Trebasert materiale

Trebaserte materialer er materialer som produseres ved å hugge tre og deretter forbinde strukturelementene. Størrelsen og formen på trepartiklene bestemmer typen tremateriale og dens egenskaper. Trepartiklene kan kobles til hverandre med eller uten bindemidler eller mekaniske forbindelser.

Multiplex kryssfiner

beskrivelse

Sagflis
Produksjon av sponplater rett foran pressen

Trebaserte materialer kan bestå av forskjellige typer strimlet tre, som i hovedsak er forskjellige i størrelse. De største strukturelementene inkluderer saget tømmer , spesielt plater og finér av forskjellige tykkelser. Små elementer er flis av forskjellige størrelser (grov til fin flis), flis , treull , trefibre og støv. I tillegg til tre kan andre lignocellulosematerialer som kornstrå , hampeskiver eller miscanthus brukes.

kjennetegn

Egenskapene til trebaserte materialer endres sterkt med størrelsen og formen på trepartiklene. Sammenlignet med massivtre, endres en rekke egenskaper når treet strimles. Materialets homogenitet øker med økende fordøyelse, men samtidig avtar produktens styrke, energibruken og miljøskadene øker sammenlignet med bruken av massivt tre. De isolerende egenskaper og overflatekvalitet, forbedrer imidlertid. Kravene til trekvalitet reduseres jo mindre trepartiklene er. For eksempel er de betydelig høyere for limt laminert tømmer enn for sponplater .

Produksjon

Trebaserte materialer i form av paneler eller tråder produseres vanligvis ved å blande de forskjellige typer trepartikkelformer med naturlige og syntetiske bindemidler ( lim ) og om nødvendig tilsette ytterligere tilsetningsstoffer, for eksempel vannavvisende midler , trebeskyttelsesmidler eller fargepartikler, i løpet av påfølgende varmpressing. De "nye" eller "innovative" trebaserte materialene behandles for det meste ved hjelp av moderne plastteknologi som ekstrudering eller sprøytestøping . Mekaniske tilkoblinger, for eksempel ved bruk av skruer , plugger eller fjær- og sporforbindelser, er også mulig.

Typer trematerialer

På grunn av de forskjellige strukturelle elementene som brukes, kan trebaserte materialer deles inn i materialer basert på massivt tre, finérmaterialer, sponplater, fibermaterialer og komposittmaterialer.

Massivt trematerialer og finérmaterialer

Gran krysslaminert tømmer
Gran limt tre

Massivt trematerialer eller materialer basert på massivt tre er alle trematerialer basert på massivtreelementer, spesielt brett eller stenger. I motsetning til dette består trebaserte materialer basert på kryssfiner av tynne skrelte finér . Massivt tre og finerte trematerialer avviker i hovedsak når det gjelder tykkelsen på de treelementene som brukes, og begge kan følgelig fremstilles som kryssfiner fra lag som er rotert 90 ° og limt til hverandre eller som kryssfiner med parallelle lag. I førstnevnte løper fibrene på de synlige overflatene parallelt på begge sider. Antall lag er derfor stort sett ujevnt.

Trebaserte materialer basert på massivt tre inkluderer:

  • , Et eller flere lag, så som massivtre limte paneler eller laminert tømmer er querverleimt, hvor de tykkere platelagene. Tverrlamert tømmer brukes primært som bærende vegg, tak eller takpaneler. Massivtrepaneler med en tykkelse på over 12 centimeter produseres vanligvis som hulromsstrukturer.
  • Limt laminert tømmer og andre platestabelkonstruksjoner der fiberorienteringen til platelagene hovedsakelig er i samme retning. Platene kan ganske enkelt limes eller mekanisk kobles til ved bruk av spiker, plugger, tunge og spor eller svalehale-systemer.
  • Bar kryssfiner ( blockboard ) , laminert tre eller andre barformede limede elementer laget av massivt tre
  • Massivtreelementer laget av tverrlagsplater, som er forbundet med plugger og negler og brukes som store strukturelle elementer, for eksempel i huskonstruksjon. Komplette vegger med utskjærte vinduer og dører kan være til stede som elementer.

Når det gjelder massivtre, har kvaliteten på treet som brukes, forbindelsestypen, lagstrukturen og skjæreretningen innflytelse på materialets styrkeegenskaper. For eksempel kan bæreevnen til laminert tømmer økes hvis det brukes høyfaste platelag i de ytre lagene. Kuttretningen påvirker dimensjonsstabiliteten, siden den avhenger av spenningene i materialet.

40 mm tykt birkemultipleksbrett med 45 ° gjæring
Finérfinérpanel laget av krysslimet finertre, belagt med linoleum

Som med massivtre er oppdelingen av finerte trematerialer primært basert på panelstrukturen, hvor det i tilfelle finertre er mulig å variere større på grunn av den lave tykkelsen på elementene som brukes. Trebaserte materialer basert på finertre inkluderer:

Finérmaterialer produseres for det meste ubestrøket, men kan også belegges med forskjellige materialer. Dette inkluderer spesielt laminatpaneler , men også linoleum og andre materialer. Spesielt finérfinér er også malt, metallforsterket eller beskyttet mot soppdrepende midler. En spesiell funksjon er syntetisk harpikspresset tre (KP), der finertre er impregnert med syntetisk harpiks , spesielt fenolharpiks , og presset ved høye temperaturer for å danne et trebasert materiale med veldig høy tetthet og styrke.

Merk: I henhold til definisjonen i DIN 1052: 2008-12, hører ikke limt tømmer, limt tømmer og laminert finertømmer uten tverrlag til gruppen av trebaserte materialer. Alle fiberavhengige egenskaper beholdes over tverrsnittet med ovennevnte. Disse materialene brukes mest som heltre som stavformede komponenter. Bare når den opprinnelige fiberstrukturen endres, f.eks. B. når det gjelder laminert finertømmer med tverrgående lag eller OSB-paneler, blir det faktisk laget trebaserte materialer. Komponenter laget av disse trebaserte materialene kan brukes som paneler eller skiver.

Tresponplater

Et lite stykke flatpresset brett

Treflismaterialer er laget av flis, syntetisk harpikslim og tilsetningsstoffer under varme og trykk. Flisen ekstraheres av massivt og sagkuttet tre med flismaskiner og spesielle flisknivar. Det skilles mellom følgende underarter:

Sponplater er de viktigste trebaserte materialene over hele verden med et bredt spekter av applikasjoner. Følgelig er det et stort antall klassifiseringsfunksjoner (i henhold til produksjon, overflate, form, størrelse, struktur eller formål) for klassisk sponplate og OSB-kort og de mange spesielle applikasjonene. En standard-kompatibel klassifisering kan lages i henhold til EN 309.

Trefibermaterialer

MDF-styre

Trefiberplater er laget av trefibre fra saging av biprodukter eller gjenværende tre, men også fra andre fiberplanter som lin eller raps . Den strukturelle kohesjonen er hovedsakelig basert på mattingen av trefibrene og deres naturlige ingredienser, men polymerer kan også brukes som bindemidler. Avhengig av produksjonsprosessen (tørr eller våt banedannelse) og kompresjon av trefibrene, skiller undergruppene seg ut:

For trefiberplater som ble produsert ved bruk av den våte prosessen:

  • Den trefiber isolasjonsbrett (HFD) (også porøse fiberplater og "Soft Board" (SB)) er et platemateriale av lav tetthet (230-350 kg / m³) som anvendes for varme- og lydisolasjon i konstruksjonen. Porøst fiberplate kan også bindes med bitumen .
  • De midler Hardplate (MB) er m³, et platemateriale med en tetthet på 350 til 800 kg /.
  • Den harde fiberplater (HB eller HFH) (også kalt "hardboard") med en tetthet på over 800 kg / m? Er anvendt for forskaling, innvendig beslag, dører, møbler og emballasje.

Ekstra hardt fiberplate (HFE) har en enda høyere tetthet.

For trefiberplater som er produsert i tørr prosess:

  • Fiberplaten av middels tetthet (MDF) produseres i en tørr prosess. På grunn av sin homogenitet, større styrke og bedre overflateegenskaper, erstatter den i økende grad flat pressboard (P2).
  • Den høy-tetthet fiber (HDF) består av trefibre fuktet med lim og presses under trykk og varme, som blir særlig sterkt komprimert. Den brukes som bæremateriale for høye belastninger med lav materialtykkelse (f.eks. Laminatgulv ).

Treplater med lav tetthet uten tilsetning av lim brukes hovedsakelig som isolasjon. Det er også ultralette fiberplater (ULDF) på markedet. En standard-kompatibel klassifisering kan lages i henhold til EN 216.

Komposittmaterialer

Komposittmaterialer er preget av at de består av forskjellige materialer. De kan bestå av forskjellige trefragmenter, samt treelementer og andre materialer som plast og andre bindemidler som harpiks , herdende oljer , gips av paris , betong eller papir . Foreningstypen kan også variere sterkt.

Eksempler på komposittmaterialer av tre er

  • Sandwich-panel som utføres av finerte hardboard og polystyren kjerne

  • Komposittpanel laget av OSB mellomlag og MDF topplag

  • Sementbundet sponplate

  • Profilblokk laget av en kompositt av treplast

Andre

  • Arboform , også kjent som flytende tre , er et termoplastisk bearbeidbart materiale laget av lignin og cellulose som kan bearbeides med de etablerte plastbehandlingsmetodene som sprøytestøping , ekstrudering, pressing, dyp trekking og blåsestøping. Dette innovative trebaserte materialet har allerede blitt brukt i mange små produktserier.
  • Myko- tre er et materiale laget av hardved som er spesielt nedbrutt av en dyrket sopp for videre industriell bruk. Myko-treet er hentet fra barket rundt tre, hovedsakelig fra bøk eller bjørk, sjeldnere fra hestekastanje eller osp. Det er strekkfritt, mer porøst, mykere, lettere enn ubehandlet tre og derfor lettere å impregnere og jobbe med.

Bindemidler og tilsetningsstoffer

Bindemidler spiller en sentral rolle i produksjonen av trebaserte materialer. Bindemiddelet innholdet i sponplater er 8-10%, og i innovative biomaterialer som tre-plast-kompositter er det mer enn 20%. Mens syntetiske harpikser som inneholder formaldehyd hovedsakelig brukes som bindemidler i konvensjonelle trebaserte materialer, er det i treplastkompositter. d. Vanligvis plast eller biobasert plast som er mindre helseskadelig . Selv om bindemidler laget av fornybare råvarer er under utvikling, spiller de likevel praktisk talt ingen rolle i den trebaserte materialindustrien. Andre tilsetningsstoffer i trebaserte materialer kan være: flammehemmende midler , trebeskyttelsesmidler, vannavvisende midler, herder osv.

Bruk av trematerialer

Stålrammekonstruksjon kledd med OSB-paneler
Mikroskopi av trekomposittmateriale med tydelig gjenkjennelige treceller

Trebaserte materialer brukes hovedsakelig i bygg- og møbelindustrien. Det er et bredt spekter av applikasjoner for kryssfiner som et byggemateriale , tre, fiberplater i særdeleshet anvendes som isoleringsmateriale . Møbelindustrien er hovedkjøperen av sponplater - rundt 50% av sponplatene produsert i Tyskland er laget av møbler ( skap , hyller, bord, stue og sittegrupper osv.). Trebaserte materialer brukes også i kjøretøykonstruksjon og som emballasjemateriale.

Økonomisk betydning

Den trebaserte panelindustrien inkluderer trefiber-, sponplater-, OSB-panel- og massivtrepanelprodusenter, samt finer- og kryssfinérprodusenter. I 2008 hadde den trebaserte materialindustrien 15 000 direkte ansatte. De 71 selskapene omsatte for rundt 5,6 milliarder euro per år. Trebaserte materialer er vanligvis mye billigere enn massivt tre . Tyskland er den største produsenten av trebaserte materialer i Europa. Cirka 10% av skogvedet i Tyskland brukes til produksjon av trebaserte materialer. I 2008 ble det produsert 7,5 millioner m³ sponplater, ca. 1 million m³ OSB, 3,9 millioner m³ MDF og 175 000 m³ kryssfiner. Etter de tradisjonelle trebaserte materialene i Europa og Tyskland i årevis. Med unntak av Wood Plastic Composites (WPC), falt produksjonen i 2008 sammenliknet med året før: fra −2% for kryssfiner til −9,3% for MDF-plater. Produksjon av sponplater og OSB reduserte med et gjennomsnitt på 6–7%. Også i Europa falt trebaserte panelproduksjoner med et gjennomsnitt på 8-9% til rundt 56 millioner m³. Bare treplastkompositter registrerte en produksjonsøkning på 78% i Tyskland.

Miljøpåvirkning

Det er bekymringer for bruk av trebaserte materialer med hensyn til utslipp av forurensende stoffer . Her nevnes spesielt formaldehyd fra bindemidlene, men også flyktige organiske forbindelser (VOC), som kommer fra selve treet (for eksempel terpener ). Noen produsenter unngår formaldehydutslipp fra bindemidler ved å bruke formaldehydfrie lim (f.eks. Polyuretanlim ). I tillegg må de mange tilsetningsstoffene som flammehemmere , trebeskyttelsesmidler, vannavvisende eller herdere kontrolleres for miljøpåvirkning. I tillegg til treets opprinnelse for trebaserte materialer ( sertifisering ), er det primært bindemidler og tilsetningsstoffer som bestemmer bærekraften til trebaserte materialer.

litteratur

  • Peter Niemz, André Wagenführ: Materialer av tre. I: André Wagenführ, Frieder Scholz (Hrsg.): Taschenbuch der Holztechnik. Spesialisert bokutgiver ved Carl Hanser Verlag, Leipzig 2012; Pp. 127-259. ISBN 978-3-446-42605-4 .
  • Manfred Dunky, Peter Niemz: Trebaserte materialer og lim. Springer Verlag, Heidelberg 2002. ISBN 3-540-42980-8 .

weblenker

Commons : Wood Composite  - Samling av bilder, videoer og lydfiler

Individuelle bevis

  1. ↑ se artikkelen no: Brettstapel på engelsk Wikipedia
  2. ↑ Vera Krackler, Daniel Kennecke, Peter Niemz: Bearbeiding og bruk av løvtre. ETH Zurich - Institute for Building Materials - Wood Physics, Zurich 2010, side 57–59
  3. ↑ http://www.vhi.de/ Verband der deutschen Holzwerkstoffindindustrie (VHI): permer i trebaserte materialer
  4. ↑ http://www.bshd.eu/sites/branche.php Bundesverband Saw- und Holzindustrie Tyskland
  5. ↑ Mantau / Sörgel 2007: Utvikling av treforbruk
  6. ^ Association of the German Wood-Based Panels Industry (VHI). Bransjedata 2008
  7. ^ Association of the German Wood-Based Panels Industry (VHI). Holz-Zentralblatt 13. mai 2009 og 14. mai 2009