Verringerung von VOC-Emissionen aus Holzwerkstoffen durch kollagenbasierte Additive (HoKVOC)

Abstract

Es wurde im Rahmen der Studie erfolgreich nachgewiesen, dass aus Rinderhäuten proteinogene Additive hergestellt werden können, die, eingebettet in der Holzmatrix, eine werkstoffvergütende Wirkung in OSB entfalten. Es lassen sich die holzeigenen und bindemittelverursachten VOC-Emissionen der Platten auch unter noch nicht optimalen Versuchs-bedingungen halbieren, wenn es gelingt, die Additive homogen zwischen den gestreuten Spänen zu verteilen und für die flüchtigen Verbindungen zugänglich zu machen. Damit lassen sich perspektivisch erhöhte Raumluftkonzentrationen verringern, VOC-Grenzwerte diverser Holzwerkstoffe unterschreiten sowie Gesundheitsbelastungen vermeiden. Es wurde tendenziell auch festgestellt, dass die Additivdosierung die physikalischen Platteneigenschaften (Querzugfestigkeit und Quellverhalten) nicht negativ beeinflusst, sondern auch eine klebunterstützende Wirkung der Proteinbestandteile entfaltet. Die kollagenbasierten Faserstoffe wurden auf unterschiedlichen Wegen in die Plattenwerkstoffe eingearbeitet. Die Vor- und Nachteile der durchgeführten Verarbeitungsprozesse wurden erkannt und daraus zahlreiche Ansätze zur Optimierung und zur Übertragung auf andere Holzwerkstoffe abgeleitet. Mit der Verarbeitung von Rohhäuten als Reststoffe zu vergütenden Additiven gelingt eine besondere Wertschöpfung, die jedoch wegen der noch zu aufwendigen Aufbereitungs- und Konditionierungsverfahren bis zum lagerfähigen Faserstoff im Technikumsmaßstab nicht wirtschaftlich abgebildet werden konnte. Es wird eine Weiterführung der Untersuchungen angestrebt mit dem Ziel, streufähige Pulver oder Granulate noch energieeffizienter herzustellen. Eine gute Dosierbarkeit führt zu homogenen Additiverteilungen im VOC emittierenden Werkstoff, fördert die vollständige Ausnutzung des Bindungspotentials des Kollagens für die VOC-Abscheidung und senkt die Hürden für erforderliche technologische Änderungen der Plattenherstellungsprozesse bei den Industriepartnern. Datei-Upload durch TIB As part of the study, it was successfully demonstrated that proteinogenic additives can be produced from cattle hides, which, embedded in the wood matrix, have a panel-improving effect in OSB. The wood- and binder-induced VOC emissions of the boards can be halved, even under less than optimal test conditions, if the additives can be homogeneously distributed between the strands and made accessible to the volatile compounds. In the long term, this will make it possible to reduce elevated indoor air concentrations, fall below the VOC limit values for various wood-based boards, and avoid health hazards. It was also found that the additive dosage does not have a negative effect on the physical board properties (transverse tensile strength and swelling behavior), but also has an adhesive-supporting effect of the protein components. The collagen-based fibers were incorporated into the panel materials in various ways. The advantages and disadvantages of the processing methods used were identified and numerous approaches for optimization and transfer to other wood-based materials were derived. The processing of raw hides as residual materials into quality improving additives creates a special added value, which, however, could not be represented economically justifiable on a pilot plant scale due to the still too complex preparation and conditioning processes up to the storable fiber material. The aim is to continue the investigations to produce spreadable powders or granulates even more energy-efficiently. Good dosability leads to homogeneous additive distributions in the VOC-emitting material, promotes the full utilization of the binding potential of the collagen for VOC assimilation and lowers the hurdles for necessary technological changes to the panel manufacturing processes at the industrial partners.