Influence of the use of chestnut starch as a binder filler in plywood technology

• Autorzy: Dasiewicz Julia , Wronka Anita

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0053.9126

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Influence of the use of chestnut starch as a binder filler in plywood technology. Fillers play a crucial role in the production of plywood glues, providing enhanced performance and stability to the end product. Plywood, being a composite material, requires fillers to improve its mechanical properties, adhesion, and overall quality. One common filler used in plywood glues is calcium carbonate. It acts as a bulking agent, increasing the volume and density of the adhesive mixture while reducing production costs. Calcium carbonate also enhances the glue's viscosity, ensuring proper bonding and uniform application during the plywood manufacturing process. Another widely used filler is rye or wheat flour, which consists of finely ground grains. The flour not only improves the adhesive's viscosity but also contributes to the overall strength and stability of the plywood. It helps to prevent warping and enhances dimensional stability, making the final product more durable. Additionally, other fillers like talc or clay minerals may be incorporated into the glues to improve their adhesive properties and increase moisture resistance. Chestnut starch is a type of vegetable flour made by grinding edible chestnuts into a powder. It has a different texture and properties than traditional wheat or rye flour. When used as a binder filler in plywood technology, it can be biodegradable and environment-friendly. In the study, there were produced five types of plywood with 0, 1, 5, 10, and 20 parts by weight chestnut flour and one reference. All samples were produced in laboratory conditions and the selected mechanical and physical properties of the produced boards were studied. The mechanical properties of the boards increased with the addition of chestnut flour. In some tests, the results even met the highest requirements of European standards for plywood. According to this finding, a well-chosen addition of chestnut flour could be positively considered in plywood production.

PL

Wpływ zastosowania skrobi kasztanowej jako wypełniacza masy klejowej w technologii sklejki. Wypełniacze odgrywają kluczową rolę w produkcji klejów do sklejki, zapewniając lepszą wydajność i stabilność produktu końcowego. Sklejka, będąca materiałem kompozytowym, wymaga wypełniaczy w celu poprawy jej właściwości mechanicznych, przyczepności i ogólnej jakości. Jednym z powszechnie stosowanych wypełniaczy w klejach do sklejki jest węglan wapnia. Działa on jako środek wypełniający, zwiększając objętość i gęstość mieszanki klejowej przy jednoczesnym obniżeniu kosztów produkcji. Węglan wapnia zwiększa również lepkość kleju, zapewniając prawidłowe wiązanie i równomierne nakładanie podczas procesu produkcji sklejki. Innym powszechnie stosowanym wypełniaczem jest mąka żytnia lub pszenna, która składa się z drobno zmielonych ziaren. Mąka nie tylko poprawia lepkość kleju, ale także przyczynia się do ogólnej wytrzymałości i stabilności sklejki. Pomaga zapobiegać wypaczaniu i zwiększa stabilność wymiarową, dzięki czemu produkt końcowy jest bardziej trwały. Dodatkowo, do klejów mogą być dodawane inne wypełniacze, takie jak talk lub minerały ilaste, aby poprawić ich właściwości klejące i zwiększyć odporność na wilgoć. Skrobia kasztanowa to rodzaj mąki roślinnej wytwarzanej przez mielenie jadalnych kasztanów na proszek. Ma ona inną teksturę i właściwości niż tradycyjna mąka pszenna lub żytnia. Stosowana jako wypełniacz spoiwa w technologii sklejki, może być biodegradowalna i przyjazna dla środowiska. W badaniu wyprodukowano pięć rodzajów sklejki z 0, 1, 5, 10 i 20 częściami wagowymi mąki kasztanowej i jedną referencyjną. Wszystkie próbki wyprodukowano w warunkach laboratoryjnych i zbadano wybrane właściwości mechaniczne i fizyczne wyprodukowanych płyt. Właściwości mechaniczne płyt wzrosły wraz z dodatkiem mąki kasztanowej. W niektórych testach wyniki spełniały nawet najwyższe wymagania norm europejskich dla sklejki. Zgodnie z tymi wynikami, dobrze dobrany dodatek mąki kasztanowej może być pozytywnie brany pod uwagę w produkcji sklejki.

Słowa kluczowe

EN

plywood; chestnut; flour; layered composite; filler

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology
• Rocznik: 2023
• Tom: No. 122
• Strony: 137--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys.

Twórcy

autor

Dasiewicz Julia

• Faculty of Wood Technology, Warsaw University of Life Sciences-SGGW, Warsaw, Poland

autor

Wronka Anita

• Department of Technology and Entrepreneurship in Wood Industry, Institute of Wood Sciences and Furniture, Warsaw University of Life Sciences – SGGW

Bibliografia

• 1. ASGARI, A., HEMMASI, A., BAZYAR, B., TALAEIPOUR, M., AND NOURBAKHSH, A. (2020). “Inspecting the properties of polypropylene/ poplar wood flour composites with microcrystalline cellulose and starch powder addition,” BioResources, 15(2), 4188–4204. DOI: 10.15376/biores.15.2.4188-4204.
• 2. BARTOSZUK, K., AND KOWALUK, G. (2022). “Moisture influence on solid wood bonded with modified starch,” Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Forestry and Wood Technology, 118, 67–73. DOI: 10.5604/01.3001.0016.0501.
• 3. BEKHTA, P., SEDLIAČIK, J., KAČÍK, F., NOSHCHENKO, G., AND KLEINOVÁ, A. (2019). “Lignocellulosic waste fibers and their application as a component of urea-formaldehyde adhesive composition in the manufacture of plywood,” European Journal of Wood and Wood Products, Springer Berlin Heidelberg, 77(4), 495–508. DOI: 10.1007/s00107-019- 01409-8.
• 4. BEKHTA, P., SEDLIAČIK, J., NOSHCHENKO, G., KAČÍK, F., AND BEKHTA, N. (2021). “Characteristics of beech bark and its effect on properties of UF adhesive and on bonding strength and formaldehyde emission of plywood panels,” European Journal of Wood and Wood Products, Springer Berlin Heidelberg, 79(2), 423–433.
• 5. CARREIRA, F., FONSECA, C., HENRIQUES, M., AND GOMES, F. (2015). “Chestnut flour: a novel gluten-free ingredient for food products formulations,” in: II National Symposium on Chestnut.
• 6. DANIŁOWSKA, A., AND KOWALUK, G. (2020). “The use of coffee bean post-extraction residues as a filler in plywood technology,” Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Forestry and Wood Technology, 109(109), 24–31. DOI.10.5604/01.3001.0014.3091.
• 7. DASIEWICZ, J., AND KOWALUK, G. (2022). “Selected aspects of production and characterization of layered biopolymer composite bonded with a cellulose-based binder, ”Annals of WULS - SGGW. Forestry and Wood Technology, 119, 24–34. DOI: 10.5604/01.3001.0016.0519.
• 8. EN 310. (1993). Wood-Based Panels. Determination of Modulus of Elasticity in Bending and of Bending Strength, European Committee for Standardization, Brussels, Belgium.
• 9.. EN 314-2. (1993). Plywood – Bond quality – Requirements, European Committee for Standardization, Brussels, Belgium.
• 10. EN 827. (2005). Adhesives - Determination of conventional solids content and constant mass solids content, European Committee for Standardization, Brussels, Belgium.
• 11. FITZPATRICK, J. R. (2023). “Plywood in the Aircraft Industry,” Transactions of the American.Society of Mechanical Engineers, 53(1), 69–75. DOI: 10.1115/1.4022569.
• 12.. FUKUI, K., MOMEN, K., ICHIBA, G., FUKASAWA, T., AND ISHIGAMI, T. (2020). “Utilization of woody biomass combustion fly ash as a filler in the glue used for plywood production,” Advanced Powder Technology, The Society of Powder Technology Japan, 31(11), 4482–4490. DOI: 10.1016/j.apt.2020.09.024.
• 13.. GUMOWSKA, A., AND KOWALUK, G. (2023). “Physical and Mechanical Properties of High-Density Fiberboard Bonded with Bio-Based Adhesives,” Forests, 14(1). DOI: 10.3390/f14010084.
• 14. HAND, W. G., ROBERT ASHURST, W., VIA, B., AND BANERJEE, S. (2018). “Curing behavior of soy flour with phenol-formaldehyde and isocyanate resins,” International Journal of Adhesion and Adhesives. DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2018.10.002.
• 15 HASAN, T., AND RAMIĆ, D. (2021). “ORGANIC DESIGN AND MODELING OF BENDING PLYWOOD FURNITURE THROUGH THE WORK OF ALVAR AALTO.
• 16..JEŻO, A., WRONKA, A., DĘBIŃSKI, A., KRISTAK, L., REH, R., RIZHIKOVS, J., AND KOWALUK, G. (2023). “Influence of Upcycled Post-Treatment Bark Biomass Addition to the Binder on Produced Plywood Properties,” Forests, 14(1)(110), 1–14. DOI: 10.3390/f14010110.
• 17.. JIVKOV, V., SIMEONOVA, R., AND MARINOVA, A. (2012). “Strength properties of new lightweight panels for furniture and interiors,” in: Wood is Good - With Knowledge and technology to a Competitive Forestry and Wood Technology Sector, I. Grbac, ed., Faculty of Forestry, University of Zagreb, Croatia.
• 18.. ARTAL, I., NAYCI, G., AND DEMIRER, H. (2020). “The effect of chestnut wood flour size on the mechanical properties of vinyl ester composites,” Emerging Materials Research, 9(3), 960–965. DOI: 10.1680/jemmr.19.00179.
• 19.. KAWALERCZYK, J., DZIURKA, D., MIRSKI, R., AND TROCIŃSKI, A. (2019). “Flour fillers with urea-formaldehyde resin in plywood,” BioResources, 14(3), 6727–6735. DOI: 10.15376/biores.14.3.6727-6735.
• 20. KAWALERCZYK, J., SIUDA, J., MIRSKI, R., AND DZIURKA, D. (2020). “Hemp flour as a formaldehyde scavenger for melamine-urea-formaldehyde adhesive in plywood production,” BioResources, 15(2), 4052–4064. DOI: 10.15376/biores.15.2.4052-4064.
• 21.. KUSUMAH, S. S., JAYADI, WIBOWO, D. T., PRAMASARI, D. A., WIDYANINGRUM, B. A., DARMAWAN, T., ISMADI, DWIANTO, W., AND UMEMURA, K. (2020). “Investigation of eco-friendly plywood bonded with citric acid - Starch based adhesive,” IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 460(1). DOI: 10.1088/1755-1315/460/1/012009.
• 22. DARMAWAN, T., ISMADI, DWIANTO, W., AND UMEMURA, K. (2020). “Investigation of eco-friendly plywood bonded with citric acid - Starch based adhesive,” IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 460(1). DOI: 10.1088/1755- 1315/460/1/012009.
• 23.. MIRSKI, R., KAWALERCZYK, J., DZIURKA, D., WIERUSZEWSKI, M., AND TROCIŃSKI, A. (2020). “Effects of using bark particles with various dimensions as a filler for urea-formaldehyde resin in plywood,” BioResources, 15(1), 1692–1701. DOI: http://doi.org/10.15376/biores.15.1.1692-1701.
• 24. NEITZEL, N., HOSSEINPOURPIA, R., AND ADAMOPOULOS, S. (2023). “A dialdehyde starch-based adhesive for medium-density fiberboards.” DOI: 10.15376/biores.18.1.2155-2171.
• 25.. ONG, H. R., KHAN, M. M. R., PRASAD, D. M. R., YOUSUF, A., AND CHOWDHURY, M. N. K.(2018). “Palm kernel meal as a melamine urea formaldehyde adhesive filler for plywood applications,” International Journal of Adhesion and Adhesives. DOI:10.1016/j.ijadhadh.2018.05.014.
• 26. ONG, H. R., KHAN, M. R., YOUSUF, A., JEYARATNAM, N., AND PRASAD, D. M. R. (2015).“Effect of waste rubber powder as filler for plywood application,” Polish Journal of Chemical Technology, 17(1), 41–47. DOI: 10.1515/pjct-2015-0007.
• 27..OWODUNNI, A. A., LAMAMING, J., HASHIM, R., ABDULWAHAB TAIWO, O. F., HUSSIN, M. H.,MOHAMAD KASSIM, M. H., BUSTAMI, Y., SULAIMAN, O., MOHAMAD AMINI, M. H., AND HIZIROGLU, S. (2020). “Properties of green particleboard manufactured from coconut fiber using a potato starch based adhesive,” BioResources, 15(2), 2279–2292. DOI: 10.15376/biores.15.2.2279-2292.
• 28... PERSSON, P., AND HEDLUND, P. (2021). “Complex Stress States In Structural Birch Plywood: An experimental study on the behaviour of birch plywood in structural applications.” DOI: 10.13140/RG.2.2.13409.38242.
• 29. PIRAYESH, H., KHAZAEIAN, A., AND TABARSA, T. (2012). “The potential for using walnut (Juglans regia L.) shell as a raw material for wood-based particleboard manufacturing,” Composites Part B: Engineering, Elsevier Ltd, 43(8), 3276–3280. DOI: 10.1016/j.compositesb.2012.02.016.
• 30.. RÉH, R., IGAZ, R., KRIŠT’ÁK, L., RUŽIAK, I., GAJTANSKA, M., BOŽÍKOVÁ, M., AND KUČERKA, M. (2019). “Functionality of beech bark in adhesive mixtures used in plywood and its effect on the stability associated with material systems,” Materials, 12(8). DOI: 10.3390/ma12081298.
• 31. WALKIEWICZ, J., KAWALERCZYK, J., MIRSKI, R., AND DZIURKA, D. (2022). “The Application of Various Bark Species as a Fillers for UF Resin in Plywood Manufacturing,” Materials, 15, 7201. DOI: 10.3390/ma5207201.
• 32.. WONG, C., MCGOWAN, T., BAJWA, S. G., AND BAJWA, D. S. (2016). “Impact of fiber treatment on the oil absorption characteristics of plant fibers,” BioResources, 11(3), 6452–6463. DOI: 10.15376/biores.11.3.6452-6463..
• 33. WRONKA, A., RDEST, A., AND KOWALUK, G. (2020). “Influence of starch content on selected properties of hardboard,” Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Forestry and Wood Technology, 109, 48–52. DOI: 10.5604/01.3001.0014.3160.