Nazwa wzięła się stąd, że impregnat drewna aplikowany tymi metodami wnika na dość znaczną głębokość; większą, niż w przypadku metod powierzchniowych: kąpieli, natrysku i smarowania. Niektórzy podają wręcz, że przenika on materiał na wskroś. W rzeczywistości przenika w całości tylko elementy o niewielkich przekrojach i niektórych (nie zawierających tak zwanej twardzieli) gatunków drzew.
W przypadku sosny i świerku nasycona zostaje bielasta, czyli zewnętrzna warstwa drewna. Część twardzielowa (wewnętrzna) nie poddaje się impregnacji. Mimo tego impregnacja drewna wgłębna zabezpiecza dostatecznie zarówno drewno na konstrukcje budowlane (np. więźbę), jak i stosowane na zewnątrz, także mające kontakt z gruntem (np. architekturę ogrodową).
Autoklaw
Impregnacją drewna wgłębną zajmują się zakłady wyposażone w urządzenia potocznie nazywane autoklawami. Tymczasem autoklaw, czyli cylindryczny szczelnie zamykany, zbiornik o dł. kilkunastu metrów i średnicy od 1,4 do blisko 3 metrów, to wprawdzie zasadnicza, ale nie jedyna część urządzenia do impregnacji ciśnieniowej. Jest połączony z pompami próżniową (wytwarza podciśnienie rzędu 0,08 MPa) i ciśnieniową (nadciśnienie rzędu 0,9 MPa). Dodatkowe elementy to zbiornik na impregnat, jednostka sterująca, mierniki ciśnienia i zawory.
Metoda próżniowo-ciśnieniowa
Najczęściej stosowaną w Polsce metodą impregnacji drewna wgłębnej jest metoda próżniowo-ciśnieniowa, zwana też metodą Bethella lub pełnokomorową. Polega ona na odessaniu powietrza z komórek drewna i wtłoczeniu w jego miejsce środka impregnującego.
Fazy impregnacji drewna próżniowo-ciśnieniowej to:
- próżnia początkowa (30-60 minut). W tej fazie pompa próżniowa wytwarza podciśnienie
(co najmniej 0,075 MPa), które powoduje odessanie powietrza z komórek drewna. - napełnienie autoklawu impregnatem (kilka minut)
- faza podwyższonego ciśnienia (1,5-3 godzin). W głąb komórek drewna opróżnionych z powietrza jest wtłaczany wodny roztwór impregnatu. Pompa ciśnieniowa wyłącza się automatycznie, gdy roztwór osiągnie ciśnienie 0,9 MPa, włącza, gdy spadnie do 0,6. Potem znowu włącza, wyłącza itd.
- opróżnianie autoklawu (kilka minut)
- próżnia końcowa (15-20 minut). Po to, by został odessany nadmiar środka impregnującego ponownie wytwarzane jest podciśnienie. Chodzi nie tylko o oszczędność, lecz także o to, by pozostałości impregnatu nie zanieczyściły środowiska naturalnego.
Wilgotność drewna
Impregnacja drewna próżniowo-ciśnieniowa jest skuteczna jedynie wtedy, gdy drewno ma wilgotność poniżej punktu nasycenia włókien (w przypadku drewna sosnowego 28-29%).
W praktyce zakłada się, że drewno powinno mieć najwyżej 25% wilgotności. Jeżeli jest zbyt mokre, mija się z celem pierwsza faza impregnacji próżniowo-ciśnieniowej: próżnia początkowa. Jej celem jest „opróżnienie” komórek drewna z powietrza. Gdy są pełne wody, odessanie ich zawartości jest utrudnione, trudno też wtłoczyć w nie dostatecznie dużą ilość impregnatu. Tu pojawia się ważna różnica między próżniowo-ciśnieniowym nasycaniem drewna, a metodą zanurzeniową (kąpielami). W metodzie zanurzeniowej duża wilgotność (powyżej punktu nasycenia włókien) sprzyja nasycaniu, ponieważ wnikanie środka biobójczego odbywa się tu na zasadzie dyfuzji, czyli przez wyrównywanie stężeń roztworów. Im dłużej drewno znajduje się w roztworze, tym wyższy poziom nasycenia włókien impregnatem.
Dowiedz się: Czy dachówkę należy konserwować?
Metoda oscylacyjna
Wyjątkiem od zasady, że drewno poddawane impregnacji ciśnieniowej powinno być wysuszone do wilgotności poniżej poziomu nasycenia włókien jest metoda oscylacyjna. Opracowano ją w Niemczech dla trudno nasycalnego drewna świerkowego, a w Polsce zaadaptowano dla wilgotnego drewna sosnowego. W tej metodzie nie stosuje się próżni początkowej, nie następuje więc odsysanie powietrza z komórek drewna. Impregnat jest wtłaczany w następujących po sobie cyklach ciśnienia atmosferycznego i podwyższonego ciśnienia. Cykle trwają bardzo krótko (ok. 10 minut)
i jest ich tak wiele, aż zużycie środka osiągnie wymagany, zalecany przez producenta poziom
(w metodach wgłębnych skuteczność impregnacji mierzy się zużyciem środka w kg/m³). W praktyce impregnacja metoda oscylacyjną trwa 4-6 godzin.
Zarówno podczas impregnacji metodą próżniowo-ciśnieniową, jak i oscylacyjną drewno chłonie duże ilości wody, dlatego po zabiegu należy je sezonować, czyli poddać naturalnemu suszeniu.
Impregnacja więźby
Metody wgłębne stosuje się przede wszystkim do impregnacji drewna w III, IV i V klasie zagrożenia (drewno użytkowane na zewnątrz bez kontaktu z gruntem; drewno użytkowane na zewnątrz mające kontakt z gruntem i/lub wodą oraz drewno mające kontakt z wodą morską). Aż nadto nadają się do impregnacji więźby dachowej, która jest w pierwszej i - przejściowo, podczas budowy - w drugiej klasie zabezpieczenia (drewno użytkowane pod dachem i użytkowane pod dachem, ale narażone na zawilgocenie). Metody ciśnieniowe mogą tu być stosowane na równi z metodą zanurzeniową.
