Research Collection
Working Paper
Die Einflüsse der Holzextraktstoffe auf das technologische Verhalten von Holz, insbesondere in bezug auf die Verleimung
Author(s):
Popper, Rudolf Publication Date:
1974
Permanent Link:
https://doi.org/10.3929/ethz-a-006121556
Rights / License:
In Copyright - Non-Commercial Use Permitted
This page was generated automatically upon download from the ETH Zurich Research Collection. For more information please consult the Terms of use.
ETH Library
DIE EINFLÜSSE DER HOLZEXTRAKTSTOFFE
AUF DAS TECHNOLOGISCHE VERHALTEN VON HOLZ, INSBESONDERE IN BEZUG AUF DIE VERLEIMUNG 1
Rudolf Popper
Institut für Mikrotechnologische Holzforschung der ETH-Zürich
1. Einleitung
Aus der Praxis ist bekannt, dass sich das Splintholz mit bestimmten Binde- mitteln meistens besser verleimen lässt als das Kernholz. Es sind aber auch Beispiele bekannt, bei denen man gerade das Gegenteil feststellen musste.
Diese und auch andere technologische Verschiedenheiten zwischen dem Splint- und dem Kernholz gaben einen Anstoss dazu, dass die Holzinhaltstoffe immer mehr in den Vordergrund der Interessen getreten sind. Das Interessen- feld liegt zurzeit nicht nur bei der direkten Verwertung der Holzinhalt- stoffe, sondern auch in der Beeinflussung der technologischen Eigenschaften des Holzes, die für die Verarbeitung und Nutzbarmachung bestimmter Hölzer massgebend sind. Die Vielzahl und die Mannigfaltigkeit der Holz- inhaltstoffe, die Verschiedenheit je nach Holzart sowie die unregelmässige verteilung der Extraktstoffe im stamm erschweren die Studien erheblich.
Meistens ist von einem Einfluss der Gesamtextraktstoffe auf eine techno- logische Eigenschaft die Rede, im günstigeren Fall werden die Einwirkungen der Extraktstoffe je nach dem verwendeten Extraktionsmittel klassifiziert, und neuerdings findet man in der Literatur Arbeiten, in denen der Einfluss einer einzigen Stoffklasse oder sogar eines einzigen Extraktstoffes auf irgendeine technologische Eigenschaft des Holzes behandelt wird.
Vom chemischen Standpunkt aus bezeichnet man diejenigen Verbindungen als Holzinhaltstoffe, die mit neutralen Lösungsmitteln (2. B. \flasser, Alko- hole, Benzol, Aether) usw. aus dem Holz extrahiert werden können, ol.rne dass man eine Veränderung in der Mikrostruktur des Holzes feststellen kann. Diese Holzextraktstoffe, die manchmal auch akzessorische Bestand- teile des Holzes genannt worden sind' gehören den verschiedensten Ver- bindungsgruppen an. Zu den Holzinhaltstoffen gehören die aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffe, Terpene, Chinone, Gerbstoffe,
\7achse, Fette, Oele, Glycide, Glykoside, Eiweiss, Farbstoffe, Mineral- stoffe usw. Der Anteil der Begleitstoffe wird zwischen 2 und 10 Prozent der Trockensubstanz des Flolzes angegeben, wobei auch Fälle bekannt sind, in denen ihre Menge bis auf 30 Prozent ansteigt (\7. SeNornuaNN, 1966).
Die Verteilung der Holzinhaltstoffe variiert im Baum über den Stamm- querschnitt und die Stammhöhe. Im allgemeinen ist die Konzentration der Extraktstoffe im Kernholz bedeutend höher als im Splintholz, obwohl Ausnahmen auch bekannt sind (Buche und Esche haben einen extrakt- reicheren Splint). Die verteilung der Inhaltstoffe im Kernholz weist aber auch Unterschiede auf. Es sind sowohl Fälle bekannt, in denen eine regel-
1 Vortrag, gehalten am 22. Februat 7974 i n H o l z t e c h n o l o g i e .
2
a n d e r E T H i m R a h m e n d e s S e m i n a r s
mässige Verteilung der verschiedenen Extraktstoffe im Kernholz bekannt isr, als auch eine Anhäufung der Kernholzinhaltstoffe entweder an der Kern-Splint-Grenze oder um die Markröhre.
Die Konzentrationsschwankungen der Extraktstoffe wirken sich in gleicher Veise auf eine der wichtigsten Eigenschaften des Holzes, nämlich auf das
\Tasseraufnahmevermögen des Holzes aus (F. W.'WaaNceno, 1967). Die Wirkung der Holzinhaltstoffe zeigt sich allgemein in einer Herabsetzung der Hygroskopizitär des Holzes. Diese Herabset^)ng der Sorptionskapazi- tät des Holzes ist auf den sogenannten nbulking effect, zurückzuführen, bei dem die Extraktstoffe in der Zellwand das Vasser daran hindern, den gleichen Raum einzunehmen.
Die Tatsache, dass die Holzinhaltstoffe das Sorptionsvermögen des Holzes herabsetzen, har zttr Folge, dass die extraktreichen Holzarten im \Tasser weniger quellen und schwinden und sich deshalb formstabiler verhalten als das extraktarme Holz (D. Nanelerqeuunrr, 1957).
Die Anlagerung der Extraktstoffe in der Zellwand und die damit ver- bundene Verdichtung des Holzes wirkt sich auch auf die Festigkeitseigen- schaften aus. Im allgemeinen wurde ein Anstieg der Festigkeit mit der Erhöhung des Extraktstoffinhaltes und eine Festigkeitsabnahme durch Extraktion der Holzinhaltstoffe beobachtet.
Die Extraktstoffe spielen eine wichtige Rolle auch in der Rheologie des Holzes. Es hat sich gezeigt, dass nur das Kernholz mit erhöhter Temperatur die .Fliessgrenze, erreicht, d. h. dass sich das Kernholz plastisch verhält (F. Korrrr,raNN, 1955). Ein Unterschied zwischen dem Kern- und dem Splint- holz hat sich auch beim Zurückspringen von verdichtetem Holz gezeigt. Das Rückfederungsvermögen des extraktstoffreichen Kernholzes während der Entlastung hat sich im Vergleich zu dem extraktstoffarmen Splintholz als gering erwiesen (D. N.,tnave.Narr.lunrr, 1 957).
Die Anwesenheit von Inhaltstoffen im Holz kann im technologischen Sinne sowohl als Vor- wie auch als Nachteil angesehen werden, je nach der Zweckbestimmung der betreffenden Hölzer. Der schon erwähnte nbulking effect', der sich positiv auf die Dimensionsstabilität des Holzes auswirkt, wirkt sich negativ dort aus, wo das Holz durch Gase oder Flüssigkeiten getränkt werden soll. Die wohlbekannte Tatsache, dass sich das an Inhalt- stoffen arme Splintholz viel besser mit verschiedenen Schutzmitteln imprä- gnieren lässt als das an Begleitstoffen reiche Kernholz, bestätigt diese Behauptung.
Auch die Dauerhaftigkeit des Holzes ist durch Anwesenheit von Extrakt- stoffen beeinflusst. Die \Tiderstandsfähigkeit des Holzes gegenüber dem Pilz- und Insektenbefall ist weniger durch die physikalischen Eigenschaften (wie z. B. durch die Dichte oder Härte des Holzes), sondern viel mehr
durch die chemische Zusammensetzung des Holzes bedingt. Welche von den Holzinhaltstoffen für die natürliche Dauerhaftigkeit des Holzes verant- worrlich sind, ist noch nicht vollständig geklärt. Viel besser bekannt sind die Stoffe, die den Schädlingsbefall stimulieren. Zu den Ietztgenannten Stoffen gehören vor allem Stärke, Zucker, Fette und Eiweiss. Als fungizid wirkende Stoffe sind in der Literatur einige Chinon-Derivate und Stilbene angegeben, wobei als schädlingsbefallhemmende Stoffe meistens Alkaloide, Glycoside und Kieselsäure genannt werden (\f. E. HInrs ' 1962).
2, Einlluss aul die Verlcimung
Der Einfluss der Holzinhaltstoffe auf die Verleimung des Holzes ist wegen der heterogenen chemischen und strukturellen Zusammensetzung des Holzes sowie der Vielfalt der verwendeten Bindemittel ein recht kompli- ziertes Problem. Die Leimfestigkeit ist auf die sogenannte sPezifische Adhäsion zurückzuführen. Diese ist die Folge der gegenseitigen l7irkung intermolekularer Kräfte des Holzes und des Bindemittels. Die Affinität zwischen Holz und Bindemittel ist durch die chemische Konstitution der beiden bedingt. Die Polarität der lt4olekülgruppen des Holzes und des Klebstoffes ist für die Bindungskräfte verantwortlich. Die vollkommene Benetzung der Holzoberfläche ist eine Voraussetzung, damit eine spezifische Adhäsion stattfindet. Die Benetzungsfähigkeit des Holzes ist, ausser von den Eigenschaften des verwendeten Bindemittels, von dem pH-IVert, der Temperatur und Viskosität, auch vom Charakter der Holzoberfläche beein- flusst. Ist die Oberfläche des Holzes durch Fremdstoffbeläge verunreinigt, kann das Haften des Leimes gestört werden. Einige Holzarten enthalten Substanzen, die das Haften des Leimes stören. Dies wurde bestätigt, indem durch eine Extraktion die Verleimbarkeit deutlich verbessert und durch eine Applikation von Extraktstoffen wieder vresentlich verschlechtert wurde (Cure-MrNc CurN, 1970).
Der Mechanismus der Verleimbehinderung durch Holzinhaltstoffe ist nicht immer bekannt und variiert sehr stark, ie nach dem verwendeten Binde- mittel und der Art und Menge des Holzinhaltstoffes. Allgemein kann man sagen, dass die hydropboben Svbsranzen (wie z. B. Oele, \üachse) an der Oberfläche des Holzes Zonen bilden, die die richtige Benetzung des Holzes mit dem Bindemittel behindern können' Die Harze und Tannine können die gleichen Störunger.r hervorrufen, wenn sie in höherer Konzentration auf äe. Holzoberfläche vorhanden sind. Die Tannine können zusätzlich eine Aenderung des pH-'Wertes bewirken, die einen Einfluss auf die Ver- leimbarkeit des Holzes ausübt.
Die Holzinhaltstoffe können auch einen chemischen Einlluss auf die Ver- leimung ausüben. Es sind Beispiele bekannt, in denen die Extraktstoffe die rheologischen Eigenschaften des Leimes beeinflussen, oder in denen die Vernetzung des Leimes durch die Inhaltstoffe entweder behindert oder auch inhibitiert wird.
'$7ie
aus den Untersuchungen des rheologischen Verhaltens von Binde- rnitteln hervorgeht, vermögen die Holzextraktstoffe die Adsorption der Dispersionsphase, die Adsorption der Bindemittelmoleküle und deren Orientierung zu beeinflussen. Der Einfluss ist vom Bindemittel und von der Art des Inhaltstoffes abhängig. Es sind nicht nur die schon erwähnten physikalischen Adsorptionskräfte, sondern auch die chemischen Kräfte für die Aenderung des rheologischen Verhaltens von Bindemitteln verantwort- lich. Meistens nimmt die Viskosität des Bindemittels mit steigender Holz- extraktkonzentration ab, was sich z. B. auch in der Verlängerung der Gelierzeit widerspiegelt (D. NeuvaNauunrr, 1958).
Eingehender wurde der Einfluss von Tanninen auf die Verleimbarkeit des Holzes untersuchr (K. F, Prorr,nnr, 7973). Man unterscheidet grundsätzlich zwischen zwei Gruppen von Tanninen - nämlich den hyd.rolisierbaren Tanninen - die chemisch Ester aus Phenolsäuren und Zuckem sind - und den bondensierten Tanninen, die durch Kondensation von Catechin oder Leucoanthocyanidin mit Säuren entstehen.
Die konder.rsierten Tannine und Formaldehyd vermögen miteinander chemische Bindungen einzugehen, so dass die Leimbindefestigkeit der Formaldehydharze erhöht und die Gelierzeit verkürzt wird. Die Tarsache, dass kondensierte Tannine und Formaldehyd miteinander chemisch reagie- ren, wurde auch für die Vergütung des Holzes ausgenützt. Das von Natur aus im Kernholz befindliche Tannin wurde der Auswirkung von Formalde- hyd ausgesetzt und so eine Vergütung des Kernholzes in Form von erhöhter Dimensionsstabilität des Holzes erreicht (A. Bununsrr*., 1977).
Von der Kenntnis der chemischen Reaktion zwischen Tanninen und For- maldehyd wurde für die Verleimung des Holzes auch auf eine andere Art und 'Weise
Gebrauch gemacht. Es wurde versucht, kondensierte Tannine aus dem Holz ztt extrahieren und diese dann anstelle von Phenolharzen als Bindemittelkomponente einzusetzen. Als günstiger für diesen Zwecl<
haben sich die Rindenextrakte erwiesen. Aus einigen Nadelholzarten (2. B.
aus Pinus radiata) lassen sich durch eine alkalische Extraktion bis zu 40 Gew.-Prozent Extraktstoffe (bezogen auf Darrgewicht der Rinde) gewinnen
(R. G. Srer.rrrv, 1969). Diese Extrakte enthalten vorwiegend Phenole, die eine phlobaphenähnliche Struktur aufweisen (H. L. HrncEnr, 1965). Lösungen von diesen Extrakten bilden schon bei Raumtemperatur mit Formaldehyd feste, gelartige Substanzen. Die kurzen Gelierzeiten z-eigen, dass die Re-
aktivität der Rindenextrakte gegenüber Formaldehyd relativ gross ist. Der charakteristische Verlauf der Gelierzeit/Temperaturkurve deutet darauf hin, dass eine Polymerisation stattfindet.
Die Rindenextrakte wurden zuerst als ztsatz zu den herkömmlichen phenol- oder Resorzinol-Formaldehydharzen verwendet, wobei die hohe Reaktivität dieser Extraktstoffe dazu beigetragen hat, dass wasserbestäu- dige, kalthärtende Bindemittel hergesrellt werden konnten (F.'\ü7. Hrnntcr, tl"st). Spater wurden die Rindenextrakte ohne zusarz von Phenol- oder -Resorzinälharzen
direkt als Bindekomponente eingesetzt (F.'!7. Hrnntcr, 1960; R. B. Herr, 1960; M. SnoLIecK, 1972). Det beste Beweis, dass sich die Rindenextraktstoffe als Bindemittelkomponente bewährt haben, ist die Tatsache, dass gegenwärtig schon zwei Spanplattenwerke ir.r Betrieb sind, in denen ,ron der Tanninharz-Verleimung Gebrauch gemacht wird (A' M' sTasHEvsrr, 1973). Die aus der Rinde extrahierbaren Tanninharze weisen wesenrliche ökonomische und verfahrensrechnische vorteile den Phenol- harzen gegenüber auf. Tanninharz ist zurzeit um erwa 25 Prozent billiger als das
"Püettolharz.
Die verfahrenstechnischen vorteile des Tanninharzes sind auf die relativ hohe Reaktivität ur.rd gute 'wasserlöslichkeit
des Tanninextraktes zurückzuführen. Die wasserlöslicheren Tanninharze er- lauben im vergleich zu den Phenolharzen eine einfachere verarbeitung.
Die Reaktivität der Tanninharze wirkt sich in einer um etwa 15 Prozent schnelleren Härtung dem Phenolharz gegenüber aus'
Die bydrolisierbaren Tannine bilden im Gegensatz zu den kondensierten kein Harz mit Formaldehyd. Die Auswirkung dieser auf die verleimung mit Formaldehydharzen ist konzentrationsabhängig. Bei niedriger- Tanniu- konzentration i,"t -"tt keinen Einfluss auf die Bindefestigkeit feststellen können. Bei höheren Konzentrationen bildet sich zwischen dem Holz und Bindemittel eine wasserlösliche schicht, wodurch die Bindefestigkeit her- abgesetzt wird.
De"r pH-Vert des Holzes ist für die verleimung besonders mit_ Harnstoff- harz von grosser Bedeutung. Es ist bekannt, dass Buche, welche pH=5,9 aufweist, ohne Härterzusatz wesentlich langsamer abbindet als Kiefer mit
pH=4,9. Es sind auch Tropenhölzer mit p}i)7 bekannt, auf denen sich äer Harnstoffharz nicht härten lässt, und zwar wegen der Adsorption der aus dem Härter (NHrCl) freigesetzten Salzsäure. Man muss also sowohl eine ueber- wie auch eine unterhärtung des Flarzes in Kauf nehmen. Nur beim pH=3 ist eine ausreichende vernetzung des Harr.rstoffharzes gewähr- leistet (H. Nrussrn, 1962).
Die Tannine üben einen Einfluss auf den pH-\rert aus, dessen Auswirkung von der Tanninkonzenrrarion und der Leimarr abhängig ist. Eine zugabe von 30 bis 70 Prozent Tannin zu dem RF-Leim verursacht eine Herab-
6
aktivität der Rindenextrakte gegenüber Formaldehyd relativ gross ist. Der charakteristische Verlauf der Gelierzeit/Temperaturkurve deutet darauf hin, dass eine Polymerisation stattfindet.
Die Rindenextrakte wurden zuerst als ztsatz zu den herkömmlichen phenol- oder Resorzinol-Formaldehydharzen verwendet, wobei die hohe Reaktivität dieser Extraktstoffe dazu beigetragen hat, dass wasserbestäu- dige, kalthärtende Bindemittel hergesrellt werden konnten (F.'\ü7. Hrnntcr, tl"st). Spater wurden die Rindenextrakte ohne zusarz von Phenol- oder -Resorzinälharzen
direkt als Bindekomponente eingesetzt (F.'!7. Hrnntcr, 1960; R. B. Herr, 1960; M. SnoLIecK, 1972). Det beste Beweis, dass sich die Rindenextraktstoffe als Bindemittelkomponente bewährt haben, ist die Tatsache, dass gegenwärtig schon zwei Spanplattenwerke ir.r Betrieb sind, in denen ,ron der Tanninharz-Verleimung Gebrauch gemacht wird (A' M' sTasHEvsrr, 1973). Die aus der Rinde extrahierbaren Tanninharze weisen wesenrliche ökonomische und verfahrensrechnische vorteile den Phenol- harzen gegenüber auf. Tanninharz ist zurzeit um erwa 25 Prozent billiger als das
"Püettolharz.
Die verfahrenstechnischen vorteile des Tanninharzes sind auf die relativ hohe Reaktivität ur.rd gute 'wasserlöslichkeit
des Tanninextraktes zurückzuführen. Die wasserlöslicheren Tanninharze er- lauben im vergleich zu den Phenolharzen eine einfachere verarbeitung.
Die Reaktivität der Tanninharze wirkt sich in einer um etwa 15 Prozent schnelleren Härtung dem Phenolharz gegenüber aus'
Die bydrolisierbaren Tannine bilden im Gegensatz zu den kondensierten kein Harz mit Formaldehyd. Die Auswirkung dieser auf die verleimung mit Formaldehydharzen ist konzentrationsabhängig. Bei niedriger- Tanniu- konzentration i,"t -"tt keinen Einfluss auf die Bindefestigkeit feststellen können. Bei höheren Konzentrationen bildet sich zwischen dem Holz und Bindemittel eine wasserlösliche schicht, wodurch die Bindefestigkeit her- abgesetzt wird.
De"r pH-Vert des Holzes ist für die verleimung besonders mit_ Harnstoff- harz von grosser Bedeutung. Es ist bekannt, dass Buche, welche pH=5,9 aufweist, ohne Härterzusatz wesentlich langsamer abbindet als Kiefer mit
pH=4,9. Es sind auch Tropenhölzer mit p}i)7 bekannt, auf denen sich äer Harnstoffharz nicht härten lässt, und zwar wegen der Adsorption der aus dem Härter (NHrCl) freigesetzten Salzsäure. Man muss also sowohl eine ueber- wie auch eine unterhärtung des Flarzes in Kauf nehmen. Nur beim pH=3 ist eine ausreichende vernetzung des Harr.rstoffharzes gewähr- leistet (H. Nrussrn, 1962).
Die Tannine üben einen Einfluss auf den pH-\rert aus, dessen Auswirkung von der Tanninkonzenrrarion und der Leimarr abhängig ist. Eine zugabe von 30 bis 70 Prozent Tannin zu dem RF-Leim verursacht eine Herab-
6
setzung des pH-Vertes von 7,8 bis aul 6,3 bzw. 4,5. Die Gelierzeit wird dadurch stark verlängert (bis um einen Faktor von 2), und die Bindefestig- keit wird gering.
Der Einfluss des pH-\üertes auf die Verleimung von Holz wirkt sich beim RF-Leim viel stärker aus als beim PF-Leim. Der Grund dafür liegt darin, dass erstens der PF-Leim eine höhere Alkalikonzentration als der RF-Leim aufweist, zweitens aber auch deswegen, weil die Gelierzeit des PF-Leimes mit sinkendem pH-\Wert immer kürzer wird, im Gegensatz zu dem RF- Leim, bei dem sich die Gelierzeit mit sinkendem pH-\fert verlängert.
Der Einfluss verschiedener Tannine auf die Bindefestigkeit des PF-Leimes ist aus Bild 1 ersichtlich. Auf der X-Achse ist die Konzentration des ver- wendeten Extraktstoffes angegeben. Die Y-Achse gibt die relative Scher- Zugfestigkeit - bezogen auf das unbehandelte Holz - an. Aus dieser Darstellung geht hervor, dass die kondensierten Tannine einen positiven Einfluss auf die Bindefestigkeit aufweisen, hingegen wird die Bindefestig- keit durch eineZugabe von hydrolisierbaren Tanninen gesenkt' Vie sich die verschiedenen Holzarten in bezug auf die Verleimung mit PF-Leim und Tannin-Gehalt verhalten, ist von dem Verhältnis zwischen kondensierten und hydrolisierbaren Tanninen abhängig. Diese Darstellung stützt sich auf die Arbeiten von Plomley, Hillis und Hirst (K. F. Prournx, 7973), die für ihre Leimversuche einerseits Naturtannine aus verschiedenen Tropenholz- arten, andererseits Modellkomponenten der kondensierten Tannine (2,8.
Querzetin) und hydrolisierbaren Tannine (wie z. B' Gallussäure, Ellagsäure und Pyrogallol) verwendet haben.
Der Einfluss der Tannine auf die Abbindung von RF-Leim stimmt grund- sätzlich mit den schon diskutierten Resultaten für den PF-Leim überein.
Der IJnterschied liegt nur darin, dass der RF-Leim auf die durch die Tannine verursachten pH-Schwankungen anfälliger ist als der PF-Leim.
Der Einfluss der Holzinhaltstoffe auf das Abbinden mit verschiedenen Bindemitteln wurde in allen Versuchen so durchgeführt, dass die Leim- qualität nach der Extraktion der Begleitstoffe und ihrer 'S(iederapplikation untersucht wurde, wobei unbehandeltes Holz als Kontrollprobe verwendet wurde. So wurde die Leimfestigkeit des mit tierischem Leim und Harnstoff- harz verbundenen Holzes untersucht. Das Bild 2 zetgt den Einfluss der Extraktstoffe auf die Scherfestigkeit und Gelierzeit des mit Harnstoff- harzen verleimten Akazienholzes (D. NanavANAMURTI, 1962). Auf der X-Achse ist die Konzentration des Extraktstoffes aufgetragen, wobei die Y-Achse links die Scherfestigkeit und rechts die Gelierzeit angibt. Die ausgezogenen Linien stellen den Einfluss der Extraktstoffe auf die Scher- festigkeit und die gestrichelten Linien auf die Gelierzeit dar. Aus diesem Bild geht hervor, dass die Leimfestigkeit mit steigender Inhaltsstoffkonzen-
l , ( . )
1 , 0
6
J ^ ^
. 9 u , o
ao (u
C
n )
o
n /,
F
)ndensiertelanntne
\
\
a trDare IanI n e
0 5 1 0 1 5 2 0
ExtraRstof f konzentration t glm2 )
Bild 1: Einfluss der Tannine auf die Bindefestigkeit des PF- Lcimcs.
10
N C (J C
O
\ t '
' o )
. 9I
acJ
o) Eo a
4
z
\
YAI$i e r
6
A(koA
--wt - ö0OZOf\ < -
'€^ |
-oS
sfl,
lI/
<ä?:a ;;ä'j:1,3j1
O
E
o)N
L
. o J (l)
A I
"0
0,5 1,0 1,5 2,
Extraktstoffkonzentrati on ( o/o)
B i l d 2 : E i n f l u s s d e r I n h a l t s t o f f e a u f d i e S c h e r f e s t i g k e i t u n d Gelierzeit des mit Harnstoffharzen verleimten Akazienholzes (D. Narayanamvti' 1962).
8
t2 0
rration sinkt und die Gelierzeit steigt. Diese Tendenz ist für alle Extrakte bezeichnend, wobei die steigende Auswirkung der Reihe Aethylätherauszug, Alkohol-Benzol-Auszug,'w'asserauszug folgt. Die grösste verminderung der Verleimungsqualität wurde durch die Behandlung mit Heisswasserextrakt erreichr. Der- Heisswasserextrakt enthält einfache Zttcker, Polysaccharide, salze, pektine und hauptsächlich hydrolisierbare Tannine, im Gegensatz zum Alkohol-Benzol-Extrakt, der ausser Oelen, Vachsen, Fetten und Tanninen noch wasserunlösliche Phlobaphene enthält. Es ist bekannt, dass die Ztcket keinen negativen Einfluss auf die verleimbarkeit des Holzes ausüben.
Auch die im Aethyläther löslichen Begleitstoffe, wie Fette, Oele, Sterole und Harze, zergen - wie aus dem Bild hervorgeht - keinen grossen Einfluss auf die Leimqualität. Im Hinblick auf das, was schon über den Einfluss der Tannine auf die PF-Leime gesagt wurde, kann man mit grösster Vahr- scheinlichkeit die hydrolisierbaren Tannine auch für die verleimbehinderung des mit Harnstoffharz verbundenen Holzes verantwortlich machen. Dass sich der Alkohol-Benzol-Extrakt auf die Leimqualität positiver auswirkt als die wasserlöslichen Inhaltstoffe, liegt sehr wahrscheinlich darin' dass der negative Einfluss der hydrolisierbaren Tannine durch die Phlobaphene teilweise wieder wettgemacht wird.
Dieser Ueberblick über die Einflüsse der Holzextraktstoffe auf das techno- logische verhalten von Holz, insbesondere auf die verleimung, sollte der Oiientierung über die wichtigsten Arbeiten, die auf diesem Gebiet bis jetzt gemacht wurden, dienen.
Bisher fehlen leider Arbeiten, die sich systematiscb mit der Beziehung zwischen der Benetzungsfähigkeit der Holzoberfläche, dem Charakter und dem Gehalt an Begleitstoffen im Holz und der Adhäsion befassen. Die neuesten Arbeiten von Plomley zeigen den \Veg' der angestrebt werden soll. Auf dem Gebiet der Klärung von Beziehungen zwischen der chemi- schen Zusammenserzung des Holzes und der Verleimungsqualität bestehen beträchtliche Aussichten. Aufgrund der chemischen Konstitution der Extraktstoffe und ihrer charakteristischen Molekülgruppen wäre es von Nutzen, ihre Affinität zu den verwendeten Bindemitteln zu beurteilen und demnach die Eigenschaften entweder der Holzoberfläche oder des Binde- mittels den augenblicklichen Bedürfnissen anzuPassen'
3. Zusammenfassung
Der Einfluss der Holzinhaltstoffe auf das technologische Verhalten des Holzes variiert stark, je nach der Zweckbestimmung desselben und der Art der Begleitstoffe. Es wurde kurz auf die Auswirkung der Extraktstoffe auf
das Holzl\üi/asser-sysrem, auf die Festigkeitseigenschaften und auf die Dauerhaftigkeit des Holzes eingegangen'
Die Verleiäbarkeit des HolzÄ ist weitgehend von der Anwesenheit der Inhaltstoffe und vor] dem verwendeten Bindemittel abhängig. Bei der n..lnfturrung der Adhäsion durch die Extraktstoffe sind nicht nur die piyrif.rfirJ."r, sondern auch die chemischen Kräfte im Spiel. Der Einfluss äei verschiedenen Tannine auf die Verleimung des Holzes wurde eingehen- der diskutiert. Die Auswirkung der kondensierten Tannine auf die Binde- i."igf..i, kann man de-nach als durchaus positiv, die der hydrolisier- t"r"i f""nine hingegen als negativ bezeichnen. Einige. Resultate. ver- ,Ji.d.n.. Forscher iurden anr.hli.rs"nd diskutiert, wobei hinsichtlich des chemismus der verleimbehinderung Hypothesen aufgestellt wurden' Im Hinblick auf die verwertung der Inhaltstoffe wurde auf die verwen- dung der Rindenextrakte als Bindemittelkomponente hingewiesen'
Rösumö
L'influence des substances enrranr dans la composition du bois sur le comportement technolo;;iouc du bois varie en fonction de I'affectation de ce de..,ier et de l'espöce de ces substances. Il est question.de I'effet des f.odoii, d'extraction äu boir sur le systöme bois/eau, sur les propridtds '-äniqrr.,
et sur la durabilit€ du bois. L'aptitude au collage du bois Jap*a en grande partie de la prdsence. des substances entrant dans la .o-positiorräu bois et de la rdsine employ6e.,L'action des produits_d'extrac- rion sur I'adhdsion est d'ordre physique et chimique. L'influence des tanins est plus amplement discutde. Ainsi, I'action des tanins condensds peut ätre poritiu., cefie des tanins hydrolisds,par contre, ndgative' Quelques.-rdsultaa äe diff6re,rt, chercheurs sont discutds par la suite, ce qui abouti ä I'ilabora- tion d'hypothöses sur le m6canisme chimique menant ä I'empöchement du collage. f,emploi des produits d'extraction de l'6corce comme comPosante de la" rdsine .rt -",ltionnd en tant qu'exemple pour I'utilisation des subs- tances entrant dans la composition du bois'
l v
LITERATUR
Burmestcr, A., 1971. Zur Vergütung von Holz mit Formaldehyd. tIf . ßehandlung von reaktiviertem Kernholz. Holz Roh-Verkstoff. 29: 184-1'88.
Chia-Ming Chen, 1970. Effect of extractive removal on adhesion and wettability of some tropical wood. For. Prod. J. 2Q: J6-4L
Hall, R. 8., Leonard, J. H., Nicholls, G. A., 1960. Bording particle boards with bark extracts. For. Prod. J. 5: 263-272.
Hergert, H. L., Van Blaricom, L. E., Steinberg, - J. C., Gray, K. R., 1965. Isolation and properties of dispersants from Vestern Hemlock bark. For' Prod. J.
1 l : 4 8 5 - 4 9 1 .
Herrick, F. \W., Bock, L. H., 1958. Thermosetting, exterior-plywood type adhesrvcs from bark extracts. For. Prod. J. 8r 269-274.
Herrick, F. rü., Conca, R. J., 1960. The use of bark cxtracts in cold-setting waterproof adhcsives. For. Prod. 1.7: 361-368.
Hillis, V. 8., 1962. Vood extractives and their significance to the pulp and papcr industries. Academic Press, New York and London.
I(ollnann, F., Narayanamurti, D., 1955. Vcrhalten -einiger indischer Hölzer in feuchtem Zuitand im Hochfrequenz-Wechselfeld. Holz Roh-\iüerkstoff.
1 3 : 9 7 - 9 4 .
Narayanamurti, D., 1,957. Die Bedeutung der Holzextraktstoffe. Holz Roh-!flcrk- s t o f f . 1 5 : 3 z o - 3 8 0 .
N : r r , r y a n a m u r t i , D . , G u p t a , R . C . , V e r m a , G . M . , 1 9 6 2 . I n f l u e n c c o f c x t r a c t i v c s on setring of adhesives. Holzforschung und Holzverwertung. 14: 85-88.
Narayanamurti, ' D., Gupta, R. C., 1958. Rheology of adhesives. IV. Rigidity of edhesive gels. Kötloid Zeitschrift 158: 47-49. The rigidity modulus of gelatin geli. Kolloid Zeitschrift 158: 49-52.
Neusser, H., 1962. Ueber die Veränderungen des Leimes während des Produktions- Ranges von Spanplatten bzw' über einige Einflussfaktoren auf deren Ver- i-eimungsqualiiät. Holzforschung und Holzverwertung. 14: 88-97.
Plomley, K. F., Hillis, V. E,., Hirst, K., 1973. Der Einfluss der Holzextraktstoffe auf die Holz-Leim-Bindung. Nicht publiziert.
Sandermann, \V., 1966. Holzinhaltstoffe, ihre Chemie und Biochemie. Natur- w i s s e n s c h a f t e n . 5 3 : 5 1 3 - 5 2 5 .
Scdliacik, M., Eisner, K., 1972. Verwendung von Extrakten aus Fichtenrinde zum Kleben von Holz. Zbornik vedeckych prac Drevarsk' fakulty Vysokej skoly lesnicke a drevarskc vo Zvolene: 47-58.
Stashevski, A. M., Deppe, H. J., 1973. Zur Verwendung von Tanninharzen als Bindenittel für- die Holzspanplattenherstellung. Holz Roh-Werkstoff.
3 l : 4 1 7 - 4 1 9 . 'Wangaard,
F.V., Granados, L.A., 1967. The effect of extractives on water- vapor sorption by wood. \(ood Sci. Technology. 7: 253-277.
l 1
