NO754319L

NO754319L -

Info

Publication number: NO754319L
Application number: NO754319A
Authority: NO
Inventors: G R Haywood; A D Plumstead; P Worthy
Original assignee: Plastic Research Lab Limited
Priority date: 1974-12-24
Filing date: 1975-12-19
Publication date: 1976-06-25
Also published as: IE42223B1; GB1505833A; IE42223L; DK580675A; IT1051971B; AU8781875A; SE7514521L; BR7508586A; LU74089A1; BE837086A; FI753646A; JPS5192879A; FR2295834A1; DE2558407A1; NL7514979A

Description

Tre. substitutt og fremstilling av detteThree. substitute and production thereof

Foreliggende oppfinne Ise 'angår, et tresubstitutt og en fremgangsmåte,ved fremstilling av dette. The present invention Ise 'concerns, a wood substitute and a method for producing this.

Prisen på praktisk talt al,le typer av naturlig tre og tommer, så også slike substitutter som kryssfinér og mobelplater er oket betydelig i den siste tid, og de er blitt stadig vanske-ligere å oppnå. The price of practically all types of natural wood and inches, including such substitutes as plywood and furniture boards, has increased significantly in recent times, and they have become increasingly difficult to obtain.

Foreliggende oppfinnelse angår et tresubstitutt som ikke er beheftet med disse ulemper og som gjor bruk av naturlige, organiske fibermaterialer i forbindelse med syntetiske harpikser. Oppfinnelsen angår et tresubstitutt omfattende en masse av naturlige, organiske fibre bundet sammen av en termoherdende harpiks, hvor i det minste enkelte av.fibrene er blitt fysikalsk orientert for de er bundet sammen og som har en minimumslengde på 2,54 cm. The present invention relates to a wood substitute which is not affected by these disadvantages and which makes use of natural, organic fiber materials in connection with synthetic resins. The invention relates to a wood substitute comprising a mass of natural, organic fibers bound together by a thermosetting resin, where at least some of the fibers have been physically oriented because they are bound together and which have a minimum length of 2.54 cm.

Oppfinnelsen angår videre en fremgangsmåte for fremstilling av et tresubstitutt, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at i det minste enkelte av fibrene i en masse av naturlige, organiske fibre med en minimum lengde på 2,54 cm orienteres fysikalsk, en uherdet termoherdende harpiks påfores på de i det minste delvis orienterte fibre, harpiksen på fibrene forherdes, og det forherdede materiale stopes og herdes. The invention further relates to a method for producing a wood substitute, which method is characterized in that at least some of the fibers in a mass of natural, organic fibers with a minimum length of 2.54 cm are physically oriented, an uncured thermosetting resin is applied to the at least partially oriented fibers, the resin on the fibers is cured, and the cured material is stopped and cured.

De naturlige, organiske fibre, som enkelte ganger angis som vegetabilske fibre, i tresubstituttet skal være i det minste delvis orientert for harpiksen påfores. Orienteringen av fibrene gir tresubstituttet retningsstyrke og struktur, hvilke egenskaper begge finnes i naturlige tresorter, og gir tresubstituttet et utseende som kan være bemerkelsesverdig lik det naturlige tre og estetisk tiltalende. Jo hoyeré graden av orientering er, desto bedre er tresubstituttets styrke. Tresubstituttene fremstillet ifolge foreliggende oppfinnelse kan fremstilles med den hensikt å simulere utseendet og de fysikalske egenskaper til et stort antall naturlige tresorter, varierende fra meget sterke, hårde tresorter, til myke tresorter med lav styrke, samtidig som der tilveiebringes alternativer til slike alminnelig tilgjengelige produkter som kryssfinér. I praksis kan tresubstitutter tilveiebringes til en rimelig pris, og som har fysikalske egenskaper som ér like gode eller som er bedre enn de fysikalske- egenskaper til mange vanlige hårde tresorter. The natural, organic fibres, which are sometimes referred to as vegetable fibres, in the wood substitute must be at least partially oriented for the resin to be applied. The orientation of the fibers gives the wood substitute directional strength and structure, both properties found in natural woods, and gives the wood substitute an appearance that can be remarkably similar to natural wood and aesthetically pleasing. The higher the degree of orientation, the better the strength of the wood substitute. The wood substitutes produced according to the present invention can be produced with the intention of simulating the appearance and physical properties of a large number of natural woods, varying from very strong, hard woods, to soft woods with low strength, while providing alternatives to such commonly available products as plywood. In practice, wood substitutes can be provided at a reasonable price, and which have physical properties that are as good as or better than the physical properties of many common hard woods.

De anvendte fibre er naturlige, organiske materialer som er ålment tilgjengelige enten som naturlige råmaterialer eller som avfallsstoffer. Det er spesielt foretrukket å anvende jute eller sisal i form av avfall eller i naturlig form, enten hver for seg eller i kombinasjon. ■Jutékutt eller kardeavfall og sisalavfall er lett tilgjengelige, billige materialer som er ålment tilgjengelige i balleform. Andre organiske fibermateria ler som kan anvendes innbefatter avfallsrep, ballegarn, hyssing, manila, lin, hamp, chinagress, halm eller bark. Disse materialer er lett tilgjengelige i betydelige mengder og gir tresubstitutter med egenskaper, innbefattet utseende, som ligner naturlige tresorters egenskaper. De anvendte fibre for fremstilling av tresubstituttet kan også om-fatte, en mindre mengde uorganiske fibre, f.eks. glass eller sten-ull, glassfiberavfall og asbest, hvori de naturlige, organiske fibre anvendes i overveiende del for å bibringe den nodvendige trelignende karakter ti 1 tresubstituttet. The fibers used are natural, organic materials that are widely available either as natural raw materials or as waste materials. It is particularly preferred to use jute or sisal in the form of waste or in natural form, either individually or in combination. ■Jute offcuts or card waste and sisal waste are readily available, cheap materials that are widely available in bale form. Other organic fiber materials that can be used include waste rope, bale twine, twine, manila, flax, hemp, china grass, straw or bark. These materials are readily available in significant quantities and provide wood substitutes with properties, including appearance, that resemble those of natural woods. The fibers used for the production of the wood substitute can also include a small amount of inorganic fibres, e.g. glass or rock wool, glass fiber waste and asbestos, in which the natural, organic fibers are predominantly used to impart the necessary wood-like character to the wood substitute.

Fibrene kan orienteres efter kjente metoder innen tek-stilfaget, f.eks. ved karding eller kjemming. Elektrostatiske orientering sme.t oder kan også anvendes. The fibers can be oriented according to known methods in the technical field, e.g. by carding or combing. Electrostatic orientation sme.t oder can also be used.

De i det minste delvis orienterte fibre limes • fortrinsvis kjemisk for den uherdede harpiks påfores. Egnede lim-: ingsmidler er stivelse, naturlige eller syntetiske vokser eller syntetiske liminvgsmateria ler slik som kationiske ketendimer.-emulsjoner. Limingen av fibrene tjener til å forsegle eller lime dem for den uherdede harpiks påfores og forhindrer overdreven har-piksoppsamling og forbedrer de trelignende egenskaper til det fer-dige produkt. The at least partially oriented fibers are glued • preferably chemically for the uncured resin is applied. Suitable adhesives are starch, natural or synthetic waxes or synthetic adhesive materials such as cationic ketene dimer emulsions. The bonding of the fibers serves to seal or glue them before the uncured resin is applied and prevents excessive resin build-up and improves the wood-like properties of the finished product.

Den termoherdende harpiks som anvendes til å fremstille tresubstituttet er fortrinsvis en fenolharpiks, dvs. et kondensa-sjonsprodukt av en fenolisk forbindelse og aldehyd, f .eks . en fenol-formaldehydharpiks, cresol-formaldehydharpiks eller resorcinol- formaldehydharpiks, eller en aminharpiks, dvs. et kondensasjons-produkt av et amin og et aldehyd, slik som urea-formaldehydharpiks eller en melamin-formaldehydharpiks. Termoherdende harpikser in-neholdende en naturlig harpiksbestanddel slik som lignin kan også anvendes.. Når der anvendes termoherdende harpikser som gjennomgår suksessive herd.etrin, slik som fen olharpikser, foretrekkes der å påfore den- syntetiske harpiks som en trin A harpiks til de orienterte organiske fibre, for å forherde harpiksen til en trin B harpiks efter forst å ha fjernet så meget som mulig av trin A harpiksen som ikke lett forblir på, overflaten til de orienterte fibre, og å herde harpiksen til en' endelig trin C harpiks under forhoyet temperatur og trykk under stopeoperasjonen. Forherdingstrinnet tjener til å feste harpiksen tett til de orienterte fibre og å unngå unodvendig tap under stopeoperasjonen. The thermosetting resin used to produce the wood substitute is preferably a phenolic resin, i.e. a condensation product of a phenolic compound and aldehyde, e.g. a phenol-formaldehyde resin, cresol-formaldehyde resin or resorcinol-formaldehyde resin, or an amine resin, i.e. a condensation product of an amine and an aldehyde, such as urea-formaldehyde resin or a melamine-formaldehyde resin. Thermosetting resins containing a natural resin component such as lignin can also be used. When thermosetting resins that undergo successive curing steps, such as phenolic resins, are used, it is preferred to apply the synthetic resin as a stage A resin to the oriented organic fibers, to precure the resin to a stage B resin after first removing as much as possible of the stage A resin that does not readily remain on the surface of the oriented fibers, and to cure the resin to a final stage C resin under elevated temperature and press during the stop operation. The pre-curing step serves to adhere the resin tightly to the oriented fibers and to avoid unnecessary loss during the stopping operation.

Fremstillingen av tresubstituttet ifolge oppfinnelsen kan være kontinuerlig eller satsvis. Hvis en kontinuerlig metode anvendes, kan lange lengder, eller planker av tresubstitutt fremstilles under anvendelse av en kontinuerlig pressoperasjon slik som beskrevet i britisk patentskrift nr. 1.046.246. The production of the wood substitute according to the invention can be continuous or batchwise. If a continuous method is used, long lengths or planks of wood substitute can be produced using a continuous pressing operation as described in British Patent No. 1,046,246.

En foretrukken fremgangsmåte ifolge oppfinnelsen for fremstilling av et tresubstitutt vil i det efterfSigende, bli beskrevet mer detaljert: En masse av fibrene, f.eks. en balle, forbehandles hensiktsmessig ved karding for å losne eller separere fibrene. Hvis fibrene bare er tilgjengelige i lange lengder, kan de derefter kuttes til en onsket lengde som ikke skal være under 2,54 cm, fortrinsvis ikke under 5,1 cm. Fortrinsvis er fibrene fra 22,9 til 45,8 cm lange, da de da bibringer gode retningsegenskaper til tresubstituttet og(kan lett orienteres. De forbehandlede fibre underkastes derefte\r fortrinsvis en kardeoperasjon, f.eks. ved anvendelse av en grov kardemaskin for å oppnå den onskede grad av orientering. Når det er onskelig å oppnå et tresubstitutt med hbyere styrke, lignende en. hård tresort, formes de organiske fibre hensiktsmessig til flis hvori ca. 70 - 75 % av fibrene er orientert i én retning. Når det dnskes å tilveiebringe et tresubstitutt med lavere styrke som ligner et mykt treslag, behover graden av orientering ikke være så hoy, og. kan være så lav som 50 %. Det vil forståes at forskjellige grader av tresubstitutter lett kan fremstilles av samme utgangsmateria ler ifolge oppfinnelsen bare ved anvendelse av forskjellig arrangement av fibrene. Således kan et hoykvalitets-kryssfinérsubstitutt med lik styrke i to retninger A preferred method according to the invention for producing a wood substitute will be described in more detail below: A mass of the fibers, e.g. a bale, is suitably pre-treated by carding to loosen or separate the fibres. If the fibers are only available in long lengths, they can then be cut to a desired length not less than 2.54 cm, preferably not less than 5.1 cm. Preferably, the fibers are from 22.9 to 45.8 cm long, as they then impart good directional properties to the wood substitute and can be easily oriented. The pre-treated fibers are then preferably subjected to a carding operation, for example using a coarse carding machine for to achieve the desired degree of orientation. When it is desired to achieve a wood substitute with higher strength, similar to a hardwood, the organic fibers are suitably formed into chips in which approximately 70 - 75% of the fibers are oriented in one direction. When If it is desired to provide a lower strength wood substitute that resembles a soft wood species, the degree of orientation need not be as high and can be as low as 50%. it will be understood that different grades of wood substitutes can easily be produced from the same starting materials according to the invention only by using different arrangements of the fibers. Thus, a high-quality plywood substitute with equal strength can be used in two directions

i rette vinkler overfor hverandre fremstilles ved laminering av oppå hverandre lagte lag omfattende fullt ut orienterte fibre på slik måte at retningen av orienteringen er i rette vinkler med hverandre i suksessive lag. Et laminat i hvilket fibrene i suksessive lag bare er delvis orientert, gir et kryssfinérsubstitutt av middels kvalitet. Et produkt omfattende en kjerne av delvis orienterte fibre og et overflatelag av fullt ut orienterte fibre gir et akseptabelt mykt tresubstitutt, mens et produkt i hvilket hovedsakelig alle fibre er orientert, vil gi et hårdtresubstitutt. at right angles to each other is produced by lamination of superimposed layers comprising fully oriented fibers in such a way that the direction of orientation is at right angles to each other in successive layers. A laminate in which the fibers in successive layers are only partially oriented provides a medium quality plywood substitute. A product comprising a core of partially oriented fibers and a surface layer of fully oriented fibers provides an acceptable softwood substitute, while a product in which substantially all fibers are oriented will provide a hardwood substitute.

Fibrene med den onskede grad av orientering limes fortrinsvis derefter og torkes for å<u>feste" limingsmidlet og fjerne overskudd av vann eller opplosningsmiddel. Tbrketemperaturen skal ikke overskride den temperatur ved. hvilken nedbrytning av fibrene finner sted. Generelt skal torketemperaturen være under 140°C, fortrinsvis under 120°C. The fibers with the desired degree of orientation are preferably then glued and dried to "fix" the sizing agent and remove excess water or solvent. The drying temperature should not exceed the temperature at which degradation of the fibers takes place. In general, the drying temperature should be below 140° C, preferably below 120°C.

De sorterte fibre behandles derefter med den termoherdende harpiks, fortrinsvis en trin A termoherdende harpiks, ved en hvilken som helst egnet metode, slik som impregnering i et bad, sproytning, vakuumimpregnering eller ved valsebelegning eller andre standardmetoder som anvendes innen den termoherdende harpiks-teknologi. The sorted fibers are then treated with the thermosetting resin, preferably a stage A thermosetting resin, by any suitable method, such as impregnation in a bath, spraying, vacuum impregnation or by roller coating or other standard methods used in thermosetting resin technology.

Harpiksen påfores hensiktsmessig i form av en oppløs-ning i et egnet opplosningsmiddel, f.eks. som en opplbsning inne-holdende 20 vekt% harpiks torrstoff og 80 vekt% ethanol. Overskudd av harpiks fjernes slik som ved klype-klemming, og overskudd av harpiks kan derefter resirkuleres. Harpiksen på fibrene skal der-, efter torkes og forherdes, når det gjelder termoherdende harpiks til en trin B harpiks, for å feste harpiksen tett til fibrene og å unngå unodvend.ig. tap under den ef terf olgende stopeoperas jon. Forherding kan utfores ved at de harpiksbelagte fibre tillates å lufttorke ved en varm omgivende temperatur for å tillate at opp-lbsningsmidlet fordamper og efterlater harpiksen i en'klebende tilstand. ved.dette trin er fuktighetsinnholdet i matrisen vik-tig. Hvis dette er for hoyt, vil matrisen krympe unodvendig ved stopning ved forhoyede temperaturer og trykk. Om nbdvendig kan fuktighetsinnholdet reduseres ved ytterligere torking., Det forherdede materiale kan om nodvendig derefter kuttes i oriskede lengder for å legges i en pressform. Mengden av-forherdet materiale inn-fort i formen vil selvsagt være slik at der tilveiebringes et pre-stopt produkt eller tresubstitutt som har de nodvendige dimensjo-ner og tetthet. Det forherdede materiale som innfores i pressfor-men presses og herdes derefter når det gjelder den termoherdende harpiks til. en trin C harpiks, hvor betingelsene ved presstopnings-operasjonen er egnet for den spesielle syntetiske harpiks som anvendes, men som vanligvis innbefatter trykk under 17,6 kg/cm 2og temperaturer lavere enn 135°C. Produktet fra presstopeoperasjonen kan derefter formbehandles, slik som sagning; om dette skulle være nodvendig. The resin is suitably applied in the form of a solution in a suitable solvent, e.g. as a solution containing 20% by weight resin dry matter and 80% by weight ethanol. Excess resin is removed as in pinch-clamping, and excess resin can then be recycled. The resin on the fibers must then be dried and pre-cured, in the case of thermosetting resin to a stage B resin, in order to attach the resin tightly to the fibers and to avoid unnecessary damage. loss during the following stop operation. Precuring can be accomplished by allowing the resin-coated fibers to air dry at a warm ambient temperature to allow the solvent to evaporate and leave the resin in a tacky state. at this stage, the moisture content of the matrix is important. If this is too high, the matrix will shrink unnecessarily when stopped at elevated temperatures and pressures. If necessary, the moisture content can be reduced by further drying., If necessary, the hardened material can then be cut into unrisked lengths to be placed in a press mould. The amount of pre-cured material fed into the form will of course be such that a pre-stop product or wood substitute is provided which has the necessary dimensions and density. The precured material which is introduced into the press mold is pressed and then cured in the case of the thermosetting resin. a stage C resin, where the conditions of the press stop operation are suitable for the particular synthetic resin used, but which usually include pressures below 17.6 kg/cm 2 and temperatures lower than 135°C. The product from the press top operation can then be shaped, such as sawing; if this should be necessary.

Forskjellige additiver kan inkorporeres i tresubstituttet for å modifisere dets egenskaper. således kan tresubstituttet myknes noe ved tilsetning av slike additiver som polyvinylacetat, gummier og læravfall. Disse additiver kan inkorporeres i en har-piksformulering eller innfores separat ved trinnet for påforing av harpiksen til de orienterte fibre. Various additives can be incorporated into the wood substitute to modify its properties. thus, the wood substitute can be softened somewhat by the addition of such additives as polyvinyl acetate, rubbers and leather waste. These additives can be incorporated into a resin formulation or introduced separately at the step of applying the resin to the oriented fibers.

Monstrede eller stopte overflater kan erholdes under anvendelse av hensiktsmessig formede stopeverktoy, mens flate tresubstitutter kan lamineres med naturlig finér eller kunstig overflatelag for å gi dekorative laminater. således er harpiksinnhol-det i tresubstituttet fremstillet ifolge oppfinnelsen slik at overflatefi Imer eller ark, slik som kraftpapir impregnert med en termoherdende harpiks slik som en fenolharpiks, vil lamineres ti 1-fredsstiIlende til tresubstituttet. Ved påforing av en slik over-flatefilm skal matrisen av orienterte fibre og forherdet harpiks fortrinsvis presses mellom rustfrie stålpréssplater, overflatene til det herdede tresubstitutt. sandblåses.og overflatefi Imen lamineres under egnede betingelser, f.eks. ikke mere en 17,6 kg/cm^ i minst 10 minutter ved 135°C, og derefter avkjoles under 90°C for det taes ut av pressen og sluttbehandles. Monstered or stopped surfaces can be obtained using appropriately shaped stop tools, while flat wood substitutes can be laminated with natural veneer or artificial surface layer to give decorative laminates. thus, the resin content in the wood substitute is produced according to the invention so that surface films or sheets, such as kraft paper impregnated with a thermosetting resin such as a phenolic resin, will be laminated ten 1-peacefully to the wood substitute. When applying such a surface film, the matrix of oriented fibers and pre-cured resin should preferably be pressed between stainless steel press plates, the surfaces of the cured wood substitute. sandblasted and the surface is laminated under suitable conditions, e.g. no more than 17.6 kg/cm^ for at least 10 minutes at 135°C, and then cooled below 90°C before it is removed from the press and finished.

Det stopte tresubstitutts tykkelse kan variere betydelig, fra O,16 cm opp til 5,1 cm, men der foretrekkes å stope i tykkelser på opp til 3,8 cm. Det resulterende tresubstitutts overflater kan sandslipes og behandles på den vanlige måte for naturlige tresorter med beis eller politur for å oppnå en hoykva- litetsoverflate. Tresubstitutter fremstillet ifolge foreliggende oppfinnelse er tilboyelig til å være hårdere enn naturlige tresorter, men kan maskinbehandles, sages og drilles som naturlige tresorter forutsatt at spissene på bearbeidelsesverktoyet herdes. Hvis nagle- eller skrukvaliteter Snskes, kan harpiksmatrisen myknes ved tilsetning av materialer slik som polyvinylacetat og gummier.- ° - The thickness of the stuffed wood substitute can vary considerably, from 0.16 cm up to 5.1 cm, but it is preferred to stuff in thicknesses of up to 3.8 cm. The surfaces of the resulting wood substitute can be sandblasted and treated in the usual way for natural woods with stain or polish to achieve a high-quality surface. Wood substitutes produced according to the present invention tend to be harder than natural woods, but can be machined, sawed and drilled like natural woods provided that the tips of the processing tool are hardened. If rivet or screw qualities are desired, the resin matrix can be softened by adding materials such as polyvinyl acetate and rubbers.- ° -

Andre mekaniske operasjoner som kan tilpasses under pro-, duksjonsforlopet for tresubstituttet innbefatter tilveiebringelse av en tvinning av en strimmel av orienterte fibre for å gi ytterligere styrke, og også dannelse av separate lag av forherdet materiale ved en preliminær presseoperasjon, hvilke lag anvendes til å bygge opp et laminat av flere slike lag hvori retningene av orientering av suksessive lag kan være forskjellig, og fortrinsvis er rettvinklet i forhold til hverandre, hvor laminatet derefter herdes og presses under tilveiebringelse av et produkt som er likt' ' kryssfinér. Other mechanical operations which can be adapted during the production process of the wood substitute include providing a twist of a strip of oriented fibers to provide additional strength, and also forming separate layers of hardened material by a preliminary pressing operation, which layers are used to build up a laminate of several such layers in which the directions of orientation of successive layers may be different, and preferably are at right angles to each other, where the laminate is then hardened and pressed to provide a product similar to plywood.

Tresubstitutter fremstillet ifolge foreliggende oppfinnelse har en hby bruddmodul og utviser et ytre utseende nær opp til naturlig tre. Tresubstituttenes fysikalske egenskaper bestem-mes i hoy grad av de■fysikalske egenskaper til de naturlige, organiske fibre som anvendes ved fremstilling av disse, og av den grad til hvilken fibrene er orientert. Harpiksen bidrar relativt lite til tresubstituttets egenskaper, og i denne forbindelse skal der bemerkes at tresubstituttet omfatter bare en mindre del., vanligvis 5-30 vekt%, fortrinsvis 15 - 25 vekt% av harpiksen. Tresubstituttene er således fullstendig ulike forsterkede harpiksstrukturer. hvori harpiksen vanligvis er tilstede i en overveiende mengde.enkelte ganger så mepet som opp til 75 vekt% av den forsterkede har-piksstruktur. 1 tresubstituttene fremstillet ifolge foreliggende oppfinnelse dekker i begynnelsen harpiksen, i uherdet tilstand, fibrenes overflate, idet graden til hvilken harpiksen impregnerer fibrene er redusert ved liming, og dé individuelle fibre bindes derefter sammen ved herdning av harpiksen. Harpiksen binder således fibrene sammen heller enn at fibrene forsterker harpiksen. Wood substitutes produced according to the present invention have a high modulus of rupture and exhibit an external appearance close to natural wood. The physical properties of the wood substitutes are determined to a large extent by the physical properties of the natural, organic fibers used in their production, and by the degree to which the fibers are oriented. The resin contributes relatively little to the properties of the wood substitute, and in this connection it should be noted that the wood substitute comprises only a minor part, usually 5-30% by weight, preferably 15-25% by weight of the resin. The wood substitutes are thus completely different reinforced resin structures. in which the resin is usually present in a predominant amount, sometimes as much as up to 75% by weight of the reinforced resin structure. 1 the wood substitutes produced according to the present invention initially cover the resin, in an uncured state, the surface of the fibers, the degree to which the resin impregnates the fibers is reduced by gluing, and the individual fibers are then bonded together by curing the resin. The resin thus binds the fibers together rather than the fibers reinforcing the resin.

Betingelsene i stope- og herdetrinnet i fremgangsmåten . ifolge oppfinnelsen vil generelt vær* slik at der tilveiebringes et herdet produkt med egenskaper som gjor det egnet for anvendelse som tre eller tommersubstitutt. Typiske egenskaper for et.blott tresubstitutt er: en tetthet på o hoyst 880 kg/m 3, fortrinsvis hoyst 800 kg/m 3 , og en bruddmodul på o maksimalt 773 kg/cm<2>, og for et håo rdt tresubstitutt: en tetthet på 880 - 120Q kg/m 3, og en bruddmodul på o 1406 - 2110 kg/cm 2. Typiske bruddmodulverdier. for blote tresorter, slik som furu eller lerke, er fra 700 til 984 kg/cm . Tilsvarende har keruing hardved typisk en bruddmodul på 1265 kg/ cm 2, mens et tresubstitutt fremstillet av jute og med en tetthet på o 961 kg/m 3 har en bruddmodul på o 1877 kg/cm 2, og et tresubstitutt fremstillet av hyssing og med en tetthet på o 1153 kg/m 3 kan ha •en bruddmodul på fra" 1406 til. 2110 kg/cm<2>. The conditions in the stopping and hardening step of the method. according to the invention, it will generally be* such that a cured product is provided with properties that make it suitable for use as a wood or inch substitute. Typical properties for a mere wood substitute are: a density of o maximum 880 kg/m 3, preferably maximum 800 kg/m 3 , and a modulus of rupture of o maximum 773 kg/cm<2>, and for a heavy wood substitute: a density of 880 - 120Q kg/m 3, and a modulus of rupture of o 1406 - 2110 kg/cm 2. Typical modulus of rupture values. for bare wood species, such as pine or larch, is from 700 to 984 kg/cm . Correspondingly, keruing hardwood typically has a modulus of rupture of 1265 kg/cm 2, while a wood substitute made of jute and with a density of o 961 kg/m 3 has a modulus of rupture of o 1877 kg/cm 2, and a wood substitute made of twine and with a density of o 1153 kg/m 3 can have •a modulus of rupture of from" 1406 to. 2110 kg/cm<2>.

Den efterfolgende tabell gir en sammenligning mellom egenskapene til "keruing" og tresubstitutter ifolge oppfinnelsen: The following table provides a comparison between the properties of "keruing" and wood substitutes according to the invention:

(De angitte bruddmodulverdier ble erholdt ved tre-punktstesten utfort på prbvestykker som målte 300 mm x 20 mm x 20 mm. Prdvestykkene ble opplagret over et 280 mm spenn i tapper båret på ruller. En belastning ble påfort midtveis langs spennet ved en konstant hastighet. Be lastningsnedboyningen ble avmerket automatisk inntil et provestykke mislykkedes i å understotte en. tiendedel av den maksimale nedtegnede belastning eller avbbydes (The stated modulus of rupture values were obtained by the three-point test carried out on test pieces measuring 300 mm x 20 mm x 20 mm. The test pieces were stored over a 280 mm span in pins carried on rollers. A load was applied midway along the span at a constant speed. The load deflection was marked automatically until a specimen failed to support one-tenth of the maximum recorded load or was canceled

i in

mer enn 60 mm, uansett hva som skjedde forst).more than 60 mm, whichever occurred first).

Tresubstituttene ifolge oppfinnelsen er ventet å finne anvendelse i et stort antall anvendelsesområder, f.eks. som fasa-debekledning, gulvbelegg, panel, bjelker og belastningsbærende deler, dor- og vindusrammer og stbpegjenstander i slike industrier som bygningsindustrien, møbelindustrien, motorindustrien, skips-og luftfartsindustrien og forpakningsindustrien. The wood substitutes according to the invention are expected to find use in a large number of application areas, e.g. such as facade cladding, floor coverings, panels, beams and load-bearing parts, door and window frames and support items in such industries as the building industry, the furniture industry, the motor industry, the ship and aviation industry and the packaging industry.

Tresubstituttene ifolge oppfinnelsen er tilbøyelige til å svelle og deformere mindre enn naturlige tresorter og kan derfor anvendes innen mange områder hvor dimensjonsstabilitet er meget onskverdig, f. eks . som betongf orskaling og på andre bygningsområde,r . De har også meget god motstand overfor sjovann og kan erstatte ver-difulle hardtre,- slik som ek, i marine anvendelsesområder, f.eks., som erstatning for bolgebrytere. Når en fenolharpiks, anvendes, er tresubstituttet ifolge oppfinnelsen motstandsdyktig overfor angrep av f.eks. sopp, treorm, insekter eller termitter. Dette utgjor en ytterligere fordel i forhold til natutflig tommer som er særlig ut-satt for muggvekst og treormvekst. The wood substitutes according to the invention tend to swell and deform less than natural woods and can therefore be used in many areas where dimensional stability is very desirable, e.g. as concrete formwork and in other building areas, r . They also have very good resistance to seawater and can replace valuable hardwoods, such as oak, in marine applications, for example, as a replacement for breakwaters. When a phenolic resin is used, the wood substitute according to the invention is resistant to attack by e.g. fungus, woodworm, insects or termites. This constitutes a further advantage in relation to night-time inches, which are particularly exposed to mold growth and woodworm growth.

De efterfolgende eksempler tjener til å illustrere oppfinnelsen: The following examples serve to illustrate the invention:

Eksempe1 1Example 1 1

En mengde kardet jute ble dyppet i et harpiksbad innei-holdende 2 volumdeler CL 151/76 fenolharpiks til 1 del methylert alkohol. En mengde sisalhyssingavfa 11 kuttet i bunter ble separat dyppet i samme harpiksbad. Juten og sisal ble derefter fort gjennom et par stålklemvaIser for å presse ut overskytende harpiks, og derefter plasert på et utstrukket metalltrådnett mellom présspla-ter for å forherde fenolharpiksen til "B" tilstand. Den pressede jute- og sisaltråd var ca. 2 ganger så tung. som de torre materialer. En stålform med innsidemål på 48,3 x 45,8 cm ble derefter fyllt som folger: (1) 0,454 kg 48,3 cm's lengder av jute og forherdet harpiks ble lagvis lagt i formens bunn. (2) 4,99 kg 48,3 cm's lengder av sisaltråd og forherdet, harpiks ble derefter håndlagt så jevnt som mulig på jutelaget for å danne kjernen av den potensielle prove av tresubstitutt. (3) Ytterligere b,454 kg a 48,3 cm's lengder av jute og forherdet harpiks ble lagt på toppen av trådkjernen. A quantity of carded jute was dipped in a resin bath containing 2 parts by volume CL 151/76 phenolic resin to 1 part methylated alcohol. A quantity of sisal twine 11 cut into bundles was separately dipped in the same resin bath. The jute and sisal were then passed through a pair of steel squeegees to squeeze out excess resin, and then placed on a stretched metal wire mesh between press plates to harden the phenolic resin to the "B" state. The pressed jute and sisal thread was approx. 2 times as heavy. as the dry materials. A steel mold with inside dimensions of 48.3 x 45.8 cm was then filled as follows: (1) 0.454 kg 48.3 cm lengths of jute and hardened resin were layered in the bottom of the mold. (2) 4.99 kg 48.3 cm lengths of sisal wire and precured resin were then hand laid as evenly as possible on the jute layer to form the core of the potential sample of wood substitute. (3) Additional b.454 kg a 48.3 cm's lengths of jute and hardened resin were placed on top of the wire core.

Formen ble derefter lukket til sperreanordninger under dannelse av en 2,54 cm tykk stopeform, og prbven ble oppvarmet under trykk i 40 minutter ved 160°G. The mold was then closed to stoppers forming a 2.54 cm thick stop mold and the sample was heated under pressure for 40 minutes at 160°C.

En mengde harpiks ble presset ut fra formen under pres-singen og herdet på kantene og formens utside, hvilket antydet at utilstrekkelig harpiks var fjernet ved pressing. Imidlertid ble en sterk,trelignende plate tatt ut fra formen som målte 45,8 x 48,3 cm, og som hadde én midlere tykkelse på 2,14 cm og som veide noyaktig 4,54 kg. Dette representerer en tetthet på 945 kg/m 3. A quantity of resin was extruded from the mold during pressing and hardened on the edges and outside of the mold, indicating that insufficient resin had been removed by pressing. However, a strong wood-like board was removed from the mold measuring 18" x 18" and having an average thickness of 1" and weighing exactly 10 pounds. This represents a density of 945 kg/m 3.

Eksempel 2 Example 2

Når .eksempel 1 ble gjentatt, men formsperrene forskjovet til å gi en tynnere prove, ble der erholdt en trelignende plate med midlere tykkelse på 1,09 cm, som representerte en tetthet på 1144 kg/m3. When Example 1 was repeated, but the mold stops were shifted to give a thinner sample, a wood-like plate with an average thickness of 1.09 cm was obtained, which represented a density of 1144 kg/m 3 .

E k s ein pe 1 3E k s ein pe 1 3

En mengde kardet jute ble impregnert med harpiks, presset og harpiksen ble forherdet som beskrevet i eksempel 1. Et lag av 48,3 cm' s lengder av jute og forherdet harpiks ble plasert' i formens bunn. A quantity of carded jute was impregnated with resin, pressed and the resin was precured as described in Example 1. A layer of 48.3 cm lengths of jute and precured resin was placed in the bottom of the mold.

En mengde jutekardeavfa 11 ble fort.gjennom en "Masson" oppkutter (2,54 cm's sikt) for å losne og flokkulere denne og en mengde sisaltråd. 1,36 kg av den losnede jute og 1,36 kg av den oppkuttede tråd ble fort gjennom "Masson" oppkutteren ennu en gang, men denne gang i like mengder for å blande juten og tråden til en oppkuttet, sammensatt blanding. A quantity of jute cordage 11 was passed through a "Masson" cutter (2.54 cm's sieve) to loosen and flocculate this and a quantity of sisal thread. 1.36 kg of the loosened jute and 1.36 kg of the chopped thread were passed through the "Masson" cutter once more, but this time in equal amounts to mix the jute and thread into a chopped, composite mixture.

De 2,72 kg blandet jute og tråd ble derefter fyllt i en liten "Gardner" bå:>.dblander, og til blandingen ble tilsatt 500 g CS 52 pulverformig fenolharpiks i hvilken 600 g hexamin var innarr beidet på forhånd i morter. The 2.72 kg of mixed jute and thread was then filled into a small "Gardner" mixer, and to the mixture was added 500 g of CS 52 powdered phenolic resin in which 600 g of hexamine had been previously ground in a mortar.

Et lag av blandingen av oppkuttet tråd, oppkuttet juteA layer of the mixture of chopped thread, chopped jute

og pulverformig harpiks ble tilsatt til formen på toppen av laget av jute og forherdet harpiks. Et ytterligere lag jute og forherdet harpiks ble derefter plasert på toppen for å danne toppover-flaten. Formen ble derefter lukket til en 3,8 cm'.s sperre for å and powdered resin was added to the mold on top of the jute and hardened resin layer. A further layer of jute and hardened resin was then placed on top to form the top surface. The mold was then closed to a 3.8 cm's barrier to

gi en prbvetykkélsé på 2,54 cm, og ble presset 25 minutter ved 160°C.. V give a sample thickness of 2.54 cm, and was pressed for 25 minutes at 160°C.. V

Den resulterende plate var et sterkt, trelignende mate-" riale på 45,8 x 48,3 cm med en midlere tykkelse på 2,47 cm. The resulting board was a strong, wood-like material measuring 18 by 18 inches with an average thickness of 1 inch.

Platen veiet 4,31 kg og hadde en tetthet på 798 kg/m . The plate weighed 4.31 kg and had a density of 798 kg/m.

Eksempe1 4Example 1 4

Efter å være blitt kardet ble mengder av fullt ut orienterte jutefibre og delvis orienterte juteoppkuttfibre med lengde på 15,2 til 30,5 cm limet i en 10 %'s opplosning av "Aquapel 3" After being carded, quantities of fully oriented jute fibers and partially oriented jute cut fibers 15.2 to 30.5 cm in length were glued in a 10% solution of "Aquapel 3"

(som er en kationisk ketendimeremulsjon fra Hercules Powder Co. Ltd.) og fullstendig torket ved en temperatur som ikke overskred 140°C. 3,18 kg delvi,s orientert limet jute og 0,57 kg fullstendig orientert limet jute ble belagt med en 20 %'s opplosning av fenol-formaldehydharpiks (kvalitet CL 151/76 fra Sterling Moulding Materials Ltd.), idet harpiksoverskudd'ble presset ut av klemvalser, og fibrene fikk torke ved en varm omgivende temperatur på 30°C for at opplosningsmidlet skulle få fordampe og efterlate uherdet harpiks i "kleb'e"-tilstand . De fullstendig orienterte fibre ble delt i to; den ene halvdel ble plasert i bunnen av en metallform, efterfulgt av hele mengden av de delvis orienterte fibre, hvorefter den annen halvdel av de fullstendig orienterte fibre ble plasert i samme retning-som den fbrste halvdel. Dette lagdelte materiale ble derefter presset 30 minutter ved 135°C og 17,6 kg/cm 2. (which is a cationic ketene dimer emulsion from Hercules Powder Co. Ltd.) and completely dried at a temperature not exceeding 140°C. 3.18 kg of partially oriented bonded jute and 0.57 kg of fully oriented bonded jute were coated with a 20% solution of phenol-formaldehyde resin (grade CL 151/76 from Sterling Molding Materials Ltd.), excess resin being pressed out of pinch rollers, and the fibers were allowed to dry at a warm ambient temperature of 30°C to allow the solvent to evaporate and leave uncured resin in a "sticky" state. The fully oriented fibers were split in half; one half was placed in the bottom of a metal mold, followed by the entire amount of the partially oriented fibers, after which the other half of the fully oriented fibers was placed in the same direction as the first half. This layered material was then pressed for 30 minutes at 135°C and 17.6 kg/cm 2 .

Den resulterende plate hadde en tykkelse på 1,27 cm, en tetthet på 850 kg/m 3 og en bruddmodul på 773 kg/cm 2. The resulting plate had a thickness of 1.27 cm, a density of 850 kg/m 3 and a modulus of rupture of 773 kg/cm 2 .

Eksempel 5Example 5

Fullstendig orienterte kardede juteoppkutt ble limet i en 3,5 %'s opplosning av stivelse (kval. Jalan B37 ex Laing-National Ltd.) og fullstendig torket ved en temperatur som ikke overskred 140°C. 50 g av de limede fibre ble belagt i en 50 %'s opplosning av f enol-f orma ldehydharpi.ks (kval. CL 151/76 ex Sterling Moulding Materials), idet overskudd ble presset ut av klemvalser, og fibrene torket i varm omgivende temperatur på 30°C for å fjerne-opplosningsmidlet og efterlate den uherdede harpiks i klebende tilstand. De fullstendig orienterte fibre ble derefter lagt oppå hverandre i en .10,'2 x 7,6 cm's metallform og presset 20 minutter ved 150°C og 35,2 kg/cm<2.>Fully oriented carded jute offcuts were glued in a 3.5% solution of starch (qual. Jalan B37 ex Laing-National Ltd.) and completely dried at a temperature not exceeding 140°C. 50 g of the glued fibers were coated in a 50% solution of phenol-form aldehyde resin (qual. CL 151/76 ex Sterling Molding Materials), the excess being pressed out of pinch rollers, and the fibers dried in hot ambient temperature of 30°C to remove the solvent and leave the uncured resin in the adhesive state. The fully oriented fibers were then stacked in a .10.2 x 7.6 cm metal mold and pressed for 20 minutes at 150°C and 35.2 kg/cm<2.>

Den resulterende plate hadde en tykkelse på 0,64 cm, en tetthet på 961 kg/m 3 og en bruddmodul på 1877 kg/cm 2. The resulting plate had a thickness of 0.64 cm, a density of 961 kg/m 3 and a modulus of rupture of 1877 kg/cm 2 .

Claims

1. Wood substitute comprising a mass of natural organic fibers bound together by a thermosetting resin, characterized in that at least some of the fibers have been physically oriented because they have been bound together, and that they have a minimum length of 2.5 cm.

2. Wood substitute according to requirements. 1, . characterized in that the fibers have a minimum length of 5 cm.

3. Wood substitute according to claim 1 or 2, characterized in that the fibers are of sisal or jute.

4. Wood substitute according to any of the preceding claims, characterized in that the thermosetting resin is a phenol. or amine resin' .

5. Method for producing a wood substitute according to claim 1, characterized in that at least some of the fibers in a mass of natural organic fibers with a minimum length of 2.5 cm are physically oriented, an uncured, thermosetting resin is applied to them at least partially oriented fibers, the resin on the fibers is cured, and the cured material is stapled and cured.

6. Method according to claim 5, characterized in that the fibers are physically oriented during carding.

7. Method according to claim 5 or 6, characterized in that the at least partially oriented fibers are glued chemically before the uncured resin is applied.

8. Method according to claims 5-7, characterized in that the fibers have a minimum length of 5 cm.

9. Method according to claims 5-8, characterized in that the resin is a phenol or amine resin which is applied to the at least partially oriented fibers as a stage A resin, excess resin is removed from the fibers by pressing, the resin is precured to a stage B resin, and the resin is cured to a final stage C resin under conditions of elevated temperature and pressure during the stopping operation.