EP1284845A1 - Verfahren zur herstellung einer bindemittelflotte - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer bindemittelflotte

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EP1284845A1
EP1284845A1 EP01913696A EP01913696A EP1284845A1 EP 1284845 A1 EP1284845 A1 EP 1284845A1 EP 01913696 A EP01913696 A EP 01913696A EP 01913696 A EP01913696 A EP 01913696A EP 1284845 A1 EP1284845 A1 EP 1284845A1
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EP
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wood
binder
waste water
tannin
fiberboard
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EP01913696A
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Edmone Roffael
Brigitte Dix
Dieter Greubel
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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
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/002—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres characterised by the type of binder

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a binder liquor for wood-to-wood bonds from powdered binders or binder components which are brought into solution in a liquid.
  • Wood Materials such as chipboard and fiberboard are produced by gluing wood chips or fibers with a binder and then drying them if necessary, sprinkling them into chip or fiber mats and then pressing them hot.
  • Aminoplast resins such as urea and urea elamine-formaldehyde resins, phenol formaldehyde resins and adhesives based on polymeric diisocyanates are generally used as binders in the wood-based panel industry. To a small extent, tannin formaldehyde resins and starches in unmodified and modified form are also used as binders.
  • Other binders based on renewable raw materials are lignins, proteins and carbohydrates, which are mainly used on their own or in combination with other binders in special plate types.
  • the binders are mainly used in the wood-based materials as an aqueous glue liquor in the consistency range between 40-60%.
  • powdered binders are processed either as an aqueous solution by the binder manufacturer or in the chip or fiberboard factories.
  • the binders based on renewable raw materials are mainly delivered as powder to the particleboard and fiberboard plants, where they are dissolved in water and brought to the desired consistency.
  • Additives can be added during the production of the binder liquor and the pH can be adjusted to the desired level.
  • the invention is based on the object of producing a binder liquor which reduces water absorption and thickness swelling in wood-to-wood bonds, in particular in chipboard and fiberboard, in comparison to the products produced with conventional binder liquors.
  • this object is achieved according to the invention in that wastewater used in the production of wood-based materials such as chipboard and fiberboard is used as the liquid.
  • Waste water is to be understood primarily as the condensates that occur during the drying of wood chips and wood fibers, the waste water that arises in the manufacture of fiberboard using the wet process, and the squeeze water that occurs in the manufacture of fiberboard using the dry process.
  • the squeeze water that occurs in large quantities in the production of medium-density fiberboard has a high chemical and biological oxygen demand, and therefore cannot be led into the drains and therefore requires special disposal.
  • this waste water can be used directly in a recycling process for the production of binder liquors, the use of (pure) water being able to be dispensed with entirely.
  • Further advantages are low swellings in thickness and water absorption, without adversely affecting the bending and transverse tensile strength of the plates produced with a binder liquor according to the invention.
  • Tannin, starch, lignin, protein and mixtures thereof can be used as binders. It is expedient if the tannin to be used is obtained by extracting bark or wood with waste water from the wood-based materials industry.

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
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  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)

Description

Verfahren zur Herstellung einer Bindemittelflotte
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Bindemittelflotte für Holz-zu-Holz-Bindungen aus pulverförmigen Bindemitteln oder Bindemittelkomponenten, die in einer Flüssigkeit in Lösung gebracht werden.
Holz Werkstoffe wie Holzspanplatten und Faserplatten werden hergestellt, indem man Holzspäne bzw. -fasern mit einem Bindemittel beleimt und gegebenenfalls anschließend trocknet, zu Span- bzw. Fasermatten streut und darauf folgend heiß presst. Als Bindemittel in der Holzwerkstoff industrie werden in der Regel Aminoplastharze wie Harnstoff- und Harnstoff- elamin- Formaldehydharze, Phenolformaldehydharze und Klebstoffe auf Basis von polymeren Diisocyanaten eingesetzt. Zu einem geringen Teil werden auch Tanninformaldehydharze und Stärken in unmodifizierter und modifizierter Form als Bindemittel verwendet. Weitere Bindemittel auf Basis nachwachsender Rohstoffe sind Lignine, Proteine und Kohlenhydrate, die hauptsächlich für sich allein oder in Kombination mit anderen Bindemitteln in Spezialplattentypen zur Anwendung gelangen.
Die Bindemittel werden in den Holzwerkstoffen hauptsächlich als wässrige Leimflotte im Konsistenzbereich zwischen 40-60% eingesetzt. Pulverförmige Bindemittel werden in diesem Konsistenzbereich entweder vom Bindemittelhersteller oder in den Span- oder Faserplattenfabriken als wässrige Lösung aufbereitet. Die Bindemittel auf Basis nachwachsender Rohstoffe werden hauptsächlich als Pulver in den Span- und Faserplattenwerken angeliefert, wo sie mit Wasser in Lösung gebracht und auf die gewünschte Konsistenz gebracht werden. Bei der Herstellung der Bindemittelflotte können Additive zugegeben werden und der pH-Wert auf das gewünschte Niveau eingestellt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bindemittelflotte herzustellen, die in Holz-zu-Holz-Bindungen, insbesondere in Holzspanplatten und Faserplatten Wasseraufnahme und Dickenquellung im Vergleich zu den mit herkömmlichen Bindemittelflotten hergestellten Erzeugnissen verringert.
Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass als Flüssigkeit Abwässer verwendet werden, die bei der Herstellung von Holzwerkstoffen wie Holzspanplatten und Faserplatten anfallen.
Dabei sind unter "Abwässer" in erster Linie die bei der Trocknung von Holzspänen und Holzfasern anfallenden Kondensate, das bei der Faserplattenherstellung nach dem Nassverfahren anfallende Abwasser sowie das bei der Faserplattenherstellung nach dem Trockenverfahren anfallende Quetschwasser zu verstehen.
Insbesondere die bei der Herstellung von mitteldichten Faserplatten in großen Mengen anfallenden Quetschwässer weisen einen hohen chemischen und biologischen Sauerstoffbedarf auf, können daher nicht in die Abflüsse geleitet werden und verlangen daher eine besondere Entsorgung. Erfindungsgemäß können diese Abwässer in einem Recyclingverfahren unmittelbar zur Herstellung von Bindemittelflotten verwendet werden, wobei auf die Verwendung von (reinem) Wasser vollständig verzichtet werden kann. Als weitere Vorteile ergeben sich niedrige Dickenquellungen und Wasseraufnahmen und zwar ohne Beeinträchtigung der Biege- und Querzugfestigkeit der mit einer erfindungsgemäßen Bindemittelflotte hergestellten Platten. Als Bindemittel lassen sich Tannin, Stärke, Lignin, Protein sowie Mischungen hiervon verwenden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn das zu verwendende Tannin durch Extraktion von Rinden oder Hölzern mit Abwässern der Holzwerkstoffindustrie gewonnen wird.
In Vergleichsversuchen wurde Tannin in das Kondensat einer Spänetrocknungsanlage eingerührt und auf eine Stoffkonsistenz von 45% eingestellt. Zum Vergleich wurde das gleiche Tannin in destilliertem Wasser in Lösung gebracht und ebenfalls auf eine Stoffkonsistenz von 45% eingestellt. Der Bindemittelgehalt betrug jeweils 14% (Feststoff/atro Faser). Mit den beiden Tanninlösungen wurden nach Zugabe von Formaldehyd als Härtungsbeschleuniger (10,5% Feststoff/Feststoff Tannin) mitteldichte Faserplatten unter gleichen Beleimungs- und Pressbedingungen hergestellt. Die Presszeit betrug jeweils 24 Sekunden pro Millimeter Plattendicke. Die Feuchte der Fasern lag nach Beleimung und Trocknung jeweils zwischen 15,2% und 15,5%. An den so hergestellten Platten wurden die physikalisch-technologischen Eigenschaften ermittelt. Die nachfolgende Tabelle zeigt, dass die unter Einsatz von in Trocknerkondensat gelöstem Tannin hergestellten Platten im Vergleich zu denen, die mit in Wasser gelöstem Tannin gebunden sind, niedrigere Dickenquellungen und Wasseraufnahmen aufweisen:

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung einer Bindemittelflotte für Holz-zu-Holz- Bindungen aus pulverförmigen Bindemitteln oder Bindemittel- komponenten, die in einer Flüssigkeit in Lösung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit Abwässer verwendet werden, die bei der Herstellung von Holzwerkstoffen wie Holzspanplatten und Faserplatten anfallen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Abwasser Kondensate aus der Trocknung von Holzspänen oder Holzfasern verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Abwasser das bei der Faserplattenherstellung nach dem
Nassverfahren anfallende Abwasser verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Abwasser das bei der Faserplattenherstellung nach dem Trokenverfahren anfallende Quetschwasser verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Tannin verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zu verwendende Tannin durch Extraktion von Rinden oder Hölzern mit Abwässern der Holzwerkstoffindustrie gewonnen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Stärke verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass als Bindemittel Lignin verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Protein verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Mischungen aus Tannin, Stärke, Lignin und Protein verwendet werden.
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