JAHRGANG 52, AUSGABE 5/2011

Die trotz der hohen Leistungsfähigkeit geringe Verbreitung von automatisierten Systemen für die Laubschnittholzsortierung gibt Grund zur Annahme, dass nach wie vor verwendungseinschränkende Defizite bei der Sortierung von Laubschnittholz bestehen. Gespräche mit Anwendern dieser Systeme weisen darauf hin, dass diese im Bereich der Farbsortierung bestehen. Als besonders problematisch stellen sich hierbei durch Rotkern, Stockflecken oder Einläufe betroffene Holzbereiche dar. Teil 1 dieses Artikels befasst sich mit den unterschiedlichen farblichen Merkmalen und ihrem Einfluss auf die Schnittholzsortierung. Teil 2 des Artikels untersucht einen Ansatz, um die fehlende Zuverlässigkeit der bestehenden Sensorsysteme im Bereich der Farbsortierung durch den Einsatz eines innovativen Sensorkonzeptes zu verbessern. Zu diesem Zweck werden in diesen Voruntersuchungen die verschiedenen bei Buchenholz auftretenden Verfärbungstypen klassifiziert.

Bei der Entwicklung von „BalanceBoard“ wurde durch die Kombination von Holzspänen und expandierten, stärkehaltigen Körnern mit sehr geringen Schüttgewichten, wie Getreide, Kornmais, Reiskorn, Amarant und Quinoa-Korn, die Rohdichte der damit hergestellten Verbundwerkstoffe um bis zu 30 % reduziert. Dennoch konnten die mechanisch-technologischen und physikalischen Eigenschaften, wie Querzug- und Abhebefestigkeit sowie die Dickenquellung der Platten, beibehalten und teilweise sogar positiv beeinflusst werden. Es ist der Pfleiderer AG somit gelungen eine neue Generation von Holzwerkstoffen zu schaffen, die mit BalanceBoard ein patentiertes Produkt mit Marktreife hervorbringt.

Die Neuentwicklung, die unter der Bezeichnung Conti-Sound auf den Markt gebracht worden ist, berücksichtigt mithilfe einer Reflektionsmessung alle wesentlichen Störgrößen einschließlich des Einflusses der wechselnden Oberflächenbeschaffenheit, kompensiert eine fortschreitende Verschmutzung der Sensoren während der Produktion durch eine sogenannte Leermessung in den Plattenlücken und vereinfacht die Handhabung der Schallbilder durch eine selbstlernende Software, weshalb eine Justierung für verschiedene Plattensorten entfallen kann. Das Herausfahren von Messrahmen zum Zweck von Kalibrierungen erübrigt sich. Es werden dadurch Kosten gespart. Die Aussagekraft über sich ändernde Platteneigenschaften mittels Schallbilder wird erhöht. Weitere Neuentwicklungen unter den Bezeichnungen Ply-Scan und Blow-Scan berücksichtigen spezifische Eigenschaften von Plattenarten und unterschiedliche Anforderungen an die Auswertung der Messdaten.

Bei der thermischen Behandlung des Holzes entstehen Abbauprodukte, die sich auf die Faserzu-Faser-Bindung sowie Emissionen der Fasern und daraus hergestellter MDF auswirken. Aus Kiefern- und Buchenholz wurden thermomechanisch (TMP-Verfahren) sowie chemo-thermomechanisch (CTMP Verfahren) Faserstoffe hergestellt. Ein Teil der Fasern wurde mit Wasser bzw. einer Harnstofflösung gewaschen. Die ungewaschenen Fasern enthielten mehr lösliche Ligninabbauprodukte und Monosaccharide als die gewaschenen Fasern. Der pH-Wert der kaltwässrigen Faserextrakte nahm durch das Waschen zu, was auf die Entfernung der flüchtigen Ameisen- und Essigsäure zurückzuführen war. Das Waschen mit der Harnstofflösung verminderte die Essigsäureabgabe stärker als das Waschen mit Wasser. Die Emissionen an flüchtigen Ketonen und Alkoholen wurden durch das Waschen vermindert, an Aldehyden jedoch zum Teil geringfügig erhöht. Die Formaldehydabgabe der ungewaschenen und gewaschenen CTMP war niedriger als die der TMP. Das Waschen der Fasern – insbesondere mit der Harnstofflösung – verminderte die Formaldehydabgabe erheblich.

Die Anforderungen an die Oberflächenqualität von Holzwerkstoffplatten steigen mit neuen Verfahren zur Oberflächenbeschichtung (Direktdruck, Direktlackierung). Eine ausreichend zuverlässige und prozesssichere Quantifizierung der Oberflächeneigenschaften ist bisher aber nicht möglich. Vorhandene Methoden und Messgeräte können in der Fertigung auf Grund der Messgeschwindigkeit und der Umgebungsbedingungen nicht eingesetzt werden. Es wurde ein Messverfahren und ein Auswertealgorithmus entwickelt, der auf der Grundlage eines Bildverarbeitungssystems eine Aussage über die Rauheit und die Welligkeit der Oberflächen von MDF- und HDF-Platten direkt in der Fertigungsanlage liefert. Es werden keine normenkonformen Werte erzeugt, aber über die Veränderung der Oberflächenmerkmale kann auf Fehlerursachen und das Qualitätsniveau geschlossen werden.

Am Institut für Holztechnologie Dresden (IHD) wurden erste Forschungsarbeiten zur Entwicklung eines biotechnologischen Verfahrens für die Herstellung von Marmorholz durchgeführt. Dazu erfolgte eine molekularbiologische Analyse der an der Zonenlinienbildung beteiligten Pilzarten. Die Wechselwirkung ausgewählter Pilze wurde auf künstlichen Medien und auf Holz untersucht. Dabei konnten mit bestimmten Pilzen Zonenlinien auf Buchenholz induziert werden; deren Intensität war jedoch noch nicht mit denen von nativ marmorierten Hölzern vergleichbar. Die Etablierung eines wirtschaftlichen biotechnologischen Verfahrens zur Herstellung von Marmorholz erfordert weitere systematische Untersuchungen zur Ermittlung der Verfahrensparameter, wobei insbesondere die Pilzauswahl und die Prozesssteuerung über die Substratfeuchte und -temperatur zu berücksichtigen sind.

Fichtenholz (Picea abies (L.) Karst.) weist eine geringe Permeabilität auf, die auf einen Tüpfelverschluss im Laufe der Holztrocknung zurückzuführen ist. Dadurch wird die Imprägnierung mit Holzschutzmitteln und anderen Modifizierungssubstanzen erschwert. Die Behandlung von Fichtenholz mit dem Weißfäulepilz Physisporinus vitreus über einen kurzen Zeitraum ist ein biotechnologisches Verfahren, die Permeabilität von schwer imprägnierbaren Holzarten zu erhöhen. Der sogenannte Bioincising-Prozess basiert auf dem Wachstum von Pilzhyphen durch die Tracheiden und Holzstrahlzellen und einem möglichst selektiven enzymatischen Abbau der Tüpfelmembranen. Im vorliegenden Artikel werden die wesentlichen Erkenntnisse aus einer mehrjährigen Forschungs- und Optimierungsarbeit am Bioincising-Verfahren vorgestellt.

Es wurde der Einfluss verschiedener physikalisch-chemischer Vorbehandlungsverfahren auf die Oberflächeneigenschaften von Polyethylen bzw. Polypropylen basierenden WPC untersucht. Dabei kamen die Beflammung, das Pyrosilverfahren, die Plasmabehandlung mit und ohne Silandotierung sowie die Gasphasenfluorierung zum Einsatz. Es zeigte sich, dass alle untersuchten Techniken zu einer Erhöhung der spezifischen Oberflächenenergie der Materialien führen, wobei mit dem Plasmaverfahren und der Gasphasenfluorierung die höchsten Steigerungen erzielt wurden. Die beobachtete Erhöhung der polaren Anteile an der Oberflächenenergie weist zudem auf die Bildung funktioneller Gruppen an der WPC-Oberfläche hin.