DE10000490A1 - Physikalische Behandlung durch Karboniesierung von organischen Materialien, insbesondere von Holz u. dgl. - Google Patents
Physikalische Behandlung durch Karboniesierung von organischen Materialien, insbesondere von Holz u. dgl.Info
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Abstract
Die Materialeigenschaften und damit die Verwendungsfähigkeit von organischen Materialen hinsichtlich ihrer Eignung als Dämmmaterial ließen sich bislang nur dadurch verbessern, indem ihre Feuerwiderstandsfähigkeit durch chemsiche Behandlung, Ummantelung oder Vermengen gesteigert wurde. DOLLAR A Durch die Karbonisierung kann auf eine chemische Behandlung von organischen Materialien insbesondere von Holz und anderen organischen Materialien oder Werkstücken zugunsten einer physikalischen Behandlung der Materialien und Werkstücke verzichtet werden. Dadurch kann die Feuerwiderstandsfähigkeit der Materialien und Werkstücke verbessert werden und zugleich bleiben - je nach Ausführungsform - statische und das Wärmedämmverhalten betreffende Eigenschaften im jeweils gewünschten Umfang erhalten. DOLLAR A Die sich aus den verschiedenen Ausgestaltungen ergebenden Materialien sind je nachdem entweder als Schüttgut, als nichttragender Körper oder als tragendes Bauteil verwendungsfähig.
Description
Die Verwendung von Werkstücken aus organischen Materialien, insbesondere Holz und
dessen verschiedenen Abwandlungen als Holzwerkstoffe mit unterschiedlichen
Ausformungen, insbesondere Span-, OSB- (oriented strand board) und Holzfaser-Platten
bzw. Schichtholzwerkstoffe als tragende bzw. nichttragende Bauteile - zum Teil auch unter
Ausnutzung ihrer wärmedämmenden Eigenschaften - oder als Dämmmaterial ist bekannt.
Allerdings ermangeln diese Materialien Eigenschaften, die erhöhte Anforderungen
hinsichtlich der Feuerwiderstandsfähigkeit an diese Materialien zulassen würden.
Bekannt ist aber, dass insbesondere tragende Bauteile, die aus solchen Materialien
hergestellt sind, durch Ummantelung - sei es durch Bestreichen, Besprühen, Verkoffern
etc. mit verschiedenen anderen Materialien, die erhöhte Feuerwiderstandfähigkeit besitzen -
dadurch erhöhten Brandschutzanforderungen entsprechen. Allerdings genügen dergestalt
hergestellte Verbundmaterialien zum Teil nicht mehr den oftmals an sie gestellten
gestalterischen Anforderungen oder sie sind nicht sortenrein zu trennen bzw.
wiederzuverwenden oder sie sind nicht kostengünstig herzustellen.
Bekannt ist ferner die Verwendung von Holzteilchen, insbesondere von durch
mechanisches Trennen, insbesondere Zerspanen und Sägen, gewonnenen Holzteilchen
oder die Verwendung von z. B. bei der Kantholzerzeugung entstehenden Abfällen oder von
daraus hergestellten Holzverbundmaterialien, wie z. B. sog. Pellets, als Füll- und
Dämmmaterial.
Aber auch diese Abwandlungen von Holz haben originär keine Materialeigenschaften, so
dass sie erhöhten Anforderungen hinsichtlich der Feuerwiderstandsfähigkeit genügen
können.
Ferner ist bekannt, dass Feuerwiderstandsfähigkeit von Holz und seinen Abwandlungen
durch chemische Behandlung - z. B. durch sog. Imprägnieren - oder durch Beimischen von
anderen Materialien zu Gemengen verbessert werden kann.
Die so entstandenen Materialien ermangeln zum einen in der Herstellung und
Verarbeitung der ökologischen Unbedenklichkeit oder sie belasten zum anderen z. T. als
flüchtige oder schwebende Stoffe die Raumluftqualität der Raumgebilde, die sie
abschließen, oder ihre Entsorgung ist nicht sortenrein oder unbedenklich möglich oder sie
eigenen sich nicht zur Wiederverwertung oder sie sind nicht kostengünstig herzustellen.
Besonders Abwandlungen von Holz mit kleinen Partikelgrößen bedürfen zur Erhöhung der
Feuerwiderstandsfähigkeit einem hohen Anteil von Imprägniermittel im Fertigprodukt.
Für bestimmte Ausführungsformen der chemischen Behandlung zur Erhöhung der
Feuerwiderstandsfähigkeit ist die Verwendung von Holzabfällen insbesondere von
Sägemehl oder Hackschnitzel oder von daraus hergestellten Holzverbundmaterialien, wie
z. B. sog. Pellets, nicht möglich oder sinnvoll, da die Eigenschaften des fertigen Produkts
ungenügend sind. Insbesondere ist der hohe Anteil an chemischem Imprägniermittel im
fertigen Produkt unerwünscht, weil somit der Anteil organischer Masse aus wirtschaftlicher
und ökologischer Sicht zu gering ist und die Kosten der Behandlung unverhältnismäßig
hoch sind. Aber gerade aber solche Holzabfälle sind massenhaft und preiswert vorhanden
und können teilweise nur thermisch verwertet werden.
Ferner ist bekannt, dass auch andere organische Materialien, insbesondere Kokosfasern,
Baumwolle, Flachs, Hanf, Kork, Stroh, Schilfrohr, Zellulose oder Schafwolle zur Dämmung
verwendet werden können. Allerdings ermangeln auch diese Materialien Eigenschaften, so
dass sie erhöhten Anforderungen hinsichtlich der Feuerwiderstandsfähigkeit nicht genügen.
Ferner ist bekannt, dass Feuerwiderstandsfähigkeit von diesen Materialien und ihren
Abwandlungen durch chemische Behandlung - z. B. durch sog. Imprägnieren - oder durch
Beimischen von anderen Materialien zu Gemengen verbessert werden kann. Dadurch
verlieren aber auch diese Materialien ihren naturnahen Charakter, was aus wirtschaftlicher
und ökologischer Sicht wenig wünschenswert ist. Des weiteren verbleiben Probleme im
Falle der Wiederverwendung und im Falle der Deponierung.
Ebenso ist bekannt, dass Gemenge von diversen organischen Materialien und diversen
anderen organischen und nicht organischen Materialien als Zusatzstoffen zur Dämmung
verwendet werden können. Allerdings ist deren sortenreine Trennung zum einen notwendig
aber zum Teil nicht möglich oder sehr aufwendig.
Bekannt ist ferner, dass Holzkohle - anders als das nicht karbonisierte Ausgangsmaterial -
nicht wieder oder nur sehr schwer entflammbar ist. Zudem ist bekannt, dass eine einen
intakten Holzkern umfassende Holzkohleschicht eine feuerhemmende Wirkung zugunsten
des Holzkerns bietet und dass der nicht karbonisierte Holzkern daher grundsätzlich
weiterhin statisch wirksam sein kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Materialeigenschaften von organischen
Materialien hinsichtlich ihrer Eignung als Dämmmaterial zu verbessern, indem ihre
Feuerwiderstandsfähigkeit verbessert werden soll, ohne sie chemische zu behandeln, zu
ummanteln oder zu vermengen.
Dieses Problem wird gemäß Anspruch 1 durch teilweise oder vollständige Karbonisierung
des Materials oder Werkstücks gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 17 geben bevorzugte
Ausführungsformen des Anspruchs wieder.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen darin, dass statt einer chemischer
Behandlung von Materialien oder Werkstücken eine physikalische Behandlung der
Materialien und Werkstücke möglich wird. Dadurch kann die Feuerwiderstandsfähigkeit
der Materialien und Werkstücke verbessert werden und zugleich bleiben - je nach
Ausführungsform - statische und das Wärmedämmverhalten betreffende Eigenschaften im
jeweils gewünschten Umfang erhalten.
Weiterhin ist die Vielgestaltigkeit der verwendbaren Materialien und Werkstücke vorteilhaft:
Die sich aus den verschiedenen Ausgestaltungen der Unteransprüche ergebenden
Materialien sind je nachdem entweder als Schüttgut, als nichttragender Körper oder als
tragendes Bauteil verwendungsfähig.
Insbesondere sind die sich aus den verschiedenen Ausgestaltungen der Unteransprüche 2
bis 7 ergebenden Materialien auch als Verbundwerkstoffe miteinander oder mit nicht
organischem oder nicht karbonisiertem organischen Material als Verbundwerkstoffe oder
Gemenge kombinierbar.
Weiterhin sind die sich aus den verschiedenen Ausgestaltungen der Unteransprüche
ergebenden Materialien auch als Beimengungen zu organischen oder nicht organischen
Materialien zur Verbesserung von deren Dämmverhalten oder Feuerwiderstandsfähigkeit
möglich.
Des weiteren ist ausgesprochen vorteilhaft, dass auch Holzabfälle, insbesondere Sägemehl
oder Hackschnitzel oder daraus hergestelltes Holzverbundmaterialien, wie z. B. sog. Pellets,
Verwendung als Dämm- oder Füllstoff finden können.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der
Beschreibung und den Zeichnungen.
Die Erfindung wird in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 im Schnitt und in schematischer Darstellung ein Werkstück aus teilweise
karbonisiertem Holz mit einer erfindungsgemäßen definiert dicken Hülle aus Holzkohle
Fig. 2 im Schnitt und in schematischer Darstellung ein Werkstück aus vollständig
karbonisiertem Holz
Fig. 3 im Schnitt und in schematischer Darstellung ein teilweise karbonisiertes Teilchen aus
Holz, Holzfaser-, Holzverbundmaterial oder aus anderem organischem Material oder
Verbundmaterial
Fig. 4 im Schnitt und in schematischer Darstellung ein ganz karbonisiertes Teilchen aus
Holz, Holzfaser-, Holzverbundmaterial oder aus anderem organischem Material oder
Verbundmaterial
Fig. 5 im Schnitt und in schematischer Darstellung ein ganz karbonisiertes Werkstück aus
mehreren Lagen Verbundwerkstoff
Fig. 6 im Schnitt und in schematischer Darstellung ein Werkstück aus mehreren Lagen
Verbundwerkstoff bestehend aus mindestens zwei Lagen ganz oder teilweise karbonisiertem
Verbundwerkstoff
Fig. 7 im Schnitt und in schematischer Darstellung ein Werkstück aus mehreren Lagen
Verbundwerkstoff bestehend aus mindestens einer Lage ganz oder zum Teil karbonisiertem
Verbundwerkstoff
Fig. 8 im Schnitt und in schematischer Darstellung ein Werkstück aus mehreren Lagen
Verbundwerkstoff unter Mitverwendung mindestens einer Lage ganz oder zum Teil
karbonisierten Holzteilchen
Fig. 9 im Schnitt und in schematischer Darstellung ein Werkstück aus mehreren Lagen
Verbundwerkstoff mit einer Lage ganz oder zum Teil karbonisierten Holzteilchen
Fig. 10 im Schnitt und in schematischer Darstellung ein Werkstück aus
organischen Teilchen das vollständig karbonisiert wurde
Fig. 11 im Schnitt und in schematischer Darstellung ein Werkstück aus
organischen Teilchen das teilweise karbonisiert wurde
Fig. 12 im Schnitt und in schematischer Darstellung ein Werkstück mit einer Hülle aus
vollständig oder teilweise karbonisierten organischen Teilchen und einem Kern aus
zumindest einer Lage Verbundwerkstoff
Fig. 13 im Schnitt und in schematischer Darstellung ein Werkstück mit einer Hülle aus
Faserwerkstoff und einem zumindest zum Teil karbonisierten Kern aus zumindest einer
Lage Verbundwerkstoff
Fig. 14 im Schnitt in schematischer Darstellung ein homogenes Werkstück, das unter
Verwendung aus zumindest teilweise karbonisierten organischen Teilchen hergestellt wurde
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform gem. Anspruch 3 handelt es sich um einen
schematischen Schnitt durch ein Werkstück aus Holz (1). Dabei bildet eine
Holzkohleschicht (2) dessen äusseren Rand. Diese Holzkohleschicht ist durch ein definiertes
Karbonisieren, also ein gezieltes Ankohlen und anschließendes gezieltes Stoppen dieser
Reaktion, gebildet. Diese Holzkohleschicht (2) umschließt den nicht karbonisierten Kern
(3).
Durch das Karbonisieren wird somit die Feuerwiderstandsfähigkeit des Bauteils gesteigert.
Je nach den statischen Anforderungen an das Bauteil und an dessen
Feuerwiderstandsfähigkeit und Dämmvermögen, ist durch Variieren des definierten
Ankohlens - z. B. hinsichtlich Energiezufuhr und Zeit, bzw. Sauerstoffgehalt der
Reaktionsatmosphäre, Einfluß zu nehmen auf die Dicken d1 und d2 und die verbleibende
u. a. statische wirksame Dimension des Kerns des Werkstücks d3 und d4.
Das Dämmverhalten des Werkstücks steht u. a. in direkter Abhängigkeit der Dicken d3 und
d4 sowie in Abhängigkeit von den Dicken d1 und d2.
Das statische Verhalten des Werkstücks ist abhängig von der Art des verwendeten Holzes
und den Dimensionen d3 und d4 des nicht karbonisierten Kerns.
Das Werkstück ist somit auch nach der teilweisen Karbonisierung als tragendes Bauteil
einsetzbar.
Fig. 2 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung gem. Anspruch 2 durch ein vollständig
karbonisiertes Werkstück (4). Das Dämmverhalten und die statischen Eigenschaften des
Werkstücks steht in direkter Abhängigkeit von den Dimensionen d5 und d6.
Werkstücke gem. Anspruch 2 und 3, wie in Fig. 1 und 2 beschrieben, können alle
möglichen Größen und Formen aufweisen, aus allen möglichen Hölzern hergestellt sein
und sowohl ausschließlich zur Dämmung, als auch als tragende Bauteile sowie in sonstiger
Weise, insbesondere auch als Füllmaterial, Verwendung finden.
Fig. 3 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform gem. Anspuch 5 und 7. Bei dieser
Ausführungsform kommen kleinere organische Partikel und Faserstücke, im folgenden als
Teilchen bezeichnet, zur Verwendung.
Fig. 3 zeigt einen schematische Schnitt durch ein solches Teilchen (5),
- - so wie es insbesondere durch mechanisches Trennen, insbesondere Zerspanen und Sägen, insbesondere von Holz gewonnenen wird
- - oder wie es als Abfall bei der Kantholzerzeugung entsteht
- - oder ein aus vorgenannten Holzteilchen durch Verweben, Pressen, Verkleben oder in sonstiger Weise herzustellendes Holzfaserverbundmaterial, wie z. B. sog. Pellets,
- - oder aus anderen organischen Materialien, wie z. B. Kokosfasern, Baumwolle, Flachs, Hanf, Kork, Stroh, Schilfrohr, Zellulose Heu oder Schafwolle etc.
- - oder aus vorgenannten Teilchen aus anderen organischen Materialien durch Verweben, Pressen, Verkleben oder in sonstiger Weise herzustellendes Faserverbundmaterial
wobei dessen äusserer Rand ein durch definiertes Karbonisieren mittels gezieltem Ankohlen
und Stoppen des Karbonisierungsprozesses eine die Feuerwiderstandsfähigkeit des
Teilchens steigernde Holzkohleschicht bildet (
7
). Der Kern des Teilchens (
6
) ist nicht
karbonisiert.
Das Dämmverhalten und die statischen und das Wärmedämmverhalten betreffenden
Eigenschaften des Teilchens stehen u. a. in direkter Abhängigkeit vom gewählten Material,
den Dimensionen d7, d8, d9 und d10.
Fig. 4 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform gem. Anspruch 4 und 6. Fig. 4 zeigt
einen schematischen Schnitt durch ein Teilchen (8), vergleichbar, dem Teilchen in Fig. 3,
- - so wie es insbesondere durch mechanisches Trennen, insbesondere Zerspanen und Sägen, insbesondere von Holz gewonnenen wird
- - oder wie es als Abfall bei der Kantholzerzeugung entsteht
- - oder ein aus vorgenannten Holzteilchen durch Verweben, Pressen, Verkleben oder in sonstiger Weise herzustellendes Holzfaserverbundmaterial, wie z. B. sog. Pellets,
- - oder aus anderen organischen Materialien, wie z. B. Kokosfasern, Baumwolle, Flachs, Hanf, Kork, Stroh, Schilfrohr, Zellulose, Heu oder Schafwolle etc.
- - oder aus vorgenannten Teilchen aus anderen organischen Materialien durch Verweben, Pressen, Verkleben oder in sonstiger Weise herzustellendes Faserverbundmaterial,
Die Feuerwiderstandsfähigkeit des Teilchens wird bei dieser Ausführungsform durch
definiertes vollständiges Karbonisieren mittels gezieltem Ankohlen und Stoppen des
Karbonisierungsprozesses erhöht.
Das Dämmverhalten des Werkstücks steht u. a. in direkter Abhängigkeit des gewählten
Materials der Dimensionen d11 und d11
Das Verfahren gem. Anspruch 1 kann eine vorteilhafte Ausgestaltung auch in der
Verwendung als ein- oder auch mehrlagige Verbundwerkstoff gem. Anspruch 8, 9, 10, 11
und 12. finden, wobei für einlagige Verbundwerkstoffe das gleiche, wie für einzelne Lagen
gilt.
Es sind neben plattenförmigen Geometrien auch vorteilhafte Ausführungsformen diversen
anderen geometrischen Formen und Dimensionierungen denkbar.
Je nach Ausführungsform sind unterschiedliche Lagen
- - bezüglich Dicke
- - Material
- - Karbonisierungsgra
- - Verbindung der einzelnen Lagen
miteinander kombinierbar.
Je nach Ausführungsform können für die einzelnen Lagen zu karbionisierende Anteile und
nicht zu karbonisierende Anteile auch mit wechselnden Volumen- oder Gewichtsanteilen
vermischt werden. Insbesondere können die nicht zu karbonisierende Anteile statische
Funktionen hinsichtlich Zug- und Druckfestigkeit des Fertigprodukts übernehmen.
Grundsätzlich sind für einzelne Lagen oder den Verbundwerkstoff als Ganzes sowohl
- - die Ausgestaltung der vollständigen oder teilweisen Karbonisierung der Lage bzw. des Verbundwerkstoffwerkstücks als Ganzes
- - oder die Ausgestaltung durch die Verbindung bereits vorweg vollständig oder teilweise karbonisierten Materialien (mit oder ohne Verwendung von nicht organischen Materialien) zu einzelnen Lagen
vorteilhaft.
Als Materialien für die zu karbonisierenden Werkstoffanteile kommen alle möglichen,
zumindest teilweise organischen Materialien und Gemenge in Frage. Insbesondere
ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung aus Teilchen und Fasern
- - so wie es insbesondere durch mechanisches Trennen, insbesondere Zerspanen und Sägen, von Holz gewonnenen wird
- - oder wie es als Abfall bei der Kantholzerzeugung entsteht
- - oder ein aus vorgenannten Holzteilchen durch Verweben, Pressen, Verkleben oder in sonstiger Weise herzustellendes Holzfaserverbundmaterial, wie z. B. sog. Pellets,
- - oder aus anderen organischen Materialien, wie z. B. Kokosfasern, Baumwolle, Flachs, Hanf, Kork, Stroh, Schilfrohr, Zellulose, Heu oder Schafwolle etc.
- - oder aus vorgenannten Teilchen aus anderen organischen Materialien durch Verweben, Pressen, Verkleben oder in sonstiger Weise herzustellendes Faserverbundmaterial,
- - die Vermischung und das Gemenge der eben genannten Materialien, und zwar in vollständig oder teilweise oder gar nicht karbonisierter Form, auch in der Ausgestaltung in verwobener, verklebter oder verpresster Form.
Diese eben genannten Materialien können vor dem vollständigen oder teilweisen
Karbonisieren des Verbundwerkstoffstücks erfindungsgemäß auch mit nicht organischen
Materialien durchmischt werden, wobei für diesen Zusatz als Beschränkung des
Gewichtsanteils derjenige Anteil am Gemenge gilt, ab dessen Überschreiten ein
Karbonisieren entsprechend der jeweiligen Vorgaben für das Werkstück nicht mehr
möglich ist.
Als Materialien für die nicht zu karbonisierenden Werkstoffanteile kommen alle möglichen,
auch nicht organischen Materialien und deren Gemische und Gemenge in Frage.
Vorteilhaft ist ferner die Verwendung von Teilchen und deren Gemischen und Gemengen,
wie in den Ansprüchen 4, 5, 6 und 7 beschrieben.
Für die Ausgestaltung der Erfindung, bei der das Verbundwerkstoffwerkstück vollständig
oder teilweisen als Ganzes karbonisiert wird, gilt, dass die Form der Verbindung, vermittels
derer der Verbundwerkstoff selbst gebunden ist, ist für das erfindungsgemäße Verfahren
und seine Ausgestaltungen unerheblich ist. Alle bekannten Bindungstypen, insbesondere
Verkleben durch materialeigene und fremde Stoffe, Verpressen oder Verweben sind
möglich.
Vorteilhaft ist auch die Kombination von mehreren gleichen oder verschiedenen Lagen
Verbundwerkstoff mit dem gleichen oder einem anderen Karbonisierungsgrad.
Die Verbindung der einzelnen Lagen kann erfindungsgemäß in jeder bekannten
technischen Ausführungsform, insbesondere durch Kleben oder Verpressen, erfolgen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform gem. Anspruch 8 von Werkstücken aus mehrlagigen
Verbundwerkstoffen ist in Fig. 5 dargestellt. Fig. 5 zeigt einen schematische Schnitt durch
ein Werkstück aus mehreren Lagen Verbundwerkstoff (9).
Die Lagen (L1) bis (Ln) können je nach den statischen bzw. das Wärmedämmverhalten
betreffenden Anforderungen aus unterschiedlichem Material bestehen. Insbesondere eignet
sich diese Ausführungsform für die Verwendung von Lagen aus Holz, Span-, OSB- oder
Holzfaserplatten.
Die einzelnen Lagen können dabei unterschiedliche Dimensionen d1 bzw. dn besitzen.
Das Werkstück ist vollständig karbonisiert.
Die statische Wirksamkeit und das Dämmverhalten des Werkstücks steht u. a. in direkter
Abhängigkeit von den Dicken d1 bzw dn und der Dimension des Werkstücks dges.
Fig. 6 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform gem. Anspruch 9. Fig. 6 zeigt einen
schematische Schnitt durch ein Werkstück aus mehreren Lagen Verbundwerkstoff (10).
Die Lagen (L1) bis (Ln) können je nach den statischen bzw. das Wärmedämmverhalten
betreffenden Anforderungen aus unterschiedlichem Material - insbesondere aus Holz,
Span-, OSB- oder Holzfaserplattenlagen - und von unterschiedlicher Dicke d1 bzw. dn
sein.
Die beiden äusseren Lagen (L1) und (Ln) des Werkstücks sind vollständig karbonisiert, die
inneren Lagen sind nicht korbonisiert. Es sind aber auch andere Ausführungsformen mit
mehr als zwei vollständig oder zum Teil karbonisierten Lagen oder auch mit zwei nur zum
Teil karbonisierten Lagen möglich.
Die Position der karbonisierten Lage/Lagen innerhalb der Platte ist in Abhängigkeit von der
Aufgabe zu variieren.
Je nach Anforderung an Feuerwiderstandsfähigkeit und statischen Eigenschaften sind auch
Ausführungsformen mit karbonisierten Randbereichen (R1) und (R2) möglich.
Die statische Wirksamkeit und das Dämmverhalten des Werkstücks steht u. a. in direkter
Abhängigkeit von den Dicken d1 bzw. dn und der Dimension des Werkstücks dges.
Fig. 7 zeigt als weitere vorteilhafte Ausführungsform gem. Anspruch 9 einen schematische
Schnitt durch ein Werkstück aus mehreren Lagen Verbundwerkstoff (11).
Die Lagen (L1) bis (Ln) können je nach den statischen bzw. das Wärmedämmverhalten
betreffenden Anforderungen aus unterschiedlichem Material - insbesondere aus Holz,
Span-, OSB- oder Holzfaserplattenlagen - und von unterschiedlicher Dicke d1 bzw. dn
sein.
Mindestens eine der äusseren Lagen (Ln) des Werkstücks ist vollständig oder teilweise
karbonisiert, die inneren Lagen und die zweite äussere Lage (L1) sind nicht karbonisiert. Es
sind aber auch andere Ausführungsformen mit mehr als einer vollständig oder zum Teil
karbonisierten Lage möglich.
Je nach Anforderung an Feuerwiderstandsfähigkeit und statischen Eigenschaften sind auch
Ausführungsformen mit karbonisierten Randbereichen (R1) und (R2) möglich.
Die statische Wirksamkeit und das Dämmverhalten des Werkstücks steht u. a. in direkter
Abhängigkeit von den Dicken d1 bzw. dn und der Dimension des Werkstücks dges.
Fig. 8 zeigt als weitere Ausführungsform gem. Anspruch 10 einen schematische Schnitt
durch ein Werkstück aus mehreren Lagen Verbundwerkstoff (12).
Die Lagen (L1) bis (Ln) können je nach den statischen bzw. das Wärmedämmverhalten
betreffenden Anforderungen aus unterschiedlichem Material - insbesondere aus Holz,
Span-, OSB- oder Holzfaserplattenlagen - und von unterschiedlicher Dicke d1 bzw. dn
sein.
Mindestens eine der Lagen (LP) des Werkstücks ist aus zumindest teilweise organischem
Material und vollständig oder teilweise karbonisiert hergestellt und im Verbundwerkstoff als
eine Lage mitverwandt.
Die anderen Lagen (L1) bis (Ln) sind je nach Ausführungsform
- - vollständig
- - oder zum Teil karbonisiert
- - oder nicht karbonisiert.
Je nach Anforderung an Feuerwiderstandsfähigkeit und statischen Eigenschaften sind auch
Ausführungsformen mit karbonisierten Randbereichen (R1) und (R2) möglich.
Die statische Wirksamkeit und das Dämmverhalten des Werkstücks steht u. a. in direkter
Abhängigkeit von den Dicken d1 bzw. dn und der Dimension des Werkstücks dges.
Fig. 9 zeigt als weitere Ausführungsform gem. Anspruch 11 und 12 einen schematische
Schnitt durch ein Werkstück aus mehreren Lagen Verbundwerkstoff (13).
Die Lagen (L1) bis (Ln) können je nach den statischen bzw. das Wärmedämmverhalten
betreffenden Anforderungen aus unterschiedlichem Material - insbesondere aus Holz,
Span-, OSB- oder Holzfaserplattenlagen - und von unterschiedlicher Dicke d1 bzw. dn
sein.
Mindestens eine der Lagen (LP) des Werkstücks ist aus vollständig oder teilweise
karbonisierten Teilchen gem. Anspruch 4, 5 (für Ausführungsform gem. Anspruch 11), 6
und 7 (für Ausführungsform gem. Anspruch 12) hergestellt.
Die anderen Lagen (L1) bis (Ln) sind je nach Ausführungsform
- - vollständig
- - oder zum Teil karbonisiert
- - oder nicht karbonisiert.
Je nach Anforderung an Feuerwiderstandsfähigkeit und statischen Eigenschaften sind auch
Ausführungsformen mit karbonisierten Randbereichen (R1) und (R2) möglich.
Die statische Wirksamkeit und das Dämmverhalten des Werkstücks steht u. a. in direkter
Abhängigkeit von den Dicken d1 bzw. dn und der Dimension des Werkstücks dges.
Fig. 10 zeigt gem. Anspruch 13 einen schematische Schnitt durch ein Werkstück (14), das
unter Verwendung von organischen Teilchen hergestellt wurde und dann hinsichtlich der
organischen Anteile vollständig karbonisiert wird.
Es können mit variablen Gewichts- und Volumenanteilen organische und nicht organische
Teilchen und Materialien gemischt werden.
Die zur Herstellung verwendeten organischen Teilchen sind Partikel und Fasern,
- - so wie es insbesondere durch mechanisches Trennen, insbesondere Zerspanen und Sägen, insbesondere von Holz gewonnenen wird
- - oder wie es als Abfall bei der Kantholzerzeugung entsteht
- - oder ein aus vorgenannten Holzteilchen durch Verweben, Pressen, Verkleben oder in sonstiger Weise herzustellendes Holzfaserverbundmaterial, wie z. B. sog. Pellets,
- - oder aus anderen organischen Materialien, wie z. B. Kokosfasern, Baumwolle, Flachs, Hanf, Kork, Stroh, Schilfrohr, Zellulose Heu oder Schafwolle etc.
- - oder aus vorgenannten Teilchen aus anderen organischen Materialien durch Verweben, Pressen, Verkleben oder in sonstiger Weise herzustellendes Faserverbundmaterial
Die statische Wirksamkeit und das Dämmverhalten des Werkstücks steht u. a. in direkter
Abhängigkeit von der Dimension d1.
Fig. 11 zeigt gem. Anspruch 14 einen schematische Schnitt durch ein Werkstück (15), das
unter Verwendung von organischen Teilchen hergestellt wurde und dann hinsichtlich der
organischen Anteile teilweise karbonisiert wird.
Es können mit variablen Gewichts- und Volumenanteilen organische und nicht organische
Teilchen und Materialien gemischt werden.
Die zur Herstellung verwendeten organischen Teilchen sind Partikel und Fasern,
- - so wie es insbesondere durch mechanisches Trennen, insbesondere Zerspanen und Sägen, insbesondere von Holz gewonnenen wird
- - oder wie es als Abfall bei der Kantholzerzeugung entsteht
- - oder ein aus vorgenannten Holzteilchen durch Verweben, Pressen, Verkleben oder in sonstiger Weise herzustellendes Holzfaserverbundmaterial, wie z. B. sog. Pellets,
- - oder aus anderen organischen Materialien, wie z. B. Kokosfasern, Baumwolle, Flachs, Hanf, Kork, Stroh, Schilfrohr, Zellulose Heu oder Schafwolle etc.
- - oder aus vorgenannten Teilchen aus anderen organischen Materialien durch Verweben, Pressen, Verkleben oder in sonstiger Weise herzustellendes Faserverbundmaterial
Diese Teilchen können je nach Ausgestaltung auch gem. Anspruch 4, 5, 6 und 7 auch
ganz oder teilweise karbonisiert verwendet werden.
Das Werkstück wird teilweise karbonisiert und bildet so eine äussere karbonisierte Schicht
(16). Der Kern (17) verbleibt nicht karbonisiert.
Die statische Wirksamkeit und das Dämmverhalten des Werkstücks steht u. a. in direkter
Abhängigkeit von der Dicken d1 und d2 und der Dimension dges.
Fig. 12 zeigt gem. Anspruch 15 eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung, nämlich einen
schematische Schnitt durch ein Werkstück (18) mit einer Hülle aus vollständig oder
teilweise karbonisierten zumindest zum Teil organischen Teilchen (19) und einem nicht
oder teilweise karbonisierten Kern (20) aus Holz oder aus einer oder mehreren nicht oder
teilweise karbonisierten Lagen Verbundwerkstoff.
Die Lagen (L1) bis (Ln) können je nach den statischen bzw. das Wärmedämmverhalten
betreffenden Anforderungen aus unterschiedlichem Material - insbesondere aus Holz,
Span-, OSB- oder Holzfaserplattenlagen - und von unterschiedlicher Dicke d1 bzw. dn
sein.
Die Teilchen enthalten zumindest zum Teil organische Partikel oder Fasern,
- - so wie es insbesondere durch mechanisches Trennen, insbesondere Zerspanen und Sägen, insbesondere von Holz gewonnenen wird
- - oder wie es als Abfall bei der Kantholzerzeugung entsteht
- - oder ein aus vorgenannten Holzteilchen durch Verweben, Pressen, Verkleben oder in sonstiger Weise herzustellendes Holzfaserverbundmaterial, wie z. B. sog. Pellets,
- - oder aus anderen organischen Materialien, wie z. B. Kokosfasern, Baumwolle, Flachs, Hanf, Kork, Stroh, Schilfrohr, Zellulose Heu oder Schafwolle etc.
- - oder aus vorgenannten Teilchen aus anderen organischen Materialien durch Verweben, Pressen, Verkleben oder in sonstiger Weise herzustellendes Faserverbundmaterial
Diese Partikel oder Fasern sind zum Teil oder vollständig karbonisiert.
Die statische Wirksamkeit und das Dämmverhalten des Werkstücks steht u. a. in direkter
Abhängigkeit von den Dicken d1 bzw. dn und der Dimension des Werkstücks dges.
Die Methode der Verbindung der einzelnen Bestandteile ist je nach Ausführungsform zu
wählen, aber grundsätzlich beliebig.
Fig. 13 zeigt gem. Anspruch 16 eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung, nämlich einen
schematische Schnitt durch ein Werkstück (21) aus einer Hülle aus Faserwerkstoff (22) und
einem zum Teil oder ganz karbonisierten Kern (23) aus einem Verbundwerkstoff mit einer
oder mehreren ganz oder teilweise karbonisierten Lagen.
Die Lagen (L1) bis (Ln) können je nach den statischen bzw. das Wärmedämmverhalten
betreffenden Anforderungen aus unterschiedlichem Material - insbesondere aus Holz,
Span-, OSB- oder Holzfaserplattenlagen - und von unterschiedlicher Dicke d1 bzw. dn
sein.
Die Teilchen der Hülle aus Faserwerkstoff enthalten zumindest zum Teil organische Partikel
oder Fasern,
- - so wie es insbesondere durch mechanisches Trennen, insbesondere Zerspanen und Sägen, insbesondere von Holz gewonnenen wird
- - oder wie es als Abfall bei der Kantholzerzeugung entsteht
- - oder ein aus vorgenannten Holzteilchen durch Verweben, Pressen, Verkleben oder in sonstiger Weise herzustellendes Holzfaserverbundmaterial, wie z. B. sog. Pellets,
- - oder aus anderen organischen Materialien, wie z. B. Kokosfasern, Baumwolle, Flachs, Hanf, Kork, Stroh, Schilfrohr, Zellulose Heu oder Schafwolle etc.
- - oder aus vorgenannten Teilchen aus anderen organischen Materialien durch Verweben, Pressen, Verkleben oder in sonstiger Weise herzustellendes Faserverbundmaterial
Diese Partikel oder Fasern sind nicht oder zum Teil oder vollständig karbonisiert.
Die statische Wirksamkeit und das Dämmverhalten des Werkstücks steht u. a. in direkter
Abhängigkeit von den Dicken d1 bzw. dn und der Dimension des Werkstücks dges.
Die Methode der Verbindung der einzelnen Bestandteile ist je nach Ausführungsform zu
wählen, aber grundsätzlich beliebig.
Fig. 14 zeigt gem. Anspruch 17 einen schematische Schnitt durch ein Werkstück (24), das
homogen aus vollständig oder teilweise karbonisierten organischen Partikeln und Fasern
und anderen nicht organischen Teilchen hergestellt ist.
Das Gewichts- bzw. Volumenverhältnis der jeweiligen Anteile ist je nach Anforderung
unterschiedlich.
Die statische Wirksamkeit und das Dämmverhalten des Werkstücks steht u. a. in direkter
Abhängigkeit von der Dicke d1.
Die Erfindung findet eine durch eine Vorrichtung zum definierten Ankohlen und Abstoppen
des Ankohlvorgangs organischer Werkstücke und Materialien.
Das Werkstück (19) wird
- - durch Reibung
- - oder in einer offenen Flamme
- - oder durch Wärmezufuhr
- - oder Energiezufuhr (E) in sonstiger Weise, insbesondere durch Wellen,
berührungslos oder vermittels Berührung angekohlt.
Dieser Prozeß der Karbonisierung wird entweder am selben oder einem nachgelagerten
Ort durch
- - Entzug von Sauerstoff
- - oder Zuführung von Gasen, so dass der Sauerstoff (O)aus der solchermaßen veränderten Atmosphäre entweicht
- - oder durch den Sauerstoff mitreissende Verpuffung
- - oder in sonstiger Weise
gestoppt, wenn und soweit das definierte Ergebnis des Karbonisierens des Mantels (
20
) um
den Kern (
21
) erreicht ist.
Claims (17)
1. Verfahren zur Verbesserung der Materialeigenschaften von organischem Material
hinsichtlich Feuerwiderstandsfähigkeit und Dämmeigenschaften
dadurch gekennzeichnet,
daß das organische Material ganz oder teilweise karbonisiert wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß Werkstücke aus Holz ganz karbonisiert werden.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß Werkstücke aus Holz teilweise karbonisiert werden.
4. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß Teilchen ganz karbonisiert werden.
5. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß Teilchen teilweise karbonisiert werden.
6. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß Teilchen aus anderen organischen Materialien ganz karbonisiert werden.
7. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß Teilchen aus anderen organischen Materialien teilweise karbonisiert werden.
8. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß Werkstücke aus mehrlagigen Verbundwerkstoffen als ganzes karbonisiert werden.
9. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß Werkstücke aus mehrlagigen Verbundwerkstoffen teilweise karbonisiert werden.
10. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß für Werkstücke aus mehrlagigen Verbundwerkstoffen mindestens eine als ganzes
karbonisierte Lage aus Holzverbundwerkstoff mitverwendet wird.
11. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß für Werkstücke aus mehrlagigen Verbundwerkstoffen mindestens eine Lage unter
Verwendung von karbonisierten Holzteilchen gem. Anspruch 4 oder 5 mitverwendet
werden.
12. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß für Werkstücke aus mehrlagigen Verbundwerkstoffen mindestens eine Lage unter
Verwendung von Teilchen aus anderen organischen Materialien gem. Anspruch 6 oder 7
mitverwendet werden
13. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß Werkstücke aus Teilchen aus organischem Materialien hergestellt und ganz
karbonisiert werden.
14. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß Werkstücke aus Teilchen aus organischem Materialien hergestellt und teilweise
karbonisiert werden.
15. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß die Werkstücke aus mehrlagigen Verbundwerkstoffen als Kern und aus einer Hülle, für
die Teilchen aus organischen Materialien mitverwendet werden, hergestellt und dann die
Hülle vollständig karbonisiert sind.
16. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß die Werkstücke aus mehrlagigen vollständig oder teilweise karbonisierten
Verbundwerkstoffen als Kern und aus einer Hülle, für die Teilchen aus organischen
Materialien mitverwendet werden, hergestellt sind.
17. Verfahren nach Patentanspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß ein homogenes Werkstücke unter Verwendung von zumindest zum Teil karbionisierten
organischen Teilchen hergestellt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000100490 DE10000490A1 (de) | 2000-01-09 | 2000-01-09 | Physikalische Behandlung durch Karboniesierung von organischen Materialien, insbesondere von Holz u. dgl. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2000100490 DE10000490A1 (de) | 2000-01-09 | 2000-01-09 | Physikalische Behandlung durch Karboniesierung von organischen Materialien, insbesondere von Holz u. dgl. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10000490A1 true DE10000490A1 (de) | 2001-07-12 |
Family
ID=7626959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000100490 Withdrawn DE10000490A1 (de) | 2000-01-09 | 2000-01-09 | Physikalische Behandlung durch Karboniesierung von organischen Materialien, insbesondere von Holz u. dgl. |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE10000490A1 (de) |
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