Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Lignin als nachwachsender Rohstoff für Anwendungen in der Elektronik, Teilvorhaben 8: Materialentwicklung und Scale-up

Anschrift
TECNARO Gesellschaft zur industriellen Anwendung nachwachsender Rohstoffe mbH
74360 Ilsfeld
Bustadt 40
Kontakt
Dr. Lars Ziegler
Tel: +49 7062 91789-02
E-Mail: lars.ziegler@tecnaro.de
FKZ
22014211
Anfang
01.01.2012
Ende
31.12.2014
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Projektes war es, die Möglichkeiten der stofflichen Nutzung von Lignin und weiteren nachwachsenden Rohstoffen auf den Elektronikbereich auszuweiten und so deren Attraktivität noch weiter zu erhöhen. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden bei Tecnaro Arbeiten zur Materialentwicklung, Compoundierung und Granulatherstellung durchgeführt. Durch das Compoundieren wurden Materialien erzeugt, die sich durch bestimmte mechanische, rheologische und thermische Eigenschaften auszeichnen, welche die Einzelkomponenten für sich alleine noch nicht in sich tragen und die sich erst durch ihre Kombination ergeben. Die Compoundentwicklung erfolgte im ständigen Dialog mit den weiterverarbeitenden Projektpartnern in der Mitte und am Ende der Wertschöpfungskette sowie auch in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IAP, welches die von Tecnaro bereitgestellten Lignine modifiziert und für die weitere Materialentwicklung zur Verfügung gestellt hat. Die von den an der Bauteilherstellung beteiligten Projektpartnern erarbeiteten Ergebnisse sind direkt bei der Compoundentwicklung im Hinblick auf das Erreichen der Projektziele eingeflossen. Die Compoundentwicklung erfolgte stets unter Berücksichtigung der Anforderungen an die herzustellenden Bauteile. Während z.B. für die Siebdruckrahmenprofile eine hohe Kriechbeständigkeit und Steifigkeit erreicht werden musste, mussten die Leiterplattenträger den thermischen Anforderungen des Lötprozesses entsprechen und sich dementsprechend durch ausreichend hohe Wärmeformbeständigkeiten auszeichnen. Darüber hinaus wurden auch Rezepturen in Bezug auf die in der Elektronikbranche geforderten Flammfestigkeit der eingesetzten Materialien entwickelt. Die an die jeweiligen Anforderungen angepassten Compounds wurden an die Universität Bayreuth und an das Fraunhofer IZM in Berlin zum Pressen bzw. zur Extrusion von Bohr-, Fräs- und Leiterplatten sowie an die Firma Hiendl GmbH zum Extrudieren von Siebdruckrahmenprofilen geliefert.
Ergebnisdarstellung
Für die Herstellung von Bohr- und Fräsplatten im Pressverfahren an der Universität Bayreuth und am Fraunhofer IZM wurden Rezepturen auf der Basis von Lignin und Holzfasern mit und ohne Zugabe von Additiven entwickelt. In diesen Rezepturen konnten Bioanteile von bis zu 100 % realisiert werden. Bei der Entwicklung von Compounds für die Herstellung von Leiterplatten im Pressverfahren wurden zusätzlich halogenfreie Flammschutzmittel eingesetzt, deren Wirksamkeit am Fraunhofer IZM nachgewiesen werden konnte, die aber zwangsläufig mit einer Verringerung des Bioanteils verbunden waren. Für die Herstellung von Bohr- Fräs- und Leiterplatten im Extrusionsprozess wurden ebenfalls Rezepturen auf der Basis von Lignin und weiteren Biopolymeren entwickelt. Im Hinblick auf die Leiterplattenherstellung wurden die entsprechenden Compounds auch im Hinblick auf eine gute Wärmeformstabilität optimiert. Bei den für die Firma Hiendl entwickelten Materialien konnten sehr hohen E-Modul-Werte erreicht werden, welche im Hinblick auf die geforderte Steifigkeit und Kriechbeständigkeit für die Siebdruckrahmenprofile angestrebt wurden. Darüber hinaus wurden Compounds hergestellt, die sich durch eine gute Schmelzestabilität bei der Profilextrusion auszeichneten. Die entsprechenden Versuche unter Einsatz der bei Tecnaro entwickelten Materialien sind bei der Firma Hiendl erfolgreich verlaufen. Es wurde schließlich ein Compound-Typus entwickelt, der sowohl den Anforderungen an die extrudierten Leiterplatten (hohe Wärmeformbeständigkeit) als auch an die extrudierten Rahmenprofile (hohe Steifigkeit) entsprach. Mit den erarbeiteten Ergebnissen wurde das Projektziel von Tecnaro erreicht.

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