Entwicklung einer Prüfmethode für die schnelle Bestimmung von VOC aus Holzprodukten zur frühzeitigen Ableitung des langfristigen Emissionsverhaltens und Qualitätskontrolle bei der Herstellung von Holzwerkstoffen

Abstract

Das derzeit standardisierte Verfahren zur Bestimmung von VOC-Emissionen aus Bauprodukten ist in den Normen DIN EN 16516:2018 und DIN ISO 16000-6:2004 festgelegt. Dabei verbleibt das Bauprodukt unter definierten Bedingungen uber 28 Tage in einer Prufkammer. Zu bestimmten Tagen (mindestens an Tag 3 und 28) wird die flachenspezifische Emissionsrate ermittelt. Dieser sehr zeit- und kostenintensive Prufzyklus ist aber fur eine Produktionskontrolle und Produktentwicklung nachteilig. Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die Entwicklung einer Schnelltestmethode, um das langfristige Emissionsverhalten von Holz und Holzwerkstoffen bereits nach wenigen Stunden ableiten zu konnen und so die derzeitig notige Prufdauer zu verkurzen. Im Rahmen dieses Projektes wurden zwei unterschiedliche Ansatze verfolgt: Zum einen wurde die Leistungsfahigkeit der Micro-Chamber (µ-CTE™, Markes International, Llantrisant, UK) in Verbindung mit der TD-GC-MS-Analyse und parallel dazu die der Gasanalyse (in Anlehnung an EN ISO 12460-3:2015) kombiniert mit der SPME-GC-FAIMS-Analyse untersucht. Als Referenzverfahren dienen die Kammerprufverfahren fur Bauprodukte gemas DIN EN ISO 16000-9:2006 und DIN EN 16516:2018. Fur die Entwicklung der Schnelltestmethoden wurden die Einflusse von Prufparametern wie Konditionierungsdauer, Temperatur und Luftfluss auf das Emissionsverhalten untersucht und geeignete Einstellungen festgelegt. Verschiedene OSB-Produkte und Kiefervollholz wurden parallel mittels den entwickelten Schnelltestmethoden und dem Referenzverfahren gepruft und die Korrelation der Ergebnisse ermittelt. Aufgrund der unterschiedlichen Emissionsverlaufe mussen die Substanzgruppen getrennt voneinander bewertet werden. Primare Emissionen zeigten stets eine Reduzierung der Emissionen wahrend einer Prufung bei Raumtemperatur; hierfur wurden gute Korrelationen der Ergebnisse aus Schnelltest- und Referenzmessung gefunden. Hingegen ergaben sich fur sekundare Emissionen (vornehmlich Aldehyde) nur gute Zusammenhange zwischen den beiden Methoden, wenn zum Zeitpunkt der Messung in der Schnelltestmethode der Anstieg der Emissionsraten bereits durchlaufen war und diese ein Abklingen zeigten. Durch Verwendung einer erhohten Pruftemperatur konnte die Aldehydbildung beschleunigt werden, sodass sich auch die sekundaren Emissionen in einem Prufzyklus von wenigen Tagen ableiten liesen. Die Prufdauer der Schnelltestmethoden betragt wenige Stunden bzw. Tage und vermindert so den zeitlichen Prufaufwand gegenuber dem standardisierten Verfahren (28 Tage) erheblich.