DE102012112099A1 - Grain-wood composite material has multiple embedded-grain elements, which are mutually spaced in elastic mass, where carrier material is provided, which consists of textile material or fabric - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Hirnholz-Verbundwerkstoff.The invention relates to a end grain composite material.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Hirnholz-Verbundwerkstoffs.In addition, the invention relates to a method for producing the end grain composite material.
Der Einsatz von Hirnholz als Werkstoff ist seit geraumer Zeit bekannt. Da Hirnholz gegenüber einer Längsholzfläche das Mehrfache an Druck aushalten kann, ist der Einsatz von Hirnholz besonders in Bereichen, in denen hohe Druckbelastungen vorhanden sind, weit verbreitet. So werden z. B. Holzpflastersteine vorzugsweise aus Hirnholz gefertigt.The use of end grain as a material has been known for some time. Since end grain wood can withstand multiple pressures compared to a longitudinal wood surface, the use of end grain is widespread, especially in areas where high pressure loads are present. So z. B. wooden paving stones preferably made of end grain.
Hirnholz wird ebenfalls für Arbeitsflächen bei Schneidbrettern und Hackklötzen eingesetzt. Die senkrecht stehenden Holzfasern des Hirnholzes werden beim Schneiden zwar leicht auseinandergedrängt, fügen sich jedoch anschließend selbsttätig wieder zusammen. Diese Eigenschaft des Hirnholzes macht die Brettoberfläche haltbarer, da bei Längsholz die Fasern parallel liegen und so leicht durchschnitten werden können.End grain is also used for work surfaces on cutting boards and chopping blocks. The perpendicular wood fibers of the end grain are slightly pushed apart during cutting, but then rejoin automatically. This feature of the end grain makes the board surface more durable, as in longitudinal wood, the fibers are parallel and can be easily cut through.
Auch die Verwendung von Hirnholz als Parkettboden für Bereiche, in denen hohe mechanische und Druckbelastungen vorliegen, ist bekannt.The use of end grain as a parquet floor for areas in which high mechanical and compressive loads are known.
Der Einsatz von Hirnholz bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass aufgrund der aufgeschnittenen Fasern leicht Feuchtigkeit in das Holz eindringen kann, was dazu führt, dass das Hirnholz aufquillt und sich wölbt. Die industrielle Verarbeitung von Hirnholz und der Einsatz als Werkstoff ist somit schwierig.However, the use of end grain has the disadvantage that due to the cut fibers easily moisture can penetrate into the wood, causing the end grain to swell and bulge. The industrial processing of end grain and the use as a material is thus difficult.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hirnholz-Verbundwerkstoff anzugeben, der eine hohe Druckfestigkeit aufweist und eine industrielle Verarbeitung erleichtert.The invention is therefore based on the object to provide a end grain composite material, which has a high compressive strength and facilitates industrial processing.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Hirnholz-Verbundwerkstoff vorgesehen, der mehrere voneinander beabstandete in eine elastische Masse eingebettete Hirnholzelemente aufweist.To achieve this object, a end grain composite material is provided according to the invention, which has a plurality of spaced apart in an elastic mass embedded end grain elements.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das durch die hohe Flüssigkeitsaufnahmekapazität des Hirnholzes verursachte Aufquellen und Wölben des Werkstoffs kompensiert werden kann, indem Hirnholzelemente in eine elastische Masse eingebettet werden. Auf diese Weise können die Formänderungen bzw. Verwölbungen des Hirnholzes von der elastischen Masse aufgenommen werden, während der erfindungsgemäße Hirnholz-Verbundwerkstoff selbst keine Verformung oder Verwölbung zeigt.The invention is based on the finding that the swelling and bulging of the material caused by the high fluid absorption capacity of the end grain can be compensated by embedding end-grain elements in an elastic mass. In this way, the shape changes or warping of the end grain can be absorbed by the elastic mass, while the end grain composite according to the invention itself does not show any deformation or warping.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Hirnholz-Verbundwerkstoffs werden mehrere, vorzugsweise in Stabform vorliegende Hirnholzelemente derart voneinander beabstandet angeordnet, dass regelmäßige Abstände zwischen den einzelnen Hirnholzelementen gebildet werden. Die Hirnholzelemente bestehen dabei insbesondere aus Eichen-, Fichten-, Kiefer-, Lärchen-, Eschen-, Birken-, Buchen-, Nussbaum-, Erlen-, Ahornholz oder Bambus, oder einer Kombination davon, sie können aber auch aus Hirnholz einer anderen Holzart gefertigt werden. Durch Eingießen in eine elastische Masse, z. B. Silikon oder eine Silikonverbindung, oder ein anderes Kunststoffmaterial, werden die Hirnholzelemente vollständig darin eingebettet, so dass sie elastisch fixiert sind. Die elastische Masse ist vorzugsweise lichtdurchlässig, um eine zumindest teilweise Durchleuchtung des Hirnholzverbund-Werkstoffs zu ermöglichen.To produce the end grain composite material according to the invention, a plurality of end grain elements, preferably in the form of rods, are arranged at a distance from one another such that regular distances are formed between the individual end grain elements. The end grain elements consist in particular of oak, spruce, pine, larch, ash, birch, beech, walnut, alder, maple or bamboo, or a combination thereof, but they can also be made of end grain wood of another Wood species are made. By pouring into an elastic mass, for. As silicone or a silicone compound, or other plastic material, the end grain elements are completely embedded in it, so that they are fixed elastically. The elastic mass is preferably translucent in order to allow at least partial fluoroscopy of the end grain composite material.
Der durch dieses Verfahren hergestellte Hirnholz-Verbundwerkstoff kann durch verschiedene Fertigungsverfahren weiter bearbeitet werden. So kann der Hirnholz-Verbundwerkstoff sowohl längs als auch quer zur Faserrichtung in Scheiben zerteilt werden, z. B. durch Schneiden oder Sägen. Zudem kann auf einer Seite einer Scheibe zur Stabilisierung ein Trägermaterial aufgebracht werden. Das Trägermaterial ist vorzugsweise flächig fest mit dem Hirnholz-Verbundwerkstoff verbunden und besteht aus einem textilen Material oder Gewebe. Ebenso ist eine Bearbeitung des Hirnholz-Verbundwerkstoffs zu einem dreidimensionalen Werkstück, z. B. mit einer CNC-Fräsmaschine, möglich.The end grain composite material produced by this process can be further processed by various manufacturing processes. Thus, the end grain composite material can be cut both longitudinally and transversely to the fiber direction in slices, z. B. by cutting or sawing. In addition, a support material can be applied to one side of a disk for stabilization. The carrier material is preferably firmly bonded to the end grain composite material and consists of a textile material or fabric. Likewise, a processing of the end grain composite material to a three-dimensional workpiece, for. B. with a CNC milling machine, possible.
Der Einsatz eines durch das beschriebene Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen Hirnholz-Verbundwerkstoffs bringt gegenüber dem Einsatz von Hirnholz in konventioneller Weise einige elementare Vorteile mit sich. So bleiben z. B. alle positiven Eigenschaften des Hirnholzes erhalten. Der erfindungsgemäße Hirnholz-Verbundwerkstoff weist darüber hinaus eine gute Feuchtigkeits- und Wärmeregulierung, hygienische Selbstreinigungseigenschaften sowie eine rutschfeste Oberfläche auf, ist hautsympathisch, atmungsaktiv und antiallergisch. Zusätzlich wird den Hirnholzelementen durch das Einbetten in die elastische Masse Raum für das durch die Flüssigkeitsauf- und -abnahme verursachte Aufquellen gegeben, so dass Ausdehnung und Schrumpfung des Hirnholzes absorbiert werden können und ein Verwölben des Verbundwerkstoffs verhindert werden kann. Der erfindungsgemäße Hirnholz-Verbundwerkstoff ist des Weiteren zumindest bis zu einer bestimmten Schichtdicke zu einem gewissen Grad elastisch verformbar, was eine weitere verbesserte Eigenschaft gegenüber konventionellem Hirnholz bedeutet und die möglichen Anwendungsbereiche deutlich erweitert.The use of a end grain wood composite according to the invention produced by the described method brings some elementary advantages over the use of end grain in a conventional manner. So z. B. all positive properties of the end grain obtained. The end grain wood composite according to the invention also has good moisture and heat regulation, hygienic self-cleaning properties and a non-slip surface, is skin-friendly, breathable and anti-allergic. In addition, by embedding in the elastic mass, the end grain elements are given room for the swelling caused by the liquid uptake and release, so that expansion and shrinkage of the end grain can be absorbed and warpage of the composite can be prevented. Furthermore, the end grain composite according to the invention is elastically deformable to a certain extent at least to a certain layer thickness, which means a further improved property compared to conventional end grain and significantly expands the possible fields of application.
Aufgrund der beschriebenen Merkmale und Eigenschaften ist ein universeller Einsatz des erfindungsgemäßen Hirnholz-Verbundwerkstoffs gewährleistet.Due to the features and properties described is a universal use of Guaranteed end grain composite material according to the invention.
Der Hirnholz-Verbundwerkstoff kann aufgrund seiner elastischen Verformbarkeit und seiner atmungsaktiven Eigenschaften für die Fertigung von Kleidung oder Kleidungsstücken eingesetzt werden. Dazu ist vorgesehen, an der Innenseite eines Kleidungsstücks, das für direkten Hautkontakt vorgesehen ist, wie z. B. ein T-Shirt, dünne Scheiben des Hirnholz-Verbundwerkstoffes anzuordnen. Der erfindungsgemäße Hirnholz-Verbundwerkstoff kann dazu auf ein textiles Trägermaterial aufgebracht werden, so dass das Kleidungsstück mit dem Trägermaterial verklebt oder vernäht werden kann. Wegen seiner atmungsaktiven Eigenschaften kann der Hirnholz-Verbundwerkstoff vom Körper abgegebene Feuchtigkeit aufnehmen und nach außen ableiten. Dadurch sind eine hervorragende Wärme- und Feuchteregulierung sowie eine antiallergische Wirkung des Kleidungsstücks gewährleistet. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch den Einsatz des nachwachsenden Naturrohstoffs Hirnholz bei derartigen Kleidungsstücken zumindest teilweise auf Kunstfasern verzichtet werden kann, so dass die Umwelt geschont wird und die Kleidung für Allergiker und Personen mit empfindlicher Haut geeignet ist.The end grain composite material can be used for the manufacture of clothing or garments because of its elastic deformability and its breathable properties. For this purpose, it is provided on the inside of a garment intended for direct skin contact, such. As a T-shirt to arrange thin slices of end grain composite material. The end grain composite according to the invention can be applied to a textile carrier material, so that the garment can be glued or sewn to the carrier material. Because of its breathable properties, the end grain composite can absorb moisture released by the body and drain it to the outside. This ensures excellent heat and moisture regulation as well as an anti-allergic effect of the garment. Another advantage is that through the use of renewable raw material end grain in such garments can be at least partially dispensed with synthetic fibers, so that the environment is protected and the clothing is suitable for allergy sufferers and persons with sensitive skin.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Hirnholz-Verbundwerkstoffs als Schuheinlage (Schuhsohle, Einlegesohle) wegen der bereits beschriebenen hervorragenden Eigenschaften bezüglich Feuchtigkeits- und Wärmeregulierung sowie der hohen Druckfestigkeit möglich. Die Fertigung der dreidimensionalen Struktur einer Schuheinlage kann dabei mit einer Werkzeugmaschine wie einer CNC-Fräse erfolgen, die eine spanende Bearbeitung ermöglicht.According to a further embodiment of the invention, the use of the end grain composite according to the invention as a shoe insert (shoe sole, insole) is possible because of the already described excellent properties in terms of moisture and heat regulation and high pressure resistance. The production of the three-dimensional structure of a shoe insert can be done with a machine tool such as a CNC milling machine, which allows a machining.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des Hirnholz-Verbundwerkstoffs als Parkettbelag. Dadurch, dass die Hirnholzelemente in der elastischen Masse eingebettet sind, kann das „Arbeiten“, d. h. das Quellen und Schwinden der Hirnholzelemente, nahezu vollständig absorbiert werden. Das Problem der bei herkömmlichen Hirnholzparkettböden auftretenden Fugenbildung aufgrund des starken Arbeitens des Hirnholzes kann somit vermieden werden. Ein aus dem erfindungsgemäßen Hirnholz-Verbundwerkstoff gefertigter Parkettboden kann folglich auch in Räumen mit hoher Luftfeuchtigkeit und/oder hohen Temperaturschwankungen, also Räumen, in denen herkömmliche Hirnholzparkettböden aufgrund des Problems der Fugenbildung bisher nicht verwendet werden konnten, problemlos eingesetzt werden. Für die Verlegung der Parkettbeläge aus dem Hirnholz-Verbundwerkstoff stehen mehrere Möglichkeiten offen. So kann der Hirnholz-Verbundwerkstoff direkt auf einen Estrich verlegt werden oder vor dem Verlegen zunächst auf ein Trägermaterial aufgebracht werden, das sich im verlegten Zustand an der Unterseite, zwischen Estrich und Hirnholz-Verbundwerkstoff befindet. Das aus dem Hirnholz-Verbundwerkstoff bestehende Parkett kann jedoch auch problemlos auf einem Dämmmaterial, z. B. einer Trittschalldämmung, verlegt werden.Another preferred embodiment of the present invention is the use of the end grain composite as parquet flooring. The fact that the end grain elements are embedded in the elastic mass, the "working", d. H. the swelling and shrinkage of the end grain elements are almost completely absorbed. The problem of the joint formation occurring in conventional hardwood parquet floors due to the strong working of the end grain can thus be avoided. A manufactured from the end grain wood composite according to the invention parquet floor can consequently be used without problems even in rooms with high humidity and / or high temperature fluctuations, ie spaces in which conventional Endive wood parquet floors could not be used due to the problem of grout. There are several options for laying the parquet floorings from the end grain wood composite material. Thus, the end grain composite material can be laid directly on a screed or applied before laying on a support material, which is in the installed state at the bottom, between screed and end grain composite material. However, the existing from the end grain wood composite parquet can also easily on a damping material, eg. B. a footfall sound insulation, be laid.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Hirnholz-Verbundwerkstoff als Sitzauflage verwendet werden. Aufgrund der hervorragenden Verarbeitbarkeit kann der erfindungsgemäße Hirnholz-Verbundwerkstoff einfach in die gewünschte Größe und Form gebracht werden, ohne dass komplizierte und teure Fertigungsverfahren durchlaufen werden müssen. Die elastische Verformbarkeit führt des Weiteren dazu, dass sich die Sitzauflage jeder beliebigen Form eines Stuhls anpasst, was zu einer flexiblen Einsatzmöglichkeit führt.According to another embodiment of the invention, the end grain composite can be used as a seat pad. Due to the excellent processability, the end grain composite of the present invention can be easily made into the desired size and shape without having to go through complicated and expensive manufacturing processes. The elastic deformability also results in the seat pad adapting to any shape of chair, resulting in a flexible use.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:Further advantages and details of the invention will be described by means of embodiments with reference to the drawings. The drawings are schematic representations and show:
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