finitura, smorzando le tensioni tra rivestimento e legno a causa della presenza di uno strato intermedio.

TEAK OIL

Trattamento periodico delle superfici oppure come fondo colorato
    
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