Some investigations concerning density profile, internal bond and relating failure position of particleboard

Abstract

Testing machines for the measurement of density profiles of wood based panels have become a wide-spread tool in production laboratories. New equipment for the in-line measurement of density profiles was presented recently. The high significance of the density profile for the properties of particleboard ticleboard is well known for some years. Maximum densities in the outer zones of the profile are closely related with MOE, bending strength, water uptake and swelling. Minimum density is closely related with shear modulus (G _(xz , (G _(yz ), shear strength and compression strength. However, results about the correlation of the minimum density with internal bond are contradictory, and statements concerning the failure positions relating to the internal bond-test are published rarely.

For five different thicknesses of furniture grade particleboard the relation between internal bond, parameters derived from the density profile and the respective failure position were determined. Indeptendent of panel thickness the failure position was found to be in a range of the 25-75%-panel thickness. A correlation between the failure position and parameters derived from the density profile could not be found. There appear to be three predetermined failure lines (35, 50, 65% of panel thickness). The correlation between mean density and internal bond is high for the total sample (r=0.81). The correlation between minimum density and internal bond is lower, especially with regard to results relating to a single panel thickness.

Zusammenfassung

Prüfmaschizen zur Bestimmung des Rohdichteprofils an Holzwerkstoffen sind mittlerweile zu einem weit verbreiteten Werkzeug in den Prüflaboren von Produktionsanlagen geworden. Mit zwei neu vorgestellten Verfahren ist es seit kurzem auch möglich, Dichtepprofile direkt im Produktionsprozeß zu ermitteln. Die hohe Bedeutung des Rohdichteprofils für die Eigenschaften von Spanplatten ist seit vielen Jahren bekannt. So konnte nachgewiesen werden, daß die Dichtemaxima in den Außenbereichen des Profils einen hohen Einfluß auf den Biege-E Modul, die Biegefestikeit, Wasseraufnahme und Quellung hat. Die Minimale Dichte hat einen hohen Einfluß auf den Schubmodul (G _(xz , (G _(yz ), die Scherfestigkeit und die Stempeldruckeigenschaften. Aussagen bezüglich des Zusammenhanges von Dichtekennwerten und der Querzugfestigkeit hingegen sind widersprüchlich und Versuchsergebnisse zu den Bruchpositionen bei der Querzugprüfung kaum veröffentlicht.

An Querzugproben aus Möbelspanplatten mit fünf verschiedenen Dicken wurden charakteristische Kennwerte der Dichteprofile aufgenommen und die Bruchpositionen bestimmt. Dabei zeigte sich, daß die Bruchposition unabhängig von der Plattendicke in einem Bereich zwischen 25-75% der Plattendicke schwankt. Zusammenhänge zwischen Bruchposition und Kennwerten des Dichteprofils waren nicht nachweisbar. Die Bruchpositionen scheinen sich in drei Bereichen der Plattenebene zu konzentrieren (um 35,50%, 65% der Plattendicke). Bei Berücksichtigung aller Prüfkörper bestent ein enger Zusammenhang zwischen mittlerer Dichte und Querzugfestigkeit (r=0.81). Die Korrelationen der minimalen Dichte zur Querzugfestigkeit sind deutlich schlechter, besonders wenn die Ergebnisse der einzelnen Plattendicken betrachtet werden.