WO1995024998A1 - 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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WO1995024998A1
WO1995024998A1 PCT/DE1995/000360 DE9500360W WO9524998A1 WO 1995024998 A1 WO1995024998 A1 WO 1995024998A1 DE 9500360 W DE9500360 W DE 9500360W WO 9524998 A1 WO9524998 A1 WO 9524998A1
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impregnation
digestion
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impregnation solution
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Andreas Michanickl
Christian Boehme
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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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 process for the recovery of chips and fibers from wood materials and wood material containing materials glued with urea-formaldehyde binders or with other hydrolyzable or chemically digestible binders according to the preamble of the main claim.
  • Such a method is known from DE 42 24 629 A1.
  • the wood-based material waste is exposed to the action of steam at high temperatures between 120 and 180 ° C. and the resulting high pressures of 2 to 11 bar.
  • the wood materials are broken into small fragments in a pre-treatment step and any metal parts that may be present are separated.
  • Modified urea binders are used in the gluing of the chips produced by this method. Due to the shredding of the material to be treated into small fragments, the chips are severely mechanically damaged in addition to the temperature load. H. shortened. Coatings and other non-chip components are also difficult to separate due to the strong pre-comminution after the steam treatment.
  • Another method is e.g. B. boiling in an excess of water and the associated dissolution of urea-formaldehyde resin bonded chipboard and medium-density MDF.
  • This process is energy and cost intensive.
  • the energy consumption is v. a. greatly increased by boiling the excess water.
  • the chips are boiled out and thereby change their properties unfavorably.
  • the swellability increases due to the removal of wood components, while the technological properties of the chips deteriorate.
  • the binder is removed from the chips and can no longer have a positive effect on re-gluing. The resulting wastewater problem and the cost of drying the chips or fibers are considerable.
  • DE 42 01 201 A1 discloses a process for recycling wood-based materials and waste. According to this method, new, finished semi-finished products or finished products are produced from wood-based material remnants after corresponding mechanical processing thereof.
  • the object of the present invention is to provide a method for the recovery of chips and fibers from pieces of wood material which is environmentally friendly and economically feasible.
  • this process is intended to recover high-quality chip and fiber material (secondary chips or secondary fibers).
  • wood material pieces are impregnated with an impregnating or impregnating solution and pre-swollen until they have absorbed at least 50% of their own weight in impregnating solution.
  • the impregnated wood material pieces are heated to 80 ° C heated to 120 ° C until the bond of chips and fibers is dissolved by the influence of the impregnation solution and the temperature, ie the glue compounds are destroyed chemically by hydrolysis and mechanically by swelling.
  • the amount of impregnation solution and the impregnation process taken up by the wood material pieces are dimensioned or adjusted such that, on the one hand, a complete solution of the wood materials takes place in the specified temperature range, but on the other hand, after the digestion, there is no longer any free catchable liquid, so that so there is no solution to dispose of.
  • the method according to the invention is a combination of chemical, thermal and mechanical process steps. These make it possible to digest the wood material pieces with comparatively mild digestion parameters and thereby to recover chips and fibers in undamaged or even tempered form. This procedure is possible through the use of the impregnation solution with which the material is impregnated or soaked without any cooking liquor or waste water remaining after the digestion.
  • the secondary chips and secondary fibers can be produced with little financial and technical effort and can be made with and without the addition of fresh chips or fresh fibers in conventional production plants to new wood-based materials such as. B. chipboard and fibreboard.
  • the wood-based 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. It can even be reduced by the process.
  • the process is carried out in such a way that impregnating solution is added to the wood material pieces, in such an amount that after the wood material pieces have completely absorbed the solution have absorbed at least 50% of their own weight in impregnation solution.
  • it is important to mix or stir the wood material pieces so that the existing solution is absorbed evenly by all wood material pieces. This can also be achieved with a rotating container.
  • Another embodiment of the method provides that an excess of impregnation solution is added to the wood material pieces, so that the wood material is completely covered by the liquid. After the pieces of wood have absorbed at least 50% of their own weight in liquid, the remaining liquid is drained off. It can be used as an impregnation solution for the digestion of other wood-based materials.
  • the treated wood material pieces ie soaked with impregnation solution
  • the wood-based material pieces are heated to a temperature in the range between 80 and 120 ° C.
  • the hydrolysis of the glue compounds takes place under the influence of temperature and the action of the impregnation solution.
  • a variant of the method provides that the impregnation process already takes place in the digestion tank and that the temperature is applied after the liquid material has been completely absorbed by the wood material pieces or after the excess impregnation solution has been drained off.
  • the temperature can be applied either under pressure (in the pressure-tightly closed digestion tank) or without pressure. The pressure level depends on the set temperature.
  • the duration of the digestion is about 1 to 60 minutes.
  • the digestion is accelerated by higher temperatures, a higher proportion of impregnation solution and a high acid content of the impregnation solution, while it is slowed down by lower temperatures, a lower proportion of impregnation solution and a basic setting of the impregnation solution.
  • the amount of pressure used during the heating begins at normal pressure and should be with a view to the most gentle digestion expediently do not go over two bar overpressure.
  • the temperature should also not be above 120 ° C with a view to digestion which is as gentle as possible and nevertheless rapid.
  • the impregnation process is to be accelerated, it is advantageous if it takes place under negative pressure (after evacuating the impregnating container) or at an overpressure above normal pressure.
  • a vacuum treatment applying a negative pressure of, for example, 150 mbar (absolute) to the impregnation tank) of the wood-based materials allows the air contained therein to escape. At normal pressure, this hinders the penetration of the impregnation solution and would make it impossible to open up, in particular, flat, coated wood-based materials without negative pressure.
  • the cavities filled with air make up approximately 30 to 70% of the volume of the wood-based material. Overpressure also facilitates rapid penetration of the impregnation solution into the wood material pieces.
  • the impregnation process takes place with a combination of negative and positive pressure, it is accelerated compared to the course at normal pressure. Heating the impregnation solution or the wood-based material during or before the impregnation has the same effect.
  • the impregnation solution can be heated in an energy-saving manner by the heat which arises when the digestion container is degassed, or when it is discharged from the digestion container or when the digestion material is sorted.
  • the digestion material can be heated by the heat generated during the exhaust or discharge from the digestion tank.
  • Another procedural procedure * provides that the wood material residues are filled together with the impregnation solution into a rotating digestion tank or equipped with a mixer or agitator (the amount of the impregnation solution added being such that none after the impregnation and the digestion) free, drainable impregnation solution or waste liquor is more to be disposed of) and the digestion tank is heated to a temperature between 80 and 120 ° C.
  • the mechanical process of destroying the glue connections by swelling and the chemical decomposition by hydrolysis take place simultaneously. Ie the wood material pieces are simultaneously exposed to the influence of the impregnation solution and the temperature (and pressure).
  • 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 are detached from one another and can be sorted by sieving, air separation, a combination of both, or a new separation process, in particular ⁇ in particular, the chip and fiber fraction can be easily separated, since the chips or fibers are much smaller than, for example, the coatings, which are still the size of the pre-broken wood materials.
  • the chips and fibers After digestion, the chips and fibers have a moisture content that corresponds to that of fresh forest wood or even lies below it.
  • the increased temperature of the chips after digestion has an advantageous effect on their drying.
  • the recovered chip material can be separated in the usual way or also dried with fresh chips or fibers. Chip and fiber boards can be produced from the recovered chips and fibers without the addition of fresh chips or fibers with unmodified commercially available binders, which have the same or even better properties than the starting material. This applies to both the technological properties and the formaldehyde emission.
  • An absorption of 80% of the weight of the wood-based materials in impregnation solution is particularly favorable for a particularly fast and complete digestion.
  • the absorption of the impregnation solution can be temperature (ambient temperature) and normal pressure.
  • the absorption can be accelerated, for example, by a vacuum treatment preceding the impregnation and / or a pressure swing treatment and / or a temperature increase in the impregnation solution and / or heating of the digestion material.
  • 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 contributes to the chips and fibers being only slightly damaged. Only a few chips and fibers are damaged in the edge area, since the material breaks here mainly in the glue joint due to the special, slowly rotating roller of the primary crusher.
  • the coatings and other non-chip and fiber components are changed only slightly in size, so that they can be easily separated after digestion, since they are then much larger than the chips or fibers.
  • the use of such large pieces of wood material is possible because the impregnation treatment precedes the material to such an extent that it is permeated with impregnation solution everywhere and so chemical and hydrolytic destruction of the binder can take place everywhere due to the action of heat.
  • the use of the impregnation solution opens up numerous possibilities for controlling the digestion and especially the digestion result.
  • the chips and fibers can even be coated with the composition of the impregnation solution, ie, due to the impregnation and / or the digestion, they can have better chemical and physical properties than fresh chips.
  • chipboard and medium-density fibreboard from old furniture in particular have relatively high formaldehyde emissions and contents, it makes sense to add urea, ammonia or urea or ammonia which release or other formaldehyde-binding, formaldehyde-inhibiting or formaldehyde-destroying chemicals to the impregnation solution.
  • the formaldehyde concentration released in the waste air and drying air after digestion is reduced or avoided entirely.
  • the addition of acids also has an advantageous effect if the chips or fibers thus recovered are used to produce materials onto which coatings are applied which have an acid-curing adhesive system.
  • the adhesive system could be simplified and the application of the coating would also be accelerated.
  • the digestion process is also accelerated by adding acid to the impregnation solution.
  • the addition of oxidizing or reducing agents is also advantageous. This can on the one hand destroy formaldehyde released, on the other hand z. B. by the addition of peroxides urea can be reactivated to a certain extent.
  • Another advantageous embodiment with regard to the composition of the impregnation solution is also the addition of binders such as. B. urea-formaldehyde resins or binder additives such. B.
  • paraffins for impregnation solution This has a positive effect on the reduction in formaldehyde or on the subsequent swelling and water absorption of the secondary chips and fibers, and further gluing of the recovered chips and fibers after digestion can be dispensed with in whole or in part. 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 the manufacture of fiberboard, the addition of lignin-softening chemicals such as methanol, sulfites or ammonia is sensible in order to save energy in the later fiber production.
  • a standard impregnation solution will contain approx. 0.5 to 3% urea, and approx. 0.1 to 1% ammonia or approx. 0.5% sodium hydroxide solution (dissolved in water). Due to the chemicals contained in the impregnation solution, no wood digestion (delignification) is brought about as in the production of cellulose.
  • the digestion can also be influenced positively by adding chemicals to the digestion container during the digestion. So z. B. formaldehyde released by gassing ozone.
  • the digestion is carried out with a controlled temperature profile. This can be such that the temperature is brought to a higher temperature level at the beginning of the digestion and there is a falling temperature towards the end of the digestion. Another, non-constant temperature profile is also possible.
  • Old furniture, production remnants and scrap which contain chipboard and / or MDF or other wood materials, are broken into pieces with an edge length of 10 to 20 cm by means of a commercially available primary crusher (e.g. primary crusher from Pallmann or Maier).
  • primary crusher e.g. primary crusher from Pallmann or Maier
  • an optimum bulk density mass per volume
  • 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 digestion / 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 (absolutely) sets.
  • 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.
  • a liquor ratio ratio of wood materials to impregnation solution after the impregnation process has ended
  • 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 undesired constituents have been removed and can be separated from the chip or fiber fraction by a subsequent screening or air separation or a combination of both.
  • the residue can be sorted further, e.g. B. in Vollhoiz, 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.
  • Example 1 the digestion material and impregnation solution are already filled in the desired liquor ratio into a rotating digestion tank or a digestion tank equipped with a stirrer or mixer.
  • D ' ⁇ .- means that there is a maximum of as much impregnation solution in the digestion tank as the digestion material can hold.
  • the impregnation solution is mixed and evenly taken up by rotating the digestion tank or the agitator or mixer.
  • the digestion container can be heated from the beginning, ie immediately after being closed.
  • the impregnation takes place in a different container than the digestion container and the finished impregnated wood material pieces are filled into the digestion container so that the temperature can be applied directly.
  • the impregnation solution is at a temperature higher than ambient, preferably 60 to 80 ° C.
  • the impregnating solution contains formaldehyde-binding, formaldehyde-inhibiting or formaldehyde-destroying chemicals, such as e.g. Urea ammonia or urea or ammonia-releasing substances are added.
  • impregnating solution bases such.
  • Tables 1 and 2 provide an overview of the properties of boards made from recovered chip material. Show it:
  • Table Properties of a laboratory chipboard made from recovered chip material, the furniture chipboard (production 1993) from which the chips were recovered (after the coating had been removed) and a laboratory chipboard made from chipboard of the furniture chipboard manufacturer was produced.
  • Fig. 1 a plant for the digestion of chipboard and wood material residues according to the invention is shown schematically.
  • 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 gripping 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 negative pressure of about 150 to 200 mbar (absolute) has been reached.
  • the impregnation solution is now fed 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 container 4 for the impregnation solution has an agitator 5 and a feed for chemicals 6 and a feed line for water 7.
  • the excess impregnation solution is drained from the digestion tank 3 back into the preparation tank 4 via a line 10.
  • 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 ended and the digestion tank 3 is emptied by a discharge device 16.
  • the digestion container could also be emptied through an opening in the lower region which 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.
  • chips or fibers are separated from coatings, solid wood parts, edge materials and other non-chip components.
  • the separated chips or fibers are now fed to further processing 14.
  • the separated other constituents can now be sorted further or compacted by means of a press 13 in order to reduce the volume.

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Abstract

Es wird ein 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 beschrieben, bei dem bei erhöhter Temperatur die Holzwerkstoffe aufgeschlossen werden. Im ersten Schritt des Verfahrens werden die Holzwerkstoffstücke mit einer Tränk- bzw. Imprägnierlösung imprägniert und vorgequollen, bis sie mindestens 50 % ihres Eigengewichtes an Imprägnierlösung aufgenommen haben, und in einem zweiten Schritt werden die so imprägnierten Holzwerkstoffstücke auf 80 °C bis 120 °C erwärmt. Die so aufgeschlossenen Holzwerkstoffstücke werden anschließend durch eine Siebung und/oder Windsichtung sortiert. Die Holzwerkstoffstücke weisen eine Kantenlänge von mindestens 10 bis 20 cm auf. In Weiterbildung sieht das Verfahren vor, daß die Imprägnierung gleichzeitig mit dem Erwärmen der Holzwerkstoffstücke stattfindet.

Description

BESCHREIBUNG
Verfahren zur Wiedergewinnung von Spänen und Fasern aus Holzwerk¬ stoffreststücken, Altmöbeln, Produktionsrückständen, Abfällen und an¬ deren holzwerkstoffhaltigen Materialien
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Spänen und Fasern aus mit Harnstoff-Formaldehyd-Bindemitteln oder mit anderen hy- drolysierbaren oder chemisch aufschließbaren Bindemitteln verleimten Holz¬ werkstoffen und holzwerkstoffhaltigen Materialien gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Ein derartiges Verfahren 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 entspre¬ chenden, 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 modifi¬ zierte Harnstoff bindern ittel verwendet. Durch die Zerkleinerung des zu behan¬ delnden Materials zu kleinen Bruchstücken die Späne zusätzlich zur Temperaturbelastung stark mechanisch beschädigt, d. h. gekürzt. Auch las¬ sen sich Beschichtungen und andere Nicht-Span-Bestandteile durch die star¬ ke Vorzerkleinerung nach der Dampfbehandlung nur schwer abtrennen.
Ein weiteres Verfahren zur Wiedergewinnung von Spanmaterial aus Holz¬ werkstoffen ist aus der DE-AS 1 201 045 bekannt. Nach diesem Verfahren wird der Holzwerkstoffabfall der Einwirkung von überspanntem Dampf ausge¬ setzt. 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 Auf¬ schlußgut 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 einge¬ setzt werden.
Ein anderes Verfahren ist z. B. die Kochung in einem Überschuß an Wasser und die damit verbundene Auflösung von Hamstoff-Formaldehydharz gebun¬ denen 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. Insbeson¬ dere die Quellfähigkeit nimmt durch das Herauslösen von Holzbestandteilen zu, während die technologischen Eigenschaften der Späne sich verschlech¬ tern. Das Bindemittel wird von den Spänen abgelöst und kann sich auf eine erneute Beleimung nicht mehr positiv auswirken. Das entstehende Abwas¬ serproblem sowie der Trocknungsaufwand der Späne bzw. Fasern sind er¬ heblich.
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 Be¬ arbeitung derselben neue, fertige Halbzeuge oder Fertigprodukte hergestellt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Wiedergewin¬ nung 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 angegebene Verfahren gelöst. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.
Danach werden in einem ersten Schritt Holzwerkstoffstücke mit einer Im¬ prägnier- bzw. Tränklösung imprägniert und vorgequollen bis sie mindestens 50% ihres Eigengewichtes an Imprägnierlösung aufgenommen haben. In ei¬ nem 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. einge¬ stellt, daß einerseits in dem angegebenen Temperaturbereich eine vollstän¬ dige Lösung der Holzwerkstoffe stattfindet, andererseits aber nach dem Auf¬ schluß 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 mechani¬ schen Prozeßschritten. Diese ermöglichen es, die Holzwerkstoffstücke bei vergleichsweise milden Aufschlußparametern aufzuschließen und dadurch Späne und Fasern in ungeschädigter oder sogar vergüteter Form wiederzu¬ gewinnen. 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 Im¬ prägnierlösung ist eine vollständige Hydrolyse bereits bei Temperaturen ab 80°C, vorzugsweise im Bereich 80 - 120°C möglich. Dadurch, daß die Tempe¬ raturen in einem niedrigen Bereich liegen, bleibt die in den Holzwerkstoffen vorliegende geometrische Span- und Faserqualität erhalten. Auch die che¬ misch-physikalischen Eigenschaften bleiben gleich oder werden durch den Aufschluß verbessert. Die Sekundärspäne und Sekundärfasern sind mit ge¬ ringem 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 Faserplat¬ ten verarbeiten. Die so erzeugten Holzwerkstoffe haben vergleichbare oder sogar bessere Eigenschaften als aus Frischmaterial hergestellte Holzwerk¬ stoffe. Dies gilt sowohl für die technologischen Eigenschaften als auch für die Formaldehydemission. Die Sekundärspäne und -fasern lassen sich mit her¬ kömmlichen Bindemitteln verarbeiten. Der Bindemittelverbrauch wird nicht erhöht. Er läßt sich durch das Verfahren sogar reduzieren.
Im einzelnen wird das Verfahren so durchgeführt, daß den Holzwerkstoff¬ stücken 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 wichtig, damit die vorhandene Lösung gleichmäßig durch alle Holzwerkstoffstücke aufgenommen wird. Dies kann auch durch einen rotierenden Behälter erreicht werden. Eine andere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, daß den Holzwerkstoffstücken Imprägnierlösung im Überschuß zugegeben wird, so daß das Holzmaterial vollständig durch die Flüssigkeit bedeckt ist. 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. Nunmehr werden die behandelten, d.h. mit Imprägnierlösung getränkten Holzwerkstoffstücke dem Imprägnierbehälter entnommen und in einen Aufschlußbehälter gegeben. 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 Auf¬ schlußbehälter 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 Auf¬ heizzeit 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 ver¬ langsamt 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 Vakuumbe¬ handlung (Anlegen eines Unterdruckes von z.B. 150 mbar (absolut) an den Imprägnierbehälter) der Holzwerkstoffe entweicht aus diesen die darin enthal¬ tene Luft. Diese behindert bei Normaldruck das Eindringen der Imprägnierlö¬ sung und würde ohne Unterdruck das Aufschließen vor allem von flächigen, beschichteten Holzwerkstoffen unmöglich machen. Die mit Luft gefüllten Hohl¬ räume machen ca. 30 bis 70% des Holzwerkstoffvolumens aus. Auch Über¬ druck erleichtert ein schnelles Eindringen der Imprägnierlösung in die Holz¬ werkstoffstücke. Auch, wenn der Vorgang der Imprägnierung mit einer Kom¬ bination von Unter- und Überdruck stattfindet, wird er gegenüber dem Verlauf bei Normaldruck beschleunigt. Die gleiche Wirkung hat das Erwärmen der Im¬ prägnierlösung oder des Holzwerkstoffmaterials während oder vor der Imprä¬ gnierung. Energiesparend kann das Erwärmen der Imprägnierlösung durch beim Abgasen des Aufschlußbehälters, die beim Austragen aus dem Auf¬ schlußbehälter 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 Verfahrensablau* sieht vor, daß die Holzwerkstoffreststücke zu¬ sammen 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 Imprägnierlösung 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. Da¬ durch werden die Späne und Fasern geschont, das in den Altmaterialien vor¬ liegenden Bindemittelbestandteile, z. B. Harnstoff, werden nicht oder nur we¬ nig geschädigt und können sich so auf eine erneute Verleimung positiv aus¬ wirken 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, Kantenmate¬ rialien, Metalle und sonstigen nicht Span- und Faserbestandteile sind vonein¬ ander gelöst und können durch eine Siebung, eine Windsichtung, eine Kom¬ bination von beidem oder ein neues Trennverfahren sortiert werden, insbe¬ sondere läßt sich die Span- und die Faserfraktion leicht abtrennen, da die Späne bzw. Fasern wesentlich kleiner sind als beispielsweise die Beschich¬ tungen, die noch die Größe der vorgebrochenen Holzwerkstoffe haben.
Die Späne und Fasern haben nach dem Aufschluß einen Feuchtigkeitssge- halt, 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 übli¬ cher 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 Eigenschaf¬ ten 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 Impräg¬ nierlösung ist für einen besonders schnellen und vollständigen Aufschluß be¬ sonders günstig. Die Aufnahme der Imprägnierlösung kann bei Normaltem- peratur (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 Auf¬ schlußmaterials 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 ge¬ schädigt werden. Auch im Kantenbereich werden nur wenige Späne und Fa¬ sern 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 Faserbe¬ standteile nur wenig in ihrer Größe verändert, so daß sie sich nach dem Auf¬ schluß 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 vorbehan¬ delt ist, daß es überall mit Imprägnierlösung durchdrungen ist und so durch Wärmeeinwirkung überall eine chemisch-hydrolytische Zerstörung des Bin¬ demittels erfolgen kann.
Der Einsatz der Imprägnierlösung eröffnet zahlreiche Möglichkeiten, den Auf¬ schluß und besonders das Aufschlußergebnis zu steuern. So können über die Zusammensetzung der Imprägnierlösung die Späne und Fasern sogar vergü¬ tet 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. Am¬ moniak abspaltende oder andere formaldehydbindende, formaldehydinhibie- rende oder formaldehydzerstörende Chemakalien zuzusetzen. Dadurch wird auch die nach dem Aufschluß in der Ab- und Trocknungsluft freiwerdende Formaldehydkonzentration verringert oder ganz vermieden. Durch eine Zuga¬ be 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 zuge¬ setzten 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 Zu¬ gabe von Säuren wirkt sich auch vorteilhaft aus, wenn aus den so wiederge¬ wonnenen Spänen bzw. Fasern Werkstoffe hergestellt werden, auf die Be¬ schichtungen 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, anderer¬ seits 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-Zu¬ schlagstoffen 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 Be¬ leimung 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 Faserplatten¬ herstellung 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 Auf¬ schlusses kann der Aufschluß ebenfalls positiv beeinflußt werden. So kann z. B. durch ein Eingasen von Ozon freigewordenes Formaldehyd zerstört wer¬ den.
Da hohe Temperaturen die Späne schädigen, ist es vorteilhaft, wenn der Auf¬ schluß mit einem gesteuerten Temperaturprofil durchgeführt wird. Dies kann so aussehen, daß zu Anfang des Aufschlusses die Temperatur auf ein höhe¬ res Temperaturniveau gebracht wird und zum Ende des Aufschlusses hin eine abfallende Temperatur vorliegt. Auch ein anderes, nicht konstantes Tempera¬ turprofil 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 handelsüb¬ lichen Vorbrechers (z. B. Vorbrecher der Firmen Pallmann oder Maier) zu Stücken mit einer Kantenlänge von 10 bis 20 cm gebrochen. Durch das Vor¬ brechen zu der genannten Größe erhält man einerseits ein optimales Schütt¬ gewicht (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 kön¬ nen getrennt oder gemischt aufgeschlossen werden. Die vorgebrochenen Holzwerkstoffteile werden in einen stehenden oder rotierenden Aufschluß-/ Druckbehälter gefüllt. Bei der angegebenen Größe erreicht man dabei ein Schüttgewicht von etwa 350 bis 400 kg/m3. Der Druckbehälter wird ver¬ schlossen 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 Imprägnierlösung 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 zwi¬ schen den Plattenstücken in relativ kurzer Zeit. Nach dieser Behandlung lie¬ gen die Späne bzw. Fasern wieder in ihrer ursprünglichen geometrischen Form vor. Die Beschichtungen und Kantenmaterialien sowie andere uner¬ wünschte 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 Vollhoiz-, Kunststoff- und Metallteile. Diese können weiter verarbeitet, thermisch zur Strom- oder Ener¬ gieerzeugung genutzt oder anders entsorgt werden. Metalle können z. B. über Magnete oder Metalidetektoren abgetrennt werden. Kunststoffe und Holzteile durch NIR-spektroskopische oder andere Verfahren sortiert und getrennt wer¬ den.
Aus den wiedergewonnenen Spänen bzw. Fasern lassen sich ohne Zugabe frischer Späne bzw. Fasern mit üblicher Technik und handelsüblichen, un- modifizierten Bindemitteln wie z. B. Harnstoff-, Melamin-, Phenol-Formalde¬ hydharzen, Isocyanaten (MDI/PMDI) oder Mischharzen Span- bzw. Faserplat- ten herstellen, die die gleichen oder sogar bessere Eigenschaften als das Ausgangsmaterial haben (s. Tab. 1. und 2). Dies gilt sowohl für die technolo¬ gischen 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. D'^.- bedeu¬ tet, es wird maximal soviel Imprägnierlösung in den Aufschlußbehäiter gege¬ ben, 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 Aufschlu߬ behälter kann dabei von Anfang an, d. h. direkt nach dem Verschließen, auf¬ geheizt 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.
Beispiel 5:
Wie Beispiel 1, 2, 3 und 4, nur daß der Aufschluß drucklos durchgeführt wird.
Beispiel 6:
Wie Beispiel 1 und 4, nur daß die Imprägnierlösung eine höhereTemperatur als die Umgebungstemperatur aufweist, vorzugsweise 60 bis 80°C.
Beispiel 7:
Wie Beispiel 1 , 2 und 4, nur daß Imprägnierung und Aufschluß kontinuierlich oder im "batch" Verfahren durchgeführt werden. Beispiel 8:
Wie Beispiel 1 , 2, 3 und 4, nur daß der Imprägnierlösung formaldehydbinden- de, formaldehydinhibierende oder formaldehydzerstörende Chemakalien, wie z.B. Harnstoff Ammoniak oder Harnstoff bzw. Ammoniak abspaltende Stoffe zugesetzt werden.
Beispiel 9:
Wie Beispiel 1, 2, 3 und 4, nur daß der Imprägnierlösung Laugen wie z. B. Na¬ tronlauge, Säuren wie z.B. Schwefelsäure, Oxidations- oder Reduktionsmittel, Bindemittel wie z.B. Harnstofformaldehyharze, bindemittelkonservierende oder bindemittelreaktivierende Stubstanzen, alle Chemikalien in einer Ge¬ samtkonzentration bis zu 30% zugegeben werden.
Beispiel 10:
Wie Beispiel 1 , 2, 3 und 4, nur daß die wiedergewonnenen Späne bzw. Fa¬ sern nach dem Aufschluß im noch feuchten, angetrockneten oder getrockne¬ ten Zustand mit Chemikalien nach den Beispielen 8 und 9 behandelt werden.
Beispiel 11 :
Wie vorangegangene Beispiele , nur daß während des Aufschlusses Chemi¬ kalien nach den Beispielen 8 und 9 oder andere Chemikalien in den Auf¬ schlußbehälter 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 wiedergewonnemSpanmaterial hergestellten Platten. Es zeigen:
Tabellel : Eigenschaften einer aus wiedergewonnenem Spanmaterial her¬ gestellten Laborspanplatte, der Möbelspanplatte (Produktion 1993) aus der die Späne wiedergewonnen wurden (nach Entfer¬ nen der Beschichtung) und einer Laborspanplatte, die aus In- dustriespänen des Möbelspanplattenherstellers hergestellt wurde.
Tabelle 2: Eigenschaften einer aus wiedergewonnenem Spanmaterial
(Sekundärspäne) hergestellten Laborspanplatte, der Altmöbels¬ panplatte 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 wiederge¬ wonnenen 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 Greifbag¬ ger 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 vor¬ gebrochene 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 Auf¬ schlußbehälter 3 und den Holzwerkstoffen enthaltene Luft abgesaugt bis sich ein Unterdruck von etwa 150 bis 200 mbar (absolut) eingestellt hat. Unter Auf¬ rechterhaltung des Vakuums wird nun aus dem Ansetzbehälter 4 für Impräg¬ nierlösung über eine Leitung 15 die Imprägnierlösung in den Aufschlußbehäl¬ ter 3 geführt, bis die Holzwerkstoffe vollständig von dieser bedeckt sind. Im Aufschlußbehälter 3 wird nun wieder Normaldruck eingestellt. Zur Beschleuni¬ gung des Eindringens der Imprägnierlösung könnte auch Überdruck angelegt werden. Auch eine Imprägnierung bei Normaldruck ist möglich. Der Ansetz¬ behälter 4 für die Imprägnierlösung verfügt über ein Rührwerk 5 und eine Zu¬ fuhr für Chemikalien 6 und eine Zuleitung für Wasser 7. Ist der Imprägniervor¬ gang abgeschlossen, d.h. haben die Holzwerkstoffstücke mindestens 50% ih- res Eigengewichtes an Imprägnierlösung aufgenommen, wird über eine Lei¬ tung 10 die überschüssige Imprägnierlösung aus dem Aufschlußbehälter 3 zu¬ rück 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 Austrags- vorrichtung 16 entleert. Anstelle einer Austragsvorrichtung könnte der Auf¬ schlußbehälter auch durch eine über die ganze Breite sich erstreckende Öff¬ nung 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 Volu¬ menverringerung mittels einer Presse 13 verdichtet werden.
Möbelspanplatt Laborspan¬ Laborspan¬ e ohne platte aus platte aus Beschichtung Sekundär¬ frischen 19 mm spänen Spänen 19 mm 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, 7
Scherfestigkeit [N/mm2] 1,71 1,48 1,70
Perforatorwerte [mg /100 g ] 6,8 5,4 8,1
Feuchte bei 20/65 [%l 10,0 9,5 10,1
Tab.1
Altmöbelspan- Laborspan¬ Labor-MDF platte(1964)ohn platte aus aus e Beschichtung Sekundär¬ Sekundärfasern 19 mm spänen 19 mm 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
Tab.2

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Wiedergewinnung von Spänen und Fasern aus mit Harnstoff-Formaldehyd-Bindemitteln oder mit anderen hydrolysierbaren oder chemisch aufschließbaren Bindemitteln verleimten Holzwerk¬ stoffreststücken, Altmöbeln, Produktionsrückständen, Abfällen und anderen holzwerkstoffhaltigen Materialien, bei dem bei erhöhter Temperatur die Holzwerkstoffstücke aufgeschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt die Holzwerkstoffstücke mit einer Tränk- bzw. Imprägnierlösung imprägniert und vorgequollen werden bis sie mindestens 50% ihres Eigengewichtes an Imprägnierlösung aufgenommen haben und in einem zweiten Schritt die 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 nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung in einem Imprägnierbehälter stattfindet und daß die imprägnierten Hoizwerkstoffstücke in einem anderen Behälter, dem Aufschlußbehälter der Temperatureinwirkung ausgesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung und die Temperatureinwirkung im Aufschlußbehälter (3) stattfinden.
4. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung vor dem Erwärmen des Aufschlußbehälters (3) stattfindet.
5. Verfahren nach Anspruch 3 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 20cm 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 gekennzeich¬ net, daß die Temperatureinwirkung mindestens 1 Minute dauert.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Holzwerkstoffstücken zugegebene Menge Imprägnierlösung so bemessen ist, daß die gesamte Flüssigkeit durch die Holzwerkstoff stücke aufgenommen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß der Imprägnier- oder Aufschlußbehälter (3) ein rotierender Behälter ist, oder daß er mit einem Misch- oder Rührwerk (16) ausgestattet ist zum Durchmischen der Holzwerkstoffstücke und der Imprägnierlösung.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeich¬ net, daß den Holzwerkstoffstücken soviel Imprägnierlösung zugegeben wird, daß das gesamte Holzwerkstoffmaterial dadurch bedeckt ist, und daß nach Flüssigkeitsaufnahme die restliche Imprägnierlösung abgelassen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in einem stehenden Behälter durchgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch ge¬ kennzeichnet, daß in dem Aufschlußbehälter (3) ein Überdruck bis 2 bar herrscht.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Holzwerkstoffstücke einen Anteil an Imprägnierlösung in Höhe von 80% ihres Eigengewichtes aufweisen und einer Temperatur von 11Ö°C für 20 Minuten ausgesetzt werden.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Temperatureinwirkung bei Normaldruck durchgeführt wird.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Imprägnierung mit Imprägnierlösung bei einem unter Normaldruck liegenden Unterdruck bzw. nach einer Unterdruck¬ behandlung (Evakuierung) der Holzwerkstoffstücke stattfindet.
17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Imprägnierung mit Imprägnierlösung bei einem über Normaldruck liegenden Überdruck stattfindet.
18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Imprägnierung mit Imprägnierlösung unter einer Kombination von Unter- und Überdruck stattfindet.
19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Holzwerkstoffstücke vor dem Imprägnieren er¬ wärmt werden.
20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Imprägnierlösung bei und/oder vor dem Im¬ prägniervorgang erwärmt wird (vorzugsweise auf eine Temperatur bis 80°C).
21. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Imprägnierlösung formaldehydbindende, for¬ maldehydinhibierende oder formaldehydzerstörende Chemikalien wie Harnstoff, Ammoniak oder Harnstoff bzw. Ammoniak abspaltende Chemikalien zugesetzt werden. .
22. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Imprägnierlösung Laugen wie z. B. Natrόnlau- ge, Säuren wie z.B. Schwefelsäure, Oxydations- oder Reduktionsmittel, Bindemittel wie z.B. Harnstofformaldehydharze, bindemittelkonservie¬ rende oder bindemittelaktivierende Substanzen, alle Chemikalien in einer Gesamtkonzentration bis zu 30%, zugegeben werden.
23. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß während des Aufschlusses Chemikalien in den Aufschlußbehälter (3) zugegeben werden.
24. 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.
25. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, 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.
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