Beiträge zur Entstehung der Faser-zu-Faser-Bindung in Faserplatten

Während des thermomechanischen Aufschlusses (TMP-Verfahren) erfährt das Holz physikalische und chemische Veränderungen, die die Faser-zu-Faser-Bindung in mitteldichten Faserplatten (MDF) beeinflussen. Die Eigenschaften der Fasern werden insbesondere von der Holzart und den Aufschlussbedingungen beeinflusst. Hohe Aufschlusstemperaturen führen zu einer Verhornung und Verminderung der Benetzbarkeit der Fasern. Der Holzaufschluss bei hohen Temperaturen verringert einerseits die Dickenquellung der hergestellten MDF, andererseits wirkt er sich auf die Querzugfestigkeit der Platten negativ aus. Weiterhin werden im Zuge des thermomechanischen Holzaufschlusses die Kohlenhydrate im Holz teilweise abgebaut. Es entstehen niedermolekulare Verbindungen wie Mono- und Disaccharide. Darüber hinaus werden große Mengen an flüchtigen Säuren (Ameisen- und Essigsäure) gebildet, die die Härtung von Säure-Base-katalysierten Bindemitteln wie Harnstroffformaldehydharze (UF-Harze) begünstigen. Im Gegensatz hierzu wirken sich die flüchtigen Säuren auf die Faser-zu-Faser-Bindung mit alkalisch härtenden Phenolformaldehydharzen (PF-Harze) negativ aus. Durch Waschen der Fasern wurden die flüchtigen Säuren entfernt und damit der pH-Wert der Faserstoffe angehoben. Dies führte bei Anwendung von säurehärtenden UF-Harzen zu MDF mit verminderter Querzugfestigkeit und bei PF-Harz-gebundenen MDF zur Verbesserung der Querzugfestigkeit. Ferner wurde untersucht, inwieweit die Zugabe von Chemikalien, die alkalisch reagieren und die frei werdenden Säuren beim Aufschluss abzupuffern vermögen, eine positive Wirkung auf die Festigkeitseigenschaften von mit im alkalischen PH-Bereich härtenden Bindemitteln hergestellten MDF hat. Es zeigte sich, dass der Einsatz des CTMP-Verfahrens zu MDF mit verbesserten Querzugfestigkeits- und Kochquerzugfestigkeitswerten führt. Demgegenüber war die Dickenquellung der nach dem CTMP-Verfahren hergestellten Platten vergleichsweise eher etwas ungünstiger. Das Auswaschen der CTMP verbesserte die Festigkeitseigenschaften und verminderte die Dickenquellung der MDF.