• Dickentoleranz (EN324-1)
• Dickentoleranz (EN324-1)
• Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene (EN319)
• Schraubenausziehwiderstand (EN320)
• Biegfestigkeit und Biege- Elastizitätsmodul (EN310)
• Dickenquellung (EN317)
• Zyklustest im Feuchtbereich (EN321)
• Kochprüfung (EN112 104-1)
• Dimensionsstabilität (EN 318)
• Sandgehalt (ISO 3340)
• Oberflächenabsorption (EN382)
• Formaldehydmessungen

Rohichte (EN 323) Die Rohdichte von plattenförmigen Holzwerkstoffen wird in Kilogramm pro Kubikmeter Plattenvolumen angegeben (kg/m3). Die Rohdichte von geschichteten Platten, z.B. Möbelspanplatten variiert beträchtlich über die Plattendicke. Mit seiner homogenen Fasermischung weist MDF ein gleichförmigeres Dichteprofil auf, was sich in der in Vergleich zu Spanplatten guten Bearbeitbarkeit der Oberflächen und Kanten (Schmalflächen) niederschlägt. Die Dichte eines Prüfkörpers der Abmessungen 5mm x 50 mm wird in bezug auf seine Abmessungen und sein Gewicht gemessen, und das Ergebnis aus einer einfachen Gleichung ermittelt.

Obwohl die Dichte oft in den Datenblättern der Hersteller angegeben wird, gibt sie nicht notwendigerweise Hinweise auf das Leistungsniveau der Platte. Daher werden in EN 622-1 keine Dichtebereiche angegeben. Nichtsdestotrotz ist normalerweise zu erwarten, dass bei einem vorgegebenen Plattentyp die Platten mit signifikant höherer Dichte auch höhere Festigkeiten aufweisen. Die MDF-Hersteller überprüfen die Durchschnittsdichte und das Dichteprofile ihrer Platten häufig, als Teil ihrer Qualitätsüberwachungen. Zur Ermittlung des Dichteprofils werden hochentwickelte Geräte verwendet, welche mit Röntgenstrahlen arbeiten. Die europäische Norm EN 622-1 lässt eine Dichtevariation von ±7% innerhalb einer Platte zu, als Instrument, um die Variabilität der Platten zu kontrollieren.

Dickentoleranz (EN324-1) Der erfolgreiche Betrieb einer hochautomatisierten Fertigungsstraße für Möbelteile hängt von der Zulieferung von Rohmaterialien mit eng begrenzten Toleranzen ab. Da diese Fertigungsstraßen selten Schleifmaschinen enthalten, ist eine enge Dickentoleranz der Zuliefermaterialien, insbesondere Platten, Voraussetzung. Plattenhersteller haben die volle Kontrolle während des Herstellungsprozesses und können somit die Dicken in engen Toleranzgrenzen kalibrieren. Jede Änderung des Feuchtegehalts während des Transports oder der Lagerung kann jedoch die Dickentoleranz der Platten, welche der Anwender erhält, negativ beeinflussen. Daher muss an allen Gliedern der Versorgungskette auf korrekte Lagerbedingungen geachtet werden. Enge Dickentoleranzen werden z.B. für MDF verlangt, welches mit Holzfurnier oder Folien, mit Walzenauftragsmaschinen oder mit Membranpressen beschichtet werden soll. Die europäische Norm EN 622-1 schreibt eine Dickentoleranz von ±0.2mm für Platten bis 19 mm Dicke und ±0.3mm für dickere Platten vor.

Querzugfestigkeit (EN319) Die Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene, oft als „Querzugfestigkeit“ bezeichnet, gibt Hinweise auf die Widerstandsfähigkeit einer Platte gegen Platzer oder Aufreißen in der Mittelschicht. Diese Eigenschaft wird ermittelt, indem ein Prüfkörper mit den Abmaßen 50 mm x 50 mm (x Plattendicke) beidseitig auf Prüfjoche aus Holz oder Metall aufgeklebt wird. Der Prüfkörper wird dann in einer Zugprüfmaschine auseinandergezogen. Die Querzugfestigkeit ist die Kraft, ausgedrückt in N/mm3, die aufgewendet wurde, um den Prüfkörper aufzuspalten, wobei der Bruch normalerweise in de Mittellinie des Prüfkörpers auftritt. Diese Prüfung, welche mehr als irgend eine andere MDF für Innenanwendungen charakterisiert, wird verbreitet zur Qualitätskontrolle eingesetzt. Hohe Querzugfestigkeit ist eine wichtige Anforderung an MDF für den Einsatz in Möbeln oder im Innenausbau, besonders jedoch für Anwendungen, bei denen Befestigungen in den Kanten (Schmalflächen) vorgenommen werden, bzw. wenn Platten durch mechanische Verbindungen miteinander verbunden werden.

Schaubenausziehwiderstand (EN 320) Die Möglichkeit, Schrauben sowohl in den Oberflächen als auch in den Kanten (Schmalflächen) befestigen zu können ist eine wichtige Eigenschaft von plattenförmigen Holzwerkstoffen, welche zur Herstellung von Möbeln oder Einrichtungen eingesetzt werden. Viele verschiedene Schraubentypen können bei MDF verwendet werden, zur Bestimmung des Schraubenausziehwiderstands nach EN 320 werden jedoch Stahlschrauben, Nennmaß 4,2mm x 38 mm mit einem Gewinde ST 4,2 nach ISO 1478 mit einer Gewindesteigung von 1,4 mm verwendet. Die Schrauben werden bis zu einer Tiefe von 15 mm in vorgebohrte Führungslöcher in der Oberfläche und zwei Kanten des MDF-Prüfkörpers eingebracht. Der achsenparallele Schraubenausziehwiderstand dieser Schrauben wird wiederum mit eine Zugprüfmaschine bestimmt.

Durchmesser und Einbringtiefe der verwendeten Schraube haben einen signifikanten Einfluss auf den gemessenen Schraubenausziehwiderstand von MDF. Hingegen ist nicht zu erwarten, dass geringe Differenzen in der Gewindeform bei kommerziell verfügbaren Spanplattenschrauben einen Einfluss auf den Schraubenausziehwiderstand haben, obwohl einige patentierte Schrauben Vorteile in der Fertigung haben, z.B. in der Einfachheit der Einbringung.

Die Anforderungen an den Schraubenausziehwiderstand, d.h. 1000 N in der Oberfläche und 750 bis 900 N in den Kanten haben besondere Bedeutung für die Herstellung von Möbeln und Einrichtungen.

Biegefestigkeit und Biege-Elastizitätsmodul (EN310) Die Durchbiegung eines Regalbodens oder einer anderen, tragenden Oberfläche wird durch die aufgebrachte Last, die Abmessungen des Regalbodens und den Elastizitätsmodul des verwendeten Materials bestimmt. Designer von Möbeln und Inneneinrichtungen nutzen den angegebenen Elastizitätsmodul von MDF als Grundlage für ihre Berechnungen zu erwartender Durchbiegungen von Regalböden und anderen horizontalen, lastabtragenden Oberflächen im Gebrauch. Die Biegefestigkeit ist für Architekten und Planer von Baumaterialien von größerem Interesse, die sich mit möglichen lastabtragenden Anwendungen von MDF beschäftigen.

Beide Eigenschaften werden gemessen, indem ein Prüfkörper auf zwei in einem Abstand des 20fachen der Plattendicke angeordneten Auflagern aufgelegt und in der Mitte der Spannweite zwischen den zwei Auflagern durch einen Biegedorn mit einer kontinuierlich ansteigenden Last belastet werden. Der Elastizitätsmodul wird aus der Durchbiegung errechnet, welche bei Aufbringung von ungefähr einem Drittel der Bruchkraft auftritt.

Die Biegefestigkeit wird aus der Bruchkraft berechnet. Die Anforderungen von EN 622-5 umfassen Typen von MDF mit erhöhten Biegefestigkeiten und Elastizitätsmoduln für tragende Anwendungen im Trocken- oder Feuchtbereich.

Dickenquellung (EN317) Obwohl Standard-MDF nicht zur Anwendung unter langandauernden, feuchten Umgebungsbedingungen vorgesehen ist, geben die Ergebnisse der Dickenquellung aus einem Wasserlagerungstest Hinweise zum Verhalten der Platten bei Fehlgebrauch, z.B. zeitweilige Befeuchtung oder Belastung unter extremen Luftfeuchtebedingungen über kurze Zeit. Gemessen wird die Dickenquellung eines Prüfkörpers vom Format 50 mm x 50 mm (x Plattendicke) nach 24-stündiger Lagerung in kaltem Wasser. Übermäßige Dickenquellung kann zu permanenten Fehlern des Aussehens und zu Festigkeitsverlusten führen. Feuchtebeständige Platten für den Einsatz im Feuchtbereich weisen normalerweise geringere Dickenquellungswerte als Standardplatten auf.

Zyklustest im Feuchtbereich (EN321) Dieser Versuch besteht aus einem beschleunigten Alterungstest mit drei Zyklen und anschließender Festigkeitsprüfung. Er wird angewendet um das zu erwartende Verhalten von MDF mit verbesserter Feuchtebeständigeit bei Belastung unter hoher Luftfeuchtigkeit von konstant 80 % oder zeitweiliger Benetzung mit Wasser zu prüfen.. Jeder der drei Zyklen umfasst die folgenden Bedingungen: a) Lagerung in Wasser bei 20°C über drei Tagen b) Gefrieren bei -12°C über einen Tages c) Trocknung bei 70 °C über einen Tages.

Verbleibende Dickenquellung und Rest-Querzugfestigkeit der Prüfkörper nach der Behandlung werden gemessen und so das Verhalten der Platten bei ungünstigen Bedingungen beschrieben.

Kochprüfung (EN1087-1)

Die Kochprüfung wird verwendet, um das Verhalten einiger Typen von feuchtebeständigen MDF-Platten und Platten für den Außenbereich bei Belastung unter hoher Luftfeuchtigkeit oder zeitweiliger Benetzung mit Wasser zu beschreiben. Bei diesem Versuch werden Prüfkörper mit Abmessungen von 50 mm x 50 mm (x Plattendicke) für zwei Stunden in kochendem Wasser gelagert und anschließend die Rest-Querzugfestigkeit bestimmt.

Dimensionsstabilität (EN 318) MDF ist im Vergleich zu Massivholz, bei dem große Verformungen quer zur Faserrichtung infolge von Änderungen des Feuchtegehalts auftreten können, ein relativ stabiles Material. Obwohl die Bewegungen der MDF-Platten gering sind, brauchen Hersteller von Möbeln und Einrichtungen Informationen über die zu erwartenden Bewegungen in Länge, Breite und Dicke, welche aufgrund von Belastungen durch Luftfeuchtigkeitsextreme auftreten, zur Einstellung ihrer Maschinentoleranzen und zur Erzielung optimaler Passungen. Die Dimensionsstabilität wird bestimmt, indem Länge, Breite und Dicke eines Prüfkörpers nach Klimatisierung bis zur Gewichtskonstanz bei 25 °C und 35 % relativer Luftfeuchte und bei 25 °C und 85 % relativer Luftfeuchte gemessen werden. Die Dimensionsstabilität wird als Summe der prozentualen Dimensionsveränderungen in jeder Plattenrichtung zwischen diesen Grenzen angegeben.

Die Untergrenze von 35 % relativer Luftfeuchte entspricht einer Gleichgewichtsholzfeuchte der MDF-Platten von ca. 6 % und damit den trockenen Bedingungen, welche in heißen Klimazonen oder Gebäuden mit Zentralheizung angetroffen werden. Die Obergrenze von 85 % relativer Luftfeuchte entspricht einer Holzfeuchte von 13 % der MDF-Platten und damit den Bedingungen bei der Lagerung in feuchten Lagerräumen oder dem Einbau von Bauteilen in Neubauten bevor die Baufeuchte aus den Baumaterialien entweichen konnte.

Sandgehalt (ISO 3340)

Die Standzeit von Sägeblättern oder Fräswerkzeugen, die zur Bearbeitung alle plattenförmigen Holzwerkstoffe eingesetzt werden verringert sich, falls werkzeugstumpfende Stoffe in den Platten vorhanden sind. Da zur Nutzug der guten Oberflächen- und Kanten(Schmalflächen-) bearbeitungseigenschaften von MDF-Platten oft umfangreiche maschinelle Bearbeitungen ausgeführt werden ist die Auswahl einer Platte mit geringem Sandgehalt wünschenswert.

Der Sandgehalt von MDF wird bestimmt, indem eine bestimmte, gewogene Plattenmenge verascht wird. Die Asche wird dann mit Säuren gewaschen, um chemische Salze zu entfernen. Der unbrennbare und nicht in Säuren lösliche Rückstand besteht aus feinen Sandpartikeln, welche die Werkzeuge abstumpfen können. MDF-Hersteller, welche ausgewähltes und meist rindenfreies Rundholz einsetzen, können durch geeignete Waschvorgänge leicht erreichen, dass der Sandgehalt ihrer Platten weit unter 0,05 % liegt.

Oberflächenabsorption (EN382) Für eine erfolgreiche Farbbeschichtung der Oberflächen aller plattenförmigen Holzwerkstoffe sollten diese glatt, stabil und wenig saugend sein. Im Gegensatz zur Oberflächenglätte kann das Absorptionsverhalten nicht visuell geprüft werden. Statt dessen wird die Plattenoberfläche eines im Winkel von 60° zur Horizontalen aufgestellten Prüfkörpers mit einem Tropfen Lösemittel betropft, wobei Toluol für das genormte Prüfverfahren vorgeschrieben ist. Anschließend wird die Länge der durch den Toluoltropfen vor vollständiger Absorption befeuchteten Plattenoberfläche gemessen. Platten mit hoher Oberflächenabsorption, angezeigt durch kurze Befeuchtungslängen, benötigen höhere Flächengewichte um befriedigende Beschichtungsergebnisse zu erzielen.

Formaldehydmessungen

Zur Messung des Formaldehydgehalts oder der Formaldehydabgabe von harnstoff-formaldehydharzgebundenen plattenförmigen Holzwerkstoffen werden viele verschiedene Verfahren verwendet. Diese Methoden können, wie folgt, in drei Gruppen aufgeteilt werden:

A. Große Prüfkammern (EN 717-1).

Saubere und formaldehydfreie Luft wird unter kontrollierten Bedingungen (typischerweise 23 °C und 45 % relative Luftfeuchte) durch eine Kammer geleitet, die eine festgelegte Menge an Platten enthält. Die Plattenoberfläche richtet sich dabei nach dem Kammervolumen, welches meist zwischen 12 m³ und 40 m³ liegt. Die Formaldehydkonzentration der die Platten umspülenden Luft wird regelmäßig gemessen, bis sich ein Gleichgewicht einstellt, d.h., die aus den Platten emittierte Formaldehydmenge ist genau so groß, wie die mit dem kontrollierten Luftstrom aus der Kammer abgeführte Formaldehydmenge. Diese Ausgleichskonzentration wird in Parts per Million (ppm) angegeben und dient dazu, das Formaldehydemssionsverhalten der geprüften Platten zu beschreiben.
Aufgrund des großen Kammervolumens und dem erheblichen Zeitaufwand bis zum Erreichen der Ausgleichskonzentration ist dieses Verfahren nicht für die werkseigene Produktionskontrolle geeignet, und von zweifelhafter Aussagefähigkeit bei der Bestimmung der Emissionen beschichteter Platten.

B. Kleinmaßstäbliche Emissionsprüfmethoden (EN 717-1, EN 717-2 and EN 717-3).

Es bestehen mehrere kleinmaßstäbliche Prüfverfahren, bei denen die Formaldehydemission von Oberflächen und Kanten (Schmalflächen) der Prüfkörper in kleinen Prüfkammern ermittelt wird. Bei einigen davon wird die Ausgleichskonzentration, angegeben in ppm, nach dem gleichen Prinzip wie in den großen Prüfkammern bestimmt. Bei anderen wird die Gesamtmenge des über einen bestimmten Zeitraum an einen kontrollierten Luftstrom abgegebenen Formaldehyds gemessen und das Ergebnis als tatsächliche Emission des Prüfkörpers pro Oberflächen- und Zeiteinheit ausgedrückt (mg/m³/Stunde). Bei einer dritten Gruppe von Prüfverfahren wird der Prüfkörper in einem abgeschlossenen Raum ohne Luftbewegung oberhalb einer Wasseroberfläche aufgehängt. In diesem Fall wird die vom Prüfkörper abgegebene und im Wasser absorbierte Formaldehydmenge gemessen. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Formaldehydemission bei feuchten Umgebungsbedingungen erheblich ansteigt, ist dieses Verfahren nur innerhalb enger Grenzen einsetzbar.

Einige dieser kleinmaßstäblichen Verfahren werden zu Zwecken der Zertifizierung und Qualitätskontrolle eingesetzt. Die meisten europäischen MDF-Hersteller verwenden jedoch das in EN 120 festgelegte Normverfahren zur Bestimmung des gesamten, aus einer Platte extrahierbaren Formaldehyds als Alternative zur Bestimmung der Formaldehydemission der Platten unter kontrollierten Bedingungen.

C. Formaldehydgehalt (EN 120)

Der gesamte extrahierbare Formaldehydgehalt von plattenförmigen Holzwerkstoffen, einschließlich MDF, wird anhand der in EN 120 festgelegten Perforatormethode ermittelt, welche in Europa weite Verbreitung gefunden hat. Dabei werden 500 g Plattenmaterial in einer speziellen Laboreinrichtung aus Glas in Toluol gekocht. Das Toluol absorbiert das in den Plattenstücken enthaltene Formaldehyd und wird anschließend in Wasser gewaschen. Die Formaldehydmenge, welche ursprünglich in der Platte enthalten war, nunmehr jedoch im Wasser in gelöster Form vorliegt, wird durch chemische Analyse unter Anwendung einer kolorimetrischen Methode bestimmt. Der Formaldehydgehalt wird in Milligramm pro 100 Gramm Plattenmasse (mg/100 g) ausgedrückt.

Die Perforatormethode wird verbreitet von den Plattenherstellern für die Qualitätsüberwachung und von unabhängigen Prüfinstituten zur Überwachung der Einhaltung bestehender Anforderungen eingesetzt.

Die Europäische Norm EN 622-1 bezeichnet Platten mit einem Formaldehydgehalt von nicht mehr als 8 mg/100 g als Klasse E 1 und Platten mit einem Formaldehydgehalt von höchstens 30mg/100g als Klasse E 2.