NL2001855C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van een strand woven bamboeproduct en constructie-element. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het vervaardigen van een strand woven bamboeproduct en constructie-element

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een strand 5 woven bamboeproduct. De uitvinding heeft verder betrekking op een strand woven bamboeproduct, alsmede een constructie-element omvattende een dergelijk bamboeproduct.

Bamboe is een veelzijdig materiaal dat toepassing vindt in onder andere het 10 vervaardigen van meubels, vloeren en wanden. Het grote voordeel is dat bamboe een snelgroeiende plant is, die in veel gevallen als houtvervangend materiaal gebruikt kan worden en met name langzaam groeiende houtsoorten kan vervangen. Hiermee heeft bamboe een milieuvriendelijk imago. Hoewel bamboe voor toepassingen binnenshuis reeds op grote schaal wordt toegepast, zijn er diverse praktische problemen en nadelen 15 ten opzichte van traditionele houtsoorten bij gebruik in een buitenomgeving. Nadelen ten opzichte van traditionele houtsoorten liggen onder andere op het gebied van stabiliteit van het product en duurzaamheid. Meer specifiek treedt bij bamboe sneller verwering op onder natuurlijke invloeden, in het bijzonder weersinvloeden (water, zonlicht) en aantasting door rot, schimmels en andere micro-organismen. Deze 20 invloeden hebben als gevolg dat het bamboe naar verloop van tijd verkleurt, rot, schimmelt en een verminderde mechanische sterkte heeft. Door deze eigenschappen wordt bamboe voor buitentoepassingen als ongeschikt materiaal gezien. Vanwege de milieuvoordelen van bamboe is er een grote interesse om de eigenschappen van bamboeproducten te verbeteren, zodat de voor buitentoepassingen geprefereerde 25 natuurmaterialen zoals tropisch hardhout door bamboe kunnen worden vervangen.

Een bamboeproduct met sterk verbeterde eigenschappen is het strand woven bamboeproduct (‘strand woven bamboo’). De bekende werkwijze voor het vervaardigen van een strand woven bamboeproduct omvat de volgende bewerkingsstappen: 30 - het verschaffen van gedroogde bamboestrips, - het verruwen van het oppervlak van de bamboestrips (het zogenaamde ‘crushen’, waarbij het oppervlakte van de strips wordt vergroot), - het ten minste gedeelteüjke verlijmen van de verruwde bamboestrips, en 2 - het persen van de verruwde en verlijmde bamboestrips in de gewenste vorm tot het strand woven bamboeproduct in een mal. Het persen kan zowel bij relatief lage temperaturen als relatief hoge temperaturen worden uitgevoerd, afhankelijk van de gebruikte soorten lijm.

5

Het verkregen strand woven bamboeproduct heeft een verhoogde materiaaldichtheid en verbeterde mechanische eigenschappen ten opzichte van onbewerkte bamboe. De ‘strand woven’ bamboeproducten kunnen bijvoorbeeld als binnentoepassing voor vloeren en andere hoogwaardige toepassingen worden gebruikt. Voor 10 buitentoepassingen is het uit de stand van techniek bekende strand-woven bamboeproduct echter minder geschikt, aangezien het onder andere gevoelig is voor scheurvorming, en de ontwikkeling van oppervlakteschimmels.

Het is een doel van de uitvinding een strand woven bamboeproduct te verschaffen dat 15 beter geschikt is voor buitentoepassingen dan de bekende strand-woven bamboeproducten.

De uitvinding verschaft daartoe werkwijze voor het vervaardigen van een strand woven bamboeproduct, omvattende ten minste één droge thermische behandeling, waarbij 20 bamboe in een zuurstofarme of zuurstofvrije atmosfeer wordt verhit. Door een dergelijke behandeling ontstaat een product dat de gunstige eigenschappen heeft van een bekend strand woven bamboeproduct, te weten een verhoogde dichtheid en hardheid, in combinatie met een verbeterde duurzaamheid door een verbeterde weerstand tegen schimmels en rot. Daarnaast verkleurt het bamboe tot een door-en-door 25 donkere tint, hetgeen esthetisch aantrekkelijk kan zijn. Een droge thermische behandeling is een behandeling waarbij het bamboe gedurende een vooraf bepaalde tijd wordt verhit, zonder toevoeging van water of stoom. Het zuurstofgehalte van de atmosfeer moet relatief laag zijn om verbranding van het bamboe te voorkomen. Dit kan bijvoorbeeld worden gedaan door het verdringen van zuurstof door een inert gas, zoals 30 stikstofgas, of door te verhitten onder vacuüm. De temperatuur is bij voorkeur ten minste 100 °C. De behandelingstijd hangt af van de gebruikte temperatuur en druk. De droge thermische behandeling kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd op de stam waaruit de bamboestrips worden vervaardigd, op de vervaardigde bamboestrips of op het strand woven bamboeproduct bekend uit de stand van techniek.

3

Het droog thermisch behandelen van het normale, niet-strand woven, bamboe is op zichzelf bekend: het is echter niet bekend om een droge thermische behandeling toe te passen in een strand woven bamboeproduct. Het toepassen van een droge thermische 5 behandeling op een normaal, niet-strand woven stuk bamboe geeft een product dat een verbeterde stabiliteit heeft, een goede resistentie tegen rot en schimmel, en een relatief goede scheurweerstand onder invloed van weersinvloeden. In tegenstelling tot het droog-thermisch behandelde strand woven bamboeproduct volgens de uitvinding, heeft een normaal stuk bamboe dat droog thermisch is behandeld een relatief lage dichtheid, 10 is het relatief zacht en heeft bovendien een brosse structuur. Hierdoor is niet-strand woven droog-thermisch behandeld bamboe slechts beperkt geschikt voor buitentoepassingen.

De droge thermische behandeling dient niet te worden verward met een zogenaamde 15 natte thermische behandeling of carbonisering. Bij dergelijke behandelingen wordt het bamboe in de aanwezigheid van stoom verhit, met als doel het bamboemateriaal een donkerdere kleur te geven. Een dergelijke behandeling geeft echter geen of relatief weinig effect op de duurzaamheid (resistentie tegen rot en schimmels) en scheurweerstand van bamboe, in tegenstelling tot de droge thermische behandeling.

20

Bij voorkeur omvat de werkwijze de bewerkingsstappen: het verschaffen van bamboestrips, het verruwen van het oppervlak van de bamboestrips, het ten minste gedeeltelijk verlijmen van de verruwde bamboestrips, en het samenpersen van de verruwde en verlijmde bamboestrips in de gewenste vorm tot het strand woven 25 bamboeproduct in een mal, met het kenmerk, dat de bamboestrips voorafgaand aan verlijmen ten minste één thermische behandeling ondergaan. Hierdoor ontstaat een product dat naast de verbeterde mechanische eigenschappen, in het bijzonder een verbeterde hardheid, tevens beter bestand is tegen inwerking van micro-organismen en een betere stabiliteit heeft. Met een thermische behandeling wordt een tijdelijke 30 verhitting bedoeld, gedurende een voldoende lange tijd om de moleculaire structuur van het bamboemateriaal dusdanig te veranderen dat deze door micro-organismen moeilijker aan te tasten is.

4

De volgorde van de bewerkingsstappen is belangrijk voor de kwaliteit van het verkregen eindproduct. Zoals hierboven beschreven is het denkbaar de droge hitte behandeling reeds uit te voeren op de stam waaruit de bamboestrips worden vervaardigd. Echter, door de hittebehandeling wordt de stam enigszins bros, waardoor 5 de verliezen bij het vervaardigen van de bamboestrips relatief groot zijn. Ook is het denkbaar een strand woven bamboeproduct bekend uit de stand van techniek als geheel aan een thermische behandeling te onderwerpen. Een product op dergelijke wijze vervaardigd heeft echter minder goede mechanische eigenschappen. Een dergelijke werkwijze voor een verhoogd percentage uitval, doordat het strand woven 10 bamboeproduct bij sterke verhitting vervormt, en er scheuren in het materiaal kunnen ontstaan. Ook zal de gewenste verduurzaming van het strand woven bamboemateriaal minder homogeen zijn dan wanneer de behandeling wordt uitgevoerd op de strips.

Het is van belang dat de gebruikte bamboestrips voorafgaand aan de verdere verwerking 15 voldoende gedroogd zijn. Na de behandelingsstappen, en in het bijzonder na het persen, is het van belang de producten of halfproducten te klimatiseren onder gecontroleerde omstandigheden, gedurende een vooraf bepaalde tijd bij een vooraf bepaalde luchtvochtigheidsgraad en temperatuur.

20 Bij voorkeur omvat de thermische behandeling het verwarmen van de bamboestrips gedurende een vooraf bepaalde tijd bij een temperatuur tussen 100 °C -300 °C, Bij een dergelijke temperatuur wordt een goede verduurzaming bewerkstelligd binnen een relatief korte tijd, waarbij de strips him mechanische sterkte grotendeels behouden. Bij een dergelijke temperatuur is het van bijzonder belang dat de verhitting zuurstofarm of 25 zuurstofvrij wordt uitgevoerd. De thermische behandeling heeft wel als gevolg dat de bamboestrips iets brosser worden, in het bijzonder bij lange behandelingstijden en/of hoge temperaturen. Overigens wordt de brosheid van de strips gecompenseerd in het eindproduct door de verdichting van het materiaal bij het samenpersen. Bij voorkeur wordt de thermische behandeling uitgevoerd tussen 150-250 °C. Bij dergelijke 30 temperaturen is de behandelingstijd relatief kort, waarbij het proces optimaal gecontroleerd verloopt.

In een voorkeursuitvoering wordt ten minste één droge thermische behandeling uitgevoerd voorafgaand aan het verruwen van de bamboestrips. Dit heeft als voordeel 5 dat het verruwen van de bamboestrips makkelijker blijkt te gaan bij bamboestrips die een thermische behandeling heeft ondergaan, in vergelijking met het verruwen van gedroogde bamboestrips die nog geen droge thermische behandeling hebben ondergaan.

5 Anderzijds is het voordelig indien ten minste één thermische behandeling wordt uitgevoerd na het verruwen van de bamboestrips. Dit is voordelig omdat door het vergrootte oppervlak een goede verduurzaming in een relatief korte tijd kan worden bewerkstelligd in vergelijking met bamboestrips waarvan het oppervlak nog niet vergroot is.

10

Het is voordelig indien de thermische behandeling meerdere stappen omvat, waarbij elke stap ten minste één periode omvat waarbij de temperatuur wordt verhoogd, en ten minste één afkoelperiode. Het is denkbaar om zowel voor als na het verruwen een thermische behandeling uit te voeren.

15

In een voorkeursuitvoering worden de bamboestrips verlijmd met een waterbestendige lijm. Bij voorkeur is de lijm een voor buitentoepassingen waterbestendige lijm. Aldus krijgt het verkregen strand woven bamboeproduct verbeterde duurzaamheid. In het bijzonder geschikte lijmen zijn lijmen gebaseerd op fenol. Een dergelijke lijm geeft 20 bijzonder goede verlijming van verruwde bamboestrips die een thermische behandeling hebben ondergaan.

De uitvinding verschaft tevens een strand woven bamboeproduct, verkrijgbaar volgens de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij het bamboeproduct kennelijk geschikt is 25 voor buitentoepassingen. Een dergelijk product heeft een verhoogde dichtheid, verbeterde mechanische eigenschappen en verbeterde weerstand tegen de inwerking van oppervlakteschimmels, evenals de weerstand tegen rot en schimmel van binnenuit (duurzaamheid), zoals hierboven besproken.

30 Het strand woven bamboeproduct volgens de uitvinding heeft een relatief goede bestendigheid tegen rot en schimmel (duurzaamheid) en tegen oppervlakteschimmels. Het strand woven bamboeproduct volgens de uitvinding heeft tevens een relatief goede vormvastheid. Het strand woven bamboeproduct volgens de uitvinding heeft bovendien een relatief goede scheurweerstand.

6

De uitvinding verschaft verder een constructie-element, omvattende een strand woven bamboeproduct volgens de uitvinding.

5 In een voorkeursuitvoering is het constructie-element ingericht voor het bekleden van vloeren, wanden en/of plafonds. Een dergelijk constructie-element kan bijvoorbeeld een paneel zijn, of een vloerdeel of terrasdeel, al dan niet geprofileerd.

In een andere voorkeursuitvoering is het constructie-element een onderdeel voor een 10 meubelstuk. Hierbij wordt in het bijzonder gedacht aan meubelstukken waarbij naast de vereiste mechanische sterkte ook aantasting door weersinvloeden en micro-organismen van belang is, zoals tuinmeubilair waaronder tafels en stoelen.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.

15

Figuren la-lc tonen het uitgangsmateriaal (bamboestrips), tussenproduct en eindproduct van de werkwijze volgens de uitvinding.

Voorbeeld 1 20 In de navolgende vergelijkende test worden de voordelige eigenschappen van bamboeproducten verkregen door de werkwijze volgens de uitvinding getoond. Hierbij worden strand woven bamboeproducten volgens de stand van techniek vergeleken met een thermisch behandeld bamboeproduct volgens de uitvinding. De gebruikte behandelingsstappen zijn hierbij voor zo ver mogelijk gelijk gehouden.

25

Het volgens de stand van techniek vervaardigde strand woven bamboeproduct wordt verkregen volgens de volgende stappen: 1. Het verschaffen van bamboe strips, te verkrijgen uit een bamboestam 2. Het drogen van de bamboestrips tot een stabiel vochtgehalte.

30 3. Het verruwen van de strips, waarbij het oppervlakte wordt vergroot.

4. Opbrengen van lijm op de bamboestrips, bij voorkeur door onderdompeling in lijmbad met een voor buitentoepassingen geschikte op fenol-gebaseerde lijm.

5. Het drogen van de verlijmde bamboestrips 7 6. Het koud- of heet persen van de verlijmde bamboestrips, tot een gewenste vorm zoals een balk of plaat met een verhoogde dichtheid.

7. Het klimatiseren van het verkregen strand woven product.

5 Bij de uitvinding wordt tijdens het proces, een droge thermische behandeling uitgevoerd, waarbij de strips onder vacuüm of stikstof gas worden verwarmd bij een temperatuur hoger dan 100 °C, bij voorkeur tussen 150-250 °C uitgevoerd. Bij voorkeur wordt deze droge thermische behandeling uitgevoerd na het drogen van de strips, en voorafgaand aan het verlijmen (stap 4). Deze kan zowel voor als na stap 3 worden 10 gedaan, maar bij voorkeur na het vergroten van het oppervlak voor een zo efficiënt mogelijke werkwijze. Als de droge thermische behandeling al op de bamboestam wordt uitgevoerd kan deze te bros worden en verdere verwerking tot bamboestrips bemoeilijken. Bij droge thermische behandeling van het strand woven bamboe eindproduct bestaat er verhoogde kans op vervorming en scheuren.

15

De verkregen producten zijn getest op stabiliteit, dichtheid, hardheid, brosheid, resistentie tegen oppervlakte schimmels, duurzaamheid en scheurweerstand. Stabiliteit is de stabiliteit van de vorm, in het bijzonder onder veranderende weersinvloeden zoals luchtvochtigheid en temperatuurwisselingen. De stabiliteit (vormvastheid) wordt getest 20 volgens Europese norm EN 1910.

Dichtheid is de dichtheid (kg/m3) van het uiteindelijk verkregen bamboeproduct. Hardheid is de hardheid (kg/mm2) van het oppervlak van het materiaal, en wordt gemeten volgens EN 1534.

25

Brosheid is de mate waarin het verkregen materiaal onder invloed van externe krachten breekt. Een bros materiaal breekt plotseling bij een bepaalde belasting zonder inleidende plastische vervorming.

30 De resistentie tegen oppervlakte schimmels is de mate waarin zich na een zekere tijd van blootstelling aan lucht en vocht schimmels ontwikkelen op het oppervlak van het product. Een test hiervoor is beschreven in EN 152.

8

De duurzaamheidsklasse is een maat voor de mate waarin het materiaal bestand is tegen biologische aantasting, in het bijzonder door rot en schimmel. Deze wordt bepaald volgens norm EN 350-1 gecombineerd met EN 113. Daarbij wordt afhankelijk van hoeveelheid gewichtsafname bepaald in welke klasse het materiaal valt.

5

De scheurweerstand is de mate waarin scheuren in het materiaal optreden na langdurige blootstelling aan weersinvloeden, en is kwalitatief bepaald. Resultaten zijn samengevat in Tabel I, en worden kort besproken.

10 Tabel I: Voor- en nadelen van verduurzamingmethoden in relatie tot normaal bamboe* voor buitentoepassingen.

Combinatie Strand Woven Bamboe

Bamboestrip + na Strand Woven Thermische

Thermische Bamboe modificatie __modificatie___

Stabiliteit ++ +/- ++

Dichtheid - ++ ++

Hardheid - ++ ++

Brosheid - + +

Resistentie ++ +/- ++ oppervlakte schimmels

Duurzaamheidsklasse ++ + ++

Scheurweerstand + - + 15 -- Sterk negatief effect

Negatief effect +/- Geen substantieel positief of negatief effect + positief effect ++ sterk positief effect 5 9 * Phyllostachys pubescens als basismateriaal in geschaafde vorm (strips)

Uiterlijk

De test werd uitgevoerd door de producten in eikaars nabijheid gedurende enkele maanden buiten te leggen in een onbeschermde omgeving, waarin zij gelijkwaardig zijn blootgesteld aan de weersinvloeden zoals zon, wind en regen. Gedurende deze periode 10 werd het uiterlijk van de producten optisch vastgelegd door middel van fotografie,en optische verschillen werden kwalitatief beoordeeld.

Door de thermische behandeling krijgt het strand woven bamboe eindproduct een door-en-door zwartbruine kleur, die substantieel donkerder is dan het product verkregen 15 volgens de stand van techniek. Ook bleek het oppervlakte van de volgens de uitvinding vervaardigde producten minder oppervlakkige scheurvorming te vertonen.

Het thermische behandelde strand-woven bamboe eindproduct (zonder verdere afwerking zoals lakken) toont een snellere vergrijzing ten opzichte van het strand woven bamboeproduct volgens de stand van techniek, indien geplaatst in een 20 buitenomgeving. Door gebruik van een geschikte lak of andere behandelingsproduct is dit desgewenst tegen te gaan.

Tevens bleek uit deze test dat de volgens de uitvinding vervaardigde thermisch behandelde strand woven bamboeproducten beter bestand waren tegen 25 oppervlakteschimmels, hetgeen kwalitatief zichtbaar en werd bevestigd door microbiologische testen volgens EN-152.

Daarnaast werd de stabiliteit getest volgens EN-1910. De breedte/dikte/lengte van geacclimatiseerde monsters werden gemeten bij relatieve luchtvochtigheid van 30-85%. 30 Het thermisch behandelde strand woven bamboe eindproduct volgens de uitvinding toont een betere stabiliteit/vormvastheid dan het strand woven bamboe eindproduct volgens de stand van techniek.

10

Ter illustratie is in figuur la een bamboestrip 1 getoond. Dergelijke bamboestrips hebben doorgaans lengte variërend tussen 1800-2500 mm, breedte tussen 10-25mm, en dikte tussen l-6mm.

5 In figuur lb is een verruwde bamboestrip 2 te zien waarbij een deel van het oppervlak vergroot is door verruwen, het zogenaamde ‘crushen’. Een geschikte waterbestendige lijm hecht beter aan het verruwde deel 3 van de bamboestrip dan aan het niet-behandelde oppervlak 4. In het uiteindelijke product is bij voorkeur het gehele oppervlak van de bamboestrip 2 verruwd. Deze bamboestrips 1,2 worden voor of na het 10 verruwen thermisch behandeld, en vervolgens verlijmd.

In figuur lc zijn meerdere thermisch behandelde verruwde bamboestrips 5 verlijmd en samengeperst tot een thermisch behandeld strand woven bamboeproduct 6. Het strand woven bamboeproduct 4 vormt een in hoofdzaak homogeen materiaal, waarin de 15 afzonderlijke bamboestrips 3 door een deskundige met moeite zijn te herkennen: voor de duidelijkheid zijn slechts enkele afzonderlijke bamboestrips in de figuur weergegeven. Het strand woven bamboeproduct 4 heeft de gunstige dichtheid en hardheid van een normaal, niet-thermisch behandeld strand woven bamboeproduct, en de gunstige stabiliteit (vormvastheid), bestendigheid tegen rot en schimmels en 20 scheurweerstand van normaal, niet-verdicht bamboe dat een droge thermische behandeling heeft ondergaan.

Claims (15)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een strand woven bamboeproduct, omvattende ten minste één droge thermische behandeling, waarbij bamboe gedurende een vooraf bepaalde tijd in een relatief zuurstofarme atmosfeer wordt verhit. 5

2. Werkwijze voor het vervaardigen van een strand woven bamboeproduct, omvattende de bewerkingsstappen: - het verschaffen van bamboestrips, - het verruwen van het oppervlak van de bamboestrips, 10. het ten minste gedeeltelijke verlijmen van de verruwde bamboestrips, en - het persen van de verruwde en verlijmde bamboestrips in de gewenste vorm tot het strand woven bamboeproduct in een mal, met het kenmerk, dat de droge thermische behandeling voorafgaand aan het verlijmen van de bamboestrips 15 wordt uitgevoerd.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de thermische behandeling het verwarmen van de bamboestrips omvat gedurende een vooraf bepaalde tijd bij een temperatuur tussen 100 °C -300 °C. 20

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de thermische behandeling wordt uitgevoerd tussen 150-250 °C.

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat 25 ten minste één droge thermische behandeling wordt uitgevoerd voorafgaand aan het verruwen van de bamboestrips.

6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste één droge thermische behandeling wordt uitgevoerd na het verruwen van de 30 bamboestrips.

7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de bamboestrips verlijmd worden met een voor buitentoepassing geschikte waterbestendige lijm.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de waterbestendige lijm een lijm is gebaseerd op fenol.

9. Strand woven bamboeproduct, verkrijgbaar volgens de werkwijze volgens één 5 der voorgaande conclusies, waarbij het bamboeproduct kennelijk geschikt is voor buitentoepassingen.

10. Strand woven bamboeproduct volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het bamboeproduct een relatief goede bestendigheid heeft tegen rot en schimmel. 10

11. Strand woven bamboeproduct volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat het bamboeproduct een relatief goede vormvastheid heeft.

12. Strand woven bamboeproduct volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat 15 het bamboeproduct een relatief goede scheurweerstand heeft.

13. Constructie-element, omvattende een strand woven bamboeproduct volgens één der conclusies 9-12. 20

14, Constructie-element volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het constructie- element is ingericht voor het vervaardigen van kozijnen, vloeren, wanden en/of plafonds.

15. Constructie-element volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het constructie-25 element een onderdeel is voor een meubelstuk.