EP3395520B1 - Verfahren zur herstellung von osb-holzwerkstoffplatten mit reduzierter emission an flüchtigen organischen verbindungen (vocs) - Google Patents
Verfahren zur herstellung von osb-holzwerkstoffplatten mit reduzierter emission an flüchtigen organischen verbindungen (vocs) Download PDFInfo
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- EP3395520B1 EP3395520B1 EP17167974.9A EP17167974A EP3395520B1 EP 3395520 B1 EP3395520 B1 EP 3395520B1 EP 17167974 A EP17167974 A EP 17167974A EP 3395520 B1 EP3395520 B1 EP 3395520B1
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- B27K2240/00—Purpose of the treatment
- B27K2240/10—Extraction of components naturally occurring in wood, cork, straw, cane or reed
Definitions
- the present invention relates to a process for treating wood strands with water vapor according to claim 1, a process for producing OSB wood-based panels according to claim 7 and a production line for producing OSB wood-based panels according to claim 11.
- Chipboard also known as OSB (oriented strand boards), are wood-based panels made from long strands.
- OSB boards are increasingly being used in timber and prefabricated house construction, as OSB boards are lightweight and still meet the structural requirements imposed on building boards.
- OSB boards are used as building boards and as wall or roof planking or in the floor area.
- the production of OSB boards is carried out in a multi-stage process, wherein initially the chips or strands of debarked roundwood, preferably coniferous wood, are peeled off in the longitudinal direction by rotating blades. In the subsequent drying process, the natural moisture of the beach is reduced at high temperatures.
- the degree of moisture of the strands may vary depending on the adhesive used, and the humidity should be well below 10% in order to avoid breakers during later compression. Depending on the adhesive, wetting may be more favorable on rather wet beaches or on dry beaches.
- as little moisture as possible should be present in the strands during the pressing process, in order to reduce the vapor pressure generated during the pressing process as far as possible, as this could otherwise cause the raw plate to burst.
- gluing device in which the glue or adhesive is applied finely distributed to the chips.
- PMDI polymeric diphenylmethane diisocyanate
- MUPF glues melamine-urea-phenol-formaldehyde
- the glues can also be mixed in the OSB boards. These glues are used because the OSB boards are often used for structural applications as mentioned above. Moisture or moisture-resistant glues must be used there.
- the glued strands are scattered in scattering apparatuses alternately along and across the production direction, so that the strands are arranged crosswise in at least three layers (lower cover layer - middle layer - upper cover layer).
- the scattering direction of the lower and upper cover layer is the same, but deviate from the scattering direction of the middle layer.
- the strands used in the top and middle layers differ from each other.
- the strands used in the outer layers are flat and the strands used in the middle layer are less flat up to span-shaped.
- two strands of material are used in the manufacture of the OSB boards: one with flat strands for the later cover layers and one with "chips" for the middle layer.
- the strands in the middle layer may be qualitatively inferior because the flexural strength is generated substantially by the cover layers. Therefore, fines produced during machining can also be used in the middle layer of OSB boards.
- the percentage distribution between middle and top layer is at least 70% to 30%. Following the scattering of the strands, continuous compression of the same under high pressure and temperature of e.g. 200 to 250 ° C.
- OSB boards are enjoying increasing popularity and diverse applications, for example as a construction element in house construction or as formwork in concrete construction.
- the inherent hygroscopic properties of wood-based materials have a detrimental effect in some applications.
- Volatile organic compounds also called VOCs, include volatile organic compounds which readily evaporate or are already present as gas at lower temperatures, for example at room temperature.
- the volatile organic compounds are either already present in the wood material and are released during workup from this or they are formed according to the current state of knowledge by the degradation of unsaturated fatty acids, which in turn are decomposition products of wood.
- Typical conversion products which occur during processing are, for example, pentanal and hexanal, but also octanal, 2-octenal or 1-heptenal.
- softwoods from which OSB boards are predominantly produced contain large amounts of resin and fats which lead to the formation of volatile organic terpene compounds and aldehydes.
- VOCs such as the aldehydes mentioned, can also be formed or released when certain adhesives are used for the production of wood-based materials.
- OSB boards are critical mainly because this material is predominantly used uncoated. This allows the ingredients to exude unhindered.
- OSB boards are often used for cladding / paneling of large areas, which usually results in a high space loading (m 2 OSB / m 3 room air). This leads in addition to a concentration of certain substances in the room air.
- VOC scavengers almost always takes place after the drying process of the strands, since this or also the temperature exposure in the press was considered to be the triggering reasons of the majority of the emission.
- the VOC scavengers were added in liquid form via the gluing system, solids were added at various points of the process (eg scattering). This required an additional installation of dosing stations to ensure a homogeneous distribution.
- the invention is based on the technical object of improving the known method for the production of OSB material plates in order to produce OSB material plates with a significantly reduced emission of volatile organic compounds (VOCs) in a simple and safe manner. At least the emission of terpenes should be reduced. If possible, the manufacturing process should be changed as little as possible and the cost should not rise disproportionately. Furthermore, the solution should include the greatest possible flexibility. Ultimately, ecological aspects should also be taken into account, d. H. the solution should not cause additional energy consumption or generate additional waste.
- VOCs volatile organic compounds
- Another technical task was to design a plant that would allow easy treatment of the beaches to reduce the emission of VOCs. This should be integrated into the production process and should not disturb or increase the cost of manufacturing the OSB. Also, the technical effort for the treatment should not lead to an increase in safety measures or involve a greater risk potential.
- VOCs volatile organic compounds
- EP 0695609 A2 relates to a method for preheating grit to a predetermined preheat temperature during the manufacture of wood-based panels. Preheating here allows an increase in performance for the production of wood-based panels, since the pressing time can be shortened.
- the treatment of the wood strands with steam takes place in such a way that the steam at a temperature between 90 ° C and 110 ° C, particularly preferably of 100 ° C at a pressure between 0.7 bar and 1.5 bar, particularly preferably at 1 bar (atmospheric pressure) is passed over the wooden strands.
- the steam treatment is carried out at the temperature-dependent pressure with which the steam is introduced into the treatment device.
- a steam treatment at atmospheric pressure temperature of the introduced steam of 100 ° C
- an additional (external) pressure i.e., in addition to the pressure with the water vapor entering the system
- no pressure vessels such as an autoclave or a pressure chamber
- the steam treatment of the wood strands takes place in an oxygen-poor atmosphere or with the greatest possible exclusion of oxygen.
- the present water vapor treatment of the wood strands is carried out in a separate steam treatment apparatus.
- the steam treatment takes place outside of a chipper (eg knife ring chipper or disc chipper) and is thus not part of the cutting or crushing process of wood for the production of wooden strips. It is also essential that the steam treatment can be carried out before the drying of the wood strands.
- the steam treatment of the wood strands is carried out over a period of 5 to 20 minutes, preferably from 10 to 20 minutes, particularly preferably 15 minutes.
- the amount of steam is a maximum of 1 kg of steam / kg of beach (atro).
- the duration of the steam treatment is determined primarily by the speed of the transport device on which the wood strands are continuously fed through the steam treatment device.
- the water vapor is trapped as condensate after passing the wood strands. It is advantageous that the loading of the condensate with organic compounds is relatively low.
- the COD Chemical Oxygen Demand
- the wood strands used herein may have a length of between 50 to 200 mm, preferably 70 to 180 mm, particularly preferably 90 to 150 mm; a width between 5 to 50 mm, preferably 10 to 30 mm, particularly preferably 15 to 20 mm; and a thickness between 0.1 and 2 mm, preferably between 0.3 and 1.5 mm, particularly preferably between 0.4 and 1 mm.
- the wooden strands have e.g. a length between 150 and 200 mm, a width between 15 and 20 mm, a thickness between 0.5 and 1 mm and a humidity of max. 50% up.
- the at least one housing may be in the form of a metal tube or tubular body.
- the at least one transport device consists of at least one conveyor belt.
- the conveyor belt should have perforations or other openings so that the water vapor can be passed from the top of the conveyor belt past the wooden strands to the underside of the conveyor belt.
- the wooden strands are distributed on the conveyor belt so that a homogeneous flow through the wood strands with steam is possible.
- more than one spraying means is provided on the steam supply line.
- the number of spray is particularly dependent on the total length of the housing.
- the spray can be controlled individually, so that the required amount of water vapor is specifically adjustable.
- a spray nozzle or other suitable injectors can be used, which allow a uniform spraying and a uniform distribution of water vapor on and between the wooden strands.
- the water vapor is collected after passing through the wood strands as condensate.
- at least one means for collecting the condensate is provided in the vaporization system below the conveyor belt (based on the flow direction of the water vapor).
- the tubular body may be angled upwards in the feed direction.
- the condensate thus collected contains wood components washed out of the wood strands, in particular aldehydes, organic acids and / or terpenes, in particular those which have a certain water solubility.
- the steam-treated strands After leaving the steam treatment apparatus, the steam-treated strands have a temperature of 80 to 90 ° C. At this temperature, the wood strands from the steam treatment station enter a dryer (as part of the OSB board production line), resulting in an increase in dryer performance. This will continue to use the energy needed to remove wood constituents for the drying process. In a normal process, the inlet temperature of the strands into the dryer is about 25 ° C.
- the present method enables the production of OSB wood-based panels using steam-treated wooden strands which are introduced into a known manufacturing process in addition to or as an alternative to untreated wood strands.
- An OSB wood-based panel produced by the process according to the invention comprises steam-treated wood strands has a reduced emission of volatile organic compounds, in particular terpenes and aldehydes.
- the production of OSB is changed in comparison to the conventional OSB production processes in that at least part of the strands used after production are treated with steam before drying.
- the beaches can be those that act for the cover or middle class.
- the strands are fed to the standard drying process. This is done z. B. immediately before gluing, whereby a complete substitution or even a partial substitution of the standard strands can take place.
- steam-treated wood strands or a mixture of steam-treated wood strands and non-steam-treated wood strands are used as the middle layer and / or top layer of the OSB wood-based panel.
- a complete substitution of the wood strands is possible, wherein the steam-treated wood strands are used in the middle layer, and in one or both cover layers or in all layers.
- the middle and outer layers in each case a mixture with any ratio of steam-treated wood strands and non-steam-treated wood strands.
- the mixture may comprise between 10 and 50% by weight, preferably between 20 and 30% by weight of untreated or non-steamed wood strands and between 50 and 90% by weight, preferably between 70 and 80% by weight of steam-treated wood strands.
- the step of steam treatment of the wood strands can be carried out separately from the production process of the OSB wood-based panels. Accordingly, the steam treatment in this embodiment of the present method takes place outside the overall process or the process line.
- the wood strands are thereby discharged from the manufacturing process and introduced into the steam treatment apparatus (e.g., steaming equipment). Subsequently, the steam-treated wood strands may, if necessary after intermediate storage, e.g. be returned to the conventional manufacturing process immediately before gluing. This allows a high flexibility in the manufacturing process.
- the steam treatment of the wood strands can be integrated into the manufacturing process of the OSB wood-based panels in an even further embodiment variant, i.
- the steam treatment step is integrated into the overall process or process line and takes place online.
- steam treatment may be carried out i) immediately after cutting and providing the strands of wood or ii) only after sifting and separating the strands of wood according to the use of the strands for the middle or top layer.
- a separate water vapor treatment of the wood strands can be made according to the requirements of the wood strands used in the middle and top layers.
- the steam treatment of the wood strands is carried out in at least one vaporization plant, preferably in two vapor deposition plants.
- the vaporization system used in the present case can be present or function as a batch plant or as a continuously operated plant, wherein a continuously operated plant is preferred.
- the steam treatment of wood strands used for the middle layer and the top layers of the OSB wood-based panel may each be carried out separately in at least two vapor deposition units. This makes it possible to adapt the degree of water vapor deposition of the steam-treated wood strands used in the middle and / or outer layer to the respective requirements and customer requirements.
- the two vapor deposition systems used are preferably connected in parallel or arranged in this case.
- the contacting of the wood strands with the at least one binder in step d) is preferably carried out by spraying or atomizing the binder onto the wood strands.
- Many OSB systems work with rotating coils (drums with atomizer gluing). A mixer gluing would also be possible.
- the strands are intimately mixed with the glue in a mixer by rotating blades.
- a polymer adhesive selected from the group consisting of formaldehyde adhesives such as urea-formaldehyde resin adhesive (UF) and / or melamine-formaldehyde resin adhesive (MF), polyurethane adhesives is preferably used as a binder , Epoxy Adhesives, Polyester Adhesives.
- a polyurethane adhesive is preferred, wherein the polyurethane adhesive is based on aromatic polyisocyanates, in particular polydiphenylmethane diisocyanate (PMDI), tolylene diisocyanate (TDI) and / or diphenylmethane diisocyanate (MDI), with PMDI being particularly preferred.
- the steam-treated and non-steam-treated wood strands are glued with a binder amount of 1.0 to 5.0% by weight, preferably 2 to 4% by weight, in particular 3% by weight (based on the total amount of wood strands).
- the flame retardant may typically be added in an amount between 1 and 20% by weight, preferably between 5 and 15% by weight, particularly preferably ⁇ 10% by weight, based on the total amount of wood strands.
- Typical flame retardants are selected from the group comprising phosphates, sulfates borates, in particular ammonium polyphosphate, tris (tri-bromneopentyl) phosphate, zinc borate or boric acid complexes of polyhydric alcohols.
- the glued (steam-treated and / or non-steam-treated) wood strands are scattered on a conveyor belt to form a first cover layer along the transport direction, then forming a middle layer transversely to the transport direction and finally forming a second cover layer along the transport direction.
- the glued wooden strands are pressed at temperatures between 200 and 250 ° C., preferably 220 and 230 ° C., to form an OSB wood-based panel.
- the present method enables the production of an OSB wood-based panel with reduced emission of volatile organic compounds (VOCs) comprising water-treated wood strands.
- VOCs volatile organic compounds
- the present OSB wood-based panel may consist entirely of steam-treated wood strands or of a mixture of steam-treated and non-steam-treated wood strands.
- both cover layers and the middle layer of OSB consist of steam-treated wood strands
- the two cover layers consist of non-steam-treated wood strands and the middle layer of steam-treated wood strands
- the two cover layers consist of steam-treated wood strands and the middle layer from non-steamed wooden strands.
- the present OSB wood-based panel may have a bulk density between 300 and 1000 kg / m 3 , preferably between 500 and 800 kg / m 3 , particularly preferably between 500 and 600 kg / m 3 .
- the thickness of the present OSB wood-based panel may be between 5 and 50 mm, preferably between 10 and 40 mm, wherein in particular a thickness between 15 and 25 mm is preferred.
- the OSB wood-based panel produced by the present method has, in particular, a reduced emission of aldehydes released during wood pulping, in particular pentanal or hexanal, and / or terpenes, in particular carene and pinene.
- aldehydes take place during the machining process and an associated aqueous workup and purification of the wood strands.
- specific aldehydes can be formed from the basic building blocks of cellulose or hemicellulose.
- the aldehyde furfural is formed from mono- and disaccharides of cellulose or hemicellulose, while aromatic aldehydes can be liberated from lignin.
- the aliphatic aldehydes saturated and unsaturated are formed by the fragmentation of fatty acids with the participation of oxygen.
- Due to the use of steam-treated wood strands is a reduction of the emission of C 2 -C 10 aldehydes, more preferably acetaldehyde, pentanal, hexanal or furfural, and a reduction of liberated terpenes, especially C 10 monoterpenes and C 15 sesquiterpenes, in particular preferably acyclic or cyclic monoterpenes in the OSB wood-based panels.
- Typical acyclic terpenes are terpene hydrocarbons such as myrcene, terpene alcohols such as gerianol, linaool, ipsinol and terpene aldehydes such as citral.
- Typical representatives of the monocyclic terpenes are p-menthane, terpeninol, limonene or carvone, and typical representatives of the bicyclic terpenes are caran, pinane, bornan, in particular 3-carene and ⁇ -pinene being of importance.
- Terpenes are components of the tree resins and therefore especially in very resinous tree species such as pine or spruce.
- organic acids in particular the emission of acetic acid from OSB wood-based panels can be reduced.
- Organic acids are obtained in particular as cleavage products of the wood components cellulose, hemicellulose and lignin, wherein preferably alkanoic acids, such as acetic acid and propionic acid or aromatic acids are formed.
- the steamer can be designed continuously.
- the wooden strands are applied to a Tramsportband which leads the wood strands with a given speed through the steamer.
- the wood strands are sprayed evenly with steam, which is introduced from above the conveyor belt provided nozzles.
- the steamer may be provided upstream (upstream) of the device for sifting and separating the strands of wood. In this case, all wooden strands are exposed to a steam treatment.
- FIG. 1 shows a variant of a device 10 for steam treatment of wooden strands.
- the device comprises a (thermally insulated) tubular body 11 with a perforated conveyor belt 12 passing through the tubular body 11.
- a supply line 13 for the water vapor Above the conveyor belt 12 is a supply line 13 for the water vapor, wherein the supply line 13 a plurality of nozzles 14 for spraying the water vapor on the on the conveyor belt Has 12 wooden strands.
- a collecting means 15 is provided for the forming water vapor condensate.
- the present apparatus 10 allows steaming of the strands prior to drying the strands in the tumble dryer.
- all or parts of the strands, which are intended for the later production of the OSB can be treated.
- the treatment is carried out at normal pressure and achieved by the use of the conveyor belt 12 made of metal fabric, the homogeneous treatment of the beach with steam.
- the band of the transport device is dimensioned so that the beaches can not fall through the gaps.
- the strands are transferred directly to the production of the conveyor belt 12, which passes through the tubular body 11. On the conveyor belt 12, the strands are distributed so that a homogeneous flow through the beach with steam is possible. Periodically positioned separation stations provide for the dissolution of existing or forming beach piles.
- the conveyor belt 12 is cooled by condensate forming upon heating of the strands and has a relatively high mass compared to the strands, heating of the strip prior to spreading of the strands is to be provided. This speeds up the heating of the beaches and thus reduces the treatment time with steam.
- the heating can be done by resistance heating or by radiation.
- the steam is then applied through nozzles 14 on the beaches.
- the steam has a temperature of about 100 ° C.
- the insulation of the metal tube 11 ensures that the heat losses are minimized.
- the forming condensate is collected under the transport device 12, freed of suspended matter and returned to the system after a cleaning step to remove dissolved substances.
- the residence time of the beaches in the saturated steam atmosphere is 5 to 15 min. At regular intervals, the progress of the beach heating is detected by thermocouples. The temperature of the beaches should be near 90 ° C at the end of the treatment.
- first embodiment of the method according to the invention describes the individual process steps, starting with the provision of the wood output product to the finished OSB wood-based panel.
- step 1 suitable wood starting material for the production of the wood strands is first provided.
- wood source material all conifers, hardwoods or mixtures thereof are suitable.
- the debarking (step 2) and the cutting (step 3) of the wood starting material takes place in suitable chippers, wherein the size of the wood strands can be controlled accordingly. After shredding and providing the wooden strands they may become one Pre-drying process, wherein a humidity of 5-10% is adjusted with respect to the initial moisture content of the wood strands (not shown).
- the wooden strands are introduced into an evaporator (step 4).
- the steam treatment of the wood strands takes place in a temperature range between 80 ° and 120 ° C at a pressure between 0.5 bar and 2 bar.
- the resulting condensate can be collected and washed out of the wood strands substances (terpenes, aldehydes) can be supplied from the condensate for further use.
- the steam-treated wood strands are dried (step 9), spotted and separated (step 5).
- step 6a There is a separation in wooden strands for use as a middle layer (step 6a) or as a cover layer (step 6b) with respective gluing.
- the glued steam-treated wooden strands are spread on a conveyor belt in the order of first lower cover layer, middle layer and second upper cover layer (step 7) and then pressed into an OSB wood-based panel (step 8).
- the wood starting material is analogous to FIG. 1 initially provided (step 1), debarked (step 2) and machined (step 3).
- the strands of wood may be subjected to a predrying process, with a humidity of 5-10% being adjusted in relation to the initial moisture content of the strands of wood (step 3a).
- a separation in wood strands is already carried out after the optional drying for use as a middle layer or as a cover layer (step 5).
- step 4a the steam treatment of the wood strands provided for the middle layer (step 4a) and / or steam treatment of the wood strands (step 4b) provided for the cover layer (s) in a suitable vapor deposition system.
- the steam treatment of the wood strands takes place in a temperature range between 80 ° and 120 ° C at a pressure between 0.5 bar and 2 bar.
- the resulting condensate can be collected and washed out of the wood strands substances (terpenes, aldehydes) can be supplied from the condensate for further use.
- step 9a, 9b After completion of the steam treatment, which takes in the present case about 10-20 minutes, the steam-treated wooden strips are dried (step 9a, 9b) and glued (steps 6 a, b).
- the glued water-treated wood strands are scattered onto a conveyor belt in the order of the first lower cover layer, middle layer and second upper cover layer (step 7) and then pressed into an OSB wood-based panel (step 8).
- the obtained OSB wood-based panel is assembled in each case in a suitable manner.
- Strands are produced from pine trunks (length: max 200 mm, width: 20 mm, thickness: max 1 mm, humidity max 50%) and treated in a continuous process with about 100 ° C hot water vapor.
- the strands are loosely piled up on a conveyor belt which has perforations and thereby allows the passage of the steam after passing the beaches.
- the steam treatment was preferably from top to bottom.
- the conveyor belt is guided through a tubular body.
- nozzles are attached above the conveyor belt with the loosely piled up strands, which distributes the steam evenly over the beach.
- the treatment with steam takes about 15 minutes.
- the steam treatment takes place with the greatest possible exclusion of oxygen, so that one can speak of a reductive process control.
- the tube body has a diameter of 50 cm at a length of 3 m to achieve a residence time of about 15 minutes.
- the conveyor belt was moved through the pipe body at a speed of about 2 m / 10 minutes.
- In the feed direction was the tubular body slightly angled upwards (2 to 10 degrees) so that the condensate that formed could easily be collected. This is a pilot plant with which the effect should be demonstrated. For a production plant, this can be increased and easily optimized in terms of transport speed and quantity by the expert.
- the strands are dried in a conventional drum dryer.
- the energy requirement of the tumble dryer is reduced significantly, since the beaches already have a temperature of about 90 ° C when entering the dryer.
- they are glued in a coil with glue, preferably with PMDI (about 3% by weight on atro wood).
- the glued stands are sprinkled in a standard OSB plant as a top and middle layer.
- the percentage distribution between middle and top layer is preferably 70% to 30%.
- the strands are pressed into slabs with a density of about 570 kg / m3. After a storage period of one week, the test plate was tested together with a standard plate in the same thickness in a micro-chamber on the VOC delivery.
- Chamber parameters temperature: 23 ° C; Humidity: 0%; Air flow: 150 ml / min; Air exchange: 188 / h; Load: 48.8 m 2 / m 3 ; Sample surface: 0, 003 m 2 ; Chamber volume: 48 ml.
- the top layer consists of standard strands.
Landscapes
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Holzstrands mit Wasserdampf nach Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung von OSB-Holzwerkstoffplatten nach Anspruch 7 und eine Produktionslinie zur Herstellung von OSB-Holzwerkstoffplatten nach Anspruch 11.
- Grobspanplatten, auch OSB (oriented strand boards) genannt, sind Holzwerkstoffplatten, die aus langen Spänen (strands) hergestellt werden. OSB-Platten werden zunehmend im Holz- und Fertighausbau eingesetzt, da OSB-Platten leicht sind und trotzdem die an Bauplatten gesetzten statischen Anforderungen erfüllen. So werden OSB-Platten als Bauplatten und als Wand- oder Dachbeplankung oder auch im Fußbodenbereich eingesetzt.
- Die Herstellung der OSB-Platten erfolgt in einem mehrstufigen Prozess, wobei zunächst die Späne oder Strands aus entrindetem Rundholz, bevorzugt Nadelhölzer, in Längsrichtung durch rotierende Messer abgeschält werden. Im sich anschließenden Trocknungsvorgang wird die natürliche Feuchtigkeit der Strands bei hohen Temperaturen reduziert. Der Feuchtigkeitsgrad der Strands kann je nach verwendeten Klebstoff variieren, wobei sich die Feuchtigkeit deutlich unter 10% bewegen sollte, um Spalter beim späteren Verpressen zu vermeiden. In Abhängigkeit vom Klebstoff kann eine Benetzung auf eher feuchten Strands oder auf trockenen Strands günstiger sein. Außerdem sollte während des Pressvorganges möglichst wenig Feuchtigkeit in den Strands vorhanden sein, um den während des Pressvorganges entstehenden Dampfdruck weitestgehend zu reduzieren, da dieser die Rohplatte ansonsten zum Platzen bringen könnte.
- Im Anschluss an die Trocknung der Strands werden diese in eine Beleimvorrichtung eingeführt, in welcher der Leim bzw. Klebstoff fein verteilt auf die Späne aufgebracht wird. Zur Verleimung werden überwiegend PMDI- (polymeres Diphenylmethandiisocyanat) oder MUPF-Leime (Melamin-Harnstoff-Phenol-Formaldehyd) eingesetzt. Die Leime können in den OSB-Platten auch gemischt eingesetzt werden. Diese Leime werden verwendet, da die OSB-Platten wie oben erwähnt häufig für konstruktive Anwendungen genutzt werden. Dort müssen feuchte- bzw. nässebeständige Leime verwendet werden.
- Nach der Beleimung werden die beleimten Strands in Streuapparaturen alternierend längs und quer zur Produktionsrichtung gestreut, so dass die Strands kreuzweise in mindestens drei Schichten angeordnet sind (untere Deckschicht - Mittelschicht - obere Deckschicht). Die Streurichtung von unterer und oberer Deckschicht ist dabei gleich, weichen jedoch von der Streurichtung der Mittelschicht ab. Auch unterscheiden sich die in der Deckschicht und Mittelschicht verwendeten Strands voneinander. So sind die in den Deckschichten verwendeten Strands flächig und die in der Mittelschicht verwendeten Strands weniger flächig bis hin zu spanförmig. Üblicherweise werden bei der Herstellung der OSB-Platten zwei Materialstränge gefahren: einer mit flächigen Strands für die späteren Deckschichten und einer mit "Spänen" für die Mittelschicht. Entsprechend können die Strands in der Mittelschicht qualitativ schlechter sein, da die Biegefestigkeit im Wesentlichen durch die Deckschichten erzeugt wird. Deshalb kann auch Feingut, das beim Zerspanen entsteht, in der Mittelschicht von OSB-Platten verwendet werden. Die prozentuale Verteilung zwischen Mittel- und Deckschicht ist mindestens 70% zu 30%. Im Anschluss an die Streuung der Strands erfolgt ein kontinuierliches Verpressen der selbigen unter hohem Druck und hoher Temperatur von z.B. 200 bis 250°C.
- OSB-Platten erfreuen sich nicht zuletzt auf Grund ihrer Nachhaltigkeit immer größerer Beliebtheit und vielfältiger Anwendung, beispielsweise als Konstruktionselement beim Hausbau oder als Schalung im Betonbau. Den Holzwerkstoffen innewohnende hygroskopische Eigenschaften wirken sich bei einigen Anwendungen jedoch nachteilig aus.
- Besonders bei einer Verwendung von OSB im Innenbereich wird ein Entweichen von Holzinhaltsstoffen kritisch gesehen. Dies ist insbesondere bei OSB-Platten aus Kiefernholz problematisch, da diese besonders hohe Emission von flüchtigen organischen Verbindungen zeigen.
- Im Verlaufe der Herstellung von Holzwerkstoffplatten und insbesondere bedingt durch den Herstellungsprozess der Holzstrands entstehen bzw. werden eine Vielzahl von flüchtigen organischen Verbindungen freigesetzt. Zu den flüchtigen organischen Verbindungen, auch VOC's genannt, gehören flüchtige organische Stoffe, die leicht verdampfen bzw. bereits bei niedrigeren Temperaturen, wie zum Beispiel bei Raumtemperatur, als Gas vorliegen.
- Die flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) sind entweder bereits im Holzmaterial vorhanden und werden während der Aufarbeitung aus diesem abgegeben oder sie werden nach derzeitigem Erkenntnisstand durch den Abbau von ungesättigten Fettsäuren gebildet, die wiederum Zersetzungsprodukte des Holzes sind. Typische Umwandlungsprodukte, die während der Bearbeitung auftreten, sind zum Beispiel Pentanal und Hexanal, aber auch Octanal, 2-Octenal oder 1-Heptenal. Insbesondere Nadelhölzer, aus denen vorwiegend OSB-Platten hergestellt werden, enthalten große Mengen an Harz und Fetten, die zur Bildung von flüchtigen organischen Terpenverbindungen und Aldehyden führen. VOC, wie die genannnten Aldehyde, können jedoch auch bei der Verwendung bestimmter Klebstoffe für die Herstellung der Holzwerkstoffe entstehen bzw. freigesetzt werden.
- Die Emission von Inhaltsstoffen bei OSB-Werkstoffplatten ist vor allem deshalb kritisch, weil dieser Werkstoff zum überwiegenden Teil unbeschichtet verwendet wird. Dadurch können die Inhaltsstoffe ungehindert ausdünsten. Außerdem werden die OSB-Platten häufig zur Verkleidung/Beplankung von großen Flächen verwendet, woraus sich meist eine hohe Raumbeladung (m2 OSB / m3 Raumluft) ergibt. Dies führt zusätzlich zu einer Aufkonzentration bestimmter Substanzen in der Raumluft.
- Um das Problem der VOC-Emission zu lösen, wurden in der Vergangenheit verschiedene Ansätze beschrieben.
- So wurde in der Vergangenheit versucht zu mindestens die Emissionen der Aldehyde durch den Zusatz von Reduktionsmitteln zu vermindern. Allerdings waren viele dieser Reduktionsmittel schwefelhaltig, was zu unerwünschten Emissionen von Schwefeldioxid während der Plattenproduktion und in der späteren Nutzung führte.
- Ein Ansatz wurde in der
EP 1 907 178 B1 verfolgt. Hier werden Holzspäne oder Holzfasern vor der Verleimung bei einem Druck von 6-12 bar in einer gesättigten Wasserdampfatmosphäre oder in einer wasserdampfgesättigten Luft über einen Zeitraum von 3-8 Minuten mit einer Bisulfit-Verbindung, z.B. Natrium- oder Ammoniumbisulfit, behandelt. Es wird angenommen, dass durch die Zugabe an Bisulfit flüchtige Substanzen im zerkleinerten Holz gebunden werden und die Neubildung von flüchtigen Substanzen unterdrückt wird. Allerdings verteuern die verwendeten Chemikalien verteuern nicht nur den Prozess sondern führen auch teilweise zu Geruchsbelästigungen in der Produktion. - Auch der Zusatz von Aktivkohle wurde erprobt, ist aber technologisch und unter Kostenaspekten nicht zufriedenstellend.
- Die Zugabe von geeigneten VOC-Fängern Stoffen erfolgt fast immer nach dem Trocknungsprozess der Strands, da man diesen bzw. auch die Temperaturbeaufschlagung in der Presse für die auslösenden Gründe des überwiegenden Teils der Emission hielt. Die Zugabe der VOC-Fänger erfolgte in flüssiger Form über das Beleimsystem, Feststoffe wurden an verschiedenen Stellen des Prozesses (z. B. Streuung) zugegeben. Dies erforderte eine zusätzliche Installation von Dosierstationen, die eine homogene Verteilung sicherstellen sollten.
- Der Erfindung liegt nunmehr die technische Aufgabe zu Grunde, das an sich bekannte Verfahren zur Herstellung von OSB-Werkstoffplatten dahingehend zu verbessern, um einfach und sicher OSB-Werkstoffplatten mit einer deutlich verringerten Emission von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) herzustellen. Dabei sollte wenigstens die Emission der Terpene reduziert werden. Wenn möglich, sollte der Herstellprozess so wenig wie möglich verändert werden und die Kosten nicht unverhältnismäßig steigen. Weiterhin sollte die Lösung eine möglichst große Flexibilität beinhalten. Letztlich sollen auch ökologische Aspekte mit in Betracht gezogen werden, d. h. die Lösung sollte keine zusätzlichen Energieverbräuche hervorrufen oder zusätzliche Abfälle erzeugen.
- Eine weitere technische Aufgabe war es eine Anlage zu konzipieren mit der eine einfache Behandlung der Strands zur Reduzierung der Emission von VOC's ermöglicht wird. Diese sollte in den Produktionsablauf integriert sein und die Herstellung der OSB nicht stören oder verteuern. Auch der technische Aufwand für die Behandlung sollte nicht zu einer Erhöhung von Sicherheitsmaßnahmen führen oder ein größeres Gefährdungspotential beinhalten.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Behandlung von Holzstrands mit Wasserdampf mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung von OSB-Holzwerkstoffplatten mit den Merkmalen des Anspruchs 7, und einer dafür geeigneten Produktionslinie nach Anspruch 11 gelöst.
- Entsprechend wird ein Verfahren zur Behandlung von Holzstrands mit Wasserdampf zur Reduzierung der Emission an flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) aus diesen Holzstrands bereitgestellt, wobei die Holzstrands nach ihrer Gewinnung aus geeigneten Hölzern ohne Trocknung mit Wasserdampf über einen Zeitraum von 5 bis 20 min behandelt werden, wobei der Wasserdampf mit einer Temperatur zwischen 80°C und 120°C und einem Druck zwischen 0,5 bar und 2 bar über die Holzstrands geleitet wird. Die so mit dem Wasserdampf behandelten Holzstrands werden zur Herstellung von OSB-Platten mit reduzierter Emission an flüchtigen organischen Verbindungen verwendet.
- Aus der
US 5,44 7,686 ist zwar ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Holz oder Holzprodukten, wie zum Beispiel Baumstämmen oder Holzchips mit Dampf oder heißem Wasser bekannt, jedoch dient dies der Abtötung von Pflanzenschädlingen. -
EP 0695609 A2 betrifft ein Verfahren zum Vorwärmen von Streugut auf eine vorgegebene Vorwärmtemperatur während der Herstellung von Holzwerkstoffplatten. Das Vorwärmen ermöglicht hier eine Erhöhung der Leistung für die Herstellung von Holzwerkstoffplatten, da die Presszeit verkürzt werden kann. - In einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens erfolgt die Behandlung der Holzstrands mit Wasserdampf derart, dass der Wasserdampf mit einer Temperatur zwischen 90°C und 110°C, insbesondere bevorzugt von 100°C bei einem Druck zwischen 0,7 bar und 1,5 bar, insbesondere bevorzugt bei 1 bar (Atmosphärendruck) über die Holzstrands geleitet wird.
- Somit erfolgt die Wasserdampfbehandlung bei dem temperaturabhängigen Druck, mit welchem der Wasserdampf in die Behandlungsvorrichtung eingeleitet wird. Insbesondere eine Wasserdampfbehandlung bei Normaldruck (Temperatur des eingeleiteten Wasserdampfes von 100°C) ist bevorzugt. Entsprechend kann auf das Anlegen eines zusätzlichen (äußeren) Druckes (d.h. zusätzlich zum Druck mit der Wasserdampf in die Anlage gelangt) verzichtet werden. Dies führt zu einer Vereinfachung der Vorrichtung, da keine Druckbehälter (wie z.B. ein Autoklav oder eine Druckkammer) für die Wasserdampfbehandlung notwendig sind.
- Aufgrund der bevorzugt angewendeten gesättigten Wasserdampfatmosphäre erfolgt die Wasserdampfbehandlung der Holzstrands in sauerstoffarmer Atmosphäre bzw. unter weitest gehendem Sauerstoffausschluss.
- Die vorliegende Wasserdampfbehandlung der Holzstrands wird in einer separaten Wasserdampfbehandlungsvorrichtung durchgeführt. Die Wasserdampfbehandlung erfolgt außerhalb eines Zerspaners (z.B. Messerring-Zerspaner oder Scheibenzerspaner) und ist somit nicht Teil des Zerspanungs- oder Zerkleinerungsprozesses von Hölzern zur Herstellung von Holzstrands. Wesentlich ist auch, dass die Wasserdampfbehandlung noch vor der Trocknung der Holzstrands vorgenommen werden kann.
- Auch werden dem Wasserdampf keine Additive zugegeben: Insbesondere erfolgt kein Zusatz von Bleichmitteln, wie Bisulfite oder sauerstofffreisetzenden Substanzen. Aber auch auf die Zugabe von anderen VOC-Fängern zum Bindemittel kann verzichtet werden.
- In dem vorliegenden Verfahren erfolgt die Wasserdampfbehandlung der Holzstrands über einen Zeitraum von 5 bis 20 min, bevorzugt von 10 bis 20 min, insbesondere bevorzugt von 15 min. Die Menge an Dampf beträgt dabei maximal 1 kg Dampf / kg Strands (atro).
- Die Dauer der Wasserdampfbehandlung wird in erster Linie durch die Geschwindigkeit der Transportvorrichtung bestimmt, auf welcher die Holzstrands durch die Wasserdampfbehandlungsvorrichtung in kontinuierlicher Weise geführt werden.
- In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Wasserdampf nach Passieren der Holzstrands als Kondensat aufgefangen. Vorteilhaft ist, dass die Belastung des Kondensats mit organischen Verbindungen relativ niedrig ist. Der CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf) lag bei Behandlung von einem Kilogramm Stands mit einem Kilogramm Dampf bei ca. 250 mg CSB/I.
- Die vorliegend verwendeten Holzstrands können eine Länge zwischen 50 bis 200 mm, bevorzugt 70 bis 180 mm, insbesondere bevorzugt 90 bis 150 mm; eine Breite zwischen 5 bis 50 mm, bevorzugt 10 bis 30 mm, insbesondere bevorzugt 15 bis 20 mm; und eine Dicke zwischen 0,1 und 2 mm, bevorzugt zwischen 0,3 und 1,5 mm, insbesondere bevorzugt zwischen 0,4 und 1 mm aufweisen.
- In einer Ausführungsform weisen die Holzstrands z.B. eine Länge zwischen 150 und 200 mm, eine Breite zwischen 15 und 20 mm, eine Dicke zwischen 0,5 und 1 mm und eine Feuchte von max. 50% auf.
- Die Wasserdampfbehandlung der Holzstrands wird in einer Vorrichtung durchgeführt, die folgende Elemente bzw. Merkmale umfasst:
- mindestens ein Gehäuse, insbesondere ein rohrförmiges Gehäuse;
- mindestens eine das Gehäuse durchlaufende Transportvorrichtung zum Transportieren der Holzstrands durch das Gehäuse; und
- mindestens eine oberhalb der Transportvorrichtung Gehäuse vorgesehene Zuleitung für den Wasserdampf, wobei entlang der Zuleitung mindestens ein Sprühmittel zum Applizieren des Wasserdampfs auf die sich auf der Transportvorrichtung befindlichen Holzstrands angeordnet ist.
- In einer Variante kann das mindestens eine Gehäuse in Form eines Metallrohres oder Rohrkörpers vorliegen.
- In einer Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung besteht die mindestens eine Transportvorrichtung aus mindestens einem Transportband. Das Transportband sollte Perforationen oder andere Öffnungen aufweisen, so dass der Wasserdampf von der Oberseite des Transportbandes vorbei an den Holzstrands zur Unterseite des Transportbandes geführt werden kann. Die Holzstrands sind auf dem Transportband so verteilt, dass eine homogene Durchströmung der Holzstrands mit Wasserdampf möglich ist.
- In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung ist mehr als ein Sprühmittel an der Wasserdampfzuleitung vorgesehen. Die Anzahl der Sprühmittel ist dabei insbesondere abhängig von der Gesamtlänge des Gehäuses. Auch können die Sprühmittel einzeln angesteuert werden, so dass die benötiget Wasserdampfmenge gezielt einstellbar ist. Als Sprühmittel können Düsen oder andere geeignete Injektoren verwendet werden, die ein gleichmäßiges Besprühen und eine gleichmäßige Verteilung des Wasserdampfes auf und zwischen der Holzstrands ermöglichen.
- Wie oben bereits erwähnt, wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Wasserdampf nach Passieren der Holzstrands als Kondensat aufgefangen. Hierfür ist in der Bedampfungsanlage unterhalb des Transportbandes (bezogen auf die Strömungsrichtung des Wasserdampfes) mindestens ein Mittel zum Auffangen des Kondensates vorgesehen. Zum Beispiel kann der Rohrkörper nach oben in Vorschubrichtung gewinkelt sein.
- Das so aufgefangene Kondensat enthält aus den Holzstrands ausgewaschene Holzinhaltsstoffe, insbesondere Aldehyde, organische Säuren und/oder Terpene, insbesondere solche die eine gewisse Wasserlöslichkeit aufweisen.
- Nach Verlassen der Wasserdampfbehandlungsvorrichtung weisen die dampfbehandelten Strands eine Temperatur von 80 bis 90 °C auf. Mit dieser Temperatur treten die Holzstrands aus der Dampfbehandlungsstation in einen Trockner (als Teil der Produktionslinie für OSB-Platten ein), was zu einer Steigerung der Trocknerleistung führt. Damit wird die Energie, die zur Entfernung von Holzinhaltstoffen gebraucht wird, dann weiter für den Trocknungsprozess genutzt. In einem normalen Prozess liegt die Eintrittstemperatur der Strands in den Trockner bei ca. 25°C.
- Auch wird ein Verfahren zur Herstellung von OSB-Holzwerkstoffplatten mit reduzierter Emission an flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) bereitgestellt, welches die folgenden Schritte umfasst:
- a) Herstellen von Holzstrands aus geeigneten Hölzern;
- b) Behandeln von zumindest einem Teil der Holzstrands mit Wasserdampf gemäß dem oben beschriebenen Verfahren;
- c) Trocknen der mit dem Wasserdampf behandelten Holzstrands;
- d) Beleimen der mit Wasserdampf behandelten und getrockneten Holzstrands und optional Beleimen von nicht mit Wasserdampf behandelten Holzstrands mit mindestens einem Bindemittel;
- e) Aufstreuen der beleimten Holzstrands auf ein Transportband; und
- f) Verpressen der beleimten Holzstrands zu einer OSB-Holzwerkstoffplatte.
- Das vorliegende Verfahren ermöglicht die Herstellung von OSB-Holzwerkstoffplatten unter Verwendung von wasserdampfbehandelten Holzstrands, die zusätzlich oder alternativ zu unbehandelten Holzstrands in einen bekannten Herstellungsprozess eingeführt werden. Eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte OSB-Holzwerkstoffplatte umfassend wasserdampfbehandelte Holzstrands weist eine verminderte Emission von flüchtigen organischen Verbindungen, insbesondere von Terpenen und Aldehyden auf.
- Durch die Bereitstellung des vorliegenden Verfahrens ergeben sich verschiedene Vorteile. So ist eine einfache Herstellung der OSB-Holzwerkstoffplatten ohne wesentliche Beeinflussung der üblichen Prozesskette bei deutlich verminderter Emission flüchtiger organischer Verbindungen aus dem OSB möglich. Zusätzlich kann der Energiebedarf zum Trocknen der Holzstrands reduziert werden, da die Holzstrands beim Eintritt in den Trockner bereits eine erhöhte Temperatur (z.B. von ca. 90°C) aufweisen; d.h. der bei der Wasserdampfbehandlung erfolgte Energieeinsatz unterstützt den Trocknungsprozess. Auch ist kann auf den Einsatz von zusätzlichen Chemikalien verzichtet werden, wodurch der Gesamtprozess ökologisch und ökonomisch vorteilhaft ist.
- Die Herstellung von OSB wird bei dem vorliegenden Prozess im Vergleich zu den konventionellen OSB-Herstellungsverfahren dahingehend verändert, dass zumindest ein Teil der verwendeten Strands nach der Herstellung noch vor der Trocknung mit Wasserdampf behandelt werden. Bei den Strands kann es sich um diejenigen handeln, die für die Deck- oder Mittelschicht vorgesehen handeln. Nach der Behandlung werden die Strands der standardmäßig durchgeführten Trocknung zugeführt. Dies erfolgt z. B. unmittelbar vor der Beleimung, wobei eine vollständige Substitution oder auch nur eine teilweise Substitution der Standardstrands erfolgen kann.
- In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens werden wasserdampfbehandelte Holzstrands oder eine Mischung aus wasserdampfbehandelten Holzstrands und nicht-wasserdampfbehandelten Holzstrands als Mittelschicht und/oder Deckschicht der OSB-Holzwerkstoffplatte verwendet.
- Demnach ist in einer Variante eine vollständige Substitution der Holzstrands möglich, wobei die wasserdampfbehandelten Holzstrands in der Mittelschicht, und in einer oder beiden Deckschichten oder auch in sämtlichen Schichten verwendet werden.
- In einer anderen Variante ist es möglich, lediglich die Mittelschicht aus wasserdampfbehandelten Holzstrands zu bilden und für eine oder beide Deckschichten nicht-wasserdampfbehandelte Holzstrands zu verwenden. Da wasserdampfbehandelte Holzstrands eine hellere Farbe haben, kann es entsprechend vorteilhaft sein, in der Deckschicht wasserdampfbehandelte Holzstrands einzusetzen. Diese geben der OSB somit eine ansprechendere Farbe.
- In einer noch weiteren Variante werden lediglich eine oder beide Deckschichten aus wasserdampfbehandelten Holzstrands gebildet und für die Mittelschicht werden ggf. getrocknete und nicht-wasserdampfbehandelte Holzstrands verwendet.
- In einer noch weiteren Variante ist es denkbar und möglich, für die Mittel- und Deckschichten jeweils ein Gemisch mit beliebigen Verhältnis von wasserdampfbehandelten Holzstrands und nicht-wasserdampfbehandelten Holzstrands zu verwenden. In solche einem Fall kann das Gemisch zwischen 10 und 50 Gew%, bevorzugt zwischen 20 und 30 Gew% an unbehandelten bzw. nicht- wasserdampfbehandelten Holzstrands und zwischen 50 und 90 Gew%, bevorzugt zwischen 70 und 80 Gew% an wasserdampfbehandelten Holzstrands umfassen.
- In einer weiteren Ausführungsvariante kann der Schritt der Wasserdampfbehandlung der Holzstrands separat von dem Herstellungsprozess der OSB-Holzwerkstoffplatten durchgeführt werden. Demnach erfolgt die Wasserdampfbehandlung in dieser Ausführungsvariante des vorliegenden Verfahrens außerhalb des Gesamtprozesses bzw. der Prozesslinie. Die Holzstrands werden hierbei aus dem Herstellungsprozess ausgeschleust und in die Wasserdampfbehandlungsvorrichtung (z.B. Bedampfungsanlage) eingeführt. Anschließend können die wasserdampfbehandelten Holzstrands ggf. nach einer Zwischenlagerung z.B. unmittelbar vor der Beleimung wieder in den herkömmlichen Herstellungsprozess eingeschleust werden. Dies ermöglicht eine hohe Flexibilität im Herstellungsverfahren.
- Die Wasserdampfbehandlung der Holzstrands kann in einer noch weiteren Ausführungsvariante in den Herstellungsprozess der OSB-Holzwerkstoffplatten integriert sein, d.h. der Schritt der Wasserdampfbehandlung ist in den Gesamtprozess bzw. Prozesslinie eingegliedert und erfolgt online.
- In diesem Falle kann die Wasserdampfbehandlung i) unmittelbar nach der Zerspanung und Bereitstellung der Holzstrands erfolgen oder ii) erst nach dem Sichten und Separieren der Holzstrands entsprechend der Verwendung der Holzstrands für Mittel- oder Deckschicht. Im letzteren Fall kann eine separate Wasserdampfbehandlung der Holzstrands entsprechend den Erfordernissen für die in Mittel- und Deckschicht verwendeten Holzstrands erfolgen.
- In einer weitergehenden Variante des vorliegenden Verfahrens wird die Wasserdampfbehandlung der Holzstrands in mindestens einer Bedampfungsanlage, bevorzugt in zwei Bedampfungsanlagen durchgeführt. Die vorliegend zum Einsatz kommende Bedampfungsanlage kann als Batch-Anlage oder als kontinuierlich betriebene Anlage vorliegen bzw. funktionieren, wobei eine kontinuierlich betriebene Anlage bevorzugt ist.
- Wie bereits oben angemerkt, kann die Wasserdampfbehandlung von für die Mittelschicht und die Deckschichten der OSB-Holzwerkstoffplatte verwendeten Holzstrands jeweils separat in mindestens zwei Bedampfungsanlagen durchgeführt wird. Dies ermöglicht eine Anpassung des Grades der Wasserbedampfung der in der Mittel- und/oder Deckschicht verwendeten wasserdampfbehandelten Holzstrands an die jeweiligen Erfordernisse und Kundenwünsche. Die zwei verwendeten Bedampfungsanlagen sind in diesem Fall bevorzugt parallel geschaltet bzw. angeordnet.
- Das In-Kontaktbringen der Holzstrands mit dem mindestens einen Bindemittel in Schritt d) erfolgt bevorzugt durch Aufsprühen bzw. Verdüsen des Bindemittels auf die Holzstrands. So arbeiten viele OSB-Anlagen mit rotierenden Coils (Trommeln mit Atomizer-Beleimung). Eine Mischerbeleimung wäre auch möglich. Dabei werden die Strands in einem Mischer durch sich drehende Schaufeln innig mit dem Leim vermischt.
- In einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird bevorzugt ein Polymerklebstoff als Bindemittel verwendet, der ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Formaldehyd-Klebstoffe, wie Harnstoff-Formaldehyd Harz-Klebstoff (UF) und/oder Melamin-Formaldehyd Harz Klebstoff (MF), Polyurethan-Klebstoffe, Epoxidharz-Klebstoffe, Polyester-Klebstoffe. Vorliegend ist die Verwendung eines Polyurethan-Klebstoffes bevorzugt, wobei der Polyurethan-Klebstoff auf der Basis von aromatischen Polyisocyanaten, insbesondere Polydiphenylmethandiisocyanat (PMDI), Toluylendiisocyanat (TDI) und/oder Diphenylmethandiisocyanat (MDI) vorliegt, wobei PMDI besonders bevorzugt ist.
- In einer Variante des vorliegenden Verfahrens werden die wasserdampfbehandelten und nicht-wasserdampfbehandelten Holzstrands mit einer Bindemittelmenge von 1,0 bis 5,0 Gew%, bevorzugt 2 bis 4 Gew%, insbesondere 3 Gew% (bezogen auf die Gesamtmenge der Holzstrands) beleimt.
- Es ist ebenfalls möglich, zusammen oder separat mit dem Bindemittel den Holzstrands mindestens ein Flammschutzmittel zuzuführen. Das Flammschutzmittel kann typischerweise in einer Menge zwischen 1 und 20 Gew%, bevorzugt zwischen 5 und 15 Gew%, insbesondere bevorzugt ≥10 Gew% bezogen auf die Gesamtmenge der Holzstrands zugegeben werden. Typische Flammschutzmittel sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend Phosphate, Sulfate Borate, insbesondere Ammoniumpolyphosphat, Tris(tri-bromneopentyl)phosphat, Zinkborat oder Borsäurekomplexe von mehrwertigen Alkoholen.
- Die beleimten (wasserdampfbehandelten und/oder nicht- wasserdampfbehandelten) Holzstrands werden auf ein Transportband unter Ausbildung einer ersten Deckschicht längs zur Transportrichtung, anschließend unter Ausbildung einer Mittelschicht quer zur Transportrichtung und abschließend unter Ausbildung einer zweiten Deckschicht längs zur Transportrichtung aufgestreut.
- Nach dem Aufstreuen erfolgt das Verpressen der beleimten Holzstrands bei Temperaturen zwischen 200 und 250°C, bevorzugt 220 und 230°C zu einer OSB-Holzwerkstoffplatte.
- In einer ersten bevorzugten Ausführungsform umfasst das vorliegende Verfahren zur Herstellung einer OSB-Holzwerkstoffplatte mit reduzierter VOC-Emission die folgenden Schritte:
- Herstellen von Holzstrands aus geeigneten Hölzern, insbesondere mittels Zerspanen von geeigneten Hölzern,
- Behandeln von der Holzstrands mit Wasserdampf mit einer Temperatur zwischen 80°C und 120°C bei einem Druck zwischen 0,5 bar und 2 bar, in sauerstofffreier oder sauerstoffarmer Atmosphäre;
- Trocknen der mit dem Wasserdampf behandelten Holzstrands;
- Sichten und Separieren der wasserdampfbehandelten Holzstrands in Holzstrands geeignet zur Verwendung als Mittelschicht und Deckschicht;
- Beleimen der separierten Holzstrands;
- Aufstreuen der beleimten wasserdampfbehandelten Holzstrands auf ein Transportband in der Reihenfolge erste untere Deckschicht, Mittelschicht und zweite obere Deckschicht; und
- Verpressen der beleimten Holzstrands zu einer OSB-Holzwerkstoffplatte.
- In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform umfasst das vorliegende Verfahren zur Herstellung einer OSB-Holzwerkstoffplatte mit reduzierter VOC-Emission die folgenden Schritte:
- Herstellen von Holzstrands aus geeigneten Hölzern, insbesondere mittels Zerspanen von geeigneten Hölzern;
- Sichten und Separieren der Holzstrands in Holzstrands geeignet zur Verwendung als Mittelschicht und Deckschicht;
- Behandeln der für die Mittelschicht vorgesehenen Holzstrands und/oder der für die Deckschicht(en) vorgesehenen Holzstrands mit Wasserdampf mit einer Temperatur zwischen 80°C und 120°C bei einem Druck zwischen 0,5 bar und 2 bar, in sauerstofffreier oder sauerstoffarmer Atmosphäre;
- Trocknen der mit dem Wasserdampf behandelten Holzstrands;
- Beleimen der separierten wasserdampfbehandelten Holzstrands und Beleimen von nicht-wasserdampfbehandelten Holzstrands;
- Aufstreuen der beleimten wasserdampfbehandelten und nicht-wasserdampfbehandelten Holzstrands auf ein Transportband in der Reihenfolge erste untere Deckschicht, Mittelschicht und zweite obere Deckschicht; und
- Verpressen der beleimten Holzstrands zu einer OSB-Holzwerkstoffplatte.
- Entsprechend ermöglicht das vorliegende Verfahren die Herstellung einer OSB-Holzwerkstoffplatte mit reduzierter Emission an flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs), welche wasserdampfbehandelte Holzstrands umfasst.
- Die vorliegende OSB-Holzwerkstoffplatte kann dabei vollständig aus wasserdampfbehandelten Holzstrands oder aus einem Gemisch von wasserdampfbehandelten und nicht-wasserdampfbehandelten Holzstrands bestehen. In einer Ausführungsform bestehen beide Deckschichten und die Mittelschicht der OSB aus wasserdampfbehandelten Holzstrands, in einer weiteren Ausführungsform bestehen die beiden Deckschichten aus nicht-wasserdampfbehandelten Holzstrands und die Mittelschicht aus wasserdampfbehandelten Holzstrands und in einer noch weiteren Ausführungsform bestehen die beiden Deckschichten aus wasserdampfbehandelten Holzstrands und die Mittelschicht aus nicht-wasserdampfbehandelten Holzstrands.
- Die vorliegende OSB-Holzwerkstoffplatte kann eine Rohdichte zwischen 300 und 1000 kg/m3, bevorzugt zwischen 500 und 800 kg/m3, insbesondere bevorzugt zwischen 500 und 600 kg/m3 aufweisen.
- Die Dicke der vorliegenden OSB-Holzwerkstoffplatte kann zwischen 5 und 50 mm, bevorzugt zwischen 10 und 40 mm betragen, wobei insbesondere eine Dicke zwischen 15 und 25 mm bevorzugt ist.
- Die mit dem vorliegenden Verfahren hergestellte OSB-Holzwerkstoffplatte weist insbesondere eine reduzierte Emission von während des Holzaufschlusses freigesetzten Aldehyden, insbesondere Pentanal oder Hexanal, und/oder Terpenen, insbesondere Caren und Pinen auf.
- Die Freisetzung von Aldehyden erfolgt während des Zerspanungsprozesses und einer damit verbundenen wässrige Aufarbeitung und Reinigung der Holzstrands. Dabei können spezifische Aldehyde aus den Grundbausteinen der Zellulose oder Hemizellulose gebildet werden. So wird z.B. der Aldehyd Furfural aus Mono-und Disacchariden der Zellulose bzw. Hemizellulose gebildet, während aromatische Aldehyde aus Lignin freigesetzt werden können. Die aliphatischen Aldehyde (gesättigt und ungesättigt) werden durch die Fragmentierung von Fettsäuren unter Beteiligung von Sauerstoff gebildet.
- Aufgrund des Einsatzes von wasserdampfbehandelten Holzstrands erfolgt eine Reduzierung der Emission von C2-C10 Aldehyden, insbesondere bevorzugt von Acetaldehyd, Pentanal, Hexanal oder auch Furfural, sowie eine Reduzierung von freigesetzten Terpenen, insbesondere C10-Monoterpene und C15-Sesquiterpene, insbesondere bevorzugt acyclische oder cyclische Monoterpene in den OSB-Holzwerkstoffplatten.
- Typische acyclische Terpene sind Terpenkohlenwasserstoffe wie Myrcen, Terpenalkohole wie Gerianol, Linaool, Ipsinol und Terpenaldehyde wie Citral. Typische Vertreter der monocyclischen Terpene sind p-Menthan, Terpeninol, Limonen oder Carvon, und typische Vertreter der bicyclischen Terpene sind Caran, Pinan, Bornan, wobei insbesondere 3-Caren und α-Pinen von Bedeutung sind. Terpene sind Bestandteile der Baumharze und von daher besonders in sehr harzhaltigen Baumarten wie Kiefer oder Fichte vorhanden.
- Auch kann die Emission von organischen Säuren, insbesondere die Emission von Essigsäure aus OSB-Holzwerkstoffplatten reduziert werden. Organische Säuren fallen insbesondere als Spaltprodukte der Holzbestandteile Zellulose, Hemizellulose und Lignin an, wobei bevorzugt Alkansäuren, wie Essigsäure und Propionsäure oder aromatische Säuren gebildet werden.
- Insbesondere die starke Reduzierung der Aldehyde war für den Fachmann in keiner Weise vorhersehbar. So kann angenommen werden, dass sich während der Wasserdampfbehandlung Wasser an die Doppelbindungen der ungesättigten Fettsäuren anlagert und so eine Aldehydbildung vermieden wird. Derartige Additionen verlaufen jedoch üblicherweise wegen der geringen Elektrophilie von Wasser nur in Anwesenheit von Mineralsäuren (Schwefelsäure, Phosphorsäure usw.) bei höheren Temperaturen.
- Das vorliegende Verfahren wird in einer Produktionslinie zur Herstellung einer OSB-Platte durchgeführt und umfasst die vorliegenden Elemente:
- mindestens eine Vorrichtung zum Entrinden von geeigneten Holzstämmen;
- mindestens einen Zerspaner zum Zerspanen der entrindeten Holzstämmen in Holzstrands;
- mindestens eine oben beschriebene Vorrichtung zur Wasserdampfbehandlung von mindestens einem Teil der Holzstrands;
- mindestens einen Trockner zum Trocknen der wasserdampfbehandelten Holzstrands;
- mindestens eine Vorrichtung zum Sichten und Separieren der Holzstrands (wasserdampfbehandelt und nicht-wasserdampfbehandelt);
- mindestens eine Vorrichtung zum Beleimen der Holzstrands;
- mindestens eine Vorrichtung zum Streuen der beleimten Holzstrands auf ein Transportband, und
- mindestens eine Presse zum Verpressen der gestreuten Holzstrands zu OSB.
- Wie oben bereits angemerkt, kann die Bedampfungsanlage kontinuierlich ausgelegt sein. Hierzu werden die Holzstrands auf ein Tramsportband aufgebracht, welches die Holzstrands mit einer vorgegeben Geschwindigkeit durch die Bedampfungsanlage führt. Während des Durchlaufs durch die Bedampfungsanlage werden die Holzstrands gleichmäßig mit Wasserdampf besprüht, der aus oberhalb des Transportbandes vorgesehenen Düsen eingebracht wird.
- Die Bedampfungsanlage kann vor (stromaufwärts) der Vorrichtung zum Sichten und Separieren der Holzstrands vorgesehen sein. In diesem Falle werden alle Holzstrands einer Wasserdampfbehandlung ausgesetzt.
- Es ist aber auch möglich, dass zwei Bedampfungsanlagen hinter (stromabwärts) der Vorrichtung zum Sichten und Separieren der Holzstrands vorgesehen sein. In diesem Falle dient eine Bedampfungsanlage der Wasserdampfbehandlung der Holzstrands die für die Mittelschicht vorgesehen sind, und die andere Bedampfungsanlage der Wasserdampfbehandlung der Holzstrands die für die Deckschichten vorgesehen sind. Dies ermöglicht eine wahlweise Wasserdampfbehandlung der Holzstrands für die Mittelschicht oder der Holzstrands für die Deckschichten.
- Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Wasserdampfbehandlung von Holzstrands;
- Figur 2
- eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von OSB-Platten, und
- Figur 3
- eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Figur 1 zeigt eine Variante einer Vorrichtung 10 zur Wasserdampfbehandlung von Holzstrands. Die Vorrichtung umfasst einen (thermisch isolierten) Rohrkörper 11 mit einem den Rohrkörper 11 durchlaufenden perforierten Transportband 12. Oberhalb des Transportbandes 12 ist eine Zuleitung 13 für den Wasserdampf vorgesehen, wobei die Zuleitung 13 mehrere Düsen 14 zum Aufsprühen des Wasserdampfes auf die sich auf dem Transportband 12 befindlichen Holzstrands aufweist. Unterhalb des Transportbandes 12 ist ein Auffangmittel 15 für das sich bildende Wasserdampfkondensat vorgesehen. - Die vorliegende Vorrichtung 10 ermöglicht eine Dampfbehandlung der Strands noch vor der Trocknung der Strands im Trommeltrockner. Dabei können alle oder Teile der Strands, die für die spätere Herstellung der OSB vorgesehen sind, behandelt werden. Die Behandlung erfolgt bei Normaldruck und erreicht durch die Verwendung des Transportbandes 12 aus Metallgewebe die homogene Behandlung der Strands mit Dampf.
- Das Band der Transportvorrichtung ist dabei so dimensioniert, dass die Strands nicht durch die Lücken hindurch fallen können. Dabei werden die Strands direkt nach der Herstellung an das Transportband 12 übergeben, das durch den Rohrkörper 11 verläuft. Auf dem Transportband 12 sind die Strands so verteilt, dass eine homogene Durchströmung der Strands mit Wasserdampf möglich ist. In regelmäßigen Abständen positionierte Vereinzelungsstationen sorgen für die Auflösung von vorhandenen oder sich bildenden Strandhaufen.
- Da das Transportband 12 durch sich bei der Erwärmung der Strands bildendes Kondensat gekühlt wird und im Vergleich zu den Strands eine relativ hohe Masse besitzt, ist eine Erwärmung des Bandes vor dem Aufstreuen der Strands vorzusehen. Dies beschleunigt die Erwärmung der Strands und reduziert damit die Behandlungsdauer mit Dampf. Die Erwärmung kann durch Widerstandsheizung oder durch Strahlung erfolgen.
- Von oben wird dann durch Düsen 14 auf die Strands Dampf appliziert. Der Dampf besitzt eine Temperatur von ca. 100 °C. Durch die Isolierung der Metallröhre 11 wird sichergestellt, dass die Wärmeverluste möglichst gering sind. Das sich bildende Kondensat wird unter der Transportvorrichtung 12 aufgefangen, von Schwebstoffen befreit und nach einem Reinigungsschritt zur Entfernung von gelösten Stoffen dem System wieder zu geführt.
- Die Verweilzeit der Strands in der Sattdampfatmosphäre liegt bei 5 bis 15 min. In regelmäßigen Abständen wird der Fortschritt der Stranderwärmung durch Thermofühler festgestellt. Die Temperatur der Strands soll am Ende der Behandlung nahe 90°C sein.
- Die in
Figur 2 gezeigte erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschreibt die einzelnen Verfahrensschritte beginnend mit dem Bereitstellen des Holzausgangsproduktes bis zur fertigen OSB-Holzwerkstoffplatte. - Entsprechend wird zunächst in Schritt 1 geeignetes Holzausgangsmaterial zur Herstellung der Holzstrands bereitgestellt. Als Holzausgangsmaterial sind sämtliche Nadelhölzer, Laubhölzer oder auch Mischungen davon geeignet.
- Das Entrinden (Schritt 2) und das Zerspanen (Schritt 3) des Holzausgangsmaterials erfolgt in hierfür geeigneten Zerspanern, wobei die Größe der Holzstrands entsprechend gesteuert werden kann. Nach Zerkleinerung und Bereitstellung der Holzstrands werden diese ggf. einem Vortrocknungsprozess unterzogen, wobei eine Feuchte von 5-10 % in Bezug auf die Ausgangsfeuchte der Holzstrands eingestellt wird (nicht gezeigt).
- Im Falle der in
Figur 2 gezeigten Ausführungsform werden die Holzstrands in eine Bedampfungsanlage eingeführt (Schritt 4). Die Wasserdampfbehandlung der Holzstrands erfolgt in einem Temperaturbereich zwischen 80° und 120°C bei einem Druck zwischen 0,5 bar und 2 bar. Das dabei entstehende Kondensat kann aufgefangen werden und die aus den Holzstrands ausgewaschenen Stoffe (Terpene, Aldehyde) können aus dem Kondensat einer weiteren Verwendung zugeführt werden. - Nach Abschluss der Wasserdampfbehandlung, die im vorliegenden Fall ca. 10-20 Minuten dauert, werden die wasserdampfbehandelten Holzstrands getrocknet (Schritt 9), gesichtet und separiert (Schritt 5).
- Es erfolgt eine Separierung in Holzstrands zur Verwendung als Mittelschicht (Schritt 6a) oder als Deckschicht (Schritt 6b) mit jeweiliger Beleimung.
- Die beleimten wasserdampfbehandelten Holzstrands werden auf ein Transportband in der Reihenfolge erste untere Deckschicht, Mittelschicht und zweite obere Deckschicht aufgestreut (Schritt 7) und anschließend zu einer OSB-Holzwerkstoffplatte verpresst (Schritt 8).
- In der in
Figur 3 gezeigten zweiten Ausführungsform wird das Holzausgangsmaterial in Analogie zuFigur 1 zunächst bereitgestellt (Schritt 1), entrindet (Schritt 2) und zerspant (Schritt 3). Die Holzstrands werden ggf. einem Vortrocknungsprozess unterzogen, wobei eine Feuchte von 5-10 % in Bezug auf die Ausgangsfeuchte der Holzstrands eingestellt wird (Schritt 3a). - Im Unterschied zu der Ausführungsvariante der
Figur 2 erfolgt bereits nach der optionalen Trocknung eine Separierung in Holzstrands zur Verwendung als Mittelschicht oder als Deckschicht (Schritt 5). - Daran schließt sich die Wasserdampfbehandlung der für die Mittelschicht vorgesehenen Holzstrands (Schritt 4a) und/oder Wasserdampfbehandlung der für die Deckschicht(en) vorgesehene Holzstrands (Schritt 4b) in einer jeweils geeigneten Bedampfungsanlage an. Die Wasserdampfbehandlung der Holzstrands erfolgt in einem Temperaturbereich zwischen 80° und 120°C bei einem Druck zwischen 0,5 bar und 2 bar. Das dabei entstehende Kondensat kann aufgefangen werden und die aus den Holzstrands ausgewaschenen Stoffe (Terpene, Aldehyde) können aus dem Kondensat einer weiteren Verwendung zugeführt werden.
- Es ist auch möglich, dass lediglich die Holzstrands für die Mittelschicht einer Wasserdampfbehandlung unterliegen, während die Holzstrands für die Deckschichten unbehandelt bleiben.
- Nach Abschluss der Wasserdampfbehandlung, die im vorliegenden Fall ca. 10-20 Minuten dauert, werden die wasserdampfbehandelten Holzstrands getrocknet (Schritt 9a, 9b) und beleimt (Schritte 6 a,b).
- Die beleimten wasserbehandelten Holzstrands werden auf ein Transportband in der Reihenfolge erste untere Deckschicht, Mittelschicht und zweite obere Deckschicht aufgestreut (Schritt 7) und anschließend zu einer OSB-Holzwerkstoffplatte verpresst (Schritt 8).
- In der Endbearbeitung wird die erhaltene OSB-Holzwerkstoffplatte jeweils in geeigneter Weise konfektioniert.
- Aus Kiefernstämmen werden Strands erzeugt (Länge: max. 200 mm, Breite: 20 mm, Dicke: max. 1 mm, Feuchte max. 50%) und in einem kontinuierlich arbeitenden Prozess mit etwa 100°C heißem Wasserdampf behandelt. Bei der Behandlung befinden sich die Strands lose aufgeschüttet auf einem Transportband, welches Perforierungen aufweist und dadurch den Durchtritt des Dampfes nach Passieren der Strands zulässt. Die Dampfbehandlung erfolgte vorzugsweise von oben nach unten. Das Transportband wird durch einen Rohrkörper geführt. Vorzugsweise sind oberhalb des Transportbandes mit den lose aufgeschütteten Strands Düsen angebracht sind, die den Dampf gleichmäßig über den Strands verteilt. Die Behandlung mit Dampf erfolgt über etwa 15 min. Die Dampfbehandlung findet unter weitest gehendem Sauerstoffausschluss statt, sodass von einer reduktiven Prozessführung gesprochen werden kann.
- Der Rohrkörper weist zur Erzielung einer Verweilzeit von etwa 15 min einen Durchmesser von 50 cm bei einer Länge von 3 m auf. Das Transportband wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 m/ 10 Minuten durch das Rohrkörper bewegt. In Vorschubrichtung war der Rohrkörper leicht nach oben gewinkelt (2 bis 10 Grad), sodass, das sich bildende Kondensat leicht aufgefangen werden konnte. Dabei handelt es sich um eine Versuchsanlage mit der der Effekt nachgewiesen werden sollte. Für eine Produktionsanlage kann diese vergrößert und in Bezug auf die Transportgeschwindigkeit sowie Menge leicht durch den Fachmann optimiert werden.
- Danach werden die Strands in einem üblichen Trommeltrockner getrocknet. Der Energiebedarf des Trommeltrockners reduziert sich dabei deutlich, da die Strands beim Eintritt in den Trockner bereits eine Temperatur von etwa 90°C aufweisen. Dann werden sie in einem Coil mit Klebstoff, vorzugsweise mit PMDI beleimt (ca. 3 Gew% auf atro Holz).
- Die beleimten Stands werden in einer üblichen OSB-Anlage als Deck- und Mittelschicht gestreut. Die prozentuale Verteilung zwischen Mittel- und Deckschicht beträgt vorzugsweise 70% zu 30%. Die Strands werden zu Platten verpresst, die eine Rohdichte von etwa 570 kg/m3 haben. Nach einer Lagerzeit von einer Woche wurde die Versuchsplatte zusammen mit einer Standardplatte in gleicher Stärke in einer Mikrokammer auf die VOC-Abgabe geprüft.
- Kammerparameter: Temperatur: 23°C; Feuchte: 0%; Luftdurchfluss: 150 ml/min; Luftwechsel: 188 / h; Beladung: 48,8 m2/m3; Probenoberfläche: 0, 003 m2; Kammervolumen: 48 ml. Die Werte der mengenmäßig wichtigsten Parameter sind in der Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1 Parameter Versuchsplatte [µg/m2 x h] Standardplatte [µg/m2 x h] Hexanal 194 1474 3-Carene 208 626 α-Pinene 181 925 Pentanal - 155 β-Pinen - 285 2-Octenal 60 115 - Wie aus den Ergebnissen zu entnehmen ist, werden die Emissionen der mengenmäßig wichtigsten Parameter deutlich reduziert. Einige Parameter konnten gar nicht mehr detektiert werden. Dies gilt überraschenderweise auch für die gesättigten und ungesättigten Aldehyde, die sich nach dem als richtig und plausibel angenommenen Bildungsweg, erst in der Presse bei hohen Temperaturen bilden sollten. Dies bedeutet, dass entweder der bisher angenommene Mechanismus zur Bildung der Aldehyde falsch ist oder bei der Dampfbehandlung die Vorprodukte der Aldehyde chemisch so umgewandelt werden, dass die Bildung der Aldehyde nur noch eingeschränkt möglich ist. Ursprünglich war damit gerechnet worden, dass durch die Dampfbehandlung lediglich eine Reduzierung der Terpenemission erfolgen würde. Diese würden in dem Prozess wie in einer Wasserdampfdestillation ausgetrieben.
- Entspricht Ausführungsbeispiel 1, wobei jedoch abweichend nur Strands für die Mittelschicht (etwa 70% der OSB) mit Dampf behandelt wurden, mit dem nachfolgenden Ergebnis der VOC Prüfung:
Kammerparameter: Temperatur: 23°C; Feuchte: 0%; Luftdurchfluss: 150 ml/min; Luftwechsel: 188 / h; Beladung: 48,8 m2/m3; Probenoberfläche: 0, 003 m2; Kammervolumen: 48 ml. Die Werte der mengenmäßig wichtigsten Parameter sind in der Tabelle 2 dargestellt.Tabelle 2 Parameter Versuchsplatte [µg/m2 x h] Standardplatte [µg/m2 x h] Hexanal 243 1474 3-Carene 299 626 α-Pinene 178 925 Pentanal - 155 β-Pinen - 285 2-Octenal 61 115 - Auch hier ist eine deutliche Reduzierung der Emission zu beobachten, obwohl die Deckschicht aus Standardstrands besteht.
Claims (13)
- Verfahren zur Behandlung von Holzstrands mit Wasserdampf zur Reduzierung der Emission an flüchtigen organischen Verbindungen aus diesen Holzstrandswobei die Holzstrands nach ihrer Gewinnung ohne Trocknung mit Wasserdampf über einen Zeitraum von 5 bis 20 min behandelt werden, wobei der Wasserdampf mit einer Temperatur zwischen 80°C und 120°C und einem Druck zwischen 0,5 bar und 2 bar über die Holzstrands geleitet wird, undwobei die mit Wasserdampf behandelten Holzstrands zur Herstellung von OSB-Platten mit reduzierter Emission an flüchtigen organischen Verbindungen verwendet werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Behandlung der Holzstrands mit Wasserdampf der Wasserdampf mit einer Temperatur zwischen 90°C und 110°C, insbesondere bevorzugt von 100°C bei einem Druck zwischen 0,7 bar und 1,5 bar, insbesondere bevorzugt bei 1 bar, d.h. bei Atmosphärendruck, über die Holzstrands geleitet wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserdampfbehandlung der Holzstrands über einen Zeitraum von 10 bis 20 min, insbesondere bevorzugt von 15 min erfolgt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserdampfbehandlung der Holzstrands in sauerstoffarmer Atmosphäre erfolgt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzstrands zur Wasserdampfbehandlung auf mindestens einer Transportvorrichtung kontinuierlich durch eine Vorrichtung zur Wasserdampfbehandlung (4, 4a, 4b) geführt werden.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserdampf nach Passieren der Holzstrands als Kondensat aufgefangen.
- Verfahren zur Herstellung von OSB-Holzwerkstoffplatten mit reduzierter Emission an flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs), umfassend die Schritte:a) Herstellen von Holzstrands aus geeigneten Hölzern;b) Behandeln von zumindest einem Teil der Holzstrands mit Wasserdampf nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 6;c) Trocknen der mit dem Wasserdampf behandelten Holzstrands;d) Beleimen der mit Wasserdampf behandelten und getrockneten Holzstrands und optional Beleimen von nicht mit Wasserdampf behandelten Holzstrands mit mindestens einem Bindemittel;e) Aufstreuen der beleimten Holzstrands auf ein Transportband; undf) Verpressen der beleimten Holzstrands zu einer OSB-Holzwerkstoffplatte.
- Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wasserdampfbehandelte Holzstrands oder eine Mischung aus wasserdampfbehandelten Holzstrands und nicht-wasserdampfbehandelten Holzstrands als Mittelschicht und/oder Deckschicht der OSB-Holzwerkstoffplatte verwendet werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserdampfbehandelten und nicht-wasserdampfbehandelten Holzstrands mit einer Bindemittelmenge von 1,0 bis 5,0 Gew%, bevorzugt 2 bis 4 Gew%, insbesondere 3 Gew%, bezogen auf die Gesamtmenge der Holzstrands, beleimt werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beleimten Holzstrands bei Temperaturen zwischen 200 und 250°C, bevorzugt 220 und 230°C zu einer OSB-Holzwerkstoffplatte verpresst werden.
- Produktionslinie zur Herstellung einer OSB-Platte gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-10 umfassend- mindestens eine Vorrichtung (2) zum Entrinden von geeigneten Holzstämmen (1);- mindestens einen Zerspaner (3) zum Zerspanen der entrindeten Holzstämmen in Holzstrands;- mindestens eine Vorrichtung (4, 4a, 4b) zur Wasserdampfbehandlung von mindestens einem Teil der Holzstrands, wobei die Vorrichtung zur Wasserdampfbehandlung (4, 4a, 4b) mindestens ein Gehäuse; mindestens eine das Gehäuse durchlaufende Transportvorrichtung zum Transportieren der Holzstrands durch das Gehäuse; und mindestens eine oberhalb der Transportvorrichtung im Gehäuse vorgesehene Zuleitung für den Wasserdampf umfasst, wobei entlang der Zuleitung mindestens ein Sprühmittel zum Applizieren des Wasserdampfs auf die sich auf der Transportvorrichtung befindlichen Holzstrands angeordnet ist;- mindestens einen Trockner (9, 9a, 9b) zum Trocknen der wasserdampfbehandelten Holzstrands;- mindestens eine Vorrichtung (5) zum Sichten und Separieren der wasserdampfbehandelten und nicht-wasserdampfbehandelten Holzstrands;- mindestens eine Vorrichtung (6a, 6b) zum Beleimen der Holzstrands; und- mindestens eine Vorrichtung (7) zum Streuen der beleimten Holzstrands auf ein Transportband, und- mindestens eine Presse (8) zum Verpressen der gestreuten Holzstrands zu OSB-Platten.
- Produktionslinie nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Transportvorrichtung in der Vorrichtung zur Wasserdampfbehandlung (4, 4a, 4b) mindestens ein Transportband mit Perforationen umfasst.
- Produktionslinie nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der mindestens Transportvorrichtung in dem mindestens einen Gehäuse der Vorrichtung zur Wasserdampfbehandlung (4, 4a, 4b) mindestens ein Mittel zum Auffangen des Kondensates vorgesehen ist.
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