DE19751326A1 - Holzwerkstoffe, enthaltend aminoplasthaltige Gebraucht-, Rest- bzw. Abfallholzwerkstoffe, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung und Verfahren zur Verwertung von Gebraucht-, Rest- und Abfallholzwerkstoffen - Google Patents

Holzwerkstoffe, enthaltend aminoplasthaltige Gebraucht-, Rest- bzw. Abfallholzwerkstoffe, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung und Verfahren zur Verwertung von Gebraucht-, Rest- und Abfallholzwerkstoffen

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Holzwerkstoffe aus zerkleinerten Holzteilchen, wie Holzspäne und/oder Holzfasern, und Bindemittel, die bis zu 50 Gew.-% zerkleinerte aminoplasthaltige Gebraucht- Rest- bzw. Abfallholzwerkstoffe enthalten, die mit 1 bis 20 Gew.-% einer Aminogruppen-haltigen Substanz wie z. B. ein Amid einer organischen oder anorganischen Säure versehen worden sind, ein Verfahren zu deren Herstellung und zur Verwertung von Gebraucht-, Rest bzw. Abfallholzwerkstoffe.
Aminoplasthaltige Gebraucht-, Rest-, und Abfallholzwerkstoffe, wie z. B. Möbelteile, Faserplattenabfälle, Spanplattenreste, aber auch stückige Reste aus der OSB- (oriented strand board), Span- und Faserplattenproduktion wurden bisher durch Aufschluß und Entfernen des aufgeschlossenen Bindemittels in Form von Altspänen und Altfasern zur Herstellung neuer Span- und Faserplatten mitverwendet. So konnten Kosten gesenkt und gleichzeitig die Altspanplatten bzw. -faserplatten entsprechend dem Recyclinggedanken einer erneuten Verwendung zugeführt werden. Alle Aufschlußverfahren sind aber aufwendig, da die enthaltenen Bindemittel nur unter Einsatz von Energie und/oder mit chemischen Aufschlußmitteln aufschließbar und entfernbar sind.
Es sind einige Verfahren bekannt geworden, bei denen physikalisch oder chemisch aufgeschlossene Span- bzw. Fasermaterialien entweder mit einem Formaldehyd-reicheren Leim neu verleimt werden oder bei denen der Harnstoff bzw. die Harnstoff- Methylolverbindungen durch Spülen entfernt werden, um so eine Verwendung herkömmlicher Bindemittel zu ermöglichen. (DE-OS 42 24 629 A1, EP 0 581 039 B1, DE-OS 195 09 152 A1, DE-AS 12 01 045, DE-PS 43 34 422 und DE-OS 44 28 119 A1).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen aufwendigen Aufschluß von Gebraucht- Rest-, bzw. Abfallholzwerkstoffen zu vermeiden und neue Span-, und Faserplatten bzw. auch andere neuartige Holzwerkstoffe (z. B. "Zwitterplatten" aus Fasern und Spänen) unter Verwendung von aminoplasthaltigen Gebraucht-, Rest- bzw. Abfallholzwerkstoffen herzustellen.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß aminoplasthaltige Gebraucht- Rest-, bzw. Abfallholzwerkstoffe ohne vorherigen Aufschluß zur Herstellung neuer Span- und Faserplatten, sowie auch anderer Holzwerkstoffarten (Zwitterplatten etc.) mit verwendet werden können, wenn das Material lediglich mechanisch zerkleinert und in Deck- und Mittelschichtanteile fraktioniert wird und anstelle von normal üblicher Beleimung mit z. B. einem Aminoplastharz nur mit einer Aminogruppen haltigen Substanz, vorzugsweise einem Amid z. B. mit Harnstofflösung besprüht wird. Ein so vorbehandeltes Material läßt sich in Mengen bis zu 50 Gew.-% zur Herstellung von neuen Span- bzw. Faserplatten oder anderer Holzwerkstoffe wie z. B. OSB mit verwenden, ohne daß eine Verschlechterung der Eigenschaften festzustellen ist. Überraschenderweise sind die Eigenschaften solcher Holzwerkstoffe vergleichbar, ja teilweise sogar besser als die Eigenschaften von Holzwerkstoffen, die nur aus "Frischmaterial" d. h. aus frischen Spänen und Fasern hergestellt worden sind bzw. als Holzwerkstoffe die auf herkömmlich Art und Weise mit anteiligen Recyclingmaterial jedoch beleimt mit UF-Harzen hergestellt worden sind.
Als aminoplasthaltige Gebraucht- Rest-, bzw. Abfällholzwerkstoffen - beschichtet oder unbeschichtet - lassen sich alle bereits verwendeten Altwerkstoffe einsetzen, vorzugsweise Material mit Aminoplastharz-Bindemitteln. Auch Produktionsreste aus dem Abschliff und der Besäumung sind einsetzbar. Das Material wird dabei auf eine Teilchengröße zerkleinert, die für den gewünschten Einsatzzweck als Deckschicht- oder Mittelschichtmaterial üblich ist. Die Teilchengrößen für die folgenden Anwendungszwecke sind: (Spanplatten 0.1 mm - 40 mm, OSB, 6-75 mm). Nach der Zerkleinerung wird die Aminogruppen haltige Substanz in Mengen von 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 15 Gew.-% und insbesondere 5 bis 12 Gew.-% auf das zerkleinerte Material aufgebracht, beispielsweise durch Aufsprühen, Tauchen oder Zumischen. Zum Aufsprühen werden bevorzugt waßrige Lösungen der Aminogruppen haltigen Substanz (des Amids, z. B. das Harnstoff) eingesetzt. Die Konzentration der Amidlösung und die verwendete Menge sind vorzugsweise so aufeinander abstimmen, daß gebrauchsübliche Beleimtfeuchten von Holzwerkstoffen im Bereich von 5 bis 15% erreicht werden.
Die mit der Aminogruppen haltigen Substanz versetzten Späne bzw. Fasern aus aminoplasthaltige Gebraucht- Rest-, bzw. Abfallholzwerkstoffen werden dann mit den in üblichen Zusatzmengen mit Aminoplast beleimten Frischspänen bzw. -fasern gemischt und in üblicher Weise zu neuen Holzwerkstoffen verarbeitet, wobei der Gehalt an Gebraucht- bzw. Abfallholzwerkstoffe ohne Qualitätseinbußen bis zu 50 Gew.-% betragen kann.
Auch die üblichen Zusatzstoffe wie Hydrophobierungsmittel, Härter, wie z. B. Ammoniumsulfat, -nitrat oder -phosphat und dergleichen können normal verwendet werden.
Als Amide organischer Säuren werden bevorzugt Amide der Carbaminsäure (Harnstoff) oder kurzkettiger (C2 bis C4), insbesondere Essigsäureamid, eingesetzt.
Als Aminogruppen haltige Substanzen können grundsätzlich alle Amide kurz- und langkettiger organischer Säuren wie z. B. Formamid, Essigsäureamid, Benzamid, sowie auch anorganischer Säuren wie z. B. Amidosulfonsäure, Paratoluolsulfonsäuren eingesetzt werden. Aber auch Aminosäuren wie die 2- Aminopropionsäure oder Aminoessigsäure, die eine von der Säuregruppe getrennte funktionelle Aminogruppe aufweist. Die Aminogruppen können primäre Aminogruppen (-NH2) oder sekundäre Aminogruppen (-NHR) sein. Weitere Beispiele sind: Asparaginsäure und Glutaminsäure. Insbesondere werden Amide von Carbaminsäuren oder deren Derivate eingesetzt, wie Harnstoff, Thioharnstoff Ethylenharnstoff, Propylenharnstoff und Acelylharnstoff.
Die Erfindung wird nachfolgend durch Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Es wurde eine Serie von 4 Spanplatten hergestellt. In Serie I wurden Frischspäne mit dem Harnstoff-Formaldehyd-Harz verarbeitet, in Serie II wurden 10% der Deckschichtmaterials (DS) durch zerkleinerter Gebrauchtspanplatte Spanplatten (0.1 mm - 2 mm) ersetzt, die mit 8 Gew.-% Harnstofflösung besprüht worden sind. In Serie III wurden entsprechend 10% der Mittelschichtmaterial (MS, 0.5 mm - 35 mm) durch entsprechend vorbehandelte zerkleinerter Gebrauchtspanplatte ersetzt, in Serie IV jeweils 10% der Deckschicht und der Mittelschicht durch zerkleinerter Gebrauchtspanplatte (jeweils atro) ersetzt. Die Preßvorgaben und die ermittelten Werte sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengefaßt.
Die gemessenen Werte für die Querzugfestigkeit (QZ) und die Abhebefestigkeit liegen teilweise über den Werten der Vergleichsplatte, hergestellt nur aus Frischspänen.
Beispiel 2
Es wurde eine Serie von 3 Spanplatten hergestellt. In Serie I wurden Frischspäne mit dem Melamin-verstärkten Harnstoff-Harz (MUF) verarbeitet, in Serie II wurden 10% der Deckschicht (DS) durch zerkleinerter Gebrauchtspanplatte, die mit 7,0 Gew.-% Harnstofflösung besprüht worden sind. In Serie III wurden entsprechend 10% der Mittelschicht (MS) durch entsprechend vorbehandelte zerkleinerter Gebrauchtspanplatte ersetzt, (jeweils atro). Die Preßvorgaben, die Beleimungsvorgaben und ermittelten Werte der mechanisch-technologischen Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengefaßt.
Beispiel 3
Wie in Beispiel I wurden Platten hergestellt, die sich durch größeres Format von den vorherigen (Beispiel 1) unterschieden. Die erhaltenen Parameter sind in der folgenden Tabelle 3 zusammengefaßt.
Beispiel 4
Es wurde eine Serie von 3 Spanplatten hergestellt. In Serie I wurden Frischspäne mit dem Harnstoff-Formaldehyd-Harz verarbeitet, in Serie II wurden 10% der Deckschichtmaterials (DS) durch zerkleinerter Gebrauchtspanplatte ersetzt, die mit 7 Gew.-% Harnstofflösung besprüht worden sind. In Serie III wurden 15% der Deckschichtmaterials (DS) durch zerkleinerter Gebrauchtspanplatte ersetzt, die mit 7 Gew.-% Harnstofflösung besprüht worden sind. In Serie VI wurden 20% der Deckschichtmaterials (DS) durch zerkleinerter Gebrauchtspanplatte ersetzt, die mit 7 Gew.-% Harnstofflösung besprüht worden sind. In Serie V wurden 10% der Mittelschichtmaterials (MS) durch zerkleinerter Gebrauchtspanplatte ersetzt, die mit 1 Gew.-% Aminosulfonsäurelösung besprüht worden sind. In Serie VI wurden 10% der Mittelschichtmaterial (MS) durch zerkleinerter Gebrauchtspanplatte ersetzt, die mit 1 Gew.-% Essigsäureamidlösung besprüht worden sind. Die Preßvorgaben und die ermittelten Werte sind in der folgenden Tabelle 5 zusammengefaßt.
Die gemessenen Werte für die Querzugfestigkeit (QZ) und die Abhebefestigkeit liegen teilweise über den Werten der Vergleichsplatte hergestellt nur aus Frischspänen. Die Perforatorwerte liegen unter den Werten der Vergleichplatten, die nur aus Frischspänen hergestellt sind.
Beispiel 5
Es wurde eine Serie jeweils von drei Platten hergestellt. In Serie I (Vergleichplatten) wurden Frischspäne mit dem UF-Harz verarbeitet. In Serie II wurden 10% der Mittelschichtmaterial (MS) durch zerkleinerte gebrauchte mitteldichten Faserplatten (MDF) ersetzt, die mit 8 Gew.-% Harnstofflösung besprüht worden sind. Die Deckschichten wurden Frischspäne mit dem UF-Harz verarbeitet. Die Preßvorgaben und die ermittelten Werte sind in der folgenden Tabelle 5 zusammengefaßt.
Tabelle 1
Versuchbedingungen
Tabelle 2
Versuchsbedingungen
Tabelle 3
Versuchbeschreibung

Claims (13)

1. Holzwerkstoffe, enthaltend bis zu 50 Gew.-% zerkleinerte aminoplasthaltige Gebraucht- Rest- bzw. Abfall-Holzwerkstoffe, die auf eine Teilchengröße von 0, 1 bis 40 mm zerkleinert und mit 1 bis 20 Gew.-% einer Aminogruppen haltigen Substanz versetzt worden sind.
2. Holzwerkstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 30 Gew.-% aminoplasthaltige Gebraucht-, Rest- bzw. Abfallholzwerkstoff enthalten sind.
3. Holzwerkstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aminoplasthaltige Gebraucht-, Rest- bzw. Abfallholzwerkstoff mit 1 bis 20 Gew.-% eines organischen Amids besprüht worden ist.
4. Holzwerkstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aminoplasthaltige Gebraucht-, Rest- bzw. Abfallholzwerkstoff mit 4 bis 12 Gew.-% eines anorganischen Amids besprüht worden ist.
5. Holzwerkstoffe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aminoplasthaltige Gebraucht-, Rest- bzw. Abfallholzwerkstoff in der/dem Deckschicht(en) enthalten ist.
6. Holzwerkstoffe nach Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der aminoplasthaltige Gebraucht-, Rest- bzw. Abfallholzwerkstoff in der Mittelschicht enthalten ist.
7. Holzwerkstoffe nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der aminoplasthaltige Gebraucht-, Rest- bzw. Abfallholzwerkstoff in der Deck- und Mittelschicht enthalten ist.
8. Holzwerkstoffe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bindemittelzusammensetzung ein zusätzlicher Härter enthalten ist.
9. Holzwerkstoffe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Amid einer organischen Säure Carbaminsäureamid (Harnstoff) bzw. ein C2-C4 Carbonsäureamid wie Essigsäureamid und Propionsäureamid ist.
10. Holzwerkstoffe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Amid vorzugsweise einer anorganischen Säure Sulfonsäureamid ist.
11. Holzwerkstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Härter Ammonium­ sulfat ist.
12. Verfahren zur Herstellung der Holzwerkstoffen nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß den Ausgangsmaterialien mit herkömmlicher Beleimung bis zu 50 Gew.-% aminoplasthaltige Gebraucht- Rest-, bzw. Abfallholzwerkstoff zugemischt werden, welches mit bis zu 20 Gew.-% Aminogruppen haltiger Substanz versehen worden ist und das so erhaltene Gemisch verformt und zu einem plattenformigen Werkstoff gepreßt wird.
13. Verfahren zur Verwertung von aminoplasthaltige Gebraucht- Rest-, bzw. Abfallholzwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebraucht- Rest-, bzw. Abfallholzwerkstoff zerkleinert, mit bis zu 20 Gew.-% Amid besprüht und in Mengen von bis zu 50 Gew.-% in das zur Herstellung von Holzwerkstoffen eingesetzte Gemisch aus Frischspänen und Bindemitteln eingemischt wird.
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