DE4119079C2 - Verfahren zur Bestimmung der Abgabe von biologisch aktiven Stoffen aus Holzwerkstoffen - Google Patents
Verfahren zur Bestimmung der Abgabe von biologisch aktiven Stoffen aus HolzwerkstoffenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Abga
be von biologisch aktiven Stoffen aus Holzwerkstoffen, insbe
sondere Spanplatten, Sperrholz und Faserplatten.
Holzwerkstoffe geben verschiedene Stoffe an die Umgebung ab.
So wird z. B. aus mit Harnstoff-Formaldehydharz als Bindemit
tel hergestellten Spanplatten sowohl bei der Herstellung als
auch bei der Lagerung in Abhängigkeit von der Temperatur und
Feuchtigkeit der Umgebung sowie der Herstellungsbedingungen
der Platten Formaldehyd an die Umgebung abgegeben. Bei der
Herstellung von Spanplatten oder ähnlichen Holzwerkstoffen
werden diesen weitere Stoffe, z. B. Holzschutzmittel zugege
ben. Auch diese Stoffe werden beim späteren Gebrauch aus die
sen Holzwerkstoffen an die Umgebung abgegeben. Es ist wich
tig, daß die Abgabe von solchen Stoffen, die biologisch nicht
immer unbedenklich sind, bestimmt werden kann. Es sind bisher
keine Verfahren bekannt, welche es ermöglichen, schnell und
zuverlässig und vor allem auch in der Praxis anwendbar die
Abgabe von biologisch aktiven Stoffen aus Holzwerkstoffen zu
erfassen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Ver
fahren anzugeben.
Diese Aufgabe ist durch das im Patentanspruch 1 angegebene
Verfahren gelöst.
Das Verfahren besteht aus mehreren Schritten. Im ersten
Schritt wird der zu untersuchende Holzwerkstoff in einem ver
schlossenen Gefäß, in dem sich eine Absorptionsflüssigkeit
befindet, über deren Oberfläche angeordnet. Das Gefäß wird
dann mehrere Stunden lang dem Einfluß erhöhter Temperatur
ausgesetzt. Dabei ist die Temperatur und die Zeitdauer eines
solchen Lagerungsvorganges von den zu untersuchenden Holz
werkstoffen abhängig. Während dieser Zeit werden aufgrund des
Temperatureinflusses und des Feuchtigkeitseinflusses aus dem
Holzwerkstoff biologisch aktive Stoffe abgegeben. Sie ver
bleiben zunächst teilweise im Luftraum des Gefäßes, und teil
weise werden sie in der Absorptionsflüssigkeit gelöst.
Es ist bekannt, daß manche Bakterien Leuchteigenschaften be
sitzen. Bei diesen Bakterien handelt es sich meistens um
gramnegative, fakultativ-anaerobe Meeresbakterien der Familie
Vibrionaceae. Sie sind imstande, aufgrund von Stoffwechsel
vorgängen kaltes Licht zu erzeugen, was als Biolumineszenz
bezeichnet wird. Wird die Änderung der Leuchtkraft gemessen,
so ist es möglich, eine Aussage darüber zu treffen, ob die
Bakterien biologisch aktiven Substanzen ausgesetzt sind, wel
che ihre Stoffwechselvorgänge beeinflussen. Durch die Bestim
mung der Biolumineszenz ist es also möglich, biologische Ein
wirkungen zu erfassen. Eine genauere Durchführung einer sol
chen Untersuchung ist in der DIN 38 412 Teil 34 beschrieben.
Im nächsten Verfahrensschritt werden der Absorptionsflüssig
keit Leuchtbakterien zugegeben und deren Leuchtkraft bzw. die
Leuchtkraftänderung ermittelt. Gleichzeitig wird die Leucht
kraft der Bakterien in einem Vergleichsverfahren ermittelt,
bei dem die Bakterien der "reinen" Absorptionsflüssigkeit,
d. h. der Absorptionsflüssigkeit ohne Zusatz von anderen Stof
fen, zugegeben werden. Aufgrund der gleichzeitigen bzw. pa
rallelen Durchführung der beiden Verfahren ist auch eine
quantitative Erfassung des Gehaltes von biologisch aktiven
Stoffen in der Absorptionsflüssigkeit möglich. Dazu wird in
einer Reihe von Vergleichsverfahren die Absorptionsflüssig
keit mit definierter, unterschiedlicher Menge von biologisch
aktiven Stoffen angereichert und die Leuchtkraft der darin
befindlichen Bakterien ermittelt. Die so ermittelte Leucht
kraft wird dann in eine Beziehung gebracht zu der Leuchtkraft
der Bakterien, welche sich in einer, mit aus Holzwerkstoffen
abgegebenen biologisch aktiven Stoffen angereicherten Absorp
tionsflüssigkeit befinden.
Es ist vorteilhaft, wenn als Absorptionsflüssigkeit destil
liertes Wasser oder Na-Cl-Lösung eingesetzt werden. Es ist
wichtig, daß eine Absorptionsflüssigkeit gewählt wird, welche
in einem späteren Schritt des Verfahrens, dem Schritt der Zu
gabe von Leuchtbakterien, diese in ihrer Aktivität nicht be
einflussen.
Es ist ausreichend, wenn die Absorptionsflüssigkeit etwa die
Hälfte des Volumens des verwendeten Gefäßes einnimmt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird
das Gefäß mit der Absorptionsflüssigkeit nach der Abgabe der
biologisch aktiven Stoffe aus dem Holzwerkstoff abgekühlt.
Die Abkühlung bewirkt, daß größere Mengen der abgegebenen
biologisch aktiven Stoffe in der Absorptionsflüssigkeit ge
löst werden. Dadurch kann das anschließende Leuchtbakterien-
Verfahren wirkungsvoller durchgeführt werden. Ausreichend
ist, wenn die Abkühlungstemperatur ca. 8°C und die Zeitdauer
ca. 0,5 Std. betragen.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens wird im Schritt b
das Gefäß mit dem zu untersuchenden Holzwerkstoff und der Ab
sorptionsflüssigkeit zur Bestimmung der Abgabe von Holz
schutzmitteln einer Temperatur von 60°C drei Stunden lang
ausgesetzt.
Soll die Abgabe von biologisch aktiven Stoffen aus mit Phe
nol-Formaldehydharz (PF-Harz) bzw. Klebstoff auf der Basis
von Diisocyanaten (PMDI) gebundenen Holzwerkstoffen bestimmt
werden, so beträgt gemäß Anspruch 7 die Temperatur 40°C und
die Zeitdauer dieser Temperatureinwirkung 24 Stunden.
Nach Ausgestaltung gemäß Anspruch 8 wird die Leuchtkraft
schwächung der Bakterien nach ca. 30 Minuten ermittelt. Wäh
rend dieser Zeit sind die auf die Einwirkung der biologisch
aktiven Stoffe zurückzuführenden Stoffwechselvorgänge der
Bakterien und somit auch die Leuchtkraftabnahme weitgehend
abgeschlossen.
Vorteilhaft ist es, wenn folgende Bakterien zur Untersuchung
der Leuchtkraft eingesetzt werden: Gramnegative, fakultativ
anaerobe Meeresbakterien der Familie Vibrionaceae.
In den nachfolgenden Figuren sind die Untersuchungsergebnisse
des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 Einfluß von verschiedenen, aus dem Holzwerkstoff ab
gegebenen biologisch-aktiven Stoffen auf die Leucht
kraft der Bakterien.
Fig. 2 Einfluß von Holzschutzmitteln auf die Leuchtkraft der
Bakterien.
Es wurden Spanplatten untersucht, die aus dem Splint- und
Kernholz der Pappel mit säurehärtenden Harnstoffen (UF-Har
zen), alkalisch härtenden Phenolformaldehydharzen (PF-Harzen)
und Klebstoffen auf Basis von Diisocyanaten (PMDI) herge
stellt sind. Die Ergebnisse sind in Fig. 1 dargestellt. Wäh
rend PF- und PMDI-gebundene Spanplatten, die bekanntlich kaum
Stoffe abgeben, die Leuchtkraft der Bakterien kaum schwächen,
rufen die aus den UF-Spanplatten emittierten, flüchtigen
Stoffe (hauptsächlich Formaldehyd) eine erhebliche Vermin
derung der Bakterienleuchtkraft hervor.
In Fig. 2 ist der Einfluß der Holzschutzmittel auf die
Leuchtkraft der Bakterien dargestellt. Es wurden Spanplatten
mit und ohne Holzschutzmittel, die mit PF bzw. PMDI gebunden
sind, untersucht. Dieser Figur ist deutlich entnehmbar, daß
Holzschutzmittel in den beiden geschützten Plattentypen (G)
teilweise entweicht und in die Absorptionsflüssigkeit ge
langt. Die Leuchtkraft der Bakterien wird somit herabgesetzt.
So zeigen die Absorptionsflüssigkeiten der unter Einsatz von
Holzschutzmitteln hergestellten Spanplatten (PF G bzw. PMDI
G) eine wesentlich geringere Restleuchtkraft der Bakterien
als die der ohne Holzschutzmittel hergestellten Platten (PF
bzw. PMDI).
Claims (9)
1. Verfahren zur Bestimmung der Abgabe von biologisch akti
ven Stoffen aus Holzwerkstoffen, insbesondere Spanplat
ten, Sperrholz und Faserplatten mit folgenden Schritten:
- a) Anordnung des zu untersuchenden Holzwerkstoffes in einem verschlossenen Gefäß über der Oberfläche einer in diesem befindlichen Absorptionsflüssigkeit.
- b) Lagerung des Gefäßes bei erhöhter Temperatur über ei ne Zeit von mehreren Stunden, wobei die Lagerungs temperatur und Lagerungszeit von der Art des abgege benen Stoffes abhängig sind.
- c) Zugabe von Leuchtbakterien zu der mit den abgegebenen Stoffen angereicherten Absorptionsflüssigkeit.
- d) Ermittlung der Leuchtkraftschwächung der zugegebenen Bakterien.
- e) Ermittlung der Leuchtkraftschwächung der Bakterien in einem parallelen Vergleichsverfahren.
- f) Bestimmung der Abgabe der biologisch aktiven Stoffe aufgrund der Differenz zwischen der im Schritt d) und e) ermittelten Leuchtkraft der Bakterien.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Absorptionsflüssigkeit destilliertes Wasser oder
NaCl-Lösung ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Absorptionsflüssigkeit etwa die Hälfte des Volumens
des verwendeten Gefäßes einnimmt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
nach dem Schritt b des Verfahrens das Gefäß mit der Ab
sorptionsflüssigkeit abgekühlt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abkühlung bei einer Temperatur von 8°C über etwa 30
Minuten erfolgt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bestim
mung der Abgabe von Holzschutzmitteln im Schritt b des
Verfahrens die Temperatur 60°C und die Zeitdauer der
Temperatureinwirkung drei Stunden betragen.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bestim
mung der Abgabe von biologisch aktiven Stoffen aus mit
Phenol-Formaldehydharz bzw. Klebstoff auf der Basis von
Diisocyanat (PMDI) hergestellten Platten im Schritt b
des Verfahrens die Temperatur 40°C und die Zeitdauer der
Temperatureinwirkung 24 Stunden betragen.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ermittlung der Schwächung der Leuchtkraft der Bakterien im Schritt
d und e des Verfahrens nach etwa 30 Minuten erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Leuchtbakterien gramnegative, fakultativ-anaerobe
Meeresbakterien der Familie Vibrionaceae zugesetzt wer
den.
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Cited By (1)
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- 1991-06-10 DE DE19914119079 patent/DE4119079C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE10300108A1 (de) * | 2003-01-07 | 2004-07-15 | Jonas Baumann | Schnelle Bestimmung von Formaldehydbelastungen in Holzwerkstoffen |
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