WO2017098054A2 - Verfahren zur herstellung einer kompositwerkstoffplatte aus lignocellulosehaltigen bestandteilen und polyurethan - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer kompositwerkstoffplatte aus lignocellulosehaltigen bestandteilen und polyurethan Download PDF

Info

Publication number
WO2017098054A2
WO2017098054A2 PCT/EP2016/080692 EP2016080692W WO2017098054A2 WO 2017098054 A2 WO2017098054 A2 WO 2017098054A2 EP 2016080692 W EP2016080692 W EP 2016080692W WO 2017098054 A2 WO2017098054 A2 WO 2017098054A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
component
wood
composite material
polyurethane
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/080692
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2017098054A3 (de
Inventor
Markus ERBREICH
Gerald Neubauer
Original Assignee
Decon Wood - Hamburg Ug (Haftungsbeschränkt)
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Decon Wood - Hamburg Ug (Haftungsbeschränkt) filed Critical Decon Wood - Hamburg Ug (Haftungsbeschränkt)
Publication of WO2017098054A2 publication Critical patent/WO2017098054A2/de
Publication of WO2017098054A3 publication Critical patent/WO2017098054A3/de

Links

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
    • B27N3/005—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
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B27N1/02—Mixing the material with binding agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • 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
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B27N1/02—Mixing the material with binding agent
    • B27N1/0209—Methods, e.g. characterised by the composition of the agent
    • 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
    • B27N3/02—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from particles
    • 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
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/20—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of indefinite length
    • B29C44/22—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of indefinite length consisting of at least two parts of chemically or physically different materials, e.g. having different densities
    • B29C44/24—Making multilayered articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2075/00—Use of PU, i.e. polyureas or polyurethanes or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2311/00—Use of natural products or their composites, not provided for in groups B29K2201/00 - B29K2309/00, as reinforcement
    • B29K2311/14—Wood, e.g. woodboard or fibreboard
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2505/00—Use of metals, their alloys or their compounds, as filler
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2511/00—Use of natural products or their composites, not provided for in groups B29K2401/00 - B29K2509/00, as filler
    • B29K2511/14—Wood, e.g. woodboard or fibreboard

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a composite material plate as well as a composite material plate itself.
  • the invention relates to a method for joining a first component, in particular a composite material plate, with a second component, in particular a wall section, a floor section, a ceiling section or another composite material panel.
  • lightweight materials or composite materials is known in the wood-based panel industry.
  • cover layers may consist of thin plywood or be provided in the form of a wood-based panel, for example a medium-density fiberboard (MDF), a chipboard or a multilayer panel (OSB).
  • MDF medium-density fiberboard
  • OSB multilayer panel
  • multilayer lightweight panels are very different. Often important is the weight savings compared to comparable products or plates. Furthermore, a high mechanical strength (shear strength and flexural strength) is often required at low density. Depending on the application lightweight panels should have good insulation properties in terms of cold, heat and / or sound. In case of any moisture, it is also important that the multi-layer lightweight panel has the smallest possible swelling and shrinkage. The use or assembly of the multilayer lightweight panels is important. Desirable is generally a simple way to connect the lightweight panels with other components, such as wall sections, or to assemble the lightweight panels.
  • MDF boards medium-density wood fiber boards
  • wood fibers are usually dried, glued and sprinkled on each other and finally pressed.
  • multi-layer panels wood-based panels (e.g., OSB panels)
  • OSB panels wood-based panels
  • Object of the present invention is to propose a simple and inexpensive method for producing a composite material, wherein on the one hand, a weight savings of Kompositwerkstoffplatte opposite known from the prior art lightweight panels is achieved and at the same time a particularly high mechanical strength and good insulation properties can be achieved.
  • a method for producing a composite material plate having at least the following steps: a) combining a plurality of lignocellulose-containing components, preferably of wood, in particular wood chips and / or wood fibers and / or wood particles and / or cellulose; and
  • the composite material plate produced by the process according to the invention is in particular a lightweight building board.
  • the composite material board produced by this process may have one or more layers.
  • a multiplicity of lignocellulose-containing constituents means a large number of lignocellulose-containing constituents of one or more different raw materials.
  • wood components is also used as a synonym for lignocellulose-containing components.
  • the wood components When mixing the wood components are mixed with the polyurethane, wherein the wood components with the polyurethane does not connect directly.
  • the Compound then takes place, especially during molding. Subsequently, the cured mixture is cured (for example at room temperature or higher temperature) until the composite material plate has reached an inert state.
  • Wood particles may be any kind of smaller wood components, such as wood dust, sawdust and pulp to understand.
  • Spraying of the wood constituents with polyurethane or a material comprising polyurethane means foaming or crosslinking of the wood constituents with polyurethane or a polyurethane-containing material.
  • spraying the wood components at least a variety of wood components are sprayed, not necessarily every single wood component must be sprayed.
  • the wood components are at least partially wrapped or wetted with polyurethane or a polyurethane-containing material.
  • a composite material of wood components and polyurethane is produced.
  • the polyurethane foam or the polyurethane-containing material is set with a dropping time of 1 min up to 24 hours.
  • the composite material plate preferably has at least three layers.
  • the wood components mixed with polyurethane are applied to a first cover layer of the composite material plate to form a middle layer of the composite material plate, and a second cover layer is applied to the middle layer.
  • At least two outer layers and at least one middle layer or core layer are provided. It is also possible to produce several middle layers or core layers.
  • Each cover layer itself can also consist of several individual layers or as a single layer be educated.
  • the first cover layer is applied to a flat surface, for example a conveyor belt.
  • the first cover layer does not have to be formed completely or as a solid plate. Rather, the first cover layer, for example, consist of on a flat surface sprinkled chips, which form later, for example, after curing of the composite material, a solid cover layer.
  • the second cover layer can be formed.
  • heat is supplied before and / or during and / or after molding, with the wood components bonding to the polyurethane.
  • a heat in the range of a room temperature is provided for this purpose.
  • the mixture of wood components and polyurethane and ferrimagnetic or ferromagnetic elements could be added.
  • the polyurethane is more preferably added in multicomponent form (e.g., at least the two components polyol and isocyanate).
  • the plate is acted upon or induced by electromagnetic waves or electromagnetic field, such that the ferrimagnetic or ferromagnetic elements are set in mechanical motion, whereby the wood constituents combine with the polyurethane, whereby the polyol and Isocyanate can react to polyurethane first and then combine the wood components with the polyurethane.
  • a high strength of the composite material plate can be achieved.
  • wood components during mixing, in particular stirring and / or spraying, with polyurethane or a polyurethane-containing material with the polyurethane or the polyurethane-containing material are mixed and not only as at
  • an adhesive layer is applied to a layer of wood components, for example wood chips, a particularly homogeneous and lightweight composite material plate can be provided.
  • the ratio between wood constituents and polyurethane or polyurethane-containing material can be set differently.
  • non-load-bearing wall constructions such as partitions, or door leaves
  • small ratios of wood components to polyurethane can be selected.
  • this ratio can be chosen larger.
  • wood residues such as pulp, wood dust, sawing residues and / or cellulose can be used as wood components.
  • the wood components are fluidized before or during the mixing of the wood components with polyurethane.
  • the wood components with polyurethane or polyurethane containing material can be particularly well and evenly mixed.
  • the swirling / swirling of the wood components can be carried out by different methods. For example, mechanical methods, such as rapid rotation of a container in which the wood components are arranged, may be provided. Alternatively or additionally, the wood components could be swirled or whirled up by means of gas supply, in particular air supply.
  • the first cover layer and / or the second cover layer is formed with wood chips.
  • wood chips are in the Essence of the present invention to understand substantially elongated wood components whose length is between 100 mm and 200 mm, the width between 10 mm and 15 mm and the thickness between 0.6 mm and 0.8 mm.
  • the average size of the wood chips provided for the cover layers is many times greater than an average size of the wood components intended for the middle layer or core layer.
  • the outer layers coarse or larger wood components, especially wood chips such as OSB boards, provided.
  • small or fine wood components such as wood fibers, wood dust and / or cellulose are provided for the middle layer or core layer.
  • the sprayed wood components are applied by inflation and / or blowing and / or spraying on the first cover layer.
  • the wood components are not simply sprinkled onto the first cover layer after spraying with polyurethane or polyurethane-containing material, but sprayed or blown onto the cover layer, for example, by supplying gas, in particular air.
  • the wood components are passed through a pipe system.
  • the wood components by means of gas supply, in particular air supply, transported through a pipe, in particular be blown.
  • gas nozzles for example at one end face and / or in the wall of the tube, gas nozzles, in particular air nozzles, or openings for introducing a gas flow, in particular air flow, may be provided in the tube.
  • additional nozzles or openings may be provided in the wall of the pipe.
  • An adhesive layer may preferably be arranged between the first cover layer and the middle layer or core layer. Furthermore, an adhesive layer can preferably be arranged between the middle layer or core layer and the second cover layer.
  • the adhesive layer particularly preferably comprises polyurethane or consists of polyurethane.
  • the wood components in step al) are combined with an average moisture content of more than 6% atro, particularly preferably more than 8% atro.
  • This is to be understood as meaning the moisture before spraying with polyurethane or polyurethane-containing material or before gluing the wood constituents.
  • a multi-layer composite material plate for the middle layer or core layer forming wood components no separate drying is necessary.
  • wood constituents having a higher moisture than, for example, wood chips for the production of OSB boards can be used for the middle layer or core layer, without the composite material board later swelling or bursting in some areas during a subsequent pressing process.
  • a higher moisture content of the wood components favors in particular the foaming or wetting of the wood components themselves.
  • the wood components provided for the middle layer have a higher moisture content than the wood chips provided for the cover layers.
  • the individual layers that is, the first cover layer, the at least one middle layer or core layer and the second cover layer on each other
  • these successive layers are pressed until the composite material plate due to an expansion of the polyurethane during the pressing reaches a predetermined thickness.
  • a molding press or a press under simultaneous action with heat is particularly preferably used.
  • the polyurethane in the middle layer expands during pressing, increasing the thickness of the composite material plate.
  • Larger, flat strands can be used to create a cover layer that is characterized by a high shear strength, similar to the "classic OSB", whereby large-surface strands, such as adjacent squares, are preferably overlapped slightly into the cover layer, thus forming a final surface.
  • the shear strength is an important calculation factor for timber construction.
  • the plate can be modulated by arranging and / or adding a higher proportion of fine fibers. It is then still lighter than known from the prior art plates and can be used for the automotive sector, since the plate behaves better through the polyurethane and moisture.
  • a method for producing a multilayer composite material plate, the method having at least the following steps: a2) combining a plurality of lignocellulose-containing components, preferably of wood, of different sizes; and
  • a multiplicity of lignocellulose-containing constituents means a large number of lignocellulose-containing constituents of one or more different raw materials.
  • wood components is also used as a synonym for lignocellulose-containing ingredients.
  • a particularly uniform or homogeneous suspension of wood components of different size and a liquid, in particular water, can be produced.
  • a first layer is produced, similar to a sheet of paper, as in papermaking.
  • step a2) wood components of a first group having a first average size are combined with wood components of a second group having a second average size, the first average size being many times greater than the second average size.
  • the first group may consist of or have wood fibers and / or wood chips.
  • the second group could comprise or consist of wood fibers and / or wood dust and / or sawdust.
  • first layer further layers according to steps a2) to e2) are produced and these are arranged on top of one another.
  • the multiple layers such as the first layer, a second layer and a third layer, may together form the middle layer or core layer of the composite material plate.
  • the cover layers can also be produced according to steps a2) to e2).
  • the first layer is compressed, folded or geometrically shaped before and / or after step e2) in order to increase the stability.
  • upsetting is meant that the length and / or width of the first layer is reduced.
  • folding or shaping the first layer is a non-planar or non-planar, for example a Wavy, arrangement formed.
  • a middle layer or core layer with such an arrangement has a particularly high stability.
  • first layer In addition to the first layer, several layers arranged on top of each other could also be compressed, folded or geometrically shaped together.
  • the upsetting, folding or geometric shapes of the first layer and possibly further layers can be carried out before or after step e2). Particularly preferably, it is provided that the first layer before step e2) compressed, folded or geometrically shaped, for example, wave-shaped, is.
  • polyurethane or a polyurethane-containing material is applied to the first layer in such a way that the sections between individual sections or the intermediate spaces between the individual sections are completely filled with polyurethane or polyurethane-containing material.
  • a first cover layer and particularly preferably a second cover layer is applied or applied to the compressed, folded or geometrically shaped first layer.
  • a cover layer is applied on both sides to the compressed, folded or geometrically shaped first layer.
  • the first layer forms the middle layer or core layer and is protected on both sides by the two outer layers.
  • a cover layer By means of larger, flat strands similar to the "classic OSB" a cover layer can be created which is characterized by a high shear strength, whereby large strands, such as adjacent squares, are preferably overlapped slightly into the cover layer, thus forming a final surface.
  • the shear strength is an important calculation factor for timber construction. If the plates are to be used in the design sector, the plate can be modulated by arranging and / or adding a higher proportion of fine fibers. It is then still lighter than known from the prior art plates and can be used for the automotive sector, since the plate behaves better through the polyurethane and moisture.
  • a composite material plate is furthermore provided, wherein the composite material plate has at least two cover layers and at least one middle layer or core layer arranged between the two cover layers having.
  • the composite material plate is produced according to the invention according to one or more of the above-described methods.
  • Larger, flat strands can be used to create a cover layer that is characterized by a high shear strength, similar to the "classic OSB", whereby large-surface strands, such as adjacent squares, are preferably overlapped slightly into the cover layer, thus forming a final surface.
  • the shear strength is an important calculation factor for timber construction.
  • the plate can be modulated by arranging and / or adding a higher proportion of fine fibers. It is then still lighter than known from the prior art plates and can be used for the automotive sector, since the plate behaves better through the polyurethane and moisture.
  • the invention further provides a method for bonding, in particular bonding, a first component to a second component, the method having at least the following steps: a3) arranging a first component, in particular a binder component, and a second component, in particular a hardener Component, a multi-component adhesive system together with ferrimagnetic or ferromagnetic elements between the first component and the second component; and
  • a connection, in particular for bonding, of a first component to a second component by means of a multi-component adhesive system is provided.
  • Two components of the adhesive system are not mixed when applied to the first component and / or when applied to the second component or the adhesive effect of the adhesive system is not yet activated. A reaction of the two components with each other has therefore not yet taken place at this time.
  • the ferrimagnetic or ferromagnetic elements become mechanical Movement, such as rotation, offset.
  • the two Konnponenten the adhesive system are mixed and triggered a chemical reaction of these two components together.
  • the inventive method is particularly well suited for bonding composite materials, since in contrast to known from the prior art methods, the joining partners (for example, the composite material plate) are not heated or only very slightly. Also, in the method according to the invention, in contrast to known from the prior art method by the action of electromagnetic waves on the adhesive system not the curing of the adhesive system due to heat development is preferred, but a reaction of the two not yet mixed components of the multi-component adhesive system causes.
  • the first component may consist of any, in particular Vietnamese mininetisierbarem, material.
  • the first component is preferably designed as a composite material plate, in particular according to a composite material plate described above.
  • the second component is preferably formed flat.
  • the multi-component adhesive system is based on polyurethane or has polyurethane.
  • components can be mounted or glued in a particularly simple and cost-effective manner.
  • the two components of the adhesive system are arranged together with the ferrimagnetic or ferromagnetic elements in step a3) in the form of a dispersion between the first component and the second component.
  • a dispersion consisting of a suitable ratio of the two components of the adhesive system and the ferrimagnetic or ferromagnetic elements, can be prepared in a particularly simple and cost-effective manner and ready packaged consumption.
  • the two components of the adhesive system could be arranged in the form of separate layers between the first component and the second component.
  • the layers could be applied, sprayed or glued on.
  • adhesive films could be provided, wherein in each case an adhesive film has a component of the adhesive system.
  • the ferrimagnetic or ferromagnetic elements could be applied separately, provided in a separate adhesive sheet, or provided in one of the two adhesive sheets with a component of the adhesive system.
  • a first adhesive film with the first component and a second adhesive film with the second component may be provided, wherein the first adhesive film and / or the second adhesive film also has the ferrimagnetic or ferromagnetic elements.
  • the ferrimagnetic or ferromagnetic elements are preferably substantially elongated. By this is meant that the elements have a greater length than width and thickness. Particularly preferably, the length of the ferrimagnetic or ferromagnetic elements is many times greater than their width and thickness. Due to the elongated design, the ferrimagnetic or ferromagnetic elements can mix the two components of the adhesive system in a particularly suitable manner and cause a chemical reaction of the two components together. Heating within the adhesive system and in particular in the components takes place only slightly.
  • the ferrimagnetic or ferromagnetic elements preferably have a length of at least 1 ⁇ m, more preferably at least 10 ⁇ m.
  • step c3) the electromagnetic waves are radiated in a frequency range between 10 kHz and 100 GHz.
  • a frequency range between 300 MHz and 1 GHz or between 1 GHz and 100 GHz, and most preferably between 2 GHz and 30 GHz, is provided.
  • Fig. 1 a process for producing a multilayer
  • FIG. 1 shows a method for producing a multilayer composite material plate 100.
  • the production of a three-layer composite material board 100 is shown by way of example, which has two cover layers 12, 14 and a middle layer 13 or core layer.
  • composite material plates 100 with more than three layers, in particular with more middle layers 13, could also be formed or produced.
  • cover layers 12, 14, a single-layer composite material plate 100 could also be produced by this method.
  • the illustrated production process or the individual steps of the production process can be continued continuously.
  • finer wood components such as wood fibers, wood dust, sawing residues and / or cellulose are fed to a pipe system 21.
  • the wood components 10 are swirled by means of air supply 23.
  • the fluidized wood components 10 are sprayed with polyurethane 11.
  • a composite material of wood components 10 and polyurethane 11 is produced. This mixture is produced very homogeneously and uniformly due to the turbulence of the wood components 10 and the spraying with polyurethane.
  • wood components 10 could also be applied before or during spraying with polyurethane 11.
  • the wood components 10 for the production of the middle layer 13 can be made or produced from fresh wood, waste wood or wood residues. A drying of the Wood components 10 is not required because a higher moisture of the wood components 10 favors the foaming process with polyurethane 11.
  • first cover layer 12 On a conveyor belt 24 coarser wood chips 15 are applied. These form a first cover layer 12. On the wood chips 15 and the first cover layer 12, an adhesive layer 16 is optionally applied by application of additional polyurethane 11. Subsequently, the composite material produced for the middle layer 13 in the pipe system 21 is sprayed or inflated onto this adhesive layer 16. This means that at the outlet of the pipe system 21, the mixture of wood components 10 and polyurethane 11 is sprayed or blown onto the first cover layer 12 or onto the adhesive layer 16 arranged on the first cover layer 12. As a result, the middle layer 13 or core layer of the composite material plate 100 is formed.
  • a further adhesive layer 16 is applied by application of further polyurethane 11 optionally.
  • the second cover layer 14 is then applied.
  • the second cover layer 14 is produced by applying coarser wood chips 15.
  • FIGS. 2 and 3 show individual method steps of a further method for producing a multilayer composite material plate 100.
  • Wood components 10 combined with different sizes and mixed with a liquid 17, such as water.
  • Wood components 10 of smaller size may be wood fibers, wood dust, sawdust or cellulose.
  • Wood components 10 of larger size may be wood chips 15, for example.
  • the mixture of the wood components 10 and the liquid 17 is stirred and thus a substantially homogeneous wood suspension 25 is prepared.
  • the wood suspension 25 is then scooped and the liquid 17, e.g. the water squeezed. In this case, a relatively thin first layer 18 of the multilayer composite material plate 100 is produced.
  • FIG. 3 a shows possible further steps for producing the multilayer composite material plate 100 based on the first layer 18 produced by means of the first steps (cf. FIG. 2).
  • the first layer 18 can be compressed and subsequently sprayed with polyurethane 11, so that the first layer 18 is arranged wave-like and the areas between the individual wave-shaped sections of the first layer 18 are completely filled with polyurethane 11. Subsequently, a cover layer 12, 14 can be applied to the first layer 18 on both sides. Due to the wavy configuration of the first layer 18, a particularly stable multilayer composite material plate 100 is provided.
  • the first layer 18 can be arranged flat or planar and sprayed with polyurethane 11.
  • a second layer 19, which is produced in accordance with the method steps from FIG. 2 as the first layer 18, is applied to the first layer 18 or the polyurethane 11 applied to the first layer 18.
  • a third layer 20 is applied to the second layer 19 or to the polyurethane 11 applied to the second layer 19.
  • a three-layer composite material plate 100 from substantially horizontally disposed layers 18, 19, 20 is formed. Additional or additional layers, which are produced in accordance with the method steps of FIG. 2, may also be provided for such a multilayer composite material plate 100.
  • Cover layers 12, 14 may also be formed by these layers. Alternatively, the cover layers 12, 14 could be made as shown in FIG.
  • FIGS. 4 a to 4 c show different embodiments of a multilayer composite material plate 100.
  • FIG. 4 a shows a composite material plate 100, which was produced in accordance with the method shown in FIG.
  • the multilayer composite material plate 100 has a middle layer 13 of wood components 10 and polyurethane 11 mixed with these wood components 10. On both sides of the middle layer 13 cover layers 12, 14 are applied, which are made of coarser wood chips 15.
  • FIGS. 4b and 4c each show a composite material plate 100 produced according to a method according to FIGS. 2 and 3.
  • the composite material plate 100 shown in FIG. 4b is produced according to a method according to FIG. 2 and FIG. 3a.
  • the composite material plate 100 shown in FIG. 4c is produced by a method according to FIGS. 2 and 3b.
  • FIGS. 5a and 5b show the essential method steps for connecting, in particular bonding, two components 29a, 29b to one another.
  • the bonding of a composite material plate 100 as the first component 29a with a flat second component 29b shown.
  • a dispersion of a multi-component adhesive system 30 based on polyurethane and ferrimagnetic elements 28 is applied to a first side surface of the composite material plate 100.
  • the composite material plate 100 is placed on the second component 29b.
  • Electromagnetic waves are radiated in the region of a second side surface of the composite material plate 100 with a means 31 for emitting electromagnetic waves.
  • the electromagnetic waves penetrate the composite material plate 100 and cause mechanical movement, such as rotation, of the ferrimagnetic elements 28 within the dispersion.
  • a mixing of the two components of the adhesive system 30 or a chemical reaction of the two components of the adhesive system 30 is effected.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Um eine Kompositwerkstoffplatte einfach und kostengünstig herzustellen, wobei die Kompositwerkstoffplatte besonders leicht ist und dennoch eine hohe mechanische Festigkeit und gute Dämmeigenschaften aufweist, wird vorgeschlagen, dass lignocellulosehaltige Bestandteile (10), bevorzugterweise aus Holz, mit Polyurethan (11) vermischt werden.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Kompositwerkstoff platte aus lignocellulosehaltigen Bestandteilen und Polyurethan
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kompositwerkstoffplatte sowie eine Kompositwerkstoffplatte selbst.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden, eines ersten Bauteils, insbesondere einer Kompositwerkstoffplatte, mit einem zweiten Bauteil, insbesondere einem Wandabschnitt, einem Fußbodenabschnitt, einem Deckenabschnitt oder einer anderen Kompositwerkstoffplatte.
Stand der Technik
Die Verwendung von Leichtbauwerkstoffen bzw. Verbundwerkstoffen (Kompositwerkstoffen) ist in der Holzwerkstoffindustrie bekannt. Üblich ist beispielsweise die Herstellung von Leichtbauplatten mit einem Hexagon-Wabenkern aus Papier, mit Stäben aus leichten Hölzern oder mit einem schaumartigen Kern zu fertigen. Der Kern wird dann beidseitig mit Deckschichten abgedeckt bzw. geschützt. Derartige Deckschichten können aus dünnem Sperrholz bestehen oder in Form einer Holzwerkstoffplatte, beispielsweise einer mitteldichten Holzfaserplatte (MDF), einer Spanplatte oder einer Mehrschichtplatte (OSB) bereitgestellt werden. Nachteilig ist bei derartigen Leichtbauplatten, dass die Seiten in einem separaten Verfahrensschritt geschlossen, beispielsweise umleimt, werden müssen.
Die Anforderungen an mehrschichtige Leichtbauplatten sind sehr unterschiedlich. Wichtig ist oft die Gewichtsersparnis zu vergleichbaren Produkten bzw. Platten. Ferner ist oft eine hohe mechanische Festigkeit (Scherfestigkeit und Biegefestigkeit) bei geringer Rohdichte gefordert. Je nach Anwendung sollten Leichtbauplatten gute Dämmeigenschaften in Bezug auf Kälte, Wärme und/oder Schall aufweisen. Bei etwaigem Feuchteeintritt ist es ferner wichtig, dass die mehrschichtige Leichtbauplatte möglichst kleine Quell- und Schwindmaße aufweist. Auch die Verwendung bzw. Montage der mehrschichtigen Leichtbauplatten ist von Bedeutung. Gewünscht ist generell eine einfache Möglichkeit, die Leichtbauplatten mit anderen Bauteilen, beispielsweise Wandabschnitten, zu verbinden bzw. die Leichtbauplatten zu montieren.
Im Stand der Technik sind unterschiedliche mehrschichtige Leichtbauplatten bekannt, wobei bei den vorgenannten Anforderungen je nach Leichtbauplatte üblicherweise Kompromisse getroffen werden müssen.
Bekannt sind beispielsweise mitteldichte Holzfaserplatten (MDF-Platten). Zur Herstellung derartiger MDF-Platten werden Holzfasern üblicherweise getrocknet, beleimt und aufeinander gestreut und abschließend gepresst.
Ferner sind im Stand der Technik sogenannte Mehrschichtplatten (Holzwerkstoffplatten (z.B. OSB-Platten)) bekannt. Zur Herstellung derartiger OSB- Platten werden lange, flache Holzspäne (Strands) verwendet. Diese Holzspäne werden getrocknet mit Klebstoff besprüht und in drei Schichten (mit wechselnder Orientierung - 2 x längs und 1 x quer) übereinander angeordnet. Abschließend werden diese Schichten gepresst.
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein möglichst einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung einer Kompositwerkstoffplatte vorzuschlagen, wobei zum einen eine Gewichtsersparnis der Kompositwerkstoffplatte gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Leichtbauplatten erreicht wird und gleichzeitig eine besonders hohe mechanische Festigkeit und gute Dämmeigenschaften erreicht werden.
Erfindungsgemäß wird hierfür ein Verfahren zur Herstellung einer Kompositwerkstoffplatte vorgeschlagen, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: al) Zusammenführen einer Vielzahl von lignocellulosehaltigen Bestandteilen, bevorzugterweise aus Holz, insbesondere Holzspäne und/oder Holzfasern und/oder Holzpartikel und/oder Zellulose; und
bl) Vermischen, vorzugsweise Verrühren und/oder Besprühen, der lignocellulosehaltigen Bestandteile mit Polyurethan oder eines Polyurethan aufweisenden Werkstoffs; und
cl) Formen der Mischung zu einer Platte.
Unter der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kompositwerkstoffplatte ist insbesondere eine Leichtbauplatte zu verstehen. Die nach diesem Verfahren hergestellte Kompositwerkstoffplatte kann eine Schicht oder mehrere Schichten aufweisen.
Unter einer Vielzahl von lignocellulosehaltigen Bestandteilen ist im Sinne dieser Erfindung eine Vielzahl von Lignocellulose aufweisenden Bestandteilen eines Rohstoffes oder mehrerer unterschiedlicher Rohstoffe zu verstehen. Im Folgenden wird der Begriff Holzbestandteile auch als Synonym für lignocellulosehaltige Bestandteile verwendet.
Beim Vermischen werden die Holzbestandteile mit dem Polyurethan vermischt, wobei sich die Holzbestandteile mit dem Polyurethan noch nicht unmittelbar verbinden. Die Verbindung findet anschließend, insbesondere während des Formens, statt. Im Anschluss wir die geformte Mischung ausgehärtet (beispielsweise bei Raumtemperatur oder höherer Temperatur) bis die Kompositwerkstoffplatte einen inerten Zustand erreicht hat.
Unter Holzpartikeln kann jede Art von kleineren Holzbestandteilen, zum Beispiel Holzstaub, Sägereste und Faserstoff zu verstehen sein.
Unter einem Besprühen der Holzbestandteile mit Polyurethan oder einem Polyurethan aufweisendem Werkstoff ist ein Verschäumen beziehungsweise Vernetzen der Holzbestandteile mit Polyurethan bzw. einem Polyurethan aufweisendem Werkstoff zu verstehen. Beim Besprühen der Holzbestandteile werden zumindest eine Vielzahl von Holzbestandteilen besprüht, wobei nicht notwendigerweise jeder einzelne Holzbestandteil besprüht werden muss. Dabei werden die Holzbestandteile zumindest bereichsweise mit Polyurethan bzw. einem Polyurethan aufweisendem Werkstoff umhüllt bzw. benetzt.
Somit wird ein Komposit-Werkstoff aus Holzbestandteilen und Polyurethan hergestellt. Bevorzugterweise wird der Polyurethan-Schaum bzw. der Polyurethan aufweisende Werkstoff mit einer Tropfzeit von 1 Min bis zu 24 Stunden eingestellt.
Bevorzugterweise weist die Kompositwerkstoffplatte mindestens drei Schichten auf. Hierfür werden die mit Polyurethan vermischten Holzbestandteile auf eine erste Deckschicht der Kompositwerkstoffplatte zur Ausbildung einer Mittelschicht der Kompositwerkstoffplatte aufgebracht und eine zweite Deckschicht auf die Mittelschicht aufgebracht. Dabei sind mindestens zwei Deckschichten und mindestens eine Mittelschicht bzw. Kernschicht vorgesehen. Es können auch mehrere Mittelschichten bzw. Kernschichten hergestellt werden. Jede Deckschicht selbst kann auch aus mehreren einzelnen Schichten bestehen oder als einzelne Schicht ausgebildet sein. Hierfür wird die erste Deckschicht auf eine flächige Unterlage, beispielsweise ein Transportband, aufgebracht. Die erste Deckschicht muss nicht vollständig bzw. als feste Platte ausgebildet sein. Vielmehr kann die erste Deckschicht beispielsweise aus auf einer flächigen Unterlage aufgestreuten Spänen bestehen, welche später, beispielsweise nach Aushärten der Kompositwerkstoffplatte, eine feste Deckschicht ausbilden. In gleicher Weise kann die zweite Deckschicht ausgebildet werden.
Bevorzugterweise wird vor und/oder während und/oder nach dem Formen Wärme zugeführt, wobei sich die Holzbestandteile mit dem Polyurethan verbinden. Besonders bevorzugterweise ist hierfür eine Wärme im Bereich einer Raumtemperatur vorgesehen.
Bevorzugterweise könnten der Mischung aus Holzbestandteilen und Polyurethan auch ferrimagnetische oder ferromagnetische Elemente beigemischt werden. Hierfür wird das Polyurethan besonders bevorzugterweise in mehrkomponentiger Form (z.B. zumindest die beiden Komponenten Polyol und Isocyanat) hinzugefügt. Während und/oder nach dem Formen wird die Platte mit elektromagnetischen Wellen bzw. einem elektromagnetischem Feld beaufschlagt bzw. induziert, derart, dass die ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elemente in mechanische Bewegung versetzt werden, wodurch sich die Holzbestandteile mit dem Polyurethan verbinden, wodurch das Polyol und Isocyanat zu Polyurethan erst reagieren kann und sich dann die Holzbestandteile so mit dem Polyurethan verbinden.
Durch die Verwendung von Holzbestandteilen kann eine hohe Festigkeit der Kompositwerkstoffplatte erreicht werden. Dadurch, dass die Holzbestandteile beim Vermischen, insbesondere Verrühren und/oder Besprühen, mit Polyurethan bzw. einem Polyurethan aufweisendem Werkstoff mit dem Polyurethan bzw. dem Polyurethan aufweisenden Werkstoff vermischt werden und nicht nur wie bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren eine Klebeschicht auf eine Schicht von Holzbestandteilen, zum Beispiel Holzspänen, aufgetragen wird, kann ferner eine besonders homogene und leichte Kompositwerkstoffplatte bereitgestellt werden.
Je nach Anforderung kann das Verhältnis zwischen Holzbestandteilen und Polyurethan bzw. dem Polyurethan aufweisenden Werkstoff unterschiedlich eingestellt werden. Umso kleiner das Verhältnis von Holzbestandteilen zu Polyurethan ist, desto größer ist die Gewichtsreduzierung. Für die Herstellung von Möbeln, nichttragenden Wandkonstruktionen, beispielsweise Trennwänden, oder Türblättern, können kleine Verhältnisse von Holzbestandteilen zu Polyurethan gewählt werden. Für stabilere Wandelemente kann dieses Verhältnis größer gewählt werden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass Holzreststoffe, beispielsweise Faserstoff, Holzstaub, Sägereste und/oder Zellulose als Holzbestandteile verwendet werden können.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass vor oder während dem Vermischen der Holzbestandteile mit Polyurethan die Holzbestandteile aufgewirbelt werden. Somit können die Holzbestandteile mit Polyurethan bzw. dem Polyurethan aufweisenden Werkstoff besonders gut und gleichmäßig vermischt werden. Beim Verwirbeln/Aufwirbeln der Holzbestandteile werden diese aufgewirbelt. Das Verwirbeln/Aufwirbeln der Holzbestandteile kann mit unterschiedlichen Verfahren durchgeführt werden. Beispielsweise können mechanische Verfahren, wie zum Beispiel schnelles Rotieren eines Behälters, in welchem die Holzbestandteile angeordnet sind, vorgesehen sein. Alternativerweise oder zusätzlich könnten die Holzbestandteile mittels Gaszufuhr, insbesondere Luftzufuhr, verwirbelt bzw. aufgewirbelt werden.
Des Weiteren ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die erste Deckschicht und/oder die zweite Deckschicht mit Holzspänen ausgebildet wird. Unter Holzspänen sind im Sinne der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen länglich ausgebildete Holzbestandteile zu verstehen, deren Länge zwischen 100 mm und 200 mm, deren Breite zwischen 10 mm und 15 mm und deren Dicke zwischen 0,6 mm und 0,8 mm betragen.
Bevorzugterweise ist die Durchschnittsgröße der für die Deckschichten vorgesehenen Holzspäne um ein Vielfaches größer als eine Durchschnittsgröße der für die Mittelschicht bzw. Kernschicht vorgesehenen Holzbestandteile. Für die Deckschichten sind grobe bzw. größere Holzbestandteile, insbesondere Holzspäne wie zum Beispiel bei OSB-Platten, vorgesehen. Im Gegensatz hierzu sind für die Mittelschicht bzw. Kernschicht kleine bzw. feine Holzbestandteile wie zum Beispiel Holzfasern, Holzstaub und/oder Zellulose vorgesehen.
Bevorzugterweise werden die besprühten Holzbestandteile mittels Aufblasen und/oder Einblasen und/oder Aufsprühen auf die erste Deckschicht aufgebracht. Somit ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Holzbestandteile nach Besprühen mit Polyurethan bzw. dem Polyurethan aufweisenden Werkstoff nicht einfach auf die erste Deckschicht aufgestreut werden, sondern beispielsweise mittels Zufuhr von Gas, insbesondere Luft, auf die Deckschicht gesprüht bzw. geblasen werden.
Zur Verwirbelung der Holzbestandteile und Besprühung der Holzbestandteile mit Polyurethan bzw. dem Polyurethan aufweisenden Werkstoff ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Holzbestandteile durch ein Rohrsystem hindurchgeleitet werden. Beispielsweise können die Holzbestandteile mittels Gaszufuhr, insbesondere Luftzufuhr, durch ein Rohr befördert, insbesondere geblasen werden. Hierfür können beispielsweise an einem stirnseitigen Ende und/oder in der Wandung des Rohrs Gasdüsen, insbesondere Luftdüsen, oder Öffnungen zum Hinzuführen eines Gasstroms, insbesondere Luftstroms, in das Rohr hinein vorgesehen sein. Zur Zuführung von Polyurethan bzw. eines Polyurethan aufweisenden Werkstoffs können zusätzliche Düsen oder Öffnungen in der Wandung des Rohrs vorgesehen sein. Somit können die Holzbestandteile durch das Rohrsystem hindurch befördert und gleichzeitig innerhalb des Rohrsystems aufgewirbelt und mit Polyurethan bzw. dem Polyurethan aufweisenden Werkstoff besprüht und vermischt werden.
Zwischen der ersten Deckschicht und der Mittelschicht bzw. Kernschicht kann bevorzugterweise eine Klebeschicht angeordnet werden. Ferner kann bevorzugterweise zwischen der Mittelschicht bzw. Kernschicht und der zweiten Deckschicht eine Klebeschicht angeordnet werden. Die Klebeschicht weist besonders bevorzugterweise Polyurethan auf oder besteht aus Polyurethan.
Bevorzugterweise werden die Holzbestandteile in Schritt al) mit einer durchschnittlichen Feuchte von mehr als 6 % atro, besonders bevorzugterweise von mehr als 8 % atro, zusammengeführt. Hierunter ist die Feuchte vor dem Besprühen mit Polyurethan bzw. dem Polyurethan aufweisenden Werkstoff bzw. vor dem Verleimen der Holzbestandteile zu verstehen.
Somit ist bei einer mehrschichtigen Kompositwerkstoffplatte für die die Mittelschicht bzw. Kernschicht bildenden Holzbestandteile keine separate Trocknung notwendig. Insbesondere können für die Mittelschicht bzw. Kernschicht Holzbestandteile mit einer höheren Feuchtigkeit als beispielsweise Holzspäne für die Herstellung von OSB- Platten verwendet werden, ohne dass bei einem späteren Pressvorgang der Kompositwerkstoffplatte diese aufquillt oder bereichsweise platzt. Eine höhere Feuchtigkeit der Holzbestandteile begünstigt insbesondere die Verschäumung bzw. Benetzung der Holzbestandteile selbst. Besonders bevorzugterweise weisen die für die Mittelschicht vorgesehenen Holzbestandeile eine höhere Feuchtigkeit auf als die für die Deckschichten vorgesehenen Holzspäne. Nach dem Anordnen der einzelnen Schichten, das heißt der ersten Deckschicht, der mindestens einen Mittelschicht bzw. Kernschicht sowie der zweiten Deckschicht aufeinander, ist bevorzugterweise vorgesehen, dass diese aufeinander angeordneten Schichten so lange gepresst werden, bis die Kompositwerkstoff platte aufgrund einer Ausdehnung des Polyurethans während des Pressens eine vorgegebene Dicke erreicht. Hierfür wird besonders bevorzugterweise eine Formpresse bzw. eine Presse unter gleichzeitigem Einwirken mit Wärme verwendet. Das Polyurethan in der Mittelschicht dehnt sich während dem Pressen aus, sodass die Dicke der Kompositwerkstoffplatte zunimmt.
Durch größere, flächige Strands kann ähnlich der„klassischen OSB" eine Deckschicht geschaffen werden, die sich durch eine hohe Scherfestigkeit auszeichnet. Hierbei werden großflächige Strands, wie nebeneinander liegende Quadrate, vorzugsweise leicht überlappend in die Deckschicht eingearbeitet. Sie bilden somit eine abschließende Oberfläche. Die Scherfestigkeit ist für den Holzbau eine wichtige Berechnungsgröße.
Sollen die Platten im Gestaltungsbereich eingesetzt werden, ist durch eine Anordnung und/oder Zugabe von einem höheren Anteil an feinen Fasern die Platte modulierbar. Sie ist dann immer noch leichter als aus dem Stand der Technik bekannte Platten und kann für den Automotive Bereich verwendet werden, da sich die Platte durch den Polyurethan auch gegenüber Feuchtigkeit besser verhält.
Eine weitere Möglichkeit sind gekreuzte Faser/Strands Verläufe ähnlich der heutigen OSB. Jedoch mit dem Unterschied, dass hier von einem Komposite Werkstoff zu sprechen ist, der dämm- und holzwerkstofftypische Merkmale aufweist. Zwischen den einzelnen Faser/Strands Lagen befindet sich der Polyurethan-Schaum, welcher zur Verklebung der lignocellulosen Bestandteile dient. Der Schaum trägt in erster Linie zur Dämmung und zur Gewichtsreduzierung bei. Für den Plattentyp ultraleicht wird dann nur ein geringer Anteil an Fasern/Strands in den Herstellungsprozess gegeben. Die Fasern werden stärker mit dem Polyurethan gemischt, um so eine sehr homogene Masse zu erhalten. Mit diesem geringen Faseranteil lassen sich z. B. Formteile mit einer erhöhten Festigkeit herstellen.
Mit unterschiedlichen Faser/Strands Anordnungen in der Platte lassen sich so spezielle technische Eigenschaften entwickeln, die einen weitaus größeren Einsatzbereich haben als klassische Holzwerkstoffe.
Erfindungsgemäß ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Kompositwerkstoffplatte vorgesehen, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: a2) Zusammenführen einer Vielzahl von lignocellulosehaltigen Bestandteilen, bevorzugterweise aus Holz, unterschiedlicher Größe; und
b2) Vermischen der lignocellulosehaltigen Bestandteile mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser; und
c2) Verrühren der Mischung aus lignocellulosehaltigen Bestandteilen und der Flüssigkeit; und
d2) Schöpfen und/oder Auspressen der Flüssigkeit zur Herstellung einer ersten Schicht der mehrschichtigen Kompositwerkstoffplatte; und
e2) Auftragen von Polyurethan oder eines Polyurethan aufweisenden Werkstoffs auf die erste Schicht.
Unter einer Vielzahl von lignocellulosehaltigen Bestandteilen ist im Sinne dieser Erfindung eine Vielzahl von Lignocellulose aufweisenden Bestandteilen eines Rohstoffes oder mehrerer unterschiedlicher Rohstoffe zu verstehen. Im Folgenden wird der Begriff Holzbestandteile auch als Synonym für lignocellulosehaltige Bestandteile verwendet.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine besonders gleichmäßige bzw. homogene Suspension aus Holzbestandteilen unterschiedlicher Größe und einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, hergestellt werden. Beim Schöpfen und/oder Auspressen wird eine erste Schicht, ähnlich wie bei der Papierherstellung ein Blatt Papier, hergestellt.
Bevorzugterweise werden in Schritt a2) Holzbestandteile einer ersten Gruppe mit einer ersten durchschnittlichen Größe mit Holzbestandteilen einer zweiten Gruppe mit einer zweiten durchschnittlichen Größe zusammengeführt, wobei die erste durchschnittliche Größe um ein Vielfaches größer ist als die zweite durchschnittliche Größe. Beispielsweise kann die erste Gruppe aus Holzfasern und/oder Holzspänen bestehen bzw. diese aufweisen. Die zweite Gruppe könnte Holzfasern und/oder Holzstaub und/oder Sägemehl aufweisen oder daraus bestehen.
Ferner ist bevorzugterweise vorgesehen, dass neben der ersten Schicht weitere Schichten gemäß der Schritte a2) bis e2) hergestellt werden und diese aufeinander angeordnet werden. Die mehreren Schichten, beispielsweise die erste Schicht, eine zweite Schicht und eine dritte Schicht, können zusammen die Mittelschicht bzw. Kernschicht der Kompositwerkstoffplatte bilden. Auch die Deckschichten können gemäß der Schritte a2) bis e2) hergestellt werden.
Bevorzugterweise wird die erste Schicht vor und/oder nach Schritt e2) gestaucht, gefaltet oder geometrisch geformt, um die Stabilität zu erhöhen. Unter Stauchen ist zu verstehen, dass die Länge und/oder Breite der ersten Schicht verkleinert wird. Besonders bevorzugterweise wird beim Stauchen, Falten oder Formen der ersten Schicht eine nicht plane beziehungsweise nicht ebene, beispielsweise eine wellenförmige, Anordnung ausgebildet. Eine Mittelschicht bzw. Kernschicht mit einer solchen Anordnung weist eine besonders große Stabilität auf.
Neben der ersten Schicht könnten auch mehrere aufeinander angeordnete Schichten gemeinsam gestaucht, gefaltet oder geometrisch geformt werden. Das Stauchen, Falten oder geometrische Formen der ersten Schicht sowie eventuell weiterer Schichten kann vor oder nach Schritt e2) durchgeführt werden. Besonders bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die erste Schicht vor Schritt e2) gestaucht, gefaltet oder geometrisch geformt, beispielsweise wellenförmig angeordnet, wird. Anschließend wird Polyurethan bzw. ein Polyurethan aufweisender Werkstoff derart auf die erste Schicht aufgetragen, dass die Abschnitte zwischen einzelnen Abschnitten bzw. die Zwischenräume zwischen den einzelnen Abschnitten vollständig mit Polyurethan bzw. dem Polyurethan aufweisenden Werkstoff aufgefüllt werden.
Auch ist bevorzugterweise vorgesehen, dass auf die gestauchte, gefaltete oder geometrisch geformte erste Schicht eine erste Deckschicht und besonders bevorzugterweise eine zweite Deckschicht aufgetragen bzw. aufgebracht wird. Besonders bevorzugterweise wird beidseitig eine Deckschicht auf die gestauchte, gefaltete oder geometrisch geformte erste Schicht aufgebracht. Somit bildet die erste Schicht die Mittelschicht bzw. Kernschicht und wird von den beiden Deckschichten beidseitig geschützt.
Durch größere, flächige Strands kann ähnlich der„klassischen OSB" eine Deckschicht geschaffen werden, die sich durch eine hohe Scherfestigkeit auszeichnet. Hierbei werden großflächige Strands, wie nebeneinander liegende Quadrate, vorzugsweise leicht überlappend in die Deckschicht eingearbeitet. Sie bilden somit eine abschließende Oberfläche. Die Scherfestigkeit ist für den Holzbau eine wichtige Berechnungsgröße. Sollen die Platten im Gestaltungsbereich eingesetzt werden, ist durch eine Anordnung und/oder Zugabe von einem höheren Anteil an feinen Fasern die Platte modulierbar. Sie ist dann immer noch leichter als aus dem Stand der Technik bekannte Platten und kann für den Automotive Bereich verwendet werden, da sich die Platte durch den Polyurethan auch gegenüber Feuchtigkeit besser verhält.
Eine weitere Möglichkeit sind gekreuzte Faser/Strands Verläufe ähnlich der heutigen OSB. Jedoch mit dem Unterschied, dass hier von einem Komposite Werkstoff zu sprechen ist, der dämm- und holzwerkstofftypische Merkmale aufweist. Zwischen den einzelnen Faser/Strands Lagen befindet sich der Polyurethan-Schaum, welcher zur Verklebung der lignocellulosen Bestandteile dient. Der Schaum trägt in erster Linie zur Dämmung und zur Gewichtsreduzierung bei.
Für den Plattentyp ultraleicht wird dann nur ein geringer Anteil an Fasern/Strands in den Herstellungsprozess gegeben. Die Fasern werden stärker mit dem Polyurethan gemischt, um so eine sehr homogene Masse zu erhalten. Mit diesem geringen Faseranteil lassen sich z. B. Formteile mit einer erhöhten Festigkeit herstellen.
Mit unterschiedlichen Faser/Strands Anordnungen in der Platte lassen sich so spezielle technische Eigenschaften entwickeln, die einen weitaus größeren Einsatzbereich haben als klassische Holzwerkstoffe.
Zwischen einzelnen Schichten der mehrschichtigen Kompositwerkstoffplatte könnte eine weitere Schicht gemäß der Schritte al) bis cl) hergestellt werden.
Erfindungsgemäß ist ferner eine Kompositwerkstoffplatte vorgesehen, wobei die Kompositwerkstoffplatte mindestens zwei Deckschichten und mindestens eine zwischen den zwei Deckschichten angeordnete Mittelschicht bzw. Kernschicht aufweist. Die Kompositwerkstoffplatte ist erfindungsgemäß nach einem oder mehreren der vorbeschriebenen Verfahren hergestellt.
Durch größere, flächige Strands kann ähnlich der„klassischen OSB" eine Deckschicht geschaffen werden, die sich durch eine hohe Scherfestigkeit auszeichnet. Hierbei werden großflächige Strands, wie nebeneinander liegende Quadrate, vorzugsweise leicht überlappend in die Deckschicht eingearbeitet. Sie bilden somit eine abschließende Oberfläche. Die Scherfestigkeit ist für den Holzbau eine wichtige Berechnungsgröße.
Sollen die Platten im Gestaltungsbereich eingesetzt werden, ist durch eine Anordnung und/oder Zugabe von einem höheren Anteil an feinen Fasern die Platte modulierbar. Sie ist dann immer noch leichter als aus dem Stand der Technik bekannte Platten und kann für den Automotive Bereich verwendet werden, da sich die Platte durch den Polyurethan auch gegenüber Feuchtigkeit besser verhält.
Eine weitere Möglichkeit sind gekreuzte Faser/Strands Verläufe ähnlich der heutigen OSB. Jedoch mit dem Unterschied, dass hier von einem Komposite Werkstoff zu sprechen ist, der dämm- und holzwerkstofftypische Merkmale aufweist. Zwischen den einzelnen Faser/Strands Lagen befindet sich der Polyurethan-Schaum, welcher zur Verklebung der lignocellulosen Bestandteile dient. Der Schaum trägt in erster Linie zur Dämmung und zur Gewichtsreduzierung bei.
Für den Plattentyp ultraleicht wird dann nur ein geringer Anteil an Fasern/Strands in den Herstellungsprozess gegeben. Die Fasern werden stärker mit dem Polyurethan gemischt, um so eine sehr homogene Masse zu erhalten. Mit diesem geringen Faseranteil lassen sich z. B. Formteile mit einer erhöhten Festigkeit herstellen. Mit unterschiedlichen Faser/Strands Anordnungen in der Platte lassen sich so spezielle technische Eigenschaften entwickeln, die einen weitaus größeren Einsatzbereich haben als klassische Holzwerkstoffe.
Erfindungsgemäß ist ferner ein Verfahren zum Verbinden, insbesondere Verkleben, eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil vorgesehen, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: a3) Anordnen einer ersten Komponente, insbesondere einer Binder-Komponente, und einer zweiten Komponente, insbesondere einer Härter-Komponente, eines mehr- komponentigen Klebesystems zusammen mit ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elementen zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil; und
b3) Anordnen eines Mittels zur Abstrahlung elektromagnetischer Wellen an oder beanstandet ersten Bauteil; und
c3) Abstrahlen von elektromagnetischen Wellen, derart, dass die ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elemente in mechanische Bewegung versetzt werden, wodurch eine chemische Verbindung/Reaktion der beiden Komponenten des Klebesystems bewirkt wird.
Erfindungsgemäß ist somit ein Verbinden, insbesondere zum Verkleben, eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil mittels eines mehr-komponentigen Klebesystems vorgesehen. Zwei Komponenten des Klebesystems sind beim Auftragen auf das erste Bauteil und/oder beim Auftragen auf das zweite Bauteil noch nicht vermischt bzw. die Klebewirkung des Klebesystems noch nicht aktiviert. Eine Reaktion der beiden Komponenten miteinander hat somit zu diesem Zeitpunkt noch nicht stattgefunden.
Mittels der elektromagnetischen Wellen, welche das erste Bauteil durchdringen, werden die ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elemente in mechanische Bewegung, beispielsweise Rotation, versetzt. Dadurch werden die beiden Konnponenten des Klebesystems vermischt und eine chemische Reaktion dieser beiden Komponenten miteinander ausgelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere gut zum Verkleben von Kompositwerkstoffplatten, da im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren die Fügepartner (beispielsweise die Kompositwerkstoffplatte) nicht oder nur sehr geringfügig erwärmt werden. Auch wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren durch das Einwirken von elektromagnetischen Wellen auf das Klebesystem nicht das Aushärten des Klebesystems aufgrund von Wärmeentwicklung bevorzugt, sondern eine Reaktion der beiden noch nicht miteinander vermischten Komponenten des mehr-komponentigen Klebesystems bewirkt.
Das erste Bauteil kann aus jedem, insbesondere nicht magnetisierbarem, Werkstoff bestehen. Bevorzugterweise ist das erste Bauteil als Kompositwerkstoffplatte, insbesondere gemäß einer vorbeschriebenen Kompositwerkstoffplatte, ausgebildet. Das zweite Bauteil ist vorzugsweise flächig ausgebildet.
Es ist bevorzugterweise vorgesehen, dass das mehr-komponentige Klebesystem auf Polyurethan basiert bzw. Polyurethan aufweist.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Bauteile in besonders einfacher und kostengünstiger Weise montiert bzw. verklebt werden.
Bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass die beiden Komponenten des Klebesystems zusammen mit den ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elementen in Schritt a3) in Form einer Dispersion zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil angeordnet werden. Hierunter ist zu verstehen, dass die beiden Komponenten des Klebesystems und die ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elemente in Form eines heterogenen Gemisches auf das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil aufgetragen werden. Eine derartige Dispersion, bestehend aus einem geeigneten Verhältnis der beiden Komponenten des Klebesystems und der ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elemente, kann in besonders einfacher und kostengünstiger Weise vorbereitet sowie Verbrauchs fertig verpackt werden.
Alternativer Weise könnten die beiden Komponenten des Klebesystems in Form von voneinander getrennten Schichten zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil angeordnet werden. Die Schichten könnten aufgetragen, aufgesprüht oder aufgeklebt werden. In besonders bevorzugterweise könnten Klebefolien vorgesehen sein, wobei jeweils eine Klebefolie eine Komponente des Klebesystems aufweist. Die ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elemente könnten separat aufgetragen werden, in einer separaten Klebefolie bereitgestellt werden oder in einer der beiden Klebefolien mit einer Komponente des Klebesystems vorgesehen sein. Beispielsweise könnten eine erste Klebefolie mit der ersten Komponente und eine zweite Klebefolie mit der zweiten Komponente vorgesehen sein, wobei die erste Klebefolie und/oder die zweite Klebefolie auch die ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elemente mit aufweist.
Die ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elemente sind bevorzugter Weise im Wesentlichen länglich ausgebildet. Hierunter ist zu verstehen, dass die Elemente eine größere Länge als Breite und Dicke aufweisen. Besonders bevorzugter Weise ist die Länge der ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elemente um ein Vielfaches größer als deren Breite und Dicke. Aufgrund der länglichen Ausbildung können die ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elemente die beiden Komponenten des Klebesystems in besonders geeigneter Weise vermischen und eine chemische Reaktion der beiden Komponenten miteinander bewirken. Eine Erwärmung innerhalb des Klebesystems und insbesondere in den Bauteilen findet nur geringfügig statt. Die ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elemente weisen vorzugsweise eine Länge von mindestens 1 μηη, besonders bevorzugter Weise von mindestens 10 μηη, auf.
Auch ist bevorzugter Weise vorgesehen, dass in Schritt c3) die elektromagnetischen Wellen in einem Frequenzbereich zwischen 10 kHz und 100 GHz abgestrahlt werden. Besonders bevorzugterweise ist ein Frequenzbereich zwischen 300 MHz und 1 GHz oder zwischen 1 GHz und 100 GHz, sowie ganz besonders bevorzugterweise zwischen 2 GHz und 30 GHz, vorgesehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen schematisch:
Fig. 1: ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen
Kompositwerkstoff platte,
Fig. 2: erste Verfahrensschritte für ein weiteres Verfahren zur
Herstellung einer mehrschichtigen
Kompositwerkstoff platte,
Fig. 3a und 3b: nächste Schritte des weiteren Verfahrens zur Herstellung
einer mehrschichtigen Kompositwerkstoff platte,
Fig. 4a bis 4c: mehrschichtige Kompositwerkstoffplatten und Fig. 5a und 5b: Verfahrensschritte zum Verbinden von zwei Bauteilen miteinander.
In Figur 1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Kompositwerkstoffplatte 100 gezeigt. Mittels des in Figur 1 dargestellten Verfahrens wird beispielhaft die Herstellung einer dreischichtigen Kompositwerkstoffplatte 100 gezeigt, welche zwei Deckschichten 12, 14 und eine Mittelschicht 13 bzw. Kernschicht aufweist. Nach diesem Verfahren könnten auch Kompositwerkstoffplatten 100 mit mehr als drei Schichten, insbesondere mit mehr Mittelschichten 13 ausgebildet bzw. hergestellt werden. Ohne die Deckschichten 12, 14 könnte mit diesem Verfahren auch eine einschichtige Kompositwerkstoffplatte 100 hergestellt werden. Das dargestellte Herstellungsverfahren beziehungsweise die einzelnen Schritte des Herstellungsverfahrens können kontinuierlich fortgeführt werden.
Für die Ausbildung der Mittelschicht 13 werden feinere Holzbestandteile, beispielsweise Holzfasern, Holzstaub, Sägereste und/oder Zellulose einem Rohrsystem 21 zugeführt. Innerhalb des Rohrsystems werden mittels Luftzufuhr 23 die Holzbestandteile 10 verwirbelt. In einem weiteren Abschnitt des Rohrsystems 21 werden die aufgewirbelten Holzbestandteile 10 mit Polyurethan 11 besprüht. Dabei wird ein Komposit-Werkstoff aus Holzbestandteilen 10 und Polyurethan 11 hergestellt. Diese Mischung wird aufgrund der Verwirbelung der Holzbestandteile 10 und dem Besprühen mit Polyurethan sehr homogen und gleichmäßig erzeugt.
Alternativerweise könnten die Holzbestandteile 10 auch vor oder während dem Besprühen mit Polyurethan 11 aufgebracht werden.
Die Holzbestandteile 10 zur Herstellung der Mittelschicht 13 können aus Frischholz, Altholz oder Holzreststoffen hergestellt bzw. erzeugt werden. Eine Trocknung der Holzbestandteile 10 ist nicht erforderlich, da eine höhere Feuchte der Holzbestandteile 10 den Verschäumungsvorgang mit Polyurethan 11 begünstigt.
Auf ein Transportband 24 werden gröbere Holzspäne 15 aufgebracht. Diese bilden eine erste Deckschicht 12 aus. Auf die Holzspäne 15 bzw. die erste Deckschicht 12 wird optional eine Klebeschicht 16 durch Auftrag von zusätzlichem Polyurethan 11 aufgebracht. Anschließend wird auf diese Klebeschicht 16 der für die Mittelschicht 13 im Rohrsystem 21 hergestellte Komposit-Werkstoff aufgesprüht bzw. aufgeblasen. Das bedeutet, dass am Ausgang des Rohrsystems 21 die Mischung aus Holzbestandteilen 10 und Polyurethan 11 auf die erste Deckschicht 12 bzw. auf die auf der ersten Deckschicht 12 angeordnete Klebeschicht 16 aufgesprüht bzw. aufgeblasen wird. Hierdurch wird die Mittelschicht 13 bzw. Kernschicht der Kompositwerkstoffplatte 100 ausgebildet.
Auf die Mittelschicht 13 bzw. die Mischung aus Holzbestandteilen 10 und Polyurethan 11 wird optional eine weitere Klebeschicht 16 durch Auftrag von weiterem Polyurethan 11 aufgebracht. Auf diese weitere Klebeschicht 16 wird anschließend die zweite Deckschicht 14 aufgetragen. Wie auch die erste Deckschicht 12 wird die zweite Deckschicht 14 durch Aufbringen von gröberen Holzspänen 15 erzeugt. Anschließend werden die Schichten, nämlich die erste Deckschicht 12, die Mittelschicht 13 und die zweite Deckschicht 14, mittels einer Formpresse 22 geformt, bis aufgrund der Ausdehnung des Polyurethans 11 die Kompositwerkstoff platte 100 die gewünschte bzw. eine vorgegebene Dicke erreicht hat.
Figuren 2 und 3 (Figuren 3a und 3b) zeigen einzelne Verfahrensschritte eines weiteren Verfahrens zur Herstellung einer mehrschichtigen Kompositwerkstoffplatte 100.
Dabei werden in Figur 2 erste Schritte dieses weiteren Verfahrens zur Herstellung einer mehrschichtigen Kompositwerkstoffplatte 100 gezeigt. Hierfür werden Holzbestandteile 10 mit unterschiedlichen Größen zusammengeführt und mit einer Flüssigkeit 17, z.B. Wasser, vermischt. Holzbestandteile 10 mit kleinerer Größe können Holzfasern, Holzstaub, Sägereste oder Zellulose sein. Holzbestandteile 10 mit größerer Größe können beispielsweise Holzspäne 15 sein. Die Mischung aus den Holzbestandteilen 10 und der Flüssigkeit 17 wird verrührt und somit eine im Wesentlichen homogene Holzsuspension 25 hergestellt.
Ähnlich wie bei einer Papierherstellung, wird anschließend die Holzsuspension 25 geschöpft und die Flüssigkeit 17 z.B. das Wasser ausgepresst. Dabei wird eine relativ dünne erste Schicht 18 der mehrschichtigen Kompositwerkstoffplatte 100 erzeugt.
Figur 3a zeigt mögliche weitere Schritte zur Herstellung der mehrschichtigen Kompositwerkstoffplatte 100 basierend auf der mittels der ersten Schritte (vergleiche Figur 2) hergestellten ersten Schicht 18.
Wie in Figur 3a gezeigt, kann die erste Schicht 18 gestaucht und anschließend mit Polyurethan 11 besprüht werden, sodass die erste Schicht 18 wellenförmig angeordnet wird und die Bereiche zwischen den einzelnen wellenförmigen Abschnitten der ersten Schicht 18 vollständig mit Polyurethan 11 ausgefüllt werden. Anschließend kann beidseitig eine Deckschicht 12, 14 auf die erste Schicht 18 aufgebracht werden. Aufgrund der wellenförmigen Ausgestaltung der ersten Schicht 18 wird eine besonders stabile mehrschichtige Kompositwerkstoffplatte 100 bereitgestellt.
Alternativ kann wie in Figur 3b dargestellt die erste Schicht 18 flächig beziehungsweise plan angeordnet und mit Polyurethan 11 besprüht werden. Anschließend wird eine zweite Schicht 19, welche gemäß der Verfahrensschritte aus Figur 2 wie die erste Schicht 18 hergestellt wird, auf die erste Schicht 18 bzw. das auf der ersten Schicht 18 aufgebrachte Polyurethan 11 aufgesetzt. Auf die zweite Schicht 19 wird ebenfalls Polyurethan 11 aufgebracht. Im nächsten Schritt wird eine dritte Schicht 20 auf die zweite Schicht 19 bzw. auf das auf der zweiten Schicht 19 aufgebrachte Polyurethan 11 aufgesetzt. Somit ist eine dreischichtige Kompositwerkstoff platte 100 aus im Wesentlichen horizontal angeordneten Schichten 18, 19, 20 ausgebildet. Es können auch weitere bzw. zusätzliche Schichten, welche gemäß den Verfahrensschritten aus Figur 2 hergestellt sind, für eine derartige mehrschichtige Kompositwerkstoffplatte 100 vorgesehen werden. Deckschichten 12, 14 können ebenfalls durch diese Schichten ausgebildet werden. Alternativerweise könnten die Deckschichten 12, 14 wie in Figur 1 gezeigt hergestellt werden.
Figuren 4a bis 4c zeigen unterschiedliche Ausführungsformen einer mehrschichtigen Kompositwerkstoffplatte 100.
Figur 4a zeigt eine Kompositwerkstoffplatte 100, welche gemäß dem nach Figur 1 dargestellten Verfahren hergestellt wurde. Die mehrschichtige Kompositwerkstoffplatte 100 weist eine Mittelschicht 13 aus Holzbestandteilen 10 und mit diesen Holzbestandteilen 10 vermischtem Polyurethan 11 auf. Beidseitig an der Mittelschicht 13 sind Deckschichten 12, 14 aufgebracht, welche aus gröberen Holzspänen 15 hergestellt sind.
Figuren 4b und 4c zeigen jeweils eine Kompositwerkstoffplatte 100, welche gemäß einem Verfahren nach Figuren 2 und 3 hergestellt sind. Die in Figur 4b gezeigte Kompositwerkstoffplatte 100 ist gemäß einem Verfahren nach Figur 2 und Figur 3a hergestellt. Die in Figur 4c gezeigte Kompositwerkstoffplatte 100 ist nach einem Verfahren gemäß der Figuren 2 und 3b hergestellt.
In Figuren 5a und 5b sind die wesentlichen Verfahrensschritte zum Verbinden, insbesondere Verkleben, von zwei Bauteilen 29a, 29b miteinander gezeigt. Hierbei wird als Beispiel das Verkleben einer Kompositwerkstoffplatte 100 als erstes Bauteil 29a mit einem flächigen zweiten Bauteil 29b gezeigt. In diesem Beispiel wird eine Dispersion aus einem mehr-komponentigen Klebesystems 30 auf Basis von Polyurethan und ferrimagnetischen Elementen 28 auf eine erste Seitenfläche der Kompositwerkstoffplatte 100 aufgetragen. Anschließend wird die Kompositwerkstoffplatte 100 auf das zweite Bauteil 29b aufgesetzt.
Mit einem Mittel 31 zum Abstrahlen elektromagnetischer Wellen werden elektromagnetische Wellen im Bereich einer zweiten Seitenfläche der Kompositwerkstoffplatte 100 abgestrahlt. Die elektromagnetischen Wellen durchdringen die Kompositwerkstoffplatte 100 und bewirken eine mechanische Bewegung, beispielsweise Rotation, der ferrimagnetischen Elemente 28 innerhalb der Dispersion. Hierdurch wird ein Vermischen der beiden Komponenten des Klebesystems 30 bzw. eine chemische Reaktion der beiden Komponenten des Klebesystems 30 bewirkt.
Bezugszeichenliste
100 Kompositwerkstoff platte
10 Lignocellulosehaltige Bestandteile
11 Polyurethan
12 Erste Deckschicht
13 Mittelschicht
14 Zweite Deckschicht
15 Holzspäne
16 Klebeschicht
17 Flüssigkeit
18 Erste Schicht
19 Zweite Schicht
20 Dritte Schicht
21 Rohrsystem
22 Formpresse
23 Luftzufuhr
24 Transportband
25 Holzsuspension
26 Rührmittel
27 Stauchen
28 ferrimagnetische / ferromagnetische Elemente
29a Erstes Bauteil
29b Zweites Bauteil
30 Klebstoffsystem
31 Mittel zur Abstrahlung elektromagnetischer Wellen

Claims

A n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung einer Konnpositwerkstoffplatte (100), wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist:
al) Zusammenführen einer Vielzahl von lignocellulosehaltigen Bestandteilen (10), bevorzugterweise aus Holz, insbesondere Holzspäne und/oder Holzfasern und/oder Holzpartikel und/oder Zellulose; und
bl) Vermischen, vorzugsweise Verrühren und/oder Besprühen, der lignocellulosehaltigen Bestandteile (10) mit Polyurethan (11) oder eines Polyurethan (11) aufweisenden Werkstoffs; und
cl) Formen der Mischung zu einer Platte.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kompositwerkstoffplatte (100) mehrschichtig hergestellt wird, wobei mit den Schritten al) bis bl) eine Mittelschicht (13) ausgebildet wird, wobei an einer ersten Seite der Mittelschicht (13) eine erste Deckschicht (12) und an einer zweiten Seite der Mittelschicht (13) eine zweite Deckschicht (14) angeordnet wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Schritt bl) vor oder während dem Vermischen der lignocellulosehaltigen Bestandteile (10) mit Polyurethan (11) die lignocellulosehaltigen Bestandteile (10) aufgewirbelt werden.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Deckschicht (12) und/oder die zweite Deckschicht (14) zumindest teilweise mit Holzspänen (15) ausgebildet wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Durchschnittsgröße der für die Deckschichten (12, 14) vorgesehenen Holzspäne (15) um ein Vielfaches größer ist als eine Durchschnittsgröße der für die Mittelschicht (13) vorgesehenen lignocellulosehaltigen Bestandteile (10).
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die besprühten lignocellulosehaltigen Bestandteile (10) mittels Streuung und/oder Einblasen und/oder Aufsprühen auf die erste Deckschicht (12) aufgebracht werden.
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die lignocellulosehaltigen Bestandteile (10) zur Verwirbelung und Besprühung durch ein Rohrsystem (21) hindurchgeleitet werden.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der ersten Deckschicht (12) und der Mittelschicht (13) eine Klebeschicht (16) angeordnet wird; und/oder dass zwischen der zweiten Deckschicht (14) und der Mittelschicht (13) eine Klebeschicht (16) angeordnet wird.
9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die lignocellulosehaltigen Bestandteile (10) in Schritt al) mit einer durchschnittlichen Feuchte von mehr als 6 % atro, vorzugsweise von mehr als 8 % atro, zusammengeführt werden.
10. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Kompositwerkstoffplatte (100), wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist:
a2) Zusammenführen einer Vielzahl von lignocellulosehaltigen Bestandteilen (10), bevorzugterweise aus Holz, unterschiedlicher Größen; und
b2) Vermischen der lignocellulosehaltigen Bestandteile (10) mit einer Flüssigkeit (17), insbesondere Wasser; und
c2) Verrühren der Mischung aus lignocellulosehaltigen Bestandteilen (10) und der Flüssigkeit (17); und
d2) Schöpfen und/oder Auspressen der Flüssigkeit (17) zur Herstellung einer ersten Schicht (18) der mehrschichtigen Kompositwerkstoffplatte (100); und e2) Auftragen von Polyurethan (11) oder eines Polyurethan (11) aufweisenden Werkstoffs auf die erste Schicht (18).
11. Verfahren gemäß Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Schritt a2) die lignocellulosehaltigen Bestandteile (10) einer ersten Gruppe mit einer ersten durchschnittlichen Größe mit lignocellulosehaltigen Bestandteilen (10) einer zweiten Gruppe mit einer zweiten durchschnittlichen Größe zusammengeführt werden, wobei die erste durchschnittliche Größe um ein Vielfaches größer ist als die zweite durchschnittliche Größe.
12. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere weitere Schichten (19, 20) gemäß der Schritte a2) bis e2) hergestellt werden und aufeinander angeordnet werden.
13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Schicht (18) vor und/oder nach Schritt e2) gestaucht, gefaltet oder geometrisch geformt wird, um die Stabilität zu erhöhen.
14. Verfahren gemäß Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf die gestauchte, gefaltete oder geometrisch geformte erste Schicht (18) eine erste Deckschicht (12) und bevorzugterweise eine zweite Deckschicht (14) aufgetragen wird.
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine weitere Schicht der mehrschichtigen Kompositwerkstoffplatte (100) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt wird.
16. Kompositwerkstoffplatte (100),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kompositwerkstoff platte (100) nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15 hergestellt wurde.
17. Verfahren zum Verbinden, insbesondere Verkleben, eines ersten Bauteils (29a), insbesondere einer Kompositwerkstoffplatte (100), mit einem zweiten Bauteil (29b), wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist:
a3) Anordnen einer ersten Komponente, insbesondere Binder-Komponente, und einer zweiten Komponente, insbesondere Härter-Komponente, eines mehr-komponentigen Klebesystems (30) zusammen mit ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elementen (28) zwischen dem ersten Bauteil (29a) und dem zweiten Bauteil (29b); und
b3) Anordnen eines Mittels (31) zur Abstrahlung elektromagnetischer Wellen an oder beabstandet zum ersten Bauteil; und
c3) Abstrahlen von elektromagnetischen Wellen, derart, dass die ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elemente (28) in mechanische Bewegung versetzt werden, wodurch eine Reaktion der ersten und der zweiten Komponente des Klebesystems (30) bewirkt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Komponenten des Klebesystems (30) zusammen mit den ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elemente (28) in Schritt a3) in Form einer Dispersion zwischen dem ersten Bauteil (29a) und dem zweiten Bauteil (29b) angeordnet werden.
19. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Komponenten des Klebesystems (30) in Form von voneinander getrennten Schichten zwischen dem ersten Bauteil (29a) und dem zweiten Bauteil angeordnet werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Elemente (28) im Wesentlichen länglich ausgebildet sind.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c3) die elektromagnetischen Wellen in einenn Frequenzbereich zwischen 10 kHz und 100 GHz, vorzugsweise zwischen 300 MHz und 1 GHz, besonders bevorzugterweise zwischen 1 GHz und 100 GHz, ganz besonders bevorzugterweise zwischen 2 GHz und 30 GHz, abgestrahlt werden.
PCT/EP2016/080692 2015-12-10 2016-12-12 Verfahren zur herstellung einer kompositwerkstoffplatte aus lignocellulosehaltigen bestandteilen und polyurethan WO2017098054A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015121565.9 2015-12-10
DE102015121565.9A DE102015121565A1 (de) 2015-12-10 2015-12-10 Verfahren zur Herstellung einer Kompositwerkstoffplatte aus lignocellulosehaltigen Bestandteilen und Polyurethan

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2017098054A2 true WO2017098054A2 (de) 2017-06-15
WO2017098054A3 WO2017098054A3 (de) 2017-08-03

Family

ID=57680225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/080692 WO2017098054A2 (de) 2015-12-10 2016-12-12 Verfahren zur herstellung einer kompositwerkstoffplatte aus lignocellulosehaltigen bestandteilen und polyurethan

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015121565A1 (de)
WO (1) WO2017098054A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021153668A1 (ja) 2020-01-29 2021-08-05 旭化成株式会社 透明ヒータ

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113798120B (zh) * 2021-10-25 2023-05-05 湖北康欣新材料科技有限责任公司 一种适用于集装箱地板用cosb基材的浸胶设备

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1653174A1 (de) * 1966-05-10 1970-06-04 Novopan Gmbh Verfahren zur Herstellung von Spanplatte oder -koerpern
CA2168682A1 (en) * 1995-06-02 1996-12-03 David M. Harmon Method and apparatus for reducing blowline obstructions during production of cellulosic composites
US5972265A (en) * 1998-05-21 1999-10-26 Forest Products Development Laboratories, Inc. L.L.C. Method and apparatus for producing composites
DE102006021266A1 (de) * 2005-05-02 2006-11-23 Platec Elsterwerda Gmbh Polyurethan-Holz-Komposite und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102005038734A1 (de) * 2005-08-16 2007-02-22 Michanickl, Andreas, Prof.Dr. Leichte Mehrschicht-Holzwerkstoffplatte
DE202008015419U1 (de) * 2008-11-21 2010-04-22 Epple, Albrecht, Dr. Vorrichtung zur Beleimung von Fasern in einem Blasrohr
DE102010024515B4 (de) * 2010-06-21 2016-04-07 Fritz Egger Gmbh & Co. Og Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Holzwerkstoffkörpers sowie Holzwerkstoffkörper

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021153668A1 (ja) 2020-01-29 2021-08-05 旭化成株式会社 透明ヒータ

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015121565A1 (de) 2017-06-14
WO2017098054A3 (de) 2017-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60032125T2 (de) Verbundbauelemente und herstellungsverfahren
EP0344231B1 (de) Verfahren zum herstellen eines gegebenenfalls plattenförmigen kunstharz-druckformkörpers sowie vorprodukt zum einsatz bei einem solchen verfahren
DE102006018277B4 (de) Bauplatte und Verfahren zur Herstellung einer Bauplatte
EP3272480B1 (de) Verfahren zur herstellung einer faserplatte
WO2005113230A1 (de) Sandwichelement
EP1486627B1 (de) Grossformatige OSB-Platte mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere für den Baubereich
WO2021023469A1 (de) Werkstoffplatte, verfahren und anlage zur herstellung einer werkstoffplatte sowie verwendung einer werkstoffplatte
WO2017194630A1 (de) Bauelement mit deckplatten und rohrsegmenten aus einem holzwerkstoff
EP1110687B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer leichten Faserplatte und leichte Faserplatte mit geschlossener Oberfläche
WO2017098054A2 (de) Verfahren zur herstellung einer kompositwerkstoffplatte aus lignocellulosehaltigen bestandteilen und polyurethan
WO2004092511A1 (de) Fussbodenpaneel aus zwei verschiedenen holz-werkstoffen und verfahren zu dessen herstellung
WO2020211988A1 (de) Plattenförmiger werkstoff und verfahren zu dessen herstellung
EP0524403A1 (de) Mehrschichtmaterialstruktur
EP3725481A1 (de) Plattenförmiger werkstoff und verfahren zu dessen herstellung
EP3216574A1 (de) Verfahren zum herstellen einer osb
EP2397291B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Holzwerkstoffkörpers sowie Holzwerkstoffkörper
WO2005018890A1 (de) Verfahren zur herstellung einer mehrschichtigen holzfaserplatte
EP3938158A1 (de) Plattenförmiger werkstoff und verfahren zu dessen herstellung
EP1247916A1 (de) Dämmformkörper, insbesondere Dämmplatte, aus Holzfaserstoff sowie dessen Herstellung und Verwendung
EP2726281B1 (de) Sandwichplatte, insbesondere für ein möbel, sowie herstellungsverfahren
EP3822054B1 (de) Verfahren zum herstellen einer furnierten platte
WO2000071620A1 (de) Holzfaser-halbteil sowie verfahren zu dessen herstellung
EP3181315B1 (de) Verfahren zur herstellung einer osb mit glatter oberfläche
EP2786849B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Sandwich-Faserplatte, sowie Sandwich-Faserplatte
EP2062709B1 (de) Platten auf der Basis von mit Bindemittel beleimten Holzfasern

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16819476

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16819476

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2