EP0697941B2 - Verfahren zur wiedergewinnung von spänen und fasern aus holzwerkstoffreststücken, altmöbeln, produktionsrückständen, abfällen und anderen holzwerkstoffhaltigen materialien - Google Patents

Verfahren zur wiedergewinnung von spänen und fasern aus holzwerkstoffreststücken, altmöbeln, produktionsrückständen, abfällen und anderen holzwerkstoffhaltigen materialien Download PDF

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EP0697941B2
EP0697941B2 EP95913030A EP95913030A EP0697941B2 EP 0697941 B2 EP0697941 B2 EP 0697941B2 EP 95913030 A EP95913030 A EP 95913030A EP 95913030 A EP95913030 A EP 95913030A EP 0697941 B2 EP0697941 B2 EP 0697941B2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
wood
process according
impregnation
residues
based articles
Prior art date
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EP95913030A
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French (fr)
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EP0697941A1 (de
EP0697941B1 (de
Inventor
Andreas Michanickl
Christian Boehme
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B27N1/003—Pretreatment of moulding material for reducing formaldehyde gas emission
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/007—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres and at least partly composed of recycled material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material

Definitions

  • the invention relates to a method for the recovery of chips and fibers from with urea-formaldehyde binders or glued with other hydrolyzable or chemically digestible binders. Wood materials and wood-based materials, a soaking or impregnation solution for the wood-based material is added and at which the wood material pieces at elevated temperature be unlocked.
  • Such a method is e.g. B. the boiling in an excess of water and the associated dissolution of particle board bound with urea-formaldehyde resin and medium-density MDF wood fiber board.
  • This method is energy and cost intensive.
  • the energy consumption is v. a. by boiling the excess of water strong increased.
  • the chips are boiled out and thereby change their properties unfavorably. especially the Swellability increases due to the removal of wood components, while the technological properties the chips worsen.
  • the binder is detached from the chips and can be re-glued no longer have a positive effect. The resulting wastewater problem and the drying effort of the chips or Fibers are significant.
  • a method for the recovery of chip material is known from DE 42 24 629 A1.
  • the wood-based material waste the effect of steam at high temperatures between 120 and 180 ° C and the temperatures corresponding, exposed to high pressures of 2 to 11 bar.
  • the wood materials are processed in a pre-treatment step broken into small fragments and any existing metal parts are separated.
  • gluing the Modified urea binders are used in this process.
  • the chips become strong in addition to the temperature load mechanically damaged, d. H. shortened. Coatings and other non-chip components can also be passed through it is difficult to separate the strong pre-shredding after steam treatment.
  • DE 42 01 201 A1 describes a method for recycling wood-based materials and waste known. According to this process, wood-based material remains after a corresponding mechanical Processing same new, finished semi-finished or finished products.
  • the object of the present invention is to provide a method for the recovery of chips and fibers from wood material pieces to indicate that is environmentally friendly and economically feasible.
  • high-quality chip and fiber material (secondary chips or secondary fibers) can be recovered. This object is achieved by the method specified in claim 1 or 2.
  • the subclaims represent advantageous developments represents.
  • wood material pieces are impregnated with an impregnation or soaking solution and pre-swollen until they have absorbed at least 50% of their own weight in impregnation solution.
  • the impregnated wood material pieces are heated to 80 ° C to 120 ° C until the composite of chips and fibers are dissolved by the influence of the impregnation solution and the temperature, d. H. the glue joints are destroyed chemically by hydrolysis and mechanically by swelling.
  • the quantity of impregnation solution and the impregnation process are so dimensioned or adjusted that on the one hand in a complete solution of the wood-based materials takes place within the specified temperature range, but on the other hand after there is no longer any free catchable liquid in the digestion, so that there is no solution to be disposed of. at the method according to the invention is a combination of chemical, thermal and mechanical Process steps. These enable the wood-based material pieces to be used with comparatively mild digestion parameters unlock and thereby recover chips and fibers in undamaged or even tempered form. This procedure is due to the use of the impregnation solution with which the material is impregnated or soaked without lye or waste water remaining after digestion.
  • the secondary chips and secondary fibers are low in financial and technical Effort can be produced and can be done with and without the addition of fresh chips or fresh fibers on conventional production systems to new wood-based materials such as B. chipboard and fiberboard.
  • the wood materials produced in this way have comparable or even better properties than wood-based materials made from fresh material. This applies to both the technological properties and the formaldehyde emission.
  • the secondary chips and - fibers can be processed with conventional binders. Binder consumption is not increased. He lets himself even reduce by the procedure.
  • the method according to claim 2 is carried out in such a way that impregnation solution is added to the wood material pieces is, in such an amount that after the solution has been completely absorbed by the wood-based material pieces, this at least Have absorbed 50% of their own weight in impregnation solution.
  • this procedure is a Mixing or stirring the wood-based material pieces advantageously so that the existing solution is evenly distributed through all Wood material pieces is added. This can also be achieved with a rotating container.
  • the procedure according to claim 1 provides that the wood material pieces impregnation solution in excess is added, whereby the wood material can be completely covered by the liquid. After the pieces of wood at least 50% of their own weight in liquid, the remaining liquid is drained off. she can be used as an impregnation solution for the digestion of other wood materials.
  • the treated, i.e. Wood material pieces impregnated with impregnation solution are removed from the impregnation container and placed in be given a digestion tank.
  • the wood-based material pieces are heated to a temperature in the range between 80 and heated to 120 ° C.
  • the hydrolysis of the glue compounds takes place under the influence of temperature and the action of the impregnation solution instead of.
  • a variant of the method provides that the impregnation process is already in the digestion tank takes place, and that the temperature exposure after the complete absorption of liquid by the wood material pieces or after the excess impregnation solution has been drained off can be done either under pressure (in the pressure-tightly closed digestion tank) or without pressure.
  • the amount of Pressure depends on the set temperature.
  • the duration of the digestion depends on the impregnation, the composition of the impregnation solution, the temperature and the heating-up time of the digestion container about 1 to 60 minutes. For example due to higher temperatures, a higher proportion of impregnation solution and a high acid content of the impregnation solution the digestion accelerates, while due to lower temperatures, less impregnation solution and a basic setting of the impregnation solution is slowed down.
  • the amount of pressure used during heating begins at normal pressure and should be taken into account a digestion that is as gentle as possible should not go above two bar overpressure.
  • the impregnation process is to be accelerated, it is advantageous if it is under vacuum (after evacuation of the impregnation container) or at an overpressure above normal pressure.
  • a vacuum treatment Applying a vacuum of e.g. 150 mbar (absolute) to the impregnation tank) of the wood-based materials escapes from these the air contained therein. At normal pressure, this prevents the penetration of the impregnation solution and would make unlocking, especially of flat, coated wood-based materials, impossible without negative pressure.
  • the cavities filled with air make up approximately 30 to 70% of the volume of wood-based materials. Relief also relieved a quick penetration of the impregnation solution into the wood material.
  • Another process sequence provides that the wood material residues together with the impregnation solution in a rotating digestion tank or equipped with a mixer or agitator (the the amount of the impregnation solution added is such that none after the impregnation and the digestion there is more free, drainable impregnation solution or waste liquor that would have to be disposed of) and the digestion container is heated to a temperature between 80 and 120 ° C.
  • the mechanical process takes place in this procedure the destruction of the glue compounds by swelling and the chemical decomposition by hydrolysis at the same time instead of. That the wood material pieces are simultaneously influenced by the impregnation solution and the temperature (and Pressure) exposed
  • Binder components e.g. B. urea
  • Binder components are not or only slightly damaged and can affect one re-gluing has a positive effect or can even be reactivated (reduction of the need for binding agents and the Formaldehyde emission).
  • disturbing emissions such as occur at higher temperatures and pressures, avoided.
  • the wood-based composite After the digestion, the wood-based composite is completely dissolved.
  • the chips and fibers as well as the Coatings, solid wood parts, edge materials, metals and other non-chip and fiber components detached from one another and can be through a screening, a wind sifting, a combination of both, or a new one Separation processes are sorted, in particular the chip and the fiber fraction can be easily separated because the chips or fibers are significantly smaller than, for example, the coatings, which are still the size of the pre-broken Have wooden materials.
  • the chips and fibers After digestion, the chips and fibers have a moisture content that that of fresh forest wood corresponds to or even lies below.
  • the increased temperature of the chips after digestion has an advantageous effect drying them out.
  • the recovered chip material can be separated in the usual way or with fresh chips or fibers dry.
  • the recovered chips and fibers can be fresher without adding Produce chips or fibers with unmodified commercial binders chipboard and fiberboard that are the same or even have better properties than the starting material. This applies to both the technological Properties as well as for formaldehyde emission.
  • a absorption of 80% of the weight of the wood-based materials in impregnation solution is special for you fast and complete digestion particularly cheap.
  • the impregnation solution can be absorbed at normal temperature (Ambient temperature) and normal pressure.
  • the recording can, for example, by a vacuum treatment preceding the impregnation and / or a pressure swing treatment and / or a Temperature increase of the impregnation solution and / or heating of the digestion material can be accelerated.
  • the size of the wood materials to be broken down is advantageously in the range of an average edge length of at least 10 to 20 cm, which is achieved by a slowly rotating, commercially available primary crusher.
  • This size helps to ensure that the chips and fibers are only slightly damaged. Also in the edge area only a few chips and fibers are damaged because the material here is due to the special, slowly rotating roller of the primary crusher mainly breaks in the glue joint.
  • the coatings and others are not Chip and fiber components changed only slightly in size so that they easily separated after digestion leave because they are then much larger than the chips or fibers.
  • the use of such large pieces of wood material is possible because the material is pretreated by the impregnation treatment so that it is everywhere with impregnation solution is penetrated and so by chemical influence everywhere a chemical-hydrolytic destruction of the binder can be done.
  • the use of the impregnation solution opens up numerous possibilities, the digestion and especially the digestion result to control.
  • the chips and fibers can even be tempered via the composition of the impregnation solution become, d. H. due to the impregnation and / or the digestion these can be better chemical and have physical properties as fresh chips.
  • chipboard and medium-density fibreboard Old furniture has relatively high formaldehyde emissions and contents, it makes sense to add the urea impregnation solution, Ammonia or urea or ammonia-releasing or other formaldehyde-binding, formaldehyde-inhibiting or add formaldehyde-destroying chemicals. This will also the after digestion in the Ab and Reduced or completely avoided formaldehyde concentration released by drying air.
  • lye can e.g. B. the formation of acids can be counteracted.
  • Acids contained in the wood can be neutralized.
  • the chips can e.g. B. can be set slightly basic. This can delay the hardening of added binders, which is of particular interest if there is a longer period between gluing and pressing. Also the spectrum of coatings for the wood-based materials made from secondary chips or fibers are also extended to such materials, that require a basic surface. By adding acids, the acid content of the recovered can be Increase chips and fibers. This allows the addition of hardeners to the binder in the Wood material production can be completely or partially dispensed with or the hardening of the binding agent can simply be done be accelerated.
  • the addition of acids also has an advantageous effect if those recovered in this way Chips or fiber materials are produced, to which coatings are applied, which are acid-curing Own adhesive system. In this case the adhesive system and the application could be simplified the coating would be accelerated.
  • the digestion process is also an acid addition to the impregnation solution accelerated.
  • the addition of oxidizing or reducing agents is also advantageous. On the one hand, this can release something Formaldehyde are destroyed, on the other hand, for. B. by adding peroxides in urea be reactivated to a certain extent.
  • Another advantageous embodiment with regard to the composition the impregnation solution is also the addition of binders such.
  • paraffins for impregnation solution This affects the formaldehyde reduction or later swelling and water absorption of the secondary chips and fibers have a positive effect, and there may be another Gluing of the recovered chips and fibers after digestion can be completely or partially dispensed with. About that in addition, the chips and fibers do not need to be dried as much for further processing into plates. If the recovered chips are to be processed into fibers for fiber board production, then that is Add lignin softening chemicals such as Methanol, sulfites or ammonia make sense in the later Fiber production to save energy.
  • lignin softening chemicals such as Methanol, sulfites or ammonia make sense in the later Fiber production to save energy.
  • a standard impregnation solution is approx. 0.5 to 3% urea, and approx. 0.1 to 1% ammonia or approx. 0.5% sodium hydroxide solution (dissolved in water) included. Due to the chemicals contained in the impregnation solution, no wood is broken down (Delignification) can be brought about as in the production of cellulose.
  • the digestion can also be carried out by adding chemicals to the digestion container during the digestion be positively influenced. So z. B. be destroyed by gassing ozone released formaldehyde.
  • Old furniture, production remnants and scrap which contain chipboard and / or MDF or other wood-based materials, are broken into pieces with an edge length of 10 to 20 cm using a commercially available primary crusher (e.g. primary crusher from Pallmann or Maier).
  • primary crusher e.g. primary crusher from Pallmann or Maier
  • the chips and fibers as well as the coatings and edge materials are only mechanically damaged to a small extent.
  • Metal, plastic and solid wood parts do not have to be separated.
  • Chipboard and MDF or other wood materials can be broken down separately or mixed.
  • the pre-broken wood material parts are filled into a standing or rotating Aufschiuß- / pressure vessel.
  • a bulk density of about 350 to 400 kg / m 3 is achieved .
  • the pressure vessel is closed and evacuated so that a negative pressure of 150 to 200 mbar (absolute) is established.
  • the length of time until this vacuum is set depends on the technology used.
  • the impregnation solution now added can penetrate the wood-based materials in a short time. This penetration time is about 5 to 15 minutes with chipboard and depends on the type of wood material, the negative pressure, the composition of the impregnation solution and its temperature.
  • the impregnation solution consists of water, urea and sodium hydroxide solution.
  • the wood material pieces are exposed to this solution until they have absorbed at least 50% of their own weight corresponding to a liquor ratio (ratio of wood materials to impregnation solution after the impregnation process has ended) of 1: 0.5. Then normal pressure is restored in the digestion tank and the impregnation solution not taken up is drained from the digestion tank. This can be used for the next digestion.
  • the digestion container is then closed again and heated to 110 ° C. for about 20 minutes. The heating takes place in a relatively short time due to the free spaces between the plate pieces. After this treatment, the chips or fibers are again in their original geometric shape.
  • the coatings and edge materials, as well as other undesirable components, have been removed and can be separated from the chip or fiber fraction by a subsequent screening or wind sifting or a combination of both.
  • the residue can be sorted further, e.g. B. in solid wood, plastic and metal parts. These can be processed further, used thermally to generate electricity or energy, or disposed of in some other way.
  • Metals can e.g. B. separated by magnets or metal detectors. Plastics and wooden parts are sorted and separated by NIR spectroscopic or other methods.
  • the chips or fibers recovered can be used in the usual way without adding fresh chips or fibers Technology and commercially available, unmodified binders such.
  • Example 1 As in Example 1, except that digestion material and impregnation solution are already in the desired liquor ratio a rotating digestion tank or one equipped with a stirrer or mixer. This means, there is a maximum of as much impregnation solution in the digestion container as the digestion material absorb can. The mixing and uniform absorption of the impregnation solution takes place by rotating the digestion container or the agitator or mixer.
  • the digestion vessel can from the beginning, d. H. right after closing, to be heated.
  • the impregnation solution has a higher temperature than the ambient temperature, preferably 60 to 80 ° C.
  • the impregnation solution is formaldehyde-binding, formaldehyde-inhibiting or formaldehyde-destroying chemicals, e.g. Urea ammonia or urea or ammonia-releasing Substances are added.
  • impregnating solution bases such.
  • Fig. 1 is a plant for the digestion of chipboard and wood material residues according to the schematic Invention shown. The process sequence is shown schematically in FIG.
  • Wood material remnants are placed on a primary crusher 2 by a wheel loader 1 or a grab excavator or another suitable device.
  • the pre-crusher 2 breaks the wood materials into flat pieces with an edge length of on average 10 to 20 cm.
  • the pre-broken material is then conveyed into the digestion container 3 via a suitable conveying device 17.
  • the digestion container 3 also has the function of an impregnation container. After the digestion container 3 is filled, it is closed airtight. The air contained in the digestion tank 3 and the wood materials is sucked off via a vacuum pump 9 until a vacuum of about 150 to 200 mbar (absolute) has been reached.
  • the impregnation solution is now led from the preparation container 4 for impregnation solution via a line 15 into the digestion container 3 until the wood materials are completely covered by the latter.
  • Normal pressure is now set again in the digestion tank 3. Overpressure could also be applied to accelerate the penetration of the impregnation solution. Impregnation at normal pressure is also possible.
  • the preparation tank 4 for the impregnation solution has an agitator 5 and a supply for chemicals 6 and a feed line for water 7.
  • the excess impregnation solution is fed via a line 10 drained from the digestion tank 3 back into the preparation tank 4.
  • the digestion container 3 is closed again in a pressure-tight manner and is now heated by means of a heat source 8 via the outer surface or by direct supply of heat by hot air, steam or another gaseous heat transfer medium. For example, a temperature of 110 ° C. is produced for 20 minutes in the digestion tank 3. The heat supply is then stopped and the digestion tank 3 is emptied by a discharge device 16. Instead of a discharge device, the digestion container could also be emptied through an opening in the lower region that extends over the entire width. The digested material is fed into a silo 11 or another suitable storage container. From there it is continuously fed to a screening machine 12.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Spänen und Fasern aus mit Harnstoff-Formaldehyd-Bindemitteln oder mit anderen hydrolysierbaren oder chemisch aufschließbaren Bindemitteln verleimten. Holzwerkstoffen und holzwerkstoffhaltigen Materialien, bei dem Holzwerkstoffstücken eine Tränk- bzw. Imprägnierlösung zugegeben wird und bei dem bei erhöhter Temperatur die Holzwerkstoffstücke aufgeschlossen werden.
Ein solches Verfahren ist z. B. die Kochung in einem Überschuß an Wasser und die damit verbundene Auflösung von Harnstoff-Formaldehydharz gebundenen Spanplatten und mitteldichten Holzfaserplatten MDF. Dieses Verfahren ist energie- und kostenintensiv. Der Energieverbrauch wird v. a. durch das Kochen des Überschusses an Wasser stark gesteigert. Die Späne werden ausgekocht und verändern dadurch ungünstig ihre Eigenschaften. Insbesondere die Quellfähigkeit nimmt durch das Herauslösen von Holzbestandteilen zu, während die technologischen Eigenschaften der Späne sich verschlechtern. Das Bindemittel wird von den Spänen abgelöst und kann sich auf eine erneute Beleimung nicht mehr positiv auswirken. Das entstehende Abwasserproblem sowie der Trocknungsaufwand der Späne bzw. Fasern sind erheblich.
Ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Spanmaterial ist aus der DE 42 24 629 A1 bekannt. Nach diesem Verfahren wird der Holzwerkstoffabfall der Einwirkung von Dampf bei hohen Temperaturen zwischen 120 und 180°C und den Temperaturen entsprechenden, sich einstellenden hohen Drücken von 2 bis 11 bar ausgesetzt. Die Holzwerkstoffe werden in einem Vorbehandlungsschritt in kleine Bruchstücke gebrochen und ev. vorhandene Metallteile werden abgeschieden. Bei der Verleimung der nach diesem Verfahren hergestellten Späne werden modifizierte Harnstoffbindemittel verwendet. Durch die Zerkleinerung des zu behandelnden Materials zu kleinen Bruchstücken werden die Späne zusätzlich zur Temperaturbelastung stark mechanisch beschädigt, d. h. gekürzt. Auch lassen sich Beschichtungen und andere Nicht-Span-Bestandteile durch die starke Vorzerkleinerung nach der Dampfbehandlung nur schwer abtrennen.
Ein weiteres Verfahren zur Wiedergewinnung von Spanmaterial aus Holzwerkstoffen ist aus der DE-AS 1 201 045 bekannt. Nach diesem Verfahren wird der Holzwerkstoffabfall der Einwirkung von überspanntem Dampf ausgesetzt. Das Verfahren wird vorzugsweise in einer Dampfkammer unter einem Druck von 1 bis 5 atü durchgeführt. Die Verfahrensdauer beträgt 0.5 bis 4 Stunden. Der Aufschluß ist bei diesem Verfahren unvollständig. Das Aufschlußgut muß nachzerkleinert werden. Die Späne sind durch Temperatur und Druck stark geschädigt und dadurch braun gefärbt. Um Spanplatten mit akzeptablen Eigenschaften herzustellen, müssen Frischspäne zugeschlagen werden. Die wiedergewonnenen Späne sollen aufgrund der Schädigung und der Braunfärbung vorzugsweise in der Mittelschicht von Spanplatten eingesetzt werden.
Daneben ist aus der DE 42 01 201 A1 ein Verfahren zur Wiederverwertung von Holzwerkstoffen und Abfällen bekannt. Nach diesem Verfahren werden aus Holzwerkstoffreststücken nach einer entsprechenden mechanischen Bearbeitung derselben neue, fertige Halbzeuge oder Fertigprodukte hergestellt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Spänen und Fasern aus Holzwerkstoffstücken anzugeben, das umweltschonend und ökonomisch durchführbar ist. Darüber hinaus soll durch dieses Verfahren hochwertiges Span- und Fasermaterial (Sekundärspäne bzw. Sekundärfasern) wiedergewonnen werden. Diese Aufgabe ist durch das im Anspruch 1 oder 2 angegebene Verfahren gelöst. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.
Danach werden in einem ersten Schritt Holzwerkstoffstücke mit einer Imprägnier- bzw. Tränklösung imprägniert und vorgequollen bis sie mindestens 50% ihres Eigengewichtes an Imprägnierlösung aufgenommen haben. In einem zweiten Schritt werden die imprägnierten Holzwerkstoffstücke auf 80°C bis 120°C erwärmt, bis der Verbund von Spänen und Fasern durch den Einfluß der Imprägnierlösung und der Temperatur aufgelöst ist, d. h. die Leimverbindungen werden chemisch durch Hydrolyse und mechanisch durch Quellung zerstört. Die durch die Holzwerkstoffstücke aufgenommene Menge Imprägnierlösung und der Imprägniervorgang sind so bemessen bzw. eingestellt, daß einerseits in dem angegebenen Temperaturbereich eine vollständige Lösung der Holzwerkstoffe stattfindet, andererseits aber nach dem Aufschluß keine freie auffangbare Flüssigkeit mehr vorliegt, so daß also keine zu entsorgende Lösung anfällt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um eine Kombination von chemischen, thermischen und mechanischen Prozeßschritten. Diese ermöglichen es, die Holzwerkstoffstücke bei vergleichsweise milden Aufschlußparametern aufzuschließen und dadurch Späne und Fasern in ungeschädigter oder sogar vergüteter Form wiederzugewinnen. Diese Vorgehensweise ist durch den Einsatz der Imprägnierlösung, mit der das Material imprägniert bzw. getränkt wird ohne daß nach dem Aufschluß eine Kochlauge oder Abwasser übrigbleibt, möglich. Durch die Imprägnierlösung ist eine vollständige Hydrolyse bereits bei Temperaturen ab 80°C, vorzugsweise im Bereich 80 - 120°C möglich. Dadurch, daß die Temperaturen in einem niedrigen Bereich liegen, bleibt die in den Holzwerkstoffen vorliegende geometrische Span- und Faserqualität erhalten. Auch die chemisch-physikalischen Eigenschaften bleiben gleich oder werden durch den Aufschluß verbessert. Die Sekundärspäne und Sekundärfasern sind mit geringem finanziellen und technischen Aufwand herstellbar und lassen sich mit und ohne Zusatz von Frischspänen bzw. Frischfasern auf herkömmlichen Produktionsanlagen zu neuen Holzwerkstoffen wie z. B. Span- und Faserplatten verarbeiten. Die so erzeugten Holzwerkstoffe haben vergleichbare oder sogar bessere Eigenschaften als aus Frischmaterial hergestellte Holzwerkstoffe. Dies gilt sowohl für die technologischen Eigenschaften als auch für die Formaldehydemission. Die Sekundärspäne und - fasern lassen sich mit herkömmlichen Bindemitteln verarbeiten. Der Bindemittelverbrauch wird nicht erhöht. Er läßt sich durch das Verfahren sogar reduzieren.
Im einzelnen wird das Verfahren nach Anspruch 2 so durchgeführt, daß den Holzwerkstoffstücken Imprägnierlösung zugegeben wird, in einer solchen Menge, daß nach vollständiger Aufnahme der Lösung durch die Holzwerkstoffstücke diese mindestens 50% ihres Eigengewichtes an Imprägnierlösung aufgenommen haben. Bei dieser Verfahrensweise ist ein Durchmischen bzw. Rühren der Holzwerkstofftstücke vorteilhaft damit die vorhandene Lösung gleichmäßig durch alle Holzwerkstoffstücke aufgenommen wird. Dies kann auch durch einen rotierenden Behälter erreicht werden.
Das Verfahren nach Anspruch 1 sieht vor, daß den Holzwerkstoffstücken Imprägnierlösung im Überschuß zugegeben wird, wobei das Holzmaterial vollständig durch die Flüssigkeit bedeckt sein kann. Nachdem die Holzstücke mindestens 50% ihres Eigengewichtes an Flüssigkeit aufgenommen haben, wird die restliche Flüssigkeit abgelassen. Sie kann für den Aufschluß weiterer Holzwerkstoffe wieder als Imprägnierlösung eingesetzt werden. Nach beiden Verfahren können die behandelten, d.h. mit Imprägnierlösung getränkten Holzwerkstoffstücke dem Imprägnierbehälter entnommen und in einen Aufschlußbehälter gegeben werden. Hier werden die Holzwerkstoffstücke auf eine Temperatur im Bereich zwischen 80 und 120°C erwärmt. Unter Temperatureinfluß und der Einwirkung der Imprägnierlösung findet die Hydrolyse der Leimverbindungen statt. Eine Variante des Verfahrens sieht vor, daß der Imprägniervorgang bereits im Aufschlußbehälter stattfindet, und daß die Temperaturbeaufschlagung nach der vollständigen Flüssigkeitsaufnahme durch die Holzwerkstoffstücke bzw. nach dem Ablassen der überschüssigen Imprägnierlösung erfolgt Die Temperaturbeaufschlagung kann entweder unter Druck (im druckdicht verschlossenen Aufschlußbehälter) oder drucklos erfolgen. Die Höhe des Druckes ist von der eingestellten Temperatur abhängig.
Die Dauer des Aufschlusses beträgt in Abhängigkeit von der Imprägnierung, der Zusammensetzung der Imprägnierlösung, der Temperatur und der Aufheizzeit des Aufschlußbehälters etwa 1 bis 60 Minuten. So wird beispielsweise durch höhere Temperaturen, einen höheren Anteil an Imprägnierlösung und einen hohen Säuregehalt der Imprägnierlösung der Aufschluß beschleunigt, während er durch niedrigere Temperaturen, einen geringeren Anteil an Imprägnierlösung und eine basische Einstellung der Imprägnierlösung verlangsamt wird.
Die Höhe des eingesetzten Druckes während der Erwärmung beginnt bei Normaldruck und sollte im Hinblick auf einen möglichst schonenden Aufschluß zweckmäßigerweise nicht über zwei bar Überdruck gehen. Auch die Temperatur sollte im Hinblick auf einen möglichst schonenden und trotzdem raschen Aufschluß nicht über 120°C liegen.
Soll der Imprägniervorgang beschleunigt werden, so ist es vorteilhaft, wenn er bei Unterdruck (nach Evakuieren des Imprägnierbehälters) oder bei einem über Normaldruck liegenden Überdruck stattfindet. Durch eine Vakuumbehandlung (Anlegen eines Unterdruckes von z.B. 150 mbar (absolut) an den Imprägnierbehälter) der Holzwerkstoffe entweicht aus diesen die darin enthaltene Luft. Diese behindert bei Normaldruck das Eindringen der Imprägnierlösung und würde ohne Unterdruck das Aufschließen vor allem von flächigen, beschichteten Holzwerkstoffen unmöglich machen. Die mit Luft gefüllten Hohlräume machen ca. 30 bis 70% des Holzwerkstoffvolumens aus. Auch Überdruck erleichtert ein schnelles Eindringen der Imprägnierlösung in die Holzwerkstoffstücke. Auch, wenn der Vorgang der Imprägnierung mit einer Kombination von Unter- und Überdruck stattfindet, wird er gegenüber dem Verlauf bei Normaldruck beschleunigt. Die gleiche Wirkung hat das Erwärmen der Imprägnierlösung oder des Holzwerkstoffmaterials während oder vor der Imprägnierung. Energiesparend kann das Erwärmen der imprägnierlösung durch die beim Abgasen des Aufschlußbehälters, beim Austragen aus dem Aufschlußbehälter oder beim Sortieren des Aufschlußgutes anfallende Wärme erfolgen. Ebenso kann das Aufschlußmaterial durch die beim Abgasen oder Austragen aus dem Aufschlußbehälter anfallende Wärme aufgeheizt werden.
Ein anderer Verfahrensablauf sieht vor, daß die Holzwerkstoffreststücke zusammen mit der Imprägnierlösung in einen rotierenden oder mit einem Misch- bzw. Rührwerk ausgestatteten Aufschlußbehälter gefüllt werden (wobei die zugegebene Menge der Imprägnierlösung so bemessen ist, daß nach der Imprägnierung und dem Aufschluß keine freie, ablaßbare Imprägnierfösung bzw. Ablauge mehr vorhanden ist, die zu entsorgen wäre) und der Aufschlußbehälter auf eine Temperatur zwischen 80 und 120°C erwärmt wird. Bei diesem Verfahrensablauf finden der mechanische Vorgang der Zerstörung der Leimverbindungen durch Quellen sowie die chemische Zersetzung durch Hydrolyse gleichzeitig statt. D.h. die Holzwerkstoffstücke werden gleichzeitig dem Einfluß der Imprägnierlösung und der Temperatur (und Druck) ausgesetzt
Durch den Einsatz der Imprägnierlösung kann ein Aufschluß bei niedrigen Temperaturen sowohl bei Druck als auch drucklos durchgeführt werden. Dadurch werden die Späne und Fasern geschont, das in den Altmaterialien vorliegenden Bindemittelbestandteile, z. B. Harnstoff, werden nicht oder nur wenig geschädigt und können sich so auf eine erneute Verleimung positiv auswirken oder sogar reaktiviert werden (Verringerung des Bindemittelbedarfs und der Formaldehydemission). Gleichzeitig werden störende Emissionen, wie sie bei höheren Temperaturen und Drücken auftreten, vermieden.
Nach dem Aufschluß ist der Holzwerkstoffverbund vollständig aufgelöst. Die Späne und Fasern sowie die Beschichtungen, Massivholzteile, Kantenmaterialien, Metalle und sonstigen nicht Span- und Faserbestandteile sind voneinander gelöst und können durch eine Siebung, eine Windsichtung, eine Kombination von beidem oder ein neues Trennverfahren sortiert werden, insbesondere läßt sich die Span- und die Faserfraktion leicht abtrennen, da die Späne bzw. Fasern wesentlich kleiner sind als beispielsweise die Beschichtungen, die noch die Größe der vorgebrochenen Holzwerkstoffe haben.
Die Späne und Fasern haben nach dem Aufschluß einen Feuchtigkeitssgehalt, der dem von frischem Waldholz entspricht oder sogar darunter liegt. Die erhöhte Temperatur der Späne nach dem Aufschluß wirkt sich vorteilhaft auf deren Trocknung aus. Das wiedergewonnene Spanmaterial läßt sich in üblicher Weise getrennt oder auch mit Frischspänen bzw. -fasern trocknen. Aus den wiedergewonnenen Spänen und Fasern lassen sich ohne Zugabe frischer Späne bzw. Fasern mit unmodifizierten handelsüblichen Bindemitteln Span- und Faserplatten herstellen, die die gleichen oder sogar bessere Eigenschaften als das Ausgangsmaterial haben. Dies gilt sowohl für die technologischen Eigenschaften als auch für die Formaldehydemission.
Eine Aufnahme von 80% des Eigengewichtes der Holzwerkstoffe an Imprägnierlösung ist für einen besonders schnellen und vollständigen Aufschluß besonders günstig. Die Aufnahme der Imprägnierlösung kann bei Normaltemperatur (Umgebungstemperatur) und Normaldruck durchgeführt werden. Die Aufnahme kann beispielsweise durch eine der Imprägnierung vorangehende Unterdruckbehandlung und/oder eine Druckwechselbehandlung und/oder eine Temperaturerhöhung der Imprägnierlösung und/oder ein Erwärmen des Aufschlußmaterials beschleunigt werden.
Die Größe der aufzuschließenden Holzwerkstoffe liegt vorteilhafterweise im Bereich einer durchschnittlichen Kantenlänge von mindestens 10 bis 20 cm, die durch einen langsam drehenden, handelsüblichen Vorbrecher erreicht wird. Diese Größe trägt dazu bei, daß die Späne und Fasern nur gering geschädigt werden. Auch im Kantenbereich werden nur wenige Späne und Fasern geschädigt, da das Material hier durch die spezielle, langsam drehende Walze des Vorbrechers überwiegend in der Leimfuge bricht. Darüber hinaus werden auch die Beschichtungen und sonstigen nicht Span- und Faserbestandteile nur wenig in ihrer Größe verändert, so daß sie sich nach dem Aufschluß leicht abtrennen lassen, da sie dann wesentlich größer als die Späne bzw. Fasern sind. Der Einsatz von so großen Holzwerkstoffstücken ist möglich, weil durch die Imprägnierbehandlung das Material soweit vorbehandelt ist, daß es überall mit Imprägnierlösung durchdrungen ist und so durch Wärmeeinwirkung überall eine chemisch-hydrolytische Zerstörung des Bindemittels erfolgen kann.
Der Einsatz der Imprägnierlösung eröffnet zahlreiche Möglichkeiten, den Aufschluß und besonders das Aufschlußergebnis zu steuern. So können über die Zusammensetzung der Imprägnierlösung die Späne und Fasern sogar vergütet werden, d. h. diese können bedingt durch die Imprägnierung und/oder den Aufschluß bessere chemische und physikalische Eigenschaften haben als Frischspäne. Da besonders Spanplatten und mitteldichte Holzfaserplatten aus Altmöbeln relativ hohe Formaldehydemissionen und -gehalte haben, ist es sinnvoll, der Imprägnierlösung Harnstoff, Ammoniak oder Harnstoff bzw. Ammoniak abspaltende oder andere formaldehydbindende, formaldehydinhibierende oder formaldehydzerstörende Chemakalien zuzusetzen. Dadurch wird auch die nach dem Aufschluß in der Ab- und Trocknungsluft freiwerdende Formaldehydkonzentration verringert oder ganz vermieden. Durch eine Zugabe von Laugen kann z. B. der Bildung von Säuren entgegengewirkt werden.
Im Holz enthaltene Säuren können neutralisiert werden. Die Späne können z. B. leicht basisch eingestellt werden. Dadurch kann das Aushärten von zugesetzten Bindemitteln verzögert werden, was besonders dann von Interesse ist, wenn zwischen Beleimung und Verpressung ein größerer Zeitraum liegt. Auch kann das Spektrum von Beschichtungen für die aus Sekundärspänen bzw. - fasern hergestellten Holzwerkstoffe auch auf solche Materialien ausgeweitet werden, die einen basischen Untergrund erfordern. Durch eine Zugabe von Säuren läßt sich der Säuregehalt der wiedergewonnenen Späne und Fasern erhöhen. Dadurch kann auf den Zusatz von Härtern zum Bindemittel bei der Holzwerkstoffherstellung ganz oder teilweise verzichtet werden oder das Aushärten des Bindemittels ganz einfach nur beschleunigt werden. Eine Zugabe von Säuren wirkt sich auch vorteilhaft aus, wenn aus den so wiedergewonnenen Spänen bzw. Fasern Werkstoffe hergestellt werden, auf die Beschichtungen aufgebracht werden, die ein säurehärtendes Klebstoffsystem besitzen. In diesem Fall könnte das Klebstoffsystem vereinfacht werden und auch das Aufbringen der Beschichtung würde beschleunigt. Auch wird der Aufschlußprozeß durch eine Säurezugabe zur Imprägnierlösung beschleunigt. Vorteilhaft ist auch die Zugabe von Oxidations- oder Reduktionsmitteln. Durch diese kann einerseits freiwerdendes Formaldehyd zerstört werden, andererseits kann z. B. durch die Zugabe von Peroxiden auch Harnstoff in gewissen Umfang reaktiviert werden. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung im Hinblick auf die Zusammensetzung der Imprägnierlösung ist auch die Zugabe von Bindemitteln wie z. B. Harnstoff-Formaldehyd-Harzen oder Bindemittel-Zuschlagstoffen wie z. B. Paraffinen zur Imprägnierlösung. Dies wirkt sich auf die Formaldehydminderung bzw. auf die spätere Quellung und Wasseraufnahme der Sekundärspäne und -fasern positiv aus, und es kann auf eine weitere Beleimung der wiedergewonnenen Späne und Fasern nach dem Aufschluß ganz oder teilweise verzichtet werden. Darüber hinaus brauchen die Späne und Fasern für eine Weiterverarbeitung zu Platten nicht so stark getrocknet zu werden. Sollen die wiedergewonnenen Späne zu Fasern für die Faserplattenherstellung verarbeitet werden, so ist die Zugabe von ligninerweichenden Chemikalien wie z.B. Methanol, Sulfiten oder auch Ammoniak sinnvoll, um bei der späteren Fasererzeugung Energie zu sparen.
Eine Standardimprägnierlösung wird ca. 0,5 bis 3% Harnstoff, und ca. 0,1 bis 1% Ammoniak oder ca. 0,5% Natronlauge (gelöst in Wasser) enthalten. Durch die in der Imprägnierlösung enthaltenen Chemikalien wird kein Holzaufschluß (Delignifizierung) wie bei einer Zellstofferzeugung herbeigeführt werden.
Durch Zugabe von Chemikalien in den Aufschlußbehälter während des Aufschlusses kann der Aufschluß ebenfalls positiv beeinflußt werden. So kann z. B. durch ein Eingasen von Ozon freigewordenes Formaldehyd zerstört werden.
Da hohe Temperaturen die Späne schädigen, ist es vorteilhaft, wenn der Aufschluß mit einem gesteuerten Temperaturprofil durchgeführt wird. Dies kann so aussehen, daß zu Anfang des Aufschlusses die Temperatur auf ein höheres Temperaturniveau gebracht wird und zum Ende des Aufschlusses hin eine abfallende Temperatur vorliegt. Auch ein anderes, nicht konstantes Temperaturprofil ist möglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der nachfolgenden Beispiele 1 bis 11 näher beschrieben.
Beispiel 1:
Altmöbel, Produktionsreststücke und Ausschuß, die Spanplatten und/oder MDF oder andere Holzwerkstoffe enthalten, werden mittels eines handelsüblichen Vorbrechers (z. B. Vorbrecher der Firmen Pallmann oder Maier) zu Stükken mit einer Kantenlänge von 10 bis 20 cm gebrochen. Durch das Vorbrechen zu der genannten Größe erhält man einerseits ein optimales Schüttgewicht (Masse pro Volumen), andererseits werden die Späne und Fasern wie auch die Beschichtungen und Kantenmaterialien nur in geringem Maße mechanisch geschädigt. Metall-, Kunststoff und Massivholzteile müssen nicht abgetrennt werden. Spanplatten und MDF oder andere Holzwerkstoffe können getrennt oder gemischt aufgeschlossen werden. Die vorgebrochenen Holzwerkstoffteile werden in einen stehenden oder rotierenden Aufschiuß-/Druckbehälter gefüllt. Bei der angegebenen Größe erreicht man dabei ein Schüttgewicht von etwa 350 bis 400 kg/m3. Der Druckbehälter wird verschlossen und evakuiert, so daß sich ein Unterdruck von 150 bis 200 mbar (absolut) einstellt. Die Zeitdauer bis zur Einstellung dieses Unterdruckes ist von der eingesetzten Technik abhängig. Durch den Unterdruck entweicht die Luft aus den Holzwerkstoffstücken. Dadurch kann die nun zugegebene Imprägnieriösung in kurzer Zeit in die Holzwerkstoffe eindringen. Diese Eindringdauer beträgt bei Spanplatten etwa 5 bis 15 Minuten und ist von der Art des Holzwerkstoffes, vom Unterdruck, von der Zusammensetzung der Imprägnierlösung und deren Temperatur abhängig. Die Imprägnierlösung besteht aus Wasser, Harnstoff und Natronlauge. Die Holzwerkstoffstücke werden dieser Lösung solange ausgesetzt, bis diese mindestens 50% ihres Eigengewichtes entsprechend einem Flottenverhältnis (Verhältnis von Holzwerkstoffen zu Imprägnierlösung nach Beendigung des Imprägniervorganges) von 1:0,5 aufgenommen haben. Danach wird in dem Aufschlußbehälter wieder Normaldruck hergestellt und die nicht aufgenommene Imprägnierlösung wird aus dem Aufschlußbehälter abgelassen. Diese läßt sich für den nächsten Aufschluß weiter verwenden. Der Aufschlußbehälter wird dann wieder verschlossen und auf 110°C für etwa 20 Minuten aufgeheizt. Das Aufheizen erfolgt aufgrund der Freiräume zwischen den Plattenstücken in relativ kurzer Zeit. Nach dieser Behandlung liegen die Späne bzw. Fasern wieder in ihrer ursprünglichen geometrischen Form vor. Die Beschichtungen und Kantenmaterialien sowie andere unerwünschte Bestandteile sind abgelöst und können durch eine nachfolgende Siebung oder eine Windsichtung oder eine Kombination von beidem von der Span- bzw. Faserfraktion abgetrennt werden. Entsprechendes gilt für Massivholz-, Span- oder Faserplattenstücke, die nicht gelöst werden-konnten. Der Rückstand kann weiter sortiert werden, z. B. in Vollholz-, Kunststoff- und Metallteile. Diese können weiter verarbeitet, thermisch zur Strom- oder Energieerzeugung genutzt oder anders entsorgt werden. Metalle können z. B. über Magnete oder Metalldetektoren abgetrennt werden. Kunststoffe und Holzteile durch NIR-spektroskopische oder andere Verfahren sortiert und getrennt werden.
Aus den wiedergewonnenen Spänen bzw. Fasern lassen sich ohne Zugabe frischer Späne bzw. Fasern mit üblicher Technik und handelsüblichen, unmodifizierten Bindemitteln wie z. B. Harnstoff-, Melamin-, Phenol-Formaldehydharzen, Isocyanaten (MDl/PMDI) oder Mischharzen Span- bzw. Faserplatten herstellen, die die gleichen oder sogar bessere Eigenschaften als das Ausgangsmaterial haben (s. Tab. 1. und 2). Dies gilt sowohl für die technologischen Eigenschaften als auch für die Formaldehydemission.
Beispiel 2:
Wie Beispiel 1, nur werden Aufschlußmaterial und Imprägnierlösung bereits im angestrebten Flottenverhältnis in einen drehenden oder einen mit einem Rühr- bzw. Mischwerk ausgestatteten Aufschlußbehälter gefüllt. Dies bedeutet, es wird maximal soviel Imprägnierlösung in den Aufschlußbehälter gegeben, wie das Aufschlußmaterial aufnehmen kann. Die Durchmischung und gleichmäßige Aufnahme der Imprägnierlösung erfolgt dabei durch das Drehen des Aufschlußbehälters oder das Rühr- bzw. Mischwerk. Der Aufschlußbehälter kann dabei von Anfang an, d. h. direkt nach dem Verschließen, aufgeheizt werden.
Beispiel 3:
Wie Beispiel 1, jedoch findet die Imprägnierung in einem anderen Behälter statt als dem Aufschlußbehälter und die fertigimprägnierten Holzwerkstoffstücke werden in den Aufschlußbehälter gefüllt, so daß die Temperaturbeaufschlagung direkt erfolgen kann.
Beispiel 4:
Wie Beispiel 1, jedoch ohne Unterdruck.
Wie Beispiel 1, 2, 3 oder 4, nur daß der Aufschluß drucklos durchgeführt wird.
Beispiel 6:
Wie Beispiel 1 oder 4, nur daß die Imprägnierlösung eine höhereTemperatur als die Umgebungstemperatur aufweist, vorzugsweise 60 bis 80°C.
Beispiel 7:
Wie Beispiel 1, 2 oder 4, nur daß Imprägnierung und Aufschluß kontinuierlich oder im "batch" Verfahren durchgeführt werden.
Beispiel 8:
Wie Beispiel 1, 2, 3 oder 4, nur daß der Imprägnierlösung formaldehydbindende, formaldehydinhibierende oder formaldehydzerstörende Chemakalien, wie z.B. Harnstoff Ammoniak oder Harnstoff bzw. Ammoniak abspaltende Stoffe zugesetzt werden.
Beispiel 9:
Wie Beispiel 1, 2, 3 oder 4, nur daß der Imprägnierlösung Laugen wie z. B. Natronlauge, Säuren wie z.B. Schwefelsäure, Oxidations- oder Reduktionsmittel, Bindemittel wie z.B. Harnstofformaldehyharze, bindemittelkonservierende oder bindemittelreaktivierende Stubstanzen, alle Chemikalien in einer Gesamtkonzentration bis zu 30% zugegeben werden.
Beispiel 10:
Wie Beispiel 1, 2, 3 oder 4, nur daß die wiedergewonnenen Späne bzw. Fasern nach dem Aufschluß im noch feuchten, angetrockneten oder getrockneten Zustand mit Chemikalien nach den Beispielen 8 und 9 behandelt werden.
Beispiel 11:
Wie vorangegangene Beispiele , nur daß während des Aufschlusses Chemikalien nach den Beispielen 8 und 9 oder andere Chemikalien in den Aufschlußbehälter zugegeben werden. So kann durch ein Eingasen von Ozon z. B. freigewordenes Formaldehyd zerstört werden.
Beispiel 12:
Wie vorangegangene Beispiele, nur daß in zwei oder mehreren, miteinander gekoppelten Aufschlußbehältern nebeneinander gearbeitet wird.
Die Tabellen 1 und 2 geben einen Überblick über die Eigenschaften von aus wiedergewonnem Spanmaterial hergestellten Platten. Es zeigen:
Tabelle 1:
Eigenschaften einer aus wiedergewonnenem Spanmaterial hergestellten Laborspanplatte, der Möbelspanplatte (Produktion 1993) aus der die Späne wiedergewonnen wurden (nach Entfernen der Beschichtung) und einer Laborspanplatte, die aus Industriespänen des Möbelspanplattenherstellers hergestellt wurde.
Tabelle 2:
Eigenschaften einer aus wiedergewonnenem Spanmaterial (Sekundärspäne) hergestellten Laborspanplatte, der Altmöbelspanplatte von 1964 aus der die Späne wiedergewonnen wurden (nach Entfernen der Beschichtung) und einer Labor-MDF, die aus Fasern hergestellt wurde, die durch Mahlung von wiedergewonnenen Spänen der Altmöbelspanplatte erzeugt wurden.
Das erfinderische Verfahren wird anhand eines Beispiels näher erläutert.
In Fig. 1 ist schematisch eine Anlage zum Aufschluß von Spanplatten und Holzwerkstoff-reststücken gemäß der Erfindung dargestellt. In Fig. 2 ist schematisch der Verfahrensablauf dargestellt.
Holzwerkstoffreststücke werden durch einen Radlader 1 oder einen Greifbagger oder ein anderes geeignetes Gerät auf einen Vorbrecher 2 gegeben. Durch den Vorbrecher 2 werden die Holzwerkstoffe zu flächigen Stücken mit einer Kantenlänge von durchschnittlich 10 bis 20 cm vorgebrochen. Das vorgebrochene Material wird dann über eine geeignete Fördereinrichtung 17 in den Aufschlußbehälter 3 gefördert. Der Aufschlußbehälter 3 hat hier auch die Funktion eines Imprägnierbehälters. Nachdem der Aufschlußbehälter 3 befüllt ist, wird er luftdicht verschlossen. Über eine Vakuumpumpe 9 wird die im Aufschlußbehälter 3 und den Holzwerkstoffen enthaltene Luft abgesaugt bis sich ein Unterdruck von etwa 150 bis 200 mbar (absolut) eingestellt hat. Unter Aufrechterhaltung des Vakuums wird nun aus dem Ansetzbehälter 4 für Imprägnierlösung über eine Leitung 15 die Imprägnierlösung in den Aufschlußbehälter 3 geführt, bis die Holzwerkstoffe vollständig von dieser bedeckt sind. Im Aufschlußbehälter 3 wird nun wieder Normaldruck eingestellt. Zur Beschleunigung des Eindringens der Imprägnierlösung könnte auch Überdruck angelegt werden. Auch eine Imprägnierung bei Normaldruck ist möglich. Der Ansetzbehälter 4 für die Imprägnierlösung verfügt über ein Rührwerk 5 und eine Zufuhr für Chemikalien 6 und eine Zuleitung für Wasser 7. Ist der Imprägniervorgang abgeschlossen, d.h. haben die Holzwerkstoffstücke mindestens 50% ihres Eigengewichtes an Imprägnierlösung aufgenommen, wird über eine Leitung 10 die überschüssige Imprägnierlösung aus dem Aufschlußbehälter 3 zurück in den Ansetzbehälter 4 abgelassen. Darin wird sie wieder aufgefüllt und für den nächsten Imprägniervorgang verwendet. Der Aufschlußbehälter 3 wird nach dem Ablassen der überschüssigen Imprägnierlösung wieder druckdicht verschlossen und nun über die Mantelfläche oder durch direkte Wärmezufuhr durch Heißluft, Dampf oder einen anderen gasförmigen Wärmeträger mittels einer Wärmequelle 8 aufgeheizt. Es wird beispielsweise eine Temperatur von 110°C für 20 Minuten im Aufschlußbehälter 3 hergestellt. Danach wird die Wärmezufuhr beendet und der Aufschlußbehälter 3 wird durch eine Austragsvorrichtung 16 entleert. Anstelle einer Austragsvorrichtung könnte der Aufschlußbehälter auch durch eine über die ganze Breite sich erstreckende Öffnung im unteren Bereich geleert werden. Das aufgeschlossene Material wird in ein Silo 11 oder einen anderen geeigneten Lagerbehälter geführt. Von dort wird es kontinuierlich auf eine Siebmaschine 12 gegeben. Dort werden Späne bzw. Fasern von Beschichtungen, Massivholzteilen, Kantenmaterialien und anderen Nicht-Span-Bestandteilen getrennt. Die abgetrennten Späne bzw. Fasern werden nun einer Weiterverarbeitung 14 zugeführt. Die abgetrennten übrigen Bestandteile können nun weitersortiert werden oder zwecks Volumenverringerung mittels einer Presse 13 verdichtet werden.
Möbelspanplatte ohne Beschichtung 19 mm Laborspanplatte aus Sekundärspänen 19 mm Laborspanplatte aus frischen Spänen 19 mm
Rodichte [g/cm3] 0,703 0,674 0,673
E-Modul [N/mm2] 2410 2460 2600
Biegefestigkeit [N/mm2] 11,99 12,55 15,20
Querzugsfestigkeit [N/mm2] 0,529 0,520 0,668
Abhebefestigkeit [N/mm2] 1,10 1,17 1,27
Scherfestigkeit [N/mm2] 1,71 1,48 1,70
Perforatorwerte [mg/100 g] 6,8 5,4 8,1
Feuchte bei 20/65 [%] 10,0 9,5 10,1
Altmöbelspanplatte(1964)ohne Beschichtung 19 mm Laborspanplatte aus Sekundärspänen 19 mm Labor-MDF aus Sekundärfasern 19 mm
Rodichte [g/cm3] 0,621 0,712 0,760
E-Modul [N/mm2] 3020 3730 3530
Biegefestigkeit [N/mm2] 18,11 23,63 23,20
Querzugsfestigkeit [N/mm2] 0,30 0,34 0,53
Abhebefestigkeit [N/mm2] 1,05 1,20 1,30
Scherfestigkeit [N/mm2] 1,21 1,33 1,77
Perforatorwerte [mg/100 g] 14,6 9,5 2,0
Feuchte bei 20/65 [%] 10,27 9,77 8,06

Claims (24)

  1. Verfahren zur Wiedergewinnung von Spänen und Fasern aus mit Harnstoff-Formaldehyd-Bindemitteln oder mit anderen hydrolysierbaren oder chemisch aufschließbaren Bindemitteln verleimten Holzwerkstoffreststücken, Altmöbeln, Produktionsrückständen, Abfällen und anderen holzwerkstoffhaltigen Materialien, bei dem in einem ersten Schritt den Holzwerkstoffstücken eine Tränk- bzw. Imprägnierlösung im Überschuß zugegeben wird,
    die restliche Flüssigkeit abgelassen wird, nachdem die Holzwerkstoffstücke mindestens 50 % ihres Eigengewichtes an Tränk- bzw. Imprägnierlösung aufgenommen haben,
    und bei dem die so imprägnierten- Holzwerkstoffstücke auf 80°C bis 120°C erwärmt werden, und das so aufgeschlossene Holzwerkstoffmaterial anschließend durch eine Siebung und/oder Windsichtung sortiert wird.
  2. Verfahren zur Wiedergewinnung von Spänen und Fasern aus mit Harnstoff-Formaldehyd-Bindemitteln oder mit anderen hydrolysierbaren oder chemisch aufschließbaren Bindemitteln verleimten Holzwerkstoffreststücken, Altmöbeln, Produktionsrückständen, Abfällen und anderen holzwerkstoffhaltigen Materialien, bei dem den Holzwerkstoffstücken eine Tränk- bzw. Imprägnierlösung zugegeben wird, die so bemessen ist, daß die gesamte Flüssigkeit durch die Holzwerkstoffstücke aufgenommen wird, wenn die Holzwerkstoffstücke mindestens 50 % ihres Eigengewichtes an Tränk- bzw. Imprägnierlösung aufgenommen haben,
    und bei dem die so imprägnierten Holzwerkstoffstücke auf 80°C bis 120°C erwärmt werden, und das so aufgeschlossene Holzwerkstoffmaterial anschließend durch eine Siebung und/oder Windsichtung sortiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung in einem Imprägnierbehälter stattfindet und daß die imprägnierten Holzwerkstoffstücke in einem anderen Behälter, dem Aufschlußbehälter der Temperatureinwirkung ausgesetzt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung und die Temperatureinwirkung im Aufschlußbehälter (3) stattfinden.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung und die Temperatureinwirkung gleichzeitig stattfinden.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzwerkstoffstücke flächig sind und eine Kantenlänge von mindestens 10 bis 20 cm aufweisen.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung mindestens 1 Minute dauert.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatureinwirkung mindestens eine Minute dauert.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Imprägnier- oder Aufschlußbehälter (3) ein rotierender Behälter ist, oder daß er mit einem Mischoder Rührwerk (16) ausgestattet ist zum Durchmischen der Holzwerkstoffstücke und der Imprägnierlösung.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3, 4, 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß den Holzwerkstoffstücken soviel Imprägnierlösung zugegeben wird, daß das gesamte Holzwerkstoffmaterial dadurch bedeckt ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in einem stehenden Behälter durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Aufschlußbehälter (3) ein Überdruck bis 2 bar herrscht.
  13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzwerkstoffstücke einen Anteil an Imprägnierlösung in Höhe von 80 % ihres Eigengewichtes aufweisen und einer Temperatur von 110°C für 20 Minuten ausgesetzt werden.
  14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatureinwirkung bei Normaldruck durchgeführt wird.
  15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung mit Imprägnierlösung bei einem unter Normaldruck liegenden Unterdruck bzw. nach einer Unterdruckbehandlung (Evakuierung) der Holzwerkstoff stücke stattfindet.
  16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung mit Imprägnierlösung bei einem über Normaldruck liegenden Überdruck stattfindet.
  17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung mit Imprägnierlösung unter einer Kombination von Unter- und Überdruck stattfindet.
  18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Holzwerkstoffstücke vor dem Imprägnieren erwärmt werden.
  19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierlösung vor dem Imprägniervorgang erwärmt wird, vorzugsweise auf eine Temperatur bis 80°C.
  20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Imprägnierlösung formaldehydbindende, formaldehydinhibierende oder formaldehydzerstörende Chemikalien wie Harnstoff, Ammoniak oder Harnstoff bzw. Ammoniak abspaltende Chemikalien zugesetzt werden.
  21. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Imprägnierlösung Laugen wie z.B. Natronlauge, Säuren wie z.B. Schwefelsäure, Oxydations- oder Reduktionsmittel, Bindemittel wie z.B. Harnstoffformaldehydharze, bindemittelkonservierende oder bindemittelaktivierende Substanzen, alle Chemikalien in einer Gesamtkonzentration bis zu 30 %, zugegeben werden.
  22. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Aufschlusses Chemikalien in den Aufschlußbehälter (3) zugegeben werden.
  23. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Aufschlusses mit einem Temperaturprofil gearbeitet wird, z.B. einer zunächst höheren und dann absinkenden Temperatur.
  24. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wiedergewonnenen Späne bzw. Fasern nach dem Aufschluß im noch feuchten, angetrockneten oder getrockneten Zustand mit Chemikalien nach den Ansprüchen 21 und/oder 22 behandelt werden.
EP95913030A 1994-03-15 1995-03-14 Verfahren zur wiedergewinnung von spänen und fasern aus holzwerkstoffreststücken, altmöbeln, produktionsrückständen, abfällen und anderen holzwerkstoffhaltigen materialien Expired - Lifetime EP0697941B2 (de)

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