Procedimiento para reducir la emisión de compuestos orgánicos volátiles procedentes de derivados de la madera y derivados de la madera.

Procedimiento para fabricar derivados de la madera a partir de lignocelulosa,

en particular para la fabricación de placas de aglomerado, placas de fibras o placas OSB, incluyendo las etapas:

a) aportación de productos de la trituración que contienen lignocelulosa,

b) introducción de un aditivo en los productos de la trituración que contienen lignocelulosa,

c) prensado de los productos de la trituración que contienen lignocelulosa mezclados con aditivo con adhesivo bajo tratamiento térmico para fabricar el derivado de la madera;

caracterizado porque el aditivo es carbón activo; en el que mediante la adición de los aditivos se reduce la emisión de compuestos orgánicos volátiles (VOC), en particular terpenos y ácidos.

La presente solicitud se refiere a un procedimiento según la reivindicación 1 para fabricar derivados de la madera a partir de productos de trituración que contienen lignocelulosa, en particular para fabricar placas de fibras o placas OSB (de fibras orientadas), en el que se tratan estos derivados de la madera para reducir o aminorar la emisión de compuestos orgánicos volátiles (VOC) y dado el caso compuestos orgánicos muy volátiles (VVOC), en particular terpenos y ácidos durante la fabricación con al menos un aditivo. En el marco de la invención se realiza entonces el tratamiento con un aditivo, carbón activo. Finalmente se orienta la solicitud a derivados de la madera que pueden obtenerse con el procedimiento correspondiente a la invención según la reivindicación 11 con emisión reducida de compuestos orgánicos volátiles, en particular terpenos y ácidos, pero también aldehidos.

Estado de la técnica

Las lignocelulosas o los materiales que contienen lignocelulosas, como la madera y productos de la trituración de la madera y derivados de la madera fabricados a partir de los mismos, como placas de derivados de la madera, contienen, entre otros, compuestos orgánicos volátiles (VOC) y compuestos orgánicos muy volátiles (VVOC). La emisión de estos VOC y VVOC, también llamada cantidad total de compuestos orgánicos (TVOC) a partir de los derivados de la madera (HWS), es un grave problema bajo el aspecto de la creciente utilización de productos de madera en espacios interiores. A los compuestos orgánicos volátiles pertenecen, además de aldehidos saturados e insaturados, todas las sustancias orgánicas volátiles cuyo tiempo de retención en el cromatógrafo de gas se encuentra entre el C6 (hexano) y el C16 (hexadecano). Los VOC no son una clase de sustancia homogénea, sino una colección de compuestos. Bajo los mismos se encuentran entre otros ácidos orgánicos, aldehidos saturados e insaturados, alcoholes, terpenos, alifatos e hidrocarburos aromáticos y muchos más. Junto a ellos se encuentran los compuestos orgánicos muy volátiles (VVOC) entre los que se encuentran por ejemplo el formaldehído o el ácido fórmico. Estos VVOC aparecen igualmente durante la fabricación, pero también durante la utilización de derivados de la madera. Por un lado pueden presentarse estos compuestos durante el endurecimiento de adhesivos, pero por otro lado pueden presentarse estos compuestos mediante transformación de compuestos existentes en el derivado de la madera. En particular la emisión de los VOC se basa esencialmente en una liberación de compuestos que proceden del derivado de la madera.

La emisión de estos ingredientes de la madera volátiles y muy volátiles o componentes de los adhesivos procedentes de productos de la madera de una de estas placas de derivados de la madera, representan un problema continuamente creciente, debido a los cada vez más estrictos valores límite y/o a una mayor sensibilización del consumidor final.

La liberación de los compuestos orgánicos volátiles y de los compuestos orgánicos muy volátiles depende entre otros del tipo y del estado de las lignocelulosas, como la clase de madera, la duración del almacenamiento, las condiciones de almacenamiento de la madera o bien de los productos de la trituración de la madera y puede tener lugar en distintas composiciones químicas y cantidades. Al respecto, los VOCs proceden esencialmente de sustancias de extracto de las lignocelulosas, por ejemplo de la madera o de sus productos de transformación. Representantes prominentes de los mismos son sustancias como alfa-pineno, beta-pineno, delta-3-careno. Estos componentes se encuentran sobre todo en coniferas, que se utilizan como madera de partida para placas de derivados de la madera. Los productos de transformación que se presentan por ejemplo durante el almacenamiento y la mecanización de la madera y de los productos de la trituración, son aldehidos, como pentanal y hexanal. Sobre todo las maderas de coniferas a partir de las cuales se fabrican predominantemente placas de aglomerado, placas de fibras de densidad media (MDF) o placas OSB (de fibras orientadas), contienen grandes cantidades de resinas y grasas, que contribuyen a la formación de compuestos orgánicos volátiles del terpeno y aldehidos. Estas sustancias se forman al respecto entre otros mediante descomposición de los componentes principales de la madera, como lignina, celulosa y hemicelulosa. Los compuestos orgánicos volátiles y los compuestos orgánicos muy volátiles pueden aparecer no obstante también cuando se utilizan determinados adhesivos para fabricar los derivados de la madera. Usualmente tiene lugar entonces un proceso de oxidación de los ingredientes de la madera, como los ácidos grasos, que a continuación dan lugar a la emisión secundaria y/o terciaria de aldehidos, como pentanal o ácidos carbónicos superiores, pero también terpenos.

Es decir, la emisión de VOC a partir de derivados de la madera se basa esencialmente en la liberación debida a la madera y no en la debida al adhesivo utilizado. En particular en la conversión permanente en los derivados de la madera fabricados de componentes de los derivados de la madera, por ejemplo mediante fragmentación de las resinas y grasas, tiene lugar una emisión secundaria y terciaria permanente de los citados compuestos. Hoy en dia se utilizan placas OSB también en el ámbito de la construcción. Puesto que las placas OSB no presentan usualmente un recubrimiento que reduce las

emisiones y se construyen en grandes cantidades, en particular como superficie de la placa, en relación con la cantidad total de metros cúbicos de la sala o del edificio, pueden presentarse elevados desprendimientos de VOC.

También cuando se utilizan MDF ligeras o super ligeras, por ejemplo para el aislamiento térmico, pueden observarse problemas similares con la emisión de VOC y dado el caso VVOC. También aquí se presentan emisiones sustancias secundarias y terciarias.

Se realizaron ya diversos planteamientos para limitar los problemas de la emisión de compuestos orgánicos volátiles y compuestos orgánicos muy volátiles. Se describe la adición de los más diversos aditivos. En el documento EP 1 852 231 se propone la utilización de diversos aditivos. Por ejemplo se describe allí la utilización de anhídrido maleico o compuestos similares para reducir la emisión de formaldehído. Por el documento WO 2006/032267 se conocen procedimientos para la reducción de aldehidos insaturados y maderas que contienen ácidos grasos. En ellos se disocia, inhibe u oxida el éster de ácido graso contenido en la madera. Allí se propone añadir como aditivos antioxidantes, compuestos alcalinos u oxidantes. El documento JP 2003 080509 da a conocer la utilización de carbones para limitar la emisión de compuesto orgánico volátil. Un inconveniente de los aditivos descritos hasta ahora es desde luego que a menudo sólo se reduce la emisión de una determinada clase de sustancias, como por ejemplo los aldehidos. Por el contrario apenas se conocen aditivos que puedan reducir la emisión total de compuestos orgánicos volátiles y dados el caso la de los compuestos orgánicos muy volátiles.

Otro problema adicional de los aditivos descritos hasta ahora es la necesaria adición de los mismos como solución acuosa, con lo que aumenta la humedad dentro del proceso de producción. Evidentemente la humedad adicional debe extraerse de nuevo a continuación mediante un costoso proceso de secado. Además una adición dosificada de soluciones de aditivos antes del proceso de secado origina a menudo un elevado ensuciamiento del equipo de secado. Debido a ello resulta un elevado coste de mantenimiento. Finalmente actúan muchos de los aditivos descritos corrosivamente sobre máquinas y partes de la instalación, puesto que se trata a menudo de compuestos inorgánicos u orgánicos que se añaden en soluciones como sales y que pueden actuar de forma correspondientemente corrosiva sobre máquinas y otras partes de la instalación.

Otros inconvenientes de los aditivos químicos conocidos son los costes de los mismos, elevados la mayoría de las veces. Además pueden presentarse efectos nocivos para la salud, debidos a una emisión de estos productos o bien productos de la reacción de los mismos con ingredientes de los otros componentes de las placas de derivados de la madera en el proceso de fabricación, en particular en el proceso de prensado bajo tratamiento térmico o durante la posterior utilización.

Se comprobó que era especialmente desventajoso que los aditivos utilizados hasta ahora puedan reducir en parte la reactividad de los adhesivos utilizados. Debido a ello se ven Influidos parámetros mecánicos de las placas de derivados de la madera a fabricar y usualmente empeoran. Para compensar... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para fabricar derivados de la madera a partir de lignocelulosa, en particular para la fabricación de placas de aglomerado, placas de fibras o placas OSB, incluyendo las etapas:

a) aportación de productos de la trituración que contienen lignocelulosa,

b) introducción de un aditivo en los productos de la trituración que contienen lignocelulosa,

c) prensado de los productos de la trituración que contienen lignocelulosa mezclados con aditivo con adhesivo bajo tratamiento térmico para fabricar el derivado de la madera;

caracterizado porque el aditivo es carbón activo; en el que mediante la adición de los aditivos se reduce la emisión de compuestos orgánicos volátiles (VOC), en particular terpenos y ácidos.

2. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque el carbón activo en forma sólida se introduce como polvo preferentemente con un diámetro de grano de < 1 mm y/o como granulado con un tamaño de grano preferiblemente de hasta 4 mm en los productos de la trituración que contienen lignocelulosa.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque la superficie interior del carbón activo se encuentra entre 300 y 2000 m2/g y/o la densidad se encuentra entre 0,2 y 0,6 g/cm3 y el tamaño de los poros en promedio entre 1mm y 50 nm.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque el aditivo se introduce en una cantidad de 0,1 a 20% en peso referido a

lignocelulosa atro.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque el adhesivo utilizado es un adhesivo libre de formaldehido como uno a base de isocianatos o un adhesivo que contiene formaldehido, en particular un adhesivo de fenol-formaldehldo, un adhesivo de urea-formaldehído, un adhesivo de melamina-urea-formaldehído, un adhesivo de melamina-urea-fenol-formaldehido, un adhesivo de tanino-formaldehido o una mezcla de los mismos.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque los productos de la trituración que contienen lignocelulosa se eligen a partir de virutas de madera, hebras de madera o fibras de madera.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque el carbón activo se introduce al menos como aditivo en los productos de la trituración que contienen lignocelulosa que forman la capa de cubierta.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6,

caracterizado porque el carbón activo se introduce al menos como aditivo en los productos de la trituración que contienen lignocelulosa que forman la capa central.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque el aditivo se añade antes del secador y/o tras el secador y/o durante el encolado y/o antes o después del encolado.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque el carbón activo se añade como polvo, granulado, suspensión y/o dispersión preferiblemente como granulado de polvo en forma sólida.

11. Derivado de la madera que puede obtenerse mediante un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, preferiblemente una placa de fibras. En particular placa de fibras MDF ligera y superligera o placa OSB.