DE19528492A1

DE19528492A1 - Verfahren zur Herstellung von mit Tanninformeldehydharzen gebundenen mitteldichten Holzfaserplatten (MDF)

Info

Publication number: DE19528492A1
Application number: DE1995128492
Authority: DE
Inventors: Edmone RAFFAEL
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-08-03
Filing date: 1995-08-03
Publication date: 1997-02-06

Description

Für die Herstellung solcher Platten wird das Holz zunächst entrindet, in Schnitzel mit einer Größe von etwa 20 mm × 5 mm zerkleinert und die entstehenden Hackschnitzel gewaschen, um die anhaltenden Fremdkörper (insbesondere Sand) zu entfernen. Anschließend werden die Schnitzel einige Minuten unter Dampfdruck und einer Temperatur von etwa 160°C behandelt und dann einem Defibrator zugeführt, wo sie zwischen Mahlscheiben zu Einzelfasern oder kleinen Faserbüscheln zerfasert werden. Darauffolgend wird dem Faserstoff ein Bindemittel wie Harnstoff-Formaldehydharz (UF-Harz), Mischharz aus Harnstoff- und Melaminformaldehyd-Kondensaten (MUF-Harz), Phenolformaldehydharz (PF-Harz), Tanninformaldehydharz (TF-Harz) oder Klebstoffe auf Basis von polymeren Diisocyanaten (PMDI) zugesetzt. Das Bindemittel wird üblicherweise den noch feuchten Fasern in einem Blasrohr (Blow-line) vor Eintritt in den Trocknertunnel, in den sie nach dem Beleimen gelangen, zugesetzt. Im Trockner werden die beleimten Fasern kurzfristig Temperaturen von 70-80°C ausgesetzt und auf eine Feuchte von ca. 10% getrocknet. Infolge der Trocknung kommt es zu einer Verringerung der Wirksamkeit der eingesetzten Bindemittel, da unter der Einwirkung von hohen Temperaturen während der Trocknung eine teilweise Erhärtung des Bindemittels eintritt. Aus diesem Grund wird diese Beleimungsmethode und darauffolgende Trocknung als nicht optimal erachtet (Vajda 1994).

Bei der Beleimung der Holzfasern mit formaldehydhaltigen Harzen wie Harnstofformaldehydharzen (UF-Harzen), Phenolformaldehydharzen (PF-Harzen) und Melamin-Harnstoff-Formaldehydkondensaten und anschließender Trocknung wird unter der Einwirkung von hohen Temperaturen Formaldehyd freigesetzt, wodurch die Emission aus dem Trockner erhöht wird.

Das Bindemittel kann aber auch den Fasern nach dem Trocknen zugesetzt werden. In diesem Fall laufen die Fasern durch eine Spezial-Leimauftragstrommel. Der getrocknete und beleimte Faserstoff wird einer Formmaschine zugeführt, wo er auf ein Sieb gestreut wird, das sich mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt. Die so geformten Matten werden anschließend zu Platten gepreßt. Diese Beleimungsmethode hat jedoch den Nachteil, daß sich auf der Oberfläche der hergestellten Platten viele dunkle Flecken bilden, die das Aussehen der Platten erheblich beeinträchtigen und verkaufshemmend wirken. Aus diesem Grund wird dieses Verfahren kaum für die Herstellung solcher Platten eingesetzt.

Bei der Anwendung von Tanninformaldehydharzen als Bindemittel werden bisher die Tannine (Extrakte aus tropischen und subtropischen Rinden wie Akazienrinde sowie Holzarten wie Quebracho) vor ihrem Einsatz als Bindemittel mit Formaldehyd oder formaldehydspaltenden Verbindungen wie Hexamethylentetramin versetzt und anschließend den Fasern im Blasrohr vor dem Trocknungsvorgang zugesetzt. Hier kommt es auch zur Abspaltung von Formaldehyd bei der Trocknung im Rohrtrockner und infolgedessen zu einer Erhöhung der Emission aus dem Trockner. Ebenfalls kommt es zu einer Verminderung der Klebekraft der Tanninformaldehydharze während der Trocknung, da das Bindemittel bereits im Trockner mit dem Formaldehyd reagiert (Voraushärtung). Demzufolge ist i.d.R. ein hoher Bindemittelaufwand erforderlich.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß es nicht erforderlich ist, bei der Herstellung von mit Tanninformaldehydharz gebundenen mitteldichten Faserplatten nach dem Blow-line-Verfahren die Fasern vor dem Trocknen mit den Tanninformaldehydharzen zu beleimen, sondern lediglich mit den Tanninen, d. h. den Extrakten von Rinden und Hölzern, und erst nach dem Trocknen der Fasern die Formaldehydkomponente des Tanninformaldehydharzes zugegeben wird. Diese Vorgehendsweise hat mehrere Vorteile: Hierzu gehört, daß während der Trocknung keine Voraushärtung des Harzes erfolgt, da während der Trocknung kein Formaldehyd zugegen ist. Hierdurch kommt es zu einer Bindemitteleinsparung. Ferner wird die Emission an Formaldehyd aus dem Trockner erheblich vermindert. Selbstverständlich kann auch die Emission des Formaldehyds aus dem Trockner verringert werden, wenn die Fasern mit nur einem Teil des zugegebenen Formaldehyds erst nach der Trocknung versetzt werden.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung verdeutlichen, ohne sie einzuschränken:
Fichtenrundholz wurde entrindet und anschließend in Hackschnitzel von etwa 20 mm × 5 mm zerkleinert, die Hackschnitzel wurden anschließend bei 180°C unter Druck mit Dampf behandelt und darauffolgend in einem Einscheiben-Refiner zerfasert, die entstehenden Fasern (Feuchte über 100%) wurden mit Tannin (Extrakt aus dem Quebracho-Holz) in Mengen von 12% (Feststoff/atro Fasern) beleimt und anschließend in einem Tunneltrockner bis zu einer Feuchte von 11% bei 100°C getrocknet. Nach dem Trocknen wurde den Fasern Formaldehyd in Mengen von 8% (bezogen auf den Feststoff des Tannins) zugegeben. Die Fasern wurden anschließend zu Matten gestreut und bei einer Heiztemperatur von 190°C für 5 Minuten unter Druck gepreßt, die hergestellten 5 mm dicken Holzfaserplatten wurden nach einer Klimalagerung von zwei Wochen bei 20°C und 65% rel. Luftfeuchte auf ihre physikalisch-technologischen Eigenschaften geprüft, ferner wurde die Formaldehydabgabe der Platten nach der WKI-Flaschen-Methode ermittelt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

Physikalisch-technologische Eigenschaften von 5 mm-dicken Holzfaserplatten

Aus den Ergebnissen läßt sich ersehen, daß die Platten eine hohe Biege- und Querzugfestigkeit sowie eine niedrige Dickenquellung aufweisen und den einschlägigen DIN-Normen entsprechen.

Literatur
Vajda, P. 1994: MDF in the Nineteens. Proceeding of the 28. International Particleboard Symposium, page 103-111.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von mit Tanninformaldehydharzen gebundenen mitteldichten Faserplatten dadurch gekennzeichnet, daß die Tanninkomponente den Fasern vor dem Trocknen und die Formaldehydkomponente (ggf. in Form von formaldehydabspaltenden Stoffen) nach dem Trocknen beigegeben wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Tannin einen pH-Wert von 3 hat.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Tannin einen pH-Wert von 9 hat.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß als formaldehydabspaltender Stoff Hexamethylentetramin eingesetzt wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß als formaldehydabspaltende Komponente Paraformaldehyd eingesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß das zugegebene formaldehydabspaltende Produkt ein Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die zugegebene Formaldehydmenge 5% (bezogen auf die Feststoffmenge des Tannins) beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die zugegebene Formaldehydmenge 15% beträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Tannin andere formaldehydreaktive Stoffe wie Harnstoff den Fasern zugegeben werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß das Tannin in an sich bekannter Weise Ligninsulfonate als Streckmittel enthält.