Einfluss des jugendlichen Holzes (juvenile  wood) der Douglasie auf die Eigenschaften von mitteldichten Faserplatten (M D F)

Institut für Holzbiologie und Holztechnologie, Universität Göttingen;  Az.: Göttingen 11/ 04
 

Zielsetzung:

Der Übergang in der Zellausbildung von juvenilem zu adultem Holz in Douglasie schließt sich an die ca. ersten 20 marknahen Jahrringe an (Mittelwert aus vielen Untersuchungen). Dies hat zur Folge, dass das anfallende Douglasien-Schwachholz zum überwiegenden Teil aus juvenilem Holz besteht. Dies gilt auch für Zopfabschnitte aus späteren Durchforstungsmaßnahmen und auch das Stammholz höherer Altersklassen hat im Kronenraum beachtliche Anteile an juvenilem Holz.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Einfluss des juvenilen Holzes der Douglasie auf die Eigenschaften von mitteldichten Faserplatten (M D F) zu untersuchen.

Methode:

Für diesen Zweck wurde in vorliegender  Arbeit juveniles und adultes Douglasienmaterial für die Plattenherstellung herangezogen. Für die Gewinnung des Holzes wurde, aus einem Durchforstungsstamm ein Herzbalken ausgeschnitten, der die ersten 8 Jahrringe umfasste. Für das adulte Holz wurden die Seitenteile aus dem unteren Bereich des Stammes verwendet.

Das Holz wurde bei unterschiedlichen Aufschlusstemperaturen (140 Grad Celsius und 170 Grad Celsius) zerfasert. Hieraus wurden unter gleichen Bedingungen mitteldichte Faserplatten hergestellt, um daran die Auswirkungen der unterschiedlichen Ausgangsmaterialien auf die Eigenschaften von M D F festzustellen.

Die Untersuchungen umfassten die Herstellung von Faserstoffen nach dem thermomechanischen Holzaufschlussverfahren (T M P), die chemische Analyse der hergestellten Faserstoffe, die Herstellung von mitteldichten Faserplatten und die Evaluierung der charakteristischen Eigenschaften der hergestellten mitteldichten Faserplatten.

Ergebnisse:

Chemische Untersuchung:

• Eine Erhöhung der Aufschlusstemperatur von 140 Grad Celsius auf 170 Grad Celsius führt zur Senkung des p H-Wertes und Erhöhung der alkalischen Pufferkapazität. Der Einfluss der Temperatur auf den p H-Wert ist im Falle des juvenilen Holzes weitaus stärker als im Falle des adulten Holzes.
• Der Gehalt an hydrophilen wasserlöslichen Extraktstoffen und an mit Ethanol-Cyclohexan extrahierbaren hydrophoben Inhaltsstoffen ist im juvenilen Holz deutlich höher als im adulten Holz. Die hydrophilen und hydrophoben Extraktstoffe nehmen mit steigender Temperatur zu. Die Zunahme der wasserlöslichen Stoffe durch Erhöhung der Temperatur ist im Falle von juvenilem Holz weitaus größer als im Falle des adulten Holzes.
• Die Aufschlusstemperatur (140 Grad Celsius und 170 Grad Celsius) wirkte sich auf die untersuchten chemischen Eigenschaften wesentlich stärker aus als die Verwendung von juvenilem beziehungsweise adultem Holz.

Physikalisch/ technologische Untersuchungen an den aus den verschiedenen Ausgangsmaterialien hergestellten Douglasien-M D F:

• Das juvenile Holz führt, vermutlich wegen der niedrigen Rohdichte, zu stärker verdichteten Außenzonen in der Platte. Dies konnte durch Bestimmung der Rohdichteprofile nachgewiesen werden.
• Die Verwendung von Fasern aus juvenilem Holz führte zu einer deutlichen Verbesserung der Biegefestigkeit. Die MDF-Platten aus adultem Holz wiesen bei einer Aufschlusstemperatur von 170 Grad Celsius etwas höhere Werte bei der Querzugfestigkeitsprüfung auf. Bei einer Aufschlusstemperatur von 140 Grad Celsius waren die Querzugfestigkeitsunterschiede zwischen den Platten kaum vorhanden.
• Die Erhöhung der Zerfaserungstemperatur von 140 Grad Celsius auf 170 Grad Celsius im T M P-Prozess führte zur Verringerung der Wasseraufnahme und Dickenquellung der hergestellten Platten und damit zu einer Vergütung der Platten.
• Sowohl die Biegefestigkeit als auch die Querzugfestigkeit der Platte werden durch Erhöhung der Aufschlusstemperatur eher negativ als positiv beeinflusst. Die negative Auswirkung auf die Querzugfestigkeit des adulten Holzes ist besonders ausgeprägt.

Insgesamt lassen die Ergebnisse die Feststellung zu, dass juveniles Holz für die Herstellung von M D F geeignet ist. Eine niedrigere Aufschlusstemperatur von etwa 140 Grad Celsius ist im Allgemeinen für die Herstellung von M D F aus stark juvenilhaltigem Holz besonders von Vorteil.