EP3290172B1 - Use of hotmelt adhesives for reducing the emission of volatile organic compounds (voc) from wood-based materials - Google Patents
Use of hotmelt adhesives for reducing the emission of volatile organic compounds (voc) from wood-based materialsInfo
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- EP3290172B1 EP3290172B1 EP16186919.3A EP16186919A EP3290172B1 EP 3290172 B1 EP3290172 B1 EP 3290172B1 EP 16186919 A EP16186919 A EP 16186919A EP 3290172 B1 EP3290172 B1 EP 3290172B1
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- hot
- melt adhesive
- wood
- emission
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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
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- B27N1/003—Pretreatment of moulding material for reducing formaldehyde gas emission
-
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- 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
- B27N7/00—After-treatment, e.g. reducing swelling or shrinkage, surfacing; Protecting the edges of boards against access of humidity
- B27N7/005—Coating boards, e.g. with a finishing or decorating layer
Definitions
- the present invention relates to the use of hot melt adhesives to reduce the emission of volatile organic compounds (VOCs), whose retention time in gas chromatography lies between C6 (hexane) and C16 (hexadecane), from OSB wood-based panels.
- VOCs volatile organic compounds
- the present invention relates to a method for producing OSB wood-based panels, wherein these are coated with a hot melt adhesive.
- Wood-based materials such as engineered wood panels, are known to consist of lignocellulose-containing materials, for example, wood fibers in fiberboard or strands in OSB.
- Lignocellulose comprises cellulose, hemicellulose, and lignin.
- Cellulose is a long-chain macromolecule consisting of glucose units
- hemicellulose is a short-chain, branched macromolecule made up of pentoses
- lignin is a three-dimensional macromolecule made up of methoxyphenylpropane units.
- Cellulose and hemicellulose form the structural components of the cell wall, while lignin, as a filler substance within the cell structure, causes lignification.
- Lignocellulosic materials such as wood chips, and wood-based materials manufactured from them, such as engineered wood panels, especially OSB, contain, among other things, volatile organic compounds (VOCs) and highly volatile organic compounds (WOCs).
- VOCs volatile organic compounds
- WOCs highly volatile organic compounds
- Volatile organic compounds include saturated and unsaturated aldehydes, as well as all volatile organic compounds whose retention time in gas chromatography lies between C6 (hexane) and C16 (hexadecane).
- formaldehyde is not classified as a VOC but as a VVOC.
- VOCs are not a homogeneous class of substances, but rather a collection of compounds. These include, among others, organic acids, saturated and unsaturated aldehydes, alcohols, terpenes, aliphatics, aromatic hydrocarbons, and many more.
- Formaldehyde and formic acid are also classified as VVOCs.
- An overview of VVOCs, VOCs, and TVOCs can be found in the AgBB assessment scheme of the Committee for Health-Related Evaluation of Building Products, last amended in 2015.
- VOC emissions are primarily based on the release of compounds originating from the wood-based material, while formaldehyde can be released both from the wood-based material and as a component of adhesives.
- VOCs volatile organic compounds
- highly volatile organic compounds depends, among other things, on the type and condition of the lignocellulose, such as the wood species, the storage duration, the storage conditions of the wood or the wood pulp products, and can occur in varying chemical compositions and quantities. Particularly high levels of VOCs are found in coniferous trees used as raw material for engineered wood products.
- Prominent examples include substances such as ⁇ -pinene, ⁇ -pinene, and ⁇ -3-carene.
- aldehydes such as pentanal and hexanal, as well as acids.
- Coniferous woods in particular, from which particleboard, medium-density fiberboard (MDF), or OSB are produced, contain large amounts of resins and fats as wood constituents, which contribute to the formation of volatile organic compounds (VOCs) and aldehydes. Oxidation processes of the wood constituents, such as fatty acids, typically occur, leading to the secondary and tertiary emission of aldehydes, such as pentanal, or of carboxylic acids.
- VOCs volatile organic compounds
- VOC emissions from wood-based materials are primarily due to release from the wood itself and not from the adhesive used. This release is mainly due to the ongoing transformation of components within the wood-based materials; for example, there is a continuous secondary and tertiary emission of the aforementioned compounds through the fragmentation of resins and fats.
- OSB Oriented strand board
- OSB is a wood-based material used today for a wide variety of structural applications.
- OSB also known as chipboard, is manufactured from thin, flat wood strands. These strands are typically no more than 200 mm long, 20 mm wide, and less than 1 mm thick. They are usually laid in at least three layers, with the strand direction rotated 90 degrees from one layer to the next. This combination of factors results in OSB's high bending strength, which makes it so attractive for many applications.
- Another advantage is that, due to the use of primarily fresh softwood, especially pine, OSB has a lower density compared to other wood-based materials. OSB has an average density of approximately 550 kg/ m3 .
- OSB is primarily used in structural applications. However, in recent years it has also become apparent that OSB is used indoors, particularly in residential areas, where extensive coatings are not typically applied, especially for aesthetic reasons. Rather, it is desirable to preserve the characteristic appearance of the strands in visible areas.
- OSB has been found to be unsuitable due to its very high emission of wood extractives and their degradation products. It is important to consider that when OSB is used as an interior finishing panel, and especially when used extensively in buildings, this results in an unfavorable ratio of OSB surface area to room air volume (air loading). In standardized emission tests, the loading factor is around 1. In reality, however, the loading factor can easily reach or even exceed 2. This leads to a higher indoor air pollution level from the emitted substances, meaning that standard OSB can only be used in small quantities in interior spaces.
- Another option is to coat the surface with a lacquer. This requires a coating line with multiple application units, as well as UV lamps or hot air dryers in the case of water-based lacquers. Since the application rates for such lacquers exceed 100 g/ m2 , this method is not recommended due to the... High-priced UV lacquers are unattractive, and the photoinitiators necessary in UV lacquers can also cause additional odor nuisances.
- Another approach to reducing emissions of the components and their degradation products is the addition of chemicals and/or adsorbents to prevent emissions or reduce them to a non-critical level.
- additives such as reducing agents
- the amounts typically range from 1 to 5% by weight, based on the dry wood content.
- This addition of chemicals significantly increases the product's cost, as the proportion of adhesive usually also needs to be increased.
- these chemicals have an unpleasant odor that is noticeable both during production and use.
- VOCs volatile organic compounds
- the present invention is therefore based on the technical problem of ensuring the reduction of VOC emissions from OSB in a simple and cost-effective manner on a permanent basis.
- hot melt adhesives which are generally known as adhesives, to reduce the emission of volatile organic compounds (VOCs) and also TVOCs from wood-based materials in general.
- VOCs volatile organic compounds
- TVOCs TVOCs from wood-based materials in general.
- the hot melt adhesive is applied in liquid form to the surface of the wood-based material, forming a film.
- the hot melt adhesive is applied to the surface of the OSB wood-based material, wherein this hot melt adhesive is selected from the group consisting of: ethylene vinyl acetates and copolymers thereof, polyurethanes, polyamides, polyethylenes, polyalphaolefins, polyesters, copolyamides, vinylpyrrolidone/vinyl acetate copolymers or mixtures thereof, wherein the application rate of the hot melt adhesive is between 30 g/ m2 and 250 g/ m2 , and wherein the hot melt adhesive is applied after hot pressing and before the OSB wood-based panels have completely cooled down.
- this hot melt adhesive is selected from the group consisting of: ethylene vinyl acetates and copolymers thereof, polyurethanes, polyamides, polyethylenes, polyalphaolefins, polyesters, copolyamides, vinylpyrrolidone/vinyl acetate copolymers or mixtures thereof, wherein the application rate of the hot melt adhesive is between 30
- the hot melt adhesives according to the invention which are applied, for example, in the molten state to the surface of the wood-based material or to the surface of the wood, it has surprisingly been shown that the use of the hot melt adhesives leads to a significant reduction in the emission of VOCs including aldehydes, but also acids and terpenes.
- Hot melt adhesives can also be used to make the surface of wood-based materials or wood more uniform, creating a smooth and closed surface.
- hot melt adhesives can fix loose strands and thus reduce the risk of injury.
- the terms “reduction of emissions” or “reduction of emissions”, which are used synonymously, are understood to mean that, compared to a wood-based material or wood without the use of the hot melt adhesive according to the invention, the amount of VOCs or the total amount of volatile organic compounds (TVOCs) is lower.
- emission avoidance implies a percentage reduction or decrease in emissions compared to the control level, down to a level below the measurement limit.
- reduction in this context refers to a decrease or decrease up to the point of avoidance.
- Another advantage is that the emission of substances that contribute to an unpleasant odor is also reduced.
- the emission of VOCs from the wood-based materials is also reduced, particularly over a longer period and with prolonged use. This now makes it possible again to use OSB indoors and in decorative applications.
- the applied layer of hot melt adhesive which in one embodiment is applied in a molten state and then cured, allows the surface to be smoothed, making further handling of corresponding wood-based materials such as OSB more pleasant.
- the layer formed from the hot melt adhesive is applied at least to the top surface of the wood-based panel. If necessary, the hot melt adhesive can also be used...
- the hot melt adhesive is applied to the underside of the wood-based panel, and in particular to OSB. At least on the visible surface, the adhesive is applied.
- the layer should therefore be thick enough to largely prevent VOC emissions into the interior.
- the hot melt adhesive is applied after the wood-based panel has been hot-pressed and before it has completely cooled.
- the surface of the wood-based panels is smoothed by simply applying and working the liquefied hot melt adhesive over the entire surface.
- the coated wood-based panels can then be further processed as desired. After cooling, water and/or a release agent can be sprayed onto the coating to prevent the panels from sticking together in a stack and to ensure their stackability.
- hot melt adhesive allows for the easy integration of this process into the manufacturing process of wood-based panels, especially OSB.
- the hot melt adhesive is applied by means of roller application, for example by a suitable device immediately downstream of the hot press.
- the hot melt adhesive can be applied in one or more steps by roller application in the same direction or in opposite directions.
- the wood-based material is OSB
- the hot melt adhesive is applied in a layer-forming manner to the top strand layer of a large surface area of the OSB after hot pressing.
- the hot melt adhesive is also applied to the lower layer opposite the surface.
- a conventional hot melt adhesive can be used.
- These hot melt adhesives are typically used for bonding flat elements. These can be edges of furniture parts, profiles, or large-area decorative coatings.
- Hot melt adhesives also known as hot glues, are usually solvent-free products that are more or less solid at room temperature. They are applied to the surface while hot and form a strong bond upon cooling.
- Suitable hot melt adhesives are selected from the group consisting of ethylene vinyl acetates (EVA) and copolymers thereof, polyurethanes (PU), polyamides, polyethylenes, polyalphaolefins (PO), polyesters, copolyamides, vinylpyrrolidone/vinyl acetate copolymers, or mixtures thereof.
- the hot melt adhesives can contain other components such as waxes, resins, stabilizers, and pigments.
- the layer formed using the hot melt adhesives has a layer thickness of at least 30 ⁇ m, for example up to 250 ⁇ m.
- the application rate of the hot melt adhesive is in the range of 30 g/ m2 to 250 g/ m2 , as is the case with 50 g/ m2 to 200 g of hot melt adhesive/ m2 .
- hot melt adhesives additionally contain colorants, such as pigments, which allow these hot melt adhesives to be colored. This enables both the marking of the wood-based materials and a decorative enhancement of the surface.
- the use of coating the OSB with hot melt adhesive according to the invention can be combined with other known means, methods and uses of additives to reduce the emission of VOC and TVOC.
- Adhesives include common adhesives used in the production of wood-based materials, such as OSB, including formaldehyde-free adhesives, such as those based on isocyanates.
- the hot melt adhesive which may be molten, is applied to the surface of the wood-based material after hot pressing.
- the hot melt adhesive can be applied not in its molten state, but by utilizing the heat from the hot-pressed wood-based material to make it more fluid, thus facilitating better processing on the wood-based material.
- This application can be carried out using conventional equipment, namely standard temperature-controlled hot melt adhesive applicators and by means of nozzles, etc.
- terpenes and acids are particularly reduced.
- the method according to the invention can be such that the coating with the hot melt adhesive is carried out in one or more steps by means of roller application in the same direction or in opposite directions.
- Applying the coating for example using a roller applicator, creates a smooth, closed surface, thus fixing loose shredded material and filling any holes present in the layer. This surface allows for further improved processing of the wood-based materials.
- the layer of hot melt adhesive is applied to the side of the wood material facing an interior space.
- the application rate of the hot melt adhesive is in a range of 30 g/ m2 to 250 g/ m2 , for example, a range of 50 g/ m2 to 200 g hot melt adhesive/ m2 .
- the application rate can vary depending on the adhesive and the desired surface properties.
- a hot melt adhesive is selected from the group consisting of ethylene vinyl acetates and copolymers thereof, polyurethanes, polyamides, polyethylenes, polyalphaolefins, polyesters, copolyamides, vinylpyrrolidone/vinyl acetate copolymers or mixtures thereof.
- the layer thickness can range from 30 to 250 ⁇ m.
- the method for producing the wood-based material can further include applying additional layers to the surface using hot melt adhesive, in particular applying a decorative layer or other types of topcoats.
- the hot melt adhesive can be colored, thus providing a decorative enhancement to the surface.
- the hot melt adhesive is essentially transparent, so that the strand structure remains visible in the case of OSB wood-based materials. Such panels can be used decoratively, especially in interior applications.
- the present disclosure relates to wood-based materials obtainable by the inventive method, such as for the production of OSB.
- EVA hot melt adhesive Jowatherm 287.10, manufactured by Jowat Klebstoffe, Detmold, Germany, was applied to one side of a 22 mm OSB board using a roller applicator.
- the temperature in the premelter was 200°C.
- the surface was smoothed with a second roller applicator. Behind the smoothing unit, the boards were sprayed with approximately 5 g of water/ m2 and stacked after cooling. 90-95% of the previously visible holes in the surface were closed. The surface appeared very smooth overall. No loose strands were visible on the treated surface.
- a PU hot melt adhesive of 80 g/ m2 was applied to one side of a 22 mm OSB board using a roller applicator.
- the product used was Jowatherm 602.35, manufactured by Jowat Klebstoffe, Detmold, Germany.
- the premelter temperature was 160°C.
- the surface was smoothed with a second roller applicator. Behind the smoothing unit, the boards were sprayed with approximately 10 g of water/ m2 and stacked after cooling. The water was intended to accelerate the post-curing of the PU. 100% of the previously clearly visible holes in the surface were closed. The surface appeared very smooth overall. No loose strands were visible on the treated surface.
- the surface sealing achieves a significant reduction in emissions, reaching at least 60% for some parameters.
- the requirements of the AgBB scheme (2015) are met by the test plate according to the invention.
- the substantial reduction after 28 days is particularly noteworthy.
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Schmelzklebstoffen zur Verringerung der Emission von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC), deren Retentionszeit im Gaschromatographen zwischen C6(Hexal) und C16(Hexadecan) liegt, aus OSB-Holzwerkstoffplatten. In einem weiteren Aspekt richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von OSB-Holzwerkstoffplatten, wobei diese mit einem Schmelzklebstoff beschichtet werden.The present invention relates to the use of hot melt adhesives to reduce the emission of volatile organic compounds (VOCs), whose retention time in gas chromatography lies between C6 (hexane) and C16 (hexadecane), from OSB wood-based panels. In a further aspect, the present invention relates to a method for producing OSB wood-based panels, wherein these are coated with a hot melt adhesive.
Holzwerkstoffe, wie Holzwerkstoffplatten, bestehen bekanntermaßen aus lignocellulosehaltigen Materialien, zum Beispiel Holzfasern bei Faserplatten oder Strands bei OSB. Lignocellulose umfasst als Bestandteil Cellulose, Hemicellulose und Lignin. Cellulose ist ein langkettiges Makromolekül bestehend aus Glucoseeinheiten, Hemicellulose ein kurzkettiges, verzweigtes Makromolekül aus Pentosen, und Lignin ist ein dreidimensionales Makromolekül aus Methoxyphenylpropaneinheiten. Cellulose und Hemicellulose bilden die Gerüstsubstanz der Zellwand, während Lignin als Füllsubstanz im Zellgerüst die Verholzung verursacht.Wood-based materials, such as engineered wood panels, are known to consist of lignocellulose-containing materials, for example, wood fibers in fiberboard or strands in OSB. Lignocellulose comprises cellulose, hemicellulose, and lignin. Cellulose is a long-chain macromolecule consisting of glucose units, hemicellulose is a short-chain, branched macromolecule made up of pentoses, and lignin is a three-dimensional macromolecule made up of methoxyphenylpropane units. Cellulose and hemicellulose form the structural components of the cell wall, while lignin, as a filler substance within the cell structure, causes lignification.
Lignocellulosehaltige Materialien, wie Holzzerkleinerungsprodukte, und daraus hergestellte Holzwerkstoffe, wie Holzwerkstoffplatten, insbesondere OSB, enthalten unter anderem flüchtige organische Verbindungen (VOC) und sehr flüchtige organische Verbindungen (WOC). Die Emission der VOC und VVOC, auch als Gesamtmenge an flüchtigen Verbindungen bezeichnet (TVOC), aus den Holzwerkstoffen stellt unter dem Aspekt der zunehmenden Nutzung von solchen Holzwerkstoffen in Innenräumen eine gravierendes Problem dar.Lignocellulosic materials, such as wood chips, and wood-based materials manufactured from them, such as engineered wood panels, especially OSB, contain, among other things, volatile organic compounds (VOCs) and highly volatile organic compounds (WOCs). The emission of VOCs and VVOCs, also referred to as the total amount of volatile organic compounds (TVOCs), from these wood-based materials poses a serious problem, especially given the increasing use of such materials indoors.
Zu den flüchtigen organischen Verbindungen zählen neben den gesättigten und ungesättigten Aldehyden alle flüchtigen organischen Stoffe, deren Retentionszeit im Gaschromatographen zwischen C6 (Hexal) und C16 (Hexadecan) liegt. Definitionsgemäß fällt dabei Formaldehyd nicht unter VOC sondern wird unter VVOC subsumiert. Die VOC sind keine homogene Substanzklasse, sondern ein Sammelsurium von Verbindungen. Unter anderem fallen hierunter organische Säuren, gesättigte und ungesättigte Aldehyde, Alkohole, Terpene, Aliphate und aromatische Kohlenwasserstoffe und viele mehr. Zu den sehr flüchtigen organischen Verbindungen (VVOC) gehört neben dem Formaldehyd auch Ameisensäure. Einen Überblick über die VVOC und VOC sowie die TVOC findet sich in dem AgBB-Bewertungsschema des Ausschusses zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten, zuletzt geändert im Jahr 2015.Volatile organic compounds (VOCs) include saturated and unsaturated aldehydes, as well as all volatile organic compounds whose retention time in gas chromatography lies between C6 (hexane) and C16 (hexadecane). By definition, formaldehyde is not classified as a VOC but as a VVOC. VOCs are not a homogeneous class of substances, but rather a collection of compounds. These include, among others, organic acids, saturated and unsaturated aldehydes, alcohols, terpenes, aliphatics, aromatic hydrocarbons, and many more. Formaldehyde and formic acid are also classified as VVOCs. An overview of VVOCs, VOCs, and TVOCs can be found in the AgBB assessment scheme of the Committee for Health-Related Evaluation of Building Products, last amended in 2015.
Die Emission von VOC beruht im Wesentlichen auf einer Freisetzung von aus dem Holzwerkstoff stammenden Verbindungen, während Formaldehyd sowohl aus dem Holzwerkstoff, aber auch als Bestandteil von Klebstoff freigesetzt werden kann.VOC emissions are primarily based on the release of compounds originating from the wood-based material, while formaldehyde can be released both from the wood-based material and as a component of adhesives.
Die Emission dieser flüchtigen und dieser sehr flüchtigen Holzinhaltsstoffe oder der Bestandteile des Klebstoffs aus den Holzwerkstoffen, wie Holzwerkstoffplatten, stellt aufgrund verschärfter Grenzwerte beziehungsweise einer größeren Sensibilisierung der Endverbraucher mehr und mehr ein Problem dar.The emission of these volatile and highly volatile wood components or the components of the adhesive from wood-based materials, such as wood-based panels, is becoming an increasing problem due to stricter limit values and greater awareness among end consumers.
Die Freisetzung der flüchtigen organischen Verbindungen und der sehr flüchtigen organischen Verbindungen hängt unter anderem von Art und Zustand der Lignocellulosen ab, wie der Holzart, der Lagerungsdauer, den Lagerungsbedingungen des Holzes beziehungsweise der Zerkleinerungsprodukte des Holzes, und kann in unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen und Mengen vorkommen. Vor allem bei Nadelbäumen, die als Ausgangsholz für Holzwerkstoffplatten verwendet werden, finden sich hohe Mengen an VOC. Prominente Vertreter hiervon sind Stoffe wie α-Pinen, β-Pinen, δ-3-Caren. Andere prominente Vertreter sind Aldehyde, wie Pentanal und Hexanal sowie Säuren.The release of volatile organic compounds (VOCs) and highly volatile organic compounds depends, among other things, on the type and condition of the lignocellulose, such as the wood species, the storage duration, the storage conditions of the wood or the wood pulp products, and can occur in varying chemical compositions and quantities. Particularly high levels of VOCs are found in coniferous trees used as raw material for engineered wood products. Prominent examples include substances such as α-pinene, β-pinene, and δ-3-carene. Other prominent examples are aldehydes such as pentanal and hexanal, as well as acids.
Vor allem Nadelhölzer, aus denen beispielsweise Spanplatten, mitteldichte Faserplatten (MDF) oder OSB hergestellt werden, enthalten große Mengen Harze und Fette als Holzinhaltsstoffe, die zur Bildung von flüchtigen organischen Terpenverbindungen und Aldehyden beitragen. Üblicherweise finden Oxidationsprozesse der Holzinhaltsstoffe, wie der Fettsäuren statt, die dann zu den Sekundär- beziehungsweise Tertiäremission von Aldehyden, wie Pentanal oder von Carbonsäuren, führen.Coniferous woods, in particular, from which particleboard, medium-density fiberboard (MDF), or OSB are produced, contain large amounts of resins and fats as wood constituents, which contribute to the formation of volatile organic compounds (VOCs) and aldehydes. Oxidation processes of the wood constituents, such as fatty acids, typically occur, leading to the secondary and tertiary emission of aldehydes, such as pentanal, or of carboxylic acids.
Das heißt, die VOC-Emission aus Holzwerkstoffen beruht im Wesentlichen auf einer Freisetzung aus dem Holz selbst und nicht durch den verwendeten Klebstoff. Die Freisetzung beruht insbesondere auf der in den Holzwerkstoffen andauernden Umwandlung von Bestandteilen der Holzwerkstoffe, zum Beispiel findet eine ständige Sekundär- beziehungsweise Tertiäremission der genannten Verbindungen statt durch Fragmentierung der Harze und Fette.This means that VOC emissions from wood-based materials are primarily due to release from the wood itself and not from the adhesive used. This release is mainly due to the ongoing transformation of components within the wood-based materials; for example, there is a continuous secondary and tertiary emission of the aforementioned compounds through the fragmentation of resins and fats.
Ein Holzwerkstoff, der heute für eine Vielzahl von konstruktiven Anwendungen eingesetzt wird, ist OSB (Oriented Strand Board). Solche OSB, die auch als Grobspanplatten bezeichnet werden, werden aus dünnen, flächigen Spänen, so genannten Strands, hergestellt. Die Strands haben meist eine Länge von maximal 200 mm, eine Breite von 20 mm und eine Dicke von unter 1 mm. Üblicherweise werden diese Strands in mindestens drei Lagen übereinander gestreut, wobei die Streurichtung von einer Lage zur nächsten um 90 Grad gedreht ist. Aus diesen beiden Tatsachen resultiert die hohe Biegefestigkeit der OSB, die OSB für viele Anwendungen so interessant macht. Ein Vorteil besteht darin, dass OSB wegen der Verwendung von hauptsächlich frischen Nadelhölzern, insbesondere Kiefer, im Vergleich zu anderen Holzwerkstoffen eine niedrigere Rohdichte besitzt. OSB weist eine mittlere Rohdichte von etwa 550 kg/m3 auf.Oriented strand board (OSB) is a wood-based material used today for a wide variety of structural applications. OSB, also known as chipboard, is manufactured from thin, flat wood strands. These strands are typically no more than 200 mm long, 20 mm wide, and less than 1 mm thick. They are usually laid in at least three layers, with the strand direction rotated 90 degrees from one layer to the next. This combination of factors results in OSB's high bending strength, which makes it so attractive for many applications. Another advantage is that, due to the use of primarily fresh softwood, especially pine, OSB has a lower density compared to other wood-based materials. OSB has an average density of approximately 550 kg/ m³ .
Daher wird OSB bevorzugt im konstruktiven Bereich eingesetzt. Es zeigte sich in den letzten Jahren aber auch, dass OSB im Innen- und hier insbesondere im Wohnbereich eingesetzt wird, wo gerade auch aus optischen Gründen keine weiteren umfangreichen Beschichtungen der OSB vorgenommen werden. Vielmehr ist es wünschenswert, dass die charakteristische Optik der Strands im Sichtbereich erhalten bleibt.Therefore, OSB is primarily used in structural applications. However, in recent years it has also become apparent that OSB is used indoors, particularly in residential areas, where extensive coatings are not typically applied, especially for aesthetic reasons. Rather, it is desirable to preserve the characteristic appearance of the strands in visible areas.
Wie ausgeführt, führt die Verwendung von Nadelhölzern zu einem unangenehmen Nebeneffekt, der ein Ausschlusskriterium für viele Verwendungen darstellen kann. Es zeigte sich nämlich, dass OSB durch die sehr hohe Emission von Holzinhaltsstoffen beziehungsweise Abbaubauprodukten von Holzinhaltsstoffen ungeeignet ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass, wenn OSB als Innenausbauplatte verwendet wird, und die in Gebäuden großflächig eingesetzt werden, dieses zur Folge hat, dass es zu einem ungünstigen Verhältnis von Fläche OSB zu Volumen Raumluft führt (Beladung). Bei genormten Emissionsprüfungen liegt die Beladung bei einem Faktor um 1. In der Realität kann die Beladung aber durchaus einen Faktor von 2 erreichen oder sogar überschreiten. Dies führt somit zu einer höheren Raumbelastung durch die emittierten Substanzen was dazu führt, dass Standard-OSB in Innenräumen nur noch in geringen Mengen eingesetzt werden kann.As explained, the use of softwood leads to an undesirable side effect that can be a disqualifying factor for many applications. Specifically, OSB has been found to be unsuitable due to its very high emission of wood extractives and their degradation products. It is important to consider that when OSB is used as an interior finishing panel, and especially when used extensively in buildings, this results in an unfavorable ratio of OSB surface area to room air volume (air loading). In standardized emission tests, the loading factor is around 1. In reality, however, the loading factor can easily reach or even exceed 2. This leads to a higher indoor air pollution level from the emitted substances, meaning that standard OSB can only be used in small quantities in interior spaces.
Das Problem der Emission ist umso gravierender, je niedriger die Dichte der hergestellten Holzwerkstoffe ist. Dem Problem der Belastung von Innenräumen durch VOC und VVOC wird durch Regelungen auf nationaler und auf internationaler Ebene Rechnung getragen. Es ergibt sich für die Hersteller von Holzwerkstoffen daraus eine Notwendigkeit zur Verringerung der Emission.The lower the density of the manufactured wood-based materials, the more serious the emission problem becomes. The issue of indoor air pollution from VOCs and VVOCs is addressed through regulations at both national and international levels. This creates a need for wood-based material manufacturers to reduce emissions.
Es hat bereits eine Vielzahl von Ansätzen gegeben, die Emission von VOC aus Holzwerkstoffe zu senken, dieses ist allerdings meist mit höheren Kosten verbunden. Eine einfache Methode ist die Oberflächenbeschichtung, die die Emission der Inhaltsstoffe stoppt. Auch dies führt zu Mehrkosten. So ist zum Beispiel bei einer Papier-/Imprägnatbeschichtung die Trägerplatte nicht mehr erkennbar, diese wird aber gerade wegen ihrer Strandoberfläche dekorativ eingesetzt. Darüber hinaus erfordern derartige Verfahren das Vorhandensein von Beschichtungsanlagen.Numerous approaches have already been taken to reduce VOC emissions from wood-based materials, but these are usually associated with higher costs. One simple method is surface coating, which stops the emission of these substances. However, this also leads to additional costs. For example, with a paper/impregnated coating, the substrate is no longer visible, yet this is precisely why it is used decoratively, due to its textured surface. Furthermore, such processes require the availability of coating facilities.
Eine weitere Möglichkeit ist die Beschichtung der Oberfläche mit einem Lack. Dies erfordert eine Lackierlinie mit mehreren Auftragswerken sowie UV-Lampen oder Heißlufttrocknern im Fall der Verwendung von Wasserlacken. Da die Auftragsmengen bei solchen Lacken bei über 100 g/m2 liegen, ist dieses Verfahren wegen der hochpreisigen UV-Lacke unattraktiv, auch können durch die in UV-Lacken notwendigen Photoinitiatoren zusätzliche Geruchsbelästigungen auftreten.Another option is to coat the surface with a lacquer. This requires a coating line with multiple application units, as well as UV lamps or hot air dryers in the case of water-based lacquers. Since the application rates for such lacquers exceed 100 g/ m² , this method is not recommended due to the... High-priced UV lacquers are unattractive, and the photoinitiators necessary in UV lacquers can also cause additional odor nuisances.
Ein weiterer Lösungsansatz für die Verringerung der Emission der Inhaltsstoffe und der Abbauprodukte der Inhaltsstoffe ist die Zugabe von Chemikalien und/oder Adsorbentien, um die Emission zu verhindern, beziehungsweise in einen unkritischen Bereich zu reduzieren. Solche, als Additive bezeichneten Chemikalien, zum Beispiel Reduktionsmittel, müssen schon bei der Herstellung der Holzwerkstoffe, wie OSB, den lignocellulosehaltigen Zerkleinerungsprodukten, wie den Strands, zugegeben werden. Die Mengen liegen dabei üblicherweise in einem Bereich von 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf atro Holz. Diese Zugabe der Chemikalien erhöht die Kosten für das Produkt signifikant, da meist auch der Anteil an Klebstoff erhöht werden muss. Zudem weisen diese Chemikalien einen unangenehmen Geruch auf, der sich sowohl bei der Herstellung als auch in der Nutzung negativ bemerkbar macht. Die Verwendung bestimmter Chemikalien führt dabei weiterhin zu Veränderungen des Holzwerkstoffs selbst, so zeigen sich bei Verwendung bestimmter Chemikalien bräunliche Verfärbungen, die das Erscheinungsbild der Holzwerkstoffe, wie OSB negativ beeinflussen. Schließlich wurde eine Zugabe von Adsorbentien wie Aktivkohle vorgeschlagen, die aber unter Kostenaspekten verworfen werden muss. Darüber hinaus führt die Zugabe von Zeolithen zu Problemen durch einen erhöhten Ascheanfall bei der Verbrennung von Abfällen dieser OSB sowie durch höheren Verschleiß beim Zusägen solcher Holzwerkstoffe.Another approach to reducing emissions of the components and their degradation products is the addition of chemicals and/or adsorbents to prevent emissions or reduce them to a non-critical level. These chemicals, known as additives, such as reducing agents, must be added to the lignocellulosic shredded products, such as strands, during the production of wood-based materials like OSB. The amounts typically range from 1 to 5% by weight, based on the dry wood content. This addition of chemicals significantly increases the product's cost, as the proportion of adhesive usually also needs to be increased. Furthermore, these chemicals have an unpleasant odor that is noticeable both during production and use. The use of certain chemicals also leads to changes in the wood-based material itself; for example, brownish discoloration can occur, negatively impacting the appearance of wood-based materials like OSB. Finally, the addition of adsorbents such as activated carbon has been proposed, but this has been rejected due to cost considerations. Furthermore, the addition of zeolites leads to problems due to increased ash production during the combustion of waste from this OSB, as well as increased wear when sawing such wood materials.
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Es besteht daher nach wie vor ein großer Bedarf, geeignete Mittel bereitzustellen, die zur Verringerung der Emission von flüchtigen organischen Verbindungen aus Holzwerkstoffen beitragen. Diese Mittel sollen bekannte Nachteile, wie ein hohes Investitionsrisiko, hohe Materialkosten, Produktnachteile, Nachteile in der Verfahrenstechnologie und/oder hohe Kosten im Allgemeinen überwinden. Es ist dabei insbesondere wesentlich, dass auch bei längerer Nutzung die gewünschte Reduktion von VOC und WOC, also von TVOC, aus den Holzwerkstoffen sichergestellt ist.There is therefore still a great need to provide suitable means that contribute to reducing the emission of volatile organic compounds (VOCs) from wood-based materials. These means should overcome known disadvantages such as high investment risk, high material costs, product drawbacks, disadvantages in process technology, and/or high costs in general. It is particularly important that the desired reduction of VOCs and WOCs, i.e., TVOCs, from the wood-based materials is ensured even over extended periods of use.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die technische Aufgabe zugrunde, die Reduzierung der Emission von VOC aus OSB in einfacher, kostengünstiger Weise dauerhaft sicherzustellen.The present invention is therefore based on the technical problem of ensuring the reduction of VOC emissions from OSB in a simple and cost-effective manner on a permanent basis.
Gelöst wird diese Aufgabe, dass an sich als Klebemittel bekannte Schmelzklebstoffe, neuerdings zur Verringerung der Emission von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) und auch der TVOC im Allgemeinen aus Holzwerkstoffen verwendet werden. Der Schmelzklebstoff wird dabei in flüssigem Zustand schichtbildend auf die Oberfläche des Holzwerkstoffes aufgebracht.This problem is solved by using hot melt adhesives, which are generally known as adhesives, to reduce the emission of volatile organic compounds (VOCs) and also TVOCs from wood-based materials in general. The hot melt adhesive is applied in liquid form to the surface of the wood-based material, forming a film.
Die gestellte Aufgabe wird somit durch die Verwendung von Schmelzklebstoffen gemäß dem Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Dabei wird der Schmelzklebstoff auf die Oberfläche des OSB-Holzwerkstoffes aufgebracht, wobei dieser Schmelzklebstoff ausgewählt ist aus der Gruppe: Ethylenvinylacetate und Copolymere hiervon, Polyurethane, Polyamide, Polyethylene, Polyalphaolefine, Polyester, Copolyamide, Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymere oder Mischungen hiervon, wobei eine Auftragsmenge des Schmelzklebstoffes zwischen 30 g/m2 und 250 g/m2 liegt und wobei der Schmelzklebstoff nach dem Heißverpressen vor dem vollständigen Auskühlen der OSB-Holzwerkstoffplatten aufgebracht wird.The stated problem is thus solved by the use of hot melt adhesives according to the feature of claim 1. The hot melt adhesive is applied to the surface of the OSB wood-based material, wherein this hot melt adhesive is selected from the group consisting of: ethylene vinyl acetates and copolymers thereof, polyurethanes, polyamides, polyethylenes, polyalphaolefins, polyesters, copolyamides, vinylpyrrolidone/vinyl acetate copolymers or mixtures thereof, wherein the application rate of the hot melt adhesive is between 30 g/ m² and 250 g/ m² , and wherein the hot melt adhesive is applied after hot pressing and before the OSB wood-based panels have completely cooled down.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe, die zum Beispiel im geschmolzenen Zustand auf die Oberfläche des Holzwerkstoffes oder auf die Oberfläche des Holzes aufgebracht werden, hat sich erstaunlicherweise gezeigt, dass die Verwendung der Schmelzklebstoffe zu einer deutlichen Reduzierung der Emission von VOC einschließlich Aldehyden aber auch von Säuren und Terpenen führt.When using the hot melt adhesives according to the invention, which are applied, for example, in the molten state to the surface of the wood-based material or to the surface of the wood, it has surprisingly been shown that the use of the hot melt adhesives leads to a significant reduction in the emission of VOCs including aldehydes, but also acids and terpenes.
Neben der Eigenschaft, die Emission von flüchtigen organischen Verbindungen und den gesamten flüchtigen Verbindungen zu verringern, erlaubt die Verwendung des Schmelzklebstoffes auch die Oberfläche der Holzwerkstoffe oder des Holzes gleichmäßiger zu gestalten und dabei eine möglichst geschlossene und glatte Oberfläche zu erzeugen. Der Schmelzklebstoff kann dabei zum Beispiel lose Strands fixieren und damit die Gefahr von Verletzungen senken.In addition to its ability to reduce the emission of volatile organic compounds and total volatile compounds, the use of the Hot melt adhesives can also be used to make the surface of wood-based materials or wood more uniform, creating a smooth and closed surface. For example, hot melt adhesives can fix loose strands and thus reduce the risk of injury.
Vorliegend wird unter dem Ausdruck der "Verringerung der Emission" oder "Verminderung der Emission", die synonym verwendet werden, verstanden, dass im Vergleich zu einem Holzwerkstoff oder einem Holz ohne erfindungsgemäße Verwendung des Schmelzklebstoffes die Menge an VOC beziehungsweise die Gesamtmenge der flüchtigen organischen Verbindungen (TVOC) geringer ist.In the present context, the terms "reduction of emissions" or "reduction of emissions", which are used synonymously, are understood to mean that, compared to a wood-based material or wood without the use of the hot melt adhesive according to the invention, the amount of VOCs or the total amount of volatile organic compounds (TVOCs) is lower.
Der Ausdruck "Vermeidung von Emission" beinhaltet ein im Vergleich zur Kontrolle eine prozentuale Verringerung oder Verminderung der Emission bis zu einer solchen die unterhalb der Messgrenze liegt. Unter dem Ausdruck "Reduktion" wird vorliegend eine Verminderung oder Verringerung, bis zur Vermeidung verstanden.The term "emission avoidance" implies a percentage reduction or decrease in emissions compared to the control level, down to a level below the measurement limit. The term "reduction" in this context refers to a decrease or decrease up to the point of avoidance.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auch solche Stoffe in ihrer Emission verringert werden, die zu einem unangenehmen Geruch beitragen.Another advantage is that the emission of substances that contribute to an unpleasant odor is also reduced.
Erfindungsgemäß wird somit nicht nur eine Abdeckung und Glättung der Oberfläche der Holzwerkstoffe erreicht, sondern überraschenderweise auch eine Verringerung der Emission von VOC aus den Holzwerkstoffen, insbesondere über einen längeren Zeitraum und bei langzeitigem Gebrauch. Damit ist es jetzt auch wieder möglich, OSB im Innenbereich und auch im dekorativen Bereich einzusetzen.According to the invention, not only is the surface of the wood-based materials covered and smoothed, but surprisingly, the emission of VOCs from the wood-based materials is also reduced, particularly over a longer period and with prolonged use. This now makes it possible again to use OSB indoors and in decorative applications.
Die aufgebrachte Schicht des Schmelzklebstoffes, der in einer Ausführungsform im geschmolzenen Zustand aufgebracht und anschließend ausgehärtet wird, erlaubt die Glättung der Oberfläche, so dass das weitere Handling von entsprechenden Holzwerkstoffen wie zum Beispiel OSB angenehmer ist.The applied layer of hot melt adhesive, which in one embodiment is applied in a molten state and then cured, allows the surface to be smoothed, making further handling of corresponding wood-based materials such as OSB more pleasant.
Die aus dem Schmelzklebstoff gebildete Schicht wird zumindest auf die Oberseite der Holzwerkstoffplatte aufgebracht. Gegebenenfalls kann der Schmelzklebstoff auch auf die Unterseite der Holzwerkstoffplatte und hier insbesondere der OSB aufgebracht werden. Zumindest auf der im Sichtbereich liegenden Oberfläche findet eine Auftragung des Schmelzklebstoffes statt. Die Schicht sollte daher zumindest so ausgebildet sein, dass eine Emission der VOC in den Innenraum weitgehend unterbunden wird.The layer formed from the hot melt adhesive is applied at least to the top surface of the wood-based panel. If necessary, the hot melt adhesive can also be used... The hot melt adhesive is applied to the underside of the wood-based panel, and in particular to OSB. At least on the visible surface, the adhesive is applied. The layer should therefore be thick enough to largely prevent VOC emissions into the interior.
Die Aufbringung des Schmelzklebstoffes erfolgt dabei in einer Ausführungsform derart, dass der Schmelzklebstoff nach dem Heißpressen des Holzwerkstoffsund vor dem vollständigen Auskühlen des hergestellten Holzwerkstoffes aufgebracht wird. Dabei werden die Holzwerkstoffplatten auf ihrer Oberfläche geglättet, indem der verflüssigte Schmelzklebstoff einfach flächig aufgebracht und verarbeitet wird. Die so beschichteten Holzwerkstoffplatten können anschließend in gewünschter Art und Weise weiterverarbeitet werden. Die Platten können anschließend abgekühlt und gegebenenfalls kann Wasser und/oder Trennmittel auf die Beschichtung aufgesprüht werden, um ein Verkleben der Platten untereinander in einem Stapel zu verhindern und die Stapelfähigkeit dieser Platten zu gewährleisten.In one embodiment, the hot melt adhesive is applied after the wood-based panel has been hot-pressed and before it has completely cooled. The surface of the wood-based panels is smoothed by simply applying and working the liquefied hot melt adhesive over the entire surface. The coated wood-based panels can then be further processed as desired. After cooling, water and/or a release agent can be sprayed onto the coating to prevent the panels from sticking together in a stack and to ensure their stackability.
Das heißt, die Verwendung des Schmelzklebstoffes erlaubt eine einfache Eingliederung dieser Prozess in den Herstellungsprozess von Holzwerkstoffplatten insbesondere OSB.This means that the use of hot melt adhesive allows for the easy integration of this process into the manufacturing process of wood-based panels, especially OSB.
In einer Ausführungsform wird der Schmelzklebstoff derart verwendet, dass dieser mittels Walzenauftrag aufgebracht wird, zum Beispiel einer entsprechenden Einrichtung, die der Heißpresse unmittelbar nachgeschaltet ist. Der Schmelzklebstoff kann in einem oder mehreren Schritten mittels Walzenauftrag im Gleichlauf oder im Gegenlauf aufgebracht werden.In one embodiment, the hot melt adhesive is applied by means of roller application, for example by a suitable device immediately downstream of the hot press. The hot melt adhesive can be applied in one or more steps by roller application in the same direction or in opposite directions.
In einer Ausführungsform ist der Holzwerkstoff eine OSB und der Schmelzklebstoff wird nach dem Heißpressen auf die oberste Strandschicht einer großflächigen Seite der OSB schichtbildend aufgetragen. Gegebenenfalls wird weiterhin der Schmelzklebstoff auf die Oberfläche gegenüberliegenden unteren Schicht aufgetragen.In one embodiment, the wood-based material is OSB, and the hot melt adhesive is applied in a layer-forming manner to the top strand layer of a large surface area of the OSB after hot pressing. Optionally, the hot melt adhesive is also applied to the lower layer opposite the surface.
Erfindungsgemäß kann dabei ein üblicher Schmelzklebstoff eingesetzt werden. Diese Schmelzklebstoffe werden üblicherweise zum Verkleben von flächigen Elementen verwendet. Dieses können Kanten von Möbelteilen, Profile oder großflächige Dekorbeschichtungen sein. Schmelzklebstoffe, die auch als Heißklebstoffe, Heißkleber, Hotmelt oder Heißleim bezeichnet werden, sind üblicherweise lösungsmittelfreie und bei Raumtemperatur mehr oder weniger feste Produkte, die im heißen Zustand auf die entsprechende Fläche aufgetragen werden und beim Abkühlen eine feste Verbindung herstellen. Geeignete Schmelzklebstoffe sind ausgewählt aus der Gruppe Ethylenvinylacetate (EVA) und Copolymere hiervon, Polyurethane (PU), Polyamide, Polyethylene, Polyalphaolefine (PO), Polyester, Copolyamide, Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymere oder Mischungen hiervon. Neben diesen genannten Basispolymeren können die Schmelzklebstoffe weitere Bestandteile aufweisen, wie Wachse, Harze und Stabilisatoren sowie Pigmente.According to the invention, a conventional hot melt adhesive can be used. These hot melt adhesives are typically used for bonding flat elements. These can be edges of furniture parts, profiles, or large-area decorative coatings. Hot melt adhesives, also known as hot glues, are usually solvent-free products that are more or less solid at room temperature. They are applied to the surface while hot and form a strong bond upon cooling. Suitable hot melt adhesives are selected from the group consisting of ethylene vinyl acetates (EVA) and copolymers thereof, polyurethanes (PU), polyamides, polyethylenes, polyalphaolefins (PO), polyesters, copolyamides, vinylpyrrolidone/vinyl acetate copolymers, or mixtures thereof. In addition to these base polymers, the hot melt adhesives can contain other components such as waxes, resins, stabilizers, and pigments.
In einer Ausführungsform ist die unter Verwendung der Schmelzklebstoffe ausgebildete Schicht dabei eine mit einer Schichtdicke von mindestens 30 µm, zum Beispiel bis 250 µm. Die Auftragungsmenge des Schmelzklebstoffes liegt erfindungsgemäß in einem Bereich von 30 g/m2 bis 250 g/m2, wie 50 g/m2 bis 200g Schmelzklebstoff/m2 liegen.In one embodiment, the layer formed using the hot melt adhesives has a layer thickness of at least 30 µm, for example up to 250 µm. According to the invention, the application rate of the hot melt adhesive is in the range of 30 g/ m² to 250 g/ m² , as is the case with 50 g/ m² to 200 g of hot melt adhesive/ m² .
Durch Verwendung dieser Schmelzklebstoffe kann neben der Verringerung der Emission von VOC eine Verbesserung der Oberflächeneigenschaften erreicht werden, um weitere Oberflächenveredelungen, wie Tapezieren, Streichen aber auch Aufbringen weiterer Schichten, zum Beispiel Dekorschichten und anderen auf Holzwerkstoff aufgebrachten äußeren Schichten, verbessert werden. Die Aufbringung dieser Oberflächenveredelungen kann dabei problemloser und materialsparender ausgeführt werden.By using these hot melt adhesives, in addition to reducing VOC emissions, surface properties can be improved, thus facilitating further surface finishing processes such as wallpapering, painting, and the application of additional layers, for example, decorative layers and other external coatings applied to wood-based materials. The application of these surface finishes can then be carried out more easily and with greater material efficiency.
In einer Ausführungsform weisen Schmelzklebstoffe zusätzlich Farbmittel, wie Pigmente, auf, die ein Einfärben dieser Schmelzklebstoffe erlauben. Dadurch kann sowohl eine Kennzeichnung der Holzwerkstoffe erreicht werden als auch eine dekorative Aufwertung der Oberfläche erfolgen.In one embodiment, hot melt adhesives additionally contain colorants, such as pigments, which allow these hot melt adhesives to be colored. This enables both the marking of the wood-based materials and a decorative enhancement of the surface.
Die Verwendung des Schmelzklebstoffes zur Ausbildung der entsprechenden Schicht ist dabei nur in den Bereichen notwendig, in denen die Emission verringert werden soll, das heißt, zum Beispiel nur auf den Oberflächen der zum Innenraum gewandten Seite oder den Sichtbereichen. Im Gegensatz dazu erfordern die unter Verwendung von Chemikalien erreichten Emissionsreduzierungen dass die gesamten lignocellulosehaltigen Zerkleinerungsprodukte, zum Beispiel alle Strands der OSB, behandelt werden.The use of hot melt adhesive to form the corresponding layer is only necessary in those areas where emissions need to be reduced, for example, only on the surfaces facing the interior or in visible areas. In contrast, emission reductions achieved using chemicals require that all lignocellulosic shredded products, such as all strands of OSB, be treated.
Besonders bevorzugt kann die erfindungsgemäße Verwendung der Beschichtung der OSB mit Schmelzklebstoff mit anderen bekannten Mitteln, Verfahren und Verwendungen von Additiven zur Verringerung der Emission von VOC und TVOC kombiniert werden.Particularly preferably, the use of coating the OSB with hot melt adhesive according to the invention can be combined with other known means, methods and uses of additives to reduce the emission of VOC and TVOC.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von OSB, umfassend die Schritte:
- a) Bereitstellen von lignocellulosehaltigen Zerkleinerungsprodukten und einem Klebstoff,
- b) Aufbringen des Klebstoffs auf die Zerkleinerungsprodukte;
- c) Verpressen der lignocellulosehaltigen Zerkleinerungsprodukte mit dem Klebstoff unter Wirkung von Wärme und Druck;
- a) Providing lignocellulosic grinding products and an adhesive,
- b) Applying the adhesive to the crushed products;
- c) Pressing the lignocellulosic grinding products with the adhesive under the influence of heat and pressure;
Klebstoffe sind dabei übliche Klebstoffe zur Herstellung von Holzwerkstoffen, wie OSB, einschließlich formaldehydfreien Klebstoffen, wie solche auf Isocyanatbasis.Adhesives include common adhesives used in the production of wood-based materials, such as OSB, including formaldehyde-free adhesives, such as those based on isocyanates.
In einer Ausführungsform erfolgt dabei das Aufbringen des gegebenenfalls geschmolzenen Schmelzklebstoffes auf die Oberfläche des Holzwerkstoffes nach dem Heißverpressen. Dabei kann das Aufbringen des Schmelzklebstoffes auch derart sein, dass dieser nicht bereits im geschmolzenen Zustand aufgebracht wird, sondern die Wärme des heißverpressten Holzwerkstoffes genutzt wird, um den Schmelzklebstoff fließender zu machen, so dass eine bessere Verarbeitung auf dem Holzwerkstoff möglich ist. Das Aufbringen kann dabei mit üblichen Einrichtungen erfolgen, nämlich üblichen temperaturgeregelten Heißleimgeräten und mittels Aufdüsen etc.In one embodiment, the hot melt adhesive, which may be molten, is applied to the surface of the wood-based material after hot pressing. Alternatively, the hot melt adhesive can be applied not in its molten state, but by utilizing the heat from the hot-pressed wood-based material to make it more fluid, thus facilitating better processing on the wood-based material. This application can be carried out using conventional equipment, namely standard temperature-controlled hot melt adhesive applicators and by means of nozzles, etc.
Es werden erfindungsgemäß insbesondere Terpene und Säuren verringert.According to the invention, terpenes and acids are particularly reduced.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei derart sein, dass die Beschichtung mit dem Schmelzklebstoff in einem oder mehreren Schritten mittels Walzenauftrag im Gleichlauf oder Gegenlauf erfolgt.The method according to the invention can be such that the coating with the hot melt adhesive is carried out in one or more steps by means of roller application in the same direction or in opposite directions.
Durch das Auftragen zum Beispiel mittels Walzenauftragungseinrichtung kann eine geschlossene glatte Oberfläche erzeugt werden, so dass lose Zerkleinerungsprodukte fixiert werden und gegebenenfalls in der Schicht vorliegende Löcher aufgefüllt werden. Diese so vorliegende Oberfläche erlaubt eine weitere verbesserte Verarbeitung der Holzwerkstoffe.Applying the coating, for example using a roller applicator, creates a smooth, closed surface, thus fixing loose shredded material and filling any holes present in the layer. This surface allows for further improved processing of the wood-based materials.
In einer Ausführungsform erfolgt dabei die Aufbringung der Schicht aus Schmelzklebstoff auf der einem Innenraum zugewandten Seite des Holzwerkstoffes.In one embodiment, the layer of hot melt adhesive is applied to the side of the wood material facing an interior space.
Erfindungsgemäß ist dabei die Auftragsmenge des Schmelzklebstoffes in einem Bereich von 30 g/m2 bis 250 g/m2, wie zum Beispiel einem Bereich von 50 g/m2 bis 200g Schmelzklebstoff/m2. Die Auftragsmenge kann je nach Klebstoff und gewünschter Eigenschaft der Oberfläche variieren.According to the invention, the application rate of the hot melt adhesive is in a range of 30 g/ m² to 250 g/ m² , for example, a range of 50 g/ m² to 200 g hot melt adhesive/ m² . The application rate can vary depending on the adhesive and the desired surface properties.
Erfindungsgemäß wird dabei als Schmelzklebstoff in einer Ausführungsform ein Schmelzklebstoff ausgewählt aus der Gruppe Ethylenvinylacetate und Copolymere hiervon, Polyurethane, Polyamide, Polyethylene, Polyalphaolefine, Polyester, Copolyamide, Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymere oder Mischungen hiervon aufgebracht.According to the invention, in one embodiment, a hot melt adhesive is selected from the group consisting of ethylene vinyl acetates and copolymers thereof, polyurethanes, polyamides, polyethylenes, polyalphaolefins, polyesters, copolyamides, vinylpyrrolidone/vinyl acetate copolymers or mixtures thereof.
Die Schichtdicke kann dabei in einem Bereich von 30 bis 250 µm liegen.The layer thickness can range from 30 to 250 µm.
In einer Ausführungsform kann das Verfahren zur Herstellung des Holzwerkstoffes weiterhin das Aufbringen weiterer Schichten auf die Oberfläche aus Schmelzklebstoff umfassen, insbesondere das Aufbringen einer Dekorschicht oder anderen Arten von Deckschichten. Weiterhin kann der Schmelzklebstoff eingefärbt sein, so dass eine dekorative Aufwertung der Oberfläche erfolgt. In einer Ausführungsform ist der Schmelzklebstoff dabei ein im Wesentlichen transparenter Klebstoff, so dass die Strandstruktur im Falle von OSB-Holzwerkstoffen erkennbar bleibt. Solche Platten können insbesondere im Innenbereich dekorativ eingesetzt werden.In one embodiment, the method for producing the wood-based material can further include applying additional layers to the surface using hot melt adhesive, in particular applying a decorative layer or other types of topcoats. Furthermore, the hot melt adhesive can be colored, thus providing a decorative enhancement to the surface. In one embodiment, the hot melt adhesive is essentially transparent, so that the strand structure remains visible in the case of OSB wood-based materials. Such panels can be used decoratively, especially in interior applications.
Schließlich richtet sich die vorliegende Offenbarung auf Holzwerkstoffe, erhältlich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie zur Herstellung von OSB.Finally, the present disclosure relates to wood-based materials obtainable by the inventive method, such as for the production of OSB.
Im Folgenden wird die Erfindung mithilfe von Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne hierauf beschränkt zu sein.The invention will be explained in more detail below using exemplary embodiments, without being limited thereto.
Auf eine OSB ( 22 mm ) wurde mit einem Walzenauftragsaggregat einseitig ein EVA-Hotmelt in einer Menge von 90 g/m2 im Gleichlauf aufgetragen. Es handelte sich dabei um das Produkt Jowatherm 287.10, Jowat Klebstoffe, Detmold, Deutschland. Die Temperatur im Vorschmelzer lag bei 200°C. Nach dem Auftrag des Hotmelts wurde die Oberfläche mit einem zweiten Walzenauftragsaggregat nachgeglättet. Die Platten wurden hinter dem Glättwerk mit ca. 5 g Wasser/m2 besprüht und nach Abkühlung abgestapelt. In der Oberfläche waren 90 - 95 % der zuvor deutlich erkennbaren Löcher geschlossen. Die Oberfläche machte insgesamt einen sehr glatten Eindruck. Lose Strands waren in der behandelten Oberfläche keine mehr zu beobachten.An EVA hot melt adhesive , Jowatherm 287.10, manufactured by Jowat Klebstoffe, Detmold, Germany, was applied to one side of a 22 mm OSB board using a roller applicator. The temperature in the premelter was 200°C. After the hot melt application, the surface was smoothed with a second roller applicator. Behind the smoothing unit, the boards were sprayed with approximately 5 g of water/ m² and stacked after cooling. 90-95% of the previously visible holes in the surface were closed. The surface appeared very smooth overall. No loose strands were visible on the treated surface.
Auf eine OSB (22 mm) wurde mit einem Walzenauftragsaggregat einseitig ein PU-Hotmelt in einer Menge von 80 g/m2 im Gleichlauf aufgetragen. Es handelte sich dabei um das Produkt Jowatherm 602.35, Jowat Klebstoffe, Detmold, Deutschland. Die Temperatur im Vorschmelzer lag bei 160°C. Nach dem Auftrag des Hotmelts wurde die Oberfläche mit einem zweiten Walzenauftragsaggregat nachgeglättet. Die Platten wurden hinter dem Glättwerk mit ca. 10 g Wasser/m2 besprüht und nach Abkühlung abgestapelt. Mit dem Wasser sollte die Nachvernetzung des PU beschleunigt werden. In der Oberfläche waren 100 % der zuvor deutlich erkennbaren Löcher geschlossen. Die Oberfläche machte insgesamt einen sehr glatten Eindruck. Lose Strands waren in der behandelten Oberfläche keine mehr zu beobachten.A PU hot melt adhesive of 80 g/ m² was applied to one side of a 22 mm OSB board using a roller applicator. The product used was Jowatherm 602.35, manufactured by Jowat Klebstoffe, Detmold, Germany. The premelter temperature was 160°C. After the hot melt application, the surface was smoothed with a second roller applicator. Behind the smoothing unit, the boards were sprayed with approximately 10 g of water/ m² and stacked after cooling. The water was intended to accelerate the post-curing of the PU. 100% of the previously clearly visible holes in the surface were closed. The surface appeared very smooth overall. No loose strands were visible on the treated surface.
Das Muster aus dem Ausführungsbeispiel 1 wurde gemäß dem AgBB-Schema (2015) auf die Emission von flüchtigen organischen Verbindungen geprüft. Eine Nullprobe ohne Oberflächenbeschichtung wurde zum Vergleich mit geprüft. Eine Liste mit ausgewählten Verbindungen ist in der folgenden Tabelle dargestellt. Es handelt sich dabei um die Verbindungen, die mengenmäßig am stärksten zu Buche schlagen.
Die Messungen wurden jeweils drei Tage und vier Wochen nach der Produktion der OSB durchgeführt.The measurements were taken three days and four weeks after the OSB production.
Wie aus der Tabelle zu entnehmen ist, wird durch die Oberflächenversiegelung eine deutliche Reduzierung der Emissionen erreicht, die bei einigen Parametern bei mindestens 60% liegt. Die Anforderungen des AgBB-Schemas (2015) werden durch die erfindungsgemäße Versuchsplatte erfüllt. Insbesondere ist die starke Absenkung nach 28 Tagen hervorzuheben.As can be seen from the table, the surface sealing achieves a significant reduction in emissions, reaching at least 60% for some parameters. The requirements of the AgBB scheme (2015) are met by the test plate according to the invention. The substantial reduction after 28 days is particularly noteworthy.
Claims (9)
- Use of hot-melt adhesive to reduce the emission of volatile organic compounds (VOC) with a retention time in the gas chromatograph between C6 (hexal) and C16 (hexadecane) from OSB wood-based panels,
wherein the hot-melt adhesive is applied to the surface of the OSB wood-based material, said hot-melt adhesive being selected from the group: ethylene vinyl acetate and copolymers thereof, polyurethanes, polyamides, polyethylenes, polyalphaolefins, polyesters, copolyamides, vinyl pyrrolidone/vinyl acetate copolymers or mixtures thereof, wherein an application quantity of the hot-melt adhesive lies between 30 g/m2 and 250 g/m2 and wherein the hot-melt adhesive is applied after the OSB wood-material panels have been hot-pressed but before they have completely cooled. - The use of hot-melt adhesives for reducing the emission of VOCs according to claim 1, characterised in that the hot-melt adhesive is applied to a side of the OSB wood-material panels with a large surface area such that it forms a layer.
- The use of hot-melt adhesives for reducing the emission of VOCs according to claim 1 or 2, wherein the hot-melt adhesive is applied to the upper side and lower side of the OSB wood-material panels.
- The use of hot-melt adhesives for reducing the emission of VOCs according to one of the preceding claims, wherein the hot-melt adhesive is applied synchronously or in reverse-rotation in one or multiple steps by means of roller application.
- The use of hot-melt adhesives for reducing the emission of VOCs according to one of the preceding claims, wherein the layer thickness of the hot-melt adhesive is at least 30 µm.
- A method for producing OSB wood-based material panels comprising the steps:a) Providing comminution products containing lignocellulose and an adhesive,b) Applying the adhesive to the comminution products,c) Pressing the comminution products containing lignocellulose with the adhesive under the effect of heat and pressurewherein a covering of hot-melt adhesive is applied to the surface of the OSB wood-based material panels after pressing, wherein the application of the hot-melt adhesive reduces the emission of volatile organic compounds from the wood-based material panels, said hot-melt adhesive being selected from the group: ethylene vinyl acetate and copolymers thereof, polyurethanes, polyamides, polyethylenes, polyalphaolefins, polyesters, copolyamides, vinyl pyrrolidone/vinyl acetate copolymers or mixtures thereof, wherein an application quantity of the hot-melt adhesive lies between 30 g/m2 and 250 g/m2 and wherein the hot-melt adhesive is applied after the OSB wood-material panels have been hot-pressed but before they have completely cooled.
- The method according to claim 6, characterised in that the coating with hot-melt adhesive is applied synchronously or in reverse-rotation in one or multiple steps by means of roller application.
- The method according to claim 6 or 7, wherein the layer of hot-melt adhesive is applied either to one large-surface side only or to both large-surface sides.
- The method according to claims 6 to 8, wherein at least one further layer is applied to the hot-melt adhesive, especially a decorative layer.
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