Формувальна маса, спосіб виготовлення формованого виробу із формувальної маси і формований виріб

Винахід стосується формувальної маси, а також способу виготовлення формувальної маси, що містить композитний матеріал із деревини і ситетичного матеріалу, який називається також деревно-пластиковим компаундом (wood-plastic-compound, WPC). Композитні матеріали із синтетичних матеріалів і деревних матеріалів, а також способи їх виготовлення шляхом екструзії чи лиття під тиском, відомі. Основою таких композитних матеріалів є синтетичні матеріали, такі як поліетилен (ПЕ), поліетилен високої густини, поліпропілен (ПП), полістирол (ПС), полікарбонат (ПК) чи полівінілхлорид (ПВХ). Вони мають реологічні властивості, які дозволяють під час обробки разом із деревиною підтримувати порівняно низьку температуру - в діапазоні від 130 до 180°С. Це необхідно для максимально можливого уникнення теплового пошкодження деревини. Задачею деревини є підсилення синтетичного матеріалу або функціонування як наповнювача без погіршення властивостей синтетичного матеріалу з точки зору стійкості розмірів під дією води. Це необхідно передовсім для зовнішніх застосувань, для яких потрібні стабільні за формою матеріали. Деревина використовується у формі маленьких шматочків, волокон чи навіть борошна. Наведений у таблиці 1 розподіл фракцій ілюструє звичайну деревну суміш: Кількісне співвідношення між синтетичним матеріалом і деревиною становить від 70:30 до 20:80 масових процентів. Як деревний сировинний матеріал використовують, наприклад, спеціально для цього оброблену деревину, яка перебуває у формі деревного борошна, борошноподібного матеріалу чи спресованих гранул. Недоліками таких композитних матеріалів є низька теплостійкість, зумовлена порівняно низькою температурою плавлення синтетичних матеріалів, і висока вартість. Крім того, комбінація деревних і синтетичних матеріалів відома із численних різноманітних застосувань. Із [JP 2001 088103] відомий композитний матеріал із деревини і синтетичного матеріалу, який знаходить застосування як візуально і тактильно придатний декоративний засіб і може вбирати значну кількість вологи. Для виготовлення цього композитного матеріалу використовують ненасичений поліестер і метакрилат. Синтетичний матеріал, придатний для просочення балок з метою збільшення строку їх служби, описаний в [JP 09 254106 А]. Синтетичний матеріал є сумішшю вінілового естеру, амідної смоли і ненасиченого поліестеру. [JP 05 069416 А] стосується деревовмісного матеріалу з підвищеною міцністю поверхні і міцністю на розривання. Ці властивості досягнуті за рахунок того, що перед WPC-обробкою фанери смолу виварюють із фанери, а потім фанеру суша ть. Із [JP 04 348903 А] відомий деревовмісний матеріал, покращений стосовно виділень і міцності на розривання. Це досягнуто шляхом заповнення внутрішніх порожнин деревини синтетичним матеріалом, а саме водною фенольною смолою і полімеризаційною смолою. [DE 39 23 555 А1] стосується ламінату, що має основу, декоративний деревно-смоляний композит і попередньо просочений смолою ламінатний шар. Деревно-смоляний композит отримують шляхом додавання шматочків деревини у смолу, якою може бути водна, термореактивна смола, така як ненасичена поліестерна смола, поліуретанова смола, діалілфталатна смола, епоксидна смола, силіконова смола, фенольна смола чи акрилова смола. Шматочки деревини утворюють від 10 до 90% поверхні деревно-смоляного композиту. Конструктивний елемент із з'єднаних між собою клеєм обрізків, що утворюються при виготовленні дерев'яних дощок, описаний в [DE 23 24 263A1]. Порожнини між окремими дошками, заповнюють пінотвірним синтетичним зв'язуючим засобом на основі поліуретану, ненасиченої поліестерної смоли чи епоксидної смоли. В основу винаходу покладена задача розробки якісного композитного матеріалу з низькими витратами на виготовлення. При цьому композитний матеріал має бути придатним для використання на відкритому повітрі. Для вирішення цієї задачі як синтетичний матеріал використовують синтетичний поліестер, а саме поліетилентерефталат (ПЕТФ), а як деревний матеріал використовують матеріал, придатний для виготовлення деревностружкових плит, а також деревноволокнистих плит. ПЕТФ відрізняється високою точкою плавлення (близько 250°С) і надає композиційному матеріалові необхідну теплостійкість. До того ж, ПЕТФ - як і дерево - має полярні властивості, що взаємно доповнюються і сприяють нанесенню покриттів, наприклад, шляхом лакування. ПЕТФ як новий продукт дорожчий, ніж синтетичні матеріали, використовувані згідно з рівнем техніки. Тому його переважно утилізують, оскільки він багаторазово використовується як пакувальний матеріал для продуктів харчування. При цьому більшу частину становлять одноразові пляшки, які після використання збирають і після відповідної обробки знову використовують для виготовлення пляшок. Одначе їх очищення є дуже витратним і тому такий матеріал не є конкурентним для нового матеріалу. Проблеми створюють зокрема фарбники і наповнювачі, використовувані для виготовлення непрозорих пляшок. До того ж, мають бути видалені етикетки (наприклад, із паперу з відповідним клеєм на пляшці) і гвинтові кришки. Усі ці незручності очищення не є проблемою для композиційних матеріалів згідно з винаходом. Крім того, виявилося доцільним додавання неорганічних наповнювачів до композиційного матеріалу. Як неорганічні наповнювачі можуть бути використані: тальк, крейда, діоксид титану, цегельний порошок і неорганічні фарбники, такі як оксид заліза. Переваги цих неорганічних наповнювачів полягають у покращенні вологостійкості підвищенні питомої ваги, а також у тому, що шляхом їх домішування композиційний матеріал може бути зафарбований у бажаний колір. Як інші складники можуть бути використані домішки, за допомогою яких досягаються спеціальні властивості. Так, можуть бути використані відомі із галузі виготовлення синтетичних матеріалів речовини, які впливають на електропровідність (наприклад, графіт чи пінографіт), стійкість проти ультрафіолетового випромінювання, старіння, запах, придатність для нанесення покриттів, склеюваність, зварюваність, придатність для обробки різанням, пожежну стійкість (наприклад, пінографіт, сполуки фосфору чи борати). Крім того, шляхом додавання хімічно чи фізично діючих пороутворювачів можна значною мірою впливати на пористість і, таким чином, на багато інших фізичних властивостей, одначе передовсім - на теплотехнічні властивості. Як приклад фізично діючого пороутворювача може бути названа вода, а прикладом хімічно діючого пороутворювача можуть бути азосполуки. Масове співвідношення між деревиною і синтетичним поліестером може перебувати у діапазоні від 30:70 до 70:30. Доцільне масове співвідношення становить від 60:40 до 30:70, зокрема від 50:50 до 30:70. Виготовлені із такого матеріалу формовані вироби відрізняються від деревно-пластмасових композиційних матеріалів високою стійкість до згинання і дуже незначним вбиранням води. Ці властивості тим кращі чим більша масова частка синтетичного поліестеру. Як способи виготовленні формованих виробів що принаймні частково складаються із описаної вище формувальної маси, придатні як екструзія для стрижнеподібних виробів, так і лиття під тиском для прецизійних сферичних формованих виробів з малими допусками. Як і при виготовленні із чистих сумішей синтетичних матеріалів, при виготовленні листоподібних виробів після екструдера можуть бути встановлені каландрувальний пристрій чи двострічковий вальцевий прес для досягнення покращеного розподілення формувальної маси і вищої точності розмірів, покращеної якості поверхні і зниження внутрішніх напружень у виробі. Покращення формованого виробу із деревно-пластмасового композиційного матеріалу може бути досягнуте передовсім шляхом нанесення різноманітних покриттів. Так виявилося, що з урахуванням найнижчого вбирання води деревно-поліетилентерефталатний композиційний матеріал придатний також для каширування, тобто може служити носієм для ламінатів та імпрегнатів, для інших плівок, наприклад, із металу, для картону, для шкіри, для лінолеуму, для корку чи для деревини, зокрема фанери і т.п. Нанесення може бути здійснене відомими із рівня техніки способами безперервно чи циклічно. Завдяки добрій теплостійкості ПЕТФ при встановленні відповідної електропровідності, наприклад, шляхом додавання графіту, може бути досягнута відмінна придатність для нанесення порошкових покриттів. Так само може бути нанесене покриття у рідкій формі, наприклад, фарбою чи лаком, або шаром із синтетичної смоли. Формувальна маса описаного вище виду може бути сформована, наприклад, у листоподібні формовані вироби, використовувані зокрема як покриття стін, стелі чи підлоги. При цьому перевагою формувальної маси є можливість застосування у вологих середовищах, оскільки вперше матеріал може бути оброблений будьяким покриттям. Керамічне покриття, яке є звичайним для цих застосувань, може не мати друкованих декоративних елементів. Поряд зі спеціальними вимогами у внутрішньому опорядженні такі вимоги можуть бути виконані також і для зовнішніх застосувань, передовсім там, де необхідне декоративне оформлення, стійкість проти кліматичних умов одночасно з прийнятними міцнісними параметрами. Для таких застосувань може бути доцільним виготовлення відповідних крайових профілів на кромках плит. Вони можуть бути сформовані у ході виготовлення або - як у разі звичайних плитоподібних матеріалів виготовлені пізніше, найчастіше методом обробки різанням. Міцні плитоподібні матеріали з високими теплотехнічними параметрами можуть бути виготовлені з використанням відповідних пороутворюючи х засобів. У разі стрижнеподібних виробів можуть бути отримані усі види профілів, які, одначе, на відміну від звичайних деревнопластмасових профілів мають вищу теплостійкість, вищу пожежостійкість і у разі пожежі не стікають горючими краплями. Профілі для віконних і дверних коробок можуть бути виконані зі спіненою серцевиною, завдяки чому досягаються відмінні ізоляційні властивості, і одночасно у будь-якому місці можуть бути загвинчені шурупи для забезпечення міцних з'єднань, необхідних для витримування значної власної ваги елементів. Звичайно, у разі складених коробок із відповідної винаходові формувальної маси може бути виготовлений лише один елемент, тобто коробка може містити обернений всередину приміщення дерев'яний рамний елемент, покритий із зовнішнього боку профілем із стійкої до кліматичних факторів формувальної маси згідно з винаходом. Спеціально у разі стрижнеподібних виробів для зовнішнього застосування може бути доцільним нанесення пластмасового покриття методом сумісної екструзії. Таким чином може бути досягнута краща стійкість проти впливу кліматичних факторів. Приклад Деревину зі структурою згідно з таблицею 1 змішували з пластівцями поліетилентерефталату. Деревина походить із промислової лінії для виробництва деревностружкових плит і спеціальної обробки не потребує. Вологість становить близько 2 %. Поліетилентерефталатні пластівці отримували шляхом подрібнення поліетилентерефталатних пляшок. При цьому етикетки, кришки і залишкові забруднення харчовими продуктами (напоями) попередньо не видаляли. Масові співвідношення між деревиною і поліетилентерефталатом становили 50:50 (HP 03), 40:60 (HP 02) і 30:70 (HP 01). Із суміші за допомогою екструдера виготовляли гранулят, що мав колір від середньо- до темнокоричневого. Із отриманого таким чином грануляту методом лиття під тиском виготовляли пластинчасті зразки (близько 15x15x0,5 см 3), які після витримування у нормальних кліматичних умовах (23°С, відносна вологість повітря 50 %) протягом 14 діб мали такі параметри: Додатково зразки рецептури HP 03 піддавали штучній дії кліматичних факторів згідно з таблицею 3 і випробуванню на набухання країв згідно з EN 13329. Результати дії кліматичних факторів на механічні параметри наведені у таблиці 4. Пояснення / Технічні параметри: - Температура при освітленні ультрафіолетовим світлом становила 60°С. - Температура при фазі конденсації становила 45°С. - Освітленість ультрафіолетової лампи становила 0,77 Вт/м 2, - Обприскування (дощ) здійснювали при нормальній температурі води. - Загальна тривалість циклу: 168 год - Загальна тривалість: 2016 год (12 тижнів) при 12-разовому повторенні циклу. Набухання країв вимірювали згідно з EN 13329; суміш HP 03 (50 % деревини / 50 % ПЕТФ) дала значення менше, ніж 2 %.