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EP1874513A1 - Verfahren zur herstellung von mitteldichten faserplatten und faserformteilen mit verringerter emission und niedriger dickenquellung - Google Patents

Verfahren zur herstellung von mitteldichten faserplatten und faserformteilen mit verringerter emission und niedriger dickenquellung

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Publication number
EP1874513A1
EP1874513A1 EP06742271A EP06742271A EP1874513A1 EP 1874513 A1 EP1874513 A1 EP 1874513A1 EP 06742271 A EP06742271 A EP 06742271A EP 06742271 A EP06742271 A EP 06742271A EP 1874513 A1 EP1874513 A1 EP 1874513A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tannin
fibers
binder
lignocelluloses
added
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
EP06742271A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1874513B1 (de
Inventor
Edmone Roffael
Thomas Schneider
Brigitte Dix
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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 Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to PL06742271T priority Critical patent/PL1874513T3/pl
Publication of EP1874513A1 publication Critical patent/EP1874513A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1874513B1 publication Critical patent/EP1874513B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B27N1/003—Pretreatment of moulding material for reducing formaldehyde gas emission
    • 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
    • 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
    • B27N3/002—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres characterised by the type of binder

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of medium-density fiberboard (MDF) with reduced emission of volatile organic compounds (VOC) and at the same time low swelling in thickness.
  • MDF medium-density fiberboard
  • VOC volatile organic compounds
  • volatile organic compounds 5 organic substances are subsumed, the boiling point between 5O 0 C and 26O 0 C.
  • Most of the volatile organic compounds come from the wood, but sometimes also from the binder.
  • the interaction between binder and wood also influences the composition of the volatile constituents, further influencing factors being the production conditions of the medium-density fiberboard.
  • Wood-based materials also emit formaldehyde. However, formaldehyde is not included in the definition of volatile organic compounds.
  • Lignocelluloses may be woods, annual plants and used chipboard and fiberboard.
  • thermomechanical process TMP process
  • CTMP process chemithermomechanical process
  • Wood chips washed first to remove any existing sand particles. After washing, the wood chips are usually pre-steamed at temperatures between 60 0 C and 8O 0 C and then get via screw conveyance in the so-called cooker, where they are usually digested at temperatures of 17O 0 C to 180 0 C thermohydrolytic. After digestion, the digested chips are transferred to a pressure refiner, where they are defibrated under pressure at temperatures of also 17O 0 C to 18O 0 C. The defibering in the pressure refiner can be followed by a non-pressurized refining stage.
  • the digestion conditions can be varied depending on the raw material, so lower temperatures of 140 0 C to 16O 0 C can be used for digestion in annual plants.
  • the fibers are conveyed by the pressure prevailing in the refiner into a blow pipe, where they are provided with a binder.
  • chemicals such as sodium sulfite and sodium hydroxide, or combinations of sodium sulfite and sodium hydroxide, are added to the wood chippings before or during digestion. The addition of other chemicals is possible.
  • binders for the production of medium-density fiberboard mainly amino resins such as urea-formaldehyde resins (UF resins) are used, other synthetic binders such as alkaline curing phenol-formaldehyde resins (PF resins) and adhesives based on polymeric diisocyanates (PMDI), however, have only a relatively small importance , It is also possible to use thermoplastic binders such as methacrylate reaction resins for bonding fibers.
  • the binder used for the production of MDF is often injected into the blast line, but it can also be applied after drying the fibers in a blender.
  • Combinations of the two methods are also possible, so only a part of the binder can be injected into the blowing line and the rest are applied only after drying in the blender. It can also enter the blowpipe Binder of certain composition introduced and used after drying another binder with different composition.
  • binders based on natural substances such as tannin-formaldehyde resins (TF resins) can be used for the production of MDF.
  • the TF resins are obtained by reaction between tannins and formaldehyde.
  • the tannins in particular the condensed tannins, are obtained by extraction from certain barks and woods. Particularly suitable for this Quebrachoholz (Quebracho colorado) and bark such as acacia bark (Acacia mearnsii), spruce bark (Picea abies) etc.
  • the extraction of tannins from wood and bark is usually carried out at temperatures between 7O 0 C and 13O 0 C in water in the cascade process according to the countercurrent principle.
  • binders During extraction, chemicals such as sodium sulfite and / or sodium hydroxide may also be added to predominantly increase the solubility of tannin in the water. The sulfitation of tannin can also take place after the extraction.
  • the extracted tannins are reacted with formaldehyde.
  • starch As another natural binder, starch can be used in various forms (native starch, oxidized starch, modified starch). Also combinations of tannin and starch are known as binders.
  • the volatile degradation components of the wood, coming from the refiner, may be partially emitted during the drying of the fiber to the environment since they are steam volatile. Furthermore, the volatile acids can act as a hardener and the injected binder in the
  • the object of the invention is firstly to reduce the amount of volatile constituents of medium-density fiberboard and to largely prevent their formation and secondly to improve the physical and technological properties of the plates produced. In particular, the thickness swelling of the plates should be reduced.
  • condensed tannins such as quebracho and acacia bark tannins
  • CTMP process when added or present in low optimized amounts during fiber production by the CTMP process in the refiner, not only reduce the emissions of volatile organic compounds from the fibers but also the emission of VOC of plates made diminish, and significantly improve their physical-te "ch ⁇ ⁇ ölög ⁇ schen properties.
  • the application of CTMP process alone surprisingly reduces the emission of the manufactured medium density fiberboards but has no appreciable reducing effect on the thickness swelling and water absorption of the plates.
  • polyphenolic condensed tannins alone reduces the thickness swelling of the plates, but has no diminishing effect on the emission.
  • This method differs from the teaching of EP 1 266 730 A1, which has the object of adding condensed tannins to the wet chips or fibers prior to gluing the chips or fibers.
  • the tannins are not present during the digestion, and the fibers do not have to be obtained by the CTMP process.
  • digestion by the CTMP method is as obligatory as the addition of optimized amounts of condensed tannins.
  • the polyphenolic condensed tannins may be added to the refiner along with other additives such as water repellents and / or other polyphenolic materials such as cashew nut oils.
  • Tannins on the emission of the produced plates of formaldehyde also after their production stops.
  • This method with a combined application of CTMP and the presence of tannins is suitable for all lignocelluloses.
  • the addition of chemicals in the sense of the CTMP process can be carried out prior to digestion or during the digestion in a known manner.
  • sodium sulfite, sodium bisulfite and sodium hydroxide or optimized mixtures thereof may be used.
  • pine wood chips were used at a temperature of
  • medium density fiberboards were made from fibers prepared by adding 1% Na 2 SO 3 and 0.5% NaOH (solid based on dry wood material) according to the CTMP method.
  • the digestion temperature was 17O 0 C.
  • the production of MDF was carried out under the same conditions as in the case of TMP fibers (see Experiment 1).
  • Wood material was added.
  • the digestion temperature was also 17O 0 C.
  • Table 1 Physico-technological properties of TMP and CTMP medium density fiberboards produced without and with the addition of condensed tannins
  • VOC emissions (hexanal, pentanal) of TMP and CTMP medium density fiberboard (MDF) made without and with the addition of condensed tannins.
  • MDF medium density fiberboard
  • Table 3 Formaldehyde release (24 hours) (mg / 1000 g dry fibers) from TMP and CTMP fibers made without and with the addition of condensed tannins
  • binders for the production of medium-density fiberboards can be those which lead to a moisture-resistant fiber-to-fiber bond as well as those which lead to fiber-to-fiber bonding with low moisture resistance.
  • Typical binders for the production of moisture-resistant adhesives are alkaline curing phenol-formaldehyde resins (PF resins), tannin-formaldehyde resins (TF resins), melamine-urea phenol-formaldehyde resins (MU PF resins) and adhesives based on PMDI (polymeric diphenylmethane diisocyanates). Binders that result in low moisture resistance fiber-to-fiber bonding include the urea formaldehyde resins (UF resins).

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Description

Verfahren zur Herstellung von mitteldichten Faserplatten und Faserformteilen mit verringerter Emission und niedriger Dickenquellung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) mit verminderter Emission an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) und zugleich niedriger Dickenquellung. Als flüchtige 5 organische Verbindungen werden organische Stoffe subsumiert, deren Siedepunkt zwischen 5O0C und 26O0C liegt. Die flüchtigen organischen Verbindungen stammen größtenteils aus dem Holz, teils aber auch aus dem Bindemittel. Auch die Wechselwirkung zwischen Bindemittel und Holz beeinflusst die Zusammensetzung der flüchtigen Bestandteile, weitere Einfluss 10 nehmende Faktoren sind die Herstellungsbedingungen der mitteldichten Faserplatten. Holzwerkstoffe emittieren auch Formaldehyd. Formaldehyd wird aber gemäß Definition den flüchtigen organischen Verbindungen nicht zugerechnet.
15 Für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten werden Fasern aus Lignocellulosen mit einem Bindemittel beleimt, zu Fasermatten gestreut und anschließend, gegebenenfalls nach einem Vorpressvorgang, heiß gepresst. Lignocellulosen können Hölzer, Einjahrespflanzen und Gebrauchtspan- und Faserplatten sein.
20
Die Gewinnung der Fasern aus den Lignocellulosen erfolgt in der Regel nach einem thermomechanischen Verfahren (TMP-Verfahren), auch die Herstellung von Fasern nach dem chemo-thermomechanischen Verfahren (CTMP- Verfahren) ist aus dem EP 0 639 434 bekannt. Für die Herstellung von Fasern
JZ5;^r^aus^HpJz__nach^d<ΞW Hackschnitzel zuerst gewaschen, um eventuell vorhandene Sandpartikel zu entfernen. Nach dem Waschen werden die Hackschnitzel in der Regel bei Temperaturen zwischen 600C und 8O0C vorgedämpft und gelangen anschließend über Schneckenförderung in den sogenannten Kocher, wo sie üblicherweise bei Temperaturen von 17O0C bis 1800C thermohydrolytisch aufgeschlossen werden. Nach dem Aufschluss werden die aufgeschlossenen Hackschnitzel in einen Druckrefiner überführt, wo sie unter Druck bei Temperaturen von ebenfalls 17O0C bis 18O0C zerfasert werden. Dem Zerfasern im Druckrefiner kann eine drucklose Refinerstufe folgen. Die Aufschlussbedingungen können je nach Rohstoff variiert werden, so können bei Einjahrespflanzen niedrigere Temperaturen von 1400C bis 16O0C für den Aufschluss eingesetzt werden. Nach der Refinerstufe werden die Fasern durch den im Refiner herrschenden Druck in eine Blasleitung befördert, wo sie mit einem Bindemittel versehen werden. Bei der Herstellung von Fasern nach dem CTMP-Prozess werden den Holzzerkleinerungsprodukten vor oder während des Aufschlusses Chemikalien wie Natriumsulfit und Natriumhydroxid oder Kombinationen von Natriumsulfit und Natriumhydroxid zugesetzt. Auch die Zugabe anderer Chemikalien ist möglich.
Als Bindemittel werden für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten hauptsächlich Aminoplastharze wie Harnstoffformaldehydharze (UF-Harze) eingesetzt, weitere synthetische Bindemittel wie alkalisch härtende Phenolformaldehydharze (PF-Harze) und Klebstoffe auf Basis von polymeren Diisocyanaten (PMDI) haben hierfür allerdings nur eine vergleichsweise geringe Bedeutung. Für die Bindung von Fasern können auch Thermoplast-Bindemittel wie Methacrylat-Reaktionsharze eingesetzt werden. Das für die Herstellung von MDF eingesetzte Bindemittel wird häufig in die Blasleitung eingedüst, es kann aber auch nach dem Trocknen der Fasern in einem Blender appliziert werden. Kombinationen aus den beiden Verfahren sind auch möglich, so kann in die Blasleitung nur ein Teil des Bindemittels eingedüst und der Rest erst nach dem Trocknen im Blender aufgebracht werden. Es kann auch in die Blasleitung ein Bindemittel bestimmter Zusammensetzung eingebracht und nach dem Trocknen ein anderes Bindemittel mit unterschiedlicher Zusammensetzung verwendet werden.
Neben den synthetischen Bindemitteln können Bindmittel auf Basis von natürlichen Stoffen wie Tanninformaldehydharze (TF-Harze) für die Herstellung von MDF eingesetzt werden. Die TF-Harze werden durch Reaktion zwischen Tanninen und Formaldehyd gewonnen. Die Tannine, insbesondere die kondensierten Tannine, werden durch Extraktion von bestimmten Rinden und Hölzern gewonnen. Als besonders geeignet sind hierfür Quebrachoholz (Quebracho colorado) sowie Rinden wie Akazienrinde (Acacia mearnsii), Fichtenrinde (Picea abies) usw. Die Extraktion von Tanninen aus Hölzern und Rinden erfolgt in der Regel bei Temperaturen zwischen 7O0C und 13O0C in Wasser im Kaskadenverfahren nach dem Gegenstromprinzip. Während der Extraktion können auch Chemikalien wie Natriumsulfit und/oder Natriumhydroxid zugegeben werden, um vorwiegend die Löslichkeit des Tannins im Wasser zu erhöhen. Die Sulfitierung des Tannins kann auch nach der Extraktion erfolgen. Für die Herstellung von TF-Harzen werden die extrahierten Tannine mit Formaldehyd umgesetzt. Als ein weiteres natürliches Bindemittel kann Stärke in verschiedenen Formen (native Stärke, oxidierte Stärke, modifizierte Stärke) eingesetzt werden. Auch Kombinationen von Tannin und Stärke sind als Bindemittel bekannt.
Im Zuge der thermohydrolytischen Behandlung im Kocher und im Refiner kommt es zum einen zum chemischen Teilabbau des Holzes. Es entstehen leicht flüchtige Verbindungen wie Formaldehyd, Furfural, Hydroxymethylfurfural,
Ameisensäure und Essigsäure. Die Hemicellulosen des Holzes werden auch teilweise zu löslichen Kohlenhydraten abgebaut. Die aus dem Holz frei werdenden Ameisen- und Essigsäure haben eine gewisse Aufschlusswirkung auf das Holz. Neben dem Abbau an den Kohlenhydraten kann aber auch Liαnin m "geringem "Umfang angegriffen werden, wodurch Ligninabbauprodukte wie Methanol und Formaldehyd entstehen können. Die chemische Zusammensetzung der flüchtigen organischen Verbindungen aus dem Holzmaterial bzw. aus den daraus hergestellten Fasern ist von den Holzarten abhängig. Im Falle von Kiefernholz können Aldehyde wie Pentanal, Hexanal und Heptanal in großen Mengen entstehen. Auf die Zusammensetzung der flüchtigen Bestandteile nehmen auch Aufschlussart und Aufschlussbedingungen Einfluss.
Die flüchtigen Abbaubestandteile des Holzes können, aus dem Refiner kommend, während der Trocknung der Faser an die Umgebung teilweise emittiert werden, da sie wasserdampfflüchtig sind. Weiterhin können die leicht flüchtigen Säuren als Härter fungieren und das eingedüste Bindemittel in der
Blasleitung und gegebenenfalls während des Trocknens teilweise vorkondensieren. Dies führt zu verringerter Klebewirkung des Bindemittels während des Pressens. Die während des Aufschlusses entstehenden nicht flüchtigen abgebauten Kohlenhydrate verbleiben in den hergestellten
Faserplatten und verringern womöglich ihre biologische Resistenz.
Aufgabe der Erfindung ist es, zum einen die Menge an leicht flüchtigen Bestandteilen aus mitteldichten Faserplatten zu verringern und ihre Bildung weitgehend zu unterbinden und zum anderen die physikalisch-technologischen Eigenschaften der hergestellten Platten zu verbessern. Insbesondere sollte die Dickenquellung der Platten vermindert werden.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass kondensierte Tannine, wie Quebrachoholz- und Akazienrindentannine, wenn sie in geringen optimierten Mengen während der Faserherstellung nach dem CTMP-Verfahren im Refiner zugegeben werden oder zugegen sind, nicht nur die Emissionen an flüchtigen organischen Verbindungen aus den Fasern herabsetzen, sondern auch die Emission an VOC der hergestellten Platten vermindern, und ihre physikalisch- te"ch~ήölögϊschen Eigenschaften wesentlich verbessern. Die Anwendung des CTMP-Prozesses allein verringert überraschend die Emission der hergestellten mitteldichten Faserplatten, hat jedoch keine merkliche verringernde Wirkung auf die Dickenquellung und Wasseraufnahme der Platten. Der Einsatz an polyphenolischen kondensierten Tanninen allein verringert die Dickenquellung der Platten, hat aber keine vermindernde Wirkung auf die Emission. Der Einsatz von optimierten Mengen an Polyphenolen gemeinsam mit der Anwendung des CTMP-Prozesses lässt überraschend den kombinierten Effekt der Verminderung der Dickenquellung und Emission erzielen. Hierbei ist es für die Verminderung der Emission irrelevant, welches Bindemittel in die Blasrohrleitung eingegeben wird oder nach dem Trocknen der Fasern verwendet wird. Es ist auch möglich, das Bindemittel erst im Blender nach dem Trocknen der Fasern einzusetzen oder teils in die Blasrohrleitung (Blow-Iine), teils im Blender zu verwenden.
Dieses Verfahren unterscheidet sich von der Lehre der EP 1 266 730 A1 , die die Zugabe von kondensierten Tanninen zu den nassen Spänen oder Fasern vor dem Beleimen der Späne oder der Fasern zum Gegenstand hat. Nach der Lehre der EP 1 266 730 A1 sind die Tannine während des Aufschlusses nicht zugegen, auch die Fasern müssen nicht nach dem CTMP-Verfahren gewonnen werden. In der vorliegenden Erfindung ist der Aufschluss nach dem CTMP- Verfahren ebenso obligatorisch wie die Zugabe von optimierten Mengen an kondensierten Tanninen. Selbstverständlich können die polyphenolischen kondensierten Tannine gemeinsam mit anderen Additiven wie Hydrophobierungsmitteln und/oder mit anderen polyphenolischen Stoffen wie Cashew-Nuss-Öle in den Refiner eingegeben werden.
Ferner wurde überraschend festgestellt, dass die vermindernde Wirkung des
Tannins auf die Emission der hergestellten Platten an Formaldehyd auch nach ihrer Herstellung anhält. Die Formaldehydabgabe der Platten, die unter Einsatz von Tannin im Refiner hergestellt werden, nimmt weitaus schneller ab als die derjenrgen,~^i"e ohne" Einsatz von Tannin hergestellt sind. Dieses Verfahren mit einer kombinierten Anwendung von CTMP und der Präsenz an Tanninen eignet sich für alle Lignocellulosen. Die Zugabe von Chemikalien im Sinne des CTMP-Prozesses kann vor dem Aufschluss oder während des Aufschlusses in bekannter Weise erfolgen. Als Chemikalien können Natriumsulfit, Natriumbisulfit und Natriumhydroxid oder optimierte Gemische hiervon eingesetzt werden. Da Natriumsulfit und Natriumbisulfit das Tannin sulfitieren können und dessen Löslichkeit im Wasser erhöhen, lässt sich mit dieser Vorgehensweise der Aufschluss und die Zerfaserung von Hackschnitzeln mit der Sulfitierung des kondensierten Tannins im Refiner in sinnvoller Weise kombinieren.
Das folgende Beispiel beschreibt die Erfindung ohne sie darauf festzulegen.
Im ersten Versuch wurden Holzhackschnitzel aus Kiefernholz bei einer Temperatur von 17O0C thermohydrolytisch aufgeschlossen und anschließend unter Druck bei einer Temperatur von 17O0C im Refiner zerfasert (TMP- Verfahren). Nach der Zerfaserung wurden die Fasern getrocknet und mit einem UF-Harz in Mengen von 12 % (Festharz bezogen auf atro Fasern) beleimt und anschließend zu Matten verformt und bei einer Temperatur von 2000C zu mitteldichten Faserplatten mit einer Soll-Rohdichte von 750 kg/m3 und einer Dicke von 16 mm heiß gepresst. Der Presszeitfaktor betrug 15 s/mm. Die so hergestellten Platten wurden anschließend bei einem Klima von 2O0C und 65 % relativer Luftfeuchte gelagert, ehe sie auf ihre physikalisch-technologischen Eigenschaften und Emission geprüft wurden.
Zum Vergleich wurden Kiefernholzhackschnitzel bei einer Temperatur von
17O0C aufgeschlossen, in der Zerfaserungsstufe unter Druck im Refiner wurden den Hackschnitzeln vor dem Aufschluss kondensierte Tannine in Mengen 2 % (Feststoff bezogen auf atro Holzmaterial) zugegeben (Versuch 2). Nach der
Zerfaser ün'g wurderTäFe getrockneten Fasern üblicherweise mit dem UF-Harz in Mengen von 12 % (Festharz bezogen auf Trockenfasern) beleimt, zu Fasermatten geformt und zu mitteldichten Faserplatten heiß gepresst (vgl. Versuch 1). Die so hergestellten Platten wurden anschließend bei 2O0C und 65 % rel. Luftfeuchte gelagert, ehe sie auf ihre physikalisch-technologischen Eigenschaften und Emission geprüft wurden.
In einem dritten Versuch wurden mitteldichte Faserplatten aus Fasern hergestellt, die unter Zugabe von 1 % Na2SO3 und 0,5 % NaOH (Feststoff bezogen auf atro Holzmaterial) nach dem CTMP-Verfahren hergestellt wurden. Die Aufschlusstemperatur betrug 17O0C. Die Herstellung der MDF erfolgte unter den gleichen Bedingungen wie im Fall der TMP-Fasern (vgl. Versuch 1 ).
In einem vierten Versuch wurden den Kiefernholzhackschnitzeln sowohl 1 %
Na2SO3 und 0,5 % NaOH (Feststoff bezogen auf atro Holzmaterial) als auch Quebrachoholztannin in Mengen von 2 % (Feststoff bezogen auf atro
Holzmaterial) zugegeben. Die Aufschlusstemperatur lag ebenfalls bei 17O0C.
Nach der Zerfaserung wurden die getrockneten Fasern zu MDF weiterverarbeitet. Die Herstellung der MDF erfolgte unter den gleichen
Bedingungen wie im Falle der TMP-Fasern (Versuch 1).
Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 3 zusammengefasst.
Aus Tabelle 1 wird deutlich, dass die Querzugfestigkeit der aus nach dem CTMP-Verfahren gewonnenen Fasern und unter Einsatz von Tannin im Refiner hergestellten Platten (Versuch 4) wesentlich höher liegt als die der anderweitig hergestellten Platten (Versuche 1 bis 3). Des Weiteren wird ersichtlich, dass durch die kombinierte Anwendung von CTMP und Tannin (Versuch 4) die Dickenquellung (24h) der hergestellten Platten deutlich erniedrigt wird. Ebenfalls die Biegefestigkeit der hergestellten Platten wird durch die kombinierte Anwendung von CTMP und Tannin (Versuch 4) wesentlich erhöht.
"""TvTrT^diesem "Verfahren werden sowohl die Festigkeitseigenschaften (Querzugfestigkeit, Biegefestigkeit) der Platten erheblich verbessert als auch ihre Dickenquellung deutlich vermindert.
Tabelle 1 : Physikalisch-technologische Eigenschaften von nach dem TMP- und CTMP-Verfahren hergestellten mitteldichten Faserplatten, die ohne und unter Zugabe von kondensierten Tanninen hergestellt worden sind
Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, werden durch die kombinierte Anwendung von CTMP und Tannin (Versuch 4) die Emissionen der Platten an flüchtigen organischen Bestandteilen (VOC) wie Hexanal und Pentanal deutlich vermindert.
Tabelle 2: VOC-Emissionen (Hexanal, Pentanal) von nach dem TMP- und CTMP-Verfahren hergestellten mitteldichten Faserplatten (MDF), die ohne und unter Zugabe von kondensierten Tanninen hergestellt worden sind. Die VOC- Emissionen^wurden-naeh^5h^tagerαngider-TlBttWMϊrderPrufkammerermιtteιt.
Die Zugabe von Tannin bei der Herstellung von Fasern nach dem CTMP- Verfahren (Versuch A) führt zu einer zusätzlichen deutlichen Verringerung der Formaldehydabgabe (24h) des Faserstoffs (vgl. Tabelle 3).
Tabelle 3: Formaldehydabgabe (24h) (mg/1000 g atro Fasern) von nach dem TMP-und CTMP-Verfahren hergestellten Fasern, die ohne und unter Zugabe von kondensierten Tanninen hergestellt worden sind
Als Bindemittel für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten können im Sinne der Erfindung sowohl solche, die zu einer feuchtebeständigen Faser-zuFaser-Bindung führen, als auch solche, die zu Faser-zu-Faser-Bindung mit geringer Feuchtebeständigkeit führen, verwendet werden. Typische Bindemittel für die Herstellung von feuchtebeständigen Verleimungen sind alkalisch härtende Phenolformaldehydharze (PF-Harze), Tanninformaldehydharze (TF- Harze), Melaminharnstoffphenolformaldehydharze (M U PF-Harze) und Klebstoffe auf Basis von PMDI (polymere Diphenylmethandiisocyanate). Zu den Bindemitteln, die zu einer Faser-zu-Faser-Bindung mit geringer Feuchtgebeständigkeit führen, gehören die Harnstoffformaldeydharze (UF- Harze).

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Faserplatten, insbesondere mitteldichten Faserplatten, aus Lignocellulosen, bei dem die Lignocellulosen chemo- thermohydrolytisch aufgeschlossen und anschließend in einem Refiner zerfasert, mit einem Bindemittel versehen, zu Fasermatten gestreut und zu Faserplatten gepresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerfaserung der Lignocellulosen im Refiner in Anwesenheit kondensierter Tannine erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr von Bindemitteln zu den Fasern im Blow-Line-Verfahren und/oder in einem Blender erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel ein Aminoplastharz, Phenolformaldehydharz, Tanninformaldehydharz und/oder ein Klebstoff auf Basis von Diisocyanaten verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bindemittel Stärke als Streckmittel zugegeben wird.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel eine Kombination aus Tannin, Formaldehyd und Stärke eingesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Methacrylat-Reaktionsharze eingesetzt werden.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hergestellten Faserplatten zu Formteilen weiterverarbeitet werden.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Lignocellulosen vor dem Aufschluss Natriumsulfit, Natriumbisulfit und/oder Natriumhydroxid zugegeben wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mengen an zugegebenem Natriumsulfit, Natriumbisulfit und/oder
Natriumhydroxid zwischen 0,1 % und 2 % Feststoff bezogen auf atro Lignocellulosen liegt.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zugegebene Tannin ein sulfitiertes oder unsulfiertes Tannin ist.
11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hergestellten Platten gelagert oder heiß gelagert werden.
12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hergestellten Platten eine Rohdichte von mindestens 1000 kg/m3 aufweisen.
EP06742271A 2005-04-26 2006-04-25 Verfahren zur herstellung von mitteldichten faserplatten und faserformteilen mit verringerter emission und niedriger dickenquellung Not-in-force EP1874513B1 (de)

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EP (1) EP1874513B1 (de)
AT (1) ATE477095T1 (de)
DE (2) DE102005019627B3 (de)
ES (1) ES2349873T3 (de)
PL (1) PL1874513T3 (de)
PT (1) PT1874513E (de)
WO (1) WO2006114089A1 (de)

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