DE10025812A1

DE10025812A1 - Verfahren zur Herstellung einer Bindemittelflotte aus Abfallstoffen der Holzindustrie

Info

Publication number: DE10025812A1
Application number: DE2000125812
Authority: DE
Inventors: Edmone Roffael; Heinz Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2002-03-14

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Gewinnung einer Bindemittelflotte aus Rinden und gebrauchten mit Aminoplastharzen gebundenen Holzwerkstoffen beschrieben, bei dem die Rinden in bekannter Weise mit Wasser extrahiert werden und anschließend der Extrakt für den Aufschluss von gebrauchten Holzwerkstoffen bzw. von deren Zerkleinerungsprodukten verwendet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Bindemittelflotte für Lignocellulosen, insbesondere für Fasern, Späne und Furniere zum Zweck der Holzwerkstoffherstellung. Für die Herstellung von Holzwerkstoffen werden in der Regel Holzzerkleinerungsprodukte wie Furniere, Späne und Fasern mit einem Bindemittel versehen und anschließend, ggf. nach einem Trocknungvorgang, zu Holzwerkstoffen, zusammengepresst. Der Pressvorgang erfolgt üblicherweise unter Anwendung von Wärme und Druck. Er kann auch ohne Anwendung von Wärme oder Druck vonstatten gehen, wenn bestimmte Plattentypen hergestellt werden. Je nach verwendetem Bindemittel und dem herzustellenden Holzwerkstoff sind die Herstellungsbedingungen unterschiedlich. Für die Herstellung von Holzspanplatten werden z. B. in der Regel die Späne zunächst auf eine Feuchte von 1-5% getrocknet, mit einem Bindemittel versehen, zu Spanmatten gestreut und anschließend zu Spanplatten gepresst. Bei der Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) nach dem Blow-Line-Verfahren werden die Fasern zuerst mit dem Bindemittel versehen, anschließend bis zu einer Feuchte von maximal 15% getrocknet, zu Fasermatten gestreut und heiß gepresst. Für die Herstellung von Spänen und Fasern muss das Holz in der Regel entrindet werden. Die anfallenden Rinden gelten als Abfall und werden üblicherweise verbrannt. Bestimmte Rinden wie Fichtenrinde enthalten Tannin, das ein Bindungspotential entfalten kann.

Als Bindemittel für die Herstellung von Holzwerkstoffen werden Harze der Aminoplast- und Phenoplastgruppe wie Harnstoffformaldehydharze (UF-Harze) und Phenolformaldehydharze (PF-Harze) verwendet. Auch Klebstoffe auf Basis von polymeren Diisocyanaten (PMDI) können eingesetzt werden. Andere Bindemittel wie Tanninformaldehydharze (TF-Harze) und Ligninsulfonate (LS) haben hierfür vergleichsweise nur eine geringe Bedeutung erlangen können.

Nach dem Gebrauch müssen die bindemittelhaltigen Holzwerkstoffe einer stofflichen oder thermischen Verwertung zugeführt werden oder anderweitig entsorgt werden. Es sind verschiedene Verfahren zum Recycling von Holzwerkstoffen bekannt geworden. So ist z. B. bekannt, gebrauchte Holzspanplatten einer thermischen Dampfbehandlung zu unterziehen (DE-OS 195 09 152), ferner ist es bekannt, bindemittelhaltige Holzwerkstoffe chemisch-thermisch aufzulösen (DE-PS 43 34 422).

Des weiteres ist es bekannt, gebrauchte Holzspan- und Holzfaserplatten bzw. deren Zerkleinerungsprodukte mit Tannin als Bindemittel zu neuen Spanplatten zu verleimen (DE-OS 195 26 667).

Es wurde nun überraschend gefunden, dass man aus tanninhaltigen Rinden wie Fichtenrinde und Gebrauchtholzwerkstoffe wie Span- und Faserplatten, die ein Aminoplastharz als Bindemittel enthalten, eine reaktive Bindemittelflotte für die Herstellung von Holzwerkstoffen wie folgt beschrieben herstellen kann: Die Rinde wird mit heißem Wasser extrahiert und der heiße Rindenextrakt ggf. nach einer Aufkonzentrationsstufe mit Zerkleinerungsprodukten von mit Aminoplastharz gebundenen Holzspan- und Holzfaserplatten zusammengebracht. Insofern werden die Gebrauchtholzplatten mit einer Tanninlösung aufgeschlossen. Durch diese Vorgehensweise geht das in Gebrauchtspan- oder Faserplatten vorhandene Aminoplastharz teilweise in Lösung und reagiert mit den Tanninen unter Bildung von einer reaktiven Bindemittelflotte, die geeignet ist, als Bindemittel oder als Bindemittelkomponente bei der Herstellung von Span- und/oder Faserplatten eingesetzt zu werden. Für die Rindenextraktion können dem Heißwasser auch Abwasser aus im Nassverfahren arbeitenden "Reinigungssystemen der Holzwerkstoffindustrie, die z. B. an Trockner und Pressen angeschlossen sind, beigemengt werden.

Im Bild ist diese Vorgehensweise gezeigt. Im Druckbehälter 1 wird die tanninhaltige Rinde z. B. Fichtenrinde mit Wasser bei Temperaturen zwischen 70-140°C extrahiert. Zur Beschleunigung der Extraktion können im Extraktionsprozess Stoffe wie Harnstoff zugegeben werden. Nach der Extraktion wird die noch heiße tanninhaltige Flotte einem aufgeheizten zweiten Behälter 2 zugeführt, in dem die tanninhaltige Flotte auf eine Konzentration von 20-25% durch Verdampfen aufkonzentriert wird. Der entweichende Dampf aus dem Zwischenbehälter lässt sich für eine wiederholte Extraktion von Rinde einsetzen. Die tanninhaltige Bindemittelflotte wird einem Zwischenbehälter 3 zugeführt. Die Flotte in den Zwischenbehältern lässt man auf Zerkleinerungsprodukten von aminoplasthaltigen Gebrauchtholzwerkstoffen im Behälter 4 bei Temperaturen von 100-120°C einwirken. Die auf diese Weise durch chemische Wechselwirkung zwischen der tanninhaltigen Lösung und den Gebrauchtplatten entstehenden Flotte ist ein Bindemittel, das bei der Herstellung von Holzwerkstoffen für sich allein oder in Kombination mit anderen Bindemitteln eingesetzt werden kann.

Die extrahierte Rinde lässt sich nach der Extraktion thermisch verwerten oder nach einem Fermentierungsvorgang als Rindenkompost einsetzen. Bei einer etwaigen thermischen Nutzung der Rinde kann die gewonnene Wärmeenergie für die Beheizung des Extraktionsbehälters verwendet werden. Die mit einer tanninhaltigen Lösung extrahierten aminoplasthaltigen Zerkleinerungsprodukte der Holzwerkstoffe können der weiteren Verarbeitung in einem Span- und/oder Faserwerk zugeführt werden oder ebenfalls thermisch verwertet werden. Die Leimflotte lässt sich, zur Streckung von Bindemitteln wie Tanninformaldehydharzen einsetzen. Auch andere Bindemittel wie Phenolformaldehydharze, Harnstoffformaldehydharze und Klebstoffe auf Basis von PMDI lassen sich durch die auf diese Weise gewonnene Bindemittelkomponente strecken. Das folgende Beispiel verdeutlicht die Erfindung ohne sie einzuschränken.

Holzspäne wurden bis zu einer Feuchte von 2% getrocknet und anschließend mit einer Leimflotte, gewichtsmäßig aus 70% eines Tanninformaldehydharzes und 30% einer nach der beschriebenen Erfindung hergestellten Bindemittelflotte bestehend, beleimt. Der Bindemittelaufwand betrug 10% (Feststoff bezogen auf atro Holzspäne). Nach dem Beleimen wurden die Holzspäne zu 20 mm dicken Holzspanplatten gepresst. Zum Vergleich wurden Holzspanplatten hergestellt, die nur das Tanninformaldehydharz enthalten. Auch hier war der Bindemittelaufwand 10% (Feststoff bezogen auf atro Späne). Die Presszeit für die Herstellung der Platten betrug jeweils 6 Minuten.

Die an den hergestellten Spanplatten ermittelten physikalisch-technologischen Eigenschaften sind in Tab. 1 zusammengestellt.

Aus den Ergebnissen wird ersichtlich, dass die Beträge für die mechanisch technologischen Eigenschaften der unter Einsatz der erfindungsgemäßen Bindemittelflotte hergestellen Spanplatten weitgehend denen entsprechen, die unter alleinigem Einsatz von Tanninformaldehydharzen hergestellt sind.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer tanninhaltigen Bindemittelflotte aus tanninhaltigen Rinden und mit Aminoplastharzen gebundenen gebrauchten Holzwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die tanninhaltigen Rinden in bekannter Weise mit heißem Wasser einstufig oder mehrstufig extrahiert werden und anschließend der gewonnene Extrakt für den Aufschluss von aminoplastgebundenen Holzwerkstoffen bei hohen Temperaturen verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die extrahierte Rinde eine Fichtenrinde und der aufzuschließende Holzwerkstoff eine Spanplatte und/oder eine mitteldichte Faserplatte (MDF) und/oder Oriented Strand Board (OSB) und/oder eine Hartfaserplatte ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die extrahierte Rinde eine Kiefernrinde und der aufzuschließende Holzwerkstoff eine Spanplatte und/oder mitteldichte Faserplatte (MDF) ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion der Rinde bei Temperaturen zwischen 70 und 140°C erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufschluss des Holzwerkstoffes mit Tanninlösung bei Temperaturen zwischen 80 und 140°C erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Heisswasser für die Extraktion Abwasser aus im Nassverfahren arbeitenden Abluftreinigungssystemen der Trockner- bzw. Pressenabluft beispielsweise von Spanplattenanlagen zugemischt wird.

7. Verwendung der nach Anspruch 1 anfallenden Leimflotte als Bindemittel in Kombination mit Holzwerkstoff-Bindemitteln, insbesondere mit Phenolformaldehydharzen, Tanninformaldehydharzen, Harnstoffformaldehydhar zen und Klebstoffen auf Basis von polymerem Diisocyanat.

8. Verfahren nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelflotte nur in den Deckschichten von mehrschichtigen Holzspanplatten oder. MDF oder OSB eingesetzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelflotte nur in der Mittelschicht von mehrschichtigen Holzwerkstoffplatten eingesetzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelflotte in Deck- und Mittelschicht von mehrschichtigen Holzwerkstoffplatten eingesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert während der Rindenextraktion alkalisch eingestellt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der Bindemittelflotte alkalisch eingestellt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der Bindemittelflotte sauer eingestellt wird.

14. Verwendung der extrahierten Rinde nach Fermentierung als Bodenverbesserungsmittel.

15. Verwendung der aufgeschlossenen Gebrauchtspanplatten und Gebrauchtfaserplatten als Rohstoff für Span- und Faserplatten.

16. Verwendung der extrahierten Rinde als Energierohstoff.