DE3412225A1 - Verfahren zur herstellung von holzfaserplatten - Google Patents

Verfahren zur herstellung von holzfaserplatten

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DE3412225A1 DE19843412225 DE3412225A DE3412225A1 DE 3412225 A1 DE3412225 A1 DE 3412225A1 DE 19843412225 DE19843412225 DE 19843412225 DE 3412225 A DE3412225 A DE 3412225A DE 3412225 A1 DE3412225 A1 DE 3412225A1
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Description

Die Erfindung betrifft die Zellstoff- und Papierindustrie und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Holzfaserplatten.
Besonders vorteilhaft wird die Erfindung bei der Herstellung von Holzfaserplatten verwendet, die für Kand-, Decken- und Türbekleidungen von Wohnräumen und Eisenbahnwagen sowie beim Leichtbau und in der Möbelindustrie benutzt werden.
Zur Herstellung von Holzfaserplatten im Naßverfahren werden bekanntlich pflanzlicher Rohstoff und insbesondere zerkleinertes und aufbereitetes Laub- und Nadelholz bzw. dessen Gemisch angewendet (Thomas M. Maloney "Modem particleboard and dryprocess fiberboard manufacturing", Pullman, Washington, 1977).
Das bekannte Verfahren zur Herstellung von Holzfaserplatten hat aber einen wesentlichen Nachteil: es benötigt eine große Menge des zur Zeit teuren Holzes.
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Holzfaserplatten bekannt, bei dem der Verbrauch an teurem Holz mittels teilweisen Ersatzes des Holzes durch Zusätze wie z.B. Sägemehl oder Rinde reduziert wird (Rebrin S.P. "Technologiya drevesnovoloknistykh plit", Lesnaya promyshlennost, Moskau, 1982, S. 5, 18, 19).
Die Verwertung von Holzverarbeitung- und Sägewerkabfällen bei der Herstellung von Holzfaserplatten im Naßverfahren reduziert den Verbrauch an teurem Holz.
Dieses Verfahren ist aber mit einer Reihe von Schwierig-
keiten verbunden. So sind z.B. bei der Verwendung von Sägemehl als Zusatzstoff zur Herstellung von Platten Mahlausrüstungen besonderer Konstruktion erforderlich. Das verteuert und erschwert die Technologie zur Plattenher-Stellung im Naßverfahren. Die Verwendung von Rindezusätzen führt zur Verschlechterung der Qualität von Holzfaserplatten. Die Verschlechterung ist darauf zurückzuführen, daß die Feuchtigkeit der Rinde üblicherweise nicht mehr als 20 % beträgt. Eine verhältnismäßig niedrige Feuchtigkeit der Rinde beeinflußt negativ die Faserqualität und die Plattenoberfläche wird dabei entsprechend unhomogen. Die Rinde wird aus diesem Grunde als teilweiser Holzersatz bei der Herstellung von Holzfaserplatten nur begrenzt eingesetzt.
Bei der Herstellung von Holzfaserplatten besteht auch die Möglichkeit, als teilweisen Holzersatz Zuckerrohrstengel (SU-PS 211 452), Hydrolyselignin (SU-PS 331 930) oder Belebtschlamm (SU-PS 537 843) einzusetzen.
In der Holzfaserplattenindustrie ist besonders ein Naßverfahren verbreitet, dessen Hauptrohstoff Holzspäne darstellen (Rebrin S.P. "Technologiya drevesnovoloknistykh plit", M., Lesnaya promyshlennostj1982, S. 114-120).
Der genannte Rohstoff wird mit Dampf in Dämpfungsanlagen unter nachfolgendem Mahlen der Späne in Mühlen bearbeitet. Die während des Mahlens der Späne entstehende Holzir.asse wird zusätzlich mit Wasser verdünnt, bis zu einer Konzentration, die nicht mehr als A % beträgt. Die Ilasse wird dann zusätzlich gemahlen und nochmals mit "Nasser verdünnt. Die Konzentration einer so hergestellten V'assersuspension, die die Holzmasse enthält, beträgt nicht mehr als 0,9 bis 1,8 %. In einem Leinkasten werden der Wassersuspension hvdrophobisierende Substan?en wie z.B. Paraffin, Olein-
säure, Sulfatseife oder Zeresinmischung zudosiert. Der Gehalt an hydrophobisierendem Zuschlag liegt nicht über 1 %. Der Zuschlag wird in Form einer feindispergierten Emulsion eingeführt. Die Emulsion umhüllt die Holzfasern, füllt die Poren im fertigen Erzeugnis und verhindert dabei das Durchdringen der Feuchtigkeit in das Fertigerzeugnis (Platte). In den Leimkasten werden zur Steigerung der mechanischen Festigkeit der Holzfaserplatten bei deren Herstellung auch ein Bindemittel, z.B. Phenol-Formaldehyd-Harz, und dessen Härter, z.B. Schwefelsäure, eingeführt. Nach Umrühren der genannten Komponenten im Leimkasten wird die hergestellte Wassersuspension auf ein Sieb abgegossen. Beim Abgießen wird auf dem Sieb ein Holzfaserteppich gebildet. Der Teppich entsteht nach Ablauf einer Reihe nacheinanderfolgender technologischer Arbeitsgänge: Wassersuspensionsauflauf auf dem Sieb, freie Wasserfiltration durch das Sieb, Wasserabsaugen mit Hilfe einer Vakuumanlage und zusätzliches mechanisches Abpressen. Als Ergebnis erhält man einen Teppich mit einer relativen Feuchtigkeit von ca. 80 %, der zum Randabschneiden und zusätzlichen Entwässern einer Walzpresse zugeleitet wird, wobei in der letzteren die Feuchtigkeit bis auf 60 % reduziert wird. Der Holzfaserteppich wird dann bei einer Temperatur von 200 bis 215 C und einem Druck von 5 bis 5,5 MPa gepreßt. Im Laufe des Pressens wird das Wasser entfernt und die Feuchtigkeit der hergestellten Platten beträgt 0,5 bis 1,5 %. Um einen hohen Härtungsgrad des Bindemittels und somit die guten Festigkeitseigenschaften zu erzielen, werden die Platten nach dem Pressen in Wärmekammern bei einer Temperatur von 160 bis 1700C vier Stunden gehalten. Die Platten werden weiter in speziellen Kammern mit Luft mit einer Feuchtigkeit von 98 % bei einer Temperatur von 65 C behandelt. Die Platten erhalten dabei eine gleichmäßige Feuchtigkeit und weisen keine Neigung
ι, zur Oberflächenkrümrnung bei der Lagerung in Lagerräumen
auf.
Dieses Verfahren hat aber auch eine Reihe wesentlicher Nachteile. Außer einem großen Verbrauch des teuren Holzes, das zur Herstellung der Platten im Naßverfahren eingesetzt wird, entsteht eine Umweltverschmutzung durch Abwässer, die solche hochgiftigen Stoffe wie Phenol und Formaldehyd enthalten, die aus dem Phenol-Forraaldehyd-Harz in die Abwasser gelangen. Ein weiterer Nachteil besteht in einer langen Haltezeit der Platten in Wärrnekammern, wo sie die mechanische Festigkeit infolge der Bindemittelhärtung bei einer erhöhten Temperatur erhalten. Die lange Härtungszeit ist auf die niedrige Konzentration des Härtungskatalysators (Schwefelsäure) im Erzeugnis zurückzuführen. Die niedrige Konzentration des Katalysators entsteht infolge seiner Verluste beim Lesen und Mitreißen durch die Abwasser. Ein unvollständiger Härtungsgrad des Harzes verleiht dem fertigen Erzeugnis Toxizität. Die Toxizität vermitteln dem Erzeugnis das ungehärtete Phenol und Formaldehyd, die aus dem Erzeugnis in die Luft verdampfen können. Die Emission dieser Komponenten und deren Anwesenheit in der Luft löst unterschiedliche Allergieerkrankungen bei Menschen aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Naßverfahren zur Herstellung von Holzfaserplatten durch Anderung der Rohstoffzusammensetzung und Einführung von Zusätzen den Verbrauch an Rohholz und die Abwasser- und Umweltverschmutzung unter Beibehaltung der guten physikalisch-mechanischen Eigenschaften der Fertigerzeugnisse zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung von Holzfaserplatten durch Dämpfen und Mahlen von Spänen zu einer Holzmasse, Herstellung einer v;ässeri-
gen Holzfasersuspension, Vermischung dieser Suspension mit einem Bindemittel, einem Härtungskatalysator für das Bindemittel und einem hydrophoben Zuschlag sowie durch nachfolgendes Abgießen der Mischung und deren Entwässerung unter Erzeugung eines Teppichs und Wärmebehandlung der hergestellten Platten nach dem Pressen des Teppichs erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man vor dem Abließen der Mischung in diese zusätzlich 2,5 bis 50 Masse-- Torf mit einer Feuchtigkeit von 25 bis 70 % bei einein Verheil tnis des absolut trockenen Torfes zum Bindemittel von 1,0 bis 7:1,0 in Gegenwart von 0,2 bis 2,0 Masse-% Carbamid bei einem Verhältnis von Carbamid zum Bindemittel von 0,02 bis 1,0:1,0 zugibt .
Der Torf stellt eine organische Gesteinsart dar, die über 50 % Mineralstoffe enthält ("Prevraschenie torfa i ego komponentov ν protsesse samorazogrevania pri khranenii", Nauka i Tekhnika, Ed. N.S. Pankratova, Minsk, 1972, S. 22, 23, 31, 300).
Die Zusammensetzung des Torfes, der zweckmäßigerweise als Zuschlag bei der Herstellung von Holzfaserplatten eingesetzt wird, ist in Tabelle 1 angegeben
Tabelle 1
Kompontenzusammensetzung des Torfes
Kennwerte Komponentengehalt in %, bezogen auf
die organische Substanz des Torfes
Hochmoortorf Niedermoortorf
1 2 3
Zersetzungsgrad 5 bis 15 20 bis 25
'vas seriös liehe Anteile
bei 50°C 0,7 bis 1,5 1,1 bis 1,3
3/-122?5
Tabelle 1 (Fortsetzung)
bei 1000C 1,5 bis 3,6 2,3 bis 3,1 Leichthydrolysierbare
Anteile, 25,4 bis 46,7 24,8 bis 33,4
davon Hemicellulosen 10,3 bis 24,6 13,8 bis 21,3
Huminsäuren 8,5 bis 16,5 28,3 bis 36,4
Fulvosäuren 9,2 bis 17,3 11,9 bis 12,4
Lignin (nicht hydro-
lysierbares) 4,8 bis 9,2 10,6 bis 15,7
Bitumen 4,8 bis 10,1 10,6 bis 15,7
Die im Torf anwesenden pflanzlichen Fasern dienen als guter Ersatz des teuren Holzes. Sie besitzen papierbildende Eigenschaften, die die Herstellung von Platten mit guten Festigkeitseigenschaften ermöglichen.
Die Anwesenheit einer großen Menge von Mineralstoffen im Torf, die in die chemische Reaktion mit Phenol und Formaldehyd treten, läßt freies Phenol und Formaldehyd zu inerten Verbindungen binden. Der Torf sorbiert auch die chemischen Substanzen aus den Abwässern, was eine starke Reduzierung der Umweltverschmutzung bei der Herstellung von Platten im Naßverfahren zur Folge hat.
Die Anwesenheit von Humin- sowie Fulvosäuren im Torf ermöglicht es, den Härtungsgrad des Bindemittels im fertigen Erzeugnis zu erhöhen und die Zeitdauer dieses Prozesses zu reduzieren, weil die schwachen organischen Säuren wie Humin- und Fulvosäuren bei hohen Temperaturen bekanntlich eine hohe Azidität erhalten und als funktioneller Ersatz der für die Härtung eingesetzten Schwefelsäure
auftreten können.
Ein hoher Härtungsgrad des Bindemittels führt automatisch zu einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Platten und einer Reduzierung der Konzentration von freiem Phenol und Formaldehyd in dem gehärteten Bindemittel, wodurch ihre Emission aus den fertigen Platten in der Luft abnimmt. Bei der Einführung des Torfes, der bekanntliche natürlich eingefärbte Produkte, Mineralsalze und Bitumen enthält, in die Ausgangsmasse zur Herstellung von Platten erhält man Platten mit einer guten Oberfläche, die keine zusätzliche Bearbeitung mit Lacken oder Farbmitteln erfordert. Die Anwesenheit von leichthydrolysierbaren Substanzen sowie Hemicellulosen im Torf verbessert die Oberflächenqualität der Erzeugnisse und ihre mechanischen Eigenschaften infolge des Ablaufens eines Leimungsverfahrens der Fertigerzeugnisse durch diese Verbindungen. Die Platten erhalten eine hohe Festigkeit und Wasserbeständigkeit sowie eine glatte und glänzende, gut aussehende Oberfläche.
Bei einer zusätzlichen Behandlung des Torfes mit einem solchen Reagens wie Carbamid (NH2-CO-NH2) werden die Festigkeitseigenschaften der Platten infolge der chemischen Fähigkeit von Carbamid, neben Phenol auch in die Reaktion mit Formaldehyd zu treten, verbessert. Bei dieser Reaktion bilden sich hochmolekulare Carbamid-harze, die eine Festigkeitserhöhung der Erzeugnisse und eine Reduzierung der Formaldehydemission in der Luft sichern, weil Formaldehyd im wesentlichen in einen chemisch gebundenen Zustand überführt ist und nicht in die Luft verdampfen kann.
Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig und wirtschaftlich vorteilhaft, zur Herstellung von Platten den Torf ohne vorheriges Trocknen in den Wärmekaitunern einzusetzen. Pei der
3^2223
natürlichen Lagerung des geförderten Torfes kann seine Feuchtigkeit in den Grenzen von 25 bis 30 % bis 60 bis 70 % schwanken. Seine papierbildenden Eigenschaften lassen dabei aber nicht nach. Demgegenüber finden beim Trocknen des Torfes durch Aufheizen in den Wärmekammern unerwünschte Umwandlungen des Torfes statt. Tabelle 2 enthält Angaben über die Umwandlungen des Torfes bei einigen Temperaturen.
Tabelle 2
Verluste an organischer Substanz Aufheizungstem-
im Torf beim Aufheizen, Masse-% peratur, C
0,7 54
7,6 79
10,1 81
Bei einer Temperatur von 140 bis 1500C erfolgt der Abbau des Torfes. Bei einer Temperatur von 50 bis 120°C sind die Verluste in der chemischen Zusammensetzung des Torfes im wesentlichen dem Kohlenhydratkomplex zuzuschreiben.
Versuchsweise wurde festgestellt, daß man den thermisch nicht behandelten Torf mit einer Feuchtigkeit von 25 bis 70 % für die Herstellung von Platten im Naßverfahren ab einer Konzentration von 2 bis 3 % einsetzen kann. Bei der Verwendung des Torfes in einer Menge von über 50 Masse-% ist es notwendig, die Menge von Phenol-Formaldehyd-Harz oder hydrophobierendem Zuschlag im Erzeugnis wegen einer unerwünschten Steigerung der Wasseraufnahme der fertigen Platten zu erhöhen.
Der Einsatz von hohen, annähernd 50 Masse-% betragenden
Torfkonzentrationen bei der Herstellung von Platten erlaubt aber außer eines beträchtlichen Pflanzenrohstoffersatzes auch die Menge von chemischen Verschmutzungen der Abwasser zu reduzieren. Das letztere ist auf die bekannte Fähigkeit des Torfes, chemische Substanzen, Gerüche und Farbstoffe gut zu adsorbieren, zurückzuführen. In diesem Falle ist die Anwesenheit von Carbamid in der Ausgangsfasermasse zur Plattenherstellung minimal.
Bei der Verwendung des Torfes in einer Menge von 2 bis 20 Masse-% ist es wünschenswert, 0,2 bis 2,5 Masse-% Carbamid einzuführen.
Die Verwendung von Carbamid ist besonders wichtig, wenn niedrige Trofkonzentratxonen bei der Herstellung von Platten eingesetzt werden.
Die Zweckmäßigkeit seiner Verwendung besteht darin, daß Carbamid die Bindungsfunktion des Torfes in Bezug auf Formaldehyd verstärkt. Was den Torf betrifft, so haben die Erfinder zum ersten Mal in der Welt seine papierbildenden Eigenschaften festgestellt. Diese Eigenschaften bieten die Möglichkeit, den Torf als teilweisen Ersatzstoff für Rohholz bei der Plattenherstellung im Naßverfahren einzusetzen. Der Torf wurde früher, als seine papierbildenen Eigenschaften noch nicht bekannt waren, nur als trockener inerter Füllstoff bei der Plattenherstellung
25 im Trockenverfahren eingesetzt.
Nadelholz bzw. seine Gemische mit Laubholzarten wird nach einer vorläufigen Wärmebehandlung (Dämpfung) gemahlen. Es erfolgt eine Teilhydrolyse, wobei die Entwicklung einer inneren Oberfläche der Faser und die Zunahme ihrer Hydrophilie und Plastizität zu vermerken ist.
Die beim Mahlen erzeugte wassergesättigte Holzfasermasse wird zusätzlich bis zur Bildung einer Holzfasersuspension mit einer Konzentration nicht unter 4 Masse-% verdünnt.
Nach wiederholtem Mahlen (Feinmahlen) gelangt die HoIzfasersuspension in einen Leimkasten. Die Leimung fördert die Reduzierung der Wasseraufnahme und der Quellung sowie die Erhöhung der mechanischen Festigkeit der fertigen Platten. In den Leimkasten werden die hydrophoben Stoffe eingeführt, z.B. Paraffinemulsion in einer Menge von höchstens 1 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Fasern). Um die mechanische Festigkeit der Platten zu erhöhen, werden als Bindemittel Phenol-Formaldehyd-Harz mit einer Konzentration von 10 % in einer Menge von höchstens 2 % (bezogen auf die Masse absolut trockener HoIzfasern) und als Hartungskatalysator Schwefelsäure in einer Menge von 0,4 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern) mit einer Konzentration von höchstens 3 Masse-% eingesetzt.
In dem Leimkasten wird die Holzfasersuspension mit einer wässerigen Torfsuspension vermischt. Der Torf mit einer Feuchtigkeit von 30 bis 70 % wird dabei mit Wasser verdünnt und durch einen Siebfilter durchgelassen, wonach er in einer Menge von 2 bis 50 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern) in den Leimkasten gelangt.
Nach der Einführung von 0,2 bis 2,0 Masse-% Carbamid in den Leimkasten wird das Gemisch umgerührt und im freien Auslauf dem Auflaufkasten einer Gießmaschine zugeleitet. Vor dem Auflaufkasten der Gießmaschine wird das Ausgangsgemisch in einer Masseleitung mit Rück- bzw. frischem Wasser bis zu einer Konzentration von höchstens 1,8 % verdünnt. Der pH-Wert des Mediums im Auflaufkasten ist unter oder gleich 5,0 zu halten.
Die Holzfasersuspension mit den Zusätzen wird auf ein Formsieb abgegossen, worauf nach einer freien Wasserfiltration durch das Sieb, einem Absaugen von Wasser mit Hilfe einer Vakuumanlage und einem mechanischen Abpressen ein Faserteppich mit einer Stärke von 150 mm erhalten wird. Die Ausflußgeschwindigkeit der Holzfasersuspension auf das Sieb soll um 5 bis 10 % kleiner sein als die Siebbewegungsgeschwindigkeit. Die Teppichfeuchtigkeit nach der Gießmaschine liegt nicht über 73 %.
10 Nach dem Vorpressen werden die hergestellten Platten
geschnitten und bei einer Temperatur von 190 bis 2300C und einem Druck von 5,0 bis 5,5 MPa zum Pressen befördert. Nach dem Pressen werden die Platten innerhalb von 3,5 bis 4 Stunden bei einer Temperatur von höchstens 168°C thermisch behandelt. Nach dem Abkühlen auf 40 bis 60°C werden die Platten bis zu einer Feuchtigkeit von 6 bis 10 % befeuchtet und zum Fertigproduktionslager befördert.
Bei den fertigen Erzeugnissen werden folgende Parameter geprüft:
1. Biegefestigkeit (MPa) in einer Prüfeinrichtung, die einen Meßfehler der Belastung von höchstens 1 % und eine Beanspruchungsgeschwindigkeit von 30 mm/min gewährleistet.
2. Wasseraufnahme in % nach einer gravimetrischen Methode nach 24 Stunden.
3. Quellung in %, bezogen auf die Stärke der Probe, nach 24 Stunden.
4. Formaldehydemission aus dem fertigen Erzeugnis in mg/m nach einer bekannten Methode aus der Reaktion des Formaldehyds mit Phenylhydrazinhydrochlorid in Anwesen-
3 ·■' 1 2 2 ?;;
heit eines Oxydationsmittels in einem alkalischen Medium.
5. Phenolemission aus dem fertigen Erzeugnis in mg/m nach einer bekannten Methode aus der Reaktion des Phenols mit diazotierten^ n-Nitroanilin.
6. Formaldehydgehalt in Abwässern in mg/1, kolorimetrisch bestimmt nach einer bekannten Methode mit Phenylhydrazin.
7. Phenolgehalt in Abwässern in mg/1, kolorimetrisch bestimmt nach einer bekannten Methode mit diazotierten! n-Nitroanilin.
Nachfolgend sind typische Beispiele angeführt, die die bestimmten Aspekte der Erfindung erläutern und ihre Besonderheiten und Vorteile deutlich zum Ausdruck bringen.
Beispiel 1
Eine durch Mahlen von mit Dampf behandelten Spänen erzeugte Holzfasermasse mit einem Mahlgrad von wenigstens 14 (Defibrator-Sekunden) wird mit Hilfe einer Pumpe in Stoffaufschläger geleitet. Nach dem Mahlen in den Stoffaufschlägern gelangt die Masse im freien Auslauf in einen kontinuierlich arbeitenden Leimkasten, wo sie bis auf 2,8 Masse-% verdünnt wird. In den Leimkasten werden auch eine Paraffinemulsion mit einer Konzentration von 80 g/l in einer Menge von 1 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern), Phenol-Formaldehyd-Harz in einer Menge von 2 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern) und Schwefelsäure mit einem spezifischen Gewicht von 1,012 in einer Menge von 0,4 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern) zudosiert. Nach dem Vermischen der Komponenten wird diesen Carbamid in einer Menge von 2,0 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern) zugegeben. In den Leimkasten werden nachfol-
gend 20 % Wassersuspension des Torfes, dessen Ausgangsfeuchtigkeit 25 % betrug, in einer Menge von 2 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern) eingeführt. Der Torf wird vorher durch ein Siebfilter gedrückt. In einer Masseleitung vor dem Auflaufkasten wird die Holzfasersuspension bis zu einer Konzentration von 1,8 Masse-% bei einem pH-Wert von 5,0 verdünnt. Nach dem Abgießen der Holzfasersuspension auf das Formsieb wird der hergestellte Faserteppich durch die Walzen der drei Vorpressen mit Spaltbreiten von 14 bis 15 mm, 13 bis 14 mm und 12 bis 13 mm durchgelassen.
Das Pressen der Platten erfolgt bei einem Druck von 5,5 MPa mit einer Spaltbreite der ersten Presse von 10 bis 13 mm, der zweiten von 10 bis 11 mm und der dritten von 8 bis 9 mm. Die Preßtemperatur beträgt 1900C. Nach einer Wärmebehandlung der Platten innerhalb von 2,0 Stunden bei einer Temperatur von 168°C und Befeuchten mit Wasser mit einer Temperatur von 500C bis auf 10 % Feuchtigkeit besaßen die Platten die in Tabelle 3 angeführten
20 physikalisch-mechanischen Eigenschaften.
Beispiel 2
Unter den Bedingungen des Beispiels 1 wurden die Platten in Anwesenheit der Zugaben von 6 % Torf (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern), Phenol-Formaldehyd-Harz in einer Menge von 2 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern) und von 2 % Carbamid (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern) gefertigt. Die Feuchtikgeit des Ausgangstorfes betrug 35 %. Die Wärmebehandlung der Platten dauerte 2 Stunden. Die physikalisch-mechanischen Eigenschaften der Platten sind in Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 3
Unter den Bedingungen des Beispiels 1 wurden die Platten in Anwesenheit der Zugabe von 15 % Torf (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern) gefertigt. Die Feuchtigkeit des Ausgangstorfes betrug 40 %. Die Menge an Bindemittel (Phenol-Formaldehyd-Harz) betrug 2 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern) und die von Carbamid 18 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern). Die Wärmebehandlung der Platten dauerte 2 Stunden. Die physikalisch-mechanischen Eigenschaften sind in Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 4
Unter den Bedingungen des Beispiels 1 wurden die Platten in Anwesenheit der Zugabe von Torf in einer Menge von 30 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern) gefertigt. Die Feuchtigkeit des Ausgangstorfes betrug 60 %. Die Carbamidmenge betrug 1 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern). Die Bindemittelmenge betrug 3 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern).
Die Wärmebehandlung der Platten dauerte 2,5 Stunden, die physikalisch-mechanischen Eigenschaften der Platten sind in Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 5
Unter den Bedingungen des Beispiels 1 wurden die Platten in Anwesenheit der Zugabe von Torf in einer Menge von 45 Masse-% gefertigt. Die Feuchtigkeit des Ausgangstorfes betrug 50 %. Die Menge an Phenol-Formaldehyd-Harz in der Suspension betrug 8 % (bezogen auf die Masse absolut trokkener Holzfasern). Die Carbamidmenge betrug 0,2 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern). Die Wärmebehandlung der Platten dauerte 1,2 Stunden. Die physikalisch-mechanischen Eigenschaften der Platten sind in Tabelle 3 angegeben.
O -ί ■■ L·. ί. i.
Beispiel 6
Unter den Bedingungen des Beispiels 1 wurden die Platten in Anwesenheit der Zugabe von Torf mit einer Feuchtigkeit von 70 % gefertigt. Die Torfmenge betrug 50 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern). Die Bindemittelmenge betrug 10 % (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern). Die Wärmebehandlung der Platten dauerte 1,5 Stunden. Die Platten wurden ohne Zugabe von Carbamid hergestellt. Die physikalisch-mechanischen Eigenschäften der Platten sind in Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 7 (Vergleichsbeispiel)
Unter den Bedingungen des Beispiels 1 wurden die Platten in Anwesenheit von 2 % Phenol-Formaldehyd-Harz (bezogen auf die Masse absolut trockener Holzfasern) hergestellt. Torf und Carbamid wurden nicht eingesetzt. Die Wärmebehandlung der Platten dauerte 4 Stunden. Die physikalischmechanischen Eigenschaften sind in Tabelle 3 angegeben.
Wie aus den obigen Angaben und der Tabelle 3 ersichtlich ist, werden unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens Holzfaserplatten mit guten physikalisch-mechanischen Eigenschaften, wie Wasseraufnahme, Festigkeit und Quellung im Wasser hergestellt. Der Ersatz eines Teils des teuren Holzes durch Torf ermöglicht es, nicht nur den Kostenaufwand bei der Plattenherstellung, sondern auch die Umwelt-Verschmutzung infolge einer Abnahme der Phenol- und Formaldehydgehalte in den Abwässern und in der Luft beträchtlich zu reduzieren. Die Verwendung des mit Carbamid modifizierten Torfes ermöglicht es, die Produktivität zu steigern und die Energiekosten durch die Verkürzung der Wär-
30 mebehandlungszeit zu reduzieren.
Tabelle 3
Lfd. Versuchsmenge Feuch- Verhältnisse
Nr
in Masse-%
tig-
Plat- Biege- Was- Quel- Dichte Wärme-
Torf Phe- Carb- keit nol- amid des form- Toraldefes, hyd- % Harz
Carbamid: Torf: ten- festig ser- lung der behand-
Phenol- Phenol- stär- keit auf- der Plat lungs-
Form- Form- ke, der nahme Plat ten,, zeit
aldehyd- aldehyd- mm Plat der ten, kg/πΓ der
Harz Harz ten, Plat % Platten
MPa ten, % (nach h
(nach 24 h)
24 h)
11
12
13
1 2,0 2,0 2,0 25,0 1:1 1:1 3,1 41,0 20,4 15,0 892 . 2,0
2 6,0 2,0 2,0 35,0 1:1 3:1 3,0 42,0 20,6 15,0 872 2,0
3 15,0 2,0 1,8 40,0 0,9:1 7:1 3,2 42,2 22,8 18,2 862 2,0
4 30,0 3,0 1,0 60,0 1:3 10:1 3,2 42,0 23,6 18,4 860 2,5
5 45,0 8,0 0,2 50,0 0,02:1 5,6:1 3,1 42,5 24,2 19,1 865 1,2
6 50,0 10,0 - 70,0 - 5:1 3,0 42,3 25,0 19,3 867 1,5
7 _ 2,0 — — 3,1 40,8 21,4 14,9 870 4,0
Tabelle 3 (Fortsetzung)
Lfd. Konzentration im Emission, mg/m
Nr. Abwasser, mg/1
Formaldehyd Phenol Formaldehyd Phenol
15
16
1 10,0 12,0 0,001 0,004
2 6,8 8,0 0,001 0,004
3 4,3 6,5 - 0,002
4 0,7 3,0 0,001 0,003
5 0,7 2,0 0,01 0,001
6 0,5 2,0 0,01 0,001
7 25,0 17,0 0,01 0,01
OC
OO cn

Claims (1)

  1. Patentanspruch
    Verfahren zur Herstellung von Holzfaserplatten durch Dämpfung und Mahlen von Spänen zu einer Holzmasse, Herstellung einer wässerigen Holzfasersuspension, Vermischung dieser Suspension mit einem Bindemittel, einem Härtungskatalysator für das Bindemittel und einem hydrophoben Zuschlag sowie durch nachfolgendes Abgießen der Mischung und deren Entwässerung unter Erzeugung eines Teppichs und Wärmebehandlung der hergestellten Platten nach dem Pressen des Teppichs, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man vor dem Abgießen der Mischung in diese zusätzlich 2,5 bis 50 Masse-% Torf mit einer Feuchtigkeit von 25 bis 70 % bei einem Verhältnis des absolut trockenen Torfes zum Bindemittel von 1,0 bis 7:1,0 in Gegenwart von 0,2 bis 2,0 Mssse-ξ Carbamic!
    bei eine;r Verhältnis von Carbamic? zum Bindemittel von 0,02 bis 1,0:1,0 zugibt.
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