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Untersuchungen über den Einfluss von Reaktionsholz (Druckholz) und Normalholz der Fichte auf die Eigenschaften von mitteldichten Faserplatten (MDF)

 
: Roffael, E.; Essiamah, S.; Díaz-Vaz Olmedo, J.E.; Schneider, T.; Dix, B.

Forstarchiv 76 (2005), Nr.6, S.206-214
ISSN: 0300-4112
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer WKI ()
Norway spruce; normal wood; Compression wood; thermomechanical pulp (TMP); medium density fiberboard (MDF); physical-mechanical property; chemical property; lignin content; water retention value; WRV-value; Fichte; Normalholz; Druckholz; thermomechanischer Faserstoff (TMP); Mitteldichte Faserplatte (MDF); physikalisch-technologische Eigenschaft; chemische Eigenschaft; Ligningehalt; Wasserrückhaltevermögen

Abstract
Generelles Ziel der Arbeiten war es, grundlegende Kenntnisse über das Verhalten von Druckholz im Vergleich zu Normalholz bei der Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) zu gewinnen. Zu diesem Zweck wurden am Beispiel von Fichtenholz (Picea abies [L.] Karst.) die Zusammenhänge zwischen den fasermorphologischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften des für die Herstellung von MDF eingesetzten Holzes (Druckholz und Normalholz (Gegenholz)) bzw. der daraus nach dem thermomechanischen Aufschluss (TMP-Verfahren) gewonnenen Faserstoffe zum einen und den physikalisch-technologischen und chemischen Eigenschaften der daraus hergestellten MDF zum anderen untersucht. Die Ergebnisse können wie folgt zusammengefasst werden:
Die durchschnittliche Tracheidenlänge von aus Druckholz gewonnenen Fasern war um ca. 15 % kürzer als die von Normalholzfasern. Ferner gaben fasermorphologische Untersuchungen an nach dem thermomechanischen Verfahren (TMP-Verfahren) gewonnenen Normal- und Druckholzfaserstoffen (TMP) Hinweise auf einen vergleichweise höheren Feinstoffanteil des Druckholzfaserstoffs. Wie erwartet, wies der Druckholz-TMP im Vergleich zum Normalholz-TMP einen um mehr als 15 % höheren Ligningehalt auf. Der aus Druckholz hergestellte TMP hatte gegenüber dem aus Normalholz hergestellten TMP ein um ca. 15 % geringeres Wasserrückhaltevermögen (WRV). Beide Faserstofftypen zeigten darüber hinaus gleich hohe pH-Werte in kaltwässrigen Auszügen. Ferner lagen bei beiden Faserstoffen die Pufferkapazitäten der kaltwässrigen Auszüge auf einem mehr oder weniger gleich hohen Niveau. Die Formaldehydabgabe der Druckholz-TMP lag auf einem niedrigeren Niveau als die der Normalholz-TMP. Aus Druckholz-TMP hergestellte MDF wiesen je nach Prüfdauer um etwa 20 ... 30 % geringere Dickenquellungsbeträge auf als aus Normalholz gestellte Platten. Ebenso lagen die Wasseraufnahmewerte der Druckholz-MDF unter denen der MDF aus Normalholz. Insofern bestätigt dieses Ergebnis vollauf die Ergebnisse der WRV-Messungen an Faserstoffen. MDF aus Druckholz-TMP hatten ferner deutlich höhere Querzugfestigkeitswerte (> 35 %) als aus Normalholz hergestellte. Hinsichtlich der Biegefestigkeit zeigten die aus Normalholzfasern hergestellten MDF vergleichsweise höhere Werte. Möglicherweise hängt dies mit dem höheren Anteil an längerfaserigen Normalholztracheiden zusammen. Die um mehr als 25 % höhere Oberflächenhärte (Brinell-Härte) der aus Druckholz hergestellen MDF ist womöglich auf den höheren Ligningehalt des Druckholzfaserstoffs zurückzuführen.

 

The main objective of the conducted research work was to study the performance of compression and normal wood as a raw material for medium density fibreboards (MDF). For this purpose stems from Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) with a high content of compression wood were selected, separated in compression wood and normal wood and finally chipped. Thermomechanical pulps (TMP) were prepared form both types of chips. Morphological, physical and chemical invenstigations were carried out on both wood samples as well as on TMP prepared therefrom. Moreover, medium density fibreboards (MDF) were made at pilot scale using a melamine modified urea formaldehyde resin (MUF-resin) as a binder. The results can be summarized as follows: Native compression wood fibres showed lower average fibre length (< 15 %) than fibres derived from normal wood. Furthermore, TMP from compression wood had a higher content of fine fibres. As anticipated, the lignin content of TMP from compression wood was relatively higher (> 15 %) compared to TMP from normal wood. Possibly due to the higher lignin content the water retention value (WRV-value) of TMP from compression wood was lower (10 %) in comparison to normal wood fibres. Cold water extracts of TMP from normal and compression wood showed the same pH-value, the buffering capacity of cold water extracts was more or less at the same level. Moreover, the formaldehyde release of TMP from compression wood fibres was lower in comparison to normal wood fibres. Concerning the physical-mechanical properties of MDF the following results were found: MDF, prepared from compression wood TMP, showed lower thickness swelling values (20 ... 30 %) compared to MDF from TMP of normal wood. Also the water absorption value from compression wood MDF was at a relatively lower level. Moreover, MDF prepared from compression wood TMP showed in comparison to MDF from normal wood TMP both a higher internal bond strength (> 35 %) als well as a higher surface hardness (Brinell-hardness) (25 %). The higher surface hardness may be due to the higher lignin content of compression wood fibres. In contrast, the bending strength of compression wood MDF was on a slightly lower level. This may be due to the shorter fibre length of compression wood TMP.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-35678.html