FI121779B - Menetelmä puu-muovikomposiittimateriaalin valmistamiseksi - Google Patents
Menetelmä puu-muovikomposiittimateriaalin valmistamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI121779B FI121779B FI20080228A FI20080228A FI121779B FI 121779 B FI121779 B FI 121779B FI 20080228 A FI20080228 A FI 20080228A FI 20080228 A FI20080228 A FI 20080228A FI 121779 B FI121779 B FI 121779B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- wood
- plastic
- heat
- weight
- plastic composite
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
- B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
- B27N3/007—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres and at least partly composed of recycled material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
Description
MENETELMÄ PUU-MUOVIKOMPOSIITTIMATERIAALIN VALMISTAMISEKSI
Keksinnön kohteena on menetelmä puu-muovikomposiittimateriaalin valmistamiseksi, jossa menetelmässä puumateriaalina käytetään lämpömodifioitua puuainesta, 5 joka sekoitetaan muovimateriaaliin, ja seoksesta valmistetaan puu-muovikomposiittimateriaalia.
Puu-muovikomposiittimateriaalien raaka-aineina käytetään puumateriaalia, muovia ja sidosaineita. Materiaalit ja aineet sekoitetaan toisiinsa ja muodostunutta massaa muokataan sopivalla tavalla tarkoitukseen soveltuvassa lämpötilassa halutuksi tuotit) teeksi.
Puu-muovikomposiittimateriaaleilla pyritään saamaan aikaan erilaisia säätäjä kulutusta kestäviä tuotteita, joilla korvataan mm. kyllästetystä puutavarasta valmistettuja tuotteita. Puu-muovikomposiittimateriaalin etuina ovat hyvä kestävyys sekä kosteutta että kolhuja vastaan, ympäristöystävällisyys sekä sen kierrätettävyys.
15 Puu-muovikomposiittimateriaalin puumateriaalina käytetään tavallisesti normaalia puuainesta lastuina tai puruna. On myös esitetty puumateriaalina käytettäväksi myös lämpökäsiteltyä puuta puruina ja lastuina. Muovimateriaalina käytetään yleensä tarkoitukseen soveltuvia muovimateriaaleja, kuten esim. poly eteeni- tai po-lypropeenimuovia. On tunnettua, että puu-muovikomposiitin kosteudenkestoon ja 20 kovuuteen vaikuttavat sekä puumateriaalin että muovimateriaalin ominaisuudet ja pitoisuudet.
Lämpömodifioitua puumateriaalia valmistettaessa puumateriaalia käsitellään korkeissa lämpötiloissa ja esim. vesihöyryä käyttämällä tai siihen voidaan kohdistaa o ς erilaisia paineita. Tarkoituksena on puumateriaalin kuivaaminen tehokkaasti ja sen ^ 25 kosteuden poistaminen ilman että puun mittasuhteet muuttuvat olennaisesti. Proses- V sissa puuhun saadaan aikaan hyödyllisiä ominaisuuksia. Lämpömodifioidun puuma- o teriaalin kosteus on pieni, eikä se juuri kykene imemään kosteutta, ja se soveltuu | hyvin käytettäväksi mm. erilaisiin kosteisiin ympäristöihin. Lämpömodifioidun qq puun ominaisuudet eroavat paljon ns. tavallisesti kuivatun puun ominaisuuksista.
(M
(M
§ 30 Nykyisten puu-muovikomposiittimateriaalien epäkohtina on suuri muoviaineksen ^ määrä, mistä on haittana lopputuotteen ’’muovisuus”, muovin suuri kustannusvaiku tus tuotteen hintaan sekä muovimateriaalista riippuen myös hävitysongelma. Ongelmana on myös se, että jos puumateriaalin osuus on suuri, se voi reagoida muuttuviin kosteusolosuhteisiin ja muihin ulkoisiin olosuhteisiin, jolloin ei päästä riittä 2 vän hyvin muotonsa ja mittansa pitävään lopputulokseen vaativissa käyttöolosuhteissa.
Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä puu-muovikomposiittimateriaalin valmistamiseksi, jolla poistetaan nykyisiin menetel-5 miin ja tuotteisiin liittyviä ongelmia. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, joka on edullinen materiaalikustannuksiltaan, valmistettavissa aikaisempaa kustannustehokkaammin, ja jolla saadaan aikaan tuote, joka on aikaisempaa stabiilimpi ja puumaisempi.
Keksinnön tarkoitus saavutetaan menetelmällä puu-muovikomposiittimateriaalin 10 valmistamiseksi, jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään puu-muovikomposiittimateriaalia, jonka puumateriaalipitoisuus eli kuitupitoisuus on noin 60-95 painoprosenttia seoksen painosta ja lämpöpuumateriaali jauhetaan jauhemaiseksi materiaaliksi ja sekoitetaan sen jälkeen sidosmateriaaliin, kuten muovimateriaaliin tai vastaavaan. Läm-15 pöpuumateriaali jauhetaan keksinnön mukaisessa menetelmässä hyvin hienojakoiseksi jauheeksi. On huomattava, että lämpökäsittelyn avulla ja sen prosessitekniikan ja työstöjen hallitsemisen avulla saadaan aikaan hyvin hienojakoinen ja jauhomai-nen massa, jollaista ei tavallisesta puusta saada aikaan normaalimenetelmin ja nor-maalikustannuksin.
20 Keksinnön perusideana on edelläesitettyjen haittatekijöiden poistaminen käyttämällä lämpöpuuraaka-ainetta jauhettuna hyvin hienojakoiseksi. Lämpöpuun ominaisuudet soveltuvat hyvin tähän tarkoitukseen, koska lämpöpuu on tasalaatuista ja tasaja-keista eikä tässä muodossa juuri muutu kosteuden ja muiden ulkoisten tekijöiden 0 vaikutuksesta. Etuna on myös se, että puu-muovikomposiittimateriaalin valmistami- o 25 sessa voidaan käyttää normaalin lämpöpuutavaran tuotannossa sivutuotteena syntyen vää lämpöpuumateriaalia ja siitä muodostettua jauhetta. Tällöin lämpöpuun tuotan- nossa muodostuvaa jauhetta voidaan hyödyntää edullisesti suoraan lämpöpuun tuo-° tannon sivutuotantolinjalla sellaisenaan erittäin kustannustehokkaasti. Lisäksi tuo- £ tarmossa voidaan hyödyntää lämpöpuun tuotannossa ylijäävää, epäkuranttia materi- oo 30 aalia jauhamalla se sopivaksi jauheeksi. On myös mahdollista käyttää hyväksi sel- o laista puumateriaalia, ns. roskapuuta, jota ei muuten edes lämpökäsiteltäisi, käsitellä 00 § sitä normaalisti lämpöpuuprosessissa, jauhaa se jauheeksi ja käyttää tämän keksin-
C\J
nön mukaisessa menetelmässä puumateriaalina. Näin kaikki raaka-aine voidaan hyödyntää.
3
Keksinnön mukaisella menetelmällä tuotetaan lämpöpuupohjainen massa, missä on sidosaineeksi lisätty tarvittava määrä muovimateriaalia tai muita vastaavia aineita, joita sopivasti yhdistämällä ja erilaisilla käsittelytavoilla saadaan optimaalinen raaka-aine erilaisiin käyttötarkoituksiin, joissa ei perinteisesti ole puuainesta voitu 5 käyttää. Koekappaleita valmistettaessa on saatu aikaan erittäin siistipintaisia, sään-kestäviä, mitta- ja muotopysyviä, puumaisia tuotteita - pienellä muovimateriaalin määrällä. Myös lämpökäsittelyssä irtoavat puun omat uuteaineet on syötettävissä sidosaineeksi massan sekaan. Jauhe voidaan valmistaa massiivilämpöpuusta, jolloin saavutaan hyvä kustannustehokkuus. Lisäksi etuna on se, että menetelmällä, jossa 10 käytetään keksinnön mukaista ominaisuuksiltaan hyvää raaka-ainetta, voidaan valmistaa erilaisia tuotteita, jotka korvaavat nykyisiä tuotteita.
Menetelmässä käytetään sinänsä tunnettuja ja puu-muovikomposiittimateriaaleissa aikaisemmin käytettyjä muovimateriaaleja.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetyn muovimateriaalin määrä on suhteel-15 lisen pieni, ja se voi olla edullisesti noin 0-40 painoprosenttia seoksen painosta riippuen käyttötarkoituksesta. Muun sidosaineen pitoisuus voi olla edullisesti 0-10 painoprosenttia. Näin ollen keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan merkittävää kustannushyötyä, koska halvemman kuituraaka-aineen osuus on merkittävästi suurempi kuin aikaisemmin, mutta saavutetaan kuitenkin samoja hyviä ominaisuuk-20 siä kosteudenkeston ja mittapysyvyyden osalta kuin käytettäessä tavallista kuituraa-ka-ainetta ja suurempaa muoviosuutta. Muoviraaka-aineen hinta verrattuna kuitu-raaka-aineeseen on noin kymmenkertainen. Näin saadaan tuotteen hinta edulliseksi ja valmistus kustannustehokkaaksi. Tuotteen puumaisuus säilyy, ulkonäkö on luonnonmukainen ja ekologisen näköinen ja tuotteen väriä saadaan lämpökäsittelyssä 25 muutetuksi lämpökäsittelyasteen mukaan, eikä väriaineita tarvitse käyttää. Lisäksi o £ tuote on kestävä ja helposti työstettävissä ja sen pinta saadaan sileäksi. Tuotteen hä- ^ vittäminen käytön loputtua ei aiheuta niin suurta ongelmaa kuin tuotteissa, joissa on V suurempi muovipitoisuus. Lisäksi etuna on myös se, että kun lopputuotteessa on o puun osuus suuri, on tuotteen lämmön ja kylmän johtavuus lähempänä tavallisen | 30 puun lämmönjohtavuusominaisuuksia kuin tuotteessa, jossa muovimateriaalin osuus jjq on suuri.
(M
(M
§ Tiettyihin käyttötarkoituksiin voidaan sidosaineena käyttää mm polyeteeni- ym.
£3 vastaavia paisutusaineita/sidonta-aineita.
4
Massiivipuutuotamiossa LW-prosessissa voidaan käsittely suorittaa nopeutetusti ilman painoja, välittämättä puun muodonmuutoksista ja jauhaa ilman kostutusta sekä tasaannutusta. Raaka-aineeksi käy tällöin roskapuukin.
Keksinnön eri sovelluksissa voi puumateriaalin ja muovimateriaalin määrä vaihdel-5 la edellä esitetyissä rajoissa käyttötarkoituksena ja -vaatimuksien mukaisesti.
Eräänä toimivana sovellusesimerkkinä voidaan esittää sovellusta, jossa on 80 painoprosenttia lämpökäsiteltyä puumateriaalijauhetta, 18 painoprosenttia polyeteeni-tai polypropeenimuovia ja 2 painoprosenttia kytkentäainetta maleiinianhydridiä. Vertailutesteissä on todettu, että materiaaliseoksen toimivuus on tällä seossuhteella 10 aivan eri tasolla ja paljon parempi kuin tavallisesta puumassasta valmistetulla mate-riaaliseoksella. Toisessa sovelluksessa käytetään 90 painoprosenttia lämpökäsiteltyä puumateriaalijauhetta, 9 painoprosenttia muoviraaka-ainetta ja 1 panoprosentti muuta sidosainetta. Kun puumateriaalipitoisuus on suuri (esim. 80-95 painoprosenttia), on tuote ominaisuuksiltaan ja ulkonäöltään puumaisempi kuin mikäli puumate-15 riaalipitoisuus on pieni.
Menetelmän muissa sovelluksissa puumateriaalin osuus voi vaihdella 60-95 painoprosentin välillä, muovimateriaalin osuus voi vaihdella 0-40 painoprosentin välillä ja muun sidosaineen pitoisuus voi vaihdella 5-10 painoprosentin välillä.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään tarkoitukseen soveltuvaa puumate-20 riaalia.
Lämpökäsittelyprosessissa puumateriaalia kuumennetaan eripituisia ajanjaksoja eri lämpötiloissa. Eräässä menetelmässä puutavara sijoitetaan lämpökäsittelytilaan, jonka lämpötila nostetaan nopeasti noin 100 °C, sen jälkeen lämpötilaa nostetaan hi-? taasti ylöspäin noin 120-130 °C. Seuraavassa vaiheessa lämpötilaa nostetaan noin ^ 25 210-220 °C ja pidetään siinä jonkin aikaa. Loppuvaiheessa puutavara jäähdytetään C\1 V ja lämpötilaa lasketaan hallitusti normaalilämpötilaan. Tähän prosessiin kuluu noin o 36 tuntia. Kun halutaan saada aikaan hyvälaatuista lämpömodifioitua puumateriaali lia, tulee puutavaraa käsitellä huolellisesti ja seurata jatkuvasti tarkasti lämpötiloja ja käsittelyaikoja.
cv cv § 30 Lämpökäsittelyprosessin jälkeen lämpömodifioitu puutavara tarkastetaan ja rikkou-
O
° tuneet tai värivikaiset puutavarat poistetaan. Sen jälkeen lämpömodifioitua puutava raa työstetään halutulla tavalla loppukäyttötarkoituksen mukaan. Tässä vaiheessa tuotannosta tulee puun paloja, kutterinpuma ja sahanpurua.
5
Keksinnön mukaisessa menetelmässä nämä lämpömodifioidun puun tuotantojään-nökset eli puun palaset, kutterinpuru, sahanpuru, rikkoutunut puutavara, värivikai-nen puutavara otetaan menetelmän raaka-aineeksi ja käytetään hyväksi, koska ne ovat ominaisuuksiltaan lämpökäsiteltyä puutavaraa. Menetelmässä ko. puutavara 5 jauhetaan hienojakoiseksi jauheeksi, siihen lisätään muovimateriaalia ja/tai muuta seosmateriaalia, seos kuumennetaan tarkoituksenmukaiseen lämpötilaan ja siitä muodostetaan halutun muotoisia tuotteita.
On myös mahdollista lämpökäsitellä ns. epäkuranttia puutavaraa eli sellaista puutavaraa, josta ei saada tarkoituksenmukaisia tuotteita. Tällaista puutavaraa on mm. sa-10 hausjätteet, oksat, latvat. Kun tällaista puutavaraa lämpökäsitellään, on olennaista, että puun saadaan pystyvästi kuivaksi, mutta siihen saa kuivauksen aikana muodostua halkeamia tai muodonmuutoksia. Tällöin lämpökäsittelyaikaa voidaan huomattavasti pienentää ja lämpökäsittely voidaan tehdä esim. noin 18 tunnissa, mikä on noin puolet edelläesitetyn lämpökäsittelyprosessin ajasta. Tällä tavoin voidaan saa-15 da kustannustehokkaasti ja nopeasti puumateriaalia, jota voidaan käyttää tämän hakemuksen mukaisen menetelmän raaka-aineena.
Keksintöä ei rajata esitettyihin edullisiin sovelluksiin, vaan se voi vaihdella patenttivaatimuksien muodostaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
o δ
(M
i
(M
δ
X
en
CL
00
(M
(M
O
00
O
O
(M
Claims (3)
1. Menetelmä puu-muovikomposiittimateriaalin valmistamiseksi, jossa menetelmässä puumateriaalina käytetään lämpöpuuta, joka sekoitetaan muovimateriaaliin, ja seoksesta valmistetaan puu-muovikomposiittimateriaalia, tunnettu siitä, että läm- 5 pöpuumateriaali jauhetaan hienojakoiseksi jauhemaiseksi materiaaliksi ja sekoitetaan sen jälkeen muovimateriaaliin, ja että puu-muovikomposiittimateriaalin puu-materiaalin osuus on noin 80-95 painoprosenttia seoksen painosta.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muovimateriaalin osuus on noin 9-18 painoprosenttia seoksen painosta.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muun sidosai- neen kuin muovimateriaalin osuus on 0-10 painoprosenttia seoksen painosta. o δ cv i (M δ X en CL 00 (M (M O 00 O O (M
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20080228A FI121779B (fi) | 2008-03-20 | 2008-03-20 | Menetelmä puu-muovikomposiittimateriaalin valmistamiseksi |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20080228A FI121779B (fi) | 2008-03-20 | 2008-03-20 | Menetelmä puu-muovikomposiittimateriaalin valmistamiseksi |
| FI20080228 | 2008-03-20 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20080228A0 FI20080228A0 (fi) | 2008-03-20 |
| FI20080228A FI20080228A (fi) | 2009-09-21 |
| FI121779B true FI121779B (fi) | 2011-04-15 |
Family
ID=39269465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20080228A FI121779B (fi) | 2008-03-20 | 2008-03-20 | Menetelmä puu-muovikomposiittimateriaalin valmistamiseksi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI121779B (fi) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011002843A1 (de) | 2011-01-18 | 2012-07-19 | Ekotop Oy | Verbindungsstück für holzbasierte Wandstruktur, holzbasierte Wandstruktur, und Gebäude |
-
2008
- 2008-03-20 FI FI20080228A patent/FI121779B/fi active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20080228A0 (fi) | 2008-03-20 |
| FI20080228A (fi) | 2009-09-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Effect of thermal treatment on the physical and mechanical properties of Phyllostachys pubescen bamboo | |
| Kumar et al. | Optimization of mechanical properties of epoxy based wood dust reinforced green composite using Taguchi method | |
| EP1917302B1 (en) | Cellulose- or lignocellulose-containing composite materials based on a silane-based composite as a binder | |
| Abdul Khalil et al. | Agro‐wastes: Mechanical and physical properties of resin impregnated oil palm trunk core lumber | |
| SE468419B (sv) | Pulvertraekomposition foer framstaellning av pressade traeprodukter, foerfarande foer framstaellning av en saadan komposition samt anvaendning av en saadan komposition | |
| JP5371955B2 (ja) | 漂白された木材粒子及び淡色ないし白色の木材料の製造方法 | |
| Arwinfar et al. | Mechanical properties and morphology of wood plastic composites produced with thermally treated beech wood | |
| Cheng et al. | The properties of Moso bamboo heat-treated with silicon oil | |
| FI120675B (fi) | Menetelmä puun tai puutuotteiden painekyllästämiseksi vesilasia sisältävällä puunsuoja-aineella ja painekyllästetty puu tai puutuote | |
| Nemli et al. | Effect of residue type and tannin content on properties of particleboard manufactured from black locust. | |
| JP6785875B2 (ja) | 人工木板材の製造方法 | |
| FI121779B (fi) | Menetelmä puu-muovikomposiittimateriaalin valmistamiseksi | |
| Da Gloria et al. | Influence of the wood shavings/cement ratio on the thermo-mechanical properties of lightweight wood shavings-cement based composites | |
| KR20110122337A (ko) | 식물성 섬유질을 이용한 보드 및 그 제조방법 | |
| FI121874B (fi) | Menetelmä komposiittimateriaalin valmistamiseksi | |
| WO2008129113A1 (en) | Improved composite product, adhesive product and method for the preparation of the same | |
| Dundar et al. | Utilization of waste pine cone in manufacture of wood/plastic composite | |
| Abdukodirovich et al. | Study of the sorption rate of composition paper samples obtained on the bases of cellulose-bearing plants cellulose and basalt fiber | |
| CN106121181A (zh) | 一种枝桠材与竹木材混合的重组木地板 | |
| CN107471386A (zh) | 一种竹地板加工工艺 | |
| Hartono et al. | Effect of particle pre-treatment on physical and mechanical properties of particleboard made from oil palm trunk | |
| RU138680U1 (ru) | Теплоизоляционная древесноволокнистая плита | |
| Supu et al. | Synthesis and Compression Strength Properties of Composite Based on Sago Pulp Fiber Waste | |
| FI104569B (fi) | Menetelmä selluloosapohjaisia kuituja sisältävien koostumusten valmistamiseksi | |
| Valles-Rosales et al. | Wood chile peppers stalks-plastic composite production |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 121779 Country of ref document: FI |