Es wurden zunächst mitteldichte Faserplatten aus STEICO–Faserstoff hergestellt. Die erzielten Ergebnisse dienten als Vergleichswerte für die unter den gleichen Parametern hergestellten Platten aus rotfaulen Fichtenfasern.
Für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten wurden die unterschiedlichen Faserstoffe zunächst am Muldengurtförderer (Kap. 3.4.1) aufgegeben und zum Mischer (Kap. 3.4.2) transportiert. Im Mischer wird das Fasermaterial aufgelockert und anschließend die Faserausgangsfeuchte (Kap. 12.3.2) mit dem Feuchtemessgerät MA 30 der Firma SATORIUS ermittelt. Mit Hilfe der mittleren Faserausgangsfeuchte und der Menge des verwendeten Fasermaterials, lutro und atro (Kap. 12.3.3), ließen sich nun die benötigte Bindemittelmenge (vgl. Kap. 12.3.4) in lutro und atro, die theoretische beleimte Feuchte (vgl. Kap. 12.3.6) sowie die benötigte Zeit zum Beleimen des gesamten Fasermaterials (vgl. Kap. 12.3.5) berechnen. Die Berechnung der benötigten Zeit zum Beleimen des gesamten Fasermaterials beruht auf einem Faserdurchsatz von 60 kg lutro in 45 Minuten. Das Fasermaterial wurde nach dem Auflockern im Mischer durch den Rohrtrockner (Kap.
3.4.4), auf das Speicherband (Kap. 3.4.6), über den Faserbunker (Kap. 3.4.7), anschließend den Streukopf (Kap. 3.4.8) und das Formband (Kap. 3.4.9) wieder auf den Muldengurtförderer transportiert. Dort wurde das Fasermaterial locker und gleichmäßig bis zur gewünschten Streuhöhenmarke verteilt. Eine gleichmäßige Verteilung des Fasermaterials ist Voraussetzung für eine anschließende gleichmäßige Beleimung.
Als nächster Schritt folgte, gemäß der vorgegebenen jeweiligen Rezeptur, die Abstimmung von Faser- und Leimdurchsatz pro Zeiteinheit aufeinander. Dazu wurde die benötigte Beleimungszeit errechnet. Aus der Rechnung ergibt sich anschließend die benötigte Leimmenge pro Minute (kg Leim lutro/min) (Kap. 12.3.5). Zum Auslitern wird der Trichter der Leimpumpe (Kap. 3.4.3). mit dem Bindemittel befüllt und anschließend mit Hilfe einer Stoppuhr der Leimdurchsatz in einer Minute ermittelt.
Die Pumpengeschwindigkeit kann dazu über einen Frequenzregler am Steuerkasten eingestellt werden. Die Pumpengeschwindigkeit wurde so oft nachgeregelt, bis der errechnete Leimdurchsatz erreicht wurde. Nach dem Auslitern der Pumpe wurde diese mit den Zweistoffdüsen an der seitlichen Mischeröffnung verbunden. Sobald
MATERIAL UND METHODEN
das Fasermaterial in den Einfallschacht des Mischers fällt wurde die Leimpumpe mit der zuvor ermittelten Frequenz angeschaltet. Der Brenner wurde so eingestellt, dass eine praktische Faserfeuchte von ca. 10 % - 12 % erzielt wurde. Zur Überprüfung der Faserfeuchte wurden stichprobenartig geringe Fasermengen vom Speicherband entnommen und mit dem Feuchtemessgerät die tatsächliche Faserfeuchte ermittelt.
Das beleimte Fasermaterial gelang nun über das Speicherband zur Lagerung in den Faserbunker. Nach kompletter Beleimung und Überführung des Faserstoffes in den Faserbunker, wurden die Fasern über den Faserstreukopf auf das Formband befördert.
Zur Laborplattenherstellung wurde die zuvor ermittelte Fasermenge gleichmäßig in einen Streukasten verteilt, der sich auf einem Aluminiumpressblech befand. Vor der Entfernung des Streukastens wurde das gestreute Faservlies vorverdichtet. Auf die Seitenränder der Aluminiumpressbleche wurden anschließend die gewünschten Distanzleisten gelegt. Weiterhin wurde das Faservlies mit einem weiteren Pressblech abgedeckt. Das Faservlies mit den Pressblechen wurde anschließend in die Laborheißpresse geschoben und unter definierten Parametern verpresst. Zur Plattenherstellung im Pilotmaßstab wurde im Unterschied zur zuvor beschriebenen Vorgehensweise, das durch den Streukopf auf dem Formband gebildete Vlies nicht zerstört, sondern mit einer hydraulischen Vorpresse vorverdichtet und mit Hilfe von Pressluft geschnitten. Die so erzeugten Vliesstücke wurden auf Pressbleche überführt und anschließend nach zuvor beschriebener Verfahrensweise verpresst.
Nach der Verpressung wurden die mitteldichten Faserplatten von den heißen Pressblechen getrennt und zur Akklimatisierung und Nachreifung für ca. 24 h im Stapel gelagert und besäumt.
3.10.1 Herstellungsparameter der Faserplatten aus rotfaulen Fasern
Die Tabelle 3-7 beinhaltet die Herstellungsparameter der Harnstoff – Formaldehyd – Harz gebundenen mitteldichten Faserplatten aus rotfaulem Fichtenholz mit einer Plattendicke von 10 mm und 16 mm. Als Zielrohdichten sind 800 kg/m³, 750 kg/m³, 700 kg/m³, 650 kg/m³, 600 kg/m³, 550 kg/m³ und 500 kg/m³ vorgesehen. Die Leimflotte enthält das UF-Harz KAURIT® 404 der BASF AG und das
Hydrophobierungsmittel HYDROWAX 730 von SASOL (vgl. Kap. 3.1.4). Die Platten werden in einem Format von 60 cm x 45 cm gestreut.
Auch bei den MDF-Platten steht das Kürzel „RF“ für Platten aus rotfaulem Fichtenholz. Diese setzten sich durch die dreistellige Zahl nach dem Kürzel von den Spanplattenserien ab.
Tabelle 3-7: Herstellungsparameter der MDF-Platten aus rotfaulen Fichtenfasern der Versuchsreihe RF 101 bis RF 103
Herstellungsparameter/Variante RF 101 RF 102 RF 103 Werkstoffdimension
Theoretische Plattengröße (L x B) [mm] 600x450 600x450 600x450 Theoretische Plattendicke [mm] 10 10 16
Zielrohdichte [kg/m³]
Fasermaterial Rotfaule Fichte
Faserausgangsfeuchte [%] 12,0 12,0 12,0 Beleimte und getrocknete Feuchte [%] 9,2 - 10,6 9,0 - 11,1 9,5 - 10,8 Bindemittel Kaurit K 404 flüssig
Feststoffgehalt [%] 68 68 68
Beleimungsgrad auf atro Span [%] 12 12 10 Zuschlagstoffe
HydroWax 730 auf atro Span [%] 2 1 2 Heißpressen
Presstemperatur [°C] 200 200 200
Presszeitfaktor [Sek./mm Plattendicke] 12 12 12
Pressdruck [N/cm²] 5,7 5,7 5,7
Gesamtzahl der Platten 21 Stück 21 Stück 21 Stück
Die Tabelle 3-8 enthält die wesentlichen Herstellungsparameter der MDF aus rotfaulen Fichtenfasern, die mit anderen konventionellen Leimsystemen und Mischkondensaten aus naturnahen und konventionellen Bindemitteln verklebt wurden. Hier wurde weiterhin eine Optimierung des Beleimungsgrades und der
MATERIAL UND METHODEN
Presszeitfaktoren durchgeführt. Als Zielrohdichten wurden für diese Rohdichten 800 kg/m³, 700 kg/m³, 600 kg/m³ und 500 kg/m³ gewählt.
Tabelle 3-8: Herstellungsparameter von MDF aus rotfauler Fichte der Serien RF 104 bis 107, unter Verwendung von verschiedenen Bindemitteln
Herstellungsparameter/Variante RF 104 RF 105 RF 106 RF 107 Werkstoffdimension
Theoretische Plattengröße (L x B) [mm] 600x450 600x450 600x450 600x450 Theoretische Plattendicke [mm] 16 16 16 10
Fasermaterial Rotfaule Fichte
Faserausgangsfeuchte [%] 12,0 12,0 12,0 12,0 Beleimte und getrocknete Feuchte [%] 9,4 – 10,6 9,3 – 11,0 9,3 – 10,8 10,0 – 11,9 Beleimungsgrad auf atro Span [%]
10 Presszeitfaktor [Sek./mm Plattendicke]
12
3.10.2 Herstellungsparameter der Faserplatten aus STEICO – Fasern
In der Tabelle 3-9 sind die Herstellungsparameter der 10 mm und 16 mm dicken Harnstoff – Formaldehyd – Harz gebundenen mitteldichten Faserplatten mit Zielrohdichten von 800 kg/m³, 750 kg/m³, 700 kg/m³, 650 kg/m³, 600 kg/m³, 550
kg/m³ und 500 kg/m³ aufgeführt. Diese Referenzplatten enthalten die identische Leimflottenzusammensetzung wie die Platten aus rotfauler Fichte (vgl. Kap. 3.10.1).
Die Faserplatten aus industriell aufbereitetem Faserstoff der Fa. STEICO wurden analog zu den Referenzspanplatten mit dem Kürzel „IN“ versehen. Bei der weiteren Nummerierung grenzen sich die MDF auch hier durch die dreistellige Zahl von den Referenzspanplatten ab.
Tabelle 3-9: Herstellungsparameter von MDF-Platten aus STEICO – Fasern
Herstellungsparameter/Variante IN 101 IN 102 IN 103 Werkstoffdimension
Theoretische Plattengröße (L x B) [mm] 600x450 600x450 600x450 Theoretische Plattendicke [mm] 10 10 16
Zielrohdichte [kg/m³] Fasermaterial Kiefernholz-Industriefaserstoff der Fa. STEICO
Faserausgangsfeuchte [%] 12,5 12,5 12,5 Beleimte und getrocknete Feuchte [%] 8,8 – 10,3 9,0 – 10,8 9 2 – 11,0 Bindemittel Kaurit K 404 flüssig
Feststoffgehalt [%] 68 68 68
Beleimungsgrad auf atro Span [%] 12 12 12 Zuschlagstoffe
HydroWax 138 auf atro Span [%] 2 1 2 Heißpressen
Presstemperatur [°C] 200 200 200
Presszeitfaktor [Sek./mm Plattendicke] 12 12 12
Pressdruck [N/cm²] 5,7 5,7 5,7
Gesamtzahl der Platten 21 Stück 21Stück 21 Stück
MATERIAL UND METHODEN
3.11 Bestimmung der Materialeigenschaften von Holzwerkstoffen