Detlef Noack

Über den Einfluß höherer Temperaturen auf die elektrische Holzfeuchtigkeits-messung nach dem Widerstandsprinzip

ZusammenfassungDie vorstehende Arbeit brachte zunächst eine Zusammenstellung und Diskussion unserer bisherigen Kenntnis über den elektrischen Widerstand von Holz, der bisher gewonnenen Ergebnisse auf dem Gebiet der elektrischen Holzfeuchtigkeitsbestimmung und der verschiedenen Einflußgrößen auf die Anzeige elektrischer Holzfeuchtigkeitsmeßgeräte nach dem Widerstandsprinzip.In den folgenden Untersuchungen wurde—analog zu dem von M. E. Dunlap und E. R. Bell für den Temperaturbereich—35 … +35° C aufgestellten Nomogramm—auch für den Temperaturbereich 20 … 110° C eine lineare Abhängigkeit der Anzeige elektrischer Holzfeuchtigkeitsmeßgeräte von der Temperatur des Holzes bei konstantem Holzfeuchtigkeitsgehalt gefunden; es ergab sich bei Holzfeuchtigkeiten bis zu etwa 16% ein stärkerer Temperatureinfluß, als ihn M. E. Dunlap und E. R. Bell angeben, während bei Holzfeuchtigkeiten über 16% eine gute Übereinstimmung festzustellen ist. Für die Temperatur-Widerstands-Holzfeuchtigkeitsabhängigkeit ließ sich eine empirische Gleichung aufstellen.Auf den Versuchsergebnissen aufbauend erfolgten kontinuierliche elektrische Holzfeuchtigkeitsmessungen während dreier künstlicher Holztrocknungen. Dabei zeigte es sich, daß die elektrische Holzfeuchtigkeitsmessung mit genügender Genauigkeit die drei Voraussetzungen zur technisch und wirtschaftlich richtigen Steuerung einer künstlichen Holztrocknung wohl vermitteln kann, nämlich: 1. die Kenntnis des Zeitpunktes, zu dem das Trockengut den Fasersättigungsbereich unterschreitet, 2. die Kenntnis des groben Verlaufes des mittleren Feuchtigkeitsgehaltes zwischen Fasersättigung und Endfeuchte und 3. die Kenntnis des Zeitpunktes, zu dem das Trockengut die angestrebte Endfeuchte erreicht. Auf die Anwendungsmöglichkeit der kontinuierlichen elektrischen Holzfeuchtigkeitsmessung zur Kontrolle der Furniertrocknung wird hingewiesen.

Beziehungen zwischen den Rohstoff-Eigenschaften und den Anforderungen der Verwendung

Die ehemals deutlichen Grenzen zwischen den drei Holzwerkstoffarten Sperrholz, Spanplatten und Faserplatten wurden dutch die Verbreiterung des Angebotes in allen drei Sparten weitgehend verwischt. Die jeweils charakteristischen Merkmale, die auf der unterschiedlichen Art der Holzaufteilung in Furniere. Spfine und Fasern und attf der anschlieBenden Bildung der verschiedenartigen Plattenstrukturen beruhten, treten bei vielen weiterentwickelten Holzwerkstoffen nicht mehr deutlich hervor. So fiihrte die Ausweitung der Angebotspalette beispiels,xeise zu den halbharten Faserplatten, die im Mgbelbau ebenso verwendet werden, wie Spanplatten mit Faserdeckschichten. Wiihrend die hochverdichtete, di.inne Kalanderspanplatte in Marktbereiche eindringt, die fri_iher der harten Fase,platle vorbehalten waren, zeigen leichte Sp~,nplatten ~.ihnlich gtinstige akustische Eigenschaften wie porSse Faserplatten und mineralisch gebundene Holzwolleplatten. Auf der anderen Seite bewegen sich die Tischlerplatte bei Verwendung yon Spanplattendecks, die Furnierplatte bei Verwendung eines Spanplattenkerns und die Spanplatte bei Orientierung der Spiine technologisch aufemander zu. Einen Eindruck yon der Vielfalt der Holzwerkstoffe und ihren Kombim.ttionsm6glichkeiten vermittelt das Schema in Tab. 1. Es ist zwangsliiufig unvollst:,indig und liege sich auch tibet das Halbfertigprodukt hinaus weiterffihren, wenn (tie zahlreichen M~3glichkeiten zur Beplankung und zur weiteren Kombination systematisch verfolgt wtirden. Die Diversifikation des Plattenangebotes ermSglicht einen erweiterten Produkteinsatz rail optimal auf die Anforderungen abgestimmten Eigenschaften, erschwert aber andererseits die Markti.ibersicht. Diese Markttibersicht, die Verarbeitern und Verbrauchern die Materialauswahl erleichtern und den Herstellern die Einordnung der eigenen Produkte m das Gesamtangebot ermaglichen soil. kann nur dutch Prtifung und Beurteihmg der fi.ir einen bestimmten Verwendungszweck maggeblichen Platteneigenschaften erreicht werden. Der Gesamtkomplex der relevanten Materialeigenschaften bestimmt die Mgglichkeiten und die Grenzen des Materialeinsatzes. Allerdings reichen fi.ir diese Beurleilung die wenigen Eigenschaftswerte nicht aus, die bei der routinem~_igigen Qualit~itskontrolle der Holzwerkstoffe bestimmt werden und ftir die daher bereits seit limgerer Zeit genormte Prfifverfahren vorliegen (Biegefestigkeit, Dickenquellung, Bindebzw. Querzugfestigkeit). Wi.ihrend der Hersteller ftir die Steuerung seiner Produktion nur einige wenige Kontrolhnerkrnale benStigt, die schnell bestimmbar und llir die Einhaltung gewisser Verfahrensbedingungen auch aussagef~ihig sind. interessieren den potentiellen Ve,braucher eine Vielfalt von Kennwerten, denen je nach beabsichtigtem Verwendungsgebiet unterschiedliche Bedeutung beizumessen isL Unter Berficksichtigung dieser Tatsathe vollzieht sich in der Normung yon Prtifverfahren fi.ir Holzwerkstoffe gegenwihtig ein bedeutsamer Wandel. Den genormten Pri.ifungen ftir die Qualit:atskontrolle, die zur VeHithrenssteuerung im Herstellbetrieb dienen, werden zunehmend neue Prfifmethoden an die Seite gestellt, atts denen der Vetbrat,chef die Verwendungsmgglichkeiten des Produktes besser entnehmen kann.

Die Scherfestigkeit von Holzspanplatten als Kriterium des Spanverbundes

ZusammenfassungDie Prüfung der Zugfestigkeit von Spanplatten senkrecht zur Plattenebene nach DIN 52 365 weist eine Reihe von Nachteilen auf, die durch die Verwendung der Joche bedint sind. Es wird ein kurzer Überblick über Prüfverfahren gegeben, die als mögliche Alternative zur Normprüfung vorgeschlagen wurden. Die anschließende Untersuchung zeigt, daß die Prüfung der Scherfestigkeit in Plattenebene vorteilhafter ist als die Norm-prüfung der Querzugfestigkeit.SummaryIn the procedure of testing the tensile strength of particle boards perpendicular to the surfaces, as prescribed by DIN 52 365, the use of loading blocks has proved to be of certain dis-advantage. This is a short revew of alternative methods proposed for standard testing. Further investigations in the matter describe the advantages of shear strength testing in the direction of board surfaces in comparison with the standard testing of tensile strength perpendicular to the surface.

Mögliche Beteiligung von krebserzeugenden Arbeitsstoffen an der Entstehung von Nasenkrebs bei Beschäftigten im holzverarbeitenden Gewerbe

ZusammenfassungNeuere epidemiologische Studien ergaben eindeutig, daß das Risiko einer Nasenkrebserkrankung (Adenokrazinom) bei holzstaubexponierten Personen vor allem mit der Tätigkeit im Bereich des Schreinerhandwerks assoziiert ist. Um nähere Hinweise auf die für diese Berufsgruppe spezifische kanzerogene Noxe zu erhalten, wurden im Rahmen einer Literaturstudie die in der Vergangenheit im Zusammenhang mit der Holzbe- und Holzverarbeitung verwendeten Fremdstoffe (Hilfs-, Begleit-, Arbeitsstoffe) zusammengestellt und hinsichtlich einer ursächlichen Beteiligung an den aufgetretenen Nasenkrebsfällen beurteilt.In zahlreichen Leimen, Klebern, Lacken, Polituren, Füll- und Farbstoffen sowie in Holzschutzmitteln finden sich Substanzen, die nachgewiesenermaßen krebserzeugend sind oder im Verdacht stehen, ein krebserzeugendes Potential zu besitzen (aromatische Amine, Arsensalze, Benzol, Chromate, Dichlorethen/-ethan, Di-/Tetrachlormethan, Dioxan, Dioxin, Formaldehyd, Steinkohlenteer bzw.-teeröl, Trichlorethen). Aufgrund arbeitsmedizinischer, berufsspezifischer und zeitlicher Einschränkungen können diese Substanzen—mit Ausnahme der Chrom-VI-Salze—nicht mit dem Auftreten von Adenokarzinomen der Nase bei handwerklich tätigen Schreinern in einen kausalen Zusammenhang gebracht werden.Belastungen mit Chromatstäuben bzw. hochgradig chromatbelasteten Holzstäuben stellen eine für die Risikogruppe der handwerklichen Schreiner und einiger naher verwandter Berufe/Tätigkeiten spezifische kanzerogene Noxe dar. Laut arbeitsmedizinischer Literatur verursachen Chromate bösartige Tumoren der Bronchien und Nase, wobei u.a. auch Adenokarzinome beschrieben werden. Der mögliche Zusammenhang zwischen Chromatexpositioin und Nasenkrebs bei Holzhandwerkern ist Gegenstand einer folgenden Publikation.AbstractRecent epidemiological studies revealed that an elevated risk for the development of nasal adenocarcinoma among wooddust exposed persons is associated chiefly with the work of craftsmen in small joinery/furniture shops. In order to identify a specific cancerogenic factor, informations were collected from the literatur on chemical compounds which were commonly used in this occupational environment during the past 100 years.Several substances in glues, stains, finishes, and preservatives are classified cancerogenic or suspected to have cancerogenic properties (aromatic amines, arsenic salts, benzene, chromates, dichlorethene/-ethane, di-/tetrachloromethane, dioxane, dioxine, formaldehyde, creosote, trichloroethene). Under consideration of specific occupational, technical, toxicological and temporal restrictions these compounds-except chromates- can be excluded as a causative factor in the cases suffering from nasal adenocarcinoma.Exposures to chromates or highly chromate-contaminated wood dust were found to be a specific cancerogenic factor for workers within the risk group. In the literature chromates (chromium-VI-compounds) are reported to cause malignant tumors of the respiratory system, including nasal adenocarcinoma. Aspects on the potential role of chromate-containing wood stains in the development of nasal cancer will be discussed in a following publication.

Vergleichende Untersuchungen über einige physikalische und technologische Eigenschaften des Kern und Splintholzes der mitteleuropäischen Eiche

SummaryOn oakwood from 17 trees the properties density, swelling, compression strength, modulus of clasticity at compression, tensile strength, shear strength, impact strength, Brinell hardness, and wear, were investivated and statistically examined. A comparison of the property values leads to the significant result that sapwood has somewhat less density than the bordering heartwood. This difference is, however, greatly constituted in the fact that the old wood (near the pith) is heavier than the younger wood (near the bark). As the other physical and technological properties are correlated with the density of oakwood, the effect of heartwood formation was studied by the determination of these correlations. It could be demonstrated that by heartwood formation the following properties are changed to the same extent as would be expected by the stated difference in density: maximum swelling in radial, tangential, and longitudinal direction, compression strength, shear strength, Brinell hardness, and wear. In contrast to previous statements, sapwood shows somewhat less maximum volumetric swelling than heartwood. Maximum swelling parallel to grain diminishes with heartwood as well as with sapwood when density of the oakwood is increasing. As general result of the investigations it can be stated that between the most important physical and technological properties tested of heart- and sapwood of European oak there are no essential differences. Hence, for all purposes where natural durability is either of minor importance or is compensated by proper wood protection measures, sapwood can be processed.

Die Genauigkeit der elektrischen Holzfeuchtemessung nach dem Widerstandsprinzip

ZusammenfassungMit dem Ziel, die Genauigkeit der Holzfeuchtemessung nach dem Widerstandsprinzip zu verbessern, wurden die Meßfehler dieser Methode analysiert. Anhand von 8 marktüblichen Feuchtemeßgeräten wurde nachgewiesen, daß ein systematischer Meßfehler von ±3,5% Holzfeuchte im Vergleich zur Darrfeuchte zu erwarten ist. Am Beispiel von Buchenholz (Fagus sylvatica) wurde gezeigt, daß die theoretische Genauigkeit von der Höhe der Holzfeuchte, dem Umfang der Stichprobe und der Differenzierung der Widerstandskennlinien bestimmt wird. Bei einmaligem Messen kann ein auf die Kennlinie einer Holzart geeichtes Gerät eine Genauigkeit von mindestens ±2.5% Holzfeuchte erzielen. Bei vielfachem Messen könnte der Meßfehler theoretisch bis zur Genauigkeit der Widerstandsmeßeinrichtung von ca. ±0,1% Holzfeuchte verbessert werden.AbstractTo improve the accuracy of resistance-type moisture meters for wood, the sources of error of this method are analyzed. The results from tests of 8 commercial DC moisture meters showed a systematic deviation of ±3,5% MC between the moisture meter readings and the results from oven-drying. Experimental tests with beech proved that the theoretical accuracy depends on the actual moisture content, the scale of random sampling and the differentiation of the moisture-resistance curve. When measuring only once a measuring device properly adjusted for the wood species reaches a minimum accuracy of ±2,5% MC. With an increasing number of measurements, the accuracy can be improved until it reaches the accuracy of the testing equipment (±0.1% MC).

Widerstandskennlinien einiger Handelshölzer und ihre Meßbarkeit bei der elektrischen Holzfeuchtemessung

ZusammenfassungUm die Genauigkeit der Holzfeuchtemessung nach dem Widerstandsprinzip zu verbessern, wurden statistisch gesicherte, holzartspezifische Widerstandskennlinien für die siehen wichtigen Handelshölzer Buche, Eiche, Fichte, Kiefer, Dark Red Meranti, Sipo und Teak im Feuchtebereich zwischen 6% und 30% ermittelt. Ein Vergleich der Kennlinien ergab, daß zwischen den von den Meßgeräteherstellern zu einer Holzartengruppe zusammengefaßten Holzarten Unterschiede von bis zu 3,2%u auftreten können. Anhand der Kennlinien und Konfidenzgrenzen (95%) wurde die Genauigkeit dieser Feuchtemeßmethode abgeschätzt. Im Feuchtebereich von 7% bis 25% sind Buche, Eiche, Fichte, Kiefer, Sipo und Teak mit einer Genauigkeit zwischen ±1,0%u und ±2,0%u gut meßbar bis meßbar, während Meranti mit einem Meßfehler von ca. ±3.5%u in die nichtmeßbare Klasse einzureihen ist.AbstractTo improve the accuracy of resistance-type moisture meters for wood, statistically confirmed moisture/resistance characteristics in the moisture range between 6% and 30% MC for seven important commercial wood species (beech, oak, spruce, pine, dark red meranti, sipo and teak) were determined. The analysis of these characteristics showed a difference of up to 3.2% MC between species of the same group arranged by the resistance-type moisture meter manufacturers. With regard to the moisture/resistance characteristics the accuracy of this measuring method is estimated on a 95% confidence level. In the hygroscopic range beech, oak, spruce, pine, sipo and teak are reliably measurable with a accuracy between ±1.0% and ±2.0%, while dark red meranti with a measuring error of about ±3.5% is scarcely measurable with the necessary accuracy.

On the theory of elasticity of the orthotropic material wood

SummaryAim of this study is to determine the basic equations concerning the second boundary value problem of the theory of elasticity in particular for construction wood. For rhombic orthotropic materials, as represented for example by straight grained wooden constructions, the equations are calculated in Cartesian co-ordinates. For cylindrical orthotropic materials, as represented for example by curved laminated beams, the equations are calculated in cylindrical co-ordinates. In both cases the equations are determined for space stress problems. Assuming the plain stress condition the basic equations of plain stress problems can then be derived from the spatial equations.

Beitrag zur Sorption des Holzes im Bereich höherer Temperaturen und Wasserdampfdrücke

ZusammenfassungIm Zusammenhang mit der thermischen Behandlung von Holz ist die Kenntnis des Holzfeuchtegleichgewichtes im Bereich höherer Temperaturen (100–130°C) und höherer Wasserdampfdrücke (0.9–2,75 kg/cm2) von großer Bedeutung. Bisher liegen für dieses Temperatur- und Druckgebiet nur sehr unterschiedliche Extrapolationen der hygroskopischen Isothermen vor, die von W. K. Loughborough für Temperaturen <100°C ermittelt wurden; experimentelle Untersuchungen erscheinen daher erforderlich.Besonders erschwert werden Sorptionsversuche bei diesen sehr hohen Temperaturen durch irreversible Zesetzungsvorgänge, die meßbar in Erscheinung treten und daher zu berücksichtigen sind.Für die besondere Aufgabenstellung der Sorptionsuntersuchungen wurde eine Versuchseinrichtung entworfen, deren Meßprinzip auf einer unmittelbaren manometrischen Messung des im Sorptionsraum herrschenden Gasdruckes und einer volumetrischen Bestimmung der vom Holz sorbierten Feuchtigkeitsmenge beruht. Die in Vorversuchen ermittelten Gleichgewichtsholzfeuchtigkeiten lagen ausnahmslos einige Prozent Holzfeuchtigkeit über den Werten, die durch Extrapolation erhalten wurden.SummaryIn connection with the thermal treatment of wood the knowledge of the equilibrium moisture contents at elevated temperatures (100–130°C) and elevated water vapor pressures (0,9–2,75 kg/cm2) is of greal importance. The presently existing extrapolations of the hygroscopical isotherms determined by W. K. Loughborough for temperatures <100°C differ widely for these temperatures and pressures; therefore experimental tests are necessary.Sorption tests at these extremely high temperatures are especially complicated by irreversible processes of decomposition that occur to a measurable degree, and, therefore, have to be taken into consideration.A sorption apparatus, designed for the special field of sorption studies, works on the following principles: The gas pressure within the sorption space is measured directly and the quantity of moisture absorbed by the wood is volumetrically determined.The equilibrium moisture contents obtained in preliminary tests were without exception some percents higher than the values determined by extrapolation.

Untersuchungen zur möglichen Beteiligung chromathaltiger Holzbeizen an der Entstehung von Adenokarzinomen in der Nase

ZusammenfassungRöntgenmikroanalysen an Oberflächen alter Möbelstücke belegen die Verwendung chromahaltiger Holzbeizen insbesondere in der Zeit zwischen 1910 und 1970. Untersuchungen zur Mikroverteilung von Chrom in frisch gebeizten Furnieren ergaben hohe Chromgehalte in denkristallinen Auflagerungen an der Furnieroberfläche und an den Wänden von Zellen der äußeren 3 bis 5 Reihen; Chrom fand sich in geringerer Konzentration ebenfalls in den Wänden dieser Zellen. Die Gehalte an kanzerogen wirkendem sechswertigen Chrom (CrVI) wurden spektralphotometrisch nach Anfärbung mit 1,5-Diphenylcarbazid (DPC) bestimmt. Je nach Beizrezeptur enthielten Furniere verschiedener Holzarten in den meisten Fällen noch 14 Tage nach dem Beizen deutliche Anteile an CrVI. Eine hohe Beständigkeit von CrVI zeigte sich in Gemischen aus chromhaltigem Holzstaub und künstlichem Nasensekret. Die mögliche Beteiligung chromathaltiger Beizen an der Entstehung von Adenokarzionomen bei Holzhandwerkern wird diskutiert.AbstractX-ray microanalyses on surfaces of old furniture revealed the very common use of chronium-containing wood stains especially in the period between 1910 and 1970. Experiments with freshly stained veneer showed highest chromium concentrations in crystalline residues formed during drying on the wood surface and on the lumen surfaces of the adjacent 3 to 5 cell rows; chromium was also localized within the walls of these cells. The amount of cancerogenic hexavalent chromium (CrVI) was determined by spectralphotometry after application of 1,5-diphenylcarbazide (DPC). Depending on the stain formulation and on the wood species, the amount of CrVI appeared different but in most cases it was still distinct 14 days after staining. CrVI was highly persistant in a mixture of chromium-contaminated wood dust and a synthetic medium similar to nasal mucus. The potential role of chromium-containing wood stains in the development of nasal cancer especially within the risk group of craftsmen in small joinery shops is discussed.