Mitteldichte Faserplatte (MDF, Medium Density Fibreboard)

Mitteldichte Faserplatte
(MDF, Medium Density Fibreboard)
Allgemeine Angaben
Materialbeschreibung
Anwendungsgebiete
Inhaltsstoffe
dichte und homogene Faserstruktur
Dichte und Festigkeit variabel
Dicke 6 – 15 mm
Breite 1,25 m
Länge 2,50 m [ECOBIS]
die Späne werden meist mit Kunstharzen verklebt
Möbelbau, Innenausbau [ECOBIS 2000]
im Holztafelbau als aussteifende Beplankung (Zulassung erforderlich) oder
als Winddichtungsschicht bei diffusionsoffenen Konstruktionen; im
Innenausbau werden sie für Verkleidungen, Akustikelemente,
Fußbodenplatten und für die Möbelherstellung verwendet [Ambrozy 05]
pro m3 MDF [nach ECOBIS 2000]
825 kg Entrindetes Rundholz
Nadel- oder Laubholz, aktuell ca. 10% Laubholzanteil
kein Einsatz von Altholz
75 kg Klebstoff
7,5 kg Paraffin
2 kg Härter, Zuschlagstoffe
evtl. Flammschutzmittel
evtl. Fungizide
Nadel- und Laubholzspäne
Die Bindung der Fasern erfolgt entweder durch die Verfilzung der Fasern
und deren Verklebungseigenschaften oder durch die Zugabe eines
synthetischen Bindemittels. [Ambrozy 05]
Bindemittel
Harnstoff-Formaldehyd-Harze
Melamin-Harnstoff-Formaldehydharze (MUF),
(beide Harze zusammen mehr als 90 % aller MDF)
Phenol-Formaldehyd-Harze (PF),
(nur in sehr geringem Umfang)
phenolmodifizierte Melamin-Formaldehyd-Leimharze (MUPF)
Tannin-Formaldehydharze (TF),
polymeres Methandiphenyl-diisocyanat (PMDI)
[ECOBIS 2000]
Inhaltsstoffe
(Fortsetzung)
V-20 überwiegend Harnstoff-Formaldehyd-Harze (Aminoplaste)
[Zwiener 95]
Aminoplaste, alkalisch härtende Phenolharze, polymere DiphenylDiisocyanate (PMDI) [ECOBIS]
V-100 Phenol-, MDI-, MDI-Melamin, MDI-Phenol-Formaldehydharze
[Zwiener 95]
alkalisch härtende Phenoplaste, Phenolresorcinharze, PMDI
[ECOBIS]
V-100 G wie V-100, mit Holzschutzmittelzusatz [Zwiener 95] [ECOBIS]
Für MDF im Rohdichtebereich von 700 - 800 kg/m³ gelten folgende
Leimdosierungen bezogen auf trockene Fasern:
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Mitteldichte Faserplatte
(MDF, Medium Density Fibreboard)
Inhaltsstoffe
(Fortsetzung)
8 - 2 % Harnstoffharze
10 - 12 % Melaminharz
6 - 8 % Phenolharz
2 - 6 % PUR/MDI
[ECOBIS]
Härter bzw. Härtungsbeschleuniger:
Aminoplaste (Harnstoff- und Melaminharze) erfordern Härter, um die Harze
bei der Herstellung in die Endstufe der Aushärtung überzuführen. Sie sind
bei der Verwendung von Harnstoff- und Harnstoff-MelaminFormaldehydharz notwendig. Im Allgemeinen werden geringe Anteile (0,5
bis 4% des Leimharzes) von
Ammoniumchlorid (Salmiak) – reizt die Augen, Atemwege, Verdauungswege und Haut: z.B. Husten, Atemnot, Augentränen, Brennen;
Einatmen oder Verschlucken kann zu Gesundheitsschäden führen,
schwach wassergefährdend (WGK 1) [WINGIS 2.5]
1 – 3 % (bezogen auf Festharz) Ammo niumsulfat – auch als Düngemittel
verwendet [enius]
Ammoniumnitrat – auch als Düngemittel verwendet [enius]
Ammoniumpersulfat,
Schwefelsäure – verursacht Verätzungen, d.h. schädigt Atemwege,
Augen, Haut, Verdauungswege bis zur Zerstörung, Einatmen oder
Verschlucken kann zu Gesundheitsschäden führen, vorübergehende
Beschwerden wie Husten können auftreten, kann Gesundheitsstörungen wie Hautgeschwüre, Lungenschaden verursachen, schwach
wassergefährdend (WGK 1) [WINGIS 2.5]
Eisensulfat – auch Medikament zur Eisenzufuhr
oder Aluminiumsulfat – reizend [WINGIS 2.5]
eingesetzt.
Alkalisch kondensierte Phenolharze erfordern keine Härter. Bei ihnen
kommt als Beschleuniger zur Verkürzung der Presszeiten eine 50%ige
Lösung von
Kaliumcarbonat (Pottasche) – wird auch zum Backen verwendet, zum
Einsatz.
Daneben sind Härtungsbeschleuniger noch
Resorcinol (=Resorcin) – Einatmen, Verschlucken oder Hautkontakt kann
zu Gesundheitsschäden führen; reizt die Atemwege, Verdauungswege,
Augen und Haut: z.B. Husten, Atemnot, Augentränen, Brennen;
vorübergehende Beschwerden wie Unruhe, Schwindel, Kreislaufstörung
können auftreten, kann Gesundheitsstörungen wie Blutbildveränderungen, Leberschaden, Nierenschaden, Krämpfe verursachen.
Bei höheren Konzentrationen können Atem- und Herzkreislaufstillstand
auftreten, kann zu Allergien der Haut führen, schwach wassergefährdend (WGK 1) [WINGIS 2.5]
Alkylencarbonate
Guanidincarbonat
Halbester organischer Dicarbonsäuren,
aber auch Naturprodukte wie
Tannine – auch Gerbstoff in schwarzem Tee [enius]
und Quebracho
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(MDF, Medium Density Fibreboard)
Inhaltsstoffe
(Fortsetzung)
evtl. Pilzschutzmittel
anorganische Borverbindungen (Borsäure) s.o.
Kaliumfluoride (Kaliumhydrogenfluorid, Kaliumbifluorid) s.o.
Kalium-HDO
N-cyclohexyldiazeniumdioxy-Kalium. [ECOBIS 2000]
Hydrophobierungsmittel
0,3 bis 2 % (bezogen auf Trockenmasse) Paraffin
Rohdichte
Wärmeleitfähigkeit ?
WasserdampfDiffusionswiderstandszahl µ
Festigkeit
Baustoffklasse
evtl. Flammschutzmittel
Borverbindungen s.o.
10 – 20 % (bezogen auf trockene Fasern) Ammoniumphosphate
[ECOBIS]
250-800 kg/m3 [DIN EN 12524]
0,07 W/mK (bei 250 kg/m3 ) bis 0,18 W/mK (bei 800 kg/m3) [DIN EN 12524]
trocken 5 (bei 250 kg/m3) bis 10 (bei 800 kg/m3)
feucht 2 (bei 250 kg/m3) bis 20 (bei 800 kg/m3) [DIN EN 12524]
50 bis 15 [Ambrozy 05]
B2 [ECOBIS]
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Bewertung
Natureplus-zertifizierte
Produkte
nach Basiskriterien zertifizierungsfähig
RL 0200 Holz und Holzwerkstoffe
RL 0207 MDF-Platten (geplant) (Stand 9/2005)
andere Bewertungen
Gemäß Anhang der Chemikalienverbotsverordnung dürfen Spanplatten (und
andere Holzwerkstoffe) nicht in den Verkehr gebracht werden, wenn sie unter
Prüfbedingungen mit mehr als 0,1 ppm zur Innenraumbelastung beitragen.
[ChemVerbotsV]
Solche Spanplatten werden mit der Klassifizierung E1 gekennzeichnet.
E1-Spanplatten können im Prüfraum Werte bis zu 0,17 ppm Formaldehyd ergeben.
Die Klassifizierung von Spanplatten entsprechend der ETB-Richtlinie in die
Emissionsklasse E1 garantiert nicht die Einhaltung einer maximalen Konzentration
von 0,1 ppm Formaldehyd im Innenraum (Richtwert des Bundesgesundheitsamtes
von 1977. Im Hinblick auf Risikogruppen wie Schwangere, Kinder und Kranke
erscheint dieser Wert zu hoch. Die Weltgesundheitsorganisation empfiehlt einen
Wert von 0,05 ppm.). Wenn große Flächenteile der inneren Raumhülle oder der
Möblierung aus unbeschichteten oder in ihrer Beschichtung beeinträchtigten
Holzwerkstoffen ausgeführt werden, ist auch mit E1-Spanplatten eine
Überschreitung dieses Richtwertes möglich. [Zwiener 95]
Für den Gehalt an freiem Formaldehyd im Innenraum spielen neben der Belastung
des Baustoffes selber folgende Dinge eine Rolle: die Oberfläche der Baustoffe im
Innenraum; die raumklimatischen Bedingungen. [ECOBIS] (Temperatur, Feuchte)
Blauer Engel: RAL-Umweltzeichen 76 (Emissionsarme Holzwerkstoffplatten) – seit
1992, erste Produkte nach 1994 zertifiziert [Zwiener 95]
wird vergeben für im Innenraum einzusetzende Holzwerkstoffplatten. Als
Bindemittel sind Phenol-Formaldehydharze, PMDI-Harze, TF-Harze,
Aminoplastharze und Polyvinylacetat-Leime (PVAc) zugelassen. Die
Holzwerkstoffplatten mit formaldehydhaltigen Bindemitteln dürfen eine
Ausgleichskonzentration von 0,05 ppm Formaldehyd im Prüfraum entsprechend
einer genormten Prüfung nicht überschreiten. Holzwerkstoffplatten mit Bindemitteln
auf der Basis von polymerem MDI (PMDI) dürfen nachweisbar kein monomeres
MDI emittieren. Holzwerkstoffplatten mit phenolhaltigen Bindemitteln dürfen eine
Konzentration von 14 µg/m3 Phenole im Prüfraum nicht überschreiten. Den
Holzwerkstoffplatten einschließlich Beschichtungen dürfen keine Holzschutzmittel
(Fungizide, Insektizide, Brandschutzmittel) und keine halogenorganischen
Verbindungen zugesetzt werden. Das zur Sperrholzherstellung und für
Massivholzplatten verwendete Holz darf nicht aus Urwäldern (borealen und
tropischen Primärwäldern) stammen. Es muß aus bestehenden nachhaltig
bewirtschafteten Forstwirtschaften stammen. [Blauer Engel]
Mit dem Blauen Engel (RAL-ZU 76) sind derzeit 20 Produkte folgender Hersteller
zertifiziert: Egger Holzwerkstoffe, Glunz AG, Hornitex Werke, Kaindl (M.)
Holzindustrie, Kronospan, Moalt, N.V. SPANO, PARADOR, Spanolux, wodego
GmbH [Blauer Engel] – Stand 6/2005
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Lebenszyklus
Rohstoffe
Beschreibung
Ressourcenvorrat
Schadstofffreisetzung bei
Rohstoffgewinnung
Eingriffe in die
Landschaft
Rohstoffbedarf für 1 m3 MDF nach [ECOBIS 2000]
825 kg Entrindetes Rundholz
Nadel- oder Laubholz, aktuell ca. 10% Laubholzanteil
kein Einsatz von Altholz
75 kg Klebstoff
7,5 kg Paraffin
2 kg Härter, Zuschlagstoffe
evtl. Flammschutzmittel
evtl. Fungizide
Erdöl
Da Spanplatten zu ca. 60% aus Rückstandsholz und Schwachholz
hergestellt werden, können sie als Recyclingprodukt angesehen werden.
[Zwiener 95] , und so evtl. auch MDF
Erdölgewinnung und –transport: Schäden durch auslaufendes Erdöl an
Ökosystemen, Boden und Grundwasser aufgrund niedriger Standards in
den meisten erdölfördernden Staaten
beim Holzabbau ist auf Nachhaltigkeit zu achten
Erdölgewinnung – siehe Schadstofffreisetzung bei Rohstoffgewinnung
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bei Einsatz von Tropenholz lange Transportwege
Herstellung
Transport
Herstellungsprozess
[ECOBIS 2000]
MDF werden im Trockenverfahren hergestellt. Das Holz wird in einer
Anlage zunächst entrindet und dann in einem Hacker zu Hackschnitzel
aufbereitet. Zur Deckung der Kapazitäten werden auch Hackschnitzel direkt
bezogen. Es handelt sich in beiden Fällen i.d.R. um Nadelhölzer. Die
Hackschnitzel werden in einer Waschanlage von anhaftenden
Schmutzpartikeln gereinigt. Die so gereinigten Hackschnitzel werden unter
Druck und Hitze in einem Refiner zu Fasern aufgeschlossen (ähnlich wie
bei Papier). Dadurch ist das Material sehr fein und homogen. In den Refiner
wird zur Hydrophobierung der MDF-Platten Paraffin eingespeist. Dann
erfolgt die Beleimung und Trocknung der Fasern auf 5 – 10 % Holzfeuchte
und Beschickung in den Faserbunker, von dem die Streustation bedient
wird. In der Formbandanlage werden die beleimten Fasern in einer Schicht
ausgestreut, vorverdichtet und dann in der kontinuierlichen Pressenanlage
gepresst. In einer nachfolgenden Besäumungs- und Aufteilanlage werden
die Platten endkonfektioniert. Während der Produktion anfallende
Reststoffe (Rinde, Schleifstäube, Besäumungsreste) werden in den
Herstellungsprozess zurückgeführt, zum Teil zur Prozesswärmeerzeugung
für die Plattenproduktion.
Die Oberfläche ist so fein und dicht, dass sie direkt lackiert werden kann.
[ECOBIS 2000]
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Schadstoffe bei
Herstellung
Primärenergieverbrauch
Folgende Umweltbelastungen entstehen bei der MDF-Fertigung:
Holzstaub aus Fasertrockner, pneumatischen Transporten und
Schleifmaschinen (Eichen- und Buchenholzstaub ist krebserregend)
Holzstaub (ohne Eichen- und Buchenholzstaub): Verdacht auf
krebserzeugende Wirkung, Sensibilisierung durch Hautkontakt möglich
[WINGIS 2.5]
Formaldehyd und Gerüche aus der Fasertrocknung
Formaldehyd
(bedeutender Innenraum-Schadstoff; säuerlich-stechender Geruch,
hautresorbierend, sensibilisierend / kann Allergien hervorrufen, giftig beim
Einatmen, kann zu Kehlkopfschwellung, Lungen-, Leber- und
Nierenschäden führen, Krebs erzeugend) [enius]
Abwasser aus Hackschnitzelwäsche und Stopfschnecke [ECOBIS]
weitere Zusatzstoffe siehe Inhaltsstoffe [ECOBIS 2000]
Energiebedarf pro m³ MDF:
Energie 300 kWh
Gesamt-Energiebedarf 8,5 Mcal [ECOBIS 2000]
Primärenergieinhalt
Der Energieaufwand bei der Zerfaserung von 1 t atro (absolut trocken)
Faserstoff beträgt 200 kWh.
Gesamtenergieeinsatz zur Herstellung (ohne Vorprodukte und ohne
Erstellung von Gebäuden und Anlagen) 990 MJ/m³
Verarbeitung
Materialinput pro
Serviceeinheit
(MIPS)
Transport
Beschreibung
zusätzliche
Komponenten
bei Verarbeitung
mögl. Schadstoffabgabe bei
der Verarbeitung
Graue Energie:
25 MJ/kg
Die verhältnismäßig hohe Graue Energie ist auf das energieintensive
Trockenproduktionsverfahren zurückzuführen.
[ECOBIS, verschiedene Quellen zitiert]
MI abiotische Materialien 1,96 t/t
MI biotische Materialien
0 t/t
MI Wasser
32,9 t/t
MI Luft
0,481 t/t
MI Boden
0 [Wuppertalinstitut]
unklar ist, warum der Wert für biotische Materialien 0 ist.
Sägen, bohren, nageln, evtl. Kleben, schleifen, lackieren, beschichten
evtl. Klebstoff, Beschichtungsstoff
Eichen- und Buchenholzstäube sind als krebserregend eingestuft, aus
diesen Gründen werden bei der Herstellung Buchen- und Eichenholzanteile
unter 10% eingesetzt, um so nicht unter die Gefahrstoffverordnung zu
fallen. [ECOBIS]
alle anderen Holzstäube – Stoffe mit begründetem Verdacht auf
krebserzeugendes Potential [ECOBIS]
evtl. Lösemittel des (evtl. verwendeten) Klebstoffs
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Abriss
Nutzung
mögl.
Stoffabgabe im
eingebauten
Zustand
Formaldehyd (bedeutender InnenraumSchadstoff; säuerlich-stechender Geruch, hautresorbierend,
sensibilisierend / kann Allergien hervorrufen, giftig beim Einatmen, kann
zu Kehlkopfschwellung, Lungen-, Leber- und Nierenschäden führen,
Krebs erzeugend) [enius] 1977 wurde vom Bundesgesundheitsamt der
Maximalwert zumutbarer Formaldehydkonzentrationen in der Raumluft
auf 0,1 ppm festgelegt. Im Hinblick auf Risikogruppen wie Schwangere,
Kinder und Kranke erscheint dieser Wert zu hoch. Die
Weltgesundheitsorganisation empfiehlt einen Wert von 0,05 ppm. Für den
Gehalt an freiem Formaldehyd im Innenraum spielen folgende Dinge eine
Rolle: die Belastung der Baustoffe selber; die Oberfläche der Baustoffe im
Innenraum; die raumklimatischen Bedingungen. [ECOBIS]
Gefahr von Formaldehydemissionen (s.o.)
Wirkung auf
Raumklima
Reinigung
beschichtete Platten feucht abwischbar
Verhalten im
Brandfall
Verhalten bei
Durchfeuchtung
Beständigkeit
Gegen Insekten sind Holzwerkstoffe unterschiedlich gefährdet, in der Regel
und Lebensdauer weniger als Vollholz. Span- und Faserplatten werden von holzzerstörenden
Insekten nicht angegriffen (außer Termiten). [ECOBIS]
Verbundsysteme/ Oberfläche evtl. lackiert
Sortenreinheit
evtl. Furnier aus Kunststoff (melaminharzimprägnierte Papierträgerbahnen)
oder flexiblen PVC-Folien oder kunstharzimprägnierten Papieren; z.T. LackOberflächenbeschichtung [baunetz]
mögl. Stoffabg.
Holzstäube (Eichen- und Buchenholzstäube sind krebserregend)
bei Renovierung/
Abriss
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Entsorgung /Verwertung
Deponierbarkeit
Verhalten bei
Verbrennung
Biol.
Abbaubarkeit
Wiederverwendbarkeit
Wiederverwertbarkeit /
Recycling
In Dt. Verbot der Deponierung organischen Materials
die energetische Verwertung von holzschutzmittelbehandelten Holzresten
unterliegt den Anforderungen der 17. BimSchV und muss in
genehmigungspflichtigen Feuerungsanlagen erfolgen. Filterstaub und
Asche muss als Sonderabfall beseitigt werden. Bei der Verbrennung von
PVC-beschichteten Holzwerkstoffen können bei einer unkontrollierten
Verbrennung mehr oder weniger große Mengen an Dioxinen und Furanen
im Abgas entstehen. Beim Verbrennen chlorhaltiger Holzreste
(Chlorverbindungen evtl. aus Härter) können unter besonders ungünstigen
Bedingungen kleinste Mengen von Dioxinen entstehen.
Anorganische Holzschutzmittel werden dabei im Gegensatz zu organischen
Holzschutzmitteln nicht zerstört. Durch die Entstaubung der Rauchgase
verbleiben diese zum Großteil im Filterstaub und in der Asche, die dann
allerdings als Sonderabfall beseitigt werden muss.
Heizwert Holz und Holzwerkstoffe (Holzfeuchtegehalt 15%): ca. 16,7
MJ/kg. [ECOBIS]
Bei der Kompostierung von Span- und Faserplatten erhält man
mikrobiologisch Kultursubstrate für den Gartenbau und die Landwirtschaft.
Der freigesetzte organische Stickstoff aus den Harnstoff-FormaldehydHarzen aktiviert das Wachstum der Mikroorganismen und stellt einen
nützlichen Nährstoff für die Vegetation dar. Forschung läuft zur Umsetzung
von Spanplatten zu Torfersatzstoffen [ECOBIS]
Von entscheidender Bedeutung für
die Wiederverwendung und
Wiederverwertung von Holz und
in Forschung und Entwicklung sind
Holzwerkstoffen ist grundsätzlich
verschiedene Verfahren der
eine etwaige Kontamination mit
stofflichen Verwertung von
chemischen Holzschutzmitteln.
Holzwerkstoffen. Dabei werden die
Liegen keine Unterlagen oder
Holzzellstoffe chemisch oder
chemomechanisch aufgeschlossen. Kenntnisse (z.B. Historie des
Gebäudes, Einsatzzweck) über
[ECOBIS]
mögliche Belastungen der Althölzer
vor, kann dies nur im Labor
festgestellt werden. Eine
Wiederverwendung oder stoffliche
Verwertung belasteter Althölzer zur
erneuten Herstellung von
Holzwerkstoffen verbietet sich
aufgrund des unkontrollierten
Schadstoffeintrags in neue
Werkstoffe oder Bauteile. [ECOBIS]
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