Faserplatten

Die industrielle Herstellung von Faserplatten (auch Holzfaserplatten genannt) ist ein technisch anspruchsvoller Prozess, bei dem Holzreste, Hackschnitzel oder andere lignocellulosehaltige Rohstoffe zu stabilen, homogenen Platten verarbeitet werden. Diese Platten dienen als Basis für viele Holzwerkstoffe wie MDF (Mitteldichte Faserplatten), HDF (Hochdichte Faserplatten) oder Weichfaserplatten. Im Folgenden erhalten Sie eine ausführliche Beschreibung des gesamten Herstellungsprozesses – von der Rohstoffaufbereitung bis zur fertigen Platte:

1. Rohstoffauswahl und Vorbereitung

Als Ausgangsmaterial dienen meist Holzreste aus Sägewerken, Rinde, Sägespäne oder Waldhackgut. Dieses Rohmaterial wird zunächst sortiert und von groben Verunreinigungen wie Steinen, Sand, Metallteilen oder Rindenstücken befreit.

Anschließend erfolgt das Zerkleinern des Holzes in sogenannte Hackschnitzel, die eine möglichst einheitliche Größe aufweisen sollen. Diese gleichmäßige Körnung ist entscheidend für eine homogene Faserqualität und damit für die spätere Dichte und Oberflächenbeschaffenheit der Platte.

2. Dampfen und Zerfaserung

Die vorbereiteten Hackschnitzel werden im sogenannten Dampf-Druck-Kocher auf etwa 160 bis 180 °C erhitzt und mit gesättigtem Dampf behandelt. Durch diese thermische Vorbehandlung werden die Holzbestandteile – insbesondere das Lignin – aufgeweicht, was das anschließende Zerfasern erleichtert. Im Refiner (eine Art Hochleistungs-Mahlmaschine) werden die aufgeweichten Hackschnitzel zwischen rotierenden Mahlscheiben zu Einzelfasern aufgeschlossen. Dabei entsteht ein gleichmäßiges Holzfaser-Gemisch mit einem definierten Feuchtigkeitsgehalt.

3. Zugabe von Bindemitteln und Zusatzstoffen

Nach der Zerfaserung werden die Holzfasern mit Bindemitteln (meist Harnstoff-Formaldehyd-, Melamin- oder Isocyanatharze) besprüht. Diese Harze sorgen später für die Festigkeit und Stabilität der Platte. Je nach Einsatzbereich können zusätzlich Hydrophobierungsmittel (zur Feuchtigkeitsbeständigkeit), Flammschutzmittel, Farbstoffe oder Fungizide zugesetzt werden.

4. Trocknung der Fasern

Das Faser-Harz-Gemisch wird anschließend in einem Heißlufttrockner oder Rohrtrockner auf einen Restfeuchtegehalt von etwa 8 bis 12 % getrocknet. Die gleichmäßige Trocknung ist entscheidend, um Verklumpungen zu vermeiden und eine konstante Dichteverteilung in der späteren Platte zu gewährleisten.

5. Formung der Faserbahn (Streuen)

Die getrockneten Fasern werden auf einem Streuband zu einer lockeren Fasermatte geformt. Hierbei wird die Materialmenge exakt dosiert, um eine gleichmäßige Dicke über die gesamte Breite zu erzielen.

Moderne Anlagen arbeiten mit automatisierten Streusystemen, die die Fasern nach Dichte und Partikelgröße sortieren, um Schichtaufbau und Oberflächenqualität zu optimieren.

MDF/HDF-Platten: mehrschichtige Struktur mit feiner Oberfläche und gröberem Kern

Weichfaserplatten: homogenere, lockere Struktur mit höherer Porosität

6. Pressvorgang

Die Fasermatte wird in einer Heißpresse unter hohem Druck (bis zu 5 N/mm²) und hohen Temperaturen (rund 180 bis 220 °C) verdichtet. Dabei verflüssigen sich die Harze, dringen in die Holzfasern ein und härten anschließend aus.

Dieser Schritt bestimmt maßgeblich die Dichte, Festigkeit, Dickenstabilität und Oberflächenqualität der Platte.

Weichfaserplatten: geringerer Druck, poröse Struktur

MDF/HDF-Platten: hoher Druck, dichte Oberfläche

7. Abkühlen, Zuschneiden und Schleifen

Nach der Pressung werden die heißen Platten in Kühlzonen temperiert, um Spannungen zu vermeiden. Anschließend erfolgt der Zuschneidevorgang, bei dem die Platten auf Standardformate (z. B. 2,80 × 2,07 m) gebracht werden.

Die Oberflächen werden geschliffen, um eine glatte Struktur zu erhalten, die für Beschichtungen, Lackierungen oder Furnierungen geeignet ist.

8. Qualitätssicherung

Vor der Auslieferung werden Proben entnommen und im Labor geprüft. Dabei werden unter anderem folgende Parameter kontrolliert:

• Dichte und Dichteverlauf
• Feuchtigkeitsgehalt
• Biegefestigkeit
• Quellverhalten
• Oberflächenrauheit

Diese Qualitätskontrolle ist entscheidend, um die Normanforderungen (z. B. EN 622 für Faserplatten) sicherzustellen.

9. Optionale Veredelung

Abhängig vom Einsatzgebiet können die Platten noch weiterverarbeitet werden, z. B. durch:

• Kaschieren mit Dekorpapieren oder Folien
• Lackieren oder Melaminbeschichten
• Fräsen für Möbelteile oder Türen

In der industriellen Produktion von Faserplatten ist die Feuchtemessung ein entscheidender Prozessschritt, der maßgeblich über die Qualität, Effizienz und Stabilität des Endprodukts entscheidet. Da Holz ein hygroskopisches Material ist, das ständig Feuchtigkeit aus der Umgebung aufnimmt oder abgibt, muss der Feuchtegehalt während der gesamten Herstellung kontinuierlich überwacht und präzise gesteuert werden. Nur so lassen sich gleichmäßige Platteneigenschaften, ein optimaler Energieeinsatz und eine stabile Produktion gewährleisten.

Bereits beim Eintreffen der Rohstoffe, also der Hackschnitzel oder Holzreste, wird der Feuchtegehalt überprüft. Zu feuchtes Material würde beim anschließenden Dämpfen und Zerfasern zu ungleichmäßigen Faserqualitäten führen, während zu trockenes Material eine ineffiziente Wärmeübertragung im Kocher erschwert. Deshalb kommen hier erste Feuchtemesssysteme zum Einsatz, meist auf Basis von Mikrowellen- oder kapazitiver Messtechnik. Diese liefern in Echtzeit Informationen über die Holzfeuchte und dienen der automatischen Regelung der Beschickung und Dampfzufuhr. Nach dem Zerfasern im Refiner liegt der Feuchtegehalt der Fasern typischerweise bei 40 bis 60 Prozent. In diesem Zustand sind sie zu nass für die Weiterverarbeitung, weshalb sie in Heißluft- oder Rohrtrocknern auf einen Zielwert von etwa acht bis zwölf Prozent getrocknet werden. Dieser Schritt ist besonders energieintensiv – und genau hier entfaltet die Feuchtemessung ihren größten Einfluss auf die Energieeffizienz. Moderne Online-Messsysteme erfassen den Feuchtegehalt der Fasern direkt am Ausgang des Trockners. So kann die Trocknung automatisch nachgeregelt werden, wodurch unnötiger Energieverbrauch vermieden und gleichzeitig die Produktqualität stabil gehalten wird.

Auch nach der Trocknung bleibt die Feuchtekontrolle wichtig. Die aufgestreuten Fasermatten müssen eine gleichmäßige Restfeuchte aufweisen, damit sie beim anschließenden Pressen weder Dampfblasen noch Spannungen bilden. In diesem Abschnitt wird die Feuchtigkeit häufig berührungslos über Mikrowellen- oder Infrarotsensoren gemessen. Diese Systeme durchdringen die Faserlage und liefern präzise Daten über den Feuchteverlauf quer zur Plattenbreite. Eine homogene Feuchteverteilung ist dabei ein entscheidender Faktor für eine gleichmäßige Dichte und Oberflächenstruktur der fertigen Faserplatte.

Während der Heißpressung spielt die Feuchte ebenfalls eine zentrale Rolle. Die im Material enthaltene Restfeuchtigkeit verdampft teilweise und beeinflusst die Aushärtung des Harzes sowie die innere Struktur der Platte. Durch begleitende Feuchte- und Temperaturmessungen lässt sich der Pressprozess optimal steuern. Nach dem Pressen erfolgt oft eine letzte Kontrolle, um sicherzustellen, dass die fertigen Platten keine übermäßige Restfeuchte mehr enthalten.

Die Dichtemessung ist in der industriellen Produktion von Faserplatten ein zentraler Bestandteil der Qualitätssicherung und Prozesssteuerung. Sie liefert entscheidende Informationen über den inneren Aufbau, die Homogenität und die mechanischen Eigenschaften der Platten. Da die Dichte maßgeblich über Festigkeit, Oberflächenbeschaffenheit, Gewicht und Bearbeitbarkeit bestimmt, wird sie während des gesamten Produktionsprozesses sorgfältig überwacht – zunehmend in Echtzeit und berührungslos, um eine gleichbleibend hohe Produktqualität sicherzustellen.

Der Dichteverlauf einer Faserplatte ist nie vollständig homogen. Während des Pressvorgangs entstehen in der Regel dichtere Außenschichten und ein etwas leichterer Kern. Dieses Profil ist gewollt und hängt eng mit der Wärme- und Druckverteilung in der Heißpresse zusammen. Entscheidend ist jedoch, dass dieser Dichteverlauf reproduzierbar bleibt und keine ungewollten Schwankungen auftreten – etwa durch ungleichmäßige Feuchtigkeit, unregelmäßigen Faserdurchsatz oder unpassende Pressparameter. Hier setzt die moderne Dichtemessung an. Bereits im Bereich der Streubildung, also beim Aufbau der Faserbahn vor dem Pressvorgang, kann durch Online-Dichtemessung kontrolliert werden, ob das Material gleichmäßig verteilt wird. Ein zu dünner oder zu dichter Bereich in der Matte würde später zu Dickenabweichungen, inneren Spannungen oder Oberflächenfehlern führen. Hier arbeiten berührungslose Systeme meist mit Mikrowellen- oder Röntgentechnologie, die das Schüttgewicht und die Materialverteilung erfassen. Diese kontinuierlichen Messwerte ermöglichen es, die Streuanlage automatisch nachzuregeln und Materialeinsatz wie auch Energieverbrauch zu optimieren.

Während des Heißpressens wird die Dichte der Platte durch Temperatur, Druck und Feuchtigkeit geprägt. In modernen Anlagen wird der Pressvorgang häufig über Prozessmodelle gesteuert, die auf Echtzeitdaten aus Temperatur-, Feuchte- und Dichtemessungen basieren. Durch diese Kombination lässt sich der Dichteverlauf gezielt beeinflussen – etwa um besonders feste Oberflächen oder eine definierte innere Elastizität zu erzielen.

Nach dem Pressen ist die Dichtemessung ein fester Bestandteil der Qualitätskontrolle. Dabei wird entweder jede Platte inline auf dem Förderband geprüft oder stichprobenartig im Labor analysiert. Inline-Systeme erfassen die Dichteverteilung meist berührungslos über Röntgenabsorption oder Gamma-Messverfahren, die das Material durchdringen und Unterschiede in der Massendichte sichtbar machen. So können Dichteprofile über die gesamte Plattenbreite und -länge erstellt werden. Diese Profile geben Aufschluss über die Gleichmäßigkeit der Streuung, den Pressverlauf und mögliche Fehlstellen. Für Laborprüfungen werden häufig Pyknometer, Volumen- und Massemessungen oder Ausstechzylinder eingesetzt, um die mittlere Dichte und den Dichteverlauf genauer zu bestimmen. Dabei werden kleine Proben aus unterschiedlichen Schichten der Platte entnommen und gewogen, um die Dichteverteilung von Oberfläche bis Kern exakt zu analysieren.

Eine gleichmäßige Dichte ist entscheidend für zahlreiche Eigenschaften der Faserplatte: Sie beeinflusst die Biege- und Zugfestigkeit, das Schraubhaltevermögen, die Oberflächenqualität, das Lackierverhalten und die Dimensionsstabilität. Besonders bei hochwertigen MDF- oder HDF-Platten, die als Möbelträger, Fußbodenkomponente oder Dekorplatte dienen, ist eine exakt geregelte Dichteverteilung Voraussetzung für die Weiterverarbeitung.

Moderne Hersteller – wie Döscher Systems – setzen deshalb auf kombinierte Feuchte- und Dichtemesssysteme, die inline und in Echtzeit messen. Diese Kombination ist besonders wirkungsvoll, da Dichte und Feuchte eng miteinander verknüpft sind. Nur wenn beide Parameter stabil gehalten werden, kann die Presslinie optimal gesteuert und der Energieeinsatz minimiert werden.