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

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 über 28 Tage in einer Prüfkammer. Zu bestimmten Tagen (mindestens an Tag 3 und 28) wird die flächenspezifische Emissionsrate ermittelt. Dieser sehr zeit- und kostenintensive Prüfzyklus ist aber für 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 können und so die derzeitig nötige Prüfdauer zu verkürzen. Im Rahmen dieses Projektes wurden zwei unterschiedliche Ansätze verfolgt: Zum einen wurde die Leistungsfähigkeit 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 Kammerprüfverfahren für Bauprodukte gemäß DIN EN ISO 16000-9:2006 und DIN EN 16516:2018. Für die Entwicklung der Schnelltestmethoden wurden die Einflüsse von Prüfparametern 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 geprüft und die Korrelation der Ergebnisse ermittelt. Aufgrund der unterschiedlichen Emissionsverläufe müssen die Substanzgruppen getrennt voneinander bewertet werden. Primäre Emissionen zeigten stets eine Reduzierung der Emissionen während einer Prüfung bei Raumtemperatur; hierfür wurden gute Korrelationen der Ergebnisse aus Schnelltest- und Referenzmessung gefunden. Hingegen ergaben sich für sekundäre Emissionen (vornehmlich Aldehyde) nur gute Zusammenhänge 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 erhöhten Prüftemperatur konnte die Aldehydbildung beschleunigt werden, sodass sich auch die sekundären Emissionen in einem Prüfzyklus von wenigen Tagen ableiten ließen. Die Prüfdauer der Schnelltestmethoden beträgt wenige Stunden bzw. Tage und vermindert so den zeitlichen Prüfaufwand gegenüber dem standardisierten Verfahren (28 Tage) erheblich.