Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Entwicklung von Holzfurnier-Basaltfaser-Compositen für Anwendungen im baulichen Brandschutz; Teilvorhaben 4: Verfahrensentwicklung und Entwicklung des Anlagenkonzeptes zur Fertigung von Hybridsperrholz - Akronym: HoBaCo

Anschrift
EBF Innovation GmbH
Löbtauer Str. 69
01159 Dresden
Projektleitung
Dipl.-Ing. Torsten Blum
Tel: +49 351 42291-10
E-Mail schreiben
FKZ
22004918
Anfang
01.10.2019
Ende
30.09.2022
Ergebnisverwendung
Die Prozessparameter zur Herstellung von Furnierplatten mittels vorgelagerter Prepreg-Herstellung beim Projektpartner Röchling wurden ermittelt. Dazu erfolgte die Entwicklung geeigneter Konzepte zur Bauteilherstellung unter Einbezug der technischen Möglichkeiten des Projektpartners zu einer Vorzugsvariante: "Furnierplattenherstellung mittels Prepregs". Die Vorzugsvariante besteht aus: 1. Tränken der durch DBF hergestellten Gewebe 2. mit dem durch IAP entwickeltem Harzsystems mittels Auftragswalzen 3. Trocknen der Gewebe und Herstellung von Prepregs 4. Ablängen der Prepregs in Abhängig der Größe der herzustellenden Furnierplatten 5. Einlage der Prepregs in die Furnierherstellung 6. Verpressen des Verbundes Prepreg-Furnier zu Platten Zur Überführung der Konzeptentwicklungen "Furnierplattenherstellung mittels Prepregs" entwickelten Konzepte in eine Vorzugsvariante, wurden die Varianten: - Handlaminat - Prepreg durch Prepreg-Pressen - Handlaminat-Pressen - Prepreg durch Prepreg-Pressen - Vakuum-unterstütztes Pressen auf ihre Prozesstauglichkeit hin untersucht. Die Auswertung der Prozesse im Hinblick auf ihre Serientauglichkeit ergab die oben beschriebene Vorzugsvariante. Zur sicheren und reproduzierbaren Herstellung von Demonstrator-Platten beim Projektpartner Röchling wurden die wichtigsten Prozessparameter durch labortechnische Untersuchungen bestimmt. Die Verfahrensparameter setzen sich aus Temperatur, Pressdruck und Presszeit zusammen. Hierzu wurden Probekörper erstellt und Versuchsreihen zu den jeweiligen Parametern durchgeführt. Die Qualität, der durch die Vorzugsvariante "Furnierplattenherstellung mittels Prepregs" entstanden Probekörper, wurde zusätzlich mittels geeigneter Prüfverfahren validiert. Hierbei hat sich die Validierung mittels Biegeversuch als besonders geeignet herausgestellt, da hierbei die Qualität des Haftverbunds zwischen Prepreg und Furnier direkt ermittelt werden konnte.
Aufgabenbeschreibung
ZZiel des Projektvorhabens war die Entwicklung und Optimierung eines schwer entflammbaren Hybrid-Verbundwerkstoffes aus Laubholzfurnieren und Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) für den Einsatz als Baustoff im konstruktiven Brandschutz unter Berücksichtigung einer deutlichen Reduzierung von Bauteildicken bzw. -massen, sowohl im Gebäudebau als auch im Fahrzeugbau. Die Holzfurniere sollten aus Rotbuchen- und Birkenholz bestehen, da die Substitution von Nadelholz im Fokus des Forschungsprojektes liegt. Als Verstärkung wurden textile Basaltfasergewebe verwendet, die auf Grund ihrer hervorragenden thermischen Beständigkeit bereits im Bereich des Brandschutzes zum Einsatz kommen. Als Bindemittel bzw. Matrixmaterial wurde ein anteilig biobasiertes Phenolharz weiterentwickelt. Hierzu war es notwendig eine entsprechend kompatible Faserschlichte zu entwickeln, welche eine geeignete Haftvermittlung zwischen den Basaltfasern und dem neu entwickelten biobasierten Bindemittel bzw. Matrixmaterial erzeugt. Darüber hinaus wurde sowohl der Aufbau des textilen Gewebes als auch die Faserorientierung innerhalb des Holzfurniers aus mechanischer Sicht evaluiert und bemessen. Unter Berücksichtigung der Normung wurden im Rahmen des Projekts zudem Entwicklungen in Bezug auf die Brandfestigkeit des Werkstoffes durchgeführt und diese mittels der vorgesehenen Prüfverfahren in Anlehnung an DIN 4102 (Bauwesen) und DIN EN 45545-2 (Schienenfahrzeuge) charakterisiert. Mithilfe des neuen Hybrid-Verbundwerkstoffes sollten Werkstoffe im Bereich des Brandschutzes substituiert werden (z. B. druckimprägnierte Sperrhölzer), deren Anwendung durch umweltschädliche oder gesundheitsgefährdete Inhaltsstoffe langfristig Probleme aufwirft. Im Projekt sollten hierzu ausschließlich unbedenkliche Flammschutzmittel auf Basis reaktiver, organischer Phosphor- und Borverbindungen im Bindemittel eingesetzt und die Konzentration des Imprägniermittels reduziert werden.

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