JP6272845B2 - 1つの心材と2つの被覆層とを有し、前記心材中に、処理されたパルプ、処理された天然繊維、合成繊維またはこれらの混合物を有する、リグノセルロース含有材料からなる多層の軽量木質材料 - Google Patents
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Description
A)リグノセルロース粒子を30〜98質量%、
B)10〜150kg/m3の範囲内の嵩密度を有する発泡されたプラスチック粒子を0〜25質量%、有利に1〜25質量%、
C)アミノプラスト樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂および少なくとも2個のイソシアネート基を有する有機イソシアネートからなる群から選択された1つ以上の結合剤を1〜50質量%および
D)添加剤を0〜10質量%
含有し、および前記被覆層中に
E)リグノセルロース含有粒子、リグノセルロース含有繊維またはこれらの混合物を70〜99質量%、
F)アミノプラスト樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂および少なくとも2個のイソシアネート基を有する有機イソシアネートからなる群から選択された1つ以上の結合剤を1〜30質量%および
G)添加剤を0〜10質量%
含有する、好ましくはこれらの構成材料からなる、新規のリグノセルロース含有材料であって、前記リグノセルロース粒子A)の2〜30%が処理されたパルプ、処理された天然繊維、合成繊維またはこれらの混合物によって置き換えられていることを特徴とする、前記の1つの心材と2つの被覆層とを有するリグノセルロース含有材料、ならびにその製造および前記リグノセルロース含有材料の使用が見い出された。
前記心材のための構成材料と前記被覆層のための構成材料とは、たいてい、互いに別々に混合される。
適当なポリマーは、発泡能を有する媒体(“発泡剤”とも呼称される)を用いて、または発泡能を有する媒体を含んで、マイクロ波エネルギー、熱エネルギー、熱風、特に蒸気、および/または圧力変化の作用によって発泡され(expandiert)(しばしば、“aufgeschaeumt”(発泡され)とも呼称される)(Kunststoff Handbuch 1996,第4巻,“Polystyrol”,Hanser 1996,第640〜673頁または米国特許第5112875号明細書)うる。その際に、たいてい発泡剤は、発泡し、粒子は大きさを増し、および気泡構造が生じる。この発泡は、通常の発泡装置、しばしば“予備発泡機”とも呼称される、中で実施されうる。この種の予備発泡機は、永続的に据え付けられうるか、そうでなければ可搬式であってよい。発泡は、一段階または数段階で実施されうる。たいてい、一段階法の場合には、発泡性プラスチック粒子は、ただちに望ましい最終寸法に発泡される。たいてい、多段階法の場合には、発泡性プラスチック粒子は、最初に中間寸法に発泡され、次に1つ以上のさらなる段階において、相応する多数の中間寸法を経て望ましい最終寸法に発泡される。上記の圧縮されたプラスチック粒子、ここでは、“発泡性プラスチック粒子”とも呼称される、は、発泡されたプラスチック粒子とは異なり、たいてい気泡構造を含まない。発泡されたプラスチック粒子は、たいてい、プラスチックおよび発泡剤の全質量に対して、なお0〜5質量%、有利に0.5〜4質量%、特に有利に1〜3質量%の微少含量の発泡剤だけを有する。こうして得られた発泡されたプラスチック粒子は、中間貯蔵されうるかまたはさらなる中間工程なしに、本発明による構成材料Bの製造にさらに使用されうる。
軽量木質材料は、例えば家具の荷造り、輸送、荷ほどきまたは組立の際に、最終顧客による製品のより簡単な取り扱い性をもたらす。軽量木質材料は、より少ない輸送費および梱包費用をもたらし、さらに、軽量木質材料の製造の際に材料費が節約されうる。軽量木質材料は、例えば輸送手段に使用する際に、この輸送手段のより僅かなエネルギー消費量をもたらしうる。さらに、軽量木質材料を使用して、例えば台所での材料費の掛かる装飾部分、より厚手の天板および側面板は、安価に製造されうる。
板の製造
混合物(A、B、C、D)、(E、F、G)の製造ならびに含浸されたパルプまたは天然繊維/合成繊維の製造
接着剤として、尿素ホルムアルデヒド接着剤(BASF SEのKaurit(登録商標)Leim 347)を使用した。固体含量をそのつど水で67質量%に調節した。詳細は、表から確認することができる。
ミキサー中で、チップ330g(構成材料A)と発泡されたポリマー33g(構成材料B)とを表に従って混合した。引続き、Kaurit(登録商標)Leim 347 100部および52%の硝酸アンモニウム水溶液4部、尿素1.3部および60%の水性パラフィン分散液0.8部からなる接着剤溶液62.7gを施した。
さらに、ミキサー中で、チップまたは繊維179.6g(構成材料E)を、表に従って、Kaurit(登録商標)Leim 347 100部および52%の硝酸アンモニウム水溶液1部、尿素0.5部、60%の水性パラフィン分散液0.5部および水40部からなる接着剤溶液30.4gとともに施した。
市販の紙(200g/m2)を1.3×30cmの長さのストリップに切断し、および含浸浴中で、Kauramin(登録商標)Traenkharz(含浸樹脂) 783 100部、水7.1部、Kauropal(登録商標) 930 0.35部およびHaerter(硬化剤)529 0.3部からなるメラミンホルムアルデヒド含浸樹脂で2回含浸し、2個のブレードに通して引き出し、かつ乾燥させた。
接着剤で処理されたチップを30×30cmの型内に次のように詰めた:
最初に、混合物(E、F、G)の半分を型内に散布した。引続き、その上に、混合物(A、B、C、D)の15〜50%で積層した。さらに、前記チップのケーキ中に、強化成分(紙、コード、ロープ;表を参照のこと)を表中に記載された幾何学的形状で圧入し、かつその上に、混合物(A、B、C、D)の残分を散布した。最後に、混合物(E、F、G)の第2の半分をその上に積層し、かつ冷間予備圧縮した。引続き、熱圧プレス機中でプレスした(プレス温度210℃、プレス時間120秒)。板の目標厚さは、そのつど16mmであった。
密度:
この密度は、製造後24時間経ってから測定された。そのために、同じ湿分含量の際に試験体の質量対容積の比を測定した。正方形の試験体は、0.1mmの精度で50mmの一辺の長さを有していた。前記試験体の厚さは、当該試験体の中心部で0.05mmの精度で測定された。前記試験体の質量を測定するはかりは、0.01gの精度を有していた。試験体の総密度ρ(kg/m3)を次の式により算出した:
ρ=m/(b1×b2×d)×106
上記式中、
mは、グラムでの、試験体の質量であり、
b1、b2およびdは、ミリメートルでの、試験体の幅および厚さである。
この横引張強さは、板の平面に対して垂直に測定される。そのために、試験体を、均一に分布された引張力で、破壊するまで負荷した。正方形の試験体は、1mmの精度で50mmの一辺の長さおよび正確に90°の角度を有していた。さらに、前記辺は、清潔で真っ直ぐであった。前記試験体を適当な接着剤、例えばエポキシ樹脂により、くびきと接着させ、かつ空調キャビネット中で20℃および65%の空気湿度で少なくとも24時間乾燥させた。さらに、こうして準備された試験体を、試験機中に両側で軸結合により自己整合的に圧締めし、引き続き一定の速度で破壊するまで負荷し、かつそのために必要とされる力を測定した。横引張強さft(N/mm2)を次の式により算出した:
ft=Fmax/(a×b)
上記式中、
Fmaxは、ニュートンでの破壊力であり、
a、bは、ミリメートルでの試験体の長さおよび幅である。
この曲げ強さは、二点の上に載っている試験体の中心部に荷重をもたらすことによって測定された。この試験体は、50mmの幅および20倍の名目厚さおよび50mm、しかし最大1050mmおよび最小150mmの長さを有していた。次に、この試験体を、二つの支点の間の距離が試験体の厚さの二十倍に相当する二つの支点上に平らに置き、引き続き二つの支点間の中央部に、破壊されるまで力を負荷し、かつこの力を測定した。曲げ強さfm(N/mm2)を次の式に従って算出した:
fm = (3×Fmax×l)/(2×b×t2)
上記式中、
Fmaxは、ニュートンでの破壊力であり、
lは、ミリメートルでの支点の中心間の距離であり、
bは、ミリメートルでの試験体の幅であり、
tは、ミリメートルでの試験体の厚さである。
ネジ引抜抵抗は、ネジを軸と平行に試験体から引き抜くのに必要とされる力を測定することによって測定された。正方形の試験体は、1mmの精度で75mmの一辺の長さを有していた。最初に、案内孔、直径2.7mm(±0.1mm)、深さ19(±1mm)、を試験体の表面に対して垂直に表面の中心点に穿孔した。引続き、試験のために、名目寸法4.2mm×38mm、ISO 1478によるST 4.2 ネジ山および1.4mmのネジ山のピッチを有する鋼製ネジを試験体中に挿入し、その結果、ネジ全体の15mm(±0.5mm)が挿入された。試験体を金属フレーム内に固定し、スターラップを介して、ネジ頭部の下側に力を印加し、かつネジが引く抜かれる最大力を測定した。
Claims (15)
- 1つの心材と2つの被覆層とを有し、前記心材中に
A)リグノセルロース粒子を30〜98質量%、
B)10〜150kg/m 3 の範囲内の嵩密度を有する発泡されたプラスチック粒子を1〜25質量%および
C)アミノプラスト樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂および少なくとも2個のイソシアネート基を有する有機イソシアネートからなる群から選択された1つ以上の結合剤を1〜50質量%
含有し、かつ、前記被覆層中に
E)リグノセルロース含有粒子、リグノセルロース含有繊維またはこれらの混合物を70〜99質量%および
F)アミノプラスト樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂および少なくとも2個のイソシアネート基を有する有機イソシアネートからなる群から選択された1つ以上の結合剤を1〜30質量%
含有するリグノセルロース含有材料であって、
前記リグノセルロース粒子A)の2〜30%が、アミノプラスト樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、少なくとも2個のイソシアネート基を有する有機イソシアネートまたはこれらの混合物を用いて噴霧処理されたかまたは含浸処理されたパルプ、天然繊維、合成繊維またはこれらの混合物によって置き換えられている、前記の1つの心材と2つの被覆層とを有するリグノセルロース含有材料。 - リグノセルロース粒子A)の3〜20%が、上記処理されたパルプ、天然繊維、合成繊維またはこれらの混合物によって置き換えられていることを特徴とする、請求項1記載の1つの心材と2つの被覆層とを有するリグノセルロース含有材料。
- リグノセルロース粒子A)の4〜15%が、上記処理されたパルプ、天然繊維、合成繊維またはこれらの混合物によって置き換えられていることを特徴とする、請求項1または2記載の1つの心材と2つの被覆層とを有するリグノセルロース含有材料。
- パルプとして、圧縮されかつ乾燥されたセルロース繊維が使用されることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の1つの心材と2つの被覆層とを有するリグノセルロース含有材料。
- パルプとして、紙、板紙、厚紙またはこれらの混合物が使用されることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の1つの心材と2つの被覆層とを有するリグノセルロース含有材料。
- パルプとして、紙、板紙またはこれらの混合物が使用されることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の1つの心材と2つの被覆層とを有するリグノセルロース含有材料。
- 天然繊維として植物繊維が使用されることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の1つの心材と2つの被覆層とを有するリグノセルロース含有材料。
- 天然繊維として、種子繊維、靱皮繊維、葉繊維、実繊維、動物起源の繊維またはこれらの混合物が使用されることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の1つの心材と2つの被覆層とを有するリグノセルロース含有材料。
- 合成繊維として適している、合成ポリマーからなる繊維が使用されることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の1つの心材と2つの被覆層とを有するリグノセルロース含有材料。
- 請求項1から9までのいずれか1項に記載のリグノセルロース含有材料を製造する方法において、中間層としての心材のための前記構成材料A〜Cと前記被覆層のための前記構成材料EおよびFを互いに別々に混合し、得られた混合物を重ね合わせて積層し、アミノプラスト樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、少なくとも2個のイソシアネート基を有する有機イソシアネートまたはこれらの混合物を用いて噴霧処理されたかまたは含浸処理されたパルプ、天然繊維、合成繊維またはこれらの混合物を中間層内に導入し、かつ80〜300℃の温度および1〜50バールの圧力で圧縮して成形体とすることを特徴とする、前記方法。
- 請求項1から9までのいずれか1項に記載のリグノセルロース含有材料を製造する方法において、中間層としての心材のための前記構成材料A〜Cと前記被覆層のための前記構成材料EおよびFを互いに別々に混合し、得られた混合物を重ね合わせて積層し、アミノプラスト樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、少なくとも2個のイソシアネート基を有する有機イソシアネートまたはこれらの混合物を用いて噴霧処理されたかまたは含浸処理されたパルプ、天然繊維、合成繊維またはこれらの混合物を中間層内に導入し、かつ120〜280℃の温度および1〜50バールの圧力で圧縮して成形体とすることを特徴とする、前記方法。
- 請求項1から9までのいずれか1項に記載のリグノセルロース含有材料を製造する方法において、中間層としての心材のための前記構成材料A〜Cと前記被覆層のための前記構成材料EおよびFを互いに別々に混合し、得られた混合物を重ね合わせて積層し、アミノプラスト樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、少なくとも2個のイソシアネート基を有する有機イソシアネートまたはこれらの混合物を用いて噴霧処理されたかまたは含浸処理されたパルプ、天然繊維、合成繊維またはこれらの混合物を中間層内に導入し、かつ80〜300℃の温度および3〜40バールの圧力で圧縮して成形体とすることを特徴とする、前記方法。
- 請求項1から9までのいずれか1項に記載のリグノセルロース含有材料を製造する方法において、中間層としての心材のための前記構成材料A〜Cと前記被覆層のための前記構成材料EおよびFを互いに別々に混合し、得られた混合物を重ね合わせて積層し、アミノプラスト樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、少なくとも2個のイソシアネート基を有する有機イソシアネートまたはこれらの混合物を用いて噴霧処理されたかまたは含浸処理されたパルプ、天然繊維、合成繊維またはこれらの混合物を中間層内に導入し、かつ120〜280℃の温度および3〜40バールの圧力で圧縮して成形体とすることを特徴とする、前記方法。
- 建築分野における物品を製造するための、請求項1から9までのいずれか1項に記載のリグノセルロース含有材料の使用。
- 家具および家具部品の製造のための、包装材料の製造のための、住宅建築における、または住宅内装用建材における、請求項1から9までのいずれか1項に記載のリグノセルロース含有材料の使用。
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