Herstellung von Spanplatten und MDF bei höheren Partikelfeuchten

Volker Thole, Jadranko Jahic
Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut

Zusammenfassung

Spanplatten werden entsprechend dem Stand der Technik aus stark getrockneten Partikeln hergestellt. Nach der Zugabe wasserhaltiger Leimharze wird eine Vliesfeuchte von ca. 10 % angestrebt. Bei der Herstellung von MDF erfolgt die Zugabe des Leimharzes vor dem Trockner, unmittelbar im Anschluß an die Zerfaserung, in der sogenannten Blow-Line. Die Faserfeuchte sollte bei Fasern für MDF ebenfalls im Bereich von 10 % liegen. Diese relativ intensive Trocknung hat einige Nachteile. So werden insbesondere bei der Trocknung von Holz auf Feuchten von weniger als 5 % erhebliche Emissionen freigesetzt. Bei der Trocknung beleimter Fasern kommt noch hinzu, daß bisher noch nicht quantifizierbare Anteile des Leimharzes durch die scharfe Trocknung ihre Bindefähigkeit verlieren. Der Festharzgehalt liegt daher praktisch immer höher als theoretisch für das gewünschte Festigkeitsniveau erforderlich wäre. Bei der Heißpressung ist eine geringe Feuchte ebenfalls nachteilig. Holz ist ein schlechter Wärmeleiter. Die Durchwärmung der Span- oder Faservliese über eine reine Konduktion erfordert relativ lange Preßzeiten. Eine konduktive Erwärmung durch Dampf ist weitaus günstiger. Feuchtere Partikel würden daher die Preßzeiten verkürzen. Dem steht aber der hohe Strömungswiderstand bei Herstellungsdichte entgegen. Der im Vlies eingeschlossen Dampf kann nicht austreten, was nach der Pressenöffnung zu einer Schichtentrennung im Bereich der Mittelschicht führt (Platzer).

Neben dem Dampfdruck (Innendruck) wirkt auch ein elastischer Verformungsanteil dem Zusammenhalt des verpreßten Span- oder Faservlieses entgegen. Wenn der Strömungswiderstand, zumindest zeitweise, verringert und/ oder das elastische Rückstellvermögen der Partikel abgebaut werden kann, sind Plattenwerkstoffe auch mit höheren Partikelfeuchten herstellbar. Anzustreben ist hierbei ein Spannungswert aus Dampfdruck und Vlieselastizität von 25 % bis 40 % der an einer Platte ermittelten Querzugfestigkeit.

Mit der Zielsetzung diesen Spannungsabbau einzuleiten, wurden verschiedene Preßprogramme entwickelt. Das wesentliche Merkmal dieser Preßprogramme sind Preßphasen der Überverdichtung zum Abbau der Vlieselastizität und Öffnungsphasen um den Strömungswiderstand zu verringern. In diesem Zusammenhang war es erforderlich den Innendruck beim Heißpressen zu ermitteln. Hierzu wurde eine auf die spezielle Problemstellung zugeschnittene Meßwerterfassung entwickelt.

Mit den angepaßten Preßprogrammen ist es gelungen auch Spanvliese mit Feuchten von im Mittel mehr als 14 % ohne Schichtentrennung herzustellen. Die mechanischen Eigenschaften entsprachen denen üblicher Spanplatten. Bei MDF sind die Ergebnisse nicht so eindeutig, da auf Grund der höheren Werkstoffdichte schwierigere Bedingungen vorliegen. Bei einer Faserfeuchte von 12 % bis 13 % dürfte aber auch hier mit den angepaßten Preßprogrammen eine sichere Plattenherstellung möglich sein. Das Forschungsziel wurde erreicht.

Die hier entwickelten Preßprogramme sind auch in anderen Projekten verwendet worden. Einige Bindemittelsysteme, zu denen insbesondere auf Naturstoffen basierende Systeme gehören, haben einen relativ hohen Wasserbedarf. Mit der neuen Preßtechnologie ist es gelungen, Muster für die Innenverkleidung von Kraftfahrzeugen mit diesen Bindemitteln herzustellen.

Bei kontinuierlichen Heißpressen kann die Meßwerterfassung zur Einstellung der Preßparameter verwendet werden.

Die Untersuchungen wurden vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie(BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) gefördert. Förderkennzeichen 10794 N

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Internationaler Verein für Technische Holzfragen e. V.
Bienroder Weg 54 E
38108 Braunschweig