Einfluß der Verkernung und des Baumalters auf die Eigenschaften von Spanplatten aus Kiefernholz (Pinus sylvestris)

Zusammenfassung

Aus Splint- und Kernholz von 40- und 126jähriger Kiefer aus demselben Standort wurden Späne hergestellt und chemisch charakterisiert. Aus den Spänen wurden einschichtige, 20 mm dicke Spanplatten mit Melamin-Harnstoff-Phenol-Formaldehydharz (MUPF-Harz), Phenol-formaldehydharz (PF-Harz), Tanninformaldehydharz (TF-Harz) und Klebstoff auf Basis von polymerem Diphenyl-methandiisocyanat (PMDI) als Bindemittel gefertigt und ihre physikalisch-technologischen Eigenschaften ermittelt. Weiterhin wurde der Einfluß von Kernholzextrakt der Kiefer auf pH-Wert, Viskosität und Gelierzeit der Bindemittel bestimmt.

Die Ergebnisse zeigen: Kern- und Splintholzspäne unterscheiden sich deutlich in ihren verleimungsrelevanten Eigenschaften; das Baumalter beeinflußt die chemischen Eigenschaften der Späne. Die Kernholzextrakte treten mit den Bindemitteln in Wechselwirkung. Die Zugabe der wäßrigen Kernholzextrakte erniedrigt den pH-Wert der Harze und verkürzt bei PF- und MUPF-Harz die Gelierzeit. Die Kernholzextrakte erhöhen die Viskosität von PF- und MUPF-Harz nur geringfügig, diese bleibt anschließend über 6 h unverändert. Beim TF-Harz werden Gelierzeit und Gebrauchsdauer durch den Zusatz des Kernholzextrakts verlängert.

Die Dickenquellung, Wasseraufnahme und die Ausgleichsfeuchte der Kernholzspanplatten sind, unabhängig vom verwendeten Bindemittel, niedriger als die der entsprechenden Splintholzspanplatten. Die Biege- und Querzugfestigkeitswerte der Platten aus dem Kernholz der 40jährigen Kiefer sind höher als die der Splintholzspanplatten. Die Festigkeitswerte der Kernholzspanplatten nehmen mit zunehmendem Baumalter ab. Ferner geben die mit MUPF- und TF-Harz gebundenen Kernholzspanplatten weniger Formaldehyd ab als die entsprechenden Splintholzspanplatten.

Abstract

Chips from sap- and heartwood of 2-- and 126-year-old pine of the same site were chemically characterized. One-layer boards of 20 mm thickness were prepared from the chips using melamine-urea-phenol-formaldehyde resin (MUPF-resin), phenolformaldehyde resin (PF-resin), tannin-formaldehyde resin (TF-resin) and adhesives based on polymeric diisocyanate (PMDI). The physical and chemical properties of the boards were determined. Moreover, the influence of hot water extractives on the pH-value, viscosity and gelation time of the resins was assessed. The results reveal: Sap- and heartwood chips differ in their chemical properties and bonding behaviour. The age of the tree has also a dominant influence on the bonding characteristics of the chips. The addition of heartwood water extractives to PF- and MUPF-resin decreases the pH value and increases the viscosity, the attained viscosity of the resins remained unchanged for 6 h. In addition, water extractives of heartwood increase significantly the gelation time of TF-resin. Thickness swelling, water absorption and equilibrium moisture content of heartwood boards were always lower irrespective of the binder used than those of the corresponding sapwood boards. Moreover, bending and internal bonding strength of heartwood boards from 40-year-old trees were much higher than those produced from corresponding sapwood. The strength properties of the heartwood boards deteriorate, however, with increasing age of the tree. In addition, MUPF- and TF-bonded boards from heartwood were in general of lower formaldehyde release compared with boards from sapwood. The chemical properties of heart- and sapwood boards depend on the binder and the age of tree.