Number

201-DE

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General Section

Use

Abstract

Harnstoff-Formaldehyd Klebstoffe sind in der holzverarbeitenden Industrie weit verbreitet. Baumaterialien stellen nach wie vor eine wesentliche Quelle von Formaldehydabgabe in Innenräumen dar. Es ist deshalb notwendig, alternative formaldehydfreie Bindemittel für Holzwerkstoffe zu entwickeln. Das französische Projekt "Panneaux verts" entwickelte einen Extraktionsprozess für Tannine, der auf Flüssig-Extraktion und Lignin basiert. Diese extrahierten Verbindungen wurden erfolgreich in Klebstoffe eingebracht und damit formaldehydfreie Kleber entwickelt. Die mechanischen Eigenschaften von Holzfaserplatten, die mit dem neuen Klebstoff hergestellt wurden, entsprachen der europäischen Norm.

Substituted substances

Reliability of information

Convergent opinions: conclusions for similar cases are similar to the ones in this case study

Reason substitution

CMR
skin/respiratory sensitizing

Hazard Assessment

Zu substituierende Stoffe: Formaldehyd kann Krebs erzeugen Kat. 1B, gemäß Anhang VI der Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP-Verordnung). Es erfüllt die Kriterien der SDSC-Liste (Substance Database according to SUBSPORTplus Screening Criteria). Melamin ist nach den IARC-Monographien möglicherweise krebserregend für den Menschen (Gruppe 2B). Es erfüllt die Kriterien der SDSC-Liste (Substance Database according to SUBSPORTplus Screening Criteria). Alternative Stoffe: Tannine und Lignin sind nicht in der SUBSPORTplus-Datenbank aufgeführt und haben keine harmonisierte Einstufung gemäß Anhang VI der Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP-Verordnung).

Description of Substitution

Das französische Projekt 'Panneaux verts' (Grüne Platten) wurde ins Leben gerufen, um Harnstoff Formaldehyd-Klebstoffe durch neue und umweltfreundliche Klebstoffe für Holzwerkstoffe zu ersetzen. Im Rahmen des Projektes wurde ein formaldehydfreies Holzbindemittel entwickelt, das auf Lignin und Tannin basiert. Für die Extraktion der Tannine wurde die Rinde weicher Nadelholzarten (Fichte, Pinie, Douglasie)sowie Eukalyptus verwendet. Das Material wurde von einer französischen Zellstofffabrik zur Verfügung gestellt.Für die Gewinnung der Tannine wurde die Rinde zerstoßen und das Tannin mit einem Aceton/Wasser Gemisch extrahiert.Die Ausbeute an Tannin war dabei von der Holzart abhängig.Douglasie ist sehr reich an Tanninen (97%) im Vergleich zu Fichtenrinde (48%), Seekiefer (24%) und Eukalyptus (25%). Die Auszüge mit dem höchsten Phenolgehalt stammten von der Aleppokiefer (25%), der Fichte (18%) und der Douglasie (16%). Der Gehalt an kondensierten Tanninen war ebenfalls von der Holzart abhängig. Kondensierte Tannine sind hochmolekulare Verbindungen, die als Rohstoffe in der Bindemittelherstellung eine Rolle spielen. Es wurden Pilotversuche mit den Rinden von Fichten, Seekiefern und Douglasien durchgeführt. Die Lignine wurden aus der sogenannten Schwarzlauge extrahiert.Schwarzlauge ist ein energie- und ligninreiches Nebenprodukt, das bei der Zelluloseherstellung nach dem Sulfatverfahren (Kraft-Verfahren) in der Papierindustrie anfällt. Lignin wurde dann in einem sauren Medium ausgefällt und das Klebeverhalten gemessen. Die Lignine aus dem Kraftzellstoffaufschluss (Kraft-Verfahren) hatten die besten Eigenschaften und konnten alsKlebstoffe verwendet werden.Um die Klebeeigenschaften von Lignin zu erhöhen, wurde es in einem alkalischen Milieu gelöst. Lignin aus einem organischen Lösungsverfahren mit Hilfe von Getreidestroh, Biolignine®, hatte besondere Eigenschaften (Molekularmasse, freie phenolische OH-Gruppen). Es wurde glyoxyliert, um die Klebkraft zu erhöhen. Eine Pilotanlage in Nordfrankreich war in der Lage, größere Mengen des Biolignine® herzustellen. Aus glyoxiliertem Lignin (40%) und Tannin (60%) aus der Rinde von Mimosen wurde dann ein Klebstoff mit sehr guten Klebeeigenschaften entwickelt. Unter Verwendung des alternativen formaldehydfreien Klebstoffes wurden Holzfaserplatten hergestellt, die die von den Europäischen Normen verlangten Eigenschaften aufweisen. Die Formaldehyd Emission aus diesen "grünen" Platten war sehr gering: 1.12 mg Formaldehyd/kg Holzfaserplatte und entspricht der natürlichen Emission aus dem Holz. Der Klebstoff ist eine gute Alternative zu formaldehydhaltigen Klebern. Eine Produktion des Klebstoffes im industriellen Maßstab ist möglich, war aber leider aus organisatorischen Gründen während der Projektlaufzeit nicht möglich.

Case/substitution evaluation

Das Fallbeispiel wurde von den Forschern des Projekts 'Panneaux verts' zur Verfügung gestellt. Der Alternative Klebstoff für Holzfaserplatten ist noch nicht im Handel erhältlich. Er enthält kein Formaldehyd oder andere Stoffe, die mit irgendwelchen Gefahrenhinweisen in Verbindung stehen. In der Herstellung wird Hexamin und Glyoxal verwendet. Beide Stoffe fallen nach Auskunft von ESIS unter den Gefahrenhinweis H317 und würden die SUBSPORTplus-Kriterien nicht erfüllen.

State of implementation

Pilot study

Date and place of implementation

noch nicht eingeführt

Availability ofAlternative

Tannine aus der Rinde der Mimose sind im Handel erhältlich. Biolignine® kann in Probemengen von der französischen Firma CIMV erhalten werden, die derzeit eine Fertigungseinheit baut. Ein neues französisches Projekt zur Fortsetzung der Entwicklung von Holzfaserplattenkleber aus Ligninen wurde 2011 gestartet. Der Name des Projekts ist Néolignocol.

Producer/Provider

www.fcba.fr

Type of information supplier

Research

Contact

www.fcba.fr

Other solutions

Mischungen aus Proteinen und Tanninen wurden ebenfalls entwickelt.

Further information

Viele Informationen wurden auf internationalen Konferenzen und in internationalen Zeitschriften veröffentlicht. Das Projekt wurde mit folgenden Partnern durchgeführt: + Institut Technologique FCBA + Centre Technique du Papier + ENSTIB – LERMAB + CIMV company + Technometrix + Interbois + Fibre Excellence St Gaudens

Date, reviewed

November 26, 2021