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 AbfallholzwerkstoffenInfo
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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.
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.
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.
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.
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.
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.
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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