JP5997696B2 - WOOD COMPOSITE MATERIAL, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME AND PRODUCT CONTAINING THE SAME - Google Patents

WOOD COMPOSITE MATERIAL, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME AND PRODUCT CONTAINING THE SAME Download PDF

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Description

実施形態は、支持要素の製造に適した木質複合材、その製造方法およびそれを含む製品に関する。   Embodiments relate to a wood composite suitable for the production of a support element, a method for producing the same and a product comprising it.

材料の自重は、曲げを受ける支持要素において、重要な材料パラメータである。自重により生じる反りが小さいために、十分な強度と剛性を有し低密度の材料は、同じ機械的特性を有する高密度の材料に比べて利点を有する。   Material weight is an important material parameter in a support element that is subject to bending. A low density material with sufficient strength and rigidity has advantages over a high density material with the same mechanical properties because the warpage caused by its own weight is small.

剛性と強度とを同時に維持しながら材料の重量を軽くする密度の低減は、人間工学および物流において多くの利点をもたらす。低重量化に伴う利点および省力は、初期の対応、例えば、輸送および吊り上げ装置の要員、設計およびエネルギー消費への対応に始まり、例えば、構造部品の組み立てのようなエンドユーズに至る取り扱い、または、さらなる処理を通じた全ての段階において継続し、適応可能であれば、廃棄まで継続する。   The reduction in density that reduces the weight of the material while simultaneously maintaining stiffness and strength provides many advantages in ergonomics and logistics. The advantages and labor savings associated with lower weight begin with initial response, e.g., transportation and lifting equipment personnel, response to design and energy consumption, e.g. handling to end use such as assembly of structural parts, or Continue at all stages through further processing and, if applicable, continue until disposal.

近年、木質複合材の密度を低減する様々な試みがなされてきた。建設資材である木質の軽量フレームのほとんど全ての背景にある基本的なアイディアは、多層のサンドイッチ構造である。この方式では、心材が主としてせん断力および垂直抗力を伝達し、被覆部において、強く、堅い材料、もしくは、中空でない木質要素が、圧力および張力を吸収する。   In recent years, various attempts have been made to reduce the density of wood composites. The basic idea behind almost all of the lightweight wooden frames that are construction materials is the multilayer sandwich structure. In this manner, the core material primarily transmits shear and normal drag, and in the covering, a strong, stiff material or a non-hollow wood element absorbs pressure and tension.

そして、木質材料の業界では、例えば、何十年もの間、市場に存在している紙製のハニカムプレートが、今、新しい開発および改善を通して見直されている。これらの材料は、非常に低密度あるが、その機械的特性および耐水性を欠く点において、支持目的に使用することはできない。   And in the woody material industry, for example, paper honeycomb plates that have been on the market for decades are now being reviewed through new developments and improvements. These materials are very low density but cannot be used for support purposes in that they lack their mechanical properties and water resistance.

サンドイッチ構造、および、発泡体に似たコアを有する軽量材料により改善した特性が得られている。しかしながら、低密度の心材に加わる高いせん断負荷のために、曲げ負荷に対するせん断強度を欠き、重度の変形が生じる。さらに、強度特性は、支持要素としての使用に殆ど適用できないものである。   Improved properties have been obtained with lightweight materials having a sandwich structure and a core resembling a foam. However, due to the high shear load applied to the low density core material, the shear strength against bending load is lacking and severe deformation occurs. Furthermore, the strength properties are hardly applicable for use as a support element.

現状のマクロ繊維および結合材からなる木質複合材の製造では、撚り糸、粒子または繊維が結合材の中に埋め込まれる。続いて、圧縮過程を通して圧縮され、加熱された加圧板により結合材を硬化させる。この過程では、特に圧力板の辺縁において大きな圧縮が生じる。そして、通常の合板や繊維板、OSB(Oriented Strand Board)等のような板材、および、Quetschholz、スクリンバ(scrimber)、TimTek、Srimtec、SST等の特殊な木質材料は、多かれ少なかれ板の厚み方向に独特な密度プロファイルを有する。密度プロファイルの大部分を欠くケースでは、すべての材料が強く圧縮されるか、または、非常に低密度の板材(例えば、軽量木材ウールパネル、低密度合板など)であり、その低い強度のために支持目的の材料とは比較できない。   In the production of wood composites made of current macrofibers and binders, twisted yarns, particles or fibers are embedded in the binder. Subsequently, the binder is cured by a pressure plate that is compressed and heated through a compression process. In this process, large compression occurs particularly at the edges of the pressure plate. And ordinary plywood, fiberboard, plate materials such as OSB (Oriented Strand Board), and special wood materials such as Quetschholz, scrimber, TimTek, Srimtec, SST are more or less in the thickness direction of the plate Has a unique density profile. In cases that lack the majority of the density profile, all materials are strongly compressed or are very low density boards (eg, light wood wool panels, low density plywood, etc.) due to their low strength It cannot be compared with materials for support purposes.

上記のように、通常の板材、および、Quetschholzやスクリンバ、TimTek、Srimtec、SSTのような特殊な木質材料は、製造過程において大きな圧縮を受ける。この圧縮処理は、高密度化のほかに、木の細胞組織の圧縮(細胞破壊)を伴う。そのような変形は、水分を吸収すれば、木の吸湿性および細胞壁の膨張により部分的に回復する。しかしながら、圧縮された部分、そして、板材全体の強い膨張を伴う。   As mentioned above, normal board materials and special wood materials such as Quetschholz, Scrimber, TimTek, Srimtec, SST are subject to significant compression during the manufacturing process. This compression treatment is accompanied by compression (cell destruction) of the cellular tissue of the tree in addition to densification. Such deformation is partially restored by absorbing moisture and due to hygroscopicity of the tree and cell wall expansion. However, it involves a strong expansion of the compressed part and the entire plate.

さらに、この製造方法では、圧縮のために、板材を硬化させるための熱をパネル内部へ導入することが難しい。このため、これらの製造方法では、通常、適切な熱伝導を確保するために、スチームショック(蒸気衝撃)を用いる。しかしながら、スチームショックを用いることにより、マクロ繊維および結合材、もしくは、そのいずれかは、多くの(残留)水分を有する。所謂スチームショックを用いなければ、板材の製造(特に、低密度の板材の製造)の技術的な実施には困難を伴うだけである。   Further, in this manufacturing method, it is difficult to introduce heat for curing the plate material into the panel due to compression. For this reason, in these manufacturing methods, in order to ensure appropriate heat conduction, steam shock (steam shock) is usually used. However, by using steam shock, the macrofibers and / or binders have a lot of (residual) moisture. Without the so-called steam shock, the technical implementation of the production of the plate material (particularly the production of the low-density plate material) is only difficult.

多くの試みにもかかわらず、支持要素として適合する低密度と剛性を兼ね備え、その製造において圧縮の欠点を回避できる木質複合材は商業的に利用可能ではない。したがって、そのような木質複合材の利用を可能とすることを目的とする。   Despite many attempts, wood composites that combine low density and stiffness suitable as support elements and that can avoid the disadvantages of compression in their manufacture are not commercially available. Therefore, it aims at enabling utilization of such a wood composite material.

この目的は、本発明に従って、200〜550キログラム(kg)/立法メートル(m)の密度を有し、EN789に従った4点の曲げ試験で計測される剛性が4000〜12000メガパスカル(MPa)である木質複合材により達成される。その木質複合材は、細長比(slenderness ratio:繊維の厚さに対する長さの比)が20を超えるマクロ繊維と、結合材と、を備え、結合材は、発泡構造を含む。 The object is according to the invention to have a density of 200 to 550 kilograms (kg) per cubic meter (m 3 ) and a stiffness measured in a 4-point bending test according to EN 789 of 4000 to 12000 megapascals (MPa). ) Is achieved by the wood composite. The wood composite material includes macrofibers having a slenderness ratio (length ratio to fiber thickness) exceeding 20, and a binder, and the binder includes a foam structure.

本発明の木質複合材は、200〜550kg/m、好ましくは、300〜550kg/mの密度を有する。EN789に従った4点曲げ試験により測定される剛性は、4000〜12000MPaであり、好ましくは5000〜12000MPa、より好ましくは6000〜12000MPaである。より好ましい実施形態では、木質複合材は、300〜550kg/m、および、6000〜12000MPaの剛性を有する。 The wood composite material of the present invention has a density of 200 to 550 kg / m 3 , preferably 300 to 550 kg / m 3 . The rigidity measured by a 4-point bending test according to EN789 is 4000 to 12000 MPa, preferably 5000 to 12000 MPa, more preferably 6000 to 12000 MPa. In a more preferred embodiment, the wood composite has a stiffness of 300-550 kg / m 3 and 6000-12000 MPa.

本発明の木質複合材は、細長比(繊維の厚さに対する長さの比)が20を超える木のマクロ繊維を含む。   The wood composite of the present invention comprises wood macrofibers with a slenderness ratio (ratio of length to fiber thickness) of greater than 20.

使用されるマクロ繊維は、好ましくは100〜400ミリメートル(m)の長さを有し、より好ましくは150〜300mである。しかし、使用される繊維は、製造上の理由からある量のより短い繊維を含むことを排除できないことは、当業者にとって自明である。 Macro fibers used are preferably has a length of 100-400 mm (m m), more preferably 150 to 300 m m. However, it will be apparent to those skilled in the art that the fibers used cannot be excluded for production reasons to include a certain amount of shorter fibers.

本発明の木質複合材は、硬化した状態で発泡構造を有する結合材をさらに含む。結合材は、好ましくは、主として微細孔を含む発泡構造を有する。より好ましくは、微細孔の90〜95%は、材料の断面において顕微鏡を用いて測定されるサイズが30〜500マイクロメートル(μm)、より好ましくは50〜300μmの範囲にある。   The wood composite of the present invention further includes a binder having a foamed structure in a cured state. The binder preferably has a foamed structure mainly including micropores. More preferably, 90-95% of the micropores have a size measured using a microscope in the cross section of the material in the range of 30-500 micrometers (μm), more preferably 50-300 μm.

好ましい実施形態では、本発明の木質複合材に用いられる結合材は、体積的に拘束のない状態で発泡させると、30〜300kg/m3の密度、好ましくは、80〜200kg/m3の密度を有する発泡体を形成する。 In a preferred embodiment, the binder used in the wood composite of the present invention has a density of 30 to 300 kg / m3, preferably 80 to 200 kg / m3 when foamed in a volume unconstrained state. Form a foam.

体積的に拘束のない発泡による密度を得るためには、上面に開口を有する容器に未反応の結合材が注ぎ込まれる。結合材は、化学反応により発泡し、開口を通して自由に拡がることができる。そして、硬化させた後、あふれ出た発泡体は、ナイフできれいに削ぎ落とされる。拘束なしに発泡した結合材の密度は、予め測定された体積、および、容器の風袋重量、発泡体で満たされた容器の重量により計算される。 In order to obtain the density by foaming without volume restriction, an unreacted binder is poured into a container having an opening on the upper surface. The binding material is foamed by a chemical reaction and can be freely expanded through the opening. And after hardening, the overflowing foam is scraped off with a knife. The density of the unfoamed binder is calculated from the pre-measured volume, the container tare weight, and the weight of the container filled with foam.

本発明では、好ましくは、閉ざされた細孔を有する発泡構造を形成する結合材が用いられる。本発明の木質複合材では、繊維は、事実上、全てが発泡体に包含され、繊維間の空隙は実質的に泡で満たされるため、発泡体の閉じられた細孔構造は、湿気の侵入を低減もしくは完全に防ぐ。結果として、木質複合材は、湿気に晒された場合に、例えば、膨張がわずかであるなどの有利な性質を示す。   In the present invention, a binder that forms a foam structure having closed pores is preferably used. In the wood composite of the present invention, the fibers are substantially entirely contained in the foam, and the voids between the fibers are substantially filled with foam, so the closed pore structure of the foam is intruded by moisture. Reduce or completely prevent. As a result, wood composites exhibit advantageous properties when exposed to moisture, such as little expansion.

これにより、本発明の木質複合材は、湿気に晒された時、通常の木質材料に比べて著しくその膨張が抑制される。通常の木質材料は、使用される無垢材の膨張に比べると著しく膨張するが、これは、中空でない木材の膨張範囲、もしくは、それ以下である。例えば、スプルース(spruce)の繊維を用いた場合、DIN52364に従った厚さ方向の膨張の測定値は、2.7%と6%の間になる。そして、EN317に従えば、1.5%と5%の間である。これに対して、DIN52364に従った中空でないスプルースの膨張の測定値も4〜6%である。一方、対応する合板またはOSBの膨張測定は、7%〜30%を示している。   Thereby, the expansion | swelling of the wood composite material of this invention is suppressed remarkably compared with a normal wood material when exposed to moisture. Normal woody material expands significantly compared to the expansion of the solid wood used, which is below or below the expansion range of non-hollow wood. For example, when using spruce fibers, the measured thickness expansion according to DIN 52364 is between 2.7% and 6%. And according to EN317, it is between 1.5% and 5%. In contrast, the measured value of the expansion of non-hollow spruce according to DIN 52364 is also 4-6%. On the other hand, the corresponding plywood or OSB expansion measurements show 7% to 30%.

木質複合材の膨張をさらに低減するためには、さらなる処理の前に、使用される繊維を適切な方法により改質することができる。そのような方法は、例えば、アセチル化、メラミン樹脂またはDMDHEUのような適切な樹脂または化学物質を用いた含浸、熱変性、または、他の公知の膨張抑制の手段である。これにより、湿気の吸収による繊維の膨張は低減され、木質複合材の全体の膨張は、かなり低減される。そして、2%〜4%以下の膨張値を得ることができる。本発明に係る木質複合材に用いられるマクロ繊維は、厚さが薄いため容易に含浸させることができる。一方、中空でない木材の改質は、木材の含浸性の欠如により失敗する場合がある。 In order to further reduce the expansion of the wood composite, the fibers used can be modified by suitable methods before further processing. Such methods are, for example, acetylation, impregnation with a suitable resin or chemical such as melamine resin or DMDHEU, thermal denaturation, or other known means of inhibiting expansion. This reduces fiber expansion due to moisture absorption and considerably reduces the overall expansion of the wood composite. An expansion value of 2% to 4% or less can be obtained. Since the macro fiber used for the wood composite material according to the present invention is thin, it can be easily impregnated. On the other hand, modification of non-hollow wood may fail due to lack of wood impregnation.

さらに、化学的な方法では、木の含浸の後に、熱処理が必要とされる場合がある。ここでも、本発明に使用されるマクロ繊維の小さな寸法は、熱が木全体をより早く包み込むため、無垢材と比較して優位であることを示す。そのような変形に求められる熱処理は、本発明に係る木質複合材の製造過程に、部分的に、もしくは、全体的としても優位に統合することができる。   In addition, chemical methods may require heat treatment after wood impregnation. Again, the small dimensions of the macrofibers used in the present invention show an advantage over solid wood because heat wraps around the entire tree faster. The heat treatment required for such deformation can be advantageously integrated partially or entirely into the manufacturing process of the wood composite according to the present invention.

発明に係る結合材として、ポリマーベースの結合材が好適に使用される。例えば、エポキシ樹脂、イソシアネート(ポリウレタンを含む)、メラミン、尿素、フェノール樹脂発泡体もしくはそれらの混合物を用いる。ポリウレタンシステム、例えば、単成分もしくは多成分のポリウレタンシステム、特に2成分のポリウレタンシステムは、より好適に用いられる。また、ポリスチレン(例えば、EPSまたはEPX)のような熱可塑性の発泡体を用いることもできる。   A polymer-based binder is preferably used as the binder according to the invention. For example, epoxy resin, isocyanate (including polyurethane), melamine, urea, phenol resin foam or a mixture thereof is used. Polyurethane systems, for example single-component or multi-component polyurethane systems, in particular two-component polyurethane systems, are more preferably used. Also, a thermoplastic foam such as polystyrene (for example, EPS or EPX) can be used.

さらに好ましい実施形態では、発明に係る木質複合材は、例えば、電磁場により励起できる酸化鉄粒子のような粒子を付加的に含有することも可能である。そのような粒子を用いる場合、電磁場(例えば、誘導、電磁波、高周波、放射など)を与えることにより、結合材の発泡および硬化過程を開始し、促進すること、もしくは、そのいずれかが可能となる。その粒子は、木質複合材の製造の前に、有効に結合材に包含させることができる。また、別々に挿入しても良い。   In a further preferred embodiment, the wood composite according to the invention can additionally contain particles such as, for example, iron oxide particles that can be excited by an electromagnetic field. When using such particles, an electromagnetic field (eg, induction, electromagnetic waves, high frequency, radiation, etc.) can be applied to initiate and / or promote the foaming and curing process of the binder. . The particles can be effectively included in the binder prior to the production of the wood composite. Moreover, you may insert separately.

また、結合材の発泡および硬化を開始し、促進するため、もしくは、そのいずれかのために、熱、ホットエアーまたは蒸気を用いても良い。   Also, heat, hot air, or steam may be used to initiate and promote and / or promote the foaming and curing of the binder.

さらに、本発明に係る木質複合材は、例えば、発泡剤、フィラー、色素、強化繊維(ナノ、マイクロもしくはマクロ繊維)、耐火剤もしくは木質保護剤、および、膨張を抑制するための薬品など、好適な添加剤を含むことができる。これらの添加剤は、結合材に加えても良いし、材料に別々に包含させても良い。当業者に知られているように、そのような添加剤は、硬度またはせん断強度、耐久性、耐湿性を高めるなどの特別な性質を木質複合材に与える。   Furthermore, the wood composite material according to the present invention is suitable, for example, as a foaming agent, a filler, a pigment, a reinforcing fiber (nano, micro or macro fiber), a fireproofing agent or a wood protecting agent, and a chemical for suppressing expansion. Various additives may be included. These additives may be added to the binder or may be included separately in the material. As known to those skilled in the art, such additives impart special properties to the wood composite, such as increasing hardness or shear strength, durability, and moisture resistance.

本発明に係る木質複合材は、次のステップを備える方法により得ることができる。
a)マクロ繊維の製造
b)マクロ繊維の整列
c)結合材の塗布
d)圧縮
e)結合材の発泡
The wood composite material according to the present invention can be obtained by a method including the following steps.
a) Manufacture of macrofibers b) Alignment of macrofibers c) Application of binders d) Compression e) Foaming of binders

本発明に係る方法では、結合材は、整列させたマクロ繊維に塗布される(ステップa、b、c、dおよびeの順)。また、マクロ繊維を整列させる前に結合材を塗布しても良い(ステップa、c、b、dおよびeの順)。   In the method according to the invention, the binder is applied to the aligned macrofibers (in order of steps a, b, c, d and e). Further, a binder may be applied before the macro fibers are aligned (in order of steps a, c, b, d, and e).

その方法は、例えば、ベルトプレス法により、連続して有利に実施することができる。 The method can be advantageously carried out continuously by, for example, a belt press method .

本発明の木質複合材を製造するには、マクロ繊維は、乾燥され、プレス板もしくはプレス金型の上に、ほとんどが一方向に向くように(平行に)並べられる。結合材は、整列されたマクロ繊維の間およびその上、もしくは、そのいずれかに塗布される。結合材の塗布は、スプレイ、接着装置またはチップ混合器のような木材産業において確立された方法を用いて実行することができる。   To produce the wood composite of the present invention, the macrofibers are dried and aligned on a press plate or press mold so that they are mostly oriented in one direction (parallel). The binder is applied between and / or on the aligned macrofibers. The application of the binder can be carried out using methods established in the wood industry such as sprays, gluing devices or chip mixers.

本発明に係る方法の好ましい実施形態では、結合材を発泡させる時間は、その過程が主としてプレス機が閉じられた後にのみ開始されるように制御される。すなわち、結合材のシステムは化学的に制御され、発泡による膨張が有意となる前にプレス機もしくはプレス金型を閉じることができるように、発泡の開始時間を遅らせる。   In a preferred embodiment of the method according to the invention, the time for foaming the binder is controlled so that the process starts mainly only after the press is closed. That is, the binder system is chemically controlled to delay the start time of foaming so that the press or press mold can be closed before expansion due to foaming becomes significant.

プレス機もしくはプレス金型を閉じる場合、マクロ繊維は、製造される木質複合材の密度が使用された木材の密度から大きく外れないように、最低限の圧縮を受けるだけにすることが好ましい。その結果、使用された木材の膨張範囲内もしくはそれを下回る膨張値が得られる。これは、大部分が高圧縮され、主として水に触れた場合に使用された木材よりも著しく膨張する通常の木質材料との比較において重要な利点となる。   When closing the press or press mold, the macrofibers are preferably only subjected to minimal compression so that the density of the wood composite produced does not deviate significantly from the density of the wood used. As a result, an expansion value within or below the expansion range of the wood used is obtained. This is an important advantage in comparison with conventional woody materials, which are mostly highly compressed and largely expand over the wood used when exposed to water.

閉じられたプレス金型またはプレス機の内部では、外側から加えられた成形圧力が働く一方で、結合材がマクロ繊維のネットワークのほぼ全体に浸透し、マクロ繊維の表面をほぼ完全に濡らすように、結合材の発泡を通じて内側から成形圧力が生じる。この結果、マクロ繊維は、結合基材に囲まれ、それにより湿気の吸収から十分に保護される。   Inside the closed press mold or press, the molding pressure applied from the outside works, while the binder penetrates almost the entire macrofiber network and wets the surface of the macrofiber almost completely. The molding pressure is generated from the inside through the foaming of the binder. As a result, the macrofibers are surrounded by the binding substrate, thereby being well protected from moisture absorption.

結合材は、その膨張によりマクロ繊維のネットワークに導入されるので、均一な密度を持った非常に均質な材料が形成される。そこでは、実質的に全ての隙間(void spaces)が発泡構造で満たされ、繊維が実質的に完全に発泡体に囲まれる(封じられる)。   As the binder is introduced into the macrofiber network by its expansion, a very homogeneous material with uniform density is formed. There, substantially all void spaces are filled with a foam structure and the fibers are substantially completely surrounded (sealed) by the foam.

さらに、本発明に係る方法は、特に、結合材として2成分のポリウレタンシステムを用いた場合に、初期の硬化が無視できるほどの熱の供給で済む点で有利である。必要とされる熱は、マクロ繊維の軽度の予備加熱(例えば、30〜90℃、好ましくは、50℃)により供給することができる。   Furthermore, the method according to the present invention is advantageous in that it provides a heat supply with negligible initial curing, particularly when a two-component polyurethane system is used as the binder. The required heat can be supplied by mild preheating of the macrofibers (for example, 30-90 ° C, preferably 50 ° C).

結合材は、その硬化の直前にマクロ繊維に接触するので、本質的に結合材の100%が、チップの接着および封じに利用できる。   Since the bonding material contacts the macrofibers just prior to its curing, essentially 100% of the bonding material is available for chip bonding and sealing.

結合材システムが圧縮機の中で完全に硬化するように制御できるとすれば、プレス機を速やかに開くことができる。本発明に係る木質複合材のパネルは、完全に硬化しない場合でも、所謂、分裂(splitters)により破壊されることはない。後続の硬化過程があるとしても、本発明に係る木質複合材は、いくらか膨張するだけである。   If the binder system can be controlled to fully cure in the compressor, the press can be opened quickly. The panel of wood composite according to the invention is not destroyed by so-called splits, even if it is not completely cured. Even with a subsequent curing process, the wood composite according to the present invention only expands somewhat.

本発明に係る木質複合材は、チップボードまたはOSBなどのような無垢材もしくは木質材料から生産される全ての製品に適合する。本発明に係る木質複合材を用いると、その低密度により、この方法で生産された製品の低重量化を実現できる。   The wood composite according to the present invention is suitable for all products produced from solid or wood materials such as chipboard or OSB. When the wood composite material according to the present invention is used, the weight of the product produced by this method can be reduced due to its low density.

本発明に係る木質複合材の使用は、重量は別として、特に、湿気に晒らされている間の寸法の安定性、および、剛性が重要な製品に対して有利である。野外の保護のない使用の観点から、そのような製品には、
・型枠の桁、および、そのフランジ、ウェブのような部品などの型枠製品
・コートまたは非コートの型枠板、および、その心材または被覆層のような部材
・作業用および防御用の足場のための踏板
・踏板を形成もしくは支持するための型枠製品であって、1次元、2次元および3次元形状において円形もしくは平板形状である型枠製品
除去される型枠、または、構造体に残るその部分
The use of the wood composite according to the present invention is advantageous, especially for products where dimensional stability and stiffness during exposure to moisture are important, apart from weight. From the point of view of unprotected outdoor use, such products include
Formwork products such as form girders and parts such as flanges and webs. Coated or uncoated formwork plates and members such as core material or covering layers. Working and defensive scaffolds. -Formwork products for forming or supporting treads, which are circular or flat in 1D, 2D and 3D shapes-Formwork or structures to be removed That part that remains

本発明に係る木質複合材から有利に生産される他の製品には、
・中空でない材料から作られるか、もしくは、空洞を有する木質の建築用桁、または、フランジ、ウェブのようなその部品(利点;低重量、無垢材に見られるコブのような欠陥のない均質性;桁の製造における選択肢(Iビーム、または、金属桁に似た他の最適化された断面))
・木質構造パネルおよび家具用構造パネル(利点;低重量および経済的な製造キャパシティを兼ね備え、強度、膨張、耐湿性に関し合板に似た特性を有する)
・木質構造パネルの部品(被覆材、心材)
・平行に配列された繊維を含むブロックを繊維に対して垂直方向に切断することにより製造された、大部分が垂直方向を向いた繊維を含む心材(利点:低重量、実質的に厚さ方向の膨張が無いこと、経済的な生産性(例えば、繊維組織の端が露出したバルサ材の代替))
・ベニヤような適合する材料からなる耐性のある被覆層を有し、特に軽量なマクロ繊維の心材から作られたサンドイッチ構造のパネル、合板、または、縦もしくは平面の木目を有する心材を用いたアクリルパネルでも良い
・壁もしくは天井に用いられる5cm〜20cmの厚さを有する厚手の木材パネル(利点:重量、断熱、強度、耐湿性)
・空洞を有する厚手の木材パネル(利点:上記に同じ、いくらか軽量、材料の節約)
・構造部品、窓、ドアおよび家具に用いられる中空ではない材料から作られた複数の部分品、または、空洞を有する複数の部分品(利点:材料の無駄なしに製造可能、重量、強度)
・車両製造用のパネル、梁、および、部分品(利点:重量、強度、耐湿性)
・車両製造における木質構造、および、室内装飾、家具のための円形および平板状の2次元および3次元成形部品(利点:実質的にいかなる形状も製造可能、強度、重量)
が含まれる。
Other products advantageously produced from the wood composite according to the present invention include:
· Wooden construction girders made of non-hollow materials or with cavities, or parts thereof such as flanges, webs (advantages; low weight, defect-free homogeneity such as bumps found in solid wood Choices in girder manufacturing (I-beam or other optimized cross-section similar to metal girders)
• Wooden structural panels and furniture structural panels (advantages; combined with low weight and economical manufacturing capacity, with properties similar to plywood in terms of strength, expansion and moisture resistance)
・ Wood structure panel parts (covering material, core material)
A core material made by cutting a block containing fibers arranged in parallel in a direction perpendicular to the fibers, mostly containing fibers oriented vertically (advantage: low weight, substantially thickness direction) No economic expansion, economical productivity (eg, replacement of balsa wood with exposed fiber ends)
Acrylic with a durable covering made of a suitable material, such as veneer, with a sandwich panel, plywood or core material with a longitudinal or flat grain, especially made from lightweight macrofiber core material Panels can be used-Thick wood panels with a thickness of 5 cm to 20 cm used for walls or ceilings (Advantages: weight, heat insulation, strength, moisture resistance)
-Thick wood panel with cavities (Advantages: Same as above, somewhat lighter, material savings)
· Multiple parts made from non-hollow materials used for structural parts, windows, doors and furniture, or multiple parts with cavities (advantages: can be manufactured without wasting material, weight, strength)
・ Panels, beams, and parts for vehicle manufacturing (Advantages: weight, strength, moisture resistance)
-Wooden structure in vehicle manufacturing, and round and flat 2D and 3D molded parts for interior decoration and furniture (advantages: virtually any shape can be manufactured, strength, weight)
Is included.

マクロ繊維は、約12%の材料湿度(timber humidity)となるように、暖気(50℃)により乾燥され、雰囲気温度20℃、相対湿度65%において数日間保管される。210gのマクロ繊維をできるだけ精密に相互に平行となるように並べる。繊維の50%は、50℃に加熱されたアルミ金型(30×12cm)に載置され、60gの2成分ポリウレタン(RAMPF No. 80 L86/4-1)に均一に濡らされる。そして、残りの50%の繊維は、その金型に載置され、挿入されたマクロ繊維が16mmの高さに圧縮されるように金型を閉じる。木質中の利用可能な水分とポリウレタンの2つの成分が化学反応し、強く発泡する。30分後、発泡体は完全に硬化され、金型から木質複合材を取り出すことができる。   The macrofibers are dried by warm air (50 ° C.) to a timber humidity of about 12% and stored for several days at an ambient temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 65%. Arrange 210 g of macrofibers as parallel as possible to each other. 50% of the fibers are placed in an aluminum mold (30 × 12 cm) heated to 50 ° C. and uniformly wetted by 60 g of two-component polyurethane (RAMPF No. 80 L86 / 4-1). The remaining 50% of the fibers are then placed in the mold and the mold is closed so that the inserted macrofibers are compressed to a height of 16 mm. The two components of water and polyurethane available in the wood react chemically and foam strongly. After 30 minutes, the foam is fully cured and the wood composite can be removed from the mold.

Claims (15)

細長比(繊維の厚さに対する長さの比)が20を超え、一方向に整列されたマクロ繊維と、
発泡構造を含む結合材と、
を備え、
200kg/m以上、550kg/m以下の密度を有し、
EN789に従った4点曲げ試験により測定された曲げ弾性係数は、4000MPa以上12000MPa以下である木質複合材。
Slenderness ratio (ratio of length to thickness of the fibers) exceeded 20, and macro fibers aligned in one direction,
A binder comprising a foam structure;
With
Having a density of 200 kg / m 3 or more and 550 kg / m 3 or less,
A wood composite material having a flexural modulus measured by a four-point bending test according to EN789 of 4000 MPa to 12000 MPa.
前記結合材は、主として微細孔を有する発泡構造を有し、90%以上、95%以下の微細孔が30マイクロメートル(μm)以上、500μm以下のサイズである発泡構造を含む請求項1記載の木質複合材。   2. The binder according to claim 1, wherein the binder mainly has a foam structure having micropores, and the micropores of 90% or more and 95% or less have a size of 30 μm (μm) or more and 500 μm or less. Wood composite material. 前記結合材は、体積的に拘束のない発泡条件において、30kg/m以上、300kg/m以下の密度を有する発泡体を形成する請求項1または2に記載の木質複合材。 3. The woody composite material according to claim 1, wherein the binder forms a foam having a density of 30 kg / m 3 or more and 300 kg / m 3 or less under a foaming condition without volume restriction. 前記結合材は、ポリウレタンを含む請求項1〜3のいずれか1つに記載の木質複合材。   The woody composite material according to any one of claims 1 to 3, wherein the binder includes polyurethane. 電磁界により励起される粒子をさらに含む請求項1〜4のいずれか1つに記載の木質複合材。   The woody composite material according to any one of claims 1 to 4, further comprising particles excited by an electromagnetic field. EN317に従った厚さ方向の膨張は、5%以下である請求項1〜5のいずれか1つに記載の木質複合材。   The woody composite material according to any one of claims 1 to 5, wherein the expansion in the thickness direction according to EN317 is 5% or less. 前記マクロ繊維は、アセチル化、メラミン樹脂またはDMDHEUを用いた含浸、熱変性により改質される請求項1〜6のいずれか1つに記載の木質複合材。   The woody composite material according to any one of claims 1 to 6, wherein the macro fiber is modified by acetylation, impregnation using melamine resin or DMDHEU, and heat denaturation. マクロ繊維を形成し、
前記マクロ繊維を一方向に整列させ、
結合材を塗布し、
プレス機を閉じ、
前記結合材を発泡させる請求項1〜7に従った木質複合材の製造方法。
Forming macro fibers,
Aligning the macrofibers in one direction ,
Apply the binder,
Close the press machine
The method for producing a wood composite material according to claim 1, wherein the binder is foamed.
前記結合材は、主として前記プレス機が閉じられた後のみに発泡過程が開始されるように調整されたシステムを含む請求項8記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 8, wherein the binding material includes a system adjusted so that a foaming process is started mainly only after the press is closed. 前記発泡および硬化の過程は、電磁界により開始および促進され、もしくは、そのいずれかである請求項8または9に記載の製造方法。   The method according to claim 8 or 9, wherein the foaming and curing process is initiated and promoted by an electromagnetic field, or one of them. 前記結合材に加えて、電磁界により励起されることが可能な粒子が塗布される請求項10記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 10, wherein particles capable of being excited by an electromagnetic field are applied in addition to the binder. 前記粒子は、前記結合材に含まれる請求項11記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 11, wherein the particles are included in the binder. 前記発泡および硬化の過程は、熱、ホットエアーまたは蒸気により開始および促進され、もしくは、そのいずれかである請求項8または9に記載の製造方法。   The method according to claim 8 or 9, wherein the foaming and curing process is initiated and / or accelerated by heat, hot air or steam. ベルトプレス法を用いた連続過程として実行される請求項8〜13のいずれか1つに記載の製造方法。   The manufacturing method as described in any one of Claims 8-13 performed as a continuous process using a belt press method. 型枠製品およびその部品;コートもしくは非コートの型枠パネル、および、その部品;作業用もしくは保護用の足場の踏板、踏板を形成もしくは支持するための1次元、2次元もしくは3次元形状であって円形もしくは平板状の型枠製品;型枠、もしくは、構造体に残るその部分;建築用木質桁またはその部分;木質構造パネル;家具用構造パネル;木材パネル;部分品;車両製造用のパネル、梁および部分品;および成形部品から特に選択された請求項1〜7のいずれか1つに記載の木質複合材を含む製品。 Formwork products and parts thereof; coated or uncoated formwork panels, and parts thereof; one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional shapes for forming or supporting a working or protective scaffolding tread Round or flat formwork products; formwork or parts remaining in structures; wood girders for construction or parts thereof; wood structure panels; furniture construction panels; wood panels; parts; A product comprising a wood composite according to any one of claims 1 to 7, selected in particular from:, beams and parts; and molded parts.
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