NO309075B1 - Formlegeme av impregnert trevirke, fremgangsmÕte til fremstilling samt anvendelse derav - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et formlegeme av impregnert trevirke. Alt siden gamle tider har man impregnert trevirke med forskjellige substanser, hovedsakelig mot sopp og insekter, for å nedsette vannopptaket respektivt bedre svellebeteendet, f.eks. med tjæreolje (for brolegning av trevirke), parafin og voks, eller med blandinger av montanvoks og kunstharpiksløsninger (alkydharpikser), hvorved imidlertid problemet med å fjerne løsemidlet (f.eks. trikloretylen) fra det impregnerte trevirke gjenstår. For fremstilling av lagerskiver har man også impregnert trevirke med smøreolje.

Dette lykkes bedre, særlig for en dimensjonsstabili-sering og økning av hardheten, med vannløselige fenol-eller urea-formaldehydharpikser. Imidlertid bevirker disse generelt bare en forsinkelse, men ikke hindring av svellingen, men derimot en reduksjon av strekkfastheten. De anvendes derfor som regel bare til finér, som eventuelt deretter bearbeides videre som laminater. Dessuten fører kombinasjonen av trevirke og urea-formaldehydharpiks, men også andre kunststoffer, til duroplastiske materialer, som etter formgivning og etterfølgende fornetning ikke lenger kan formes termoplastisk, og dessuten ikke lenger er biologisk nedbrytbare og derfor utgjør et bortfraktnings-problem.

Det er videre blitt kjent å impregnere finér med fargestoff og polyetylen- eller polypropylenglykol, samt med en vandig løsning av stivelse, polyvinylpyrrolidon eller polyvinylacetat for fremstilling av fargete laminater av sammenlimte, enkeltvise finérer (JP-A54-117004 eller JP-A55-034 931), men også impregneringen av bare snittkanten av trevirket før finérhøvlingsprosessen med det formål å gjøre kanten fastere, og igjen med vandige løsninger av stivelse, gelatin, polyvinylacetat, natriumalginat, polyvinylpyrrolidon, resol, melamin- eller ureaharpiks, monomerer, såsom akryl- eller metakrylsyreestere, styrol, vinylacetat, akrylamid eller -nitrol etc. (JP-A54-026317).

Endelig er det også kjent å impregnere trevirke eller porøse steinmaterialer med en vandig polyvinylacetatløsning i vakuum og etterfølgende utøvelse av et lite overtrykk, hvorved det eventuelt tilsettes voks og/eller biocider (FR-A2505187) .

Også andre publikasjoner vedrører impregnering av deler av trevirke med biologisk ikke nedbrytbare, polymeri-serbare respektivt fornettende kunstharpikser eller linolje, hyppig fra løsninger, med de angitte ulemper. Til disse hører særlig DE-A1-3942136, FR-A-2647388, JP-A-6071614, JP-54 057 732, W094/11167, US-A-1991752, SU-A1-1701521, JP-A-1174401, SU-A-1288063 og NL-A-23392.

Alle disse fremgangsmåter til fremstilling av impregnerte formlegemer av trevirke har imidlertid den ulempe at fjerningen av det anvendte løsemiddel (også vann) på den ene side er tid- og energikrevende, og på den annen side etterlater et, om enn i mindre grad enn tidligere, porøst formlegeme.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er derfor å frembringe et impregnert, biologisk nedbrytbart formlegeme av massivt trevirke, hvis porer i høyeste grad er fylt, men som kan fremstilles forholdsvis enkelt og uten spesiell etterarbeiding og som ikke har ulempene med de vanlige kombinasjoner av trevirke og kunststoffer når det gjelder porøsitet, biologisk nedbrytbarhet og termoplastisitet. Dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd på overraskende måte ved hjelp av den kombinasjon av trekk som er angitt i karakteristikken i krav 1. Særlig fordelaktige utførelses-former av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.

Som naturharpiks anvendes det særlig en monomer fra gruppen tallharpiks, dammar, kopal, men også balsamharpiks eller tallolje. Som olje anvendes det særlig blåst (foroksidert) linolje eller kinesisk treolje, eventuelt tilsatt et tørrestoff (sikkativ). Som fettsyreester anvendes det særlig en slik som dannes ved opparbeidelse av tallolje til tallharpiks.

For oppfinnelsen skal det særlig velges slike polymerer, naturharpikser, oljer og fettsyreestere som er flytende ved lastetemperaturen og fortrinnsvis ikke an-griper trevirket. Særlig foretrukne er substanser som under den temperatur hvor trevirket angripes er forholdsvis lav-viskøs. En fagmann vil velge en slik blanding av impreg-neringsmidler og eventuelle tilsetningsstoffer, som oppnår den ønskede inntrengingsgrad for impregnering av en kompo-nent av massivt trevirke avhengig av dens porøsitet i løpet av tilmålt tid, eventuelt under anvendelse av vakuum og/ eller trykk. Med "angrepet" skal det i forbindelse med oppfinnelsen forstås enhver uønsket forandring av egenskapene, særlig farging, nedbrytning ved kjemisk reaksjon, særlig ved ekstreme pH-verdiforandringer, svelling eller krymping (dersom dette er uønsket), poredannelse etc. Det er selv-sagt at mange av de termoplastiske materialer som anvendes ifølge oppfinnelsen kan være egnet for impregnering av bestemte tresorter, men ikke for andre. F.eks. kan litt farging være akseptabel for mørkere tresorter, visse tresorter kan være mindre ømfintlig mot bestemte pH-verdiforandringer enn andre, etc.

I de senere år er det på grunn av miljødiskusjonen utviklet en mengde forskjellige, biologisk nedbrytbare materialer på basis av naturstoffer og fossile kilder, hvoriblant mange sogar oppviser hydrofil karakter og som mange naturstoffer, særlig også trevirke, er i stand til å oppta og avgi vann. Disse materialer inneholder tilsvarende den relative fuktighet i omgivelsene visse prosenter vann og er derfor bedre egnet for kombinasjonen enn kunststoff i / vanlig betydning. Deres hydrofile karakter gjør inntrengningen i trematerialet lettvintere, hvorved trevirkets egenskaper ikke blir helt skjult, men bare komplettert.

Som biologisk nedbrytbare polymerer kan f.eks. følgende substanser nevnes: polyhydroksysmørsyrer, polykaprolaktoner, polymelkesyrer, polyestere på basis av dioler og dikarbonsyrer, polyamider, polyesteruretaner, kjemisk modifiserte naturlige polymerer som f.eks. celluloseacetater.

Andre tilsetningsstoffer, f.eks. forskjellige fetter, oljer, vokser, men også lignin eller alkoholer, særlig til naturharpiksene, oljene og fettsyreesterne, ble anvendt for å oppnå bestemte egenskaper i det ferdig impregnerte formlegeme av massivt trevirke, uten å innskrenke termoplasti-siteten eller den biologiske nedbrytbarhet vesentlig. Særlig kan også herdet eller modifisert, animalsk eller vegetabilsk fett, f.eks. hydrogenert plantefett, epoksidert olje, ullfett, talg samt salter av forskjellige fettsyrer, f.eks. stearinsyre, behensyre, laurinsyre etc. komme til anvendelse.

Endelig kan det også anvendes forskjellige salter, f.eks. fosfater, borater, sulfater, klorider og silikater som følge av at de kan bringes sammen med smeiten inn i trestrukturen. De har en positiv innvirkning på minskingen av svelle- og krympebeteendet og virker dessuten flammehemmende og/eller fungicidisk.

Også glyserol anvendes som "løsemiddel", mykner eller middel for å holde på fuktighet. Alkali- og jordalkali-resinater funksjonerer som tørrestoff, men også som fukte-middel og emulgator og fremmer derved harpiksenes inn-trenging i trevirket.

Mange av harpiksene anvendes fortrinnsvis i kombinasjon med voks og/eller en tørrende olje, som blir harde respektivt faste og sogar sprø ved romtemperatur, men som ved høyere temperaturer imidlertid mykner og fortrinnsvis deretter oppviser et vesentlig viskositetsfall, slik at bearbeidelsen kan foregå ved temperaturer hvor trevirket ikke angripes i det hele tatt eller bare i liten grad. Sprøheten til noen av de nevnte substanser kompenseres ved hjelp av den fine fordeling i trematriksen.

Viskositeten til impregneringsmidlet bør ved behand-lingstemperaturen ligge under 20 dPa, mer hensiktsmessig under 10 dPa (viskositeten til glyserol ved romtemperatur), særlig under 1 dPa (vann har ved romtemperatur 0,01 dPa). Mens porene i massivt trevirke ligger i størrelsesorden noen pm har harpiksene eller polymerene ifølge oppfinnelsen en størrelse på noen nm. Jo mindre molekylene er desto hurtigere og dypere trenger de inn i trevirket. De største, særlig polymere, partikler vil ved den aktuelle behand-lingstemperatur og -varighet bare trenge inn i de øverste sjikt i overflaten. Akkurat det gir imidlertid den fordel at overflateegenskapene til formlegemet ifølge oppfinnelsen, særlig når det gjelder hardhet og optikk (f.eks. poleringsevne) blir forbedret uten å nedsette den termoplastiske formbarhet. Dessuten hindres på virkningsfull måte utdiffunderingen av de mindre molekyler ved høyere temperatur fra det indre.

Som vokser anvendes det fortrinnsvis vokser fra naturen, f.eks. karnaubavoks, bivoks og montanvoks. Vokser oppviser enda gunstigere bearbeidelsesbetingelser, såsom en oftest lavere smeltetemperatur og et enda større viskositetsfall ved temperaturøkning. Kombinasjonen av voks og harpiks oppviser gode bearbeidelses- og sluttproduktegen-skaper, på grunn av at den ugunstige egenskap hos pris-messig gunstig balsamharpiks å bli klebrig ved romtemperatur blir kompensert ved anvendelse av vokser. På den annen side er vokser alene tilbøyelig til ved litt høyere an-vendelsestemperaturer å svette ut, noe som i sin tur dempes av naturharpiksene som er tilstede i blandingen.

Linolje og kinesisk treolje er før "tørringen"

(herding ved polymerisasjon) flytende allerede ved romtemperatur, mens viskositeten senkes ytterligere ved temperaturøkning. En linolje som har en viskositet på 90 dPa ved romtemperatur oppviser ved en temperaturøkning på bare 30°C et viskositetsfall til 15 dPa. Denne lave viskositet sammen med den lille molekylstørrelse, idet det

likeledes først dreier seg om en monomer, understøtter impregneringsprosessen sterkt. Kombinasjonen av en slik olje med harpiks muliggjør fremstilling av nesten linoleum-aktige formlegemer i en naturlig trematriks. For å akselerere polymerisasjonsreaksjonen (tørringen) av de anvendte oljer katalytisk anvendes som tørrestoffer såkalte metall-såper på basis av ett eller flere metaller (i kombinasjon), særlig kobolt-, sink- og manganresinater, -oktoater,

-linoleater og -naftenater.

Det var overraskende ved kombinasjonen av biologisk nedbrytbare, delvis hydrofile, termoplaster og den hydrofile duroplast trevirke, at det oppnås produkter, formdeler og materialer hvor de karakteristiske egenskaper til trevirke, særlig når det gjelder vannopptak og -avgivelse, biologisk nedbrytbarhet, samt de kjente, utmerkede mekaniske egenskaper ikke går tapt. Til trevirket ble egenskapene termoplastisitet, bedre overflate og i enkelte tilfeller hurtigere biologisk nedbrytbarhet tilføyet. Derved åpnes det for slike formdeler helt nye anvendelsesområder.

Svellingen og krympingen av trevirke er en egenskap som i mange tilfeller vesentlig innskrenker dets anvendelse, og nedsettes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen minst 50%. Derved nedsettes de omfattende trinn i bearbeidelsen, f.eks. flere gangers liming, not- og fjærfor-bindelser og hensyntagen til ekspansjonsfuger.

Jo høyere temperaturen som velges for gjennomimpreg-neringen av delene av massivt trevirke ligger desto bedre vakuum kan det utøves før impregneringen respektivt høyere luft-, gass- eller damptrykk under eller etter impregneringen. Desto hurtigere i fullstendigere foregår gjennom-trengningen av trematriksen med de termoplastiske materialer .

For fremstillingen av formlegemene kan trevirke av forskjelligste sort anvendes. Om det arbeides med hard-eller myktre, med meget tynnveggede eller sterkere tredeler avhenger i første rekke av kravene til sluttproduktet, f.eks. anvendes eukalyptus- og poppeltre som hurtigvoksende plantasjetrær i første rekke for celluloseproduksjon eller som energileverandører. Deres hurtige vekst gir bare en lav total- og overflatehardhet. Ved hjelp av behandlingen ifølge oppfinnelsen kan disse tresorter imidlertid også benyttes til mer høyverdige anvendelser, f.eks. på gulv- og vindusområdet og derved erstatte dyrere og stadig mindre tilgjengelige, høyverdige naturtresorter.

Et godt eksempel på forbedringen av holdbarheten til trevirke er også bøk, som med de beskrevne smelter er lett å belaste og derved oppnår en vesentlig forbedring av hold-barhet, stabilitet og resistens mot mikroorganismer.

Trevirke er av natur bare meget lite termoplastisk. Formlegemene ifølge oppfinnelsen er imidlertid lett tilgjengelig for konvensjonelle metoder for termoplastisk omforming, såsom preging, pressing, bøyning, forming og lignende, såsom vanlige komponenter av plast. Denne termoplastiske omforming foregår langt på vei uten ødeleggelse av den indre trestruktur, slik at i bestemte tilfeller bi-beholdes sogar tremasringen fullkomment.

Ved hjelp av utvalget av sort og mengde av råstoffene og eventuelle tilsetningsstoffer samt fremgangsmåtepara-metrene, såsom temperatur og trykk, kan egenskapene til formlegemet ifølge oppfinnelsen varieres innenfor vide grenser. Til dette hører blant annet hastigheten for den biologiske nedbrytning, som ved anvendelse av langsomt nedbrytbare stoffer, sogar kan forsinkes i forhold til trevirket. Men også formdelenes spesifikke vekt kan varieres i et bredt område. Denne går fra meget liten belastning (densitet 0,2 t/m<3>),, til en fullstendig belastet trematriks med ca. 1,5 t/m<3>). En effekt som ofte er ønske-lig, fremfor alt hos myktredeler-, er den drastiske økning av overflatehardheten ved innleiring av stoffet ifølge oppfinnelsen i trematriksen, slik at tresorter som av natur er myke også er egnet til høyverdige gulv.

For å imøtegå ulempen med den lette oppslambarhet for tredelene som er lastet med harpikser, vokser og eventuelt oljer tilsettes det til behandlingssmelten flammehemmende midler, f.eks. ammoniumfosfat og sinkborat, hvorved glyserol kan funksjonere som løsningsformidler.

En mulig fremgangsmåte ville være fullstendig ned-dykking av den fortrinnsvis på forhånd evakuerte tredel i den smeltede substans og umiddelbar utøvelse av et overtrykk, noe som vesentlig hurtigere fører til det ønskede resultat med fullstendig og jevn fordeling av den termoplastiske substans i trematriksen. En ytterligere forbedring av impregneringsmetoden kan oppnås ved at formlegemet av trevirke forhåndstørkes, hvorved den flytende substans også suges inn i dypere tresjikt som tidligere var opptatt av vannmolekyler.

De således oppnådde formstykker lar seg bearbeide som trevirke, med den ytterligere egenskap av termoplastisk formbarhet, selv om de fremdeles kan destrueres som følge av den biologiske nedbrytbarhet.

For de ferdige, eventuelt termoplastisk etterformede deler står et ytterligere anvendelsesområde åpent. Til anvendelsesområdene emballering, møbelfremstilling, gulv, fartøys- og trebygging, interiørutbygging, leketøy kan det tilføres vilkårlig mange eksempler.

Eksempel 1

En 120 mm lang, 80 mm bred og 25 mm tykk plate av myktre med densitet på 420 kg/m<3> ble oppvarmet til 150°C og neddykket i et smeltet, 150°C varmt, lavmolekylært poly-kaprolakton fra firmaet Union Carbide. Undertrykk ble ut-øvet i 15 minutter. Deretter ble platen uttatt av smeiten og i 30 minutter utsatt for et gasstrykk på 10 bar i et trykkammer for å la det polymere, biologisk nedbrytbare materiale trenge inn i de dypere tresjikt. Platen kan formes vedvarende ved 17 0°C, hvorved vanndamp virker under-støttende .

Eksempel 2

Tallharpiks ("Sacotan" 85 fra firmaet Krems Chemie, mykningstemperatur 80-85°C) ble smeltet i et åpent kar og brakt på en temperatur av 155°C. I denne varme harpikssmelte ble det innført deler av trevirke med lengden 250 mm, bredden 80 mm og tykkelsen 15 mm. Denne innføring fore-gikk i en perforert kurv som holder de enkelte deler av trevirke adskilt, slik at hele overflaten av hver trevirke-del blir omgitt av flytende harpiks, holder delene av trevirke under væskens overflate og uttaking av den varme harpikssmelte blir mulig.

Etter innbringingen av trevirkedelene begynte som følge av oppvarmingen fuktighet i trevirkedelene å fordampe og luft i disse å avvike. Denne prosess varte ca. 15 minutter mens temperaturen i harpiksløsningen ble holdt på 150°C. Deretter ble karet lukket, og det ble utøvet et gasstrykk på 9 bar, som skulle bringe harpiksen inn i dype tresjikt. Etter 1 times trykktid ble trykket avlastet, og de belastede trevirkedeler ble uttatt av harpiksen (125°C) som ennå var flytende. Mengden harpiks som ble opptatt under denne behandling kan bestemmes ved veiing av diffe-ranser .

Harpiksen hadde fordelt seg homogent i trematriksen. Trevirket var godt tilgjengelig for de klassiske trebe-arbeidelsesmetode. Fargeforandringene på grunn av tempera-turbelastning og harpiksinntrenging (forandring av lys-spredningen på grunn av oppfylling av hulrom) av trevirket er forskjellig avhengig av tresorten, kunne imidlertid fastslås for hver tresort. Den ferdigbehandlede tredel (høvlet) ble bedømt som svakt klebrig.

Ved innbringingen av det ovnstørkede trevirke som imidlertid fremdeles var beheftet med en restfuktighet på ca. 10% i harpikssmelten ble det iakttatt en viss oppskumming som var betinget av fordampning av restvannet og utdrivingen av den overskytende luft, hvorved oppskummingen ikke var ulik en "frityrprosess" i næringsmiddelindustrien. Dette forhold kan reduseres eller fjernes fullstendig dersom det, fortrinnsvis før tredelene neddykkes i harpikssmelten utøves et undertrykk i behandlingskaret og/eller dersom tredelene forvarmes.

Eksempel 3

Under bibehold av de vesentligste forsøksbetingelser ifølge eksempel 2 ble bare det anvendte trevirke forvarmet til 150°C før innbringingen i harpikssmelten. Dette bevirker på den ene side en fortørking av trevirket, og på den annen side er luften i trevirket avhengig av temperaturen unnsluppet.

Trevirket som er forbehandlet slik viste ingen eller bare svak oppskumming, og trykkbeholderen kunne lukkes umiddelbart etter innbringingen av trevirket. Frykten for at denne tørking skulle kunne redusere behandlingsmengden av harpiks kunne ikke bekreftes. De fastslåtte behandlings-mengder var nesten identisk med mengdene i eksempel 2.

Eksempel 4

For å minimalisere misfargingen av trevirket på grunn av varmebelastningen ble det anvendt en balsamharpiks som begynner å mykne ved 60-65°C og som ved 115°C oppviser en lav viskositet. Trevirket ble forbehandlet 1 time ved 115°C og innført i harpikssmelten av samme temperatur. En meget kort behandlingstid på bare 15 minutter, riktignok ved et trykk på 15 bar, reduserte misfargingen av trevirket tyde-lig. Behandlingsmengden med harpiks tilsvarte langt på vei dataene i eksempel 2. Litt ubehagelig var det riktignok at de harpiksbelastede tredeler også ved romtemperatur var litt klebrig, noe som sannsynligvis henger sammen med balsamharpiksens lave smeltepunkt.

Eksempel 5

Som negativt eksempel på teknikkens stilling ble tredelene som er beskrevet i eksempel 1 under lignende betingelser som i eksempel 2 belastet med utelukkende karnaubavoks eller med en montanvoks (smeltepunkt 75°C) fra firmaet Schlickum. Smeltetemperaturen var 155°C. Trevirket ble for-tørket i 60 minutter ved 130°C, og temperaturen ved uttakingen av trevirket var 120°C.

Mengden opptatt voks tilsvarte omtrent de mengder som ble fastslått for harpiksen. Ved oppvarmingsforsøk av de voksbehandlede trevirker kunne det imidlertid fra ca. 80°C iakttas en ubehagelig hurtig avgivelse av den flytende harpiks fra trematriksen.

Eksempel 6

For å minimalisere de varige ulemper med den rene voks- eller rene harpiksimpregnering av trevirket ble disse to materialer kombinert med hverandre. Overraskende er voksene og harpiksene ubegrenset forenlige med hverandre. De danner en felles, klar smelte som har et felles mykningspunkt. De kan heller ikke ved avkjøling skilles fra hverandre.

66% tallharpiks ("Sacotan" 85) og 34% montanvoks ("Iscoblend" 207 fra firmaet Schlickum) ble smeltet sammen og ga en mykningstemperatur på ca. 80°C. De øvrige betingelser for behandling av trevirket med denne kombinasjon tilsvarte de betingelser som er angitt i foregående eksempler. Behandlingsmengden kunne sammenlignes med de verdier som er angitt i tabellene i eksempel 2.

De derved oppnådde, behandlede trevirker kombinerte de positive egenskaper hos variantene som var behandlet med utelukkende harpiks eller utelukkende voks. De klebrige inntrykk hos trevirke som var behandlet med utelukkende harpiks kunne svekkes tilstrekkelig ved anvendelsen av harpiks. På den annen side er "utsmeltingen" hos trevirke som er behandlet med utelukkende voks ved temperaturøkning redusert på avgjørende måte.

Eksempel 7

For å akselerere den ufullstendige og langvarige oksidasjon av linoljen anvendes det harpikser respektivt metallsalter av forskjellige harpikssyrer samt andre tørre-stoffer for å bedre herdeegenskapene. Råstoffsammen-setningen til den biologisk nedbrytbare virkestoffblanding var 70% linolje, 14% sinkresinat, 15% kollofonium og 1% koboltoktoat. Den ble holdt oppvarmet på 150°C inntil det dannet seg en klar løsning. De øvrige betingelser ved behandlingen av trevirket tilsvarte de foregående forsøk.

Målet med denne råstoffblanding var å la råstoffene, som anvendes ved linoleumfremstilling, trenge inn i trematriksen mens de ennå er flytende, respektivt som termoplastiske stoffer, og derved å forbinde egenskapene til trevirke og linoleum med hverandre, respektivt faktisk å la linoleum dannes i trevirket.

Eksempel 8

En råstoffblanding bestående av 30% linolje, 15% sinkresinat, 15% kollofonium, 20% karnaubavoks og 19% biologisk nedbrytbar polyester ("Skygreen") og ca. 0,5% manganresinat ble holdt oppvarmet på 150°C, slik at det ble dannet en klar, men farget løsning. De øvrige behandlingsbetingelser tilsvarte betingelsene i eksempel 2. Råstoffkombinasjonen ga sluttprodukter med følgende egenskaper: Stadig videre tørring av linolje, også ved skade på treoverflaten.

Harpiks- og voksandelen bedrer trevirkets hardhet.

Voksandelen reduserer linoljens og harpiksens klebrig-het.

Polyesteren blir på grunn av sin makromolekylære struktur hovedsakelig værende på trevirkets overflate.

Trevirkene ble prøvet for sin Brinellhardhet vinkel-rett på fiberretningen i overensstemmelse med DIN EN 10003-1 og for sin bøyefasthet ifølge DIN 52186:

De behandlede trestykker ble anbrakt i en presse hvori det allerede lå pregeplater som var forvarmet til 140°C. Pressen ble lukket langsomt og holdt i 2 minutter på et presstrykk på 50 bar. De således etterformede deler hadde et 2 mm dypt innpreget vaffelmønster med ikke ødelagt, lukket overflate og uskadete kanter. Trevirke som er formet termoplastisk på denne måte kan f.eks. anvendes som trappe-belegg.

Eksempel 9

For å bedre inntrengningen av polyesteren og for å oppnå muligheten for behandling av også lange trestykker ble tredelenes overflate kort tid før innføringen i de smeltede råstoffer perforert med meget fine nåler til en dybde på ca. 3 mm. Behandlingsbetingelsene og råstoff-sammensetningen tilsvarte de foregående eksempler. Inn-trengningsdybden, også av høymolekylære, termoplastiske virkestoffer, kan styres ved hjelp av den fineste perfo-rering. Perforeringen kan utføres slik at makroskopisk er ingen overflateskade synlig. Med denne mulighet kan behandlingen av trevirket også gjennomføres på vesentlig større tredimensjoner og også av trevirke som fra naturens side er vanskelig å behandle.

Eksempel 10

Dersom man vil belaste massivt trevirke fullstendig med termoplastiske virkestoffer evakueres delene av massivt trevirke før belastningen. Uten å oppheve undertrykket arbeides det slik som beskrevet i eksempel 9, idet smeiten som er beskrevet der innføres i den evakuerte belastnings-beholder. Deretter opprettholdes det ved 150°C et belast-ningstrykk på 9 bar i 1 time, hvorved smeiten fordeler seg særlig jevnt også i det indre av formlegemet.

Eksempel 11

Dersom man ikke vil belaste massivt trevirke kvantita-tivt, men bare modifisere celleveggene for fremfor alt å påvirke svelle- og krympebeteendet, men ikke endre hardheten vesentlig, går man frem på følgende måte: Betingelsene og råstoffblandingen tilsvarte samme som i eksempel 8. Det enda ubehandlede trevirke som er innbrakt i be-lastningsbeholderen påvirkes før innføringen av de smeltede virkestoffer i 15 minutter ved et lufttrykk på 4 bar, deretter arbeides det slik som i eksempel 8, men uten trykkav-lastning. Innpressingstrykket innstilles på 15 bar og opprettholdes i 100 minutter. "Forspenningen" av tredelene under trykk bevirker at etter avspenning presses også de flytende råstoffbestanddeler med ut som følge av at den komprimerte luft unnslipper, og derved hindres fylling av hulrommene. Utelukkende celleveggene belastes med sub-stansene. En senere plastisk omforming av delene av massivt trevirke kan derved gjennomføres enda lettvintere, særlig når bare overflaten skal utformes ved preging, altså ved fortrenging respektivt fortetting av bestemte partier.

Eksempel 12

Særlige foretrukket er også kombinasjonen av naturharpiks, voks og en biologisk nedbrytbar polyester, f.eks. i form av et polylaktid. Behandlingsmelten består av 65% "Erkazit" 415 (fra firmaet Kraemer), 25% "Isco-Blend" 231 (fra firmaet Schlikum) og 10% "EcoPLA" (fra firmaet Cargill). Behandlingsbetingelsene tilsvarer de foregående eksempler. Polylaktidet legger seg som et lukket overtrekk over treoverflaten med kun liten (2 mm) inntrengningsdybde.

Eksempel 13

Den såkalte fiksering av den "svelte" trestruktur ved fortrengningen av vannet og den samtidige innføring av termoplastiske virkestoffer i trevirkets cellestruktur gir et enda vesentligere redusert svelle- og krympebeteende. For å oppnå dette velges følgende fremgangsmåte: Tredelene kondisjoneres før innføringen i smeiten på slik måte at det såkalte fibermetningspunkt (vanninnhold avhengig av tresort mellom 12 og 20 vekt% vann) nås. Smeltens sammensetning tilsvarer samme i eksempel 9. Smeltetemperaturen utgjøre 140°C. Tredelene innføres hurtig i smeiten uten forhåndstemperering. Trykkbeholderen lukkes raskt uten at store mengder vanndamp kan unnslippe. Deretter utøves det straks et trykk på 6 bar. Dette noe lavere trykk velges på grunn av at trematriksen på grunn av nær-været av betydelige vannmengder lett ville kunne blitt mis-dannet (kollapser trevirket).

Etter 120 minutter uttas trevirket ved uforandret smeltetemperatur. Ved uttakingen iakttas en sterk ut-strømming av den overskytende luft, men fremfor alt av vanndampen. Som følge av fortrengningen av vannet som sam-tidig finner sted og erstatning med termoplastiske virkestoffer og fikseringen av svelletilstanden som følge av størkning kunne svelle- og krympebeteendet til alle testede tresorter (bøk, or, bjørk, ahorn) reduseres med minst 75%.

Claims (10)

1. Formlegeme av impregnert massivt trevirke, karakterisert ved at det er impregnert med minst én stort sett løsemiddelfri og termoplastisk substans eller blanding, som inneholder en biologisk nedbrytbar polymer, en naturharpiks og/eller en ester av høyere fettsyrer med flerverdige alkoholer og som er fast opptil 50°C, men er flytende over 80°C og ved en temperatur på mellom 115 og 155°C har en viskositet på under 20 dPa, hensiktsmessig under 10 dPa, særlig under 1 dPa.

2. Formlegeme i samsvar med krav 1, karakterisert ved at den biologisk nedbrytbare polymer stammer fra gruppen av følgende substanser: polyhydroksy-smørsyrer, polykaprolaktoner, polymelkesyrer, polyester på basis av dioler og dikarbonsyrer, polyamider, polyesteruretaner, kjemisk modifiserte naturlige polymerer, såsom f.eks. celluloseacetater.

3. Formlegeme i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at naturharpiksen stammer fra gruppen av følgende substanser: tallharpiks, dammar, kopal og balsamharpiks.

4. Formlegeme i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at fettsyreesteren stammer fra talloljeopparbeidelse til tallharpiks.

5. Formlegeme i samsvar med et-av de foregående krav, karakterisert ved at impregneringsmidlet dessuten inneholder en tørrende eller halvtørrende (herdende) olje, særlig blåst (foroksidert) linolje eller kinesisk treolje, eventuelt med tilsetning av et tørrestoff (sikkativ).

6. Formlegeme i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at impregneringsmidlet dessuten inneholder minst én av følgende substanser: vokser, særlig karnaubavoks, bivoks, montanvoks; lignin; høyere alkoholer; herdete eller modifiserte, animalsk og vegetabilsk fett, f.eks. hydrert plantefett og epoksiderte oljer; ullfett, talg; salter av forskjellige fettsyrer, såsom f.eks. stearinsyre, behensyre, laurinsyre; flammehemmende midler, eventuelt under tilsetning av et lite kvantum av en løsningsformidler, såsom f.eks. glyserol.

7. Formlegeme i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at impregneringsmidlet består av 10-60 vekt% naturharpiks, 10-40, fortrinnsvis 15-35 vekt% voks, 10-50, fortrinnsvis 20-40 vekt% tørrende olje, 0,25-20 vekt% tørrestoff, særlig kobolt-, sink- og manganresinater, -oktoater, -linoleater og -naftenater, samt 10-30, fortrinnsvis 15-25 vekt% av en biologisk nedbrytbar polymer.

8. Fremgangsmåte til fremstilling av et formlegeme ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at delen av trevirke, som eventuelt er forvarmet til en temperatur på 100-150°C, neddykkes i smeiten som dannet av impregneringsmidlet og oppbevares der i 10-120, fortrinnsvis 30-90 minutter, under trykk og temperatur, og deretter uttas av smeiten som eventuelt fjernes fra delens overflate, og at delen til slutt avkjøles.

9. Fremgangsmåte i samsvar med krav 8, karakterisert ved at smeiten med delen av trevirket settes under vakuum og/eller deretter bringes på et overtrykk på 1-100, særlig 2-20, bar.

10. Anvendelse av et formlegeme ifølge et av kravene 1-7 for fremstilling av termoplastisk formbare deler av massivt trevirke.