Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Reduzierung der Formaldehydemissionen aus Holzwerkstoffen durch Entwicklung von Bindemittelsystemen unter Verwendung natürlicher oder alternativer Reaktionspratner

Anschrift
Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH
Zellescher Weg 24
01217 Dresden
Kontakt
Dr. Detlef Krug
Tel: +49 351 4662-342
E-Mail: detlef.krug@ihd-dresden.de
FKZ
22017205
Anfang
01.10.2006
Ende
30.09.2009
Ergebnisdarstellung
Im Vergleich zu den Hackschnitzeln erhöhen sich durch den Aufschlussprozess (infolge der intensiven hydrothermischen Belastung) die Formaldehydgehalte der Faserstoffe, dies setzt sich mit intensiverem Aufschluss fort. Die aus Faserstoffen unterschiedlicher Aufschlussbedingungen hergestellten MDF zeigten überraschenderweise ein anderes Verhalten; mit höherem Aufschlussdruck wurden geringere Perforatorwerte gemessen. Neben dem Aufschlussdruck zeigte auch die Verweilzeit im Kocher einen Einfluss auf die Formaldehydemissionen. Die Versuche zur Applikation verschiedener Mehle während des Zerfaserungsprozesses umfassten die Untersuchung geeigneter Stellen im Prozess, an denen die Dosierung erfolgt. Das Mehl wurde in verschiedenen Zugabeformen (als Pulver oder Suspension) und unterschiedlichen Anteilen zudosiert. Es kamen verschiedene modifizierte Weizenmehlsorten und -typen zur Anwendung. Erste Versuche bewiesen die Möglichkeit, Mehl als Suspension in den Refinerprozess einzubinden. In der Regel konnte eine Formaldehyd senkende Wirkung nachgewiesen werden. Die vielversprechendste Zugabevariante war die Dosierung des Mehls als Suspension direkt in den Refiner im Zerfaserungsprozess. Bei Zugabe von Weizenproteinsuspension in den Refiner verringerten sich die Perforatorwerte in erheblichem Maße. Allerdings führte die Proteinzugabe zu unzureichenden physikalisch-mechanischen Eigenschaften sowie einer mangelnden Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Dritter Schwerpunkt war die Zugabe von alternativen Fängersubstanzen. Es zeigte sich, dass diese Fängersubstanzen eine signifikante Absenkung der Formaldehydemissionen auf bis zu 50 % der Referenzvariante bewirkten. Die MDF zeichneten sich i.d.R. durch normkonforme Querzugfestigkeiten und niedrige Dickenquellungswerte aus, bei Zugabe einer Fängervariante musste eine Steigerung der Quellung in Kauf genommen werden. Der Vergleich von Blowline- und Blenderbeleimung verdeutlichte dabei eine negative Beeinflussung der Fängersubstanzen du
Aufgabenbeschreibung
Holzwerkstoffe werden i.d.R. mit synthetischen Klebstoffen hergestellt. Die Reduzierung des Formaldehydanteils respektive der Formaldehydemission ist seit über 30 Jahren Gegenstand der Forschung in der Holzwerkstoffindustrie. Mit der IARC -Neueinstufung von Formaldehyd als krebserregend ist zu erwarten, dass auch in Europa geringere Grenzwerte in die Anforderungsnormen aufgenommen werden. Aufgrund der aktuellen Forderungen nach formaldehydreduzierten Platten fordert IKEA nahezu die Halbierung der vorhandenen E1-Grenzwerte für Produkte der IKEA-Zulieferer und veröffentlichte dazu entsprechende Spezifikationen mit Formaldehydgrenzwerten für verschiedene Holzwerkstofftypen. Dies hatte zur Folge, dass den Holzwerkstoffherstellern Mehrkosten u. a. für Leimsysteme, Produktionsanpassung, zusätzliche Anforderungen in der Qualitätskontrolle sowie aufwendigere Lagerhaltung und Logistik entstehen. Zusätzlich zur beschriebenen Situation in der Holzwerkstoffbranche kann angesichts der derzeitigen Rohölpreise die perspektivisch sinkende Verfügbarkeit der auf Erdöl basierenden Grundstoffe einen Einsatz von Bindemitteln auf Naturbasis forcieren. Aus diesen Gründen wurden in einem Forschungsprojekt verschiedene Möglichkeiten der Formaldehydreduzierung an unterschiedlichen Stellen des MDF-Herstellungsprozesses untersucht. Untersuchungen des IHD zur Quellungsvergütung von MDF erbrachten überraschend auch eine Reduzierung der Formaldehydgehalte. Daher erfolgten weiterführende Untersuchungen zur Intensivierung der Aufschlussbedingungen bei der Zerfaserung. Zudem wurde ermittelt, ob durch den Einsatz von Additiven im Refinerprozess sowie die Verwendung modifizierter Klebstoffe noch eine zusätzliche Verstärkung der Formaldehydreduzierung erzielt werden kann. Mit dem Labor-Refiner des IHD steht dazu ein geeignetes Werkzeug zur Verfügung. Das Forschungsprojekt erfolgte in enger Zusammenarbeit mit einem bedeutenden Leimhersteller sowie Holzwerkstoffproduzenten.

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