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Verfahren zur Herstellung von Faserplatten aus recycelten Altfaserplatten


Kurzfassung

Wissenschaftler der Universität Göttingen entwickelten ein neues Herstellungserfahren für Faserplatten aus Altfaserplatten, das zu einer erheblichen Verbesserung der Verleimbarkeit führt. Das Verfahren ermöglicht Faserplatten mit geringer Dickenquellung sowie mit hoher Feuchtebeständigkeit und Hydrolyseresistenz herzustellen.


Hintergrund

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das zu einer erheblichen Verbesserung der Verleimbarkeit von recycelten Fasern aus gebrauchten Aminoplastharz-gebundenen Faserplatten führt. Dadurch können neue Faserplatten, insbesondere mitteldichte Faserplatten (MDF) und hochdichte Faserplatten (HDF) mit geringer Dickenquellung sowie mit hoher Feuchtebeständigkeit und Hydrolyseresistenz hergestellt werden.


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Problemstellung

Für die Herstellung von MDF und HDF werden überwiegend Nadelhölzer (Fichte und Kiefer) in Form von Industrieresthölzern (Hackschnitzel, Sägespäne) und Durchforstungshölzern verwendet. Das Holz wird entrindet (soweit erforderlich), zerkleinert, gewaschen, vorgedämpft, in einem Kocher bei Temperaturen von ca. 170°C bis 180°C thermohydrolytisch aufgeschlossen und danach in einem Refiner ebenfalls unter Druck mechanisch zerfasert (sog. thermomechanisches Verfahren (TMP-Verfahren)). In einigen Werken wird zudem auch das in der Zellstoffindustrie bekannte chemo-thermomechanische Aufschlussverfahren (CTMP-Verfahren) angewendet. Die hergestellten nativen Holzfasern werden in einer Blowline beleimt, getrocknet, zu Fasermatten gestreut und in einer Heißpresse bei Temperaturen von 180°C bis 240°C zu MDF oder HDF gepresst.

Das Recycling von gebrauchten Faserplatten wird bislang wenig praktiziert, kann jedoch in Zusammenhang mit einer möglichen zukünftigen Verknappung von Nadelholzhölzern für die Holzfaserplattenindustrie an Bedeutung gewinnen. Die Einsatzquote von Recyclingmaterial bzw. Gebrauchtfaserplatten beträgt in der Holzfaserplattenindustrie zurzeit nur etwa 2-3 %. Dies liegt u.a. daran, dass der thermohydrolytische Aufschluss von bindemittelhaltigen gebrauchten Faserplatten, wie Aminoplastharz-gebundenen MDF oder HDF gegenüber dem Aufschluss von reinem Holz ein komplexer chemischer Vorgang ist, der diverse chemische Reaktionen umfasst, die sowohl das Verhalten der gewonnenen recycelten Faserstoffe als auch die Eigenschaften daraus hergestellter neuer Holzfaserplatten beeinflussen können. So führt nach bisherigem Kenntnisstand die Mitverwendung von Gebrauchtfaserplatten im MDF-Herstellungsprozess u.a. zu einer signifikanten Verschlechterung der Querzugfestigkeit der hergestellten MDF.


Lösung

Wissenschaftler an der Georg-August-Universität Göttingen haben ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von quellungsarmen und feuchtebeständigen Faserplatten aus recycelten Gebrauchtfaserplatten entwickelt. Es konnte überraschend gezeigt werden, dass sich die Entfernung der Abbauprodukte des in Aminoplastharz-gebundenen Gebrauchtfaserplatten vorhandenen Bindemittels durch Auswaschen der hergestellten Recyclingfasern unabhängig vom eingesetzten Aufschlussverfahren (TMP- oder CTMP) vorteilhaft auf die Eigenschaften der hergestellten Faserplatten, insbesondere in Bezug auf die Dickenquellung sowie die Feuchtebeständigkeit und Hydrolyseresistenz der Platten auswirkt. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich in bekannte Herstellungsverfahren von Faserplatten integrieren. Bestehende Anlagen müssen lediglich durch einen Waschschritt ergänzt werden. Die erfindungsgemäß hergestellten Faserplatten zeichnen sich durch niedrige Dickenquellungswerte sowie durch eine hohe Querzugfestigkeit und Kochquerzugfestigkeit aus, die den normativen Anforderungswerten entsprechen. Ziel ist die vermehrte stoffliche Nutzung gebrauchter Faserplatten zur Gewinnung von Recyclingfasern für die Holzfaserplattenindustrie, um daraus neue Faserplatten mit speziellen Eigenschaften herzustellen.

Gebrauchte Aminoplast-gebundene Faserplatten wurden sowohl thermomechanisch (TMP) als auch chemo-thermomechanisch (CTMP) zu Recyclingfasern aufgeschlossen. Ein Teil der recycelten Fasern wurden mit Wasser ausgewaschen. Aus den ungewaschenen und gewaschenen Recyclingfasern wurden im Labor PMDI-gebundene HDF hergestellt. Der Bindemittelanteil lag bei 5% bezogen auf atro Fasern. Dargestellt sind Platten, die mit ungewaschenen und gewaschenen Recyclingfasern unter gleichen Bedingungen hergestellt wurden.


Vorteile

  • Wiederverwertung von Produktionsreststoffen der Faserplattenherstellung oder Gebrauchtfaserplatten in weitaus größerem Umfang als nach dem bisherigen Stand der Technik
  • Nutzung bestehender Herstellungsverfahren weiterhin möglich
  • Herstellung von quellungsarmen Faserplatten und Platten mit hoher Feuchtebeständigkeit der Verleimung und Hydrolyseresistenz
  • Erschließung alternativer Rohstoffquellen bzw. Sicherung der Rohstoffversorgung für die Holzfaserplattenindustrie
  • Energieaufwand zur Herstellung von Recyclingfasern aus gebrauchten Holzfaserplatten ist geringer als von Fasern aus nativem Holz
  • Verbesserung der Verleimbarkeit von Recyclingfasern bietet Potenzial für Bindemitteleinsparungen
  • Wiederverwendung gebrauchter Holzfaser- und Holzspanplatten trägt zur Ressourcenschonung und Umweltentlastung bei

Anwendungsbereiche

  • Herstellung von Faserplatten (LDF, MDF, HDF), Faserdämmstoffen, Faserformteilen
  • Übertragung des Verfahrens auf Industrien, bei denen für den Aufschluss die Extruder-Technologie zum Einsatz kommt (z.B. Hersteller von WPC)

 

 


MBM ScienceBridge GmbH

Dr. Stefan Uhle
0551-30724 154
suhle@sciencebridge.de
www.sciencebridge.de
Adresse
Hans-Adolf-Krebs-Weg 1
37077 Göttingen



Entwicklungsstand

Teststadium


Patentsituation

  • DE anhängig

Stichworte

MBM ScienceBridge GmbH, Technologieangebot, Technologietransfer, Georg-August-Universität Göttingen, Herstellung, Faserplatten, Altfaserplatten, Recycling, MDF, HDF, Verleimbarkeit

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