ES2663007T3 - Procedimiento para la producción de un material compuesto derivado de la madera y material compuesto derivado de la madera - Google Patents
Procedimiento para la producción de un material compuesto derivado de la madera y material compuesto derivado de la madera Download PDFInfo
- Publication number
- ES2663007T3 ES2663007T3 ES11771058.2T ES11771058T ES2663007T3 ES 2663007 T3 ES2663007 T3 ES 2663007T3 ES 11771058 T ES11771058 T ES 11771058T ES 2663007 T3 ES2663007 T3 ES 2663007T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- wood
- composite material
- binder
- material derived
- boards
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002023 wood Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000013001 point bending Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 22
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 238000009415 formwork Methods 0.000 claims description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 7
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 230000021736 acetylation Effects 0.000 claims description 2
- 238000006640 acetylation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 32
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N Melanin Chemical compound O=C1C(=O)C(C2=CNC3=C(C(C(=O)C4=C32)=O)C)=C2C4=CNC2=C1C XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000011093 chipboard Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 2
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 2
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZEYUSQVGRCPBPG-UHFFFAOYSA-N 4,5-dihydroxy-1,3-bis(hydroxymethyl)imidazolidin-2-one Chemical compound OCN1C(O)C(O)N(CO)C1=O ZEYUSQVGRCPBPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000007173 Abies balsamea Nutrition 0.000 description 1
- 239000004857 Balsam Substances 0.000 description 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241000771208 Buchanania arborescens Species 0.000 description 1
- 244000018716 Impatiens biflora Species 0.000 description 1
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000004079 fireproofing Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000011814 protection agent Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
- B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
- B27N3/04—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
- B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
- B27N3/005—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres and foam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
- B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Material compuesto derivado de la madera con una densidad de 200-550 kg/m3 y una rigidez medida en el ensayo de flexión de 4 puntos según la norma EN 789 de 4.000-12.000 MPa, que comprende macrofibras con una relación de esbeltez de más de 20 y un aglutinante, entendiéndose como relación de esbeltez la relación de la longitud con respecto al grosor de las fibras, presentando el aglutinante una estructura de espuma principalmente de poro fino de tal manera que el 90-95% de los poros presentan un tamaño de poro de 30-500 μm, y que el aglutinante en el caso de espumación libre forma una espuma con una densidad de 30-300 kg/m3
Description
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCION
Procedimiento para la producción de un material compuesto derivado de la madera y material compuesto derivado de la madera
Campo técnico
La presente invención se refiere a un material compuesto derivado de la madera que es adecuado para la producción de elementos portantes, ya un procedimiento para su producción.
Antecedentes
En el caso de elementos portantes que se solicitan mediante flexión, el peso propio del material representa un parámetro importante del material. Los materiales con densidad reducida y a pesar de ello una resistencia y rigidez suficientemente elevadas ofrecen, debido a su menor pandeo provocado por el peso propio, ventajas con respecto a materiales derivados con las mismas propiedades mecánicas, pero una densidad mayor.
Una reducción de la densidad y asociada con ella una reducción del peso de los materiales derivados (manteniendo al mismo tiempo la rigidez y resistencia) conlleva muchas ventajas en la ergonomía y la logística. Las ventajas y los ahorros asociados con el peso menor empiezan durante el primer procesamiento (por ejemplo durante la manipulación por parte de personas, el dimensionamiento y el consumo de energía de medios de transporte y de elevación) y prosiguen en cada etapa de manipulación o procesamiento adicional hasta el uso final (por ejemplo el montaje de piezas constructivas) dado el caso, incluso hasta la eliminación.
En los últimos años se han hecho muchos esfuerzos para reducir la densidad de los materiales derivados de la madera. La idea básica de casi todos los materiales derivados de la madera para construcción ligera es una estructura en sándwich multicapa. A este respecto, materiales derivados resistentes, rígidos, o elementos de madera maciza en las zonas de borde absorben la presión y fuerzas de tracción, mientras que la capa central transmite principalmente fuerzas de empuje y normales.
Así, por ejemplo, los tableros alveolados de papel que se encuentran en el mercado desde hace décadas están experimentando actualmente un renacimiento en la industria de los materiales derivados de la madera mediante innovaciones y optimizaciones en el proceso de producción. Aunque estos materiales se caracterizan por densidades muy reducidas, debido a sus propiedades mecánicas y a la ausencia de resistencia al agua, estos materiales no pueden utilizarse con fines portantes.
Pueden conseguirse propiedades mejores mediante materiales ligeros con estructura sandwich y núcleo espumoso. Sin embargo, debido a la elevada carga por empuje de la capa central de escasa densidad, la ausencia de rigidez frente al empuje en el caso de cargas por flexión conduce a elevadas deformaciones. En la mayoría de los casos, las propiedades de resistencia son además insuficientes para el uso como elemento portante.
Actualmente, durante la producción de materiales compuestos derivados de la madera que están compuestos por macrofibras y un aglutinante, se aplica aglutinante a las hebras, partículas o fibras y a continuación se compactan mediante una operación de prensado por compresión, haciendo el calor que actúa de las chapas de la prensa que se endurezca el aglutinante. En particular, en las superficies que limitan con las chapas de prensa, este modo de proceder conduce a una compactación significativa. Los materiales para tableros convencionales tales como tablero de aglomerado y de fibra, OSB, etc. así como los materiales derivados de la madera especiales tales como madera de aplastamiento, Scrimber (bambú prensado), TimTek, Srimtec, SST, etc. presentan por tanto un perfil de densidad más o menos marcado por medio del grosor del tablero. En el caso de un perfil de densidad en su mayor parte ausente, todo el material está muy comprimido o se trata de materiales derivados para tableros con una densidad muy reducida (por ejemplo tableros ligeros de lana de madera, tableros de fibras de escasa densidad, etc.), que no pueden compararse en cuanto a sus valores de resistencia reducidos con materiales derivados para fines portantes.
Tal como ya se ha expuesto anteriormente, los componentes de madera de materiales para tableros convencionales así como los materiales derivados de la madera especiales tales como madera de aplastamiento, Scrimber, TimTek, Srimtec, SST, etc. se compactan significativamente durante la producción. Además del aumento de la densidad, esta operación de prensado va acompañada también de una compactación de la estructura celular de la madera (colapso celular). En el caso de absorción de agua, una deformación de este tipo debido a las propiedades altamente higroscópicas de la madera y debido al hinchamiento de las paredes celulares puede revertirse parcialmente. Sin embargo, ello va acompañado de fuertes fenómenos de hinchamiento de las piezas comprimidas y con ello de todo el material para tableros.
Además, en estos procedimientos, debido a la compactación, la introducción del calor para el endurecimiento de los materiales para tableros en el interior del tablero es difícil. Por ello, estos procedimientos dependen por regla general del efecto de golpe de vapor, para garantizar un transporte de calor suficiente. Sin embargo, para aprovechar el efecto de golpe de vapor, las macrofibras y/o el aglutinante tienen que presentar una humedad (residual) suficiente.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Sin el denominado efecto de golpe de vapor (en particular en el caso de materiales para tableros de baja densidad), una implementación tecnológica de la producción de tableros solo es posible con dificultad.
El documento EP-A1-1588814 da a conocer un material compuesto derivado de la madera con una densidad de 300 kg/m3 hasta 800 kg/m3 y con un módulo de elasticidad de 3000 MPa hasta 14100 MPa.
A pesar de numerosos intentos, hasta la fecha no hay en el mercado ningún material compuesto derivado de la madera que combine una densidad reducida con una rigidez muy adecuada para elementos portantes y en cuya producción puedan evitarse las desventajas de la compactación. Por tanto, se plantea el objetivo de proporcionar un material compuesto derivado de la madera de este tipo.
Descripción de la invención
Este objetivo se alcanza según la invención mediante un material compuesto derivado de la madera según la reivindicación 1 y mediante un procedimiento según la reivindicación 8.
El material compuesto derivado de la madera según la invención tiene una densidad de 200-550 kg/m3, preferiblemente de 300-550 kg/m3. La rigidez medida como módulo E en el ensayo de flexión de 4 puntos según la norma EN 789 asciende a 4.000-12.000 MPa, preferiblemente a 5.000-12.000 MPa, de manera especialmente preferible a 6.000-12.000 MPa. En una forma de realización especialmente preferida, el material compuesto derivado de la madera presenta una densidad de 300-550 kg/m3 y una rigidez (módulo E) de 6.000-12.000 MPa.
El material compuesto derivado de la madera según la invención comprende macrofibras de madera con una relación de esbeltez (relación de la longitud con respecto al grosor de las fibras) de más de 20.
Preferiblemente, las macrofibras utilizadas tienen una longitud de 100-400 mm, de manera especialmente preferible de 150-300 mm. A este respecto, resulta evidente para el experto en la técnica que desde el punto de vista de la técnica de producción no puede excluirse que las fibras utilizadas comprendan siempre también un cierto porcentaje de fibras más cortas.
El material compuesto derivado de la madera según la invención comprende además un aglutinante que en el estado endurecido presenta una estructura de espuma principalmente de poro fino de tal manera que el 90-95% de los poros presentan un tamaño de poro en el intervalo de 30-500 |im, preferiblemente 50-300 |im, medido por medio de un microscopio en un corte a través del material, y que en el caso de espumación libre forma una espuma con una densidad de 30-300 kg/m3, preferiblemente de 80-200 kg/m3.
Para determinar la densidad en el caso de espumación libre se vierte el aglutinante que aún no ha reaccionado en un recipiente abierto en la parte superior. Debido a la reacción química, el aglutinante forma espuma y puede expandirse libremente a través de la abertura. Tras el endurecimiento se retira de manera limpia la espuma que se ha desbordado con una cuchilla. La densidad del aglutinante espumado libremente puede calcularse a partir del volumen y el peso propio del recipiente determinados previamente y el peso del recipiente lleno de espuma.
Preferiblemente, en la presente invención se utiliza un aglutinante que forma una estructura de espuma de poro cerrado. Dado que las fibras en el material compuesto derivado de la madera según la invención están rodeadas casi completamente por la espuma y casi todos los espacios huecos entre las fibras están llenos de espuma, mediante una estructura de poro cerrado de la espuma se reduce o incluso se impide completamente la penetración de humedad, lo que conduce a un comportamiento ventajoso del material compuesto derivado de la madera en el caso de acción de la humedad, como por ejemplo un hinchamiento reducido.
El material compuesto derivado de la madera según la invención presenta de ese modo, en comparación con los materiales derivados de la madera convencionales, un hinchamiento claramente menor en el caso de acción de la humedad. Este se encuentra en el intervalo del de la madera maciza o incluso por debajo, mientras que los materiales derivados de la madera convencionales presentan por regla general un hinchamiento claramente mayor con respecto al hinchamiento de la madera en bruto usada. Por ejemplo, en el caso de utilizar macrofibras de madera de pino pueden conseguirse tasas de hinchamiento de grosor según la norma DIN 52364 de entre el 2,7% y el 6%, según la norma EN 317 de entre el 1,5 y el 5%. La tasa de hinchamiento para pino macizo según la norma DIN 52364 asciende, en comparación con esto, igualmente a aproximadamente del 4 al 6%. Por el contrario, los tableros de aglomerado u OSB correspondientes muestran tasas de hinchamiento de desde el 7% hasta el 30%.
Para reducir aún adicionalmente el hinchamiento del material compuesto derivado de la madera, las macrofibras usadas pueden modificarse antes de su procesamiento adicional mediante medidas adecuadas. Tales medidas son, por ejemplo, la acetilación o la impregnación con resinas o productos químicos adecuados como por ejemplo resina de melanina o DMDHEU, modificación térmica u otras medidas que compensan el hinchamiento conocidas. De este modo se reduce el hinchamiento de las fibras en el caso de una absorción de humedad y el hinchamiento total del material compuesto derivado de la madera se vuelve especialmente reducido. De este modo pueden alcanzarse valores de hinchamiento de hasta menos del 2% al 4%. Debido a sus grosores reducidos, las macrofibras utilizadas
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
en el material compuesto derivado de la madera según la invención pueden impregnarse muy fácilmente. Por el contrario, la modificación de madera maciza fracasa en muchos casos por la falta de impregnabilidad de la madera.
En los procedimientos químicos se necesita además, tras la impregnación de la madera, a menudo un tratamiento térmico. En este caso, las dimensiones reducidas de las macrofibras utilizadas según la invención con respecto a la madera maciza resultan igualmente ser ventajosas, dado que de este modo el calor abarca más rápidamente toda la madera. El tratamiento térmico necesario para una modificación de este tipo puede integrarse de manera ventajosa parcial o incluso totalmente en el proceso posterior a la producción del material compuesto derivado de la madera según la invención.
Como aglutinante se utiliza según la invención preferiblemente un aglutinante a base de polímero. Por ejemplo pueden utilizarse espumas de resina epoxídica, de isocianato (inclusive de poliuretano), de melanina, de urea, de resina fenólica o mezclas de los mismos. De manera especialmente preferible se utiliza un sistema de poliuretano, como por ejemplo un sistema de poliuretano de uno o varios componentes, en particular un sistema de poliuretano de dos componentes. Sin embargo, también pueden utilizarse espumas termoplásticas tales como poliestireno (por ejemplo EPS o EPX).
En una forma de realización preferida adicional, el material compuesto derivado de la madera según la invención contiene además partículas que pueden excitarse mediante campos, como por ejemplo partículas de óxido de hierro. En el caso de utilizar tales partículas, la operación de espumación y de endurecimiento del aglutinante puede iniciarse (comenzarse) y/o acelerarse aplicando un campo (por ejemplo mediante inducción, microondas, alta frecuencia, radiación, etc.). Las partículas pueden incorporarse convenientemente antes de la producción del material compuesto derivado de la madera al aglutinante, pero también pueden utilizarse por separado.
Alternativamente también puede utilizarse calor, aire caliente o vapor para iniciar o acelerar la operación de espumación y de endurecimiento del aglutinante.
El material compuesto derivado de la madera según la invención puede contener además aditivos adecuados, por ejemplo agentes espumantes, cargas, pigmentos, (nano-, micro- o macro-)fibras de refuerzo, agentes de ignifugación o de protección de la madera así como agentes para compensar el hinchamiento, etc. Estos aditivos pueden o bien añadirse al aglutinante o bien incorporarse por separado al material. Tales aditivos pueden, de manera conocida para el experto en la técnica conferir al material compuesto derivado de la madera propiedades especiales, tales como una mayor dureza o resistencia al empuje, durabilidad, resistencia a la humedad, etc.
El material compuesto derivado de la madera según la invención puede obtenerse por medio de un procedimiento que comprende las siguientes etapas:
a) producir macrofibras;
b) orientar las macrofibras;
c) aplicar el aglutinante;
d) cerrar una prensa; y
e) provocar la formación de espuma del aglutinante.
En el procedimiento según la invención, el aglutinante se aplica sobre las macrofibras orientadas (secuencia de las etapas: a, b, c, d y e). Alternativamente, el aglutinante también puede aplicarse antes de la orientación de las macrofibras (secuencia de las etapas: a, c, b, d y e).
El procedimiento puede realizarse ventajosamente de manera continua, por ejemplo por medio de una prensa de banda.
Para la producción del material compuesto derivado de la madera según la invención, las macrofibras se secan y se orientan en chapas de prensa o moldes de prensado en su mayor parte de manera uniaxial (es decir paralela). El aglutinante se aplica entre y/o sobre las macrofibras orientadas. La aplicación del aglutinante puede tener lugar mediante procedimientos establecidos en la industria de la madera, como por ejemplo pulverización o mediante instalaciones de encolado o mezcladoras de virutas.
En una forma de realización preferida del procedimiento según la invención, el tiempo de formación de espuma del aglutinante se ajusta de tal manera que la operación de formación de espuma sobre todo no empieza hasta que se cierra la prensa. Es decir, el sistema de aglutinante se ajusta químicamente de tal manera que el tiempo de inicio para la formación de espuma está retardado de tal manera que la prensa o el molde de prensado puede cerrarse, antes de que se produzca una formación de espuma significativa.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Al cerrar la prensa o el molde de prensado, las macrofibras preferiblemente se compactan solo mínimamente, de modo que la densidad del material compuesto derivado de la madera producido no difiere esencialmente de la densidad de la madera usada. Dado que las macrofibras en el procedimiento según la invención solo se compactan de manera insignificante, puede minimizarse o evitarse el hinchamiento que se produce en el caso de un contacto posterior con agua o en el caso de acumulación de agua. De este modo pueden conseguirse valores de hinchamiento que se encuentran en el intervalo del hinchamiento de la madera usada o incluso por debajo. Esto es una ventaja esencial con respecto a los materiales derivados de la madera convencionales, que presentan una compactación de la madera en su mayor parte elevada y de ese modo en contacto con el agua presentan un hinchamiento claramente mayor que la madera usada.
En el molde de prensado o la prensa cerrada actúa por un lado la presión de compresión aplicada desde fuera, por otro lado mediante la formación de espuma del aglutinante se genera desde dentro una presión de compresión, de modo que el aglutinante penetra de manera esencialmente completa en la red de las macrofibras y humecta su superficie en su mayor parte de manera completa. Las macrofibras se rodean así por una matriz de aglutinante y con ello están bien protegidas frente a la absorción de humedad.
Dado que el aglutinante se incorpora a la red de las macrofibras mediante la expansión del aglutinante, se produce un material muy homogéneo con una densidad uniforme, en el que casi todos los espacios huecos están llenos con la estructura de espuma y las fibras están rodeadas (revestidas) casi completamente por espuma.
Además, el procedimiento según la invención, en particular en el caso de utilizar un sistema de poliuretano de dos componentes como aglutinante, tiene la ventaja de que solo tiene que suministrarse un calor insignificante para comenzar el endurecimiento. El calor necesario puede incorporarse ya mediante un ligero precalentamiento de las macrofibras (por ejemplo hasta 30-90°C, preferiblemente 50°C).
Dado que el aglutinante solo se combina con las macrofibras directamente antes de su endurecimiento, esencialmente el 100% del aglutinante está disponible para la adhesión y el “revestimiento” de las virutas.
Cuando consigue ajustarse el sistema de aglutinante de tal manera que se endurezca completamente en la prensa, entonces la prensa puede abrirse inmediatamente de nuevo. Sin embargo, incluso en el caso de tableros no endurecidos completamente del material compuesto derivado de la madera según la invención, los tableros no se destruyen, a diferencia de los tableros de material derivado de la madera convencionales, debido a denominadas escisiones. Mediante un eventual endurecimiento posterior, en el material compuesto derivado de la madera según la invención se produce únicamente un empuje posterior.
El material compuesto derivado de la madera según la invención es adecuado para todos los productos que se producen a partir de madera maciza o materiales derivados de la madera, tales como tableros de aglomerado u OSB, etc. Debido a la escasa densidad, la utilización del material compuesto derivado de la madera según la invención conduce a un peso menor de los productos así producidos.
Resulta especialmente ventajosa la utilización del material compuesto derivado de la madera según la invención para productos, en los que además del peso también es importante la estabilidad dimensional en el caso de acción de la humedad y el mantenimiento de la resistencia o rigidez. Tales productos incluyen, debido a la utilización sin protección al aire libre:
- productos de encofrado, tales como soportes de encofrado, o partes de los mismos, tales como banda o alma,
- tableros de encofrado recubiertos o no recubiertos o partes de los mismos, tales como capas intermedias o capas de revestimiento,
- plataformas para andamios de trabajo y de protección,
- productos de encofrado en forma de barra o en forma plana de forma mono-, bi- o tridimensional para la formación o el refuerzo del forro de encofrado, y
- encofrados perdidos o partes de los mismos que se quedan en la construcción.
Productos adicionales que pueden producirse ventajosamente a partir del material compuesto derivado de la madera según la invención, incluyen:
- soportes de construcción de madera de material macizo o con espacios huecos o partes de los mismos, tales como bandas o almas (ventaja: peso reducido, propiedades homogéneas sin puntos débiles tales como nudos en la madera maciza; posibilidad de producir un perfil (perfil en I u otra sección transversal optimizada de manera similar a soportes de metal)),
5
10
15
20
25
30
35
40
45
tableros de construcción de madera y tableros de construcción para muebles (ventaja: propiedades tales como las de la madera contrachapada con respecto a la estática, el hinchamiento, la resistencia a la humedad con al mismo tiempo un peso muy reducido y capacidad de producción económica),
partes de tableros de construcción de madera (capas de revestimiento, capas intermedias),
capas intermedias con dirección de las fibras fija en su mayor parte que se producen a partir de bloques con una dirección de fibras paralela mediante un corte transversal a las fibras (ventaja: peso reducido, prácticamente ningún hinchamiento de grosor, producción económica (por ejemplo sustitución de madera ensamblada de bálsamo)),
tableros sandwich de una capa central de macrofibras especialmente ligera con capas de revestimiento portantes de materiales adecuados tales como chapa de madera, madera contrachapada o también tableros de plástico con una capa central vertical u horizontal,
“tableros multicapa de madera maciza” - materiales para tableros homogéneos para paredes y techos con grosores de desde 5 cm hasta >20 cm. (ventaja: peso, aislamiento térmico, estática, resistencia a la humedad),
tablero multicapa de madera maciza con espacios huecos (ventaja: véase anteriormente, peso aún más reducido, ahorro de material)
perfiles de material macizo o con espacios huecos de los más diversos tipos para piezas constructivas, ventanas, puertas y muebles (ventaja: perfil que puede producirse sin pérdida de material, estática, peso)
tableros, soportes y perfiles para la construcción de vehículos (ventaja: peso, estática, resistencia a la humedad)
piezas moldeadas en forma de barra y en forma plana bidimensionales y tridimensionales para la construcción con madera-construcción de vehículos, interiorismo y construcción de muebles (ventaja: capacidad de producción de casi cualquier forma, estática, peso)
Ejemplo
Se secan las macrofibras mediante una corriente de aire caliente (50°C) y se almacenan varios días en unas condiciones ambientales de 20°C y el 65% de humedad relativa del aire, con lo que se ajusta una humedad de la madera de aproximadamente el 12%. Se orientan en paralelo 210 g de las macrofibras lo más exacto posible entre sí. Se disponen el 50% de las fibras en un molde de aluminio calentado a 50°C (30 x 12 cm) y se humectan de manera uniforme con 60 g de poliuretano de dos componentes (empresa RAMPF n.° 80 L86/4-1). A continuación se disponen el 50% restante de las fibras en el molde y se cierra el molde, de modo que las macrofibras dispuestas se comprimen hasta una altura de 16 mm. Mediante la reacción química de los dos componentes del poliuretano con el agua disponible en la madera, este se espuma con intensidad. Tras 30 min la espuma se ha endurecido completamente y el material compuesto derivado de la madera puede extraerse del molde.
Claims (13)
10
2.
3. 15
4.
20 5.
6.
25
7.
30
8.
35
40
45
9. 50
10.
11.
55
12.
13.
60
14.
65 15.
REIVINDICACIONES
Material compuesto derivado de la madera con una densidad de 200-550 kg/m3 y una rigidez medida en el ensayo de flexión de 4 puntos según la norma EN 789 de 4.000-12.000 MPa, que comprende macrofibras con una relación de esbeltez de más de 20 y un aglutinante, entendiéndose como relación de esbeltez la relación de la longitud con respecto al grosor de las fibras, presentando el aglutinante una estructura de espuma principalmente de poro fino de tal manera que el 90-95% de los poros presentan un tamaño de poro de 30-500 |im, y que el aglutinante en el caso de espumación libre forma una espuma con una densidad de 30-300 kg/m3.
Material compuesto derivado de la madera según la reivindicación 1, presentando el material compuesto derivado de la madera una densidad de 300-550 kg/m3 y una rigidez de 6.000-12.000 MPa.
Material compuesto derivado de la madera según la reivindicación 1 o 2, presentando el 90-95% de los poros un tamaño de poro de 50-300 |im.
Material compuesto derivado de la madera según una de las reivindicaciones 1-3, utilizándose como aglutinante un sistema de poliuretano.
Material compuesto derivado de la madera según una de las reivindicaciones 1-4, que contiene además partículas que pueden excitarse mediante campos, preferiblemente partículas de óxido de hierro.
Material compuesto derivado de la madera según una de las reivindicaciones 1-5, siendo el hinchamiento de grosor según la norma EN 317 menor o igual al 5%, preferiblemente menor o igual al 4%, de manera especialmente preferible menor o igual al 3%.
Material compuesto derivado de la madera según una de las reivindicaciones 1-6, estando modificadas las macrofibras mediante acetilación, impregnación con resinas o productos químicos adecuados o modificación térmica.
Procedimiento para la producción de un material compuesto derivado de la madera según una de las reivindicaciones 1-7, que comprende las siguientes etapas:
- producir macrofibras;
- orientar las macrofibras;
- aplicar el aglutinante;
- cerrar una prensa; y
- provocar la formación de espuma del aglutinante,
ajustándose el sistema de aglutinante de tal manera que sobre todo la operación de formación de espuma principalmente no empieza hasta después del cierre de la prensa, y al cerrar la prensa o el molde de prensado las macrofibras preferiblemente solo se compactan mínimamente.
Procedimiento según la reivindicación 8, iniciándose y/o acelerándose el proceso de espumación y de endurecimiento mediante un campo.
Procedimiento según la reivindicación 9, aplicándose además del aglutinante partículas que pueden excitarse mediante campos.
Procedimiento según la reivindicación 10, estando contenidas las partículas en el aglutinante.
Procedimiento según la reivindicación 8, iniciándose y/o acelerándose el proceso de espumación y de endurecimiento mediante calor, aire caliente o vapor.
Procedimiento según una de las reivindicaciones 8-12, que se realiza como procedimiento continuo, por ejemplo, por medio de una prensa de banda.
Material compuesto derivado de la madera según una de las reivindicaciones 1-7, que puede obtenerse mediante un procedimiento según una de las reivindicaciones 8-13.
Producto que comprende el material compuesto derivado de la madera según una de las reivindicaciones 17 o 14, seleccionándose el producto en particular de productos de encofrado y partes de los mismos;
tableros de encofrado recubiertos o no recubiertos y partes de los mismos; plataformas para andamios de trabajo y de protección; productos de encofrado en forma de barra o en forma plana mono-, bi- o tridimensionales para la formación o el refuerzo del forro de encofrado; encofrados perdidos y partes de los mismos que se quedan en la construcción; soportes de construcción de madera o partes de los mismos;
5 tableros de construcción de madera; tableros de construcción para muebles; capas de revestimiento y
capas intermedias de tableros de construcción (de madera); tableros sandwich; tableros multicapa de madera maciza; perfiles; tableros, soportes y perfiles para la construcción de vehículos; y piezas moldeadas.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102010047254.9A DE102010047254B4 (de) | 2010-10-01 | 2010-10-01 | Holzverbundwerkstoff |
| DE102010047254 | 2010-10-01 | ||
| PCT/EP2011/067133 WO2012042027A1 (de) | 2010-10-01 | 2011-09-30 | Holzverbundwerkstoff |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2663007T3 true ES2663007T3 (es) | 2018-04-10 |
Family
ID=44906023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES11771058.2T Active ES2663007T3 (es) | 2010-10-01 | 2011-09-30 | Procedimiento para la producción de un material compuesto derivado de la madera y material compuesto derivado de la madera |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2621695B1 (es) |
| JP (1) | JP5997696B2 (es) |
| KR (1) | KR101500925B1 (es) |
| CN (1) | CN103153562B (es) |
| BR (1) | BR112013007793A2 (es) |
| DE (1) | DE102010047254B4 (es) |
| ES (1) | ES2663007T3 (es) |
| NO (1) | NO2621695T3 (es) |
| PL (1) | PL2621695T3 (es) |
| RU (1) | RU2541652C2 (es) |
| WO (1) | WO2012042027A1 (es) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109702845B (zh) * | 2018-11-29 | 2022-03-29 | 南京林业大学 | 一种低密度无胶秸秆板、制备方法及其应用 |
| EP4286123A1 (en) | 2022-05-30 | 2023-12-06 | ETH Zurich | Rod-based wood materials |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1118221A (en) * | 1965-09-16 | 1968-06-26 | Monsanto Chemicals | Composite materials |
| US3671377A (en) * | 1970-07-29 | 1972-06-20 | Alan A Marra | Rigid composite products and process for the preparation thereof |
| US4548861A (en) * | 1983-09-29 | 1985-10-22 | The Boeing Company | Foam rigidizing process and products produced therewith |
| JPS61266203A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-25 | Maruyoshi Ando Kk | 配向性積層木材の製造方法 |
| DK171314B1 (da) * | 1990-09-21 | 1996-09-02 | Ejvind Sand Djernaes | Fremgangsmåde og anlæg til fremstilling af fast plademateriale af halm eller tilsvarende råmateriale |
| RU2017599C1 (ru) * | 1991-06-27 | 1994-08-15 | Белорусский технологический институт им.С.М.Кирова | Способ изготовления древесностружечных плит |
| CA2172154A1 (en) * | 1994-07-19 | 1996-02-01 | Hubert Geltinger | Process for producing interior trims for transport means and interior trims thus produced |
| DE19526032A1 (de) * | 1995-07-17 | 1997-02-20 | Henkel Kgaa | Polymerholz-Formkörper, ihre Herstellung und Verwendung |
| US20030125458A1 (en) * | 1995-07-17 | 2003-07-03 | Lothar Thiele | Process for producing cellulose/plastic composites and product of the process |
| US6197424B1 (en) * | 1998-03-27 | 2001-03-06 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Use of high temperature insulation for ceramic matrix composites in gas turbines |
| JP2000071216A (ja) * | 1998-08-27 | 2000-03-07 | Sekisui Chem Co Ltd | 木質材料及びその製造方法 |
| JP2000280208A (ja) * | 1999-03-29 | 2000-10-10 | Yamaha Corp | 木質繊維板及びその製造法 |
| JP2000351106A (ja) * | 1999-06-10 | 2000-12-19 | Yamaha Corp | 木質材の製造法 |
| AU2424602A (en) * | 2000-11-23 | 2002-06-03 | Hi Tech Engineering Ltd | Composite products |
| CN2595565Y (zh) * | 2002-10-28 | 2003-12-31 | 南京林业大学 | 杨木基复合板 |
| AU2004249780A1 (en) * | 2003-06-20 | 2004-12-29 | James Hardie International Finance B.V. | Durable building article and method of making same |
| JP2005075694A (ja) * | 2003-09-02 | 2005-03-24 | Ibiken Kk | ウッドセラミックス断熱材及びその製造方法 |
| US8455574B2 (en) * | 2004-02-19 | 2013-06-04 | E I Du Pont De Nemours And Company | Composite compositions comprising cellulose and polymeric components |
| DE102004019529A1 (de) * | 2004-04-22 | 2005-11-10 | Henkel Kgaa | Verfahren zur Herstellung von Formkörpern auf Basis von Polyurethan-Bindemitteln und cellulosehaltigem Material |
| KR100588449B1 (ko) * | 2004-10-18 | 2006-06-14 | 주식회사 대성아이디 | 우드칩 포장재 |
| CN1861341A (zh) * | 2006-06-12 | 2006-11-15 | 中林南星(湖州)合板有限公司 | 速生树种材制造的高强度高弹性木质复合材料的方法 |
| CN101116994A (zh) * | 2006-07-31 | 2008-02-06 | 于传敏 | 一种新型草木复合管材的制备方法 |
| CN101042018A (zh) * | 2007-04-10 | 2007-09-26 | 南京工业大学 | 一种复合材料模板 |
-
2010
- 2010-10-01 DE DE102010047254.9A patent/DE102010047254B4/de active Active
-
2011
- 2011-09-30 WO PCT/EP2011/067133 patent/WO2012042027A1/de not_active Ceased
- 2011-09-30 PL PL11771058T patent/PL2621695T3/pl unknown
- 2011-09-30 RU RU2013120352/13A patent/RU2541652C2/ru active
- 2011-09-30 KR KR1020137009964A patent/KR101500925B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2011-09-30 BR BR112013007793A patent/BR112013007793A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2011-09-30 JP JP2013530755A patent/JP5997696B2/ja active Active
- 2011-09-30 EP EP11771058.2A patent/EP2621695B1/de active Active
- 2011-09-30 NO NO11771058A patent/NO2621695T3/no unknown
- 2011-09-30 CN CN201180047233.1A patent/CN103153562B/zh active Active
- 2011-09-30 ES ES11771058.2T patent/ES2663007T3/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO2621695T3 (es) | 2018-06-02 |
| JP2013541444A (ja) | 2013-11-14 |
| CN103153562B (zh) | 2016-03-09 |
| PL2621695T3 (pl) | 2018-04-30 |
| RU2013120352A (ru) | 2014-11-20 |
| KR101500925B1 (ko) | 2015-03-10 |
| CN103153562A (zh) | 2013-06-12 |
| KR20130088157A (ko) | 2013-08-07 |
| BR112013007793A2 (pt) | 2016-06-07 |
| DE102010047254A1 (de) | 2012-04-05 |
| EP2621695B1 (de) | 2018-01-03 |
| DE102010047254B4 (de) | 2017-02-02 |
| EP2621695A1 (de) | 2013-08-07 |
| WO2012042027A1 (de) | 2012-04-05 |
| JP5997696B2 (ja) | 2016-09-28 |
| RU2541652C2 (ru) | 2015-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6926954B2 (en) | Decorative sheet or molding comprising fibers and fillers and process for its production | |
| ES2950721T3 (es) | Tablero compuesto de madera y método de preparación del mismo | |
| CN103991113B (zh) | 利用速生木材制备高强度工程结构用胶合板的方法 | |
| ES2796828T3 (es) | Elemento de construcción para suelos sobreelevados y similares y método de fabricación | |
| ES2941489T3 (es) | Procedimiento de fabricación de un panel a base de madera | |
| JP2013540924A5 (es) | ||
| Singh et al. | Natural fiber composites for building applications | |
| JPH05500942A (ja) | セツコウを含有する耐火構造体の繊維板 | |
| AU2020100332A4 (en) | Wood-based composite panel faced with eucalyptus veneer and preparation method thereof | |
| ES2685826T3 (es) | Procedimiento para fabricar un tablero de madera aglomerada | |
| ES2919958T3 (es) | Tablero de presión de madera ignífugo | |
| KR101991770B1 (ko) | 친환경 불연성 목재칩 블럭 및 판넬과 그 제조방법 | |
| ES2833526T3 (es) | Método para la producción de un tablero de madera artificial | |
| ES2936076T3 (es) | Artículos comprimidos y métodos de fabricación de los mismos | |
| ES2663007T3 (es) | Procedimiento para la producción de un material compuesto derivado de la madera y material compuesto derivado de la madera | |
| US20230286865A1 (en) | Composition comprising a binder and bio-based aggregates and the binder therof | |
| CN103029177A (zh) | 浸渍压缩重组结构人造板及其制造方法 | |
| ES2620607T3 (es) | Tableros de aglomerado monocapa gofrados y procedimientos de preparación de los mismos | |
| JP2007507579A (ja) | 不燃性組成物、これを用いた建築用不燃性成形品及びこれの製造方法 | |
| US20090087656A1 (en) | Reinforced Foam Panel | |
| KR20100019200A (ko) | 천연섬유보드를 포함하는 마루바닥재 및 이의 제조방법 | |
| KR101367981B1 (ko) | 친환경 건축 내장 보드 및 이 제조 방법 | |
| KR20060100522A (ko) | 중공의 단열합판, 중공의 단열합판의 제조를 위한 금형과성형장치 및 중공의 단열합판의 제조방법 | |
| ES3052784T3 (en) | Method of manufacturing moulded articles | |
| KR100948942B1 (ko) | 황토 패널을 이용한 마감 시공 방법 및 그 마감 구조물 |