JAHRGANG 53, AUSGABE 1/2012

Die Zerreiche ist eine der meist genutzten Holzarten im Kosovo. Da die Nutzung der Holzart hauptsächlich auf die thermische Verwertung entfällt, sollen die Potenziale dieser Holzart für den Gebrauch als Konstruktionsmaterial aufgezeigt werden. In dieser Arbeit wurden wichtige mechanische Eigenschaften der Zerreiche untersucht und mit der Weißeiche verglichen. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen die Möglichkeiten dieser Holzart herausstellen, um damit neue Einsatz- und Verwendungsgebiete zu erschließen. Die Daten dienen als wertvolle Werkzeuge zur Unterstützung der Entscheidungsfindung in Bezug auf die praktische Bedeutung der Zerreiche in der Industrie.

An Mooreichenproben (Quercus robur L.), präpariert aus einem im Fluss Bug (Polen) gelagertem Stamm, wurden Untersuchungen zu physikalisch-mechanischen Eigenschaften durchgeführt. Der auf ein Alter von 150 Jahren datierte Baumstamm lagerte für 7100 ± 50 Jahre im Boden unter einer 3 m dicken Schicht aus Sand und Schlick. Die äußere Zone des Holzes war sehr dunkel (tiefschwarz) gefärbt, wohingegen die Farbe zur Stammmitte heller wurde. Es konnten keine wesentlichen Veränderungen der mechanischen Eigenschaften und des Sorptionsverhaltens am geprüften Holz festgestellt werden. Die Quellung in radialer Richtung sank zur äußeren Zone des Stammes leicht ab und korreliert mit der Farbe. Je dunkler das Holz und damit intensiver die Farbänderung, umso geringer war die radiale Quellung. Tangential war der Einfluss der Position im Stamm auf die Quellung gering. Die Porosität blieb annähernd unverändert. Hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften wurde die bekannte Differenzierung von E- und G-Modul in den Hauptachsen ermittelt. Eine leichte Reduzierung des dynamischen E-Modul wurde bei Messungen mittels Ultraschall und dem Gerät BP5 (Frequenz 50 kHz) in Faserrichtung beobachtet. Vor allem mit Zunahme der Dunkelfärbung sank der E-Modul des subfossilen Holzes.

Bei der Suche nach geeigneten Orten zur Paarung können männliche Hausbockkäfer verschiedene Holzarten und -qualitäten anhand deren Eigenschaften diskriminieren. Da sich die Larven von Hylotrupes bajulus nur in Nadelholz entwickeln, ist es für Männchen dieser Art besonders attraktiv. In Verhaltensversuchen wurden die Reaktionen männlicher Hausbockkäfer auf fünf unterschiedliche Bauholzqualitäten (Holztypen) vergleichend und gegenüber Buchenholz untersucht. Darunter befanden sich Nadelholz in Form von Konstruktionsvollholz der Kiefer und der Fichte, schichtverleimtes Konstruktionsvollholz der Kiefer, kammergetrocknetes und luftgetrocknetes Kiefernholz sowie Buche als Laubholzvariante. Die Analyse des Verhaltens männlicher Hausbockkäfer ergab eine relative Reihung der Präferenz unterschiedlicher Bauholzqualitäten. Die Nadelhölzer wurden gegenüber dem Laubholz signifikant bevorzugt aufgesucht. Unter den Nadelholzvarianten wurde das Konstruktionsvollholz der Kiefer präferiert. Aufgrund dieser Ergebnisse ist davon auszugehen, dass die technische Trocknung von Kiefernholz zu Konstruktionsvollholz keine Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Neubefall durch H. bajulus herbeiführt.

Es wurde der Einfluss verschiedener physikalisch-chemischer Vorbehandlungsverfahren auf die Verklebbarkeit von Polyolefin basierten WPC untersucht. Außer WPC wurden auch andere Materialien als Fügepartner einbezogen. Dabei kamen die Beflammung, die dotierte Beflammung, die Plasmabehandlung mit und ohne Silandotierung sowie die Gasphasenfluorierung zum Einsatz. Es konnte gezeigt werden, dass alle untersuchten Techniken zu einer Verbesserung der Haftfestigkeit bei verschiedenen Klebungskonstellationen mit diesen Materialien führen, wobei mit der Gasphasenfluorierung die höchsten Steigerungen erzielt wurden. Hinsichtlich der Applizierbarkeit und des Verfahrensaufwandes ist jedoch die Beflammung in vielen Fällen ausreichend.

In dieser Arbeit werden Methoden dargestellt, wie 3-D-Volumenmodelle von Holzproben auf Basis von Computertomographiedaten automatisiert erstellt und diese Volumenmodelle in 3-D-FEM-Modelle umgewandelt werden können. Beispielhaft wurden diese Methoden auf Holzproben (Pinus radiata) mit unterschiedlicher Jahrringlage angewandt und 3-D-Modelle dieser Proben erstellt. Basierend auf Materialparametern aus der Literatur wurde für zwei Proben eine FEM-Rechnung für die 3-Punkt-Biegeprüfung durchgeführt und die Proben an einer Festigkeitsprüfmaschine geprüft. Die Ergebnisse der Finiten-Elemente-Methode sowie der durchgeführten Biegeprüfung verdeutlichen den Einfluss der Geometrie auf die Ergebnisse. Die dargestellten Ergebnisse zeigen vielversprechend, dass die 3-D-Modellierung von Holz auf Basis von CT-Daten durch detailliertere Probenmodelle unterstützend für holzwissenschaftliche und holztechnologische Fragestellungen eingesetzt werden wird.

Die Eignung der dielektrischen Analyse zur in-situ-Vernetzungsverfolgung von Aminoplastharzen wurde durch grundlegende Untersuchungen überprüft. Die Härtung von wässrigen Harnstoff-Formaldehyd- und Melamin-Formaldehyd-Harzen wurde während der Verklebung zweier Furniere in einer Heißpresse durch Anbringung dielektrischer Sensoren in der Leimfuge online verfolgt. Die Temperaturabhängigkeit der Aushärtung dieser polykondensierenden Bindemittelsysteme und deren Nachhärtungsverhalten wurden nachgewiesen. Unter Berücksichtigung der Frequenzabhängigkeit der Messmethode und dem bestätigten Einfluss verschiedener Faktoren (Wassergehalt, Zugabe ionischer Additive) auf die Messung, besteht durch dielektrische Analyse die Möglichkeit einer Evaluierung und in-situ-Verfolgung der Härtungsreaktion unterschiedlicher Bindemittelsysteme.

Drucken ist ein effektiver Weg, um die Wirtschaftlichkeit der Herstellung von Möbeln, Fußböden oder Innenausbauelementen zu verbessern. Ein Hauptproblem beim Drucken auf Holzwerkstoffen ist, die Oberfläche bedruckbar auszurüsten. Die mechanischen und chemischen Eigenschaften des Substrates sind entscheidend für dessen Bedruckbarkeit. Deshalb ist es erforderlich, Methoden zu entwickeln, mit denen die Bedruckbarkeit von Holzwerkstoffoberflächen charakterisiert werden kann. Verschiedene Methoden zur Beschreibung der Oberfläche, zum einen Rauheitsmessungen kombiniert mit einer definierten Befeuchtung, zum anderen Kontaktwinkelmessungen, wurden an industriellen Feinspanplatten erprobt und deren Resultate ins Verhältnis gesetzt zu den Ergebnissen von Druckversuchen mittels indirektem Tiefdruck. Es konnten Zusammenhänge zwischen ausgewählten Oberflächeneigenschaften und der Druckqualität abgeleitet werden. Für die Bewertung der Bedruckbarkeit von Holzwerkstoffen sind jedoch immer mehrere Parameter und Prüfmethoden erforderlich.

Vor dem Hintergrund eines bevorstehenden Rohstoffwandels in der chemischen Industrie werden die Möglichkeiten der Nutzung von Lignin für die Herstellung von chemischen Produkten auf Basis aktueller Literatur diskutiert. Lignin stellt die größte nachhaltig verfügbare Aromatenquelle dar. Für die Nutzung als Aromatenquelle für die chemische Industrie ist Lignin aus schwefelfreien Aufschlussprozessen, insbesondere Lignin aus dem Ethanol-Wasser-Aufschluss besonders gut geeignet. Der Einsatz von Lignin unter Erhalt der polymeren Struktur ist in verschiedensten chemischen Produkten möglich. Klebstoffe für die Holzwerkstoffindustrie sind das bisher am besten untersuchte Einsatzgebiet für Lignin. Der Einsatz in Flüssigholz, Epoxidharzen, Polyurethanen und als Rohstoff für Karbonfasern bietet interessante Möglichkeiten, neue ligninbasierte Produkte mit interessanten Eigenschaften herzustellen.