EP1793972A1 - Holz oder holzwerkstoff, verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Holz oder holzwerkstoff, verfahren zu deren herstellung

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EP1793972A1
EP1793972A1 EP05791387A EP05791387A EP1793972A1 EP 1793972 A1 EP1793972 A1 EP 1793972A1 EP 05791387 A EP05791387 A EP 05791387A EP 05791387 A EP05791387 A EP 05791387A EP 1793972 A1 EP1793972 A1 EP 1793972A1
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EP
European Patent Office
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wood
fatty acid
particles
treated
solutions
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05791387A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karsten Aehlig
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IHD Institut fuer Holztechnologie Dresden gGmbH
Original Assignee
IHD Institut fuer Holztechnologie Dresden gGmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by IHD Institut fuer Holztechnologie Dresden gGmbH filed Critical IHD Institut fuer Holztechnologie Dresden gGmbH
Publication of EP1793972A1 publication Critical patent/EP1793972A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/34—Organic impregnating agents
    • B27K3/38—Aromatic compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/16—Inorganic impregnating agents
    • B27K3/20—Compounds of alkali metals or ammonium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K2240/00—Purpose of the treatment
    • B27K2240/15—Decontamination of previously treated wood

Definitions

  • Wood or wood-based material process for their preparation
  • the invention relates to wood or wood-based materials, in particular fatty acid esterhalt ⁇ gen woods that have no malodour caused by degradation products of the fatty acid esters and methods for their preparation.
  • Wood materials are z. B. plywood but also chip, fiber, MSB and OSB boards, which are made of wood particles by pressing with binders.
  • the woods are according to the invention timbers and solid wood panels.
  • the products according to the invention are used in a wide variety of fields.
  • VOC volatile organic compounds
  • VOCs can be done as a sum parameter (total VOC concentration) and, depending on voluntary agreements (eco-labels and other quality labels), a certain concentration of VOCs should not be exceeded.
  • "hazardous" substances which include, in particular, CMT substances of category 1 and 2. Since October 2004, emission from construction products has been toxicologically assessed according to the AgBB scheme based on NIK values (lowest concentration of interest) Exceeding the toxicological limit R of 1 will result in the non-approval of the construction product subject to registration, and it is clear that other interior products are also increasingly being subjected to this assessment.
  • Selected woods such as pine, birch, spruce linden or poplar contain fatty acid esters that are used in the manufacture of aldehydes and organic products Acids can be degraded without this can be prevented by changing technological parameters. Own investigations have shown that z. B. in birch 2315 mg / kg, linden 7544 mg / kg, pine 5807 mg / kg or spruce 1894 mg / kg of fatty acids may be included.
  • odor-intensive compounds Both classes of compounds, aldehydes and organic acids, are odor-intensive. For consumers, products with increased emissions of odor-intensive compounds have a negative impact, causing complaints and also adverse health effects, solely due to the smell.
  • the odor thresholds in these compounds may be 20 ⁇ g / m 3 and below.
  • wood particles chips, fibers and OSB strands
  • fatty acid ester-containing woods such as.
  • pine it comes during the manufacturing process, especially during drying, to form odorous as well as toxicologically harmful compounds.
  • wood particles of fatty acid wood are the basis for the production of wood-based materials and wood-based materials are increasingly subject to residential hygiene requirements, such wood materials, which emit in particular saturated and unsaturated aldehydes, organic acids and other odorous compounds, difficult to deduct.
  • the unsaturated fatty acid esters are split by the effect of temperature (up to about 700 0 C drier inlet temperature).
  • temperature up to about 700 0 C drier inlet temperature.
  • odor-intensive aldehydes and organic acids as well as toxicologically relevant unsaturated aldehydes are formed.
  • wood or wood-based materials that emit fission products of fatty acid esters only in very small amounts barely perceptible odor and to provide methods for their preparation.
  • the object is achieved by wood or wood-based materials, in particular wood containing fatty acid esters, which have no malodour caused by degradation products of the fatty acid esters and emit unsaturated aldehydes in a concentration of not more than 2 ⁇ g / m 3 .
  • This is achieved by cleaving, inhibiting or oxidizing the already contained fatty acid esters during their production.
  • Malodor means an odor impression, which is generally perceived as unpleasant and leads to product rejection or irritation.
  • Degradation products of the fatty acid esters are in particular organic acids such as propionic, butanoic and hexanoic acid and / or aldehydes such as propanal, hexanal, nonanal, 2-octenal, heptenal, decenal or octanal.
  • the degradation products of the fatty acid esters propanal, hexanal, propionic acid, butyric acid and hexanoic acid cause a false odor.
  • the odor thresholds in these compounds are 20 ⁇ g / m 3 and below.
  • Unsaturated aldehydes, such as. B. 2-octenal, decenal, heptenal or Nonenal set the woods or wood materials according to the invention in a maximum concentration of 2 ug / m 3 free.
  • the fatty acid ester-containing woods include wood species such as pine, birch, linden or poplar.
  • Wood materials according to the invention are chip, fiber, MSB and OSB boards which are produced from wood particles by compression with binders and also plywoods.
  • the woods are according to the invention timbers and solid wood panels.
  • According to the invention contains the wood or the wood material
  • alkaline compounds such as sodium carbonate, or ammonia or alkalis
  • oxidizing agents such as sodium dithionite or hydrogen peroxide wood or treated wood particles.
  • the wood or wood-based material contains antioxidants in a concentration of at least 0.1 ⁇ g / ml of ascorbic acid equivalent.
  • the woods or wood-base materials according to the invention can be produced by a process in which fatty acid esters contained in the wood or in the wood particles are already inhibited, split or oxidized during the drying of freshly cut solid wood or during or after the production of the wood particles.
  • the advantages of the method according to the invention are that either by inhibiting the cleavage of the fatty acid esters by antioxidants or phenolic extractives, the cause of the formation of odorous toxicologically harmful compounds is largely prevented or by the cleavage or oxidation (by means of fatty acid ester decomposing oxidant) of the fatty acid esters already In the manufacturing process, the odor-intensive, toxicologically questionable compounds are formed and eliminated immediately, so that they can no longer be emitted later from wood or wood-based material.
  • the wood particles or the solid wood are treated with antioxidants, for example salts of gallic acid, citrates or 2,6-di-tertiary-butyl-4-methyl-phenol (BHT) or solutions thereof.
  • antioxidants for example salts of gallic acid, citrates or 2,6-di-tertiary-butyl-4-methyl-phenol (BHT) or solutions thereof.
  • BHT 2,6-di-tertiary-butyl-4-methyl-phenol
  • the solid wood or wood particles are treated with fatty acid ester decomposing chemicals or their solutions prior to drying.
  • alkaline compounds such as sodium carbonate or sodium dithionite-containing solutions or alkalis or ammonia are used. The treatment is carried out by soaking the wood particles with the appropriate solutions. During drying, the resulting fission products are removed via the dryer exhaust air and thus no longer emit from wood or wood-based materials.
  • phenolic extractives of wood or bark are used to treat the solid wood or the wood particles.
  • barks or wood containing tannin are extracted and the extraction solution is associated with the wood particles or the solid wood in a suitable form.
  • the wood particles or the solid wood can be dipped for a short time or the extraction solution can be applied to the particles or the solid wood by spraying before drying.
  • the process results in a wood or wood-based material without malodour due to breakdown products of the fatty acid esters. Furthermore, the wood thus produced or the wood particles thus produced emit unsaturated aldehydes at a maximum concentration of 2 ⁇ g / m 3 .
  • the Kiefemstrands are comminuted to a particle size ⁇ 1, 5 mm and determined by headspace gas chromatography, the contents of saturated and unsaturated aldehydes.
  • 1 shows a gas chromatogram of an untreated pine wood sample dried at 220 ° C.
  • FIG. 2 shows a gas chromatogram of the pine wood sample treated with gallic acid propyl ester before drying and subsequently dried at 220 ° C.
  • the wood material sample is 48 hours at 23 0 C and 65% rel. Humidity conditioned.
  • 50 g of sample material are placed in a tightly closed odorless 11-glass vessel and stored for 24 hours at 23 0 C.
  • the odor test is carried out in accordance with the VDA recommendation 270 with a panel of probands of at least 5 test persons on 3 samples each. There is an odor assessment in 6 notes.
  • Grade 1 imperceptible; Grade 2 - perceptible / not disturbing; Grade 3 - clearly perceptible but not disturbing Grade 4 - disturbing; Grade 5 - very disturbing; Grade 6 - unbearable
  • the smell test shows whether the smell is product-typical, not disturbing or whether a non-product-typical disturbing smell emanates from the product.
  • the initial temperature is 220 0 C.
  • hexanal and octanal contents could be reduced by 65 to 80% compared to untreated samples.
  • the treated beach sample gave an odor rating of 3.0 (more noticeable, not yet offensive odor).
  • the treated with propyl gallate under laboratory conditions pine strands (drying at 220 0 C) were bonded single layer under laboratory conditions with a polymeric isocyanate adhesive (PMDI) under known pressure conditions.
  • the OSB laboratory plates measuring 500 mm x 500 mm x 20 mm were stored in a 1 m 3 test chamber to determine VOC emission and emissions were determined after 24 hours and 28 days. The odor determination was carried out according to the method already described. The following table shows selected results.

Landscapes

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft Holz oder Holzwerkstoffe, aus insbesondere fettsäureesterhaltigen Hölzern, die keinen durch Abbauprodukte der Fettsäureester verursachten Fehlgeruch aufweisen und ungesättigte Aldehyde in einer Konzentration von maximal 2 µg/m<SUP>3</SUP> emittieren. Erreicht wird das dadurch, dass bei deren Herstellung die bereits enthaltenen Fettsäureester gespalten, inhibiert oder oxidiert werden.

Description

Holz oder Holzwerkstoff, Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung betrifft Holz oder Holzwerkstoffe, aus insbesondere fettsäureesterhaltϊgen Hölzern, die keinen durch Abbauprodukte der Fettsäureester verursachten Fehlgeruch aufweisen sowie Verfahren zu deren Herstellung.
Holzwerkstoffe sind z. B. Sperrhölzer aber auch Span-, Faser-, MSB- und OSB-Platten, die aus Holzpartikeln durch Verpressen mit Bindemitteln gefertigt werden. Zu den Hölzern gehören nach der Erfindung Bauhölzer und Massivholzplatten. Die erfindungsgemäßen Produkte werden in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt.
Zunehmend beeinflussen neben den physikalisch-mechanischen Eigenschaften dieser Werkstoffe auch wohnhygienische Parameter die Einsatzmöglichkeiten der Werkstoffe maßgeblich. Dies trifft insbesondere auf Produkte zu, die im Innenraum eingesetzt werden. Dazu gehören z. B. Balken und Dachkonstruktionen aus Massivholzplatten, „klassische" Holzwerkstoffe für Trennwände im Hausbau und Innenraum, Produkte für den Fußbodenbereich, für Möbel und Paneele.
Grundlage für die wohnhygienische Bewertung derartiger Produkte sind die unter genormten Bedingungen (DIN ISO 13419 Teil 1-3 in Verbindung mit ISO 16000 Teil 3 und 6) ermittelten Konzentrationen an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC).
Die Bewertung dieser VOC kann als Summenparameter (Gesamtkonzentration an VOC) erfolgen und es darf in Abhängigkeit freiwilliger Vereinbarungen (Umweltzeichen und andere Gütesiegel) eine bestimmte Konzentration an VOC nicht überschritten werden. Des Weiteren sind „gefährliche" Stoffe, zu denen insbesondere die CMT- Stoffe der Kategorie 1 und 2 gehören, auszuschließen. Seit Oktober 2004 wird die Emission aus Bauprodukten nach dem AgBB-Schema auf Grundlage von NIK-Werten (niedrigst interessierende Konzentration) toxikologisch bewertet. Eine Überschreitung des toxikologischen Grenzwertes R von 1 führt zu einer Nichtzulassung des Zulassungspflichtigen Bauproduktes. Es ist festzustellen, dass auch andere Produkte für den Innenraum zunehmend dieser Bewertung unterzogen werden.
Ausgewählte Holzarten wie Kiefer, Birke, Fichte Linde oder Pappel enthalten Fettsäureester, die bei der Herstellung von Produkten zu Aldehyden und organischen Säuren abgebaut werden können, ohne dass dies durch Veränderung von technologischen Parametern verhindert werden kann. Eigene Untersuchungen haben ergeben, dass z. B. in Birke 2315 mg/kg, Linde 7544 mg/kg, Kiefer 5807 mg/kg oder Fichte 1894 mg/kg an Fettsäuren enthalten sein können.
Beide Verbindungsklassen, Aldehyde und organische Säuren, sind geruchsintensiv. Beim Verbraucher fallen Produkte mit erhöhter Emission an geruchsintensiven Verbindungen negativ auf, es kommt zu Reklamationen und auch zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen, allein durch den Geruch. Die Geruchsschwellen können bei diesen Verbindungen bei 20 μg/m3 und darunter liegen.
Bei der Herstellung von Holzpartikeln (Späne, Fasern und OSB-Strands) aus insbesondere fettsäureesterhaltigen Hölzern, wie z. B. der Kiefer, kommt es während des Herstellungsprozesses, insbesondere während der Trocknung, zur Bildung geruchsintensiver wie auch toxikologisch bedenklicher Verbindungen.
Da Holzpartikel fettsäureesterhaltiger Hölzer die Basis für die Herstellung von Holzwerkstoffen darstellen und Holzwerkstoffe zunehmend wohnhygienischen Anforderungen unterliegen, sind solche Holzwerkstoffe, die insbesondere gesättigte und ungesättigte Aldehyde, organische Säuren und andere geruchsintensive Verbindungen emittieren, schwer absetzbar.
Während der Herstellung, dies beginnt insbesondere bereits bei der Trocknung der Holzpartikel, werden durch Temperatureinwirkung (bis ca. 700 0C Trocknereingangstemperatur) die ungesättigten Fettsäureester gespalten. Dabei entstehen u. a. geruchsintensive Aldehyde und organische Säuren sowie toxikologisch relevante ungesättigte Aldehyde.
Auch bei der klassischen Schnittholztrocknung von Massivholz kann es zur Spaltung ungesättigter Fettsäureester und zur Bildung der o. g. geruchsintensiven bzw. toxikologisch relevanten Verbindungen kommen.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, Holz oder Holzwerkstoffe zu schaffen, die Spaltprodukte der Fettsäureester nur in sehr geringen geruchlich kaum wahrnehmbaren Mengen emittieren und Verfahren zu deren Herstellung anzugeben. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Holz oder Holzwerkstoffe aus insbesondere fettsäureesterhaltigen Hölzern gelöst, die keinen durch Abbauprodukte der Fettsäureester verursachten Fehlgeruch aufweisen und ungesättigte Aldehyde in einer Konzentration von maximal 2 μg/m3 emittieren. Erreicht wird das dadurch, dass bei deren Herstellung die bereits enthaltenen Fettsäureester gespalten, inhibiert oder oxidiert werden. Fehlgeruch bedeutet dabei einen Geruchseindruck, der in der Regel als unangenehm empfunden wird und zur Produktablehnung oder Irritationen führt.
Abbauprodukte der Fettsäureester sind insbesondere organische Säuren wie Propion-, Butan- und Hexansäure und/oder Aldehyde wie Propanal, Hexanal, Nonanal, 2- Octenal, Heptenal, Decenal oder Octanal. Einen Fehlgeruch verursachen insbesondere die Abbauprodukte der Fettsäureester Propanal, Hexanal, Propionsäure, Buttersäure und Hexansäure. Die Geruchsschwellen liegen bei diesen Verbindungen bei 20 μg/m3 und darunter. Ungesättigte Aldehyde, wie z. B. 2-Octenal, Decenal, Heptenal oder Nonenal setzen die erfindungsgemäßen Hölzer oder Holzwerkstoffe maximal in einer Konzentration von 2 μg/m3 frei.
Zu den fettsäureesterhaltigen Hölzern gehören Holzarten wie Kiefer, Birke, Linde oder Pappel. Holzwerkstoffe sind erfindungsgemäß Span-, Faser-, MSB- und OSB-Platten, die aus Holzpartikeln durch Verpressen mit Bindemitteln hergestellt werden und auch Sperrhölzer. Zu den Hölzern gehören nach der Erfindung Bauhölzer und Massivholzplatten.
Erfindungsgemäß enthält das Holz oder der Holzwerkstoff
mit Antioxidantien oder deren Lösungen behandelte Hölzer oder Holzpartikel,
oder mit alkalischen Verbindungen, wie Natriumkarbonat, oder Ammoniak oder Laugen, oder mit Oxidationsmitteln wie Natriumdithionit oder Wasserstoffperoxyd behandeltes Holz oder behandelte Holzpartikel.
oder Holzpartikel, die mit phenolischen Extraktstoffen aus Holz oder Rinde behandelt wurden. Bei Verwendung von Antioxidantien enthält das Holz oder der Holzwerkstoff Antioxidantien in einer Konzentration von mindestens 0,1 μg/ml Ascorbinsäureäquivalent.
Die erfindungsgemäßen Hölzer oder Holzwerkstoffe sind herstellbar durch ein Verfahren, bei dem bereits bei der Trocknung von sägefrischem Massivholz bzw. während oder nach der Herstellung der Holzpartikel im Holz bzw. in den Holzpartikeln enthaltene Fettsäureester inhibiert, gespalten oder oxidiert werden.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, dass entweder durch die Inhibition der Spaltung der Fettsäureester mittels Antioxidantien oder phenolischer Extraktstoffe die Ursache für die Bildung geruchsintensiver toxikologisch bedenklicher Verbindungen weitgehend unterbunden wird oder durch die Spaltung bzw. Oxidation (mittels Fettsäureester zersetzender Oxidationsmittel) der Fettsäureester bereits im Herstellungsprozess die geruchsintensiven, toxikologisch bedenklichen Verbindungen gebildet und sofort eliminiert werden und damit später nicht mehr aus dem Holz oder Holzwerkstoff emittieren können.
Des Weiteren verhindern oder verzögern Restgehalte insbesondere an Antioxidantien im Holz oder Holzwerkstoff die nachträgliche Bildung toxikologisch relevanter geruchsintensiver Verbindungen. Eine entsprechende Behandlung von Massivholz vor einer Trocknung verhindert die Bildung o.g. Verbindungen erheblich.
Untersuchungen der Erfinder haben gezeigt, dass die geruchsintensiven und auch toxikologisch relevanten Verbindungen hauptsächlich bei der Trocknung der Holzpartikel entstehen. Damit sind aus technologischer Sicht einfache Behandlungslösungen möglich, wie beispielsweise der Einsatz entsprechender chemischer Zusätze während des technologischen Schrittes der Holzpartikelherstellung (z.B. OSB-Strands) aus Rund- oder Massivholz oder Sprühverfahren mit speziell eingestellten Lösungen vor dem Trocknen der Holzpartikel.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Holzpartikel oder das Vollholz mit Antioxidantien, beispielsweise Salzen der Gallussäure, Zitraten oder 2,6 Di-tertiär-butyl-4-methyl-phenol (BHT) oder deren Lösungen behandelt. Die Behandlung erfolgt durch Tränkung mit den oder Aufsprühen der entsprechenden Lösungen. Bei höheren Temperaturen flüchtige Verbindungen (Antioxidantien) können auch in der Gasphase oberflächlich auf die Holzpartikel oder das Vollholz aufgebracht werden.
In einer alternativen Ausführung des Verfahrens werden das Massivholz oder die Holzpartikel vor dem Trocknen mit Fettsäureestern zersetzenden Chemikalien bzw. deren Lösungen behandelt. In einer weiteren Ausführungsform werden dazu alkalische Verbindungen, wie Natriumkarbonat oder Natriumdithionit enthaltende Lösungen oder Laugen oder Ammoniak verwendet. Die Behandlung erfolgt durch Tränkung der Holzpartikel mit den entsprechenden Lösungen. Bei der Trocknung werden die dabei entstandenen Spaltprodukte über die Trocknerabluft abgeführt und emittieren damit nicht mehr aus Holz oder Holzwerkstoffen.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden phenolische Extraktstoffe aus Holz oder Rinde zur Behandlung des Massivholzes oder der Holzpartikel eingesetzt. Dazu werden Rinden oder gerbstoffhaltiges Holz extrahiert und die Extraktionslösung mit den Holzpartikeln oder dem Massivholz in geeigneter Form in Verbindung gebracht. Dabei können die Holzpartikel oder das Massivholz kurzzeitig getaucht oder die Extraktionslösung im Sprühverfahren vor dem Trocknen auf die Partikel bzw. das Massivholz aufgebracht werden.
Das Verfahren führt zu einem Holz oder Holzwerkstoff ohne durch Abbauprodukte der Fettsäureester bedingten Fehlgeruch. Weiterhin emittieren das so hergestellte Holz oder die so hergestellten Holzpartikel ungesättigte Aldehyde maximal in einer Konzentration von 2 μg/m3.
Anhand nachfolgender Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.
Ausführungsbeispiel 1
In eine 1 ,5 %ige Dispersion von Gallussäurepropylester werden für ca. 10 min saftfrische Kiefernstrands getaucht. Anschließend erfolgt eine Trocknung bei 220 0C.
Zum Nachweis des Behandlungserfolges werden die Kiefemstrands auf eine Korngröße < 1 ,5 mm zerkleinert und mittels Headspace-Gaschromatographie die Gehalte an gesättigten und ungesättigten Aldehyden bestimmt. Fig. 1 zeigt ein Gaschromatogramm einer bei 220 0C getrockneten unbehandelten Kiefernholzprobe, Fig. 2 ein Gaschromatogramm der mit Gallussäurepropylester vor der Trocknung behandelten und anschließend bei 220 0C getrockneten Kiefernholzprobe.
Die relevanten Verbindungen sind aus den Gaschromatogrammen nach Fig. 1 und 2 zu entnehmen:
Propanal Retentionszeit 1 ,74 min
Essigsäure Retentionszeit 3,15 min
Hexanal Retentionszeit 5,59 min
Oktanal Retentionszeit 14,37 min
2-Octenal Retentionszeit 17,25 min
Nonanal Retentionszeit 17,95 min
Wie aus den Chromatogrammen nach Fig. 1 und 2 ersichtlich, wird durch den Zusatz von Gallussäurepropylester die Bildung kritischer Verbindungen während des Trocknungsprozesses verhindert. Dies trifft insbesondere auf Hexanal, Octanal, 2- Octenal und Nonanal zu. 2-Octenal ist im behandelten Produkt als Emission nicht mehr bestimmbar.
Wird die Trocknung unter Raumluftbedingungen durchgeführt, hat die Behandlung des Holzes mit Gallussäurepropylester den gleichen Effekt, wie mit einer Trocknung bei 220 0C. Die Emission kritischer Verbindungen aus dem Holz wird verhindert bzw. verringert. Untersucht wurde auch der Geruch nach folgender Methode:
Die Holzwerkstoffprobe wird vor der Prüfung 48 Stunden bei 23 0C und 65 % rel. Luftfeuchte zu konditioniert. Für die Feststellung eines Fehlgeruches werden 50 g Probenmaterial in ein dichtschließendes geruchsneutrales 11-Glasgefäß gegeben und 24 Stunden bei 23 0C gelagert.
Die Geruchsprüfung wird in Anlehnung an die VDA Empfehlung 270 mit einem Probandenkollektiv von mindestens 5 Probanden an jeweils 3 Proben durchgeführt. Es erfolgt eine Geruchsbeurteilung in 6 Noten.
Note 1 - nicht wahrnehmbar; Note 2 - wahrnehmbar/nicht störend; Note 3 - deutlich wahrnehmbar/aber noch nicht störend Note 4 - störend; Note 5 - stark störend; Note 6 - unerträglich
Die Geruchsprüfung ergibt, ob der Geruch produkttypisch, nicht störend ist oder ob ein nicht produkttypischer störender Geruch vom Produkt ausgeht.
Während die unbehandelte luftgetrocknete Kiefemstrand probe bei der Geruchsprüfung die Stufe 3,5 (deutlich wahrnehmbar etwas störender Geruch) erreichte, kam die behandelte Strandprobe auf 2,5 (wahrnehmbar bis deutlicher Geruch).
Ausführungsbeispiel 2
In eine 1 ,5 %ige Lösung von Natriumeitrat werden für ca. 10 min saftfrische
Kiefemstrands getaucht. Anschließend werden die so behandelten Strands im
Trockenschrank auf eine Endfeuchte von 3 bis 6 % getrocknet. Die Anfangstemperatur beträgt 220 0C.
Zum Nachweis des Behandlungserfolges werden die Kiefernstrands auf eine
Korngröße < 1 ,5 mm zerkleinert und mittels Headspace-Gaschromatographie die
Gehalte an gesättigten und ungesättigten Aldehyden bestimmt.
Gegenüber unbehandelten aber analog getrockneten Strands konnten die kritischen
Aldehyde Hexanal, Nonanal und 2-Octenal nicht nachgewiesen werden. Die behandelte Strandprobe ergab eine Geruchsnote von 2,0 (wahrnehmbarer Geruch).
Ausführungsbeispiel 3
In eine 2,5 %ige Lösung von Natriumkarbonat werden für ca. 10 min saftfrische Kiefemstrands getaucht. Anschließend werden die so behandelten Strands im Trockenschrank temperaturprogrammiert auf eine Endfeuchte von 3 bis 6 % getrocknet. Die Anfangstemperatur beträgt 218 0C und die Trocknungszeit 75 min. Zum Nachweis des Behandlungserfolges werden die Kiefernstrands auf eine Korngröße < 1 ,5 mm zerkleinert und mittels Headspace-Gaschromatographie die Gehalte an gesättigten und ungesättigten Aldehyden bestimmt.
Gegenüber unbehandelten, aber analog getrockneten Strands konnten die kritischen Aldehyde Nonanal und 2-Octenal nicht nachgewiesen werden.
Die Hexanal- und Octanalgehalte konnte gegenüber unbehandelten Proben um 65 bis 80 % reduziert werden.
Die behandelte Strandprobe ergab eine Geruchsnote von 3,0 (deutlicher wahrnehmbarer, noch nicht störender Geruch).
Ausführungsbeispiel 4
In eine 1 ,0 %ige Dispersion von Gallussäureoctylester werden für ca. 10 min saftfrische Zuschnitte aus vorwiegend Kiefernkernholz in den Abmessungen 20 mm x 20 mm x 100 mm getaucht. Anschließend werden die so behandelten Probekörper bei Raumtemperatur auf eine Endfeuchte von 10 bis 14 % getrocknet. Zum Nachweis des Behandlungserfolges werden aus der Oberfläche der Probekörper Bohrspäne bis zu einer Tiefe von ca. 2 mm entnommen und mittels Headspace- Gaschromatographie die Gehalte an gesättigten und ungesättigten Aldehyden bestimmt.
Gegenüber unbehandelten aber analog getrockneten Strands konnten die kritischen Aldehyde Hexanal, Nonanal und 2-Octenal nicht nachgewiesen werden. Es wurde an dieser Probe keine Geruchsprüfung durchgeführt.
Ausführungsbeispiel 5
Die mit Gallussäurepropylester unter Laborbedingungen behandelten Kiefernstrands (Trocknung bei 220 0C) wurden unter Laborbedingungen mit einem polymeren Isocyanatklebstoff (PMDI) unter bekannten Pressbedingungen einlagig verklebt. Die OSB-Laborplatten in den Abmessungen von 500 mm x 500 mm x 20 mm wurden zur Bestimmung der VOC-Emission in eine 1 m3-Prüfkammer eingelagert und die Emissionen nach 24 Stunden und 28 Tagen bestimmt. Die Geruchsbestimmung erfolgte nach der bereits beschriebenen Methode. In nachfolgender Tabelle sind ausgewählte Ergebnisse aufgeführt.
Tabelle - Ausgewählte Parameter von behandelten und unbehandelten OSB-Platten aus Kiefernholz, nach 28 Tagen
n.n. - nicht nachweisbar (< 1 μg/m3 bei Beladung 1m2/m3 und Luftwechsel 1 h"1)

Claims

Patentansprüche
1. Holz oder Holzwerkstoff aus insbesondere fettsäureesterhaltigen Hölzern, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz oder der Holzwerkstoff keinen durch Abbauprodukte der Fettsäureester verursachten Fehlgeruch aufweist und keine ungesättigten Aldehyde in einer Konzentration größer 2 μg/m3 emittiert.
2. Holz oder Holzwerkstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abbauprodukte organische Säuren wie Propion-, Butan- und Hexansäure und/oder Aldehyde wie Propanal, Hexanal, Nonanal, 2-Octenal, Heptenal, Decenal oder Octanal sind.
3. Holz oder Holzwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz oder der Holzwerkstoff mit Antioxidantien oder deren Lösungen behandeltes Holz oder Holzpartikel enthält.
4. Holz oder Holzwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz oder der Holzwerkstoff mit alkalischen Verbindungen, wie Natriumkarbonat, oder Ammoniak oder Laugen, oder mit Oxidationsmitteln wie Natriumdithionit oder Wasserstoffperoxyd behandeltes Holz oder Holzpartikel enthält.
5. Holz oder Holzwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Holzwerkstoff Holzpartikeln enthält, die mit phenolischen Extraktstoffen aus Holz oder Rinde behandelt wurden.
6. Holz oder Holzwerkstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz oder der Holzwerkstoff Antioxidantien in einer Konzentration von mindestens 0,1 μg/ml Ascorbinsäureäquivalent enthält.
7. Verfahren zur Herstellung von Holz oder Holzwerkstoffen aus insbesondere fettsäureesterhaltigen Hölzern oder Holzpartikeln, dadurch gekennzeichnet, dass bereits bei der Herstellung von getrocknetem Massivholz bzw. während oder nach der Herstellung der Holzpartikel im Holz bzw. in den Holzpartikeln enthaltene Fettsäureester inhibiert, gespalten oder oxidiert werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Massivholz oder die Holzpartikel mit Antioxidantien oder deren Lösungen behandelt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Massivholz oder die Holzpartikel vor dem Trocknen mit Fettsäureester zersetzenden Chemikalien bzw. deren Lösungen behandelt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Fettsäureester zersetzende Chemikalien alkalische oder stark oxidierend wirkende Verbindungen, wie Natriumkarbonat oder Natriumdithionit enthaltende Lösungen oder Wasserstoffperoxyd, oder Laugen oder Ammoniak verwendet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch Extraktion erhaltene phenolische Extraktstoffe aus Holz oder Rinde zur Behandlung des Massivholzes oder der Holzpartikel eingesetzt werden.
EP05791387A 2004-09-21 2005-09-21 Holz oder holzwerkstoff, verfahren zu deren herstellung Withdrawn EP1793972A1 (de)

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