DE4305411C2 - Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien Formkörpern - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein bindemittel­ freier Formkörper gemäß Anspruch 12, insbesondere in Form eines plattenförmigen Werkstoffs, gemäß Anspruch 13 sowie eine bindemittelfreie Formmasse gemäß Anspruch 16.

Spanplatten und Holzfaserplatten sind wertvolle Werk­ stoffe, die aus einem nachwachsendem Rohstoff, nämlich lignocellulosehaltigen Stoffen wie Holz hergestellt wer­ den können. Diese Holzwerkstoffe werden in mannigfachen Verarbeitungszweigen als Werkstoff verwendet. Überwiegend ist hierbei die Möbelindustrie, Automobilindustrie, Ver­ packungsindustrie, Bauindustrie und dergleichen vertreten. Im allgemeinen werden Span- und Holzfaserplatten mit Bindemitteln vermischt, geformt und dann unter Hitze und Druck verpreßt. Sogenannte Medium-Density-Fiber-Boards (MDF)-Holzfaserplatten werden üblicherweise aus Hack­ schnitzeln von Nadel- oder Laubgehölzen in einer Zerfaser­ maschine hergestellt, beispielsweise mit sogenannten Refinern, in die gewünschte Fasergröße und Faserfeinheit gebracht. Die Holzfasern werden üblicherweise mit Kunst­ harzen verleimt und auf eine gewünschte Holzfaserfeuchte getrocknet. Die beleimten Holzfasern werden dann maschi­ nell in einer Formstation auf ein Transportband (MDF- Platten) gestreut bzw. auf einem Siebband abgelegt.

Je nach dem anzustrebenden Rohdichtebereich werden somit Dämmfaserplatten (230 bis 400 kg/m³ Rohdichte), mittel­ harte Holzfaserplatten (350 bis 800 kg/m³ Rohdichte) sowie MDF-Platten (ca. 650 bis 900 kg/m³ Rohdichte), als auch Hartfaserplatten (ca. 800 bis 1200 kg/m³) herge­ stellt.

Die Verpressung zu den plattenförmigen Werkstoffen kann dabei sowohl in diskontinuierlich arbeitenden als auch in kontinuierlich arbeitenden Pressen, den sogenannten Durch­ lauf- oder Contianlagen erfolgen.

Neben diesen plattenförmigen Werkstoffen sind auch mittels solchermaßen vorbereiteten Fasern Verfahren bekannt, die in einem zwei- bzw. mehrstufigen Preßvorgang die Herstel­ lung sogenannter "Faserformteile" gestatten. Die Faser­ formteile werden üblicherweise in einem ersten Preßvor­ gang zu einem Rohkörper vorverdichtet, wobei die wesent­ lichen Aushärtungsreaktionen noch nicht vollständig, also erst teilweise vollzogen sind.

Die so erhaltenen "Matten", welche außerdem zur Ver­ stärkung bzw. Erweiterung ihres Eigenschaftsprofiles noch zusätzliche Bahnen/Gewebeeinlagen etc. enthalten können, weisen nach dem ersten Preßvorgang bereits eine für die Handhabung ausreichende Festigkeit auf und werden in einem zweiten Preßvorgang in ihre endgültige Form ge­ bracht. Dies kann mit einem geeigneten Preßwerkzeug, welches die Form des Fertigproduktes wiederspiegelt und dem Produkt aufprägt, erfolgen.

Sowohl MDF- als auch Holzfaser- und Spanplatten werden üblicherweise mit Bindemitteln, zum Beispiel Harnstoff- Formaldehydharzen, Melamin-Formaldehydharzen, Phenol- Formaldehydharzen und/oder Diisocyanaten als Klebekom­ ponenten verleimt. Die Menge der Bindemittel beträgt im allgemeinen etwa 3 bis 15 Gew.-% bezogen auf die Holz­ faser- bzw. Holzspänemenge (atro). Die Bindemittelmenge hängt dabei unter anderem von der Art des Bindemittels und der Holzfaser- bzw. Holzspanart sowie Erfordernissen an die mechanischen und technologischen Eigenschaften der Holzwerkstoffe ab.

Neben den Bindemitteln auf Kunststoffbasis haben sich auch solche auf biologischer Basis bewährt. Dabei wird gemäß DE 30 37 992 C2 das aus der Zell­ stoffherstellung gewonnene Ligninsulfonat mit biotechnolo­ gisch gewonnenen Enzymen vermischt und den Holzfasern oder Holzspänen als Bindemittel beigemischt. Die en­ zymatische Katalyse bewirkt dabei das "Aushärten" der Ligninphase, so daß sich die im Bindemittel eingebundenen Holzfasern oder Holzspäne verfestigen. Dieses System aus Bindemittel und Enzym kann quasi als "biologischer Zwei­ komponentenkleber" aufgefaßt werden, wobei zum Beispiel das Ligninsulfonat die Kleberkomponente darstellt und das Enzym den Härter repräsentiert. Dieses Verfahren erfordert die Verwendung von Ligninsulfo­ nat als Bindemittel während des Herstellungsverfahrens der Formkörper, insbesondere plattenförmigen Werkstoffen.

Eine Verfahrensweise der Herstellung von emissionsarmen Bindemitteln für holz- und cellulosehaltige Werkstoffe wird in der DE 36 44 397 C1 beschrieben. Nachteilig an diesem Verfahren ist nach wie vor der Einsatz eines Binde­ mittels auf Kunstharzbasis, das gemeinsam mit lignin­ artigen Abfallstoffen, wie z. B. Sulfitablaugen, dem lignocellulosehaltigem Stoff vor dem Verpressen beigemischt werden muß.

Gemäß den Druckschriften "Proceedings 1st European Workshop on Lignocellulosics and Pulp", 1991, S. 101-115 und DE 30 37 992 C2 werden Sulfat- oder Sulfitlignine mit Enzymen behandelt und die so erhaltene Lösung als Bindemittel zur Herstellung von plattenförmigen Werkstoffen verwendet. Diese Verfahren sind mit nativem Lignin nicht durchführbar. Ziel dieser Verfahren war es, das bei der Zellstoffproduktion in großen Mengen anfallende Ligninsulfonat einer Verwendung zuzuführen. In diesen Verfahren liegt also die Ligninkomponente in gelöster Form vor, nicht aber in der nativen unlöslichen Form.

Gemäß Derwent-Datenbank WPAT, AN 79-67562B/37 (SU S636311 A) soll eine Vorbehandlung von Holzspänen erfolgen, um das nachfolgende Zerkleinern der Holzspäne zu erleichtern. Zu diesem Zweck wird vor dem Zerkleinern eine Vorbehandlung mit Cellulase und Laccase durchgeführt. Bei diesem Verfahren wird also nicht eine Verklebung der Holzteilchen erreicht, sondern im Gegenteil eine Lockerung des Gefüges.

Auch STN-Datenbank JICST-E, AN 89001840 (Japan TAPPI Journal 42(12) 1114-1130 (1988), in der die enzymatische Behandlung von Holz durch vorherige Dampfexplosions- Zerfaserung beschleunigt werden soll, dient dem enzymatischen Abbau der Fasern, um sie als Viehfutter verwertbar zu machen. Es wird also auch hier nicht auf ein Verkleben abgezielt, sondern im Gegenteil auf einen Abbau.

Gemäß der STN-Datenbank JICST-E, AN 920807806 (Journal Japan Wood Research Society 38(10), 931-937 (1992) wird Papier-Pulpe zunächst mit Laccase vorbehandelt. Die anschließende Verleimung erfolgt dann aber nicht durch Einwirkung des Enzyms, sondern als Bindemittel wird Vanillinsäure (VA) und dergleichen verwendet, die durch Peroxidase aktiviert wird.

Die STN-Datenbank JICST-E, AN 910358351 (Journal Japan Wood Research Society 37(3), 220-226 (1991) beschreibt ein ähnliches Verfahren.

Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, das ohne Zusatz eines Bindemittels lediglich durch Einwirkung eines Enzyms auf ein chemisch nicht vorbehandeltes Lignin zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere platten­ förmigen Werkstoffen aus zerkleinerten Holzfragmenten eingesetzt werden kann und mindestens teilweise in kon­ ventionellen Anlagen oder Anlagenteilen verarbeitet werden kann, wie sie im Stand der Technik weiter oben beschrieben worden sind. Ebenfalls Aufgabe der vorlie­ genden Erfindung ist die Schaffung von Formkörpern, ins­ besondere plattenförmigen Werkstoffen aus lignocellulose­ haltigen Stoffen, die keine zusätzlichen Bindemittel enthalten.

Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem wird gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche 2 bis 11 betreffen bevor­ zugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der bindemittelfreie Formkörper, insbesondere platten­ förmige Werkstoffe nach Anspruch 12 ist erhältlich durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Ansprüche 13 bis 15 betreffen bevorzugte Ausführungsformen des bindemittelfreien Formkörpers, insbesondere plattenförmi­ gen Werkstoffs. Anspruch 16 betrifft das Produkt, welches nach Zerfasern des lignocellulosehaltigen Stoffes und erfolgter Inkubation mit Enzymen erhältlich ist.

Bei der Zerfaserung von Holz werden die Holzteilchen vorzugsweise entlang der Mittellamellen, die den größten Teil des Lignins ent­ halten, aufgespalten. Da bei der Zerfaserung von Holz ein großer Energieaufwand erforderlich ist, der zu einer Erwärmung der zu zerkleinernden Teilchen führt, die oberhalb des Glasumwandlungspunkts des Lignins liegt, kann es insbesondere bei der mechanischen Zerfaserung vorkommen, daß das Lignin an seiner Oberfläche in eine glasartige Struktur übergeht. Bei der Zerfaserung durch Dampfverfahren wird diese Glasphasenbildung weniger stark beobachtet. Die reaktionsträge Glasphase ist chemischen Reaktionen gegenüber häufig recht unzugänglich, was auch für Enzymreaktionen gilt.

Die Abb. 1 und 2 zeigen Mikrofotografien von Lignin­ fasern, die in einem Refiner defibriert worden sind. Auf der Oberfläche der Fasern ist deutlich die Ausbildung der glas­ artigen Phase zu beobachten.

Überraschenderweise läßt sich das Mittellamellen-Lignin des Holzes, selbst wenn es in der glasartigen Struktur vorliegt, durch phenoloxidierende Enzyme soweit aktivieren, daß es zu einer Polymerisation und damit zu einer Verkle­ bung der Holzteilchen führt.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten phenoloxi­ dierenden Enzyme sind in der Lage, mit dem Mittellamellen- Lignin in einer enzymatischen Reaktion zu reagieren. Der aus den mechanisch zerkleinerten Holzteilchen bzw. -fasern bestehende Rohstoff wird danach durch Einwirkung von ther­ mischen, mechanischen oder thermo-mechanischen Verfahren zu Formkörpern geformt.

Als Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemäße Verfahren dienen Fasern aus Holz bzw. holzartigen Rohstoffen. Als holzartige Rohstoffe im Sinne dieser Definition werden auch holzähnliche Stoffe angesehen, die einen Ligningehalt, insbesondere an Mittellamellen-Lignin aufweisen, der einer Einwirkung von phenoloxidierenden Enzymen zugänglich ist, beispielsweise Holz­ fasern, Flachs, Flachsschäben, Jute, Kokosfasern und dergleichen.

Die Ausgangsmaterialien werden auf bekannte Weise zerfasert, beispielsweise durch mechanische Verfahren, wie Refiner oder durch Dampfzerkleinerungsver­ fahren, wie das Dampfexplosionsverfahren nach Mason. Refiner-Anlagen sind kommerziell erhältlich, zum Beispiel werden solche Anlagen von der Firma Defibrator, Schweden, geliefert oder von der Firma Andritz Sprout Bauer, USA. Beim Dampfexplosionsverfahren wird das Ausgangsmaterial mit Dampf unter Druck erhitzt und plötzlich entspannt.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Enzyme, die mit dem Lignin enzymatisch reagieren können, in gelöster Form mit dem zerkleinerten Ausgangsmaterial in Berührung gebracht. Dies kann beispiels­ weise durch Sprühen, Tauchen oder Tränken des Ausgangs­ materials mit der enzymhaltigen Lösung erfolgen.

Vorzugsweise werden als Enzyme Oxidasen verwendet, ins­ besondere Polyphenoloxidasen (Laccasen), Tyrosinasen, Peroxidasen und dergleichen. In vorteilhafter Weise werden solche Enzyme eingesetzt, wie sie in der DE 30 37 992 C2, der DE 36 44 397 C1 oder DE 40 33 246 beschrieben werden. Es handelt sich dabei um phenoloxidierende Enzyme beispielsweise aus Kulturen von Weißfäulepilzen, die mit den aromatischen Resten des Lignins, möglicherweise auch der Hemicellulose, in einer Art radikalischen Phenoloxi­ dationsreaktion reaktive Gruppen im Lignin- oder Hemi­ cellulosemolekül erzeugen können, die dann durch sekun­ däre Reaktionen polymerisieren und/oder vernetzen.

Die enzymhaltige Lösung kann auch Hilfsstoffe, wie Induk­ toren, Emulgatoren, Effektoren und/oder andere Enzyme, die unterstützende Funktionen erfüllen, enthalten. Die Inkubationszeit der Enzyme mit dem aufgeschlossenen ligno­ cellulosehaltigen Rohstoff sollte vorzugsweise mindestens 2 Stunden betragen. Gegebenenfalls kann die Inkubations­ zeit durch Variation bestimmter Parameter, wie pH-Wert, Temperatur, Ionenstärke etc., optimiert werden. Die enzy­ matische Reaktion kann beispielsweise durch Zugabe von Enzyminhibitoren, durch thermische oder chemische De­ naturierung der Enzyme oder auch durch Entzug der Enzym­ lösung durch Filtration etc., beendet werden.

Eine obere Grenze der Inkubationszeit ist unkritisch. So können die lignocellulosehaltigen Rohstoffe durchaus zum Beispiel bis 170 Stunden mit den Enzymlösungen inkubiert werden. Mithin ist es auch möglich, die aufgeschlossenen lignocellulosehaltigen Rohstoffe während eines Transports längere Zeit mit den Enzymen zu inkubieren.

Die oben angegebene Mindestinkubationszeit von 2 Stunden gilt für die derzeit leicht zugänglichen Systeme bzw. Enzymkonzentrationen. Mit konzentrierteren oder höher wirksameren Enzymsystemen lassen sich diese Inkubations­ zeiten auch unterschreiten.

Allgemein läßt sich feststellen, daß die zur Inkubation verwendeten Enzyme bestimmte Mindestaktivitäten aufweisen sollten, vorzugsweise betragen diese Aktivitäten zwischen 50 U/ml bis einigen 10 000 U/ml, vorzugsweise 500 bis 2000 U/ml. Die Aktivitätsbestimmung erfolgt photometrisch bei 468 nm mittels einer Referenzsubstanz entsprechend Dissertation Kharazipour, 1983, Universität Göttingen. Bei hohen Enzymaktivitäten empfiehlt es sich, entsprechend verdünnte Lösungen einzusetzen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich z. B plattenförmige Formkörper nach dem Naß-, Trocken- oder Halbtrockenverfahren herstellen. Beim Trocken-Verfahren beträgt die Restfeuchte des aufge­ schlossenen lignocellulosehaltigen Rohstoffes weniger als 20 Gew.-% Feuchtigkeit. Unter halbtrocknen lignocellu­ losehaltigen Rohstoffen werden solche mit einer Rest­ feuchte von 20 Gew.-% bis 35 Gew.-% Feuchtigkeit und unter nassen lignocellulosehaltigen Rohstoffen solche mit einer Restfeuchte von bis zu 120 Gew.-% Feuchtigkeit ver­ standen, bezogen auf den Lignocellulosegehalt atro.

Der Wasserentzug kann beispielsweise durch Absaugen oder Abpressen des Wassers erfolgen. Es ist ebenfalls möglich, die inkubierten aufgeschlossenen lignocellulosehaltigen Rohstoffe durch Trocknen bei 30 bis 200°C, vorzugsweise 50 bis 100°C auf die gewünschte Restfeuchte atro ligno­ cellulosehaltiger Stoffe zu trocknen. Im Falle der Her­ stellung von MDF-Holzfaserplatten kann das Rohmaterial bis zu einer Restfeuchte von unter 10%, vorzugsweise ca. 3% getrocknet werden und dann für beispielsweise 1,5 bis 3 Tage inkubiert werden.

Vorzugsweise wird das enzymatisch behan­ delte Material zu einem vliesartigen Vorprodukt ge­ formt, danach vorverdichtet, dann in die gewünschte Form gebracht und danach unter Druck und gegebenenfalls zu­ sätzlicher Hitzeeinwirkung verpreßt. Die daraus ent­ stehenden Formkörper sind bindemittelfrei und zeigen hervorragende Quellungs-Resistenz wie auch mechanische Eigenschaften, wie beispielsweise sehr gute Querzugei­ genschaften und Biegefestigkeit.

Es hat sich herausgestellt, daß bei der Behandlung der Ausgangsmaterialien mit der Enzymlösung sich in dieser bestimmte phenolische Stoffe, die aus Ligninmolekülen stammen bzw. Kohlehydrate an­ reichern, deren Menge bestimmbar ist. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf die Durchführung der Enzyminkubation führen, die im Rahmen einer automatischen Prozeßsteuerung hinsichtlich der Inkubationsbedingungen ausgenutzt werden kann.

Die erfindungsgemäßen bindemittelfreien Formkörper, insbesondere plattenförmige Werkstoffe, die nach dem er­ findungsgemäßen Verfahren erhältlich sind, können in beliebigen Formen vorgeformt werden, um dann mit geeig­ neten Preßwerkzeugen in an sich bekannter Weise, bei­ spielsweise zu Faserplatten oder anderen Holzfaserplatten, wie mitteldichte Faserplatten, Dämm­ faser- und Holzfaserplatten, Formteile, für die Verpackungs-, Auto- oder Bauindustrie oder der­ gleichen verarbeitet zu werden.

Es hat sich herausgestellt, daß die mit Enzymen behandelte Rohstoffmasse längere Zeit stabil und somit lagerfähig ist. Damit ergibt sich die Möglich­ keit, diese Masse durch Zerkleinerung des Rohstoffes und Inkubation mit den entsprechenden Enzymen vorzufertigen, in Tanks zu lagern, um dann später Formungsprozessen zugeführt zu werden. Diese Masse stellt somit ein Zwischenprodukt auf dem Weg der Herstellung der erfindungsgemäßen Formkörper dar.

Die erfindungsgemäßen bindemittelfreien Formkörper ver­ einen in geradezu idealer Weise ökonomische Anforderungen wie auch Anforderungen an umweltschonende Herstellung von beispielsweise Holzwerkstoffen. Aufgrund des Verzichts auf Bindemittel sind die erfindungsgemäß hergestellten Formkörper, insbesondere Holzwerkstoffe in Form von Dämmfaser- oder Holzfaserplatten oder mittel­ dichten Faserplatten, absolut umweltverträglich, da sie lediglich den Rohstoff Holz in modifizierter Form und durch die enzymatische Behandlung in einer Art reorgani­ sierter Form enthalten. Durch den Verzicht auch auf emissionsarme Bindemittel, wie sie in den oben genannten Patentdokumenten beschrieben sind, lassen sich die Pro­ duktionskosten reduzieren.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1 Herstellung eines bindemittelfreien Formkörpers aus Holz

500 g einer in einem Refiner hergestellten (defibrierten) Holzfaser mit einer Faserfeuchte von ca. 50% wurden in eine Phenoloxidase-Enzym-Lösung getaucht, die aus Laccase (E.C.1.10.3.2.) von 860 U/ml bestand. Die Temperatur betrug 25°C. Nach einer Inkubationszeit von 7 Tagen wurde das noch etwa 100% Restfeuchte (atro Holzfaser) ent­ haltende und inkubierte Fasermaterial im Naßverfahren auf ein Sieb gestreut und zu einem Faservlies geformt und verdichtet sowie unter Druck bei 180°C zu einer Holzfaserplatte verpreßt. Die Preßzeit betrug 8 Minuten. Die Dicke der entsprechenden Platten belief sich auf 4,5 mm.

Nach dem Verpressen wurden die Faserplatten abgekühlt.

Beispiel 2 (Vergleich)

Zum Vergleich zum Beispiel 1 wurden jeweils 500 g defi­ brierter Holzfaser mit einer Holzfaserfeuchte von ca. 50% in normales Wasser getaucht. Die Temperatur betrug 25°C. Nach einer Inkubationszeit von 7 Tagen wurde mit noch etwa 100% Restfeuchte (atro Holzfaser) im Wasser ge­ tauchtes Faser-Material wie im Beispiel 1 beschrieben bei 180°C verpreßt. Die Dicke der Platte betrug 4,8 mm.

QZ Querzugfestigkeit
LZ Längszufestigkeit
BF Biegefestigkeit
Quellung, wie definiert in den DIN-Normen 68761 und 68763

Tabelle 1

Beispiel 3 Herstellung einer MDF-Platte im Trockenverfahren

Es wurden defibrierte Holzfasern auf eine Holzfeuchte von 3,0% atro bei 130°C getrocknet. Danach wurden die so er­ haltenen getrockneten Holzfasern mit einer Enzymlösung gemäß Beispiel 1 (Anfangsaktivität des Enzyms ca. 1.000 U/ml) für eine Dauer von 48 Stunden inkubiert. Danach wurden die inkubierten und getrockneten Holzfasern zu einem Faservlies geformt und verdichtet und zu einer MDF-Platte verpreßt. Die Preßzeit betrug 5 Minuten, der Preßdruck ca. 50 KP/m² und die Temperatur bei der Ver­ pressung ca. 180°C.

Die Tabelle 2 zeigt die Eigenschaften der so erhaltenen MDF-Faserplatte.

Meßgröße
Dicke mm
5,39
QZ N/mm²	0,46
Quellung % @	2 hr	19,16
24 hr	21,84
Rohdichte kg/m²	885

Beispiel 4 (Vergleich)

Zum Vergleich zum Beispiel 3 wurden defibrierte Holzfasern auf eine Restfeuchte von 3,0% atro bei 130°C getrocknet. Danach wurden die so erhaltenen, getrockneten Holzfasern in Leitungswasser für eine Dauer von 48 Stunden getaucht. Danach wurden die Holzfasern entwässert und bis auf eine Restfeuchte getrocknet. Danach wurden die getrockneten Holzfasern zu einem Faservlies wie in Beispiel 3 beschrie­ ben zu einer MDF-Platte verpreßt. Die Preßzeit betrug 5 Minuten, der Preßdruck ca. 50 KP/cm² und die Temperatur bei der Verpressung ca. 180°C. Es entstand keine brauch­ bare Platte.

Die Aktivität der Enzymlösungen wurde jeweils wie folgt bestimmt:

Zu 1 ml 0,2 mM 2,6-Dimethoxyphenol in Mcilvaine Puffer (0,1 m Zitronensäure + 0,2 Dikaliumhydrogenphosphat Puffer gibt man 50 bis 100 ml Enzymlösung.

Nach einer Inkubationszeit von 10 bis 15 Minuten bei 37°C wird die Reaktion mit 1,0 ml DMSO (Dimethylsulfoxid) ge­ stoppt. Die Auswertung erfolgt photometrisch bei einer Wellenlänge von 468 nm und wird mit einem Standard ver­ glichen.

Beispiel 5 Herstellung einer MDF-Faserplatte im Trockenverfahren

Es wurden jeweils 500 g defibrierte Faser mit einer Faserfeuchte von ca. 50% in eine Peroxidase-Enzymlösung getaucht. Als Peroxidase-Enzymlösung wurde eine Lösung von Peroxidase (E.C.1.11.1.7.) mit einer Aktivität von 166 U/ml eingesetzt. Die Temperatur betrug 25°C, die Inkubationszeit 6 Stunden. Dabei wurden alle 3 min 30 ml einer 15 mMol-haltigen H₂O₂-Lösung zugegeben.

Es wurden Inkubationsversuche bei pH-Werten von 4, 5 und 6 durchgeführt.

Nach der Inkubation wurde das Material in einer Schleuder auf etwa 100% Restfeuchte gebracht und anschließend in einem Trockner auf eine Restfeuchte von 25% (atro Holz­ faser) gebracht. Das getrocknete Material wurde auf ein Sieb gestreut, zu einem Faservlies geformt, vorverdich­ tet und bei 50 kp/cm² Druck zu einer Platte verpreßt. Die Preßzeit betrug 6 min. Die erhaltene Platte hatte jeweils eine Dicke von 5 mm.

Nach dem Verpressen wurden die Platten abgekühlt.

Die Platten, die aus dem bei verschiedenen pH-Werten inkubierten Material hergestellt waren, hatten folgende Eigenschaften:

Die Werte verbessern sich bei steigenden pH-Werten. Eine weitere Steigerung des pH-Werts auf 7 erbringt keine weiteren Verbesserungen.

Claims (16)

1. Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien Formkörpern durch

• a) mechanische Zerfaserung von Holz,
• b) nachfolgende Behandlung mit phenoloxidierenden Enzymen und
• c) mechanische oder thermomechanische Verformung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mechanisch hergestellte Holzfasern ohne chemischen Auf­ schluß mit den phenoloxidierenden Enzymen inkubiert werden, dem Inkubationsgemisch nach Bedarf Wasser bis auf eine Restfeuchte von etwa 5 bis 60 Gew.-% entzogen wird, und das Gemisch durch Einwirkung von Druck und/oder Wärme verklebt und zu Formkörpern verformt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Inkubationsgemisch Wasser bis auf eine Restfeuchte von 8 bis 20 Gew.-% entzogen wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzfragmente durch Behandlung in einem Refiner oder durch Dampfexplosionsverfahren hergestellt werden.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die phenoloxidierenden Enzyme Polyphenoloxidase, Laccase, Tyrosinase oder Peroxidase sind.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Inkubation durch Zugabe von Enzyminhibitoren, durch Denaturierung der Enzyme oder durch Entzug der Enzymlösung beendet wird.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der teilweise Wasser­ entzug nach Inkubation in einem Trockenverfahren bis zu einer Restfeuchte des Holzes von weniger als 20 Gew.-% Feuchtigkeit geführt wird.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der teilweise Wasser­ entzug nach Inkubation in einem Halbtrockenverfahren bis zu einer Restfeuchte von 20 Gew.-% bis 35 Gew.-% Feuchtigkeit geführt wird.

9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der teilweise Wasser­ entzug nach Inkubation in einem Naßverfahren bis zu einer Restfeuchte bis 120 Gew.-% Feuchtigkeit ge­ rührt wird.

10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbereitete Stoff zu einem vliesartigen Vorprodukt geformt, vorverdichtet, in die gewünschte Form gebracht und danach verpreßt wird ohne Anwesenheit von konventionellen Bindemitteln.

11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verpressung mehrstufig erfolgt unter weiterer Verdichtung und gegebenen­ falls Formgebung zu Faserformteilen.

12. Bindemittelfreier Formkörper, erhältlich nach einem Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11.

13. Bindemittelfreier Formkörper in Form eines plattenförmigen Werkstoffs, erhältlich nach einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11.

14. Formkörper nach Anspruch 13 in Form einer mittel­ dichten Faserplatte.

15. Formkörper nach einem der Ansprüche 12 bis 14 in Form von nachformbaren Holzfaserformteilen für die Automobilindustrie, Verpackungsindustrie oder für Wohnung.

16. Bindemittelfreie Formmasse, erhältlich nach den Verfahrensstufen a) und b) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11.