EP0639434B2 - Verfahren zur Herstellung von mitteldichten Holzfaserplatten (MDF) - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von mitteldichten Holzfaserplatten (MDF) Download PDF

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EP0639434B2 EP19940111375 EP94111375A EP0639434B2 EP 0639434 B2 EP0639434 B2 EP 0639434B2 EP 19940111375 EP19940111375 EP 19940111375 EP 94111375 A EP94111375 A EP 94111375A EP 0639434 B2 EP0639434 B2 EP 0639434B2
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Roland Dr.Rer.Nat. Bayer
Edmone Prof. Dr. Roffael
Gert Dipl.-Ing. Bär
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/002—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres characterised by the type of binder
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for producing medium-density fibreboard according to the preamble of the main claim.
  • the wood is first cut into a schnitzel with a Size of about 20 mm x 5 mm crushed and the resulting wood chips washed to remove the adhering foreign matter (especially sand). Then the schnitzel is steamed for a few minutes and one Treated temperature of about 160 ° C and then fed to a defibrator, where it is frayed into single fibers or small tufts of fibers between grinding disks become.
  • the fiber becomes a binder such as urea-formaldehyde resin (UF resin), mixed resin made of urea and melamine (MUF resin), Phenol formaldehyde resin (PF resin), tannin formaldehyde resin (TF resin) or diisocyanate adhesive HPMDI added.
  • UF resin urea-formaldehyde resin
  • MAF resin mixed resin made of urea and melamine
  • PF resin Phenol formaldehyde resin
  • TF resin tannin formaldehyde resin
  • HPMDI diisocyanate adhesive
  • the binder can also be added to the fibers after drying.
  • the fibers run through a special glue application drum.
  • the dried and glued pulp is fed to a molding machine where it is sprinkled on a sieve that moves at high speed.
  • the mats formed in this way are then pressed into sheets.
  • the older but not prepublished EP-B-0 647 174 describes a process for the production of medium-density wood fiber boards in which wood fibers provided with urea-formaldehyde resin as binders are formed into fiber mats and pressed into boards at elevated temperature.
  • the wood or the wood chips are chemically digested for the production of the fibers, Na 2 SO 3 and / or NaHSO 3 being used as the disintegrating agent.
  • the fibers thus produced are fed to the further process without being washed out.
  • the pH value of the impregnation solution is kept between 2 and 12 and can advantageously be controlled by NaOH.
  • the object of the present invention is to provide a simple method which makes it possible to reduce the formaldehyde release of the MDF produced, without having to treat the plates afterwards.
  • the fibers are glued in a manner known per se with one of the binders mentioned, scattered into mats and pressed into sheets. It has surprisingly been found that such MDFs have a relatively low release of formaldehyde and that, moreover, the boards produced by this process have better mechanical-technological properties than the boards which are made from fibers which have undergone thermomechanical refiner digestion (TMP). Procedure) are open-minded.
  • the CTMP process known per se is a process for producing wood materials from wood chips or other wood comminution products. In the production of CTMP (chemo-thermo-mechanical pulps), the wood chips are impregnated with chemicals such as Na 2 SO 3 under and without the addition of NaOH at high temperatures (140 ° C ... 170 ° C) and then fiberized at high temperatures , The fibers obtained are used on their own or in combination with other fibers (e.g. waste paper) for the production of newsprint and other types of paper (e.g. tissue paper).
  • CTMP thermomechanical refiner digestion
  • the binders used in the process according to the invention are those known in the manufacture of MDF (medium density fiberboard) Binders such as urea-melamine resin (MUF), phenol formaldehyde resin (PF resin), Tannin formaldehyde resin (TF resin) or an adhesive based on polymers Diisocyanates (PMDI) used.
  • MDF medium density fiberboard
  • Binders such as urea-melamine resin (MUF), phenol formaldehyde resin (PF resin), Tannin formaldehyde resin (TF resin) or an adhesive based on polymers Diisocyanates (PMDI) used.
  • the method according to the invention is also suitable for the use of hardwoods.
  • the wood or the wood chips are digested with chemicals such as Na 2 SO 3 or with NaOH.
  • the wood is digested with a mixture of Na 2 SO 3 and NaOH.

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mitteldichten Holzfaserplatten gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Für die Herstellung solcher Platten wird das Holz zunächst in Schnitzel mit einer Größe von etwa 20 mm x 5 mm zerkleinert und die entstehenden Hackschnitzel gewaschen, um die anhaftenden Fremdkörper (insbesondere Sand) zu entfernen. Anschließend werden die Schnitzel einige Minuten unter Dampfdruck und einer Temperatur von etwa 160°C behandelt und dann einem Defibrator zugeführt, wo sie zwischen Mahlscheiben zu Einzelfasern oder kleinen Faserbüscheln zerfasert werden. Darauffolgend wird dem Faserstoff ein Bindemittel wie Harnstoff-Formaldehydharz (UF-Harz), Mischharz aus Harnstoff und Melamin (MUF-Harz), Phenolformaldehydharz (PF-Harz), Tanninformaldehydharz (TF-Harz) oder Diisocyanat-Klebstoff HPMDI zugesetzt. Das Bindemittel wird üblicherweise den noch feuchten Fasern vor Eintritt in den Trocknertunnel zugesetzt. Im Trockner werden die beleimten Fasern kurzfristig Temperaturen von 70°C bis 80°C ausgesetzt. Infolge der Trocknung kommt es zu einer Verringerung der Wirksamkeit der eingesetzten Bindemittel.
Das Bindemittel kann aber auch den Fasern nach dem Trocknen zugesetzt werden. In diesem Fall laufen die Fasern durch eine Spezial-Leimauftragstrommel. Der getrocknete und beleimte Faserstoff wird einer Formmaschine zugeführt, wo er auf ein Sieb gestreut wird, das sich mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt. Die so geformten Matten werden anschließend zu Platten gepresst.
Die mit Aminoplastharzen als Bindemittel nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten mitteldichten Holzfaserplatten weisen in der Regel ein hohes Formaldehydabgabevermögen auf. Es wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen, um die Formaldehydabgabe zu verringern. So wurde z.B. nach der DE-OS 28 04 514 versucht, die Formaldehydabgabe von MDF durch nachträgliches Behandeln der Faserplatten mit Ammoniak oder ammoniakabspaltenden Verbindungen zu vermindern (DE-OS 28 04 514). Diese Nachbehandlung muss jedoch in einer separaten Arbeitsstufe in einer besonderen Kammer erfolgen.
In der älteren aber nicht vorveröffentlichten EP-B-0 647 174 ist ein Verfahren zur Herstellung von mitteldichten Holzfaserplatten beschrieben, bei dem mit Harnstoff-Formaldehydharz als Bindemittel versehene Holzfasern zu Fasermatten geformt und bei erhöhter Temperatur zu Platten gepresst werden. Für die Herstellung der Fasern werden das Holz bzw. die Hackschnitzel chemisch aufgeschlossen, wobei als Aufschlussmittel Na2SO3 und/oder NaHSO3 verwendet werden. Die so hergestellten Fasern werden, ohne ausgewaschen zu werden, dem weiteren Verfahren zugeführt. Der pH-Wert der Imprägnierlösung wird zwischen 2 und 12 gehalten und kann zweckmäßig durch NaOH gesteuert werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, die Formaldehydabgabe der hergestellten MDF zu verringern, ohne dass die Platten nachträglich behandelt werden müssen.
Diese Aufgabe ist durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst. Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Holz bzw. die Hackschnitzel nach dem CTMP-Verfahren (chemo-thermo-mechanical pulping) aufgeschlossen werden, und dass die daraus hergestellten Fasern, ohne ausgewaschen zu werden, zur Herstellung der mitteldichten Holzfaserplatten eingesetzt werden.
Die Fasern werden im unausgewaschenen Zustand in an sich bekannter Weise mit einem der genannten Bindemittel beleimt, zu Matten gestreut und zu Platten gepresst. Es hat sich überraschend herausgestellt, dass derartige MDF eine relativ niedrige Formaldehydabgabe aufweisen, und dass außerdem die nach diesem Verfahren hergestellten Platten bessere mechanisch-technologische Eigenschaften aufweisen als die Platten, die aus Fasern hergestellt sind, die nach dem thermomechanischen Refiner-Aufschluss (TMP-Verfahren) aufgeschlossen sind. Bei dem an sich bekannten CTMP-Verfahren handelt es sich um ein Verfahren, um Holzstoffe aus Hackschnitzeln oder anderen Holzzerkleinerungsprodukten herzustellen. Bei der Herstellung von CTMP (chemo-thermo-mechanical pulps) werden die Hackschnitzel mit Chemikalien wie Na2SO3 unter und ohne Zugabe von NaOH bei hohen Temperaturen (140°C...170°C) imprägniert und anschließend bei hohen Temperaturen zerfasert. Die gewonnenen Faserstoffe werden für sich allein oder in Kombination mit anderen Faserstoffen (z.B. Altpapier) für die Herstellung von Zeitungsdruckpapier und anderen Papiersorten (z.B. Tissue-Papier) herangezogen.
Für die Herstellung von Papier aus dem CTMP-Stoff wird dieser nach dem Aufschluss ausgewaschen, um die noch vorhandenen Chemikalien zu entfernen. Dies führt zu einem Abwasserproblem, das die Herstellung von Papier aus CTMP-Stoff nicht unproblematisch macht und viele Betriebe davon abgehalten hat, diese neue Technologie einzuführen. Im Unterschied zu der Papiertechnologie soll nach der vorliegenden Erfindung das Auswaschen des CTMP-Stoffes unterbleiben, zumal sich das Weglassen dieser Verfahrensstufe als besonders vorteilhaft für die MDF erwiesen hat.
Als Bindemittel werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, je nach Anwendungszweck, die bei der Herstellung von MDF (mitteldichte Faserplatten) bekannten Bindemittel wie Harnstoff-Melamin-Harz (MUF), Phenolformaldehydharz (PF-Harz), Tanninformaldehydharz (TF-Harz) oder ein Klebstoff auf der Basis von polymeren Diisocyanaten (PMDI) verwendet.
Bei dem Verfahren werden vorteilhaft Nadelhölzer eingesetzt, wie dies sowohl für die Herstellung von MDF als auch beim CTMP-Verfahren üblich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich jedoch auch für die Verwendung von Laubhölzern. Der Aufschluss des Holzes bzw. der Holzschnitzel erfolgt erfindungsgemäß mit Chemikalien wie Na2SO3 oder mit NaOH. Für bestimmte Anwendungsfälle wird das Holz mit einer Mischung aus Na2SO3 und NaOH aufgeschlossen.
In optimierter Form eingesetzt, wirken sich diese genannten Chemikalien vorteilhaft auf die Eigenschaften der fertigen Platten aus.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Herstellung von mitteldichten Holzfaserplatten, bei dem mit Bindemittel versehene Holzfasern zu Fasermatten geformt und bei erhöhter Temperatur zu Platten gepresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung der Fasern das Holz bzw. die Hackschnitzel nach dem CTMP-Verfahren (chemo-thermo-mechanical-pulping) aufgeschlossen werden, und die hergestellten Fasern, ohne ausgewaschen zu werden, dem weiteren Verfahren zugeführt werden, wobei als Bindemittel ein Harnstoff-Melamin-Harz (MUF) oder ein Tanninformaldehydharz (TF-Harz) oder ein Phenolformaldehydharz (PF-Harz) oder ein Klebstoff auf Basis von polymeren Diisocyanaten (PMDI) verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aufzuschließende Holz ein Nadelholz ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aufzuschließende Holz ein Laubholz ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz mit Na2SO3 allein aufgeschlossen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz mit Na2SO3 und NaOH aufgeschlossen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz mit NaOH allein aufgeschlossen wird.
EP19940111375 1993-08-18 1994-07-21 Verfahren zur Herstellung von mitteldichten Holzfaserplatten (MDF) Expired - Lifetime EP0639434B2 (de)

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