ES2977648T3 - Procedimiento de fabricación de un producto de chapa de madera y un producto de chapa de madera así obtenido - Google Patents

Procedimiento de fabricación de un producto de chapa de madera y un producto de chapa de madera así obtenido Download PDF

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Abstract

Según un aspecto ejemplar de la presente invención, se proporciona un método para fabricar un producto de chapa de madera laminada y el uso del producto así obtenido. Según el procedimiento, se apilan varias capas de chapa de madera una encima de otra y se pegan entre sí con ayuda de una resina adhesiva para formar el producto de chapa de madera laminado. Según la invención, al menos una parte de las capas de chapa de madera se impregna con resina de impregnación antes del pegado de las capas de chapa de madera. Impregnando la resina de impregnación utilizando el método según la invención, las chapas de madera consiguen tanto una buena unión pegada como la absorción de la resina en las chapas para mejorar las propiedades del producto de chapa laminada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de fabricación de un producto de chapa de madera y un producto de chapa de madera así obtenido
La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un producto de chapa de madera laminada, en cuyo procedimiento se pegan varias capas de chapa de madera entre sí con la ayuda de una resina adhesiva a temperatura y presión elevadas.
La invención también se refiere a un producto de chapa de madera laminada fabricado mediante el uso del procedimiento.
Anteriormente se conocía la fabricación de productos de chapa de madera laminada recubriendo las chapas de madera con resina, apilando las chapas de madera una encima de la otra y calentando y prensando las chapas de madera, de modo que la resina se endurezca y una las chapas entre sí. Las resinas en general más utilizadas son la resina de fenol-formaldehído, la resina de urea-formaldehído y la resina de melamina-formaldehído.
También se sabe que mejora las propiedades de los productos de chapa de madera laminada, tales como las propiedades de estabilidad, resistencia al fuego y resistencia a la putrefacción, mediante impregnación. Luego, las chapas de madera se tratan primero con resina de impregnación, que se absorbe en la chapa de madera. Después del secado, las chapas de madera impregnadas se recubren con resina adhesiva y se apilan una encima de la otra. Finalmente, la pila de chapas se prensa a una temperatura elevada para endurecer la resina adhesiva.
Una resina de molécula pequeña, tal como una resina de fenol-formaldehído de molécula pequeña, se utiliza a menudo como resina de impregnación, junto con un agente de protección contra incendios o un agente de protección contra la putrefacción, que se puede absorber dentro de la chapa de madera. Las chapas se impregnan, por ejemplo, utilizando un procedimiento de remojo, presión/vacío u otros procedimientos similares. Sin embargo, un problema entre otros es que la impregnación y el secado por separado de las chapas de madera antes del encolado y el prensado en caliente es difícil y requiere mucho tiempo.
Se han realizado intentos para resolver el problema mezclando dos tipos de resina, una resina adhesiva de cadena larga y una resina de impregnación de cadena corta. Sin embargo, se produce tanta absorción en las chapas de madera que a menudo no se consigue una junta encolada que cumpla con los requisitos de calidad. En el procedimiento que se describe en la publicación de patente FI 121623, una resina, preferentemente resina de melamina, se extiende sobre ambas superficies de las chapas de madera previamente no impregnadas, que se encuentran una opuesta a la otra cuando se apilan. En la publicación de patente GB 567878 B, se describe un procedimiento de fabricación de un producto de chapa de madera laminada, en el que las hojas de chapa de madera se impregnan con una resina de masa molar baja antes de pegarlas entre sí. La publicación de patente de EE. UU. 2008020200 A1 describe un procedimiento para fabricar un producto de madera laminada, en el que las hojas de chapa de madera se pegan con una hoja posterior de papel impregnada. En el procedimiento según la publicación de patente de EE. UU. 3649442 A, las hojas de madera se impregnan con resina de impregnación, luego las hojas se recubren con resina adhesiva, se apilan una encima de la otra y se prensan para formar un producto a una presión mayor.
En la publicación de patente de EE. UU. 4207379 A, un producto de madera se recubre con una hoja de papel impregnada con resinas de masa molar baja. En la publicación US 3470134 A, la resina de melaminaformaldehído se fabrica para su uso en la impregnación de hojas de papel o hojas de madera contrachapada. Sin embargo, en estas publicaciones no se fabrica un producto de chapa laminado, en el que las hojas de chapa de madera se unen entre sí utilizando resina adhesiva.
La presente invención está destinada a resolver los problemas de la técnica anterior y crear un procedimiento de fabricación para un producto de chapa de madera laminada, mediante el cual se produce un producto de chapa de madera laminada duradero y con propiedades mejoradas, pero mediante el cual se evitan las etapas de trabajo difíciles.
En particular, la intención es crear un procedimiento, que produzca tanto una buena junta encolada como la absorción de la resina de impregnación en la chapa, de modo que mejore las propiedades de las chapas de madera, tales como resistencia a la putrefacción, resistencia a insectos, resistencia al fuego y robustez.
En una realización, el procedimiento de acuerdo con la invención se basa en introducir la resina de impregnación entre las capas de chapa de madera, de modo que alguna parte de la resina de impregnación se absorba en las chapas durante el prensado en caliente. A continuación, la resina de impregnación se puede introducir, por ejemplo, encima de una hoja o soporte en forma de placa, absorbida en una hoja en forma de placa (papel impregnado) o, sin un agente de soporte, en una forma de hoja en un estado alto de sólidos. En una segunda realización, la resina de impregnación líquida se absorbe primero en las chapas de madera, de modo que la resina adhesiva esencialmente seca se puede introducir entre las chapas de madera y las capas de chapa de madera pegadas entre sí con la ayuda de la resina adhesiva a temperatura y presión elevadas.
En el procedimiento de acuerdo con la invención para fabricar un producto de chapa de madera laminada, al menos algunas de las capas de chapa de madera están impregnadas con resina de impregnación antes de que las capas de chapa de madera se peguen entre sí para formar un producto de chapa de madera laminada que puede tener lugar, por ejemplo, durante el prensado de la hoja, en particular, durante el prensado en caliente. Más específicamente, el procedimiento de acuerdo con la invención está definido en la reivindicación 1.
Por su parte, el producto de chapa de madera de acuerdo con la invención está caracterizado por lo que se indica en la parte de caracterización de la reivindicación 16 y los usos de acuerdo con la invención por lo que se indica en las reivindicaciones 17 y 18.
Por medio de la invención se consiguen considerables ventajas. De este modo, mediante la absorción de resina de impregnación en las chapas de madera mediante el uso del procedimiento de acuerdo con la invención, resulta sorprendentemente posible conseguir tanto una buena junta encolada como la absorción de la resina en las chapas para mejorar las propiedades del producto de chapa laminado.
En la siguiente descripción detallada, las realizaciones preferentes se examinan más de cerca, con referencia a los dibujos adjuntos.
La Figura 1 muestra una vista lateral de una sección transversal de una hoja de chapa de madera de acuerdo con una primera realización; y
La Figura 2 muestra una vista lateral de una sección transversal de una hoja de chapa de madera de acuerdo con una segunda realización.
En el presente contexto, el término "producto de chapa de madera" se refiere a un producto, por ejemplo, un tablero laminado, madera contrachapada o tablero de madera, formado por chapas de madera que comprenden un material de madera o un material a base de fibra de madera. El material de madera es típicamente madera de coníferas o de hoja caduca, como abedul, álamo temblón, pino, abeto o alguna otra especie de árbol adecuada, preferentemente abedul.
En el presente contexto, el término "resina adhesiva" se refiere a cualquier adhesivo conocido o mezcla que lo contenga sustancialmente, que también puede contener un endurecedor. Los adhesivos típicos son resinas termoendurecibles, de las cuales las resinas fenólicas pueden denominarse por separado ejemplos. Estos están formados típicamente por los productos de reacción de fenol,o-, m-y p-cresol, p-t-butil-fenol, p-octil-fenol, pnonil-fenol, p-fenil-fenol, bisfenol A y/o resorcinol con formaldehído, acetaldehído, paraldehído, glioxal y/o furfural. Otras resinas a las que se puede hacer referencia incluyen melamina-formaldehído (mf), urea-formaldehído (uf), poliuretano (pu), metileno-difenilen-diisocianato (mdi), metileno-difenilen-diisocianato polimérico (pmdi), edmi o edfi, y mezclas de los mismos. También son posibles las dispersiones de isocianato de polímero en emulsión y los adhesivos termofusibles de poliuretano.
Una resina especialmente preferida es la resina de fenol-formaldehído.
En el presente contexto, el término "resina de impregnación" se refiere a una resina, cuya masa molar es menor que la masa molar de la resina adhesiva, de modo que la resina de impregnación se absorbe al menos parcialmente en las fibras de las chapas de madera de las capas de chapa de madera.
En una realización preferente, el mismo tipo básico de resina, que se usa como la resina adhesiva, pero que tiene una masa molar más pequeña que el polímero correspondiente de la resina adhesiva, se usa como resina de impregnación. En este caso, se utiliza una resina de impregnación constituida por resina fenólica o, en particular, resina de fenol-formaldehído con una resina adhesiva constituida por resina fenólica o en particular resina de fenol-formaldehído y, consecuentemente, se utiliza una resina de impregnación constituida por resina de melamina-formaldehído como resina de impregnación con una resina adhesiva constituida por resina de melamina-formaldehído.
En general, la masa molar (masa molar centrada en el peso) es al menos el 20%, más adecuadamente al menos el 40%, en particular al menos el 60%, posiblemente al menos el 90% menor que la masa molar de la resina adhesiva.
La masa molar varía dependiendo del tipo de resina y, para una resina adhesiva, típicamente es de aproximadamente 500 - 15.000 g/mol.
La resina epoxi de bisfenol-F se puede dar como un ejemplo particular de resina de impregnación.
En general, la resina de impregnación tiene una viscosidad relativamente baja (500-3.000 m Pa) y se utiliza en forma libre de disolventes o con grandes contenidos de sólidos.
En la presente conexión, el término "prensado único" se refiere a un procedimiento, en el que todas las capas de componentes deseadas, es decir, capas de material y capas adhesivas, se apilan a la vez para formar una pieza en bruto y la hoja se forma en una sola etapa de prensado.
Como se establece anteriormente, la presente tecnología se refiere a un procedimiento para fabricar un producto de chapa de madera laminada, en el que las capas de chapa de madera se pegan entre sí a temperatura y presión elevadas, de tal manera que al menos parte de las capas de chapa de madera están impregnadas con resina de impregnación.
La estructura de la hoja de acuerdo con la invención puede, en su totalidad, fabricarse mediante un solo prensado. También es posible fabricar una capa de cuerpo y una capa exterior separadas con capas intermedias, que después de esto se unen, por ejemplo, apilándolas para formar una pieza en bruto y prensándolas juntas.
Las Figuras 1 y 2 muestran dos productos alternativos de chapa de madera laminada.
El producto de chapa de madera laminada de la Figura 1 incluye varias capas de chapa de madera 1. Entre las capas de chapa de madera se encuentran las capas 2 de soporte, con cuya ayuda se introduce resina de impregnación entre las capas de chapa de madera. Todas las capas se han unido entre sí mediante capas 3 de resina adhesiva.
En el producto de chapa de madera laminada de la Figura 2, una resina de impregnación líquida ha sido absorbida en las chapas 11 de madera, y una resina 33 adhesiva esencialmente seca, que al prensar en caliente ha unido las capas entre sí, ha sido introducida entre las chapas de madera.
En ambos casos, típicamente se utiliza chapa de madera de coníferas o de hoja caduca como capas de chapa a base de madera. Y cualquiera de las resinas enumeradas anteriormente se usa como la resina adhesiva y, consecuentemente, como la resina de impregnación.
Los espesores de las chapas individuales pueden variar, de modo que en una realización al menos algunas de las chapas son más gruesas o más delgadas que el resto de las chapas. En otra realización, todas las chapas del presente producto a base de madera tienen el mismo espesor.
En general, el espesor de las hojas está en el intervalo de 0,1 a 10 mm. Típicamente, el espesor de la chapa es de aproximadamente 0,4-5 mm, en particular de aproximadamente 0,5-4 mm, lo más convenientemente de aproximadamente 0,7-3,8 mm y normalmente de 1,0-3,0 mm, por ejemplo, de 1,3-2,0 mm.
En una realización, de 0,1 a 100 partes en peso, en particular de 1 a 75 partes en peso, de la resina de impregnación en relación con 100 partes en peso de la resina adhesiva se absorben en las capas de chapa de madera.
En una realización en particular preferida, la resina de impregnación se introduce entre las capas de chapa de madera con la ayuda de un soporte en forma de capa, en particular un soporte en forma de hoja o placa. Típicamente se utilizan hojas de papel o cartón, una banda de papel o cartón, papel seco, tela, fieltro, tela no tejida o una película u hoja de polímero como soporte en forma de capa.
Cuando la resina de impregnación se introduce entre las capas de chapa de madera en la parte superior de un soporte, la cantidad de resina de impregnación es de aproximadamente 10-500 partes en peso, en particular 20 350 partes en peso, en relación con 100 partes en peso del soporte. Preferentemente, la resina de impregnación se introduce entre las capas de chapa de madera con la ayuda del soporte al menos principalmente seca al tacto, e incluso más preferentemente, preendurecida.
Cuando el soporte en forma de capa que contiene resina de impregnación se ha introducido entre las hojas de madera, la resina de impregnación del soporte se mezcla con la resina adhesiva utilizada para pegar las hojas como consecuencia del efecto de la presión y la temperatura en la etapa de prensado, de modo que al menos alguna parte de la resina de impregnación se mezcla con las chapas. Con ello se consigue no solo una buena junta encolada, sino también la absorción en las chapas de agentes eficaces junto con la resina de impregnación.
También es posible absorber resina de impregnación líquida en las chapas de madera, para apilar las chapas de madera sin secar que contienen la resina de impregnación una encima de la otra, para introducir resina adhesiva esencialmente seca o resina en polvo entre las chapas de madera y para pegar las capas de chapa de madera entre sí, con la ayuda de la resina adhesiva, a una mayor temperatura y presión, para formar un producto de chapa de madera laminada. Como consecuencia del efecto de la presión y la temperatura en la etapa de prensado, la resina adhesiva se mezcla con la resina de impregnación utilizada para impregnar las chapas, por lo que al menos alguna parte de la resina adhesiva es absorbida en las chapas y pega el producto de chapa de madera.
Además, es posible impregnar las chapas de madera con resina de impregnación líquida, en la que se mezcla resina en polvo, para apilar las chapas de madera sin secar que contienen la resina de impregnación y la resina en polvo una encima de otra, y para pegar las capas de chapa de madera una encima de otra a temperatura y presión elevadas, a fin de formar un producto de chapa de madera laminada.
Un agente eficaz, especialmente un agente eficaz que altera las propiedades químicas, mecánicas o microbiológicas de las chapas, como su resistencia a la putrefacción, resistencia a los insectos, resistencia al fuego o resistencia a la deformación, impactos, compresión y/o tracción, puede introducirse entre las capas de chapa junto con la resina de impregnación. La cantidad del agente eficaz es preferentemente de aproximadamente 0,1 a 35 partes en peso con respecto a 100 partes en peso de la resina.
Ejemplos de conservantes de la madera son biocidas orgánicos o inorgánicos o agentes similares conocidos con efecto conservante de la madera, así como mezclas de dos o más biocidas o agentes conservantes.
Ejemplos de biocidas son IPBC (carbamato de 3-yodo 2-propinil butilo), propiconazol, tebuconazol y cipermetrina, y mezclas de los mismos. De forma alternativa, el conservante de madera puede ser un no biocida, tal como aceite de resina y sus derivados, o brea de aceite de resina y sus refinados y derivados.
El retardador del fuego es típicamente una sal de un ácido. Los ejemplos incluyen sales de ácido fórmico, ácido cítrico, ácido fosfórico, ácido fosfónico o ácido bórico.
Cabe señalar también que la propia resina de impregnación actúa, al menos en parte, como un agente eficaz, en particular como un conservante de la madera, porque llena los poros de la chapa de madera e impide así que el agua penetre en los poros.
También es posible activar las superficies de la chapa que se van a pegar, por ejemplo, mediante tratamiento de corona o plasma, o químicamente para aumentar aún más el éxito de la unión pegada. Un ejemplo de un tratamiento de activación química es un tratamiento con un álcali, tal como un metal alcalino o un hidróxido o carbonato de metal alcalinotérreo, tal como el hidróxido de sodio.
Como se establece anteriormente, la resina de fenol-formaldehído, que puede contener un endurecedor, puede usarse como resina adhesiva. Un endurecedor típico es una sustancia alcalina, tal como un metal alcalino o un hidróxido o carbonato de metal alcalinotérreo.
La resina de impregnación también puede contener un endurecedor. En el caso de resinas epoxi, se pueden utilizar endurecedores nitrogenados, tales como aminas alifáticas o aromáticas, por ejemplo.
Tanto en el caso de la resina adhesiva como de la resina de impregnación, se pueden utilizar endurecedores que actúan a temperatura ambiente o a alta temperatura de, por ejemplo, más de 100 °C. También es posible utilizar al menos mezclas, que contienen endurecedores que actúan a dos temperaturas diferentes, por lo que la resina adhesiva y/o resina de impregnación está preendurecida por el efecto de un endurecedor a baja temperatura y el endurecimiento final tiene lugar por el efecto de un endurecedor de alta temperatura. En una mezcla de endurecedor de este tipo, el contenido de endurecedor a baja temperatura se elige de tal manera que en el preendurecimiento se consiga como máximo el 50%, especialmente como máximo el 25% de la resistencia a la flexión final.
Si la resina adhesiva no contiene endurecedor, el endurecimiento se puede conseguir en la etapa de prensado, por ejemplo, alargando el tiempo o elevando la temperatura.
El procedimiento descrito anteriormente puede contener otras etapas además de las etapas mencionadas anteriormente. Por lo tanto, después de la propagación de la resina, las chapas impregnadas y/o encoladasrecubiertas se pueden dejar de pie sin presión. Después del apilado y antes del prensado en caliente, las chapas preferentemente se prensan previamente, preferentemente durante 5-40 minutos a una temperatura de 10-40 °C y una presión de 0,1-1,0 MPa. El prensado en caliente de las chapas de madera apiladas una encima de la otra se realiza preferentemente durante al menos 5 minutos y, según el espesor, hasta 120 minutos y a una temperatura de 100-160 °C, por lo que la presión es típicamente de 1- 3 MPa. Sin embargo, la presión de prensado puede elevarse por encima de este valor (p. ej., en el intervalo >3 MPa-10 MPa), si se desea aumentar la densidad. Finalmente, las hojas se pueden recortar, lijar y clasificar.
El producto de chapa de madera laminada fabricada de acuerdo con la invención se puede utilizar, por ejemplo, como tablero de transporte o de construcción, como tablero ignífugo, como base de transporte o como encofrado de fundición o un producto laminado encolado. El producto de chapa de madera laminada fabricado de acuerdo con la invención es en particular adecuado para aplicaciones en las que se requiere resistencia a la humedad, a la putrefacción, a los insectos o al fuego en el producto de chapa de madera.
Publicaciones de referencia
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US 3649442 A
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Claims (18)

  1. REIVINDICACIONES
    1 . Un procedimiento para la fabricación de un producto de chapa de madera laminada, en cuyo procedimiento:
    - varias capas de chapa de madera se apilan una encima de la otra, y
    - las capas de chapa de madera se pegan entre sí con la ayuda de una resina adhesiva a una presión elevada a fin de formar el producto de chapa de madera laminada,
    caracterizado porque:
    - al menos algunas de las capas de chapa de madera están impregnadas con una resina de impregnación antes de que las capas de chapa de madera se peguen entre sí,
    en el que se usa una resina adhesiva o una mezcla adhesiva para pegar las chapas; en el que las capas de chapa de madera están pegadas entre sí a alta temperatura y presión; y en el que o bien
    - la resina de impregnación se introduce entre las capas de chapa de madera en la parte superior de un soporte; o
    - las chapas de madera se impregnan con una resina de impregnación líquida, las chapas de madera sin secar que contienen la resina de impregnación se apilan una encima de la otra, se introduce una resina adhesiva esencialmente seca entre las chapas de madera, y las capas de chapa de madera se pegan entre sí con la ayuda de la resina adhesiva a una temperatura y presión elevadas, a fin de formar un producto de chapa de madera laminada.
  2. 2 . El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1,caracterizado porquelas capas de chapa de madera están impregnadas con una resina de impregnación, cuya masa molar es menor que la masa molar de la resina adhesiva, de modo que la resina de impregnación se absorbe al menos en parte en las fibras de las chapas de madera de las capas de chapa de madera.
  3. 3 . El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2,caracterizado porque0,1-100 partes en peso, especialmente 1-75 partes en peso, de la resina de impregnación en relación con 100 partes en peso de la resina adhesiva se absorben en las capas de chapa de madera.
  4. 4 . El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquela resina de impregnación se introduce entre las capas de chapa de madera sobre un soporte que es un soporte en forma de hoja o placa.
  5. 5 . El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4,caracterizado porqueuna hoja de papel o cartón, una banda de papel o cartón, papel seco, tela, fieltro, tela no tejida o una película u hoja de polímero se usa como un soporte en forma de capa.
  6. 6 . El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4 o 5,caracterizado porquela cantidad de resina de impregnación es de aproximadamente 10-500 partes en peso, especialmente 20-350 partes en peso, en relación con 100 partes en peso del soporte.
  7. 7 . El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6,caracterizado porquela resina de impregnación se introduce al menos principalmente seca al tacto entre las capas de chapa de madera.
  8. 8 . El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7,caracterizado porquela resina de impregnación se introduce preendurecida.
  9. 9 . El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8,caracterizado porquecomo consecuencia del efecto de la presión y temperatura de la etapa de prensado, la resina de impregnación sobre el soporte se mezcla con la resina adhesiva utilizada para pegar las hojas, de modo que al menos alguna parte de la resina de impregnación se absorbe en las chapas.
  10. 1 0. E l procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porque, junto con la resina de impregnación, se introduce un agente eficaz entre las capas de chapa, en particular un agente eficaz que altera las propiedades químicas, mecánicas o microbiológicas de las hojas, tales como su resistencia a la putrefacción, resistencia a insectos, resistencia al fuego o resistencia a la deformación, impactos, compresión y/o tracción.
  11. 11. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10,caracterizado porquehay de aproximadamente 0,1 35 partes en peso del agente eficaz en relación con 100 partes en peso de la resina de impregnación.
  12. 12. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquepara pegar las chapas se utiliza una resina adhesiva o una mezcla adhesiva, que es resina de fenolformaldehído o resina de melamina-formaldehído, que puede contener un endurecedor.
  13. 13. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquela resina de impregnación es resina de fenol-formaldehído o resina de melamina-formaldehído, cuya masa molar es de aproximadamente 500-15.000 g/mol y puede contener un endurecedor.
  14. 14. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquela superficie de chapa del producto de chapa de madera laminada acabado se activa, por ejemplo, mediante tratamiento de corona o plasma o químicamente.
  15. 15. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquela fabricación del producto de chapa de madera laminada se realiza mediante el prensado en caliente, especialmente por prensado simple, en el que el prensado se realiza a una temperatura de 100-160 °C y a una presión de 1-10 MPa.
  16. 16. Un producto de chapa de madera laminada fabricado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
  17. 17. Uso del producto de acuerdo con la reivindicación 16, como tablero de transporte o de construcción, tablero de protección contra incendios, base de transporte o como encofrado de fundición.
  18. 18. Uso de acuerdo con la reivindicación 17 en una aplicación, en la que se requiere resistencia a la humedad, a la putrefacción, a los insectos o al fuego en el producto de chapa de madera.
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