Questo è un esperimento di fabbricazione della linossina, uno dei materiali di vernice per violino. Scopri come ridurre il tempo di essiccazione fornendo forzatamente ossigeno durante l'essiccazione naturale dell'olio di lino, nonché il processo sperimentale e i risultati.
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La linossina, uno dei materiali vernicianti per violini, è una sostanza resinosa prodotta dall’ossidazione dell’olio di lino. È noto per le sue eccellenti proprietà come materiale pittorico per violini, ma non sono molte le persone che lo usano perché è molto difficile da produrre. In questo studio prenderemo in considerazione i fattori che possono abbreviare il tempo di essiccazione naturale dell’olio di lino e cercheremo di confermarlo attraverso esperimenti. La teoria chimica viene omessa e le modifiche ei risultati dell’olio di lino sono principalmente descritti in termini di fenomeni osservati durante l’esperimento di un anno.
1. Come fare la linossina
Quando l’olio di lino reagisce con l’ossigeno, viene convertito in una sostanza resinosa semisolida morbida ed elastica. Questa mutata sostanza si chiama "Linossina". Pertanto, per ottenere la linossina, l’olio di lino deve essere ossidato. Il metodo di essiccazione naturale (ossidazione) consente di ossidarlo naturalmente. Il metodo chimico si riferisce all’ossidazione forzata utilizzando una determinata sostanza.
1.1. Metodo di essiccazione naturale
Questo metodo prevede di mettere l’olio di lino in un contenitore aperto e lasciarlo ossidare naturalmente. Ha il vantaggio di ottenere linossina di qualità stabile, ma il tempo necessario è troppo lungo. Il tempo esatto richiesto non è noto, ma si ritiene che occorra almeno 5∼6 anni o più. Durante tale essiccazione naturale, è necessario impedire l’ingresso di neve, pioggia, sostanze estranee, ecc., quindi all’interno sarebbe più adatto che all’esterno. Tuttavia, mentre l’olio di lino si ossida, si produce un odore molto forte, quindi scegli una stanza ben ventilata e
scarsamente popolata e gestiscila per molto tempo e asciugala.
1.2. Metodo chimico
La linossina può essere prodotta in brevissimo tempo (circa una settimana) mediante ossidazione forzata con acido nitrico o simili. Tuttavia, poiché le sostanze chimiche utilizzate qui, come l’acido nitrico, sono sostanze molto pericolose, il pubblico in generale non può acquistarle in Corea. Inoltre, anche se acquistato, il processo di lavorazione è molto pericoloso, e anche se hai completato con successo il processo di lavorazione e ottenuto linossina, non puoi essere certo della sua purezza. Questo perché il grande pubblico, che non è un esperto di chimica, non può essere sollevato dal prodotto fabbricato con sostanze pericolose ed è anche accompagnato da preoccupazioni per le impurità residue.
2. Accelerazione dell’essiccazione naturale
La reazione di ossidazione dell’olio di lino è, come il significato della parola, reagisce con l’ossigeno. Pertanto, l’ossigeno è essenziale. Nei primi tempi dell’invenzione della linossina, si dice che la linossina fosse ottenuto soffiando aria calda in una vasca contenente olio di lino per diverse ore e poi raffreddandola. Ad ogni modo, per accelerare la reazione, consentire all’olio di lino di incontrare più ossigeno sarà il metodo di accelerazione più importante nel metodo di essiccazione naturale.
Un altro fattore che accelera l’essiccazione dell’olio di lino è la luce UV. Ecco perché, quando si applica la vernice ad olio, mettere lo strumento in un UV-Box per farlo asciugare.
In conclusione, si può affermare che i due fattori che accelerano la reazione di ossidazione dell’olio di lino, ovvero ossigeno e raggi ultravioletti, sono i più importanti per accelerare l’essiccazione naturale.
2.1. Aumento del contatto con l’ossigeno
Ci sono due modi per aumentare il contatto con l’ossigeno. Uno è fornire forzatamente ossigeno (aria) e l’altro è allargare l’area del materiale a contatto con l’ossigeno.Il primo, apporto forzato di ossigeno, può essere realizzato fornendo aria forzata tramite un ventilatore. In secondo luogo, per aumentare la superficie dell’olio di lino a contatto con l’ossigeno, ciò può essere realizzato ponendo l’olio di lino in un vassoio basso e largo ed asciugandolo. Inoltre, nel caso del liquido, viene spesso mescolato in modo che possa contenere molta aria. Dopo la solidificazione, è necessario polverizzarlo periodicamente per frantumare le particelle per massimizzare l’area di contatto con l’aria.
2.2. Aumento del contatto UV
L’esposizione alla luce naturale (sole) all’esterno è sconsigliata a causa del problema dell’inclusione di corpi estranei e del fatto che la luce non dura 24 ore. La maggior parte dei liutai avrà un UV-Box, quindi se lo usi, puoi fornire stabilmente i raggi UV all’interno.
3. Esperimento
3.1. Ambiente di esperimento
Immaginiamo un ambiente sperimentale che soddisfi contemporaneamente le due condizioni del capitolo precedente.
Per ridurre il più possibile i tempi di asciugatura, utilizzare olio di lino cotto, non olio di lino crudo. Un UV-Box viene utilizzato per l’alimentazione UV. La lampada UV verrà utilizzata così com’è dalla UV-Box che abbiamo attualmente. Per allargare la zona di incontro dell’ossigeno, decido di mettere l’olio in una bacinella di acciaio inox bassa e larga. Successivamente, per l’alimentazione di ossigeno, è necessario installare un ventilatore nell’UV-Box per lo scarico forzato e di conseguenza deve essere prevista una presa d’aria. È necessario un filtro dell’aria all’ingresso dell’aria per impedire l’ingresso di sostanze estranee. Tuttavia, al fine di aumentare ulteriormente l’efficienza, si decide di installare un ventilatore di circolazione per far circolare forzatamente l’aria nel box. Cioè, l’aria interna viene scaricata all’esterno dall’aspiratore forzato e, di conseguenza, l’aria esterna entra attraverso il filtro dell’aria. L’aria di rinnovo viene fortemente fatta circolare nel box dalla ventola di circolazione interna e viene nuovamente scaricata dall’aspiratore. Questo processo viene ripetuto continuamente. Questo per garantire che molto ossigeno venga continuamente fornito all’olio di lino dall’aria (vento) che circola fortemente all’interno della scatola. Inoltre, il vassoio contenente l’olio deve essere ruotato continuamente per una reazione uniforme. Attualmente l’UV-Box che ho prodotto è completamente attrezzato ad eccezione della ventola per la circolazione interna. Pertanto, viene installato anche solo il ventilatore per la circolazione interna e viene eseguito l’esperimento.
⃝ Material
• Olio di lino cotto 1L
⃝ UV-Box
• UV-Box volume interno : 60 * 60 * 156[cm]
• UV-A lampada : 40W * 1EA + 6W * 1EA
• UV-C lampada : 36W * 1EA + 6W * 1EA
• Ventola di scarico : 18W
• Ventola a circolazione : 18W
• Motore rotativo: 1.2/min
• Altro: Termoigrometro, Filtro dell’aria
⃝ Altro equipaggiamento
• Vassoio quadrato in acciaio inox (22*29*5[cm]) * 2EA
• Bilancia, Asta in acciaio inox, Forbici, Smerigliatrice a mano, Scaffale a vassoio
Figure 1 è l’UV-Box. Installare un ventilatore sul soffitto interno come in (a) in modo che il vento soffi dall’alto verso il basso. (b) è un ripiano su cui deve essere posizionato un vassoio in acciaio inossidabile riempito di olio. Posizionando un vassoio al centro del ripiano e posizionando uno strumento sopra il ripiano, è possibile asciugare lo strumento allo stesso tempo. Il ripiano viene ruotato dal motore rotante (piatto rotante) sotto il ripiano del vassoio. Ci sono lampade principali negli angoli e lampade ausiliarie sul soffitto e sul pavimento, ma le lampade sul pavimento non vengono utilizzate in questo esperimento. Sulla porta dell’UV-Box è installato un termoigrometro per controllare la temperatura e l’umidità interna senza aprire la porta (c, d), e sono presenti numerosi fori e filtri dell’aria nella parte inferiore della porta. (e)
Figure 1: All’interno di UV-Box
3.2. Processo sperimentale
Quando la superficie del materiale inizia a indurirsi, viene periodicamente agitata con un’asta di acciaio inossidabile in modo che il materiale e l’ossigeno possano entrare in contatto uniformemente. Se l’essiccazione procede ulteriormente e l’intero materiale diventa appiccicoso, questa azione di agitazione genera bolle d’aria all’interno del materiale e queste bolle d’aria consentono il contatto con l’aria anche all’interno del materiale. Quando trascorre più tempo e diventa semisolido, diventa difficile mescolare con l’asta in acciaio inossidabile. A quel punto, taglialo a misura con le forbici per aumentare la superficie a contatto con l’aria.
Quando l’appiccicosità scompare, utilizzare una smerigliatrice a mano per schiacciarla e aumentare il più possibile la superficie a contatto con l’aria. Dopodiché, al momento opportuno, utilizzare la mano o un colino per allentare periodicamente i grani agglomerati. Se lo macini con una smerigliatrice manuale, il volume aumenterà molto. Un vassoio non è sufficiente, quindi dividilo in due vassoi e inserisci una barra di legno tra il vassoio e il vassoio per impilare i due vassoi e metterli sul ripiano.
Il tempo di completamento della reazione di ossidazione è complessivamente giudicato dalla variazione di peso, dall’odore e dallo stato di untuosità al tatto.
3.3. Stato per corso
Table 1: Processo di essiccazione dell’olio di lino
Figure 2: Processo di essiccazione (ossidazione) dell’olio di lino
4. Conclusioni e considerazioni
Il peso è aumentato fino a 4 mesi, ma successivamente è diminuito e si è stabilizzato a 9 mesi.È leggermente aumentato di nuovo a 10 mesi, ma sembra ragionevole considerarlo un errore sperimentale. La puzza generata durante la reazione diventa sempre più forte dal 6° mese in poi, e al 10° mese la puzza è quasi inesistente e si produce invece un diverso odore caratteristico. Al 10° mese, i granuli si attaccano leggermente, ma cadono facilmente e da allora in poi non si verificano cambiamenti significativi. Pertanto, si può dedurre che la reazione è quasi completa al 10° mese.
In conclusione, si può dedurre che la reazione avviene attivamente con un aumento di peso fino ai primi 4 mesi, e poi la reazione si completa a circa 10 mesi man mano che il peso diminuisce nuovamente. Si presume che l’aumento di peso all’inizio della reazione sia dovuto alla combinazione con l’ossigeno, ma il motivo per cui il peso diminuisce nuovamente è attualmente sconosciuto.
[947g: 1030g: 997g = 100.0%: 108.8%: 105.3%], quindi il peso è aumentato di circa il 9% e poi è diminuito nuovamente, e la reazione è stata completata con un aumento di circa il 5% rispetto al peso iniziale. Nell’intero esperimento per un anno, supponendo che la quantità di materiale perso nel processo di macinazione/agitazione sia di circa 5g, il peso finale può essere stimato in 1002g. Si tratta di un aumento di circa il 5,9% rispetto al peso originale.
Sebbene omesso in questo rapporto, non vi è stato alcun cambiamento di superficie per circa 40 giorni quando il ventilatore per la circolazione interna non è stato azionato in un esperimento separato. Rispetto a questo fatto, si ritiene che l’aumento del contatto con l’aria mediante la circolazione forzata dell’aria abbia un effetto molto ampio. Inoltre, considerando che 1 litro di olio di lino è stato sufficientemente essiccato in circa 10 mesi, si può dire che la circolazione forzata dell’aria sia un metodo di accelerazione molto importante.
Per quanto riguarda l’effetto dei raggi UV, non possiamo trarre conclusioni perché non abbiamo ancora condotto esperimenti comparativi.
Se dividi l’olio di lino in più vassoi e usi una ventola più potente, il tempo di reazione sarà più breve.
Correzione : * Figure2,(a) : 0 Giorno > 1 Giorno * Figure2,(b) : 1 Giorno > 15 Giorni