DE19958756A1

DE19958756A1 - Production of light-colored medium-density fibreboard (MDF) from old fibreboard comprises treatment with sodium sulfite, conversion into pulp and feeding into the blow-line of an MDF plant

Info

Publication number: DE19958756A1
Application number: DE1999158756
Authority: DE
Inventors: Edmone Roffael
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 1999-12-07
Publication date: 2001-06-13

Abstract

Method for the production of light-colored medium-density fibreboard (MDF) from used, lignocellulose-based fibreboard with an aminoplastic resin binder comprises (i) treating the old MDF or chopped MDF with sodium sulfite; (ii) converting it into pulp; and (iii) (without washing) feeding it into the blow-line of an MDF plant.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hellen mitteldichten Holzfaserplatten aus alten mit Aminoplastharzen gebundenen Holzfaserplatten gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a method for producing light medium density Fibreboards made from old fibreboards bound with aminoplast resins according to the preamble of the main claim.

Für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) wird das Holz zunächst in Schnitzel mit einer Größe von etwa 20 mm × 5 mm zerkleinert und die entstehenden Hackschnitzel gewaschen, um die anhaftenden Fremdkörper (insbesondere Sand) zu entfernen. Anschließend werden die Schnitzel nach dem sogenannten thermo mechanischen Holzaufschlußverfahren (TMP) einige Minuten unter Dampfdruck bei 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 Melamin (MUF-Harz), Phenolformaldehydharz (PF-Harz), Tanninformaldehydharz (TF-Harz) oder Diisocyanat-Klebstoff (PMDI) zugesetzt. Das Bindemittel wird üblicherweise den noch feuchten Fasern in einem Rohr (Blow-line) vor Eintritt in einen Trocknertunnel zugesetzt. Im Trockner werden die beleimten Fasern kurzfristig Temperaturen von 70°C bis 80°C ausgesetzt und auf eine Feuchte von ca. 10% getrocknet. Infolge der Trocknung der beleimten Fasern vor dem Pressen kommt es zu einer Verringerung der Wirksamkeit der eingesetzten Bindemittel. Der getrocknete und beleimte Faserstoff wird einer Formmaschine zugeführt, wo er auf ein Sieb zu Fasermatten gestreut wird, das sich mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt. Die so geformten Matten werden anschließend zu Platten gepreßt.For the production of medium density fibreboard (MDF), the wood is first used in Shredded with a size of about 20 mm × 5 mm and the resulting Wood chips washed to remove the adhering foreign matter (especially sand) to remove. Then the schnitzel after the so-called thermo mechanical wood digestion process (TMP) under steam pressure for a few minutes treated at a temperature of about 160 ° C and then fed to a defibrator, where it is frayed into single fibers or small tufts of fibers between grinding disks become. Subsequently, the fiber is a binder such as urea Formaldehyde resin (UF resin), mixed resin made of urea and melamine (MUF resin), Phenol formaldehyde resin (PF resin), tannin formaldehyde resin (TF resin) or Diisocyanate adhesive (PMDI) added. The binder is usually the still wet fibers in a tube (blow-line) before entering a dryer tunnel added. In the dryer, the glued fibers briefly reach temperatures of Exposed to 70 ° C to 80 ° C and dried to a humidity of approx. 10%. As a result of Drying the glued fibers before pressing results in a reduction the effectiveness of the binders used. The dried and glued Fibrous material is fed to a molding machine where it is put on a sieve to form fiber mats is scattered, which moves at high speed. The so shaped Mats are then pressed into sheets.

Das Bindemittel kann aber auch den Fasern nach dem Trocknen in sogenannten Blendern zugesetzt werden. In diesem Fall laufen die Fasern durch eine Spezial- Leimauftragstrommel. Auch in diesem Fall wird der getrocknete beleimte Faserstoff zu Fasermatten gestreut und anschließend kalt vorgepreßt und heiß gepreßt.However, the binder can also be used to dry the fibers in so-called Blenders can be added. In this case, the fibers run through a special Glue application drum. In this case, too, the dried glued fibrous material sprinkled into fiber mats and then cold pressed and hot pressed.

Die mit Aminoplastharzen als Bindemittel nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten mitteldichten Holzfaserplatten weisen je nach chemischer Zusammensetzung des Bindemittels ein unterschiedlich hohes Fomaldehydabgabevermögen auf. Es wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen, um die Formaldehydabgabe zu verringern. So wurde z. B. nach der DE-OS 28 04 514 versucht, die Formaldehydabgabe von MDF durch nachträgliches Behandeln der Fasermatten mit Ammoniak oder ammoniakabspaltenden Verbindungen zu vermindern (DE-OS 28 04 514). Diese Nachbehandlung muß jedoch in einer separaten Arbeitsstufe in einer besonderen Kammer erfolgen.Those with aminoplast resins as binders according to the method described above Medium-density fibreboard produced according to chemical The composition of the binder is of different heights Fomaldehyde donation capacity. There have been different procedures proposed to reduce formaldehyde emission. So z. B. after the DE-OS 28 04 514 tries to prevent the release of formaldehyde from MDF Treat the fiber mats with ammonia or ammonia-releasing agents To reduce connections (DE-OS 28 04 514). This post-treatment must however, in a separate working stage in a special chamber.

Die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) ist mit einem hohen Energieaufwand verbunden. Der Energieaufwand hängt u. a. von der Aufschluß- und Zerfaserungstemperatur ab. Je höher die Aufschlußtemperatur ist, desto geringer ist der Energieaufwand. Dies ist z. B. bei Nadelhölzern bei Aufschlußtemperaturen oberhalb von 160°C besonders deutlich und bei Laubhölzern bei noch geringen Temperaturen zu erkennen. Mit Erhöhung der Aufschlußtemperatur wird der Farbton der hergestellten Holzstoffe dunkler. Dies trifft insbesondere zu, wenn Laubhölzer wie Buche und Eiche als Rohstoff für die MDF-Herstellung eingesetzt werden. Es ist zwar möglich, den Faserstoff nachträglich mit Wasserstoffperoxyd (oxidierende Bleiche) oder mit Natriumdithionit (reduzierende Bleiche) zu behandeln und aufzuhellen. Dies wird in der Faserplattenindustrie wegen der hiermit verbundenen prozeßtechnischen Schwierigkeiten nicht praktiziert.The production of medium density fiberboard (MDF) is high Energy expenditure connected. The energy expenditure depends u. a. from the outcrop and Defibration temperature from. The higher the digestion temperature, the lower it is the energy expenditure. This is e.g. B. in conifers at digestion temperatures Particularly clear above 160 ° C and with deciduous trees at low levels Detect temperatures. As the digestion temperature increases, the color tone changes of the wood materials produced darker. This is especially true if hardwoods how beech and oak are used as raw materials for MDF production. It is Although it is possible to retrofit the fiber with hydrogen peroxide (oxidizing Bleach) or with sodium dithionite (reducing bleach) and to lighten. This is due to the associated in the fiberboard industry procedural difficulties not practiced.

Es ist darüber hinaus bekannt, für die Herstellung von Hochausbeutezellstoffen Halbzellstoffe das Holz bzw. die Holzhackschnitzel mit Chemikalien wie Natriumsulfit und Natriumcarbonat aufzuschließen und anschließend mechanisch zu zerfasern. So wird z. B. bei dem sogenannten "Neutral Sulfite Semichemical pulping" (NSSC- Verfahren) in der Regel ein Gemisch aus Natriumcarbonat und Natriumsulfit für den Aufschluß von Holz bei pH-Werten oberhalb von 7 verwendet. Die Ausbeute an solchen Stoffen liegt jedoch je nach Rohstoff und Aufschlußbedingungen bei 70-85% und somit niedriger als bei TMP-Aufschlüssen, die zu Faserstoff für die MDF- Herstellung führen. Die Halbzellstoffe besitzen zwar eine vergleichsweise hohe mechanische Festigkeit, das Verfahren der Herstellung von Halbzellstoffen ist aber mit einem Abwasserproblem behaftet, da etwa 15-20% der Holzsubstanz in die Lösung gehen. Es ist auch bekannt, daß beim Holzaufschluß mit Natriumsulfit freier Formaldehyd zugesetzt wird, um den Stoff stärker aufzuhellen (Chen et al. 1991). It is also known for the production of high yield pulps Semi-pulp the wood or the wood chips with chemicals such as sodium sulfite and digest sodium carbonate and then mechanically defibrate. So z. B. in the so-called "neutral sulfite semichemical pulping" (NSSC- Process) usually a mixture of sodium carbonate and sodium sulfite for the Digestion of wood used at pH values above 7. The yield at such substances, however, is 70-85% depending on the raw material and digestion conditions and thus lower than TMP outcrops, which are too fibrous for MDF Lead manufacture. The semi-pulp has a comparatively high one mechanical strength, but the process of manufacturing semi-pulp is with a wastewater problem, since about 15-20% of the wood substance in the Solution go. It is also known that when wood is digested with sodium sulfite free Formaldehyde is added to lighten the substance more (Chen et al. 1991).

Es war deshalb das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Methode zu finden, bei dem ein heller Stoff für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten hergestellt wird, ohne ein Wasserproblem zu verursachen oder die Ausbeute nennenswert zu verringern. Der hergestellte Stoff soll auch ohne großen Energieaufwand zu mitteldichten Faserplatten verarbeitet werden und ein entsprechend niedriges Formaldehydabgabepotential besitzen. Es wurde nun überraschend gefunden, daß man diesen Erfolg erzielt, wenn bereits hergestellte bzw. verarbeitete Faserplatten (z. B. aus Altmöbel), welche als Bindemittel ein Harnstoff-Formaldehydharz oder andere auf Basis von Aminoplasten formaldehydhaltige Bindemittel enthalten, mit Natriumsulfit in wässeriger Lösung behandelt werden. Die so hergestellten Stoffe haben nicht nur einen helleren Farbton als die ursprünglichen Fasern, sondern sogar ein hohes Eigenbindevermögen. Die aus dem Stoff ohne großen Energieaufwand hergestellten mitteldichten Faserplatten (MDF) weisen zudem ein niedriges Formaldehydabgabevermögen auf.It was therefore the object of the present invention to find a method in which is a light-colored fabric for the production of medium-density fiberboard without causing a water problem or significantly increasing the yield reduce. The fabric produced should also close without much energy medium density fiberboard are processed and a correspondingly low Have formaldehyde release potential. It has now surprisingly been found that one achieves this success if fiberboard already manufactured or processed (e.g. from old furniture) which contain a urea-formaldehyde resin or contain other formaldehyde-containing binders based on aminoplasts with Sodium sulfite can be treated in aqueous solution. The fabrics so produced not only have a lighter shade than the original fibers, but even a high level of self-commitment. The one made of fabric without much energy Medium density fiberboard (MDF) produced also have a low Formaldehyde donation capacity.

Der erzielte Effekt ist insofern überraschend, da alte mitteldichte Faserplatten bereits ein ausgehärtetes bzw. auskondensiertes Harnstoff-Formaldehydharz enthalten und praktisch keinen freien Formaldehyd.The effect achieved is surprising in that old medium density fiberboard already exists contain a cured or condensed urea-formaldehyde resin and practically no free formaldehyde.

Die Wirkung des freien Formaldehyds auf die Helligkeit der aus dem Holz direkt hergestellten Stoffe ist wie bereits erwähnt bekannt, jedoch nicht im Zusammenhang mit thermomechanischen Holzstoffen, die in Form von mitteldichten Faserplatten bereits ein ausgehärtetes Bindemittel enthalten.The effect of free formaldehyde on the brightness of those directly from the wood manufactured substances is known, as already mentioned, but not in connection with thermomechanical wood pulp in the form of medium density fibreboard already contain a hardened binder.

Die Behandlung der Stoffe mit Natriumsulfit führt auch zur Einführung von Sulfonsäuregruppen in den behandelten Stoff, die das Eigenbindevermögen der Fasern erheblich steigern. Der erhaltene Stoff kann, ohne nochmals in einem Refiner unter Druck zerfasert zu werden, für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten voll oder teilweise eingesetzt werden. Der hergestellte Stoff kann lediglich durch schwache mechanische Zerfaserung bei atmosphärischem Druck direkt nach der Behandlung mit Natriumsulfit in die Blasleitung einer MDF-Anlage und dort unter Einsatz von Bindemitteln für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten eingesetzt werden. Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten ist es, wenn gewisse Reste an Natriumsulfit aus der Behandlung von dem Faserstoff im Stoff bleiben, da Natriumsulfit ein Formaldehydfänger ist und die Formaldehydabgabe der hergestellten Platten verringert.Treatment of the substances with sodium sulfite also leads to the introduction of Sulphonic acid groups in the treated substance, which affect the self-binding capacity of the Increase fibers significantly. The fabric obtained can be refined without being refinished to be fiberized under pressure for the production of medium density fiberboard fully or partially used. The fabric can only be made by weak mechanical defibrillation at atmospheric pressure immediately after Treatment with sodium sulfite in the blow line of an MDF system and under there Use of binders for the production of medium density fiberboard be used. A particular advantage of this process for the production of medium density fiberboard is when certain residues of sodium sulfite from the Treatment of the pulp remain in the fabric because of sodium sulfite Is formaldehyde scavenger and the formaldehyde release of the plates produced decreased.

Selbstverständlich kann die Zugabe von Natriumsulfit auch mit anderen Chemikalien wie Natriumcarbonat in Anlehnung an die Vorgehensweise bei der Herstellung von Halbzellstoffen nach dem NSSG-Verfahren kombiniert werden. Dies hat jedoch eine Verringerung der Ausbeute zur Folge. Durch die Behandlung mit Natriumsulfit bleibt der Ausbeuteverlust weit unter 5%, vorzugsweise unter 2%. Das Verfahren arbeitet abwasserfrei, da die Aufschlussflüssigkeit nicht vom Stoff getrennt zu werden braucht, sondern mit dem Stoff nach oder ohne Zerfaserung in die Blasleitung der MDF-Anlage mitbefördert wird. Die Lehre des hier beschriebenen Verfahrens unterscheidet sich grundsätzlich von der gemäß DE-PS 43 34 422. Gemäß dem letzterwähnten Patent wird das Holzgefüge der Holzspanplatten und Holzfaserplatten durch den chemischen Aufschluss aufgelöst und die entstehende Ablauge als Streckmittel für die Herstellung von neuen Platten eingesetzt, wobei je intensiver der Aufschluss, desto größer der Anteil der gewonnenen Ablaugen ist. In den genannten Beispielen des DE-PS 43 34 422 sind Ausbeuten von unter 50% an Stoff aufgeführt. Demgegenüber liegt der Ausbeuteverlust bei dem hier beschriebenen Verfahren bei ca. 5%, da die Ablauge nicht zurückgewonnenen, sondern direkt mit dem Stoff in die Blasleitung der MDF-Anlage befördert wird. Auch die Lehre von DE-OS 195 09 152 vermag die hier beschriebene Erfindung nicht vorwegzunehmen, da die Wirkung von Natriumsulfit als Bleichmittel für Altfaserplatten in der DE-OS 195 09 152 A nicht erkannt worden und auch nicht in Betracht gezogen wurde. Das folgende Beispiel soll die Erfindung verdeutlichen ohne sie einzuschränken.Of course, the addition of sodium sulfite with other chemicals like sodium carbonate following the procedure for the production of Semi-pulp can be combined using the NSSG process. However, this has one Resulting reduction in yield. By treatment with sodium sulfite remains the loss of yield far below 5%, preferably below 2%. The process works wastewater-free since the digestion liquid cannot be separated from the substance needs, but with the material after or without defibrillation in the blow line of the MDF system is also transported. The teaching of the method described here differs fundamentally from that according to DE-PS 43 34 422. According to the the last-mentioned patent is the wood structure of the chipboard and fiberboard dissolved by the chemical digestion and the resulting waste liquor as Extender used for the production of new plates, the more intense the Digestion, the greater the proportion of leaching obtained. In the above Examples of DE-PS 43 34 422 yields of less than 50% of substance are listed. In contrast, the loss of yield in the process described here is included approx. 5%, since the waste liquor is not recovered, but directly with the substance in the Blow pipe of the MDF plant is transported. The teaching of DE-OS 195 09 152 is unable to anticipate the invention described here because the effect of Sodium sulfite as a bleaching agent for old fiber boards in DE-OS 195 09 152 A is not recognized and not taken into consideration. The following example is intended to illustrate the invention without restricting it.

example

Alte mitteldichte Faserplatten werden zu Partikeln von einer Größe von etwa 50 mm × 50 mm × Dicke zerkleinert und anschließend bei einem Flottenverhältnis von 4 : 1 mit einer Natriumsulfitlösung in Mengen von 2% Feststoff bezogen auf das Gewicht der Hackschnitzel bei 170°C für 1 h behandelt. Der Weißgrad nahm durch diese Behandlung von 35% auf 45% zu. Der aufgeschlossene Stoff wurde - ohne ausgewaschen zu werden - bei atmosphärischem Druck in einem Refiner zerfasert und anschließend in die Blasleitung (Blow-line) einer MDF-Anlage befördert. Dort wurde der Stoff mit einem Harnstoff-Formaldehydharz in Mengen von 10% (bezogen auf atro Holzstoff) beleimt und anschließend zu Matten gestreut und zu mitteldichten Faserplatten gepreßt. Die so hergestellten Faserplatten hatten einen hellen Farbton, hohe mechanisch-technologische Eigenschaften und eine niedrige Dickenquellung. Die Eigenschaften der Platten sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:Old medium-density fiberboard becomes particles of about a size 50 mm × 50 mm × thickness crushed and then at a liquor ratio of 4: 1 with a sodium sulfite solution in amounts of 2% solids by weight the wood chips are treated at 170 ° C for 1 h. The whiteness increased through this Treatment from 35% to 45% too. The open-minded stuff became - without to be washed out - frayed at atmospheric pressure in a refiner and then conveyed into the blow line of an MDF plant. There the fabric was obtained with a urea-formaldehyde resin in amounts of 10% ( glued on atro wood pulp) and then sprinkled into mats and medium density Fibreboard pressed. The fiberboard produced in this way had a light color, high mechanical-technological properties and low thickness swelling. The properties of the panels are summarized in the following table:

Tabelle 1 Table 1

Eigenschaften von mitteldichten Faserplatten, hergestellt aus Altfaserplatten (Gebraucht- Faserplatten) nach Behandlung mit Natriumsulfit Properties of medium density fiberboard, made from old fiberboard (used fiberboard) after treatment with sodium sulfite

Claims

1. A process for the production of light medium-density fiberboard from old fiberboard based on lignocellulose, characterized in that the old fiberboard bound with aminoplast resins or their comminution products are treated with sodium sulfite, fiberized and - without being washed out - conveyed into the blow line of an MDF system .

2. The method according to claim 1, characterized in that for the treatment a mixture of sodium sulfite and sodium carbonate is used.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the treatment at temperatures between 100 ° C and 250 ° C.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the De-pulping of the fabric takes place after the treatment by reducing the pressure.

5. The method according to claim 1 and 2, characterized in that after the Treatment of the fabric obtained is defibrated without pressure in a refiner.

6. The method according to any one of claims 1, 2, 3, characterized in that the treated fabric is defibrated under pressure in a refiner.

7. The method according to claim 1, 2, 3, 4, 5, characterized in that from the Fabric using urea-formaldehyde resin as a binder medium density fiberboard can be produced.

8. The method according to claim 1, 2, 3, 4, 5, characterized in that from the Fabric using medium density fiberboard tannin formaldehyde resins getting produced.

9. The method according to claims 1 to 5, characterized in that from the Fabric highly compressed molded parts can be produced.

10. The method according to claims 1 to 5, characterized in that from the substance Fiberboard can be produced without the addition of binders.