NO311246B1

NO311246B1 - Trepolymerkompositt, fremgangsmåte til fremstilling av trepolymerkompositten ved å impregnere tremateriale og/ellertrebasert materiale, og anvendelse derav

Info

Publication number: NO311246B1
Application number: NO20000251A
Authority: NO
Inventors: Marc Schneider
Original assignee: Marc Schneider
Priority date: 2000-01-18
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2001-11-05
Also published as: US6673395B2; US7056557B2; NO20000251L; NO20000251D0; US20040091727A1; US20010033922A1

Abstract

Oppfinnelsen angår en trepolymerkompositt, spesielt tre som er blitt impregnert med en blanding inneholdende polymeriserbare organiske forbindelser, og nærmere bestemt en fremgangsmåte til fremstilling av en trepolymerkompositt ved å impregnere tremateriale og/eller trebasert materiale med en blanding inneholdende polymeriserbare organiske forbindelser, og oppfinnelsen angir også anvendelser derav.

Description

Oppfinnelsen angår en trepolymerkompositt, spesielt tre som er blitt impregnert med en blanding inneholdende polymeriserbare organiske forbindelser, samt en fremgangsmåte til fremstilling av en trepolymerkompositt ved å impregnere tremateriale og/eller trebasert materiale med en blanding inneholdende polymeriserbare organiske forbindelser, og oppfinnelsen angår også anvendelse derav.

Trepolymerkompositter av denne kategorien er basert på polymerisering av en monomer i hulrommene av cellene (in situ). Den produserte polymeren er vanligvis en termoplast (lineær polymer). Monomerer som tilhører vinylmonomergruppen er de som vanligvis anvendes for dette formålet. De anvendte vinylmonomerene polymeriseres ved hjelp av radikal kjedepolymerisasjon. Vinylmonomerene er upolare, og vil derfor ikke svelle eller reagere med celleveggen av trematerialet. Noen fagfolk innen området hevder derfor at trepolymerprodukter av denne typen ikke er «virkelige» kompositter fordi det ikke er noen kjemisk binding mellom de to kombinerte materialene. Imidlertid er en høy grad av infiltrering og materiale for endrede fysikalske og mekaniske egenskaper, og bør derav defineres som en ny type materiale. Egenskaper som er betydelig øket er tetthet, hardhet, slitasje-bestandighet og elastisitetskoeffisient. Flytende vann og vanndampbevegelser i det nye materialet er betydelig redusert, spesielt langs kjernen. I tre er transport langs kjernen mange ganger større enn over kjernen, men i det nye materialet er de omtrent like. Fordi polymeren ikke reagerer med strukturen av celleveggene, er ikke de grunnleggende egenskapene til den treaktige cellen endret. Fordi porene til treet er blokkert av polymer, kan fuktigheten bare bevege seg inne i den uendrede treaktige celleveggen, i rom mellom celleveggen og polymeren i lumenet, eller i eventuelle sprekker som kan være i materialet. Tiden for fukting eller tørking av cellelumen trepolymerkompositter vil derfor være 10-20 ganger lengre enn for tre. Denne forsinkelsen er en fordel under skiftende omgivelser (spesielt et utslipp av flytende vann). På grunn av den lengre tiden og på grunn av at polymeren kan indusere en mekanisk svellebundethet, er dimensjonsstabiliteten til det nye materialet noe forbedret. Imidlertid kan dette føre til lokale spenninger i materialet, som kan resultere i mikrosprekker når materialet utsettes for ekstreme fuktighetsgradienter.

Monomerene som vanligvis benyttes for cellelumen trepolymerkompositt er metylmetakrylat og styren og umettede polyesteroligomerer, på grunn av stor tilførsel av disse kjemikaliene og derav deres lave kostnad, samt den relativt enkle metoden for å polymerisere dem. Negative aspekter for metylmetakrylatmonomer er dens betydelige krymping (opptil 25 %) under polymerisasjon og relativt høye damptrykk (den fordamper lett). Negative aspekter for styrenmonomer er dens høye damptrykk (den fordamper lett) og lett detekterbare lukt (lav luktterskel). Et negativt aspekt for polyesteroligomer er dens høyere viskositet som begrenser impregneringsmuligheter.

Monomerfordamping kan føre til lav fylling av overflater med monomer. Monomerkrymping kan føre til betydelig krymping og vridning av produkter under herding, og kan føre til hulrom mellom polymer og cellevegg. Ved å velge forskjellige typer av monomerer kan disse problemer reduseres.

Et problem med tidligere kjente kompositter av denne kategorien er at etter impregnering og herding fortsetter de å frigjøre vinylmonomerer som har en lett detekterbar lukt og som kan være irriterende og skadelig for helsen.

Andre problemer med tidligere kjente trepolymerkompositter er sprekking, vridning og fargeendring av materialene. Dette indikerer at temperaturer av herdefasen forårsaket av eksotermisk reaksjonsvarme må være høy, noe som resulterer i overkrymping og pyrolyseskade til tre. Problemet økes dramatisk med øket tverrsnittsstørrelse, og i den senere tid har dette begrenset størrelsen på materialet som kunne behandles på en vellykket måte.

Et annet problem med tidligere kjente trepolymerkompositter resulterer fra en kombinasjon av fuktighet i treet og herdevarmen. På grunn av den eksotermiske reaksjonsvarmen overskrider temperaturen, spesielt for større tverrsnitt, kokepunktet til vann. Dette fører til rask tørking, etterfulgt av vridning og sprekking i fuktig tre. Av denne grunn har vellykket behandling innen teknikkens stand generelt vært begrenset til tørr (6 % fuktighetsinnhold og mindre) tre.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et polymerimpregnert tre av høyere fuktighetsinnhold og som har forbedret hardhet, som også har lav lukt, og videre er lite sprekking observert i sluttproduktet, noe som således eliminerer de ovennevnte ulempene.

I alt vesentlig er formålet oppnådd ved anvendelse av et tremateriale som et startmateriale med et fuktighetsinnhold fra 3 % til 90 %, særlig fra 15 % til 35 %, spesielt fra 20 % til 30 %, og fortrinnsvis ca. 25 %, og å utsette startmaterialet for spesifikk polymeriserbare monomerformuleringer og impregnering og herdebetingelser.

Den spesifikke blandingen av polymeriserbare monomerer og additiver kombinert med en spesifikk herdetemperaturplan er viktig for å produser luktfrie materialer.

Når trepolymerkompositter fremstilles kan fuktighet være et problem, fordi reaksjonseksotermen fører til temperaturer over kokepunktet til vann i større tverrsnitt uansett oppvarmingsmetoden som anvendes. Rask dehydrering vil da oppstå. Dette fører til deformasjoner og sprekker.

Et vesentlig trekk ved den foreliggende oppfinnelsen er å anvende start-trematerialer med høyt fuktighetsinnhold. Det er ikke tidligere kjent å produsere trepolymerkompositter ved anvendelse av fuktig tre som startmaterialet.

Tre, omfattende billige typer og skrapmateriale, kan anvendes for å produsere edle treprodukter slik som imiteringsteak, mahogny, og andre, og også gi dem nye egenskaper som vannbestandighet og enklere og redusert vedlikeholdskrav. Siden monomerene som anvendes er fargeløse, kan farge tilsettes, og derved kan sluttproduktet være gjennomfarget.

Ifølge oppfinnelsen er en kombinasjon av flere initiatorer for treimpregnering ny.

For å oppnå fullstendig herding og lave emisjoner fra sluttproduktet er det funnet at en kombinasjon av initiatorer er nødvendig. Minst én lavtemperatur-initiator starter reaksjonen, minst en andre initiator (mellomtemperatur-initiator) fortsetter den og minst en tredje initiator (høytemperatur-initiator) avslutter den. I de fleste av disse kategorier kan alternative initiatorer anvendes, avhengig av reaksjonsbetingelsene, anleggssikkerhet, kostnad eller krav til sluttbruk.

Bruken av minst tre initiatorer bidrar til økning av omsetningsgraden, dvs. en mer effektiv omsetning fra monomer til polymer oppnås ifølge oppfinnelsen.

Ifølge den foreliggende oppfinnelsen oppnås det forannevnte og andre formål med et produkt, fremgangsmåte og anvendelse derav som beskrevet i patentkravene.

Ifølge et første aspekt av den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringes et trepolymerkompositt, som er kjennetegnet ved tre impregnert med polymeriserbare monomerer valgt fra en gruppe bestående av styren, metylstyren og tertiært butylstyren som har blitt polymerisert i treet, idet polymerisasjonen er initiert ved å anvende minst tre initiatorer i kombinasjon, monomerene er tverrbundet med divinylbenzen, etylenglykoldimetakrylat, 1,3-butylenglykoldimetakrylat, etylenglykoltrimetakrylat eller trimetylolpropantrimetakrylat og kompositten inneholder olje eller voks som en polymerisasjonsmoderator og vannavstøter for kompositten.

Ifølge et andre aspekt av den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte til fremstilling av en trepolymerkompositt ved å impregnere tremateriale og/eller trebasert materiale, som er kjennetegnet ved trinnene: anvendelse av trematerialet som har et fuktighetsinnhold på 15-35 % basert på vekten av trematerialet, impregnering av trematerialet med en sammensetning omfattende polymeriserbare monomerer, en tverrbinder og minst tre initiatorer i kombinasjon, og herding av det impregnerte trematerialet med varme til en temperatur som er tilstrekkelig for å polymerisere og tverrbinde monomerene.

Ifølge fremgangsmåten kan trematerialet impregneres under vakuum og/eller trematerialet kan impregneres under trykk. Videre kan det impregnerte trematerialet herdes i en varmluftsovn.

Ifølge et tredje aspekt av den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringes anvendelse av trepolymerkompositten som et dørtrinn, dørlaminat, gulv, håndtak, bygningsplank, palle, akustisk tre, utendørs møbel, innendørs møbel, containergulv, lekeapparat, benkeplate eller tømmer.

Tømmeret som anvendes kan være en jernbanesville, spesielt en miljøvennlig jernbanesville, og det kan også være en påle, spesielt en miljøvennlig påle.

De følgende eksemplene vil ytterligere illustrere oppfinnelsen.

BØKTØMMERE

Materialer og metoder

Seks bøk jernbanesviller ble anvendt for forsøket. Noen av disse ble kuttet til mindre prøver og noen ble behandlet hele.

Type tre: Bøk (Fagus sulvatika)

Dimensjonene av prøvene fra de seks bøk jernbanes villene var som følger:

Små prøver: 65x55x280 mm; 96 stykker;

Middels prøver: 55x145x800 mm; 12 stykker;

Store prøver: 240x145x800 mm; 3 stykker;

«Full skala»: 240x145x1700 mm; 3 stykker.

Tabell 1 viser tørr-tettheten og fuktighetsprofilen til jernbanesvillene som anvendt i forsøket. Som det kan ses i tabell 1 hadde svillene høyt fuktighetsinnhold. Det var også en stor variasjon i fuktighetsinnhold blant svillene og inn i hver enkelt sville. Hver av de seks delene i tabell 1 representerer et tverrsnitt av en enkelt sville. Det ble forventet at variasjoner i fuktighetsinnhold også ville finnes i lengderetningen til hver enkelt sville. Gjennomsnittlig tørr-tetthet av svillene var 663 kg/m<3> + 39 kg/m<3>.

Impregnering

For alle behandlingene ble det anvendt «full-cell» impregnering. Treproduktet ble plassert i en autoklav og et vakuum på fra 0,01 til 0,03 bar ble etablert for en bestemt tid (tv) før fylling av karet med et impregneringsfluid. Når fluidet var i ble atmosfærisk trykk på nytt etablert og deretter ble et overtrykk på ca. 7,5 bar produsert. Overtrykket ble opprettholdt ved en bestemt tid (tp).

Herding

All herding av monomer ble utført i en varmluftsovn med temperaturer på 70 og 140°C. Fordi ovnen hadde restvarme i varmeelementene, steg temperaturen til 80°C etter drift på flere timer ved en temperatur på 70°C. Ikke desto mindre er temperaturen for herdingen referert til som 70°C.

Fullstendige behandlinger og evalueringer derav

25 forskjellige behandlinger ble utført. Hver behandling ble variert hva angår størrelsen av trematerialene, blandingsforholdet av kjemikalier i blandingen, tid for vakuum og trykk under impregneringsprosessene, samt temperatur og tid for herdeprosessene. Fire trinn i testen ble utført. En kort beskrivelse og vurdering av disse er vist i det etterfølgende.

Trinn 1

Trinn 1 består av seksten forskjellige behandlinger av seks små prøver av hver enkelt behandling. En prøve fra hver sville ble anvendt at variasjon av trematerialene av de forskjellige behandlingene ble fordelt så jevnt som mulig. Disse seksten behandlingene var grunnlaget for evaluering av impregneringskvalitet, samt evaluering av kjemi og herdefullstendighet. Forskjellige tider for vakuum og trykk ble anvendt. Disse er oppsummert i tabell 2.

Behandlingene kan oppdeles i fire hovedgrupper; a: behandling 1-4, b: behandling 5-8, c: behandling 9-12, d: behandling 13-16.

Gruppe a

Gruppe a ble behandlet ved anvendelse av den første kjemiske formelen. Tid for vakuum var kort, 5-8 min. Tid for trykk ble variert innen 5-18 min. Tid for herding ved 70°C ble variert innen 3-6,5 h. Tid for etterherding ved 140°C var ca. 4 h. Omdannelsesnivået for disse behandlingene var lave, noe som således indikerte høy fordampning av monomer under herdeprosessen. Eksotermisk reaksjons varme ble ikke observert, noe som indikerte at polymerisasjonen ikke var fullstendig. Ingen lukt etter avsluttet herding ble gjenkjent, noe som indikerte svært lave verdier av restmonomer. Etter at prøvene tørket, krympet de. Tørkingen var heftig, så det produserte sprekker i materialene. Restfuktighet ble estimert til å være 0 %.

Gruppe b

Etter evaluering av gruppe a ble initiatorkonsentrasjonen i monomerblandingen økt. Dette var et forsøk for å starte herding tidligere. Tid for vakuum ble forlenget til 11-15 min. Tid for trykk ble variert innen 4-19 min. Tid for herding ved 70°C ble variert fra 6-10 h. Tid for etterherding ved 140°C var 6 h. Prøvene ble kjølt før etterherding. Under den lengre herdetiden ved 70°C ble eksotermisk reaksjonsvarme detektert. For behandlingstall 6, 7 og 8 ble dette observert etter 7 h hvor kjernetemperaturen til materialene overskred overflatetemperaturen til prøvene. Ingen lukt etter avsluttet etterherding ved 140°C ble gjenkjent. Fuktighets-reduksjon og sprekkdannelse var den samme som observert for gruppe a.

Gruppe c

Etter evaluering av gruppe b, ble herding ved 70°C uten etterherding utført. Den samme kjemiske formelen som for gruppe b ble anvendt. Tid for herding ved 70°C ble forlenget til 17-20 h for å observere når den eksotermiske reaksjonen skjedde og hvor høy kjernetemperaturen ble. Kjernetemperaturen overskred overflatetemperaturen etter 5-7 h med et maksimum etter 8,5-11 h. Tid for vakuum var noe redusert til 8,5-11 min. Tid for trykk ble variert innen 4,5-28 min. Måling ble utført etter herding ved 70°C. Lukten var «middels» etter herding ved 70°C. Dette indikerte restmonomerer som ikke har reagert. For å oppnå overenstemmende evaluering av polymeropptak, ble prøvene senere etterherdet ved 140°C, men dette er ikke rapportert i tabell 2.

Gruppe d

Etter evaluering av gruppe c, ble det bestemt å anvende en annen initiator i et forsøk på å starte polymerisering ved et tidlig trinn og eventuelt øke omdannelse. For denne gruppen ble målinger og evaluering gjort etter herding ved 70°C. Etterherding ved 140°C ble utført ved et senere trinn for å oppnå overenstemmende evaluering av polymeropptak og omdannelse. Tid for vakuum ble redusert til 5-12 min. Tid for trykk ble variert innen 0,5-4,5 min. Tid for herding ved 70°C ble variert fra 10-12 h. Dramatisk forkortelse av herdingsprosessen ble observert. Tiden til kjernetemperaturen overskred overflatetemperaturen og var ca. 2 h, og maksimaltemperaturen ble observert i henhold til 4,5-5 h. Dette hadde innvirkning på lukten etter behandling. Lukten ble klassifisert som-«lav» som indikerer en høy omdannelsesgrad. Beregnet omdannelse steg dramatisk fra 72 % for grupper a-c til 88 % for gruppe d. Den nye initiatoren var vellykket for å redusere reaksjonstiden og å øke omdannelsen.

Trinn 2

Trinn 2 består av tre enkelte behandlinger av sviller 1, 2 og 3. Detaljer er gitt i tabell 3, behandlingstall 17, 18 og 19.

Tid for vakuum ble variert innen 11-14,5 min., og tid for trykk ble variert innen 2,5-6,3 min. For de tre behandlingene stabiliserte temperaturen på ovnen seg ved 76-82°C. Dette ble holdt i 18 h. Prøvene hadde en sone ca. 4 mm dype på overflaten som hadde lavt polymerinnhold, noe som indikerte monomerfordamping.

Halvparten av alle prøvene i trinn 2 ble etterherdet ved 140°C i 20 h. Dette produserte større krymping, deformasjon og interne sprekker i materialene. I tillegg var kjernen mørkebrun som et resultat av den høye temperaturen under en slik lang tid. De interne sprekkene var ikke synlige ved overflaten. Sprekkene hadde den samme fremtoningen som de produsert ved tørking av tre ved anvendelse av betingelser som er for heftige. Etterherding resulterte i en restfuktighet på 0 %. Det er ikke mulig å notere noen lukt fra materialene og restmonomerer ble derfor ansett å være ved et svært lavt nivå. Dette demonstrerer at den kjemiske blandingen klart påvirker resultatet.

Trinn 3

Trinn 3 bestod av tre enkelte behandlinger av store prøver (full tverrsnitt) av sviller 1, 2 og 3. Detaljer er gitt i tabell 3, behandlingstall 20, 21 og 22. Tid for vakuum ble variert innen 5-7,5 min. For de tre behandlingene stabiliserte temperaturen på ovnen seg ved 84-88°C. Dette ble holdt i 19-22 h.

Trinn 4

Trinn 4 bestod av tre enkelte behandlinger av «full skala» prøver av sviller 4, 5 og 6. Detaljer er gitt i tabell 3, behandlingstall 23, 24 og 25. Tid for vakuum ble variert innen 18-23 min. og tid for trykk ble variert innen 8-9,5 min. For de tre behandlingene stabiliserte temperaturen på ovnen seg ved 86-88°C. Dette ble holdt i 19-23 h. Monomer og polymerfylling og % omdannelse av monomer til polymer Monomer og polymerfylling, og omdannelse for de forskjellige behandlingene er gitt i tabell 4, tabell 5 og tabell 6.

Hardhet av tre og trepolymerkompositten laget fra den er gitt i tabell 7.

FURUTØMMERE

Tretyper: Furu (Scots pine) ( Pinus sylvestris)

Materialer og metoder

Ti sviller ble mottatt og deres fuktighetsinnhold (MC) og kjerneved/splintved lokalisering ble kartlagt for hver sville. Hver sville ble veid like før impregnering, etter impregnering og etter herding. MC ble målt ved å kutte kjerner, atskille dem til inkrementer, veiing av hver inkrement, ovnstørking av inkrementene og veiing av dem på nytt. Denne metoden ga MC ved forskjellige posisjoner inn i hver sville.

Impregnering ble utført på alle sviller ved anvendelse av vakuum i en halv time, innslipp av monomer og deretter trykk på 5,3 bar. Trykktid for sviller 1, 4 og 9 var en halv time, for 2, 5, 6, 7 og 10 var den 1 time og for sville 8 var trykktiden 3 timer.

Herding ble utført i et kammer 300 mm større i alle dimensjoner enn en enkelt sville. Temperaturen i herdekammeret, overflaten til svillen og ved steder inne i svillen ble det målt ettersom herding fant sted. Sviller ble behandlet og herdet hver for seg, unntatt for de siste to, som ble behandlet samme gjennom hele prosessen. Siden nokså heftig intern overflatesprekking skjedde i splintveddelen til noen av de første få behandlede svillene, ble herdetemperaturen kontrollert i noen påfølgende sviller for å forsøke å redusere denne overflatesprekking.

Etter herding ble tverr seksjoner kuttet fra hver sville på steder hvor temperaturen

hadde blitt målt, og polymerinnhold ble fastslått for seksjonen. MC av kjerneveden ble også målt ved den tiden ved anvendelse av kjerner. En sville ble saget på langs og tettheter ble målt sekvensielt i splintved, ytter-kjerneved og inner-kjerneved for 1 m langs lengden.

Prøver 50 mm kvadratisk i tverrsnitt og 150 mm lange ble fremstilt fra ubehandlet splintved og kjerneved fra behandlet kjerneved, og fra behandlet splintved med og uten intern overflatesprekking. De ble fylt vinkelrett med kjernen, parallelt med årringene (tangentialt), som er den samme retningen en skinneplate ville fylle dem. Testmaskinen registrerte fylling og forsyning (målt ved LVDT) i en datalogger. Arealet var 50 mm x 50 mm, i senteret av prøven.

Fullstendige behandlinger og evalueringer derav

MC like før behandling

Fuktighetsinnholdene bestemt ved behandlingstiden er gitt i tabell 8.

Splintvedpenetrering med monomer i alle svillene unntatt nr. 1 var bra på grunn av deres MC var i det behandlingsvillige området. Splintvedpenetrering i sville nr. 1 var begrenset til det tørre skallet, idet det våtere splintved ikke penetrerte. Likevel var totalt opptak lik de andre svillene.

Herdingskvalitet

Alle svillene herdet og det var praktisk talt ingen lukt etter kjøling til romtemperatur. Allerede bestående overflatesprekker ekspanderte svært lite og ingen nye sprekker fremkom.

Monomer i kjerneved herdet. Dette ble bestemt ved mangel på lukt og hardhets-verdier ekvivalent med trepolymerkompositter, og ikke de lavere verdiene av ubehandlet tre.

Interne overflatesprekker i splintved ble minimalisert når herdetemperaturen var moderat og når fuktighetsinnhold og splintveddybde var lavere. Effekten av herdetemperatur er vist i tabell 9.

Svilleutseende var bra og de var rene og i stand til å lett kunne håndteres uten hudbeskyttelse.

Monomer og polymerfylling

Tabell 10 oppsummerer fylleresultatene.

Gjennomsnittlig monomerfylling av de ni svillene var ca. 22 kg. Vekttapet under herding var ca. 2 kg pr. sville eller ca. 9 % av monomervekten. Siden høye temperaturer, noe over kokepunktet i vann, ble nådd under herding, må noe av vekttapet være vann. Således er 2 kg vekttapet fra en sville delvis vann og delvis monomer. Hvis alt var monomertap, ville en annen måte å uttrykke dette på være at omdannelsen av monomer til polymer var 91 %, som er noe høyere enn det for den beste bøysvillebehandlingen.

Fylling av splintved, kjerneved og forskjellige steder og MCer Polymerfylling for forskjellige deler av svillene ble beregnet fra tetthetsmålinger gjort fra stykker kuttet fra dem. Nesten alt tilgjengelig rom ble fylt med polymer i splintved, noe som ga tettheter noe større enn 1 g/cc (gjennomsnittelig 1,03 g/cc). Kjernevedfylling var størst nær svilleender og rundt sprekker, og sank med avstanden fra svilleenden, og ble null ca. 30 cm fra enden. Polymer i kjerneved var oftest i sen-tre og maksimale fyllinger var nesten 50 % av tilgjengelig rom (gjennomsnittlig tetthet på 0,72 g/cc).

Ethvert splintved under ca. 30 % MC oppførte seg bra og alt kjerneved MC-var egnet for behandling når svillene var mottatt.

Kvalitet

Det var overflatesprekker tilstede før behandling. Disse ble utvidet noe under behandling. Splintved krympet noe mer enn kjerneved, og produserte noe avrundede (2-3 mm) overflater. Det skjedde ikke noe vridning. Svilleutseende var bra.

Kompresjonsstyrke og stivhet

Verdiene av ubehandlede og behandlede sviller er angitt i tabell 11.

Siden stivhet (MOE) og flytespenning (fylling hvorved materialet begynner å presses) er oftest bestemt ved tidlig-treegenskaper når fylling er i dens tangentiale retning, og siden kjerneved WPC-polymer er oftest funnet i sen-tre, er det forventet at kjerneved WPC-egenskaper vil være lik det ubehandlede treet som er indikert i tabellen. Den høye fyllingen av splintved WPC (reflektert i høye tettheter) økte styrke og stivhet i betydelig grad. Splintvedflytespenning og MOE-verdier er omtrent det samme som verdier for behandlede hardtre som bjørk.

Disse resultatene indikerer at bestandigheten mot trykkfylling og mekanisk slitasje bør være merkbart bedre i WPC-sviller enn i tre som den ble laget fra.

Claims

1. Trepolymerkompositt, karakterisert ved tre impregnert med polymeriserbare monomerer valgt fra en gruppe bestående av styren, metylstyren og tertiært butylstyren som har blitt polymerisert i treet, idet polymerisasjonen er initiert ved å anvende minst tre initiatorer i kombinasjon, monomerene er tverrbundet med divinylbenzen, etylenglykoldimetakrylat, 1,3-butylenglykoldimetakrylat, etylenglykoltrimetakrylat eller trimetylolpropantrimetakrylat og kompositten inneholder olje eller voks som en polymerisasjonsmoderator og vannavstøter for kompositten.

2. Trepolymerkompisitt som angitt i krav 1, karakterisert ved at monomerene er en kombinasjon av styren, metylstyren og tertiært butylstyren.

3. Trepolymerkompositt som angitt i krav 1, karakterisert ved at de tre initiatorene er minst én lavtemperatur-initiator valgt fra gruppen bestående av 2,2'-azobis (2-metyl-butannitril), benzpylperoksid, 2,2'-azobis (2,4-dimetyl-pentannitril) og 2,2'-azobis (2-metyl-propannitril), minst én mellomtemperatur-initiator av l,l'-azobis (sykloheksan-karbonitril), og minst én høytemperatur-initiator valgt fra gruppen bestående av tertiært butylperbenzoat og di-tertiært butylperoksid.

4. Trepolymerkompositt som angitt i krav 1, karakterisert ved at de polymeriserbare monomerene tilstede i kompositten som polymeriserte monomerer er fordelt over det hele av kompositten, eller innenfor et skall som strekker seg fra en dybde på 2 mm under ytteroverflat-ene av kompositten til en dypere dybde.

5. Trepolymerkompositt som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at kompositten inneholdende de polymeriserte monomerene har en tetthet på fra 0,8 g/cc til 1,2 g/cc.

6. Trepolymerkompositt som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat kompositten før den er impregnert med de polymeriserbare monomerene har et gjennomsnittlig fuktighetsinnhold på 3-90 %, og som etter å ha blitt impregnert med de polymeriserbare monomerene har et gjennomsnittlig fuktighetsinnholdet på 0-50 %.

7. Trepolymerkompositt som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at kompositten er en rund, saget eller laminert tretømmer.

8. Trepolymerkompositt som angitt i krav 7, karakterisert ved at tømmeret er en jernbanesville, spesielt en miljøvennlig jernbanesville.

9. Trepolymerkompositt som angitt i krav 7, karakterisert ved at tømmeret er en påle, spesielt en miljøvennlig påle.

10. Fremgangsmåte til fremstilling av en trepolymerkompositt ved å impregnere et tremateriale og/eller trebasert materiale, karakterisert ved trinnene: anvendelse av trematerialet som har et fuktighetsinnhold på 15-35 % basert på vekten av trematerialet, impregnering av trematerialet med en sammensetning omfattende polymeriserbare monomerer, en tverrbinder og minst tre initiatorer i kombinasjon, og herding av det impregnerte trematerialet med varme til en temperatur som er tilstrekkelig for å polymerisere og tverrbinde monomerene.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at trematerialet impregneres under vakuum.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert vedat trematerialet impregneres under trykk.

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at det impregnerte trematerialet herdes i en varmluftsovn.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at fuktighetsinnholdet er ca. 25 %.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 13, karakterisert ved at herdingen skjer i en varmluftsovn og temperaturen i varmluftsovnen er på 70-140°C, fortrinnsvis er temperaturen ca. 70°C.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at de polymeriserbare monomerene er valgt fra gruppen bestående av styren, metylstyren og tertiært butylstyren.

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at tverrbinderen er divinylbenzen, etylenglykoldimetakrylat, 1,3-butylenglykoldimetakrylat, etylenglykoltrimetakrylat eller trimetylolpropantrimetakrylat.

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at polymeriseringen initieres med minst tre initiatorer valgt fra lav, mellom og høytemperatur-initiatorer, minst én lavtemperatur-initiator er valgt fra gruppen bestående av 2,2'-azobis (2-metyl-butannitril), benzoyl-peroksid, 2,2'-azobis (2,4-dimetyl-pentannitril) og 2,2'-azobis (2-metyl-propan-nitril), minst én mellomtemperatur-initiator av l,l'-azobis (sykloheksan-karbo-nitril), og minst én høytemperatur-initiator er valgt fra gruppen bestående av tertiært butylperbenzoat og di-tertiært butylperoksid.

19. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at impregneringstiden er på 35-45 min.

20. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at herdetiden er på 7-25 h.

21. Fremgangsmåte som angitt i krav 17, karakterisert ved at herdetiden er ca. 20 h.

22. Anvendelse av trepolymerkompositt som angitt i hvilke som helst av krav 1-9 eller som fremstilt som angitt i hvilke som helst av krav 10-21, som et dørtrinn, dørlaminat, gulv, håndtak, bygningsplank, palle, akustisk tre, utendørs møbel, innendørs møbel, containergulv, lekeapparat, benkeplate eller tømmer.

23. Anvendelse som angitt i krav 22, hvor tømmeret er en jernbanesville, spesielt en miljøvennlig jernbanesville.

24. Anvendelse som angitt i krav 23, hvor tømmeret er en påle, spesielt en miljøvennlig påle.