Legna

4 maggio 2015

dalla Società Fraunhofer

Il legno è un materiale popolare nel design degli interni, ma la sua capacità di assorbire l'acqua ne limita l'uso nei bagni, dove il legno naturale si scolorisce o ammuffisce facilmente. Gli scienziati e i partner di Fraunhofer hanno sviluppato un materiale composito di legno-polimero per mobili resistente all'umidità e a bassa infiammabilità.

I compositi legno-polimero (WPC) a risparmio di risorse sono l'ultima tendenza nei materiali per mobili da giardino e altre applicazioni esterne, in particolare per le terrazze e anche per i pannelli di copertura e recinzione. Nell’ambito del progetto LIMOWOOD, sponsorizzato dall’UE, i ricercatori dell’Istituto Fraunhofer per la ricerca sul legno, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI di Braunschweig, stanno ora collaborando con partner industriali in Belgio, Spagna, Francia e Germania allo sviluppo di materiali adatti alla pressatura Pannelli in WPC resistenti all'umidità per la produzione di mobili per interni.

Questi pannelli sono composti per circa il 60% da particelle di legno e per il 40% da materiale termoplastico, generalmente polipropilene o polietilene. Sia i componenti in legno che quelli in plastica possono provenire da flussi di riciclaggio. La componente legnosa nei pannelli in WPC può essere sostituita da altri prodotti lignocellulosici derivati ​​dalla parte fibrosa di piante come la canapa o il cotone, oppure dalla lolla dei chicchi di riso e dei semi di girasole. Tutti questi materiali sono riciclabili al 100%. Inoltre i pannelli pressati in WPC prodotti dai ricercatori del WKI sono privi di formaldeide. "La controversa questione delle emissioni di formaldeide dovute al legante utilizzato nei tradizionali prodotti in legno pressato non è quindi un problema in questo caso", afferma il ricercatore WKI Dr. Arne Schirp.

Scegliendo additivi appropriati, i ricercatori sono riusciti a migliorare le proprietà ignifughe dei loro pannelli WPC. Inizialmente hanno sviluppato la loro formula su scala di laboratorio, utilizzando ritardanti di fiamma privi di alogeni disponibili in commercio che sono stati aggiunti alla miscela di polimero di legno durante la fase di fusione. Il primo passo è stato quello di determinare l'indice limite di ossigeno dell'oggetto in prova: questo parametro definisce il comportamento delle materie plastiche o dei composti plastici caricati di legno quando esposte alla fiamma. Rappresenta la concentrazione minima di ossigeno alla quale il materiale continuerà a bruciare dopo aver preso fuoco. Più alto è questo valore, minore è l'infiammabilità del materiale. Schirp e i suoi colleghi hanno ottenuto i migliori risultati con una combinazione di ritardanti di fiamma come fosforo rosso e grafite espansa. L'indice limite di ossigeno dei pannelli in WPC trattati in questo modo arriva fino al 38%, a condizione che anche le particelle di legno contenute fossero ignifughe. In confronto, l’indice limite di ossigeno di un pannello truciolare standard è del 27%, quello di un pannello WPC non trattato è del 19%. Anche in un test con sorgente di fiamma singola, in cui un becco Bunsen è appoggiato al campione di prova, i pannelli in WPC trattati hanno dimostrato un'elevata resistenza al fuoco. Anche dopo 300 secondi di esposizione le tavole non hanno preso fuoco. I campioni di riferimento, invece, costituiti da un pannello truciolare di legno standard e da un pannello WPC non trattato, hanno preso fuoco e hanno continuato a bruciare.

Un'altra particolarità del nuovo materiale WPC è che assorbe pochissima acqua ed è quindi particolarmente adatto per l'uso in bagni e cucine. Anche dopo essere stato immerso in acqua bollente per cinque ore, il materiale emerge intatto, mentre i tradizionali pannelli truciolari di legno vengono completamente distrutti da questo test. L'unico fattore limitante nelle applicazioni del WPC è la sua incapacità di supportare carichi statici elevati. Ma anche in questo caso è stato possibile aumentare la resistenza alla flessione a un livello che supera di gran lunga quello dei pannelli truciolari convenzionali utilizzando un sapiente mix di materiali componenti.

I compositi legno-polimeri possono essere prodotti in molti modi. I processi più comunemente utilizzati sono lo stampaggio a iniezione e l’estrusione, in cui i vari componenti – fibre di legno, materiali termoplastici e additivi – vengono fusi ad alta pressione e ad alta temperatura e formati in uno stampo continuo. Il team di Arne Schirp si è concentrato sulla tecnologia della pressa, perché è il modo migliore per produrre pannelli da utilizzare nella costruzione di mobili. "I pannelli risultanti hanno lo stesso fascino visivo dei prodotti interamente in legno e possono essere incollati o avvitati insieme per creare mobili attraenti. Sono adatti a tutti gli elementi decorativi non portanti." Ma ci sono molte altre applicazioni per i compositi legno-polimeri, tra cui i rivestimenti esterni degli edifici, la costruzione di stand fieristici e gli allestimenti interni per case e navi. Attraverso il loro lavoro di sviluppo, i partner del progetto LIMOWOOD mirano a colmare il divario tra la fascia alta e quella bassa del mercato dei mobili, che spazia tra materiali costosi e non necessariamente ecologicamente validi e prodotti economici in truciolato o pannelli di fibra, che attualmente sono prodotti principalmente utilizzando leganti a base di formaldeide. I ricercatori della WKI presenteranno i prototipi dei loro pannelli WPC ignifughi alla fiera Interzum di Colonia dal 5 all'8 maggio (Boulevard, B077).