Verfahren zur Herstellung von mitteldichten Holzfaserplatten (MDF)

Abstract

 Es wird ein Verfahren zur Herstellung von mitteldichten Holzfaserplatten, bei dem mit Bindemittel versehenen Holzfasern zu Fasermatten geformt und bei erhöhter Temperatur zu Platten gepreßt werden, beschrieben. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß für die Herstellung der Fasern das Holz bzw. die Hackschnitzel nach dem CTMP-Verfahren aufgeschlossen werden und die hergestellten Fasern, ohne ausgewaschen zu werden, dem weiteren Verfahren zugeführt werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mitteldichten Holzfaserplatten gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

[0002] 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 Einzelfasem 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 üblichenweise 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.

[0003] 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.

[0004] 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 vermindem (DE-OS 28 04 514). Diese Nachbehandlung muß jedoch in einer separaten Arbeitsstufe in einer besonderen Kammer erfolgen.

[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, die Formaldehydabgabe der mit Aminoplastharzen wie UF-Harz hergestellten MDF zu verringern ohne daß die Platten nachträglich behandelt werden müssen.

[0006] 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.

[0007] Die Fasern werden im unausgewaschenen Zustand in an sich bekannter Weise mit Hamstoff-Formaldehydharzen 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. Bisher wurde dieses Verfahren für die Herstellung von MDF in der obenbeschriebenen Form nicht verwendet.

[0008] 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.

[0009] Als Bindemittel werden bei dem erfindungsgemäßen Vefahren, je nach Anwendungszweck, die bei der Herstellung von MDF (mitteldichte Faserplatten) bekannten Bindemittel wie Harnstoff-Formaldehydharz (UF-Harz), Hamstoff-Melamin-Harz (MUF), Phenolformaldehydharz (PF-Harz), Tanninformaldehydharz (TF-Harz) oder ein Klebstoff auf der Basis von polymeren Diisocyanaten (PMDI) verwendet.

[0010] 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.

[0011] In optimierter Form eingesetzt, wirken sich diese genannten Chemikalien vorteilhaft auf die Eigenschaften der fertigen Platten aus.

[0012] In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die mechanisch-technologischen Eigenschaften der hergestellten MDF und ihre Formaldehydabgabe dargestellt. Dieser Tabelle ist der Einfluß der Auswaschstufe auf die mechanisch-technologischen Eigenschaften der hergestellten MDF und ihre Formaldehydabgabe deutlich entnehmbar. Die erfindungsgemäß aus dem CTMP-Stoff hergestellten MDF weisen vergleichsweise hohe Festigkeitswerte, jedoch eine niedrigere Formaldehydabgabe als die entsprechenden aus dem TMP-Stoff (Thermo-mechanisches Verfahren) hergestellten Platten auf.

Ansprüche

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 aufgeschlossen werden und die hergestellten Fasern, ohne ausgewaschen zu werden, dem weiteren Verfahren zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Bindemittel ein Harnstoff-Formaldehydharz (UF-Harz) ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Bindemittel ein Harnstoff-Melamin-Harz (MUF) ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Bindemittel ein Klebstoff auf Basis von polymeren Diisocyanaten (PMDI) ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Bindemittel ein Phenolformaldehydharz (PF-Harz) ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Bindemittel ein Tanninformaldehydharz (TF-Harz) ist.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzuschließende Holz ein Nadelholz ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzuschließende Holz ein Laubholz ist.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz mit Na₂ SO₃ allein aufgeschlossen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz mit Na₂SO₃ und NaOH aufgeschlossen wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz mit NaOH allein aufgeschlossen wird.