Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holztechnologie und Holzbiologie
Leuschnerstr. 91
21031 Hamburg

22013211

01.01.2012

Ungeachtet ihrer Bedeutung für den Produktionsprozess sowie die Eigenschaften der hergestellten Faserplatten wird die Qualität von thermo-mechanisch aufgeschlossenen Faserstoffen (engl.: thermomechanical pulp; kurz: TMP) vornehmlich über eine haptische und visuelle Begutachtung durch den Maschinenführer vorgenommen, da geeignete Messsysteme derzeit nicht verfügbar sind. Dieses Verfahren ist im hohen Maße von der prüfenden Person abhängig sowie das Ergebnis nur begrenzt quantifizierbar und daher für eine objektiv-gezielte Produkt- und Prozessoptimierung ungeeignet. Während im Rahmen von zwei Vorgängerprojekte Hard- und Software zur automatisierten Bildanalysebasierten Vermessung von TMP entwickelt wurde, hatte das aktuelle Vorhaben die Untersuchung des Einflusses der Rohstoffheterogenität und der Produktionsbedingungen insbesondere der Refiner-Parameter auf die Faserstoffqualität sowie den Einfluss der Faserstoffqualität auf die Eigenschaften von Mitteldichten Faserplatten (engl.: medium-density fiberboard; kurz MDF) zum Ziel. Hierfür wurden zunächst Kenngrößen entwickelt, mit denen die Qualität von Faserstoffen beschrieben werden können. Anschließend wurden verschiedene Faserstoffe erzeugt, mit dem zuvor entwickelten Messgerät charakterisiert und die erzielten Ergebnisse mit den Prozessparametern der Faserstofferzeugung sowie den mechanisch-technologischen Eigenschaften der aus diesen Faserstoffen hergestellten MDF in Zusammenhang gestellt. Die wissenschaftlich-technischen Ergebnisse wurden während der Aufstellung der Messgerätes in der Produktion eines MDF-Herstellers unter industriellen Bedingungen überprüft.

Im Rahmen dieses Projektes sollen Einflussparameter der Rohstoffheterogenität und der Produktionsbedingungen, insbesondere der Refiner-Parameter auf die Faserqualität, überprüft sowie der Zusammenhang zwischen Faserqualität und Platteneigenschaften erarbeitet werden. Im ersten Stadium des Projektes werden im Labormaßstab am IHD in Dresden Holzfasern aus definierten Rohstoffen, nach definierten Parametern hergestellt. Diese Fasern werden vermessen und anschließend mit Musterplatten und deren Eigenschaften verglichen. Anschließend werden die Erkenntnisse in der industriellen Produktion angewandt um vergleichende Untersuchungen durchzuführen. Nach Bereitstellung des Prototypen mit angepasster Dispergiereinheit und Produktion von Fasermaterialien, werden diese nach Größenverteilung und Morphologie ausgewertet. Hierfür werden wiederholt Referenzmessungen unter dem Mikroskop durchgeführt und korrelierende Formparameter in der Software adaptiert. Anschließend werden aus den MDF-Fasern Platten gepresst, welche auf Ihre physikalischen Eigenschaften hin untersucht werden. Zusätzlich werden die Oberflächeneigenschaften analysiert. Anschließend wird der Prototyp in der industriellen Produktion eines HWS-Herstellers eingesetzt um die Ergebnisse in der Anwendung zu überprüfen und die Möglichkeit der Faseranalyse als Tool zur Prozesssteuerung abzugleichen. Die Ergebnisse ermöglichen den Produzenten von MDF-Holzwerkstoffen eine verbesserte Produktqualität. Mit der entwickelten Technik kann die Qualität der Fasern in automatisierter Form geprüft und damit die Qualität des Endproduktes bereits in einer frühen Phase der Herstellung gewährleistet werden. Durch diese effiziente und reproduzierbare Qualitätskontrolle bietet sich die Möglichkeit, den Wirkungsgrad bei der Plattenproduktion zu erhöhen.