Der aktuelle Baum des Jahres, die Edel- oder Esskastanie (Castanea sativa), schien es mir wert, sie zum Gegenstand dieser ersten Kolumne ´18 zu machen.

Der Forstmann in mir ordnet diese Baumart zunächst botanisch ein: sie gehört zu den Buchengewächsen, bildet Nussfrüchte und ist nicht mit der Rosskastanie (Aesculus hippocastanum) verwandt, die zu den Seifenbaumgewächsen zählt und Kapselfrüchte hat.

Als Holzkundler und Holzschützer denke ich an ein schönes, festes und dauerhaftes Holz; das Kernholz ist nach DIN EN 350 in Klasse 2 "dauerhaft" eingestuft. Die Edelkastanie wurde bereits durch die Römer in Mitteleuropa eingeführt und findet sich vor allem in Weinbaugegenden, u. a. weil ihr Holz gern für Rebpfähle verwendet wird. Auch wenn man heute meist Metall- oder Betonpfähle findet, sind Holzpfähle im biologischen Weinbau wieder gefragt. Ein holzkundlicher Steckbrief zum Edelkastanienbaum findet sich in Heft 4/2008 unserer Fachzeitschrift holztechnologie (hier wird seit 2005 in jeder Ausgabe eine andere Holzart vorgestellt).

Abgesehen von Weinbau bieten aber auch die Früchte selbst kulinarischen Genuss. Dienten die Maronen (süddeutsch Maroni) in früheren Zeiten als Mehlersatz, werden sie heute geröstet als Nascherei angeboten, verfeinern als "Keschde" den Pfälzer Saumagen oder werden für Brotaufstriche, Desserts und zum Brauen des korsischen Pietra-Bieres verwendet. Maronen enthalten Stärke, Ballaststoffe sowie Eisen, Kalium und Vitamine. Übrigens: Maronen waren für mich früher nur die schmackhaften Waldpilze.

Auch aus ökologischer Sicht ist die Edelkastanie interessant: als mediterrane Baumart ist sie gut an trockene Bedingungen angepasst, gedeiht auch hierzulande gut und könnte künftig angesichts des Klimawandels von forstlicher Bedeutung sein.

Suchen Sie bei Ihrem nächsten Gang durch einen (ehemaligen) Weinberg oder Park einmal nach einer Edelkastanie – und gratulieren Sie ihr zum Baum des Jahres.

Herzlichst Ihr Wolfram Scheiding

Am 1. März 2018 laden das Institut für Holztechnologie Dresden (IHD) und das Entwicklungs- und Prüflabor Holztechnologie (EPH) zum 11. Fenster- und Türenkolloquium nach Dresden ein

Die Themen der Veranstaltung reichen von der Langlebigkeit von Beschichtungen auf maßhaltigen Holz-Außenbauteilen über die Einbruchhemmung von Fenster- und Türelementen in Verbindung mit hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk bis hin zu einer neuartigen Fingerschutzvorrichtung für die Verwendung an Innentüren.

Die praxisorientierte Veranstaltung richtet sich an kleine und mittelständische Unternehmen, an Vertreter der Forschung sowie an Sachverständige und bietet Raum für fachliche Diskussionen sowie die Möglichkeit zum Erfahrungsaustausch untereinander.

Sie wendet sich auch an Konstrukteure, Produktmanager und Qualitätsbeauftragte von Herstellerbetrieben, Zulieferern, Bauträgern und Architekten.

Programm und Anmeldeformular finden Sie hier.

Am 14. und 15. Dezember 2017 begrüßte das Institut für Holztechnologie Dresden (IHD) über 180 Fachleute zum 12. Holzwerkstoffkolloquium in Dresden. Zahlreiche Vertreter namhafter Holzforschungsinstitutionen sowie Industrievertreter verfolgten interessiert die insgesamt 23 Fachvorträge.

Prof. Dr. Steffen Tobisch (IHD) begrüßte die Teilnehmer erstmalig im neuen Konferenzzentrum des IHD und dankte den zahlreich erschienenen Gästen und Sponsoren, die zum Gelingen der Veranstaltung beitrugen.

Dr. Detlef Krug (IHD), der Moderator des ersten Veranstaltungstages, begann direkt mit dem Einstieg in das Thema der Veranstaltung „Grenzüberschreitungen“. Dies umfasste nicht nur den Verweis auf den gut gefüllten Veranstaltungssaal, sondern auch auf den inzwischen branchenübergreifenden Blick der Holzwerkstoffindustrie, der sowohl Technologieübergriffe in die Biotechnologie und Bionik, in die chemische Industrie als auch in die Papierindustrie erfordern kann.

Den fachlichen Teil der Vorträge eröffnete Herr Silvio Mergner von Poyry, der zum Integrationsgrad der Holzwerkstoffindustrie Europas und in Übersee referierte.

Am ersten Veranstaltungstag wurden unter anderem die neuesten Erkenntnisse zu den Themen 3D-MDF, Dünn-MDF, Herstellung von holzbasierten Werkstoffen sowie interessante Untersuchungen zum Glimmverhalten von Dämmstoffen innerhalb des vom BMEL über die FNR geförderten Forschungsverbunds „Nawaro-Dämmstoffe“ präsentiert.

Am Nachmittag des ersten Veranstaltungstages kam zum ersten Mal in der Geschichte des Holzwerkstoffkolloquiums der wissenschaftliche Nachwuchs separat zu Wort. Sieben junge Wissenschaftler stellten ihre derzeitigen Arbeiten in Kurzvorträgen vor - das Publikum durfte dann seine Favoritin bzw. seinen Favoriten wählen. Den ersten Preis erhielt Marion Frey (ETH Zürich) mit ihrem Kurzbeitrag zum Thema „Neues Materialkonzept für hochfeste Zellulose-Composite“. Der zweite bzw. dritte Platz gingen an Julius Gurr (Universität Hamburg) und Pia Solt (Kompetenzzentrum Holz, Tulln).

Der rege Erfahrungsaustausch wurde in den wie immer als zu kurz empfundenen Pausen und natürlich zur traditionellen Abendveranstaltung in historischen Gemäuern der Dresdner Altstadt gemütlich fortgesetzt.

Zu Beginn des zweiten Veranstaltungstages, der von Prof. Dr. Steffen Tobisch (Institutsleiter IHD) moderiert wurde, gab Prof. Dr. Volker Thole (Pollmeier) einen umfassenden Überblick über die Einflussfaktoren des Klebens und wies darauf hin, dass es in diesem Bereich noch Forschungspotential gibt. Auch in den Vorträgen von Dr. Stephan Weinkötz (BASF), Dr. Almut Wiltner (IHD) und Dr. Erik Herwijnen sowie Martin Riegler (Kompetenzzentrum Wood K Plus) waren Klebstoffe bzw. eigenschaftsbeeinflussende Additive das zentrale Thema.

Anschließend informierten Dr. Jörg Hasener und Dr. Vera Steckel (Fagus-Grecon Greten) über die Möglichkeit, einen VOC-Test Online zur werkseigenen Produktionskontrolle zu verwenden; Boris Zimmermann (Müller-BBM) referierte über Emissions- und Immissionsmessungen von Gerüchen aus einer Anlage der Holzwerkstoffindustrie. Frau Dr. Tretner und Herr Jörg Abraham (Romonta AG) berichteten zu neuartigen Hydrophobierungsmitteln für Holzwerkstoffe, die im Rahmen eines Forschungsprojektes des IHD getestet wurden und nun weiter optimiert werden sollen. Prof. Heiko Thömen (FH Biel) und Dr. Andreas Steffen (Siempelkamp) zeigten Wege auf, wie zukünftig selbstoptimierend Holzwerkstoffe produziert werden können. Abschließend kam auch das allgegenwärtige Thema 3D-Druck in der Präsentation von Sebastian Siwek (TU Dresden) zur Sprache.

Außerhalb des Vortragsprogramms und insbesondere zur Abendveranstaltung boten sich den Teilnehmern viele Gelegenheiten zum Gespräch und fachlichen Austausch.

Die hohe Teilnehmerzahl und die Diskussionsfreude des Auditoriums zeigten das Interesse an den präsentierten Themen und lassen den Veranstalter auf eine gelungene Veranstaltung zurückblicken. Das nächste Holzwerkstoffkolloquium ist für den 12. und 13. Dezember 2019 geplant.

Ausgangssituation und Zielstellung

In der Zementspanplatten-Industrie werden überwiegend dreischichtige zementgebundene Spanplatten (CBPB = Cement bonded Particleboard) hergestellt. Wie auch bei anderen Holzpartikelwerkstoffen werden durch die Kombination verschiedenartiger Lagen die Vorteile des Prinzips der Verbundbauweise genutzt.

Zum einen kommt es durch die intelligente Kombination der Materialien in den einzelnen Schichten zur Einsparung von Rohstoffen und somit zu einer gesteigerten Wirtschaftlichkeit, zum anderen führt ein gezielter Schichtenaufbau zur Verbesserung spezifischer Platteneigenschaften. Von besonderer Bedeutung für die Ausprägung einer Vielzahl von Eigenschaften bei Holzwerkstoffen ist das Rohdichteprofil (RDP) – d. h. die Verteilung der Rohdichte über die Plattendicke senkrecht zur Plattenebene. Bei CBPB kann mit der gezielter Steuerung des RDPs Einfluss auf u. a.:

• Biegefestigkeit,
• Querzugfestigkeit,
• Formstabilität sowie
• Oberflächengüte

genommen werden.

Ziel des Projektes war es, die signifikant auf das RDP Einfluss nehmenden Faktoren und Parameter seitens Rezeptur sowie Technologie zu ermitteln und qualitativ oder quantitativ darzustellen. Anhand der entscheidend Einfluss nehmenden Faktoren und Parameter sollte es möglich sein, gezielt CBPB mit unterschiedlichen RDP zu erzeugen.

Zusammenfassung der Ergebnisse

Die radiometrische Bestimmung des RDPs ist ein gängiges Mittel zur Qualitätskontrolle in der Holzwerkstoffindustrie. Aufgrund der im Vergleich zu organisch gebundenen Holzwerkstoffen (< 1000 kg/m³) wesentlich höheren Materialdichte von CBPB (> 1000 kg/m³) konnte bisher nicht garantiert werden, dass die gemessenen RDP derartiger Messsysteme von ausreichenden Genauigkeit sind. Zur Verifizierung der Messdaten erfolgte ein Vergleich von zwei RDP-Messgeräten mit unterschiedlicher Strahlungsquelle (Röntgenröhre, Radioisotop). Das System mit Röntgenröhre lieferte reproduzierbare Resultate im Vergleich zu einer gravimetrischen Referenz. Als Voraussetzung wurde die Durchstrahlungstiefe auf ca. die Hälfte reduziert.

Unter dieser Voraussetzung wurde die Ist-Analyse an Industrie-CBPB durchgeführt. Mit Hilfe definierter Kennwerte wurden die RDP von drei Produzenten analysiert. Dabei zeigte sich, dass die drei Produzenten unterschiedliche RDP erzeugen. Auf Basis der Kennwerte von Deckschicht (DS) und Mittelschicht (MS) konnten drei Typen (A, B, C) von RDP identifiziert werden (siehe Abbildung).

Zum besseren Verständnis der Entstehung des RDP wurde die stoffliche Zusammensetzung über den Plattenquerschnitt ermittelt. Es zeigte sich erwartungsgemäß, dass mit zunehmender Entfernung von der Plattenoberfläche zum einen der Zementanteil abnimmt, zum anderen Holz- und Wasseranteil zunehmen. Zudem konnte nachgewiesen werden, dass der Zementanteil der unteren DS höher ist als der der oberen. Damit wird eine Erklärung für die asymmetrisch ausgeprägten DS-Dichten geliefert.

Neben der Untersuchung der rohstoffbedingten RDP-Ausprägung erfolgte eine Analyse der entscheidenden technologischen Prozesse der Vliesbildung und des Verpressens. Durch die Nachbildung einer Windstreuung im Technikumsmaßstab war es möglich, Zusammenhänge zur Separierung der Zement-Span-Mischung in Abhängigkeit der Spangeometrie, des Zement/Holz- (Z/H) Wertes und der Gemischfeuchte aufzudecken. Wie zu erwarten war, legten größere Partikel einen geringeren Weg zurück als kleine. Auf Grund der größeren spezifischen Oberfläche binden kleine Partikel mehr Zement, womit sich der Z/H-Wert mit zurückgelegter Entfernung erhöht. Für die Windstreuung mit einer Zement-Span-Mischung und zwei gegenläufigen Streuköpfen lag folgende Partikelverteilung vor (RDP-Typ B):

Wurden zwei Zement-Span-Mischungen mit unterschiedlichem Z/H-Wert und Gemischfeuchten separat für DS und MS erzeugt, kam es zur Ausbildung von Dichtespitzen in der MS (RDP-Typ C):

Das Verdichtungsverhalten von CBPB wurde in einem Rohdichtebereich von 1000 bis 1300 kg/m³ für drei unterschiedliche Z/H-Werte (1,9 … 3,3) an DS- und MS-Spänen untersucht. Es wurde nachgewiesen, dass das RDP von dreischichtigen CBPB gezielt über den Pressdruck sowie den Z/H-Wert von DS und MS eingestellt werden kann.

Im Projekt wurden Untersuchungen zur Gewinnung neuartiger Polymere auf Basis von Cellulose und Lignin in Verbindung mit aus pflanzlichen Ölen gewinnbaren 1-Epoxiden vorgenommen. Die lignocellulosischen Grundbausteine stehen jährlich in großem Umfang erneuerter Menge zur Verfügung. Geeignete 1-Epoxide, wie das 1-Decen, können durch Metathese (Ethenolyse) ungesättigter Lipide, hier Ölsäureester, gewonnen werden.

Derartige monovalente Epoxide lassen sich zur Hydrophobierung entsprechend reaktiver Matrices einsetzen. Mehrvalente 1-Epoxide sind für Vernetzungsreaktionen geeignet und lassen sich u. a. durch Epoxidierung verschiedener Triglyceride gewinnen. Ein günstig gewinnbarer Ausgangsstoff hierfür ist die 10-Undecensäure, die bei der Pyrolyse von Ricinolsäureestern anfällt.

In einem ersten Abschnitt wurden Synthesereaktionen von mono- und mehrvalenten 1 Epoxiden studiert und für die Herstellung von Edukten angewendet. Die bekannte Epoxidierung mit Peressigsäure liefert 80 % bis 90 % Ausbeute bzw. Reinheit und stellt eine solide Methode dar, um auch größere Produktmengen in befriedigender Qualität zu gewinnen.

Epoxidierungen mit Wasserstoffperoxid und Katalyse durch verschiedene, in Eigensynthese gewonnene Peroxowolframate erwiesen sich als durchweg mit Nachteilen behaftet. Dies sind die in allen Fällen in nennenswertem Maß festzustellende Ringöffnung zu den 1,2-Diolen, die problematische Rückgewinnung einiger der Katalysatoren sowie die auftretenden Aktivitätsverluste bei mehrfachem Einsatz.

Eine enzymatisch katalysierte Epoxidierung mit Wasserstoffperoxid wurde weiter entwickelt und konnte bis zu einem Stoffumsatz von 99,8 % bei einer Selektivität von 100 % geführt werden. Die analytische Verfolgung der Umsetzungen von 1-Decen erfolgte per Gaschromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung (GC-MS). Eine weitere Variante mit dem Ester und freier Carbonsäure in Toluen lieferte das gewünschte dreifach epoxidierte Triglycerid der 10-Undecensäure in hoher Reinheit.

Das Studium der Umsetzungen von lignocellulosischen Substraten mit monovalenten Epoxiden erfolgte zunächst an niedermolekularen Modellsubstanzen für oxidierte Cellulose und Buchenlignin. Verwendet wurden u. a. Glucuronsäure und Guajacol in Verbindung mit 1-Epoxydecan (Abbildung 1). Verschiedene tertiäre Amine und Phosphine wurden hinsichtlich katalytischer Aktivität untersucht, die besten Ergebnisse mit Benzyldimethylamin und Triphenylphosphin erhalten. Bei anschließenden kinetischen Untersuchungen wurden diese Katalysatoren kombiniert mit mehreren Lösemitteln untersucht, die auch für die polymeren Edukte Lignin und Polyglucuronsäure geeignet sind.

Die Gewinnung reiner Polyglucuronsäure aus Cellulose mit Hilfe der katalytischen TEMPO-Oxidation gelingt auch bei intensiver Voraktivierung sowie alkalischer Quellung nicht ohne Abtrennung nur teilweise oxidierter und damit nicht verwendbarer, da unlöslicher Anteile. Zur Herstellung der freien Säureform aus gereinigtem Polyglucuronat wurde eine quantitative Methode über Metallsalzfällungen und Rückkomplexierung erarbeitet.

Polymeranaloge Umsetzungen mit Polyglucuronsäure lassen sich nur in stark polaren Lösemitteln wie Dimethylsulfoxid (DMSO) realisieren. Eine durch Reaktion mit mehrvalenten Epoxiden forcierte, lösemittelfreie Synthese höher vernetzter Produkte mit günstigen mechanischen Eigenschaften gelang bislang jedoch noch nicht.

Umsetzungen mono- und mehrvalenter Epoxide mit einem vollständig in organischen Lösemitteln löslichen Organosolv-Lignin (Buche) erfordern wesentlich drastischere Bedingungen als bei den Modellverbindungen. Hier greifen die sterisch ungünstigen Verhältnisse im Netzwerkpolymer Lignin, das eine schlechte Zugänglichkeit für die Epoxide und die Amin- und Phosphin-Katalysatoren bedingt. Bei Temperaturen zwischen 200 °C und 250 °C lassen sich Umsetzungen erzwingen, was mittels dynamischer Differenzkalorimetrie (DDK) unter Verwendung druckdichter Tiegel verfolgt wurde. Die Produkte sind ausgesprochen dunkel gefärbt und bilden bei Synthese auf Glas fest haftende, harte aber spröde Filme. Die Pendelhärte nach König wurde zu 240 Sekunden bestimmt.

Verbesserungen der Reaktivitäten von Lignin konnten durch dessen elektrophile Substitution an den aromatischen Resten erreicht werden. Nebenreaktionen lassen sich durch Schutz der OH-Gruppen realisieren bzw. ausnutzen, sofern hierbei reaktive Gruppen für die Addition von Epoxiden generiert werden, was bei Oxidationen gegeben ist. Die Funktionalisierung der aromatischen Reste führt zu zusätzlichen Eigenschaften der resultierenden Polymere.

Zusätzlich wurden Untersuchungen zur Verwendung mehrfunktionaler Epoxide sowie von Koppelprodukten auf lignocellulosischer Basis in Beschichtungs- und Vergütungssystemen für Vollholz vorgenommen. Nach Auspolymerisation resultierten teils sehr günstige Oberflächeneigenschaften (z. B. Pendelhärte bei 140 Sekunden). Nach einer Freibewitterung von nunmehr 2 Jahren unter Gebirgsklima sind einige der generierten Oberflächen und auch das damit beschichtete Holz noch immer intakt.

Abb: Umsetzung von 1-Epoxydecan mit Guajacol und D-Glucuronsäure als Modellreaktionen für polymeranaloge Derivatisierung von Buchenlignin sowie aus Cellulose gewonnener Poly-D-Glucuronsäure

Das Entwicklungs- und Prüflabor Holztechnologie GmbH (EPH) ist nunmehr offiziell als Überwachungsstelle für das SCS-Zertifizierungsprogramm „FloorScore“ anerkannt.

Ein entsprechender Vertrag wurde am 13. Dezember 2017 unterzeichnet. Für europäische Hersteller von Fußböden, die eine freiwillige FloorScore-Zertifizierung anstreben, steht somit die Tür für die Überwachung durch das EPH offen. Die langjährige Erfahrung des EPH auf dem Gebiet der weltweiten Überwachung von Fußbodenherstellern und deren Produkten war ein überzeugendes Argument für die Anerkennung als Überwachungsstelle. Nach der Anerkennung des EPH als Überwachungsstelle für das „CARB/EPA“-Zertifizierungsprogramm für Formaldehydemission aus Holzwerkstoffen durch die amerikanische Umweltschutzbehörde (EPA) ist dies die zweite amerikanische Anerkennung als Überwachungsstelle in diesem Jahr und stellt eine wesentliche Erweiterung des EPH-Leistungsspektrums dar.

Die EPH GmbH ist gemeinsam mit dem TFI Aachen Überwachungs- und Prüfstelle für das unabhängige Label für das Emissionsverhalten und die Qualitätseigenschaften von Produkten für den Innenraum.

Bisher wurde dieses Label für ca. 80 Produktgruppen durch die Zertifizierungsstelle des TÜV Hessen vergeben. Zum 1. Februar 2018 trat die Version 1.1 der Vergabekriterien in Kraft. Version 1.1 beinhaltet neben neuen Anforderungen zum Nachweis der Erfüllung der Anforderungen an den Gesundheitsschutz (ABG) der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) zukünftig auch Emissions- und Qualitätsanforderungen an Sportfußbodenaufbauten. Für diese Aufbauten wird das Label meist objektbezogen vergeben, nachdem die Gebrauchstauglichkeit vor Ort nachgewiesen wurde.

• 1. März 2018 · Dresden · 11. Fenster- und Türenkolloquium · IHD-Fachveranstaltung
• 3. - 4. Mai 2018 · Dresden · 10. Europäischer TMT-Workshop · IHD-Fachveranstaltung
• 13. - 14. Juni 2018 · Chemnitz · 4. Interdisziplinäres Fahrzeugkolloquium · IHD-Fachveranstaltung
• 15. - 16. November 2018 · Dresden · 4. Holzanatomisches Kolloquium · IHD-Fachveranstaltung

Das Entwicklungs- und Prüflabor Holztechnologie GmbH (EPH) führt am 26. und 27. Oktober 2017 in Dresden die 4. EPH-Servicetage für Kunden und interessierte Unternehmen durch. Außerdem finden die Feierlichkeiten zum 25-jährigen Firmenbestehen der EPH statt.

Das Programm zu den 4. EPH-Servicetagen beinhaltet neben einem Überblick über das Leistungsspektrum hinsichtlich Prüfen, Überwachen und Zertifizieren aktuelle oder geplante Änderungen bei nationalen und internationalen Gesetzen, Normen und technischen Regelungen. Dabei stehen Bauprodukte, Bauelemente, Bodenbeläge, Holzwerkstoffe, Möbel, Schadensanalysen und Managementsysteme im Fokus.

Rundgänge in den Laborbereichen bieten die Möglichkeit, Prüfungen in der Praxis unmittelbar zu erleben und Schadensanalysen zu diskutieren. Ferner werden Workshops zum Umwelt- und Qualitätsmanagementsystem nach der aktuellen Normung durchgeführt.

Das vollständige Programm sowie weitere Hinweise zur Veranstaltung finden Sie auf der Website des EPH unter https://www.eph-dresden.de/de/aktuelles/.

Das Institut für Holztechnologie Dresden (IHD) lädt am 9. und 10. November 2017 zum 11. Fußbodenkolloquium nach Dresden ein. Das aus 13 interessanten Fachbeiträgen bestehende Vortragsprogramm wurde jetzt veröffentlicht. 

Im Fokus dieser praxisorientierten Fachtagung stehen fußbodenrelevante Qualitäts- und Umwelteigenschaften, gesetzliche Anforderungen sowie Technologien zur Oberflächengestaltung von Holz-, mehrschichtigen modularen, elastischen und Laminatfußböden sowie Eigenschaften von Unterlagsmaterialien für diese Beläge. Vorgestellt und diskutiert werden Erkenntnisse und Erfahrungen aus Forschung, Entwicklung und aus der Industrie. Das ausführliche Programm, weitere Informationen sowie die Anmeldeunterlagen finden Sie hier.

Unerklärlich und ärgerlich obendrein: Das Furnier löst sich, Flecken auf der Tür, Risse im Bodenbelag oder der Eindruck, das Möbelstück hat nicht so lange gehalten wie gedacht… In diesen Fällen ist sowohl für den Endkunden als auch für den Hersteller die Ursachenfindung von primärem Interesse. Schließlich geht es um Kundenzufriedenheit und nicht selten um drohende finanzielle Verluste durch Reklamationen oder Fehler in der Produktion.

In diesem Fall bietet der Bereich für Schadensanalytik am IHD problembezogen verschiedene Möglichkeiten zur Ursachenforschung an. Hierzu zählen unter anderem die mikroskopische und rasterelektronenmikroskopische Analyse zur Überprüfung von Substrataufbau und Fehlstellenlokalisierung, die Elementanalyse auf verschiedenen Wegen – je nach Element und Verunreinigungsgrad – mittels Elementaranalyse, ICP-OES oder rasterelektronenmikroskopischer EDX-Analyse (ortsaufgelöst). Auch die Analyse der chemischen Zusammensetzung von komplexen Stoffgemischen wie Farben oder auch von Einzelsubsubstanzen ist mittels Infrarotspektroskopie oder Gas- und Flüssigchromatographie (GC-MS, HPLC) möglich. In Abhängigkeit der Fragestellung kommen neben der chemischen Analytik auch klassische Normprüfungen wie z. B. Abhebefestigkeit, Gitterschnitt und Klimabeständigkeit oder physikalische Methoden wie Mikrohärte- oder Kontaktwinkelmessung zum Einsatz, um der Schadensursache auf die Spur zu kommen und somit eine Bewertung von Aufbau, Oberfläche oder Verklebung zu ermöglichen. Die hier genannten Prüfverfahren bilden dabei nur eine Auswahl der Möglichkeiten und werden je nach Fragestellung in Absprache mit dem Kunden selektriert.

Abbildung: Rasterelektronenmikroskopische Querschnittsaufnahme einer Blasenbildung zwischen einem Melaminharzoverlay und dem darunterliegenden Trägerpapier

Jeder kennt es, wenn Dinge nicht so funktionieren, wie man es erwartet, wenn man sich an die Benutzung gewöhnen oder diese sogar erlernen muss. Aber jeder kennt auch die Begeisterung, wenn Dinge leichter und besser gehen als erwartet, weil ein Produkt benutzerfreundlich ist. Die Qualität der Interaktion von Benutzer und Produkt wird vorrangig davon beeinflusst, wie gut das Produkt an die Anforderungen des Benutzers angepasst ist. Der Benutzer sollte sich nicht an das Produkt anpassen müssen. Die Schwierigkeit bei der Produktentwicklung liegt darin, die unterschiedlichen Eigenschaften, Fähigkeiten, Ziele und Wünsche der zukünftigen Benutzer sowie den Kontext, in dem die Benutzung stattfindet, zu kennen.

Das USEability LAB ist ein neu gegründeter Arbeitsbereich im Institut für Holztechnologie Dresden (IHD). Seit 2009 beschäftigt sich das Ressort Möbel und Innenausbau intensiv mit der benutzerorientierten Produktentwicklung. Ausgangspunkt für die Fragestellungen rund um benutzerfreundliche Produkte und Umgebungen sind Möbel und die Innenraumgestaltung. Durch den Arbeitsschwerpunkt Universal Design und die Auseinandersetzung mit Produkten und Umgebungen für Menschen mit Kompetenzeinschränkungen, fokussierte sich die Arbeit immer stärker auf die Benutzbarkeit von Produkten aus dem alltäglichen Leben und mit welchen Methoden die Kriterien dafür ermittelt werden können.

Die Mitarbeiter des USEability LABs forschen auf dem Gebiet der benutzerorientierten Produktentwicklung und der Entwicklung sowie Weiterentwicklung von Methoden zur Erfassung von Benutzeranforderungen. Basierend auf diesem Wissen begleitet das USEability LAB Entwicklungsprozesse beratend und bietet eine zertifizierte Bewertung von Produkten hinsichtlich ihrer Benutzerfreundlichkeit an.

Die Webseite des USEability LABs ist seit dem 1. September 2017 unter www.useabilitylab.de erreichbar.

Für die Oberflächenbehandlung von Holzfußböden existieren viele Verfahren und Produkte. Unter anderem stellen die mit Öl/Wachs-Systemen behandelten Holzoberflächen ein wachsendes Segment auf dem Markt dar. Sie sind besonders umweltfreundlich, da natürliche Öle und Wachse zum Einsatz kommen. Leider gibt es für diese Systeme heute noch keine klare Klassifizierung. Dazu mangelt es an einheitlichen Prüfmethoden und Klassifikationsschemata, insbesondere für die nicht filmbildenden Oberflächenbehandlungen wie Öl/Wachs-Systeme. Einige bestehende Prüfverfahren, wie Kratzfestigkeit, Abrieb oder chemische Beständigkeit, sind für diese Systeme auch nicht geeignet.

Ein weiteres großes Thema ist die Verklebungsqualität von Mehrschichtparkett. Der Trend zu Niedrigenergie- oder Passivhäusern und Fußbodenheizungen stellt eine große Herausforderung für Parkettböden dar, da häufig Situationen mit sehr niedriger Luftfeuchtigkeit auftreten, die Belastung der Fußbodenelemente, z. B. Delaminierung, hervorrufen. Auch die Verwendung von Parkett in öffentlichen Gebäuden ist durch deren starke Beanspruchung eine Herausforderung. Eine Beurteilungsmethode für diese Einbausituationen unter normalen Klimabedingungen in Europa existiert derzeit nicht.

Das Ziel des Projektes war es, eine Grundlage für die europäische Normung in Bezug auf Oberflächenqualität, Klimabeständigkeit und Verklebungsqualität von Holzböden zu erstellen, um europäische Firmen im globalen Wettbewerb zu stärken. Im Rahmen des Projektes wurde ebenfalls untersucht, welche Parameter besonders starken Einfluss auf die Dimensionsstabilität von mehrschichtigen Parkettelementen haben. Zusätzlich wurden FEM-Simulationen zur Bewertung des Einflusses von Parkettaufbauten auf die Dimensionsstabilität durchgeführt. Die entwickelten Modelle erlauben ebenfalls gezielte Parameterstudien.

Folgende Prüfverfahren wurden im Rahmen von EUROPARQUET entwickelt: Oberflächenqualität:

• Prüfmethode und Klassifizierung von Fleckenbeständigkeit (IHD Werknorm IHD-W-481/HFA Standard Operating Procedure HFA AA O 129)
• Prüfmethode zur Bestimmung der Verschmutzungsneigung (Abbildung 1, IHD-W-477/HFA AA O 130) 
• Prüfung des Verhaltens beim Nassabrieb (Abbildung 2, IHD-W-480/HFA AA O 128)

Verklebungsqualität:

• Methode zur Prüfung der Decklagenverklebung von Mehrschichtparkett im Delaminierungsversuch (IHD-W-482/HFA AA B 214)

Dimensionsstabilität:

• Stresstest an kleinformatigen Proben (IHD-W-478/HFA AA B 215)
• Prüfmethode für große Testflächen (3 m x 2 m) mit guter Differenzierbarkeit und Wiederholbarkeit

Alle entwickelten Prüfmethoden zeigen gute Korrelation zum realen Verhalten, welches in Feldversuchen an drei Standorten überprüft wurde (Abbildung 3) und wurden in Ringversuchen validiert. Die Projektergebnisse dienen als Grundlage für einheitliche Verfahren zur Qualitätsbeurteilung von Parkettböden in Europa und werden in die europäische Normung eingebracht. Sowohl die genannten Werknormen als auch der technische Abschlussbericht können über IHD und HFA in bezogen werden (Deutsche und Englische Fassungen vorhanden).

Abbildung: Prinzip der Prüfung der Verschmutzungsneigung

Ausgangssituation und Zielstellung

Stürze im Alter können zu einer langwierigen Behandlung mit zum Teil irreparablen Folgeerscheinungen wie Gang- und Tritt-Unsicherheit mit dem erhöhten Risiko eines erneuten Sturzes, aber auch direkt oder indirekt zur Mortalität führen. Bisherige Ansätze lagen einerseits in der Verminderung bzw. Beseitigung der Sturzursachen u. a. durch bauliche oder gestalterische Maßnahmen sowie in der Schulung von Bewegungskompetenzen.

Andererseits wurden Produkte entwickelt, die die Folgen von Stürzen minimieren sollten und mittels Protektoren die Verteilung bzw. Absorption der Sturzenergie ermöglichen. Da diese beiden Ansätze auf Grund baulicher Gegebenheiten bzw. einer unzureichenden Akzeptanz nur bedingt Erfolge verbuchen können, verfolgte das IHD einen neuen Ansatz. Ziel war, die kinetische Energie eines Sturzes effektiv in den Fußboden abzuleiten, so dass diese in einem für den Stürzenden günstigen zeitlichen Verlauf dissipieren kann.

Dieser Zielstellung sind folgende Schwerpunkte zugeordnet:

• Entwicklung eines Fallprüfers zur zeitlich aufgelösten Messung von Beschleunigungen beim Sturz Entwicklung von Simulationsmethoden für die Charakterisierung des Aufpralls
• Nachweis des Einflusses von Aufbau und verwendeten Fußbodenmaterialien auf den Beschleunigungs-Zeit-Verlauf bei einem Aufprall
• Ableitung eines Verletzungskriteriums  

Ergebnisse

Die Konstruktion sowie technische Umsetzung des Fallprüfers erfolgte durch einen externen Auftragnehmer nach Vorgaben des IHD. Zentrale Forderungen waren u. a.:

• Variationsmöglichkeiten für Fallgewicht sowie Federungs- und Dämpfungseigenschaften des Fallprüfers
• Installation von Beschleunigungssensoren sowohl im starren Teil des Fallprüfers mit Aufschlagskalotte als auch im beweglichen Teil, welcher einer Dämpfung und einer Federung unterliegt
• Gesamtgewicht < 15 kg für den mobilen Einsatz

Zur Simulation des labortechnischen Fallversuches wurden FEM-Modelle entwickelt, die das Fallen des Fallkörpers mit Beschleunigungssensor auf jeweils verschiedene Materialien simulieren können. Die Simulation des Fallkörpers dient der Berechnung und der Analyse der Beschleunigungs-Zeit-Verläufe bei unterschiedlichen Fallgewichten, Fallhöhen, unterschiedlicher Elastizität und Dicke der Fußbodenmaterialien sowie dem Vergleich mit den gemessenen Verläufen. Dabei konnten die in einem Prüfkörper (Fallkörper oder Stahlkugel) auftretenden Beschleunigungen im zeitlichen Verlauf hochaufgelöst (0,01 ms) und oszillationsfrei berechnet werden. Zur Verifizierung des Modells wurden die Material-Elastizitätswerte bestimmt und im Materialmodell abgebildet. Die Simulationen des Beschleunigungs-Zeit-Verlaufs von einem 5 kg-Fallköper aus 100 mm Höhe wurde durch Anpassungen im Materialmodell mit dem gemessenen Verlauf abgeglichen. Im Simulationsmodell wurden anschließend Fallgewicht sowie Fallhöhe gemäß den durchgeführten Versuchen variiert (vgl. Abbildung 1).

Bei Untersuchungen zum Einfluss der Lage einer bestimmten Schicht innerhalb des Lagenaufbaus des Fußbodens auf den Beschleunigungs-Zeit-Verlauf zeigte sich, dass nicht nur die Steifigkeit, sondern auch die durch die Querkontraktionszahl charakterisierte Kompressibilität eines Materials einen Einfluss auf den Beschleunigungs-Zeit-Verlauf haben. So muss ein stark kompressibles Material wie Kork, das im Gegensatz zum inkompressiblen Material Gummi bei Kompression keine Querdehnung aufweist, beim Aufprallvorgang nicht seitlich ausweichen. Daraus resultieren für kompressible Materialien geringere Werte der Maximalbeschleunigungen beim Auftreffen des Fallprüfkörpers.

Als weiterer bedeutender Parameter der FEM-Modelle wurde die Dämpfung des eingesetzten Materials herausgearbeitet. Hierzu wurden Untersuchungen des Zusammenhangs der Rayleigh-Dämpfung, dem Fallgewicht und der Rücksprunghöhe des Fallkörpers und der Stahlkugel durchgeführt. Eine starke Materialdämpfung äußerte sich dabei in einer geringen Rücksprunghöhe, führt jedoch zu deutlich höheren maximalen Beschleunigungswerten und einer steileren Anstiegsflanke im Zeitverlauf der Bremsbeschleunigungen.

Das Wesen eines Verletzungskriteriums besteht in der Formulierung eines Grenzwertes, ab welchem mit einer bestimmten Verletzung (z. B. Fraktur) gerechnet werden kann. Hierzu wurde die Geometrie eines SAWBONES®-Femurmodells genutzt, da dieses Modell die relevante Körperregion für eine möglichst realistische Risikoeinschätzung gut approximiert. Die äußeren, mechanischen Einflussgrößen (Maximalspannung, Kontaktzeit) wurden mit einem Verletzungsrisiko verknüpft. Zur Beurteilung des Verletzungszustandes des Knochens lagen maximale Vergleichsspannungswerte vor. Um das Vorliegen einer Fraktur zu erkennen, konnten die berechneten Vergleichsspannungen mit der Druckfestigkeit verglichen werden. Auf der Grundlage des Factor of Risk nach Hayes wurde diese Bewertungsform weiterentwickelt.

Der Factor of Risk ließ sich für alle berechneten Vergleichsspannungen in Abhängigkeit von der Sturzcharakteristik (Gauß-Verteilung, Dreieck- bzw. Plateau-Charakter des Beschleunigungs-Zeit-Verlaufes) und der Systemdämpfung (Beta) bestimmen (Tabelle 1). Die Simulationen der Stürze auf Böden mit verschiedenen Dämpfungswerten ergab in allen Fällen Belastungen, die ein hohes Risiko (φ > 0,5) einer Fraktur darstellten.

Abbildung: Ergebnisse von Simulationen und Messungen des Beschleunigungs-Zeit-Verlaufs beim Sturz - Beispiel eines Korkfußbodens

Das IDK ist eine unabhängige arbeitende Forschungseinrichtung auf der Grundlage eines gemeinnützigen Vereins, die im Jahr 2016 auf eine 20 jährige erfolgreiche Arbeit zurückblicken kann.

1991 wurden an den Landesämtern für Denkmalpflege in Sachsen und Sachsen-Anhalt im Rahmen eines vom Bundesministerium für Forschung und Technologie geförderten Forschungsprojektes zu Steinzerfall und -konservierung an Denkmalen aus Naturstein Arbeitsgruppen gebildet, die vielfältige wissenschaftliche Untersuchungen auf dem Gebiet der Denkmalpflege durchführen. Zur Sicherung und Weiterentwicklung der so gebildeten Fachkompetenz in Sachsen und Sachsen-Anhalt wurde auf Initiative der beiden Länder daraus am 27. Februar 1996 das IDK als eingetragener Verein gegründet.

Zweck dieses Vereines ist die praxisbezogene wissenschaftliche Tätigkeit im Dienst der Denkmalpflege und Restaurierung sowohl durch eigene Untersuchungen als auch durch die Koordination naturwissenschaftlicher Forschungen zur Erhaltung von Kulturdenkmalen. In einem eigenen Labor mit verschiedenen technischen und analytischen Möglichkeiten können vielfältige Untersuchungen ausgeführt werden. Ergänzend bestehen enge Kooperationen mit anderen Wissenschafts- und Hochschuleinrichtungen.

Das IDK berät und unterstützt in diesem Zusammenhang die Denkmalfachbehörden, Vereinsmitglieder und Denkmaleigentümer und übernimmt die fachliche Betreuung ausgewählter Projekte. Dabei arbeitet es eng mit den Landesämtern für Denkmalpflege in Sachsen und Sachsen-Anhalt sowie mit Institutionen und gemeinnützigen Trägern, die ähnliche Ziele verfolgen, zusammen. In Sachsen und Sachsen-Anhalt ist jeweils eine Arbeitsstelle des IDK eingerichtet, in der erfahrene und spezialisierte Natur- und Ingenieurwissenschaftler Beratungen zu naturwissenschaftlichen und ingenieurtechnischen Fragen zum Erhalt von Kulturgütern ermöglichen und Projekte in der angewandten Forschung im Bereich der Denkmalpflege koordinieren, betreuen, begleiten und selbst durchführen.

Das IDK verfügt über eine den Aufgaben angepasste technische Ausrüstung, die viele Untersuchungen gleich vor Ort ermöglichen. An der Arbeitsstelle in Halle betreibt das IDK ein Labor mit verschiedenen technischen und analytischen Möglichkeiten. Kooperationen mit anderen wissenschaftlichen Institutionen runden das Spektrum an Untersuchungsmethoden ab.

Das IDK führt ausschließlich Leistungen im Bereich der Denkmalpflege aus. Die Hauptkompetenzen liegen dabei auf den Gebieten Naturstein, Mauerwerk, Putze/Mörtel, und Bauklimatik. Die Leistungen können in folgenden Arbeitsschwerpunkten zusammengefasst werden:

• Koordination und Durchführung von naturwissenschaftlichen Forschungsprojekten zum Erhalt von Kulturdenkmalen
• Fachwissenschaftliche Beratung für die Entwicklung, Planung und Ausführung von Instandsetzungs- und Restaurierungskonzepten
• Aufbereitung und Umsetzung neuer naturwissenschaftlicher Erkenntnisse und Methoden für die denkmalpflegerische Praxis
• Objektübergreifende Auswertung und Zusammenführung von Ergebnissen zur Gewinnung verallgemeinerungsfähiger wissenschaftlicher Erkenntnisse
• Durchführung von Quellen- und Archivrecherchen
• Ausführung naturwissenschaftlicher Untersuchungsleistungen zu ingenieurtechnischen und restauratorischen Fragestellungen

Einer der Schwerpunkte der Arbeit des IDK war von Anfang an die Bearbeitung länger angelegter Untersuchungs- und Forschungsvorhaben. Die Annäherung an die unterschiedlichen Problemstellungen folgt stets einem interdisziplinären Ansatz. Das spiegelt sich auch in der großen Palette wissenschaftlich anerkannter Institutionen und Fachleute wider, die langjährige Kooperationspartner des IDK waren und sind. Bei den verschiedenen Forschungs- und Untersuchungsprojekten geht es häufig um die Weiterentwicklung wissenschaftlicher und restaurierungspraktischer Erkenntnisse. Auch die Berücksichtigung von Erfahrungen flankierender Fachdisziplinen im Denkmalschutz gehört zu den erklärten Aufgaben des IDK, um perspektivisch eine noch bessere Sicherung von Denkmalobjekten, beispielsweise vor dem Hintergrund des Klimawandels, zu erwirken.

Mit dem IHD kann das IDK auf eine mehrjährige gute Zusammenarbeit zurückblicken, die jüngst im noch laufenden Projekt bei der AiF-Forschungsvereinigung mit dem Thema „Entwicklung von vorbeugenden Maßnahmen gegen Schimmelpilzbefall in Orgeln“ mündete. Dieses gemeinsame Forschungsprojekt, als dritter Partner ist die Universität Stuttgart, Institut für Gebäudeenergetik (IGE) eingebunden, hat das Ziel Lösungsansätze für die immer stärker werdenden Schimmelpilzerscheinungen in historischen Orgeln aufzuzeigen.

Das IDK hofft auf eine weiterhin gute und partnerschaftliche Zusammenarbeit mit dem IHD und deren kompetenten Kollegen.

• 26. - 27. Oktober 2017 · Dresden · EPH-Servicetage · EPH-Fachveranstaltung
• 26. Oktober 2017· IHK Chemnitz · Sächsischer Innovationstag · Fachveranstaltung
• 9. - 10. November 2017 · Dresden · 11. Fußbodenkolloquium · IHD-Fachveranstaltung
• 14. - 15. Dezember 2017 · Dresden · 12. Holzwerkstoffkolloquium · IHD-Fachveranstaltung
• 1. März 2018 · Dresden · 11. Fenster- und Türenkolloquium · IHD-Fachveranstaltung
• 3. - 4. Mai 2018 · Dresden · 10. Europäischer TMT-Workshop · IHD-Fachveranstaltung

Das Institut für Holztechnologie Dresden (IHD) eröffnete am 4. Mai 2017 feierlich sein neues Konferenzzentrum am Zelleschen Weg. Knapp 100 Gäste aus Politik, Ministerien, Wirtschaft und Wissenschaft sowie zahlreiche Institutsmitarbeiter folgten den Grußworten von Staatsminister Martin Dulig (Sächsischer Staatsminister für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr), Dr. Ole Janssen (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie) sowie Detlef Sittel (Erster Bürgermeister der Stadt Dresden) und Dr. Ralf Bauer (Präsident der Zuse-Gemeinschaft).

„Sachsen verfügt über eine exzellente Forschungslandschaft und setzt seit Jahren sehr erfolgreich auf den Technologietransfer zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. Gemeinnützige Forschungseinrichtungen wie das Institut für Holztechnologie Dresden sind gefragte Partner und Impulsgeber für innovative Unternehmen.“ betonte Staatsminister Martin Dulig in seiner Rede.

Als Forschungsinstitut lädt das IHD regelmäßig zu nationalen und internationalen Fachtagungen ein, um die in Forschungsprojekten gewonnenen Erkenntnisse mit interessierten Vertretern aus Wissenschaft und Wirtschaft zu teilen und den wissenschaftlichen Austausch aktiv zu fördern.

Der Neubau des Konferenzzentrums kombiniert neue Holzbau-Technologie mit moderner zeitgemäßer Architektur. Reiter Architekten BDA aus Dresden entwarfen einen Vortragssaal, der ideale Bedingungen für Konferenzen und Vorträge bietet und in dem die warme Ausstrahlung des Holzes dominiert. Vier normale Fichtenbretter sind kreuzweise in Rautenform übereinander genagelt und gemeinsam mit den in der Wärmedämmebene liegenden Leimholzbindern überspannt dieses Brettstapelgewölbe 13 Meter Raumbreite. Vom Fußboden beginnend wurden die Bretter vor Ort über eine Holzschalung gebogen und mit Rillennägeln miteinander in der Lage arretiert. Einmal vernagelt, können sich die Bretter nicht mehr untereinander verschieben und bilden somit eine stabile Gewölbeschale.

Der Vortragssaal am Zelleschen Weg 24 hat nur Fenster nach Norden, so dass kein Streiflicht die Sichtqualität auf die große Plasma-Bildschirmwand beeinflusst und keine Verdunklung benötigt wird. Tageslicht kann immer den Raum erhellen. In den Abendstunden erstrahlt das Gewölbe im indirekten Licht der LED-Beleuchtung.

Das Gebäude beweist, dass moderner Holzbau zukunftsweisend ist und zeigt viele Möglichkeiten auf, Holz als nachhaltigen Werkstoff zu verwenden. Überall im Gebäude begegnet man dem Material Holz: Massivholz-Konstruktion für Wände und Decken im Foyer, Parkett und Terrassenbeläge, Akustikelemente und Innentüren.

Das Niedrigstenergiegebäude zeichnet sich durch eine sehr gute Dämmung (38 cm Einblasdämmung), Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung und Dreischeibenverglasung aus, sorgt für geringste Heiz- und Betriebskosten und garantiert auch im Sommer angenehm kühle Raumtemperaturen. Das IHD erprobt am Gebäude neu entwickelte Materialien und Technologien.

Die Holzterrasse wird als Testfläche für das aktuelle F&E-Projekt KLARDECK (M216000) genutzt. In dem Projekt beschäftigen sich die Forscher des IHD mit der Entwicklung nicht-biozider Oberflächenvergütungen auf Silikonbasis zum Schutz von Holz vor mikrobiellen Verfärbungen.
Der Fußboden wurde mit einer in einem ZIM-Projekt mit der Fa. Loba entwickelten Technologie zur Vor-Ort-Versiegelung von schnellhärtenden UV-Lacken, die für höchste Ansprüche in Veranstaltungsgebäuden geeignet sind, beschichtet. Das Konferenzzentrum stellt eine gelungene Synthese von Holz und Architektur dar. Das IHD wird hier zukünftig seine neuesten Industrieforschungsergebnisse vorstellen. Der Saal steht Interessierten auch zur Vermietung zur Verfügung und garantiert eine gute Atmosphäre.

„Wir freuen uns, unsere Gäste und Partner zukünftig in einem so modernen und einzigartigen Bau zu begrüßen, die so geschaffene Kommunikationsplattform getreu dem Motto „Forschung die ankommt“ für den wissenschaftlichen Austausch der Branche zu nutzen und damit wissenschaftliche Ergebnisse in wirtschaftliche Erfolge umzusetzen,“ so Institutsleiter Prof. Dr. Steffen Tobisch.

Wir danken allen Unterstützern: Ideal Standard GmbH, Eternit AG, Holzbodenwerk Krottenthaler GmbH & Co. KG, Holz Schiller GmbH, Enno Roggemann GmbH & Co. KG, Rentsch Holzhandels-GmbH, Loba GmbH & Co. KG, der Sächsischen Aufbaubank und dem Sächsischen Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr.

Aus einem Kreis hochrangiger Anträge vergab der Trägerverein des Instituts für Holztechnologie Dresden im Rahmen der Veranstaltungen aus Anlass seines 25-jährigen Bestehens den Innovationspreis 2017 an eine Arbeit zur Entwicklung eines Verbinderbeschlags zur werkzeuglosen Montage (WeMo) von Möbeln für den gewerblichen Bereich.

Tony Gauser, Linda Geißler und Matthias Weinert (IHD) entwickelten in einem durch das BMWi geförderten Projekt einen Verbinderbeschlag, der eine sichere, fehlertolerante werkzeuglose Montage von Möbelbauteilen sowohl für den Wohn- als auch für den Nichtwohnbereich ermöglicht. Der bereits durch ein Patent geschützte Beschlag ist preiswert im Spritzgussverfahren herstellbar und besteht aus Klappbolzen, Beschlagbett und Hülse. Die besondere Herausforderung des Erzeugens einer Vorspannung zur Absicherung einer ausreichenden Stabilität wurde derart erreicht, dass das Möbelelement mit der eingebrachten Hülse auf den Bolzen gesteckt wird, der in einer geneigten Schiene gelagert ist. Ein wesentlicher Vorteil der durch ein Verschieben der Möbelelemente (Verriegeln des Beschlags) erzeugten Vorspannung besteht in der späteren dynamischen Belastbarkeit der Konstruktion.

Dieser gegenüber anderen werkzeuglosen Verbindern einmalige Beschlag ist derart ausgelegt, dass geometriebedingt nur vollständig und nicht falsch montiert wird. Bei Fehlbedienung erfolgt eine Blockierung, die ein weiteres Vorgehen verhindert. Alle Beschlagsteile werden ab Werk in die zu montierenden Bauteile ohne Spezialwerkzeug mit einer Einpressvorrichtung appliziert. Für das Einbringen des Beschlages werden je Beschlag eine Fräsung/Bohrreihe in die Breitfläche und eine Bohrung in der Schmalfläche benötigt. Mit der Einpressung des Beschlags sind alle offenen Flächen, die ein späteres Eindringen von Feuchtigkeit in den Plattenwerkstoff begünstigen, verschlossen. Die Benutzung des Beschlages ist bei Montage bzw. Demontage eindeutig und einfach ohne Werkzeuge möglich.

Christiane Hartwig-Gerth, die Vorsitzende der Jury, begründete die Vergabe des Preises mit der hoch innovativen, außerordentlich preisgünstigen Technologie und der breiten Anwendbarkeit – vom hochtechnologischen Möbelbauer bis hin zum Handwerker. Die durch die geschickte Gestaltung ausgeschlossene Fehlbedienung, die geringen Anforderungen beim Einbringen und Verwenden des Beschlags sowie die durch die Vorspannung erreichte dynamische Belastbarkeit der werkzeuglos zu montierenden Konstruktion überzeugte die Jury von der Preiswürdigkeit der Entwicklung. Das Kuratorium des IHD zeigte sich zudem erfreut von der forschungsseitigen Zuwendung des IHD zur Möbelindustrie und regte die Bildung eines Forschungskreises Möbel an.

Bild: Die Preisträger des Innovationspreises des IHD 2017 Linda Geißler, Matthias Weinert und Tony Gauser neben dem Institutsleiter des IHD, Prof. Steffen Tobisch, der Juryvorsitzenden Christiane Hartwig-Gerth und dem Vorstandsvorsitzenden des Trägervereins RA Hans-Jürgen Bock (v.l.n.r.)

Im Rahmen des Forschungsprojektes "Entwicklung nicht-biozider Oberflächenvergütungen auf Silikonbasis zum Schutz von Holz vor mikrobiellen Verfärbungen sowie einer entsprechenden Prüf- und Bewertungsmethode" werden derzeit verschiedene Holzvergütungsmittel getestet.

Trotz positiver Nachfrageentwicklung bei Terrassen- und Balkonbelägen gibt es zunehmend Probleme mit mikrobiellen Verfärbungen, die unbehandelte, aber auch oberflächenbehandelte Bauteile betreffen und häufig schon nach wenigen Wochen im Gebrauch auftreten. Hierdurch entstehen erhebliche wirtschaftliche Schäden. Schadensverursacher sind meist holzverfärbende Bläue- bzw. Schimmelpilze, Algen sowie Bakterien.

Lösungsansatz sind besondere Eigenschaften siliziumbasierter Holzvergütungsmittel: sie bieten im Gegensatz zu Pflanzenölen keine Kohlenstoff- bzw. Nährstoffquelle für die Mikroorganismen, haben ein gutes Eindringvermögen bei geringer Schichtbildung und einen stark hydrophobierenden Charakter, verbunden mit einer guten Alterungsbeständigkeit.

In die Untersuchungen an den Holzarten Kiefer, Lärche, Thermoesche und Accoya® sind wasser- und lösemittelbasierte vernetzende Silikonöle und -harze einbezogen. Als Vergleich dienen marktübliche Terrassenöle auf Pflanzenölbasis. Neben verschiedenen Labor- und Freilanduntersuchungen dient die Terrasse (17,3 x 3,5 m²) des erst kürzlich eingeweihten Konferenzgebäudes des IHD als Testfläche. Drei Teilflächen aus Sibirischer Lärche, Thermoesche und Accoya® wurden jeweils mit einem Silikonöl und einem Silikonharz sowie zum Vergleich mit einem handelsüblichen Terrassenöl behandelt.

Um die Performance der Testprodukte bewerten zu können, sollen im Projekt spezielle Prüfmethoden entwickelt werden. Das Projekt soll damit ein besseres Verständnis der Befalls- und Schadmechanismen durch holzverfärbende Mikroorganismen ermöglichen. Die Ergebnisse sind auch auf Fassadenbekleidungen und andere, der Bewitterung ausgesetzte Holzprodukte anwendbar.

Das Projekt wird im BMWi-Förderprogramm INNOKOM-OST/MF gefördert (FKZ MF216000).

Ansprechpartner: Dr. Wolfram Scheiding  (wolfram.scheiding@ihd-dresden.de)

Abbildung: Testfläche am Konferenzgebäude des IHD aus Sibirischer Lärche, Thermoesche und Accoya®, jeweils oberflächenvergütet mit einem Silikonöl und einem Silikonharz sowie einem handelsüblichen Terrassenöl
Quelle: Steffen Spitz

Ausgangssituation und Zielstellung

Der automobile Innenraum ist extremen Temperaturschwankungen ausgesetzt. Um angenehme Innenraumbedingungen sowie ein komfortables Sitzempfinden zu realisieren, werden vorrangig aktive und somit Energie verbrauchende Lösungen, z. B. Sitzheizung und -kühlung, eingesetzt. Zur Optimierung des Energiebedarfs (insbesondere bei Elektromobilität) unter Beibehaltung des Komforts sind passive Sitzkonstruktionen von Interesse, die allein durch gezielte Konstruktion und Materialauswahl günstige Sitzbedingungen realisieren.

Das Aufheiz- und Abkühlverhalten von Sitzaufbauten ist sowohl von den Einzelmaterialien als auch von der Art und Weise der Kombination der Materialien untereinander abhängig. Da die Einflussfaktoren der Materialkombinationen nicht bekannt waren, konnten positive und negative Synergieeffekte bislang nicht beachtet und mögliche Energieressourcen nicht genutzt werden.

Darüber hinaus wurden Bezugsmaterialien bislang hinsichtlich ihres Wärmesorptions- bzw. -reflektionsverhaltens optimiert. Der Einfluss des Menschen beim Sitzen und der Wärmetransport innerhalb des Polsteraufbaus wurden dabei nicht berücksichtigt. Die aktuellen Untersuchungen dienten dem Ziel, ein vertieftes Verständnis dieser Wärmetransportvorgänge in komplexen Polsterungen mit und ohne Einwirkung des sitzenden Menschen zu erhalten und darauf aufbauend das Aufheiz- und Abkühlverhalten von Sitzaufbauten durch geeignete passive Systeme zu optimieren.

Ergebnisse

Das Vorgehen basierte auf den drei Teilprojekten

• Experimentelle Untersuchungen an Materialien, Mehrschichtaufbauten und Sitzaufbauten zum Aufheiz- und Abkühlverhalten, 
• FEM-Simulationen des Wärmetransportes und 
• Probandenversuche.

Basis aller Untersuchungen bildete die Festlegung charakteristischer Nutzungsszenarien.

Die experimentellen Untersuchungen an Standard- und funktionalisierten Materialien dienten der grundlegenden Charakterisierung (u. a. Dicke, Initialwärmeempfinden, Wasserdampfdurchlässigkeit) sowie der Aufklärung des Wärmetransportes vom Einzelmaterial bis hin zum kompletten Sitzaufbau. Mit Hilfe der gewonnenen Parameter konnten mittels Finite-Elemente-Methode die Wärmetransportprozesse simuliert und durch die Probandenversuche validiert werden.

Neben den Charakterisierungen u. a. mittels HIT-Hautmodell (u. a. Wärmeleitfähigkeit) und FILK-HapTemp (subjekte Materialtemperatur) wurden am IHD umfangreiche Wärmestrommessungen an ausgewählten Materialzusammenstellungen durchgeführt.
Die Abbildung verdeutlicht beispielhaft einen typischen Zeitverlauf des Wärmestromes zwischen dem temperierten Prüfgesäß und dem untersuchten Polsteraufbau sowie dessen wesentliche Kenngrößen. Die maximale Wärmestromdichte q_max sowie die Zeit t_w bis zur Unterschreitung der Wärmestrom-Wahrnehmungsschwelle q_w ermöglichten den direkten Vergleich verschiedener Materialkombinationen untereinander. Darüber hinaus wurde ein Verfahren für ein variables Ranking entwickelt, das die Bewertung der untersuchten Materialkombinationen unter gewichteter Beachtung der Szenarien sowie der Bedeutung einer Kenngröße für das Gesamtempfinden ermöglicht.

Aus den umfangreichen Datenmengen können u. a. folgende Ergebnisse abgeleitet werden: Sowohl für das Szenarium „1 Sommer“ als auch „2a Winter“ (∆T = 40 K, ohne Belastung) haben sich Oberschichtmaterialien mit geringer Dichte und niedrigem solaren Absorptionskoeffizienten als günstig erwiesen.

In den Sitzszenarien 3 (∆T = 40 K, Belastung durch Nutzer) konnte der wesentliche Einfluss der Oberschichtmaterialien auf thermisches Empfinden nachgewiesen werden. Die günstigsten Bedingungen lieferten dabei textile Bezugsmaterialien, gefolgt von Leder- und Kunstlederausführungen. Dabei sollten die Zwischenschichtmaterialien eine möglichst niedrige Dichte aufweisen.

Mit den gewonnenen Erkenntnissen wird es möglich, Einflussfaktoren und Grenzen des Wärmemanagements von Materialkombinationen aufzuzeigen und diese optimal zu gestalten bzw. das Leistungspotential funktionalisierter Materialien abzurufen. Dabei bieten die erarbeiteten Simulationsmodelle die Möglichkeit, mit den Parametersätzen gezielt entwickelter Materialien den Wärmetransport an den gegebenen Bedingungen (Szenarien) weiter auszurichten. Die gewonnenen Erkenntnisse über wirkungsvolle Konstruktions- und Materialzusammenstellungen können prinzipiell auf alle Sitz- und Liegepolsterungen übertragen werden, die extremen klimatischen Schwankungen ausgesetzt sind und dabei ein Grundniveau an thermischem Sitzkomfort realisieren müssen. 

Ansprechpartner: Andreas Gelhard (andreas.gelhard@ihd-dresden.de)

Abbildung: Typischer Zeitverlauf des Wärmestromes zwischen dem temperierten Prüfgesäß und dem untersuchten Polsteraufbau sowie dessen wesentliche Kenngrößen

Am 17. und 18. Mai 2017 fand im Hotel Alte Werft in Papenburg zum dritten Mal das vom Institut für Holztechnologie gemeinnützige GmbH (IHD) mit Unterstützung durch die Wirtschaftsförderung Sachsen sowie weitere Partner veranstaltete Interdisziplinäre Fahrzeugkolloquium statt. Wie bei den ersten Veranstaltungen konnten zur Tagung mehr als 60 Teilnehmer aus den Bereichen Forschung und Entwicklung, Fahrzeugbau und Zulieferindustrie sowie Mitarbeiter von Prüfanstalten und Pressevertreter aus mehreren europäischen Ländern gezählt werden.

Nach Begrüßung der Gäste durch Dr. Peter Homilius von der Wirtschaftsförderung Sachsen moderierte Lars Blüthgen vom IHD einen inhaltlich sehr breit gefächerten ersten Veranstal-tungstag. Beginnend mit der Vorstellung des Potentials rechnergestützter Konstruktion und Schadensanalyse sowie von Einsatzmöglichkeiten (opto-)elektronischer Komponenten in Passagiersitzen, reichte die Palette der Themen über Kaschiersverfahren für den KFZ-Innenraum und neue Verbindungstechnologien bis hin zur Bekämpfung von Lärm in Fahrzeugen. Abschließend wurden der aktuelle Stand der Technik und spezifische Anforderungen im Schiffbau näher beleuchtet, neue Verfahrensansätze zur frühzeitigen Erkennung von Bewitterungsschäden an kunststoffbeschichteten Automobilanbauteilen präsentiert sowie ein Verfahren zur Kompensation der Rückfederung komplexer Karosserieteile vorgestellt.

Nachdem der Abend mit einer Schifffahrt auf der Ems abgerundet wurde, begann der zweite Veranstaltungstag mit einem Rundgang im Besucherzentrum der Meyer Werft, in dessen Rahmen ein umfassender Einblick in den modernen Kreuzfahrtschiffbau gegeben wurde. Nach der Besichtigung führte Dr. André Günther die Tagungsteilnehmer durch den zweiten Veranstaltungstag. Von der Vorstellung innovativer textiler Verpackungskonzepte oder von Anwendungsmöglichkeiten für Strukturschaumstoffe sowie dem Einsatz von Hanfbastfasern für hochbelastbare Leichtbauteile über neueste Entwicklungen in der Hochleistungslasertechnologie bis hin zu generativ gefertigten Unterfederungssystemen für Sitze und Liegen im Fahrzeugbau waren die Themen erneut inhaltlich breit gefächert.

Durch den Einblick in aktuelle Forschungsarbeiten und Informationen zu innovativen Produktlösungen konnten die Veranstaltungsteilnehmer einen Überblick zum aktuellen Stand des Wasser-, Straßen-, Luft- und Schienenfahrzeugbaus bekommen. Im Rahmen vieler Gespräche erfolgte ein reger Erfahrungsaustausch zwischen Fahrzeugbauern und deren Zulieferern und Forschern, bei dem aktuelle Herausforderungen sowie neue Projektansätze intensiv diskutiert wurden.

Ein besonderer Dank gilt den Ausstattern der Veranstaltung Tagungshotel Alte Werft in Papenburg sowie der Organisation im Besucherzentrum der Meyer Werft.

In einer Mitteilung vom 8. Juni 2017 informierte die U.S. Environmental Protection Agency (EPA) das Entwicklungs- und Prüflabor Holztechnologie GmbH (EPH) offiziell über die Anerkennung als EPA-TPC. Damit hat das EPH den Status eines EPA-TPC erlangt und ist zugleich der erste gelistete Third-Party Certifier (TPC) aus Europa.

Das EPH ist somit berechtigt, Überwachungs- und Zertifizierungsleistungen gemäß der Regulierung zur Formaldehydemission »Formaldehyde Standards for Composite Wood Products Act, TSCA Title VI – 40 CFR Part 770« anzubieten. Sofern keine gegensätzlichen Kommentare bis zum 8. Juni 2017 bei der EPA eingegangen sind, tritt diese finale Regelung ohne weitere Ankündigung am 10. Juli 2017 in Kraft.

Die Hersteller sind ab dem 22. März 2018 dazu verpflichtet, die in der Regulierung festgelegten Emissionswerte für unbeschichtete Holzwerkstoffe einzuhalten und durch eine entsprechende Zertifizierung nachzuweisen, sofern diese Produkte für den US-Markt bestimmt sind. Die Regelung gilt zunächst für MDF, Hartholz, Sperrholz, Spanplatten sowie alle Produkte, die diese Holzwerkstoffe enthalten.

• 9. - 10. November 2017 · Dresden · 11. Fußbodenkolloquium · IHD-Fachveranstaltung
• 14. - 15. Dezember 2017 · Dresden · 12. Holzwerkstoffkolloquium · IHD-Fachveranstaltung
• 1. März 2018· Dresden · 11. Fenster- und Türenkolloquium · IHD-Fachveranstaltung

Gerade unterhalte ich mich mit Kollegen auf der Zugfahrt zur Normung nach Berlin über Sinn und Inhalt der kommenden Sitzung, als wir gemeinsam feststellen müssen, dass die Emotionalität in den Debatten dramatisch zugenommen hat. Sicher ist es wichtig, aus faktenbasierter Überzeugung für die Sache zu streiten, aber ich kann das aus meiner Wahrnehmung bei der Leitung verschiedener Normengremien sehr bestätigen: Gefühlte Wahrheiten treten in den Vordergrund und überdecken in ihrer vorgetragenen Wucht wissenschaftliche Ergebnisse.

Unabhängige Studien werden plötzlich bestimmten Klientelen zugeschlagen, der Wirtschaft wird ein Feindbild zugeordnet, Behördenvertreter werden als zänkisch und ignorant abgetan – die Unversöhnlichkeit der Diskussion kann man schier mit Händen greifen. Zum Schluss enden die Gremien meist beim Totschlagargument „Das ist aber so“ und vertagen eine endgültige Entscheidung. Die Emotionalisten freuen sich über einen vermeintlichen Sieg, die Argumentalisten sind grantig, dass die aus ihrer Sicht stichhaltigen Argumente nicht zählen, und verlieren die Lust, zukünftig weiter mitzuarbeiten. Der Sache selbst hat die Diskussion am Ende wohl nicht gedient – Faktendemokratie wird zur Emokratie.

Ich breche hiermit offiziell die Lanze für die Wiederkehr des ingenieurtechnischen Denkens und Handelns und zu dessen Erhebung als Credo in den Fachdiskussionen. Fakten sollten Normungsgrundlage sein, nicht Gefühle. Streitbarkeit muss möglich sein, ohne auf Argumente zu verzichten. Sich dem guten, stichhaltigen Argument des Gegenübers zu beugen ist nichts unehrenhaftes, ist kein Verlust. Es zeugt vielmehr von Selbstbewusstsein und Verständnis für den Gegenstand der Diskussion.

Mit faktischen Grüßen

Prof. Dr. Steffen Tobisch

Ausgangssituation und Zielstellung

Die qualitative und quantitative Bestimmung von Schimmelpilzen und Actinobakterien ist eine wesentliche Grundlage für baubiologische Expertisen (insbesondere im Bereich Wohnraumhygiene und Innenraumdiagnostik) sowie ausgewählte Bereiche der klinischen Diagnostik. Beide Organismengruppen schließen Auslöser gesundheitlicher Beschwerden und Krankheitserreger ein, deren Erkennung, Vermeidung und Bekämpfung eine taxonomische Zuordnung und quantitative Bewertung erfordern.

Gegenwärtig geht man davon aus, dass mindestens 50 gesundheitsgefährdende Schimmelpilzarten in Innenräumen auftreten können. Neben Sensibilisierungen und Allergien lösen diese Pilze zum Teil auch schwere Infektionen, sogenannte invasive Mykosen, aus. Innenraum-relevante Actinobakterien sind im Hinblick auf Artenvielfalt und Gefährdungspotenzial bisher weniger umfassend untersucht, jedoch wurden einzelne Spezies bereits als Krankheitserreger identifiziert.

Ziel des Projektes war die Entwicklung universeller molekularer Marker für den quantitativen Nachweis von gesundheitsgefährdenden Schimmelpilzen und Actinobakterien in verschiedenen diagnostischen Anwendungen. Dazu sollten Systematik und Taxonomie der relevanten Organismengruppen analysiert sowie geeignete Differenzierungsmarker identifiziert und evaluiert werden. Eine beispielhafte praktische Applikation war im Bereich der Innenraumdiagnostik zu realisieren. Als methodische Basis wurde dabei die Sonden basierte Real-Time-PCR-Technologie genutzt.

Methoden

Verschiedene Stämme der relevanten Pilz- und Bakterienarten wurden aus Umweltproben isoliert oder von Stammsammlungen bezogen und nach phänotypischer Verifizierung auf den jeweils geeigneten Nährmedien kultiviert. Die Myzelien der entsprechenden Referenzkulturen wurden anschließend für die Isolierung genomischer DNA eingesetzt. Vor der weiteren Bearbeitung erfolgte eine quantitative und qualitative Bewertung der DNA-Präparate mittels Agarosegel-Elektrophorese sowie spektroskopischer Analyse.

Anschließend wurden vier, anhand von früheren F&E-Befunden sowie Literaturrecherchen ausgewählte Kern-DNA-Regionen der verschiedenen Pilze analysiert: die in hoher Kopiezahl im Genom auftretende ITS-Region (Internal transcribed spacer of nucleus ribosomal DNA) sowie partielle Bereiche der Gene Betatubulin (BET), Calmodulin (CAM) und Elongationsfaktor Alpha (ELO). Bei Actinobakterien erfolgte die Analyse der 16s-Region der ribosomalen DNA sowie des partiellen Gyrase-Gens (GYR).

Die erforderlichen universellen Amplifikations- und Sequenzierprimer wurden aus der Literatur entnommen oder aus verfügbaren geprüften Referenzsequenzen der NCBI (National Center of Biotechnology Information, USA)-Genbank abgeleitet. Die generierten Sequenzdaten der Referenzpilze und -bakterien wurden für die Rekonstruktion von phylogenetischen Stammbäumen, die Analyse der Systematik der beiden Organismengruppen sowie die Identifizierung der Genregionen mit dem höchsten Differenzierungspotenzial herangezogen.

Für ausgewählte Pilz- und Bakterienarten wurden sondenbasierte Real Time PCR-Assays nach dem TaqMan-Prinzip entwickelt. Eine Überprüfung der prinzipiellen Funktionalität der Sondensysteme erfolgte zunächst im konventionellen PCR-Verfahren. Anschließend wurden funktionsfähige Systeme in Real-Time-PCR-Assays überführt und hinsichtlich Amplifikationseffizienz, Spezifität und Nachweisgrenze optimiert.

Ergebnisse

Aufgrund ihrer hohen Praxisrelevanz wurden die Schimmelpilze Alternaria alternata, Aureobasidium pullulans, Aspergillus versicolor Sektion, Aspergillus fumigatus, Aspergillus flavus, Penicillium chrysogenum, Penicillium glabrum, Scopulariopsis brevicaulis, Stachybotrys chartarum und Fusarium oxysporum sowie die Actinobakterien Streptomyces griseus, Nocardia carnea und Nocardiopsis alba als Zielorganismen der genetischen Bearbeitung und diagnostischen Entwicklung festgelegt.

Mehrere Stämme dieser Organismen sowie systematisch ausgewählter Vergleichsorganismen (in der Gesamtheit ca. 150 Schimmelpilzstämme und 50 Actinobakterienstämme) wurden genetisch analysiert. Im Ergebnis konnten für jede Art die relevanten Sequenzdaten von bis zu vier verschiedenen DNA-Regionen generiert, hinsichtlich Differenzierungspotenzial bewertet und die geeigneten Regionen für die Ableitung spezifischer Marker ermittelt werden. Für eine Mehrzahl der Pilze erwiesen sich die Regionen BET oder ELO als vorteilhaft, für Aspergillus-Arten wurde CAM favorisiert und bei den Actinobakterien war eine eindeutige Differenzierung nur mit GYR möglich. Auf dieser Basis wurden für jeden Zielorganismus zwei spezifische Real-Time-Assays mit TaqMan-Sonden konzipiert. Nach einem Test der spezifischen Oligonukleotide mittels konventioneller PCR wurde jeweils ein Primer/Sonden-System favorisiert und für die Assay-Entwicklung zugrunde gelegt. Auf diese Weise wurden für acht Pilzarten und zwei Actinobakterien applikationsfähige Assays mit guter bis sehr guter Effizienz und Spezifität entwickelt.

Beispielhaft sind in Abbildung 1 Ergebnisse für den Zielorganismus Aspergillus fumigatus dargestellt. Verschiedene Stämme dieser Art wurden mit dem entwickelten, auf das Calmodulin-Gen gerichteten Real-Time-PCR-Assay eindeutig zugeordnet, gleichzeitig traten keine falsch positiven Nachweise mit Fremdorganismen auf.

Fazit

Für wichtige innenraum-relevante Schimmelpilz- und Bakterienarten konnten hinreichend spezifische Marker identifiziert und im Rahmen von Real-Time-PCRs erfolgreich getestet werden. Die praktische Applikation einzelner PCR-Assays erfordert eine umfassende weitere Optimierung und Validierung einschließlich Feldtests. Generell sind die entwickelten Marker auch für andere DNA-basierte diagnostische Technologien nutzbar, wie z. B. PCR-ELISA, Barcode-Sequenzierung sowie DNA-Microarrays bzw. Chips. Die im Projekt generierten phylogenetischen Daten sowie die methodische Vorgehensweise zur Entwicklung spezifischer Real-Time-PCR-Nachweise können für weitere diagnostische Fragestellungen, z. B. im Bereich der Phytopathologie, genutzt werden.

Kontakt: Kordula Jacobs · +49 351 4662 208 · kordula.jacobs@ihd-dresden.de

Abbildung 1: Amplifikationskurven einer Real-Time-PCR mit spezifischer Sonde für Aspergillus fumigatus (TaqMan-Prinzip)

Ausgangssituation und Zielstellung

Hydratationstemperatur und Durchwärmungsverlauf bei der Herstellung von zementgebundenen Spanplatten (CBPB) haben signifikanten Einfluss auf die sich im Zementstein ausbildenden Phasen und somit auf die Festigkeiten der Platten. Die Zusammenhänge waren bisher in Industrie und Forschung nur qualitativ bekannt. Untersuchungen bezüglich quantitativer Abhängigkeiten von stofflichen und produktionstechnischen Parametern wurden bislang nicht im erforderlichen Umfang durchgeführt, um das komplexe System zu verstehen.
Ziel des Vorhabens ist, die Hydratationsvorgänge bei der CBPB-Herstellung unter den Einflüssen stofflicher Komponenten und technologischer Parameter (Temperaturverlauf etc.) quantitativ zu beschreiben. Mit Hilfe der Aufklärung der Hydratationsmechanismen lassen sich wirtschaftliche und ökologische Vorteile wie z. B. Diversifizierung der verwertbaren Holzarten, Verringerung des Primärenergiebedarfs und Kostenreduzierung durch Einsparung von Abbindereglern, Energieeinsparungen sowie Einsatz kostengünstigerer und umweltfreundlicherer Zemente erzielen.

CBPB wurden im Technikumsmaßstab unter definierten Reaktionsbedingungen hergestellt. Während des Prozessverlaufs wurden die Entwicklung von Zwischen- und Endprodukten und die Gefügemorphologie charakterisiert. Im Weiteren wurden die physikalischen Eigenschaften der Laborplatten bestimmt. Die Ergebnisse wurden zur Ableitung optimaler Hydratationsbedingungen und Rezepturen genutzt und in Industrieversuchen überprüft.

Ergebnisse

Der Einsatz alternativer Zemente, z. B. Kompositzemente, führte zu schlechteren Platteneigenschaften. Auch bei einer Neuberechnung der Einwaage auf gleiche Klinkeranteile lagen die Eigenschaften der Platten mit den alternativen Zementen weiterhin deutlich unterhalb der Eigenschaftswerte der Standardvariante. Auch eine Presszeitverlängerung hatte keinen ausreichend positiven Einfluss, die Standardvariante wies sogar deutlich schlechtere Werte auf. Ein möglicher Einsatz alternativer Zemente sollte hinsichtlich optimierter Temperaturverlaufskurven in weiteren Versuchen geprüft werden.

Beim Einsatz alternativer Holzarten erwies sich Eschenholz als ungeeignet. Zementspanplatten aus Buchenholz zeigten, entgegen der Erkenntnisse aus der Literatur, bessere Matrixeigenschaften als Platten aus Fichtenholz. Die mechanischen Eigenschaften der Buchenplatten lagen jedoch erwartungsgemäß niedriger als die der Fichtenplatten. In Folgeprojekten ist der negative Effekt von Buchenholzspänen auf die resultierenden mechanischen Eigenschaften z. B. hinsichtlich der möglichen Einflüsse der kürzeren Spanlängen und des erhöhten Holzabbaus durch die Alkalität des Zementes zu evaluieren. Des Weiteren sollten die Möglichkeiten geeigneter Gegenmaßnahmen z. B. optimierte Zerspanung durch Vordämpfung oder Vernetzungsreaktionen zur Stabilisierung der Holzsubstanz gegen alkalischen Abbau untersucht werden.

Der Einfluss des Temperaturverlaufs auf die resultierenden Platteneigenschaften konnte nachgewiesen werden. Geeignete Temperaturverläufe führten zu deutlichen Verbesserungen der mechanischen Platteneigenschaften. Beim Einsatz von Fichtenholz führte die Optimierung des Temperaturverlaufs zu Verbesserungen der Biegefestigkeit von ca. 30 % und der Querzugfestigkeit von ca. 20 %. Der Einfluss der Temperatur konnte mittels multipler linearer Regression in einem Modell beschrieben werden; die entscheidenden Temperaturkennwerte waren die erreichten Temperaturen zum Zeitpunkt der Verpressung und Verspannung sowie die erreichten Temperaturwerte nach ca. 180 min. Beim Einsatz von Buchenholz konnten Verbesserungen der beiden o.g. Eigenschaften von jeweils ca. 20 % verzeichnet werden. Durch Verwendung einer optimalen Temperaturverlaufskurve während der Aushärtephase bei der Herstellung zementgebundener Spanplatten aus Buchenholz konnten sowohl gefügemorphologische Vorteile als auch Verbesserungen der resultierenden Platteneigenschaften aufgezeigt werden.

Es sind weitere Untersuchungen hinsichtlich der Temperaturverläufe (u. a. Extremwertbetrachtung) in Verbindung mit Presszeiten durchzuführen, um gegebenenfalls weitere Eigenschaftsverbesserungen erreichen zu können.

Kontakt: Dr. Christoph Wenderdel· +49 351 4662 256 · christoph.wenderdel@ihd-dresden.de

Abbildung: ESEM-Bild wasserfrei präparierter Anschliff; CBPB aus Buchenspänen, Plattenalter 21 Tage

Mit Ausstellung der neuen Akkreditierungsurkunde für das nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditierte Prüflabor der Entwicklungs- und Prüflabor Holztechnologie GmbH wurde diesem durch die Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH (DAkkS) die Kompetenz für wesentliche Neuerungen offiziell bestätigt bzw. anerkannt.

Das EPH-Prüflabor hat die horizontale Akkreditierung für nach harmonisierten Normen zu prüfende Bauprodukte erlangt. Demnach können, unabhängig vom zu prüfenden Material, u. a. das Brandverhalten geprüft und die Emission von gefährlichen Stoffen aus Bauprodukten bestimmt werden.

Ferner ist im Laborbereich "Werkstoff- und Produktprüfung" die freie Auswahl von genormten oder ihnen gleichzusetzenden Prüfverfahren zur Prüfung der Messgrößen/Prüfparameter Kraft, Weg und Masse innerhalb definierter Mess- und Prüfbereiche bei Prüfungen von Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoffen und Dämmstoffen im Rahmen der Flexibilisierungsstufe 1 ohne Zustimmung seitens der DAkkS möglich.

Das EPH wird die Umstellung auf flexible Akkreditierung bei der anstehenden Reakkreditierung weiter verfolgen, um Kunden- und Marktanforderungen auch zukünftig besser gewachsen zu sein.

Unter der Kurzbezeichnung „3D-FeSy“ startete am 1. Februar 2017 im IHD ein neues Forschungsprojekt zur Entwicklung eines integralen Federungssystems für Polstermöbel unter Verwendung des Fused-Filament-Fabrication-Verfahrens. Differenzierte Kundenwünsche hinsichtlich des Sitzkomforts führen zu einer Vielfalt an Konstruktionsvarianten bei der Möbelfertigung. Daraus resultieren für die Hersteller hohe Logistik- und Lageraufwendungen bei der Sicherung kundenangepasster Sitzpolsteraufbauten. Für individualisierte Produkte und die Herstellung kleiner Stückzahlen bieten sich 3-D-Druck-Verfahren an.

Ziel des Projektes ist es herauszufinden, welche Materialien, welche Druck parameter und welche Konstruktionen sich für eine Substitution bestehender Federungssysteme am besten eignen. Zunächst werden unterschiedliche thermoplastische und thermoplastisch-elastische Materialien untersucht. Für das Federungssystem wird ein integraler Aufbau, d.h. eine Zusammenschaltung von Federkern und Unterfederung, angestrebt. Idealerweise wird die Einstellung des Federungsverhaltens dann computergestützt möglich sein. Erreicht werden soll, dass sich letztendlich das gesamte derzeitige Federungsverhalten von weichen bis zu harten Sitzkonstruktionen drucktechnisch abbilden lässt. Die Forscher des IHD planen weiterhin, dass die erzeugten Federungssysteme umfangreichen Tests zur Dauerhaltbarkeit der Federungssysteme in Anlehnung an die aktuelle Möbelprüfung unterzogen werden. Während beim Projekt „3D-FeSy“ die Federungssysteme allein betrachtet werden, hat ein bereits im September 2016 gestartetes IHD -Projekt bioxxprint den 3-D-Druck von Polstermöbel-Unterkonstruktionen zum Inhalt. Das IHD plant weitere Forschungsprojekte auf dem Gebiet des 3-D-Drucks.

3D-FeSy wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie über den Projektträger EuroNorm GmbH in der Förderrichtlinie INNO-KOM gefördert und erstreckt sich über eine Laufzeit von 30 Monaten.

Ansprechpartner: Frau Julia Kaufhold (julia.kaufhold@ihd -dresden.de) und Herr Tony Gauser (tony.gauser@ihd-dresden.de).

Seit Anfang 2017 ist im Technikum Werkstoffe des IHD eine neue Vorrichtung zur Luftstromfraktionierung von Partikelgemischen installiert. Dieser Luftstromsichter der Firma ISS (http://www.iss-engineering.de/de/) erlaubt es, vielfältige partikuläre Materialgemenge mit hoher Trennschärfe schonend in unterschiedliche Größenfraktionen zu trennen.

Im IHD sollen damit vorrangig Faserstoffe gesichtet werden. Zum einen soll die Anlage es ermöglichen, die im Refiner erzeugten TMP-Faserstoffe in die Partikeltypen Staub, Einzelfaser und Faserbündel zu trennen und dadurch die Auswirkung der einzelnen Partikeltypen auf die Platteneigenschaften weiter zu untersuchen. Zum anderen sollen trocken aufgefaserte Altpapierfaserstoffe fraktioniert werden, um den anorganischen Staubanteil zu entfernen und die verbleibenden „staubfreien“ Altpapierfasern für die Erzeugung von mehrschichtigen Kartonen im Trockenverfahren einzusetzen. Die Sichteranlage steht für Forschungsprojekte und Kundenversuche zur Verfügung.

Ansprechpartner: Dr. Christoph Wenderdel (christoph.wenderdel@ihd-dresden.de) und Herr Tino Schulz (tino.schulz@ihd-dresden.de).

Das Entwicklungs- und Prüflabor Holztechnologie GmbH (EPH) bündelt sein prüftechnisches Know-how mit der Fachkompetenz seines Mutterunternehmens Institut für Holztechnologie gemeinnützige GmbH (IHD) zur Erschließung neuer Geschäftsfelder. Die Herstellung und der Vertrieb von Prüfgeräten zur Emissionsmessung und zur Oberflächenprüfung haben sich tendenziell positiv entwickelt und gewinnen in Kombination mit Schulungen für Laborpersonal zunehmend an Bedeutung.

Unsere vier Prüfkammersysteme und eine Gasanalyse-Apparatur sind in verschiedenen Größen erhältlich und eignen sich für die Bestimmung von Formaldehyd- und VOC-Emissionen aus Holzwerkstoffen, Bindemitteln, Möbeln und Bauprodukten. Dabei können die Systeme für mehrere Prüfverfahren verwendet werden. Die anwenderfreundliche Bedienung und individuelle Ausstattung der Systeme nach Kundenwunsch stehen dabei ebenso im Fokus wie die Zuverlässigkeit und die Genauigkeit der Messergebnisse.

In der Gerätekategorie Oberflächenprüfgeräte werden aktuell drei Prüfgeräte für die Stoßfestigkeit von Fußböden und zwei Prüfgeräte für die Stoßfestigkeit von Kanten angeboten. Ein weiteres Prüfgerät dient der Bestimmung der Verschmutzungsneigung nach IHD-W-477 und wurde im Europarquet-Forschungsthema vom IHD für die Prüfung von nicht filmbildenden Beschichtungen auf Holzfußböden entwickelt.

Ihre Ansprechpartner und weitere Informationen finden Sie auf unserer Website unter https://www.eph-dresden.de/de/pruefgeraeteschulungen/

Abbildung: System PK-GS (Glas)

Am 16. Und 17. März fanden zum 11. Mal die Internationalen Möbeltage statt. Seit über fünfundzwanzig Jahren treffen sich nun in Dresden die Möbelindustrie, das Handwerk, der Handel und Vertreter der Forschung um über die neuesten Entwicklungen in der Branche zu diskutieren.

Der Titel „Megatrends für den Möbelmarkt“ verwies auf die Vortragsvielfalt, die sich den aktuellen gesellschaftlichen Entwicklungen und den damit verbundenen Fragestellungen für die Möbelindustrie stellte. Welche Auswirkungen haben zum Beispiel die Urbanisierung und der damit verbundene Anstieg der Einpersonenhaushalte? Wie Frau Kashani (i Live Holding GmbH) darstellte, werden in kleinen Wohnungen für eine mobile Gesellschaft zunehmend Einbaumöbel vorgesehen, an die höhere Anforderungen bestehen als an übliche Wohnraummöbel. Auch die Frage, wie sich eine derartige Entwicklung mit dem Trend zur Individualisierung verbinden lässt, wurde diskutiert.

Vernetzter lebende Menschen in einer vernetzten Welt – das „Internet der Dinge“ hält nun auch Einzug in die Wohnungen. Der Vortrag von Gunnar Weiß (ACX GmbH) beleuchtete die Fragestellung, wie Smart-Home-Steuerung und Möbel miteinander verbunden werden können. Auch in der Wohnung sollen zukünftig nicht mehr nur Menschen kommunizieren, sondern auch Mensch und Möbel miteinander. Viele interessante Fragestellungen sind in diesem Zusammenhang noch offen, spannende Forschungsthemen möglich.

Erste Ergebnisse seiner Forschungsarbeit gemeinsam mit dem STFI aus Chemnitz und der MFPA Weimar stelle im Rahmen seines Vortrages Lars Blüthgen (Ressortleiter Physik und Bauteile des IHD) vor. Er erläuterte den Arbeitsstand des sich derzeit in der Bearbeitung befindlichen Forschungsprojektes „Entwicklung eines flächigen Bewegung, Feuchte und Temperatur erfassenden Systems mit Notruffunktion zur Integration in Möbelkonstruktionen“. Weiterhin verwies er auf das Potential von faseroptischen Sensoren zur Bestimmung der Belegungssituation von Pflegebetten.

Interessante erste Forschungsergebnisse zeigte auch Tony Gauser (IHD) zur generativen Fertigung (3-D-Druck) von Unterfederungssystemen für Polsteraufbauten. Der Einsatz generativer Prozesse für Möbel ist nicht neu. So gibt es zahlreiche Beispiel für gedruckte Hocker, Kleinmöbel und Tische. Die Beispiele deuten aber auf ein Potential hin, das neben der großen Freiheit in der Formgebung, hauptsächlich in der wirtschaftlichen Herstellung von kleinen Stückzahlen zu finden ist. Komplexe Strukturen und Formen müssen herkömmlich durch viele zu fügende Teile dargestellt werden. Dies ist nur begrenzt möglich, denn die Forderung nach leichten Möbeln und einer wirtschaftlichen und prozesssicheren Herstellung stehen dem allzu oft entgegen. Herr Gauser zeigte an Hand erster 3-D-gedruckter integraler Federungssysteme ein Stück Zukunft der Polstermöbelfertigung auf.

Weitere Themenschwerpunkte beleuchteten Fragestellungen zu aktuellen Materialentwicklungen für die Möbelindustrie. Prof. Petutschnigg (FH Graz) zeigte als Ergebnis seiner Forschungsarbeit z. B. Baumrinde, die nicht nur mit guten technologischen Eigenschaften, sondern auch durch ästhetische Qualitäten als Möbelwerkstoff sowie als Wandbekleidung überzeugen kann. Er stellte auch Ergebnisse von Arbeiten zum 3-D-Druck mit Holzfilamenten für den Möbel- und Innenausbau und die neue Methode des Rotationsreibschweißens von Holz für Möbel vor.

In diesem Jahr wurden zum ersten Mal innovative Projekte und Konzepte für die Möbelindustrie und den Innenausbau im Rahmen eines Wettbewerbs für den ingenieurtechnischen Nachwuchs vorgestellt. Eine kompetente Fachjury diskutierte die eingereichten Bewerbungen und wählte zwei Preisträger aus. Darunter Lucas Schulte, Absolvent der Technischen Universität Dresden, der mit seiner Diplomarbeit mit dem Titel „Indico“, die Jury überzeugen konnte. Er entwickelte gemeinsam mit der ACX GmbH und auf das Thema benutzerorientierte Produktentwicklung spezialisierten Kollegen des IHD eine innovative Steuerung für Smart Home und Ambient Assisted Living, die sich durch eine einfache und intuitive Bedienbarkeit auszeichnet.

Die Internationalen Möbeltage werden von der Berufsakademie Sachsen in Dresden, dem Institut für Holztechnologie Dresden gGmbH sowie dem Verband für Holz und Kunststoff verarbeitende Industrie in Zusammenarbeit mit der Wirtschaftsförderung Sachsen veranstaltet. Weiterhin unterstützen die IHK Dresden sowie die Fachmesse LIGNA und der Medienpartner „Möbelmarkt“ des Verlages Matthias Ritthammer GmbH den zweijährig stattfindenden Fachkongress.

• 16. - 19. Mai 2017 · Messe Köln · interzum · Messe
• 17. - 18. Mai 2017 · Papenburg · 3. Interdiszilinäres Fahrzeugkolloquium · IHD-Fachveranstaltung
• 18. Mai 2017· Berlin · BMWi Innovationstag · Fachveranstaltung
• 22. - 26. Mai 2017 · Messe Hannover · LIGNA · Messe

Ausgangssituation und Zielstellung

Die Einhaltung von Beurteilungskriterien für Produkte für den Innenraum, die in Qualität und Quantität zunehmen, wird zunehmend auch unter Nutzungsbedingungen gefordert. So ist z. B. in der österreichischen Bäderhygiene-Verordnung die Einhaltung des Innenraumrichtwertes für Formaldehyd von 0,1 ppm auch in Saunen unter Nutzungsbedingungen festgeschrieben. Die Umsetzung dieser Verordnung wird in der ÖNORM M 6219-1 dadurch geregelt, dass für die Formaldehydabgabe ein Materialgrenzwert von 0,4 mg/m² h, der bei 90 °C nach der Gasanalysenmethode bestimmt wird, festgelegt ist.

Für flüchtige organische Verbindungen gilt ein Minimierungsgebot, d.h. auch unter Nutzungsbedingungen sollte die Gesamtkonzentration an VOC 1 mg/m³ (gesundheitlich noch unbedenklich) nicht überschreiten. Dämmstoffe können in Abhängigkeit von der Nutzung Ammoniak abgeben. Für diese Verbindung werden Einschränkungen erwartet. Ziele des Forschungsprojektes bestanden in der:

• Schaffung eines Datenpools von Materialien, die nutzungsbedingt höheren Temperaturen ausgesetzt sind und die ÖNORM M 6219-1 erfüllen, 
• Erarbeitung von Zusammenhängen, die den Einfluss von Temperatur auf die Abgaben von Formaldehyd und ausgewählten VOC beschreiben,
• Überprüfung der Erkenntnisse an realen Objekten unter Nutzungsbedingungen.

Material und Methoden

In die Untersuchungen wurden Massivhölzer, Dämmstoffe und Furniersperrhölzer einbezogen, die unter Nutzungsbedingungen höheren Temperaturen und Luftfeuchten ausgesetzt sind. Als Prüfmethoden kamen die modifizierte DIN EN 717-2 sowie die ISO 16000-9 zur Anwendung. Die Emissionsuntersuchungen wurden in einer 6 m³-Prüfkammer durchgeführt.

Ergebnisse (Auswahl)

Die modifizierte Gasanalysenmethode ermöglicht die Bestimmung von Formaldehyd, Essig- und Ameisensäure sowie Ammoniak bei Temperaturen bis 90 °C in niedrigen Konzentrationen. Damit lassen sich Formaldehydabgaben von Massivhölzern sicher bestimmen. Ergebnisse zu Gasanalysenwerte bei einer Prüftemperatur von 90 °C wurden bereits veröffentlicht (holztechnologie 55 (2014) 55). 

Es ist zu sehen, dass bereits ab 40 °C die Formaldehydabgabe holzartenabhängig merklich steigt. Dabei wird der für Saunen geforderte Gasanalysenwert von 0,4 mg/m²h nicht von allen Hölzern eingehalten. Interessant sind die Gasanalysenwerte von OSB, die gegenüber der Kiefer erheblich niedriger sind obwohl eine OSB vorwiegend aus Kiefernholz hergestellt wird. Die Prüfung nach der Gasanalysenmethode erfolgt bei sehr niedriger rel. Luftfeuchte von <10 %. Da die Formaldehydabgabe von der Feuchte abhängt, wurden Untersuchungen bei höheren rel. Feuchten in einer 6-m³-Prüfkammer durchgeführt. In der Abbildung sind die Abgaben von Formaldehyd, Essig- und Ameisensäure aus Fichtenholz bei 15 % rel. Luftfeuchte dargestellt. Es ist zu sehen, dass sich neben der Formaldehydabgabe auch die Abgaben von Essig- und Ameisensäure erhöhen. Ab einer Temperatur von 60 °C ist ein deutlicher Anstieg aller drei Verbindungen vorhanden. Erwartungsgemäß ist die Essigsäureabgabe am höchsten. Wird die rel. Luftfeuchte von 15 % auf 50 % erhöht, ist eine erhebliche Zunahme der Abgaben von Formaldehyd, Essig- und Ameisensäure zu verzeichnen.

Fazit

Die Gasanalysenmethode nach EN 717-2 wurde modifiziert, dass sie für Prüftemperaturen bis 120 °C anwendbar ist, eine Bestimmungsgrenze für die Formaldehydabgabe von 4 µg/m²h erreicht wird und dass aus der Absorptionslösung auch Ammoniak, Essig- und Ameisensäure bestimmt werden kann. Von Massiv- und Sperrhölzern wurden die Formaldehydabgaben im Temperaturbereich von 40 °C bis 90 °C bestimmt und holzartenabhängig Korrelationen nachgewiesen. Bei den Sperrhölzern wurden erhebliche Unterschiede in der Formaldehydabgabe gefunden. Es wurde ein Datenpool für Hölzer geschaffen, die bei höheren Temperaturen den Materialgrenzwert für die Formaldehydabgabe von 0,4 mg/m²h einhalten. Außerdem wurden bei ausgewählten Dämmstoffen bei höheren Temperaturen nicht akzeptable Emissionen an Formaldehyd und Ammoniak gefunden.
Bei umfangreichen Messungen in einer fabrikneuen Saunakabine unter Nutzungsbedingungen wurden die Erkenntnisse aus den labortechnischen Untersuchungen bestätigt. Ebenso verhält es sich mit den Ergebnissen, die bei Messungen in einem Holzhaus erhalten wurden. Voraussetzung zur Beurteilung der Messergebnisse ist, dass bei den Messungen Luftwechselrate und Klimadaten im Objekt sowie Formaldehyd und VOC-Konzentrationen im Umfeld mit bestimmt werden.

Elastische Bodenbeläge kommen insbesondere in stark frequentierten Bereichen zum Einsatz. Als Bodenbelag werden an diese Materialien auch dekorative Ansprüche gestellt, sodass auftretende Gebrauchsspuren durch eine effektive Oberflächenbeschichtung erheblich minimiert werden sollen. Erstversiegelungen des Herstellers stellen primär einen Transport- und Verlegeschutz dar. Durch die Applikation einer vor Ort handwerklich zu applizierenden UV-vernetzenden Beschichtung kann daher die Gebrauchsminderung von elastischen Belägen deutlich verzögert und der Reinigungs- und Pflegeaufwand verringert werden. Die durch den Einsatz solcher Lacke mögliche Minimierung der Emission (VOC-arme Systeme, VOC-Gehalt < 0,5 %) bedingt ein höchstmögliches Maß an Kunden- und Verbraucherschutz sowie eine sofortige Nutzung nach der Härtung.

Ziel

Das Ziel dieses Kooperationsprojektes war die Entwicklung eines baustellenseitig handwerklich zu applizierenden Beschichtungssystems für eine breite Vielfalt elastischer Bodenbeläge auf Grundlage eines UV-strahlungshärtenden, wasserbasierten Lackes. Dieser soll sowohl als Zusatzvergütung als auch zur Renovierung/Sanierung eingesetzt werden. Dieses Beschichtungssystem soll mit hoher Prozesssicherheit appliziert werden, verschleißfest sein und mit möglichst niedrigster Lösemittelemission höchsten Ansprüchen gerecht werden.

Material und Methoden

Zur Aufnahme des Status Quo der Bodenbeläge wurden von acht Herstellern die umsatzstärksten Varianten angefragt und mittels Randwinkelmessung charakterisiert, um die entsprechenden Oberflächenenergien zu bestimmen. Die Basismaterialien der Beläge waren hierbei PVC, Linoleum, PET oder PVC mit natürlichem PU-Anteil. Die Analyse der Kontaktwinkel erfolgte mit zwei unterschiedlich polaren Flüssigkeiten (Wasser, Diiodmethan) und anschließender Berechnung der Oberflächenenergie. Als Lacksysteme wurden UV-vernetzbare, acrylatbasierte Systeme durch den involvierten Projektpartner entwickelt. Zur UV-Härtung kam ein mobiles Strahlenhärtungsgerät (z. B. Pallmann X-Light Mobil) mit einstellbarer Vorschubgeschwindigkeit zum Einsatz. Die Härtung der UV-basierten Vergütung wurde durch IR-Spektroskopie mittels abgeschwächter Totalreflexion (ATR) bestimmt. Zur Charakterisierung der Haftung und weiterer Gebrauchseigenschaften der nachträglich aufgebrachten Lackschicht, wurden folgende Prüfungen/Normen angewendet:

• Abriebbeanspruchung (Falling-Sand-Methode) gemäß prEN 15468:2013, Anhang A 
• Stoßfestigkeit(große Kugel) gemäß EN 13329:2009 
• Mikrokratzbeständigkeit gemäß EN 16094:2012 
• Kratzbeanspruchung gemäß EN 15186:2012, Verfahren B 
• Kratzbeanspruchung gemäß EN 14565:2004, Anhang A 
• Haftfestigkeit gemäß DIN EN ISO 2409:2013 
• Fleckenunempfindlichkeit gemäß EN 438-2:2005 
• Rutschhemmende Eigenschaften gemäß DIN 51130:2014 
• Rutschfestigkeit gemäß EN 13893:2003
• Beständigkeit gegenüber schwarzen Schuhsohlen gemäß IHD-W-450

Ergebnisse

Zum besseren Verständnis Bodenbelagsdiversität wurden diese durch die Bestimmung der Oberflächenenergie (OFE) charakterisiert. Hierbei wird deutlich, dass sich die OFE zwischen den Belägen teilweise deutlich unterscheiden. Es kann die OFE in der Regel durch eine Vorbehandlung zum Entfernen von Resten der werksseitigen Erstversiegelung und zum Erhalten einer einheitlichen Oberflächengüte gesteigert werden. Somit können alle Beläge eine OFE größer als 35 mN/m aufweisen, welche typischerweise für eine gute Beschichtbarkeit mit acrylatbasierten Systemen – wie hier eingesetzt – notwendig ist. Auf dieser Grundlage wurden drei Beschichtungssysteme – basierend auf unterschiedlichen Bindemitteln – hergestellt und im Laufe des Projektes in ihrer Formulierung verfeinert. Des Weiteren wurde gezeigt, dass die Aushärtung der Lacke durch die in den elastischen Bodenbelägen enthaltenen Weichmacher nicht beeinflusst wird und diese auch nach der Härtung nicht in größeren Mengen im Beschichtungssystem nachweisbar sind.

Zusammenfassung

Die elastischen Bodenbeläge – insbesondere Vinylbeläge – erleben eine Renaissance, sodass der Anteil an aufzuarbeitenden Flächen in den nächsten Jahren zunehmen wird. Vor diesem Hintergrund wurden innerhalb des Forschungsprojektes vor Ort applizierbare, UV-härtende Lacksysteme zur Renovierung und Versiegelung von elastischen Bodenbelägen entwickelt, um eine verlängerte Nutzungsdauer der Beläge zu ermöglichen. Dies ist im Hinblick auf Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz ein anzustrebendes Ziel. Im Gegensatz zu den für Parkette etablierten Lacksystemen musste ein komplett neues System entwickelt werden, um den veränderten Haftungs-, Elastizitäts- und Gebrauchseigenschaften gerecht zu werden.
Diese Beläge wurden anschließend hinsichtlich ihrer Material- und Gebrauchseigenschaften wie Oberflächenenergie, VOC-Emission, Aushärteverhalten, Haftung usw. charakterisiert und bewertet.
 Dabei zeigte sich, dass der in seinen Eigenschaften stark variierende Untergrund eine sehr hohe Anforderung an das Lacksystem stellt, um alle geforderten Gebrauchseigenschaften zu erreichen.

Wie funktioniert das denn jetzt?

Jeder kennt es, wenn Dinge nicht so funktionieren, wie man es erwartet, wenn man sich an die Benutzung gewöhnen oder diese sogar erlernen muss. Aber jeder kennt auch die Begeisterung, wenn Dinge leichter und besser gehen als erwartet, weil ein Produkt einfach benutzerfreundlich ist.
Doch was zeichnet benutzerfreundliche Produkte aus und woran sind sie zu erkennen? Oft stellt sich erst in der alltäglichen Benutzung heraus, ob das Produkt den Anforderungen des Benutzers tatsächlich gerecht wird. Benutzerfreundliche Produkte entstehen nicht von allein. Viel Wissen über die späteren Benutzer und ihre individuellen Anforderungen ist notwendig.

Das IHD hat kürzlich ein USEability LAB neu gegründet, um Hersteller und Händler bei der Entwicklung und Bewertung von benutzerfreundlichen Produkten zu unterstützen. Die Basis dafür bilden langjährige Erfahrungen des IHD auf dem Gebiet der benutzerorientierten Produktentwicklung.

Die Zusammenarbeit mit Projektpartnern zeigte, dass seitens der Hersteller und Händler aus dem Bereich Möbel und Ausstattungsobjekte großer Bedarf an Beratung bei der Entwicklung benutzerfreundlicher Produkte besteht. Bestehende Produkte sind diesbezüglich zu testen und zu bewerten. Usability-Tests werden im Bereich der Soft- und Hardware schon seit Jahren erfolgreich durchgeführt und unterstützen damit die schnelle Weiterentwicklung dieser Produkte. Im Bereich der Möbel- und Ausstattungsprodukte hingegen gibt es derzeit nur sehr wenige Testmöglichkeiten. Diese Lücke soll nun durch das USEability LAB geschlossen werden.

Das neue Labor bietet den Kunden die Möglichkeit, ihre Produkte und Umgebungen hinsichtlich der Benutzerfreundlichkeit testen und bewerten zu lassen. Einen zusätzlichen Mehrwert für die Kunden bietet die vom IHD angebotene entwicklungsbegleitende Beratung. In langjähriger Projektarbeit erarbeitetes Forschungswissen, unter anderem in den Bereichen Nutzerforschung, Handlungsanalyse und Bewegungsanalyse, wird nun im neuen USEability LAB angewandt.

Angesprochen werden Hersteller und Händler von Möbeln sowie Produkten des Innenausbaus und des täglichen Lebens, aber auch von Hilfsmitteln für ältere Menschen.

Für das Jahr 2017 ist die Ausarbeitung eines Zertifizierungsprogramms und somit die Möglichkeit der Vergabe eines Qualitätssiegels für benutzerfreundliche Produkte geplant. Weiterhin wird die EPH als Tochtergesellschaft des IHD die Prüfung der Produkte vornehmen. Darüber hinaus wird das Know-how des IHD zum Thema „Benutzerorientierte Produktentwicklung“ in neuen Forschungsprojekten ständig erweitert.

In Kürze wird das USEability LAB über eine eigene Webseite www.useabilitylab.de verfügen, auf der sich Interessierte über die Möglichkeiten und Angebote des Labors informieren können.

Bei Fragen zum neuen USEability LAB im IHD können Sie sich gern an die IHD-Mitarbeiterinnen Susanne Trabandt (susanne.trabandt@ihd-dresden.de) oder Linda Geißler (linda.geissler@ihd-dresden.de) wenden.

Die Bestrahlung von Materialien oder Oberflächen mit beschleunigten Elektronen dient der gezielten Einstellung derer Eigenschaften durch effiziente chemische Materialmodifizierung. Das Wirkprinzip besteht in der Erzeugung hochreaktiver ionischer oder radikalischer Zentren in der Materialstruktur, die in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen auf unterschiedlichen Wegen reagieren können.

Durch Elektronenstrahlen lassen sich neue Funktionalitäten erzeugen, polymere Materialien abbauen bzw. aktivieren, die Charakteristik von Oberflächen modifizieren oder Polymerisationsreaktionen initiieren und beschleunigen.

Für den Ausbau der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in den Bereichen Oberflächenfunktionalisierung und Bindemittelentwicklung wurde Ende 2016 im Ressort Oberfläche eine Labor-Elektronenstrahlanlage EB-Lab 200 angeschafft. Die Flexibilität der Anlage gestattet es, neben flächigen Substraten auch Rohstoffe als lose Ware in die Untersuchungen einzubeziehen. Für Holzwerkstoffe und damit in Zusammenhang stehende Produkte können so u. a. Vernetzungsreaktionen energieeffizienter umgesetzt, mechanische Eigenschaften von Beschichtungsmaterialien und Oberflächen optimiert, Beschichtungsadditive funktionalisiert oder auch Abbau-/Aktivierungsprozesse von Rohstoffen für deren Weiterverarbeitung initiiert werden.

Am 12. Dezember 2016 hat die U.S. Environmental Protection Agency (EPA) die finale Version der seit längerem erwarteten Regulierung zur Formaldehydemission »Formaldehyde Standards for Composite Wood Products Act, TSCA Title VI – 40 CFR Part 770« im US-Bundesregister veröffentlicht. Das Gesetz, das am 21. März 2017 rechtswirksam wird, reguliert die Anforderungen hinsichtlich der Formaldehydemission von Spanplatten, MDF und Sperrholz und sowie daraus hergestellter Halb- und Fertigfabrikate, die in den Vereinigten Staaten von Amerika produziert, verkauft, geliefert, zum Verkauf angeboten oder importiert werden.

Die EPA arbeitete eng und konstruktiv mit dem California Air Resources Board (CARB) zusammen, um sicherzustellen, dass die endgültige nationale Regelung mit den Anforderungen von Kalifornien an Verbundholzprodukte so weit wie möglich übereinstimmt. Beispielsweise sind die Formaldehyd-Emissionsstandards für Verbundwerkstoffe im TSCA-Titel VI identisch mit den derzeit in Kalifornien geltenden Emissionsstandards.

Schlüsselbestimmungen der Regularien – was ist neu?

Ab dem 12. Dezember 2017 müssen Holzwerkstoffhersteller die festgelegten Emissionswerte für unbeschichtete Holzwerkstoffe einhalten und zertifiziert sein. Des Weiteren dürfen Hersteller von Produkten aus o. g. Holzwerkstoffplatten nur „TSCA-Title-VI“-konformes Trägermaterial verwenden.
Die EPA definiert in den Regularien, dass „beschichtete Produkte mit Holz bzw. holzartigem Furnier (»wood or woody grass veneer«) ab dem 12. Dezember 2023 ebenfalls Anforderungen an die Formaldehydabgabe erfüllen und deren Einhaltung nachweisen müssen.
Die EPA hat zudem eine zusätzliche Zertifizierungsvorschrift für importierte Holzwerkstoffe bzw. weiterverarbeitete Produkte entwickelt, die ab dem 12. Dezember 2018 gelten soll.

Entwicklungs- und Prüflabor Holztechnologie GmbH (EPH) als Third Party Certifier:

Als CARB-zugelassenes TPC können wir Zertifizierungsmaßnahmen gemäß der TSCA-Title-VI-Verordnung für eine Übergangszeit von 2 Jahren auch als „TSCA-Title-VI“-TPC durchführen, sofern die Zulassung durch CARB weiterhin besteht und sobald eine Registrierung bei der EPA erfolgt ist.
Nach Ablauf dieser Übergangszeit akkreditiert die EPA die TPCs nicht direkt. Stattdessen fordert die EPA eine Akkreditierung durch eine von der EPA anerkannte Akkreditierungsstelle.
Das EPH wird sich umgehend registrieren, sobald das Portal zur Anmeldung am 21. März 2017 freigeschalten ist, so dass die Zertifizierung von Holzwerkstoffen auch nach der TSCA-Title-VI-Verordnung fortgesetzt werden kann.

Als gemeinnützige Industrieforschungseinrichtung betreibt das Institut für Mechatronik e.V. (IfM) angewandte, industrienahe Forschung und Entwicklung zur Simulation der Dynamik von mechanischen/mechatronischen Systemen und Mensch-Technik-Systemen. Simulation der Dynamik bedeutet allgemein die Berechnung der Bewegung, der zu ihrer Erzeugung benötigten Kräfte und der resultierenden Belastungen mit Hilfe von Computerprogrammen. Je nach Fragestellung werden daraus Bewertungsgrößen ermittelt, die die Qualität von Prozessen oder Produkten unter dem Aspekt der Dynamik charakterisieren.

Die Kernkompetenz des IfM ist die weitgehend anwendungsunabhängige methodische Basis zur Modellierung und Simulation der Dynamik mechanischer Systeme, speziell von Mehrkörpersystemen. Hinzu kommen Kompetenzen auf den Feldern Mathematik und Informatik, die benötigt werden, um diese Methodenbasis in anwendungsreife Software zu überführen.

Schnittstelle für alle Kunden, die Simulationsmodelle für mechanische und mechatronische Systeme beschreiben und analysieren möchten, ist die Simulationssoftware alaska. alaska wird von Herstellern, Zulieferern und Ingenieurdienstleistern verschiedener Branchen, z. B. dem Fahrzeugbau und dem (Windkraft-)Anlagenbau genutzt.

Neben dem allgemeinen Simulationswerkzeug alaska bietet das IfM seine Methoden auch in Form von Spezialsimulatoren an. Damit werden spezielle Aufgaben eines Kundenkreises oder eines einzelnen Kunden bearbeitet. Ein Beispiel dafür ist ein Werkzeug zur Bewegungssimulation von hoch flexiblen Komponenten wie Kabeln und Schläuchen, das von Unternehmen und Zulieferern der Fahrzeugindustrie in unterschiedlichen Simulationsumgebungen genutzt wird. Ein Vorteil solcher Spezialsimulatoren ist, dass sich die Anwender auf die Bearbeitung ihrer branchenspezifischen Fragestellungen konzentrieren können, ohne die Details der hinterlegten Modelle und Algorithmen der Simulationssoftware kennen zu müssen. Spezialsimulatoren sind deshalb auch eine Möglichkeit des Transfers von Simulationstechnologie in kleinere Unternehmen. Ein weiteres Beispiel ist die Ergonomiebewertung von real ausgeführten Arbeitsverrichtungen mit dem humanoiden biomechanischen Simulationsmodell Dynamicus, das die Methodenbasis von alaska benutzt. Die Software Dynamicus/EAWS umfasst dabei alle Methoden, die von der Erfassung der Bewegung mit einem Motion-Capture-System bis zur Generierung der Dokumentation benötigt werden.

Gemeinsam mit dem Institut für Holztechnologie Dresden (IHD) und der Professur Arbeitswissenschaft und Innovationsmanagement der Technischen Universität Chemnitz arbeitet das IfM aktuell in einem Forschungsprojekt an der Entwicklung einer Methode zur Analyse der Nutzung von Möbeln durch Schwergewichtige. Dabei kommt Know-how des IfM zur Erfassung menschlicher Bewegung unter Verwendung von Motion-Capture-Hardware sowie die Software Dynamicus/Recorder zur Rekonstruktion der erfassten Bewegung zum Einsatz. Die im Rechner rekonstruierten Bewegungen stellen eine der Grundlagen der durchzuführenden Analysen dar.

• 16. - 17. März 2017 · Dresden · 11. Internationale Möbeltage · Fachveranstaltung
• 4. - 6. April 2017 · Messe Nürnberg · Euopean Coatings Show · Messe
• 16. -19. Mai 2017 · Messe Köln · interzum · Messe
• 17. - 18. Mai 2017 · Papenburg · 3. Interdiszilinäres Fahrzeugkolloquium · IHD-Fachveranstaltung
• 22. - 26. Mai 2017 · Messe Hannover · LIGNA · Messe

In keiner anderen Zeit gibt es so viele Feiern und Termine wie in der Adventszeit. Ob Weihnachtsfeier in der Firma, in Verbänden, im Verein oder das Weihnachtsessen mit Freunden oder Geschäftspartnern: Alle wollen sich noch einmal treffen, überall wird „Danke“ gesagt, auf das Jahr zurückgeblickt und auch nach vorn geschaut. Die beruflichen Terminkalender sind übervoll, alles muss noch bis Jahresende erledigt werden und viele wichtige Dinge dulden keinen Aufschub bis ins neue Jahr.

Privat werden Plätzchen gebacken, der Weihnachtsmarkt erkundet und beim Selbsteinschlag Hand an den Baum gelegt. Meist kommt noch überfallartig die Gewissheit dazu, dass man so gar keine Geschenke hat und man macht sich auf die Jagd, noch schöne Gaben für seine Liebsten zu erhaschen. Für die einen ist dies Stress und für die anderen die schönste Zeit im Jahr. Freuen Sie sich auf das Fest im Kreise Ihrer Liebsten - auf besinnliche Tage in heimeliger Atmosphäre, auf Tage, an denen man abschaltet, an denen man Abstand gewinnt vom oft stressigen Alltag der Arbeit. Schöpfen Sie aus der Rückschau auf Erreichtes, aus der gemeinsamen Zeit mit Familie und Freunden Kraft für die Aufgaben des kommenden Jahres. Wir danken Ihnen für die so angenehme Zusammenarbeit und wünsche Ihnen im Namen des gesamten IHD von ganzem Herzen eine ruhige, besinnliche Weihnachtszeit und ein gesundes, erfolgreiches Jahr 2017!

Ziel des Projektes war die Entwicklung von flächigen Bauteilen, die sich durch einen hohen Wärmedurchgangswiderstand und eine geringe Dicke auszeichnen, eine hohe Formstabilität und Dauerhaltbarkeit bei hoher thermischer sowie hygrischer Belastung aufweisen und vorzugsweise aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen. Sie sind dadurch zum Aufbau von klimatisch extrem beanspruchten Kabinen (bspw. Hochtemperaturbereich bei Saunen oder Tieftemperaturbereich bei Kältekabinen) besonders geeignet. Favorisiert wurde eine Sandwich-Konstruktion aus unterschiedlichen Funktionslagen (Materialien). Diese Schichten wurden so kombiniert, dass mit minimaler Wanddicke ein Maximum an Leistungsfähigkeit erreicht wurde.

Vorgehensweise und Ergebnisse
Als Lösungsansatz wurde eine Lagenkonstruktion mit ausgefachtem Rahmenwerk definiert. Unter Variation der einzusetzenden Materialien wurden verschiedene Konstruktionsprinzipien untersucht. So wurden bspw. Vakuumpaneele (VIP), die nur sehr gering mechanisch belastbar sind, als Füllungen genutzt, wobei eine „schwimmende Lagerung“ in einem Rahmenfachwerk realisiert wurde. In einer weiteren Versuchsreihe wurden als preiswerte Alternative zu VIP Hartschäume auf ihre Verwendbarkeit untersucht. Auf Grund der definierten thermischen Randbedingungen (bis 120 °C, kurzeitig (< 5 min) bis 140 °C) kam nur eine kleine Anzahl von Schaumstoffen in Betracht. Viele Schaumstoffe sind oberhalb von 80°C nicht einsetzbar (z. B. Polystyrol XPS, Neopor, Phonotherm u. a.). Bei Schäumen mit niedrigem Raumgewicht (RG < 30 kg/m³) wurden aufgrund der flächigen Verklebung der Decklagen mit dem gefüllten Fachwerk nach der thermischen Belastung der Wandelemente Risse festgestellt. Bei Produkten mit RG ≥ 50 kg/m³ trat diese Rissbildung dagegen nicht auf, sodass trotz der geringfügig höheren Wärmeleitfähigkeit der Dämmstoff puren® RG 50 als Rahmenfüllungsmaterial verwendet wurde. Weiterhin wurde unter Nutzung des CAD- und FEM-Programmpaketes Siemens NX eine Vielzahl von Belastungsvarianten bzw. Materialkombinationen simuliert, um Folgeabschätzungen zu erleichtern und zu unterstützen. 

Für die Konstruktion der Elemente waren drei Schwerpunkte zu beachten: die Verklebbarkeit von Furnieren auf Alubeschichtetem HPL (Dampfsperre auf dem Wandelement, soweit außen wie möglich), die Verklebung der Beplankungen mit dem Rahmenwerk und den Füllungen sowie die Stabilität und Festigkeit des Rahmenmaterials bezüglich Verformung und Haltevermögen von mechanischen Verbindungsmitteln. Aluminiumfolie wurde als Dampfsperre eingesetzt, um den Aufbau gegen eindringende Feuchte zu schützen. Mit der Maßgabe ein „Sauna-Erlebnis“ zu gewährleisten, wurde die Innenseite der Sauna-Wandpaneele mit Furnier versehen und untersucht, ob entsprechend den thermischen Belastungen eine dauerhafte Verklebung von Furnier auf Aluminium möglich ist.

Zur Fertigung des Rahmenwerks wurden im Projekt als mögliche Materialien purenit®, ein hochverdichteter Funktionswerkstoff auf PUR/PIR-Hartschaumbasis, und Kerto®-Furnierschichtholz untersucht. Bei der Betrachtung von purenit® lag der Focus auf einer hohen Wärmedämmung und konstruktiver Tauglichkeit (Lastaufnahmevermögen), bei Kerto® neben der konstruktiven Tauglichkeit auf den niedrigeren Kosten. Es wurden 1:1 Prüfelemente (Wandpaneele) gefertigt, um die bei thermischer Belastung auftretenden Verformungen erfassen zu können. Diese wurden ebenso ohne Wärmebelastung unter Eigenlast (Deckenpaneel) gemessen. Die thermische Belastung erfolgte in einer Differenzklimakammer. Der Wärmeeintrag wurde über Strahler realisiert, die Wärmedurchgangsmessung durch entsprechend über den Querschnitt des Wandpaneels angeordnete Thermo-Sensoren. Zur gleichmäßigeren Verteilung der Wärmestrahlung über die Fläche wurde zwischen Strahler und Wandelement ein Stahlblech positioniert, welches als „Flächenstrahler“ wirksam wurde. Zur praxisnahen Prüfung wurden in die Seitenwandaufbauten einer Standard-Saunakabine Rahmen eingesetzt, welche die entwickelten Wandaufbauten aufnehmen konnten.

Fazit
Die Untersuchungen zeigten, dass es mit den derzeit am Markt verfügbaren Hochleistungsdämmstoffen möglich ist, ca. 30 mm dicke Bauelemente/Wandaufbauten zu realisieren, die in ihrem wärmetechnischen Verhalten den gegenwärtigen Standard-Wandaufbauten von Saunen mit einer Dicke von ca. 70 mm entsprechen. Als problematischer zeigte sich die Formstabilität (Verformung unter Last/Eigenlast) der konzipierten Wandaufbauten. Erste Simulationsrechnungen zeigten aber auch hier Möglichkeiten, durch Erhöhung der Steifigkeit der Decklagen zu entsprechenden Lösungen zu gelangen. Die Ergebnisse der Berechnungen konnten in Laborversuchen verifiziert werden. Die Projektergebnisse wurden Interessenten zur Verfügung gestellt und flossen unter anderem als ein Baustein in die Entwicklung eines neuen Saunatyps ein.

Kontakt: Dipl.-Ing. (FH) Lars Blüthgen ⋅ +49 351 4662 301 ⋅ lars.bluethgen@ihd-dresden.de

Bild-Quelle: Klafs Saunabau GmbH & Co. KG

Zielstellung war es, ein neuartiges elektrostatisches Verfahren zur Herstellung flexibler Schleifmittel basierend auf der Erarbeitung von wissenschaftlich-technischen Grundlagen des elektrostatischen Streuprozesses zu entwickeln. Gemeinsam mit den Partnern waren neuartige Prinzipien der elektrostatischen Abscheidung (Dosierung, Streutechnik, Transportbänder, Elektrodengeometrien, Art der Hochspannung, modifizierte Kornstoffe) und Prozessführungsalgorithmen zu untersuchen, sowie Zusammenhänge von Fertigungsparametern des rückkornfreien, elektrostatischen Kornauftrags und der Schleifbandqualität abzuleiten.

Schwerpunkte der Mitarbeit des IHD umfassten die Erstellung des Messkonzeptes, die Auswahl und Erprobung geeigneter Elektroden zur elektrostatischen Aufladung des Schleifkorns einschließlich der Konzeption des Sprungbereichs der Pilotanlage sowie die Auswahl und Untersuchung von Charakterisierungsmöglichkeiten (Strukturanalyse) der mit der Pilotanlage hergestellten Schleifmittelmuster. Dabei war insbesondere die Verteilung und Ausrichtung des elektrostatisch aufgetragenen Schleifkorns zu bewerten (siehe Abbildung).

Ergebnisse
Die entwickelte Pilotanlage basiert auf der Weiterentwicklung der Streutechnologie zur Herstellung flexibler Schleifmittel und zeigte folgende bisher nicht bekannte Möglichkeiten:

• Exakte Schleifkornvorlage (endproduktabhängige Menge), 
• rückkornfreies elektrostatisches Streuen im Korngrößenbereich P400 bis P24, 
• flexibles Anlagenkonzept für schnelle Umrüstung auf unterschiedliche Betriebsarten wie Gleich- und Gegenlauf, 
• durch Einsatz gepulster Gleichspannung Möglichkeit, stark leitfähiges Schleifkorn, wie Silizumcarbid, elektrostatisch zu streuen und 
• Möglichkeit zur Herstellung von hochwirksamen Schleifmitteln durch gezieltes, elektrostatisches Streuen. 

Die aufgeführten Vorteile ermöglichen dem industriellen Hersteller flexibler Schleifmittel, wirtschaftlicher, qualitativ hochwertiger und prozesssicherer zu fertigen. So können durch

• flexibleren Betrieb Neuentwicklungen schneller und in kleinsten Losgrößen umgesetzt, 
• eine stabilere Prozessführung und wissensbasierte Prozesssteuerung Kostenreduzierungen durch Energie-, Abfall- und Zeiteinsparung sowie eine Qualitätssteigerung von 10 % bis 20 % erreicht, 
• Einhaltung der Qualitätsparameter Mehrarbeit und Ausschuss in Höhe von 5 % bis 10 % vermieden, 
• Vermeiden von Rückkorn die technologische Sicherheit erhöht und die Effektivität gesteigert sowie 
• durch Erreichen der elektrostatischen Streufähigkeit von schlecht aufladbaren Kornstoffen neue Produkte entwickelt werden. 

Zusammenfassung
Ausgehend von grundlegenden Arbeiten zum Sprungverhalten der Kornstoffe, der Analyse der Streubänder, der Aufstreutechnik, der Beleimung sowie der Warenbahnführung wurde zur Ermittlung des Sprungverhaltens von Schleifkörnern im elektrischen Feld eine Modellvorrichtung gebaut und ein Messkonzept erarbeitet. Mit den in Modellversuchen gewonnenen Ergebnissen wurde eine unter industriellen Bedingungen einsetzbare Pilotanlage konzipiert und unter Mitwirkung des IHD gebaut. Mit der Pilotanlage konnten Prinzipien der elektrostatischen Abscheidung (Dosierung, Streutechnik, Elektroden, Hochspannung, Kornstoffe) und Prozessführungsalgorithmen untersucht werden. Die physikalischen Effekte der Aufladung, des Transports und des Niederschlags des Schleifkorns konnten soweit aufgeklärt werden, dass durch den konstruktiven Aufbau der Pilotanlage eine Nutzung des entwickelten Verfahrens zur Herstellung flexibler Schleifmittel in hoher Qualität möglich wurde. Es konnten Zusammenhänge von Fertigungsparametern des elektrostatischen Kornauftrags und der Schleifbandqualität abgeleitet werden. 

Kontakt: Dr.-Ing. Rico Emmler · +49 351 4662 268 · rico.emmler@eph-dresden.de

Joachim Beständig begann Mitte der siebziger Jahre seine Tätigkeit im damaligen Institut für Holztechnologie und Faserbaustoffe (IHF), aus dem 1992 das heutige Institut für Holztechnologie Dresden (IHD) hervorging.

Im Zeitraum von 1980 bis 1990 war er in der Hauptabteilung „Prozesssteuerung“ tätig und arbeitete an der Herstellung von Leiterplatten mit fotochemischen Verfahren. Als Spezialist für den Aufbau der Stromversorgungen für verschiedene Geräte, die in der Abteilung „Prozesssteuerung“ entwickelt wurden, entwickelte er eine Sortierstreckensteuerung für Rundholz, die später unter anderem in Rövershagen bei Rostock und im Sägewerk Marienwerder installiert wurde.

Mit der Wende kam es auch für Joachim Beständig zu einer fachlichen Neuorientierung. Im Bereich Prüftechnik arbeitete er zunächst an verschiedenen Aufgabenstellungen im Möbelprüflabor. Er hatte dabei maßgeblichen Anteil an der technischen Rekonstruktion des Prüflabors in der Phase der Akkreditierung als GS-Prüfstelle. In diesem Abschnitt seiner beruflichen Laufbahn kamen erste Anfragen zur Prüfung der Einbruchhemmung von Türen auf. Gemeinsam mit Erik Ziegra erfolgte daher der Aufbau eines ersten Prüfstandes zur Bauelementeprüfung. Bereits im Februar 1991 erfolgte der Antrag auf Anerkennung als Einbruchhemmungsprüfstelle bei der damaligen Deutschen Gesellschaft für Warenkennzeichnung. 1993 wurde das EPH als DIN CERTCO- Prüfstelle für Einbruchhemmung anerkannt.

Zu diesem Zeitpunkt hatte sich das Arbeitsgebiet Bauelemente unter Leitung von Joachim Beständig als eigenständige Arbeitsgruppe sowohl im Ressort „Werkstoff- und Produktqualität“ als auch im Laborbereich „Physik“ des EPH etabliert. Im Laufe der Zeit entwickelte sich die Arbeitsgruppe personell und technisch weiter und erschloss weitere Fachbereiche, wie zum Beispiel Wärmeschutz, Gebrauchstauglichkeit, Klimabeständigkeit und Dauerhaftigkeit.

Neben seiner Tätigkeit auf dem Gebiet der Einbruchhemmung bearbeitete Joachim Beständig verschiedene Forschungsprojekte. So entwickelte er eine Prüfeinrichtung zur Bestimmung der Dauerfunktion und etablierte einen Messplatzes zur Ermittlung der Verformung von Bauelementen unter hygrothermischer Klimabelastung, der noch heute für Differenzklimaprüfungen genutzt wird.

Sein Wechsel vom IHD in das EPH gab ihm Gelegenheit, sich auf die Tätigkeit im Rahmen der DIN-CERTCO-anerkannten Prüfstelle für Einbruchhemmung zu konzentrieren. Joachim Beständig wirkte aktiv im Rahmen von Akkreditierung und Reakkreditierung des EPH-Prüflabors Bauelemente mit und war langjähriges Mitglied des Erfahrungsaustauschkreises Einbruchschutz und des Zertifizierungsausschusses für Einbruchhemmung, dessen Vorsitz er in den letzten Jahren innehatte.

Der Bereich Bauelemente des IHD hat unter Leitung von Joachim Beständig eine hohe Anerkennung in der Branche erlangt. Namhafte Firmen aus Sachsen, Deutschland und dem europäischen Ausland gehören zu den Stammkunden.

Herr Joachim Beständig gibt zum Jahresende den Staffelstab an seinen Nachfolger Herrn André Zänker weiter. Das IHD bedankt sich bei ihm für seine hervorragende Arbeit und wünscht ihm alles Gute für den wohlverdienten Ruhestand.

Als Kompetenzpartner für Profilummantelung verfolgen wir seit über 20 Jahren eine Mission: Die Ziele und Bedürfnisse unserer Kunden verstehen und ihre Anforderungen mit innovativen und kreativen Lösungen übertreffen. Mit erstklassiger Produktqualität, individueller Beratung und Nähe zum Kunden gelingt es uns, diesem Anspruch täglich neu gerecht zu werden.

Durch unser umfangreiches Know-how sind wir heute führender Anbieter von Dekorfolien, Klebstoffen und Technologien zur Ummantelung und Veredelung von Oberflächen in Russland und dessen Anrainerstaaten. Unser Erfolg verdanken wir nicht zuletzt den kompetenten Partnern – führenden Herstellern aus Deutschland, Europa und Japan. In enger Zusammenarbeit werden Fragen zur Entwicklung neuer Produkte, Produkteigenschaften und Qualität bearbeitet. Um diese Arbeit noch weiter zu vertiefen und auf dem neusten Stand der Entwicklung zu bleiben, ist IMAWELL Mitglied des Trägervereins des IHD geworden. Im Vordergrund steht dabei das Praktische für uns: Durchführung wissenschaftlich basierter Prüfungen der Oberflächeneigenschaften sowie Zertifizierung der Eigenmarken-Produkte durch die Tochtergesellschaft, das Entwicklungs- und Prüflabor Holztechnologie GmbH, in Dresden.

Kontakt:
Natalie Schmidt
natalie.schmidt@imawell.de
Imawell GmbH
Königsberger Straße 100
40231 Düsseldorf

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Am 28. September 2016 ernannte Prof. Hans Müller-Steinhagen (Rektor der TU Dresden) feierlich Dr. Steffen Tobisch (Institutsleiter des IHD) zum Honorarprofessor der TU Dresden an der Fakultät Umweltwissenschaften.

Nach Abschluss seines Studiums der Holz- und Faserwerkstofftechnik an der TU Dresden führte der berufliche Werdegang Steffen Tobisch im Jahr 1994 an das Institut für Holztechnologie Dresden (IHD), an dem er bis heute tätig ist. Nach seiner Zeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter war Steffen Tobisch vier Jahre Ressortleiter des Ressorts Werkstoffe, bis er schließlich 2004 zum Institutsleiter und Geschäftsführer des IHD ernannt wurde.

2006 promovierte Steffen Tobisch an der Universität Hamburg zu „Methoden zur Beeinflussung ausgewählter Eigenschaften von dreilagigen Massivholzplatten aus Nadelholz“.

Prof. Steffen Tobisch lehrt bereits seit 2011 an der Fakultät Umweltwissenschaften der TU Dresden in den Modulen Chemische Technologie des Holzes, Stoffliche und Energetische Nutzung von Holz sowie Vergütung und Funktionalisierung von Holz und Holzwerkstoffen. Im Mai 2014 wurde dem IHD der Status eines An-Instituts der als Exzellenz-Universität ausgezeichneten TU Dresden zuerkannt. Das IHD übernimmt damit verstärkt Lehrtätigkeiten, betreut Diplom- und Masterarbeiten sowie Promotionsstudenten. Durch die Verleihung des Titels eines Honorarprofessors an Dr. Tobisch wird die Zusammenarbeit zwischen der Fakultät Umweltwissenschaften und dem IHD als An-Institut in Forschung und Lehre im Rahmen des Masterstudiengangs Holztechnologie und Holzwirtschaft weiter vertieft.

Der Anteil modifizierter Hölzer an Terrassen- und Balkonbelägen sowie an Fassadenbekleidungen ist in den vergangenen Jahren kontinuierlich gestiegen. Mit der Modifizierung wird vor allem eine ausreichende  Dauerhaftigkeit gegen holzzerstörende Pilze erreicht. Allerdings treten Probleme durch Rissbildung auf, die die technische Funktion aber meist nicht behindert. Ziel eines kürzlich abgeschlossenen Forschungsprojektes des IHD war es daher,  Optimierungsansätze für Technologie und Produkte zu finden und die Rissbildung deutlich zu vermindern. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Programm INNO-KOM-Ost  gefördert (Reg.-Nr. MF120062).

Material und Untersuchungen

Ein Teil des Thermoholzes wurde von industriellen Herstellern bereitgestellt, ein anderer in der Laborthermokammer des IHD unter industrieanalogen Bedingungen modifiziert. Als Material dienten bestimmte Sortierqualitäten der Holzarten Fichte, Esche, Rotbuche, Pappel und Birke. Die Prüfkörper wurden auf dem IHD-Freilandprüffeld in horizontaler Position (Einbausituation in Gebrauchsklasse 3.2 wie bei Terrassendielen) eingebaut. Die Proben wurden unmittelbar nach der Thermobehandlung sowie nach mehreren Zeitabständen in Freibewitterung untersucht und bewertet. Daneben erfolgte die Analyse rissgeschädigter Praxisproben. Ergänzend zu den Freilandprüfungen erfolgte eine künstliche Bewitterung im Labor, um eine Rissbildung unter definierten Bedingungen zu provozieren.

Mittels licht- und rasterelektronenmikroskopischer Untersuchungen wurden mikrostrukturelle Veränderungen untersucht und Anforderungen an die Holzqualität und Prozessparameter abgeleitet.

Ergebnisse

Im labortechnisch hergestellten Thermoholz waren unmittelbar nach der Thermobehandlung keine inneren Spannungen mit dem Mittenschnitt-Test nach DIN EN 144464 nachweisbar.

Es zeigte sich, dass die Mikrostruktur des Holzes nach sachgemäßer, schonender Modifizierung weitgehend intakt ist und keine signifikanten Unterschiede im Vergleich zum unbehandelten Holz vorliegen. TMT mit starker, sichtbarer Rissbildung wies dagegen auch zahlreiche Mikrorisse auf. Diese folgten nur teilweise dem radialen Verlauf der Holzstrahlen und verliefen oft schräg. Ausgangspunkt der Mikrorisse waren häufig die Mittellamellen, so dass die einzelnen Holzfasern intakt erschienen.

Bei vielen Varianten zeigten sich bereits nach 14 Tagen Freibewitterung erste sichtbare Oberflächenrisse und eine beginnende Vergrauung. Nach 12 Monaten Freibewitterung zeigt Rotbuche die stärkste und Pappel die geringste Rissbildung. Braunkern bei Esche oder Druckholz bei Fichte hatten offensichtlich keinen Einfluss auf die Rissbildung; stärkere Faserabweichungen bzw. Wimmerwuchs (Birke) führten dagegen zu stärkerer Rissbildung.

Als entscheidend für  Art und Ausmaß der Risse erwies sich die Einschnittrichtung: Während Proben mit stehenden Jahrringen (Rift) vor allem tangentiale, jahrringparallele Risse zeigten, führten liegende Jahrringe (Flader) eher zu radialen, holzstrahlparallelen Rissen sowie zu starker Querkrümmung und Rissbildung. Im Ergebnis wird daher eine schräge Jahrringlage (Halbrift) empfohlen.

  Im Projekt wurde weiterhin eine Methode zur Vorhersage der Rissbildung entwickelt[1]. Prüfkörper werden über zwei Wochen abwechselnd wassergelagert und getrocknet. Anschließend  werden 5 wichtige Rissparameter bewertet und aus den normierten Parametern das Risspotential berechnet. Die Methode ist leicht realisierbar und auch für die werkseigene Produktionskontrolle (WPK) geeignet.

Der Abschlussbericht kann über die Bibliothek des IHD bezogen werden.

Aus TÜV PROFiCERT - product wird TÜV PROFiCERT-product INTERIOR

Die Zertifizierungsstelle des TÜV Hessen bietet seit Jahren in Kooperation mit der TFI Aachen GmbH mit ihrer Marke TÜV PROFiCERT-product die Möglichkeit, Produktprüfungs-Prozesse und deren Prüfergebnisse zertifizieren zu lassen. Gemeinsam wurden bisher Bodenbeläge und damit in Zusammenhang stehende Produkte wahlweise nach Qualitäts-, Gesundheits- und Umweltkriterien zertifiziert. Am 13.09.2016 wurde durch Erweiterung der Kooperation um das Entwicklungs- und Prüflabor Holztechnologie GmbH die Palette der Produkte, für die das Label verwendet werden kann, auf weitere Innenraumbauprodukte erweitert und das Zeichen um den Zusatz INTERIOR erweitert.

Geprüft – Überwacht – unabhängig Zertifiziert

Bei den meisten Qualitäts- und Umweltlabeln liegen Prüfung/Überwachung und Zertifizierung eines Produktes in der Hand von nur einer Organisation oder basieren auf Angaben der Hersteller oder einer einmaligen Prüfung. Das TÜV PROFiCERT-product INTERIOR Label gehört jedoch zu den wenigen unabhängigen Qualitätszeichen, weil Prüfung/Überwachung und Zertifizierung strikt voneinander getrennt in zwei verschiedenen Unternehmen stattfinden. Der TÜV Hessen veröffentlicht die geprüften Produkte jeweils mit der dazugehörigen Zertifikatsnummer und dem Zertifikatsstatus im Internet (www.proficert.com). Der Hersteller kann auf die TÜV PROFiCERT-product Zertifizierung mit einem Siegel auf dem Produkt, auf der Produktverpackung oder in sonstiger Form hinweisen.

Image, Qualität und das entfallende Ü-Zeichen

Die weltweit bekannte Marke TÜV und die jährliche Prüfung/Überwachung durch das Entwicklungs- und Prüflabor Holztechnologie oder die TFI Aachen GmbH geben dem Endanwender Sicherheit hinsichtlich der Qualitäts- und Umweltkriterien eines Produktes. Das gleiche Warenzeichen auf allen Interior Produkten sichert eine große Wiedererkennung bei Architekten, Handel, Verarbeitern und Endanwendern.

Zunehmend spüren auch die Hersteller das Bedürfnis, ihre Produktionsprozesse abzusichern, um z.B. imageschädigende Rückrufaktionen oder Regressansprüchen vorzubeugen. Die Absicherung beschränkt sich nicht nur auf Bodenbeläge: immer häufiger wird das EPH auch von Herstellern von Interior-Produkten beauftragt. Dazu gehören neben den Bodenbelägen auch Wandverkleidungen, Decken und Einrichtungsgegenstände wie Möbel bis hin zu Fenstern.

Fußbodenherstellern wird mit dem freiwilligen TÜV PROFiCERT-product INTERIOR Label eine sehr gute Alternative zum entfallenden Ü-Zeichen angeboten. Das Ü-Zeichen darf ab dem 15.10.2016 nicht mehr verwendet werden und neue gesetzliche Anforderungen sind noch nicht in Kraft. Bei TÜV PROFiCERT-product INTERIOR kann der Hersteller zwischen zwei renommierten Prüf-/Überwachungsstellen wählen und sich bei Marketingaussagen auf die Unabhängigkeit des Labels berufen.

EPH kooperiert mit dem TFI Aachen

Das EPH wird bei Prüfung und Überwachung im Rahmen des TÜV PROFiCERT-product INTERIOR-Zertifizierungsprogramms mit der TFI kooperieren. Die TFI Aachen GmbH ist wie das EPH ein „vollstufiges“ Prüfinstitut. D.h.: Die TFI kann Prüfungen für Brand, Emissionen, Funktionalität und Qualität, Schall, Wärme und Elektrostatik ausführen.

Die TFI gilt in Fachkreisen als Prüfinstitut für die Produktbereiche textile und elastische Bodenbeläge sowie Sportböden. Das ergänzt sich perfekt mit dem Fokus des EPH auf Holzfußböden, Parkette, Laminate, MMF-Fußböden, Möbel, Lacke sowie Beschichtungen und bildet die Basis für die Kooperation.

Die neuen Warenzeichen im Detail

Das Qualitätslabel TÜV PROFiCERT-product INTERIOR gibt es in zwei Varianten:

• Standard: Umfasst Emissionskriterien u.a. nach DIBt (AggB-Schema) und der französischen VOC-Klasse A.
• Premium: Beinhaltet zusätzlich Anforderungen nach den Emissionskriterien u.a. der französischen VOC-Klasse A+, RAL UZ, BREEAM und EC1Plus.

Über die gesundheitliche Bewertung hinaus besteht auch die Möglichkeit, ergänzend Funktions- und Qualitätseigenschaften prüfen zu lassen und auszuloben. So erhält der Verbraucher Informationen über weitere Produkteigenschaften. Welche Prüfungen durchgeführt werden, richtet sich nach der Produktgattung und ist den Zertifikaten selbst zu entnehmen.

Der Umfang der Prüfungen/Überwachungen besteht aus den Bereichen:

• Erstprüfung des Produkts
• Regelmäßige Produktionsüberwachung (Produktionskontrollen im Werk)
• Regelmäßige Überwachungsprüfungen der Produkte

Produkte und Aufbauten, die die Kriterien der Standard-Variante bestehen, erfüllen nach allen wissenschaftlichen Erkenntnissen hinsichtlich der Emissionen die Anforderungen an gesundes Wohnen und Arbeiten. Vergleichbare Kriterien finden sich deshalb auch in einigen Ländern in gesetzlichen Anforderungen wieder.

Premium Variante mit hohen Anforderungen

Die sehr strengen Anforderungen der Premium-Variante können nur Produkte und Aufbauten erfüllen, bei denen ausgewählte Vorprodukte eingesetzt werden und darüber hinaus im Fertigungsprozess besondere Sorgfalt gilt. Deshalb wird mit diesen Produkten auch schon zu Beginn der Nutzungsphase eine sehr gute Raumluftqualität sichergestellt.

Eine Innovation der generativen Fertigung stellt der 3D-Druck mit holzbasierten Werkstoffen dar. Die Vorteile von kundenangepasster Individualisierung, effizienter Herstellung kleiner Stückzahlen, Ressourceneffizienz und wirtschaftlicher Fertigung komplexer bionischer Strukturen sind insbesondere für die Anwendungsfelder Möbel, Innenausbau und Bauelemente von hohem Interesse.

Das IHD erschließt nun diesen Bereich und konzentriert sich bei seinen derzeitigen Forschungsarbeiten auf folgende drei Gebiete:

• Konstruktion und Produktentwicklung für die Anwendungsfelder Möbel und Innenausbau sowohl mit Kunststoff- als auch mit Holz-Kunststoff-Verbunden,
• Entwicklung neuer Druckmaterialien auf Basis nachwachsender Rohstoffe,
• Entwicklung neuer Technologien für das Drucken von Bauteilen mit branchenüblichen Abmessungen.

Zur Entwicklung einer Drucktechnologie - für den Möbelbereich startete bereits Anfang September 2016 ein vom BMBF gefördertes Forschungsprojekt. Hierbei kann das IHD auf sein langjähriges Know-how auf dem Gebiet der Möbelkonstruktion zurückgreifen.

Der Fokus des IHD liegt derzeit auf dem Druck mit dem Fused-Filament-Fabrication-Verfahren. Bei diesem Fertigungsverfahren wird ein Werkstück schichtweise aus schmelzfähigen Materialien aufgebaut. Eine geeignete Druckanlage ist dafür am IHD vorhanden.

Für Kooperationen und Forschungsprojekte steht das IHD gern zur Verfügung. Ansprechpartner für den 3D-Druck im IHD sind Frau Julia Kaufhold (julia.kaufhold@ihd-dresden.de) und Herr Tony Gauser (tony.gauser@ihd-dresden.de).

Mit Wirkung vom 1. September 2016 hat Frau Dipl.-Ing. Petra Behnsen die Leitung des Ressorts Oberfläche des Instituts für Holztechnologie Dresden (IHD) übernommen.

Frau Behnsen studierte Biotechnologie an der TH Köthen und arbeitete nach Stationen als wissenschaftliche Mitarbeiterin an der TH und der TU Cottbus sowie als Geschäftsführerin der Forschungsvereinigung für Verfahrens- und Verpackungstechnik e.V. lange Jahre als Wissenschaftlerin im Bereich Messtechnik und als Abteilungsleiterin für Oberflächenfunktionalisierung an der Papiertechnischen Stiftung (PTS) in Heidenau.

Mit der Übernahme der Leitung des Ressorts Oberfläche wird Frau Behnsen, deren fachliche Schwerpunkte vor allem in den Bereichen Beschichtungs- und Vernetzungstechnologien sowie Prüfverfahren von Oberflächen liegen, u. a. die Elektronenstrahlvernetzung und andere Funktionalisierungen von verschiedenen Materialien bzw. Oberflächen am IHD etablieren.

Durch ihre langjährigen Erfahrungen in der Papierindustrie und ihre bisherigen Betätigungsfelder ergeben sich unter ihrer Leitung für das Ressort Oberfläche weitere interessante Arbeitsgebiete sowohl für die Holz- und Holzwerkstoffindustrie als auch angrenzende Branchen.

Am 1. September 2016 vollzog sich am Entwicklungs- und Prüflabor Holztechnologie GmbH (EPH) in Dresden ein Wechsel in der Leitung der Zertifizierungsstelle für Managementsysteme. Frau Dipl.-Ing. Malgorzata Anna Adamska-Reiche ist neue Leiterin der Zertifizierungsstelle. Sie tritt die Nachfolge von Dr. rer. silv. Siegfried Tzscherlich an, der diese Stelle seit der Erstakkreditierung 1995 leitete.

Die Zertifizierungsstelle bietet neben der Zertifizierung von Qualitätsmanagementsystemen (QMS) nach DIN EN ISO 9001 seit 2015 auch Zertifizierungen von Umweltmanagementsystemen (UMS) nach DIN EN ISO 14001 an. Aktuell sind 46 Standorte durch das EPH nach ISO 9001 und 9 Standorte nach ISO 14001 zertifiziert. Dabei haben bisher vier Unternehmen von der QMS/UMS-Zertifizierung im Paket Gebrauch gemacht. Zukünftig soll das Leistungsangebot der Stelle um die Zertifizierung von Energiemanagementsystemen nach DIN EN ISO 50001 ergänzt werden.

Frau Adamska-Reiche ist seit 2013 als Auditorin für UMS tätig. 2014 wurde sie zur stellvertretenden Leiterin der Zertifizierungsstelle für Managementsysteme ernannt. Wir danken Dr. Tzscherlich für sein großes Engagement und die erfolgreiche Arbeit. Unter seiner Führung hat sich die Zertifizierungsstelle für Managementsysteme neben dem akkreditierten Prüflabor und der akkreditierten Zertifizierungsstelle für Produkte als dritte akkreditierte Stelle zu einer tragenden Säule des EPH-Leistungsportfolios entwickelt.

Am 22. und 23. September 2016 fand in Dresden die 29. Deutsche Holzschutztagung mit über 100 Teilnehmern aus Deutschland und Österreich erstmalig in den neuen Bundesländern statt. Die Organisation vor Ort oblag dem Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH (IHD). Die 1949 begonnene Tagungsreihe wird vom Fachausschuss Holzschutz veranstaltet, in dem Forschungs- und Prüfinstitute, Unternehmen, Verbände, Behörden sowie Sachverständige vertreten sind; amtierender Vorsitzender ist Prof. Dr. Holger Militz von der Georg-August-Universität Göttingen.

Eröffnet wurde das Fachprogramm von Martin Seelinger (Cornelsen + Seelinger Architekten BDA), der über erste Erfahrungen mit „BauBuche“ berichtete. Es schlossen sich Vorträge von Dr. Susanne Bollmus (Georg-August-Universität Göttingen) zu Eigenschaften von acetylierten Laubhölzern und Norbert Rüther (Fraunhofer-Institut für Holzforschung WKI) zur brandschutztechnischen Ertüchtigung von Holz und Holzwerkstoffen an.

Dr. Wolfram Scheiding (IHD) befasste sich mit den Begriffen Dauerhaftigkeit und Gebrauchsdauer in Normen und Ökolabeln. Linda Meyer-Veltrup (Leibniz Universität Hannover) analysierte weltweit verwendete Freiland-Prüfmethoden zur Dauerhaftigkeit. Dr. Christian Brischkes Thema (aus gleichem Hause) war die Rissbildung in Holzbauteilen und deren Einfluss auf Holzfeuchte und Dauerhaftigkeit.

Angeregt diskutiert wurde der Beitrag von Dr. Dirk Lukowsky (WKI), der die Befallswahrscheinlichkeit technisch getrockneten Holzes durch den Hausbock kritisch analysierte. Kordula Jacobs (IHD) referierte über die Veränderung der Virulenz von Prüfpilzen, die bei Laborprüfungen und Qualitätssicherung von hoher Bedeutung ist.

Den aktuellen Stand der Zulassungsverfahren von Kreosot sowie von Alternativen erläuterte Dr. Jürgen Fischer vom Umweltbundesamt. Uwe Halupczok (Deutscher Holzschutzverband für Außenholzprodukte e.V.) stellte heraus, dass vor allem Qualitätssysteme wie RAL-GZ 411 langfristig den Einsatz von geschütztem Holz sichern.

Mit dem aktuellen Stand der Holzschutznormung befassten sich Eckhard Melcher vom Thünen-Institut für Holzforschung (neue Fassung der EN 350 Dauerhaftigkeit von Holz und Holzprodukten) und Florian Tscherne von der Holzforschung Austria, der die österreichische und deutsche Holzschutznorm ÖNORM B 3802 bzw. DIN 68800 vergleichend analysierte.

Einen historischen Bogen von 1949 bis heute schlug der Nestor des Holzschutzes, Prof. Hubert Willeit­ner, der die Holzschutztagungen als Spiegel des gesellschaftspolitischen und wirtschaftlichen Wandels beleuchtete. Dem Werdegang des chemischen Holzschutzes widmete sich Dr. Peter Jüngel (Kurt Obermeier GmbH & Co. KG). Sein Kollege Dr. Sascha Hellkamp untersuchte, inwieweit die Kupfertoleranz holzzerstörender Organismen im Obst- und Weinbau Tatsache oder Mythos ist.

In einem speziellen Block kam der wissenschaftliche Nachwuchs zu Wort, zunächst Claudia Lenz (Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde) mit Untersuchungen zum Holzabbau durch Poria placenta, einem wichtigen Holzzerstörer und Prüfpilz. Es folgten drei Beiträge der Georg-August-Universität Göttingen mit Michael Starck zu neuen Schutzsystemen zur Substitution von Kreosot in Bahnschwellen, Sascha Bicke zu neuen Modifizierungsverfahren mit Phenolharzen und Michael Altgen zur thermischen Modifizierung im geschlossenen Reaktorsystem.

Im abschließenden, sehr praxisorientierten Block erläuterte Ekkehard Flohr, Sachverständiger, die Anwendung von Bekämpfungsmitteln unter dem Aspekt neuer BAuA-Zulassungen. Roland Glauner (Holzbau Deutschland) stellte die überarbeitete Fachregel des Zimmererhandwerkes 02 Balkone und Terrassen vor, und Ulrich Arnold, ebenfalls Sachverständiger, sprach über Schäden und Sanierungsmöglichkeiten bei Fachwerkkonstruktionen.

Veranstalter und Teilnehmer zeigten sich sehr zufrieden mit dieser interessanten Tagung, aus der erneut die besondere und aktuelle Bedeutung des Holzschutzes für die Verwendung von Holz und den langfristigen Erhalt der Bausubstanz hervorging.

Der Tagungsband kann unter www.ihd-dresden.de/de/wissensportal/tagungsbaende/ als pdf-Datei bestellt werden.

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Wissenschaftler des Instituts für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH (IHD) entwickelten innerhalb eines Forschungsprojektes ein Verfahren zur Verbesserung der Witterungsbeständigkeit von mit PF-Harz (Phenol-Formaldehydkondensationsharz) imprägniertem Schichtpressholz.

Der im deutschen Sprachraum auch als Kunstharzpressholz (KHP) bezeichnete Holzwerkstoff zeichnet sich durch eine hohe Dimensionsstabilität sowie mechanische und chemische Beständigkeit aus. Trotz der gegenüber nicht mit PF-Harz modifizierten Lagenhölzern deutlich verbesserten Witterungsstabilität von KHP können sowohl phenolische Komponenten des Harzes als auch des holzeigenen Lignins durch UV-Strahlung geschädigt werden. Mögliche Folgen sind Oberflächenmikrostrukturierung, Rissbildung und Verfärbungen bewitterter KHP-Oberflächen, die bei Einsatz des Werkstoffes im dekorativen Bereich unerwünscht sind. Zur Evaluierung dieser Phänomene wurden KHP-Platten mit variierenden Deckfurnieren, PF-Harzformulierungen und Overlays im Labormaßstab hergestellt und künstliche Bewitterungsprüfungen durchgeführt. Es wurden resultierende Farb- und Glanzgradänderungen ermittelt sowie mikroskopische und mikrotopographische Oberflächenanalysen durchgeführt.

Das Ziel des IHD-Forschungsvorhabens bestand darin, die Witterungsbeständigkeit von KHP-Oberflächen zu verbessern, indem die oberflächennahen Furnierlagen des Werkstoffes durch lamellenartige Materialien ersetzt werden, die einen hohen UV- und Feuchteschutz gewährleisten, ohne die ästhetischen und ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften von KHP zu beeinträchtigen.

Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen wurde festgestellt, dass die witterungsbedingte Oberflächenschädigung von KHP signifikant von der Holzart der Furnierdecklagen abhängt. Dabei erwiesen sich die mit Birken- bzw. Ahorndeckfurnieren ausgestatteten Varianten als deutlich weniger rissanfällig als die üblicherweise eingesetzten Werkstoffe mit Buchendeckfurnier. Die deutliche Aufhellung transparenter KHP-Oberflächen durch Bewitterung ist neben einer lichtinduzierten Holzverfärbung der Furnieroberfläche auch ein Resultat der witterungsbedingten Versprödung des oberflächennahen PF-Harzes. Diese äußert sich in der Ausbildung von Mikrorissen und einer damit einhergehenden Differenzierung der KHP-Oberflächenmikrostruktur, deren Ausmaß durch Applikation transparenter, PF-Harz-getränkter Overlays signifikant gemindert wird. Diese bieten einen zusätzlichen UV- und Feuchteschutz für die Furnierdecklagen und tragen wesentlich zur Verbesserung der Witterungsstabilität von KHP-Oberflächen bei.

Die Ergebnisse ermöglichen den Produzenten von harzgetränktem Schichtpressholz/KHP eine Ausweitung ihres Produktsortimentes und die Bereitstellung KHP-basierter Produkte für den Außenbereich mit deutlich verbesserter Witterungsstabilität. Hersteller entsprechender Produkte profitieren auf dem Markt durch die Möglichkeit der Vergabe deutlich verlängerter Gewährleistungsfristen sowie durch die damit generierten Wettbewerbsvorteile.

Neben der gezielten Auswahl und Modifizierung von Rohstoffen (Furnierarten, Overlaypapiere, PF-Harze) müssen für eine weitere Verbesserung der Witterungsstabilität von KHP-Oberflächen auch technologische Aspekte (Furniertränkung, Pressregime) in Betracht gezogen werden, die Gegenstand aktueller und künftiger Untersuchungen sind.

Das Forschungsprojekt wurde im Rahmen des Förderprogrammes INNO-KOM-Ost vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Kontakt: Dr. rer. silv. Lars Passauer · +49 351 4662 369 · lars.passauer@ihd-dresden.de

Die Velux Deutschland GmbH mit Sitz in Hamburg und die Produktionsstätte im thüringischen Sonneborn sind Unternehmen der internationalen Velux Gruppe, des weltweit größten Herstellers von Dachfenstern. Neben Dachfenstern und anspruchsvollen Dachfensterlösungen für geneigte und flache Dächer umfasst die Produktpalette unter anderem Sonnenschutzprodukte, Rollläden und Zubehörprodukte für den Fenstereinbau. Automatisierte Lösungen und intelligente Sensorsysteme tragen zu einem gesunden Raumklima bei und steigern den Wohnkomfort.

Velux‘ Vision von Bauen und Wohnen der Zukunft ist es, durch Tageslicht und frische Luft optimale Energieeffizienz und höchste Wohnqualität zu verbinden. Aus diesem Grund ist das Unternehmen aktiv in der Wohn- und Bauforschung tätig. Innerhalb von 15 Jahren hat das Unternehmen über 25 Demo-Häuser in der ganzen Welt gebaut und getestet. Von 2009 bis 2012 hat die Velux Gruppe sechs Wohnexperimente (ModelHome 2020) in fünf europäischen Ländern durchgeführt. Die in den Modellhäusern lebenden Testfamilien wurden mithilfe eines interdisziplinären Wissenschaftsteams der TU Braunschweig (Gebäudetechnik) und der HU Berlin (Wohnsoziologie) begleitet, die sowohl das Nutzerverhalten als auch das Wohn- und Energiekonzept analysierten. Um die daraus erhaltenen Ergebnisse auch verallgemeinern zu können, startete Velux 2015 das europaweite Healthy Homes Barometer unter Leitung von Prof. Dr. Dr. h. c. Bernd Wegener, HU Berlin.

Das Healthy Homes Barometer ist eine jährliche Untersuchung, bei der Bewohner zu Wohngesundheit, Energieverbrauch und Umweltauswirkungen ihres Zuhauses befragt werden. Das Healthy Homes Barometer macht somit transparent, worauf Bewohner in ihrem Zuhause Wert legen. Da das Bauen und Wohnen aufgrund von Energiewende und Klimazielen zunehmend auf politischer Ebene bestimmt wird, bemüht sich Velux diese Erkenntnisse in die baupolitische Debatte einzubringen. Zudem hat Velux mit anderen Partnern die Initiative GutesWohnen gegründet. Dieses branchenübergreifende Bündnis aus führenden Unternehmen der Bau(stoff)industrie und renommierten Forschungsinstituten möchte dazu beitragen, gemeinsam mit Politikern, Bauplanern, Gebäudeberatern und Bewohnern einen Ansatz für gesunde, komfortable und energieeffiziente Gebäuden zu entwickeln und etablieren.

Um die Forschungsarbeit im Produktbereich weiter zu stärken, ist Velux dem Trägerverein Institut für Holztechnologie Dresden e.V. (TIHD) als Mitglied beigetreten und kann so das hervorragende Netzwerk des Instituts für Holztechnologie Dresden (IHD) nutzen. Gemeinsam mit dem IHD wird Velux ein Forschungsprojekt aufsetzen, in dem die verschiedenen Grundlagen der Holzbeschichtung untersucht werden.

Kontakt:

Christina Jankowski
Referentin Public Affairs & Verbände
Tel +49 4054707425
christina.jankowski@velux.com
VELUX Deutschland GmbH
Gazellenkamp 168
D-22527 Hamburg

Das Mykolabor Dresden hat im Rahmen eines ZIM/KF-Förderprojektes gemeinsam mit der Chipron GmbH Berlin ein sicheres und preiswertes Kit für die Diagnostik der ca. 50 wichtigsten Hausfäulepilze entwickelt. Basis des Systems zur Analyse spezifischer Pilz-DNA ist die LCD-Array-Technologie (Low Cost Density), bei der Kunststoff-Slides und eine kostengünstige Scannertechnik eingesetzt werden.

Erfahrungen mit der Entwicklung von Diagnostik-Tools für Pilze waren durch das Mykolabor Dresden bereits in einem anderen Kooperationsprojekt (2007 bis 2010) über die SAB-Technologieförderung gesammelt worden. Die damals verwendete Fluoreszenz-Technologie mit Glas-Arrays war jedoch aufwändig (Rangno und Jacobs 2014), weshalb die Produktion durch den Industriepartner wegen hoher Kosten und zu geringer Nachfrage zwischenzeitlich wieder eingestellt wurde.

Hintergrund

Die als Hausfäulepilze bezeichneten Braun-, Weiß- und Moderfäulepilze bauen Holz ab, zerstören Holzkonstruktionen und Bauteile und führen zu erheblichen Wertminderungen der betroffenen Immobilien. Die Erkennung und Beseitigung von Pilzschäden an verbautem Holz erfordern eine eindeutige Artidentifizierung der Pilze (siehe auch DIN 68800 Holzschutz Teil 1 Allgemeines). Allerdings waren für diese Schaderreger bisher keine wirtschaftlichen und ausreichend spezifischen bzw. sensitiven Diagnostikmethoden bzw. kommerziellen Produkte auf dem Markt verfügbar (Jacobs et al. 2015).

Material und Methoden

Für die Erarbeitung genetischer Datensätze zur Generierung von Sonden für 40 Spezies und 10 Gattungen sowie für die experimentelle Validierung der zu entwickelnden Diagnostik wurden innerhalb des ZIM/KF-Projektes 370 Proben verschiedener Referenzmaterialen (Pilzstämme, Praxisproben und Fremdorganismen) untersucht. Hierfür wurden diese zuvor makroskopisch, mikroskopisch sowie molekularbiologisch bestimmt. Die molekulardiagnostischen Methoden umfassten DNA-Extraktion, PCR, Sequenzierung, Generierung von 170 validen ITS-Daten für das Sonden-Design sowie die Herstellung von 13 Kontrollplasmiden für die Entwicklung der LCD-Array-Kits.

Für die Entwicklung eines optimierten Verfahrens zur automatisierten DNA-Extraktion aus Holz- und Baustoffproben wurde das automatische Extraktionssystem InnuPure® C16 der Firma AnalytikJena als technologische Plattform gewählt und verschiedene Protokolle getestet und optimiert. Durch eine umfangreiche Validierung an 50 Referenzproben (Pilzstämmen und Fremdorganismen) wurde die Reproduzierbarkeit der entwickelnden LCD-Array-Technologie nachgewiesen. Abschließend wurden 50 Praxisproben, denen zusätzlich Lambda-Kontroll-DNA beigesetzt wurde, unter Anwendung der entwickelten Protokolle zur automatisierten DNA-Extraktion und PCR-Amplifikation mit den LCD-Array-Labormustern analysiert. Zum Vergleich wurden die Praxisproben zudem mit konventionellen Methoden und mittels direkter ITS-Sequenzierung auf vorhandene holzzerstörende Pilzarten untersucht.

Ergebnisse

Im Ergebnis des Projekts wurden zwei DNA-Makroarrays zur Diagnostik der wichtigsten Hausfäulepilze (holzzerstörende Basidiomyceten und Moderfäulepilze) auf Basis der LCD-Array-Technologie entwickelt. Zudem wurde ein IHD-Protokoll auf Basis des "innuPREP Plant DNA Kits-IPC16" für das automatische DNA-Extraktionssystem InnuPure® C16 für Praxisproben aus den Bereichen Bau- und Holzschutz entwickelt. Die Analyse von 100 Referenzproben und die erfolgreiche Validierung an 50 Praxisproben zeigen, dass die beiden entwickelten Verfahren die Diagnostik für relevante Hausfäulepilze erheblich vereinfachen. Gegenüber den unsicheren konventionellen und zeitaufwändigen molekularbiologischen Methoden stellt die LCD-Array Technologie in Verbindung mit automatischem DNA-Extraktionsverfahren eine leicht handhabbare, routinefähige Diagnostik zur parallelen Differenzierung von Pilzarten bei geringem Zeitaufwand dar. In Anbetracht der Ergebnisse der Validierung ist es im Projekt gelungen, mit den LCD-Array-Kits "WDF-1" und "WDF Plus 1.0" zwei neue, sich ergänzende, marktfähige Produkte zur Diagnostik der 44 wichtigsten Hausfäulepilze zu entwickeln. Beispielhaft sind hier Ergebnisse der Analyse der acht Pilzarten mit dem LCD-Array WDF-1 in der Abbildung dargestellt.

Fazit

Im Rahmen des Projektes wurde eine neuartige, kostengünstige LCD-Array-Technologie für die Diagnostik von praxisrelevanten Hausfäulepilzen entwickelt. Die darauf basierenden LCD-Array-Kits WDF-1 und WDF Plus 1.0 ermöglichen eine sichere Bestimmung von ca. 50 der wichtigsten holzzerstörenden Basidiomyceten und Moderfäulepilze. Die neuen LCD-Arrays erfordern einen deutlich geringeren Aufwand an Geräten, Material und Probenaufbereitung, und die erforderliche Ausstattung ist bereits in vielen molekularbiologischen Labors vorhanden (Rangno und Heiser 2015). Die Markteinführung der neuen LCD-Array-Kits ist vom Projektpartner Chipron GmbH im 3. Quartal 2016 geplant. Das Mykolabor Dresden wird die Markteinführung als Referenzlabor begleiten und die LCD-Arrays für Forschung und Dienstleistung einsetzen.

Kontakt: Dipl.-Ing. Natalie Rangno · +49 351 4662 242 · natalie.rangno@ihd-dresden.de

Ergebnis-Plot der Analyse von acht Pilzproben mit dem LCD-Array WDF-1:

• Probe 1:   Serpula himantioides
• Probe 2:   Coniophora marmorata
• Probe 3:   Coniophora olivacea
• Probe 4:   Coniophora arida
• Probe 5:   Oligoporus placenta
• Probe 6:   Tapinella panuoides
• Probe 7:   Asterostroma cervicolor
• Probe 8:   Coprinus radians

Das Institut für Holztechnologie Dresden (IHD) führt im Auftrag des Sächsischen Ministeriums des Innern (SMI) gemeinsam mit der ATB Arbeit, Technik und Bildung gGmbH aus Chemnitz eine Studie zum Bestand und Bedarf an bedarfsgerecht barrierefreien Wohnungen in Sachsen durch.

In der breit angelegten Untersuchung wird regional spezifisch erfragt, wie hoch die Zufriedenheit von Menschen mit Behinderungen mit den bestehenden Wohnungen in Sachsen ist und in welchen speziellen Bereichen es zu Beeinträchtigungen kommt. Es wird ermittelt, in welchem Umfang und mit welchen Anforderungen in Zukunft weitere bedarfsgerechte Wohnungen für Menschen mit Behinderung benötigt werden. Die Befragung beginnt am 15. August und endet am 12. September 2016. Die Ergebnisse werden voraussichtlich Ende November 2016 vorliegen.

Ziel ist es, Menschen mit Behinderung ein Leben und Wohnen so weit wie möglich in freier Selbstbestimmung zu ermöglichen, indem bei Bedarf Um- und Neugestaltungen von Wohnungen erfolgen.

Um eine breite Beteiligung aller Menschen mit Behinderung an der Befragung zu ermöglichen, steht eine barrierefreie Onlineversion zur Verfügung.

Die Teilnahme ist unter folgenden Links möglich:

• bei Hör- und Sehbehinderung unter: www.ihd-dresden.de/de/SMI-S
• bei Körperbehinderung unter: www.ihd-dresden.de/de/SMI-M

Alle erhobenen Daten werden vom IHD unter Beachtung der derzeit gültigen datenschutzrechtlichen Bestimmungen vertraulich behandelt.

Kontakt: Dipl.-Ing. Architekt Susanne Trabandt · +49 351 4662 351 · susanne.trabandt@ihd-dresden.de

Zu Beginn des Jahres 2016 ist das IHD dem Verein des Deutschen Stuhlbaumuseums Rabenau (www.Deutsches-Stuhlbaumuseum.de) beigetreten. Dabei geht es nicht in erster Linie um die finanzielle Unterstützung des Museums, sondern vorrangig darum, das Museum bei seiner inhaltlichen Arbeit zu unterstützen. Schließlich ist das Stuhlbaumuseum in Rabenau das einzige sächsische Museum, das sich intensiv mit der Geschichte der Möbelfertigung beschäftigt.

Zu Beginn des Jahres 2016 ist das IHD dem Verein des Deutschen Stuhlbaumuseums Rabenau (www.Deutsches-Stuhlbaumuseum.de) beigetreten. Dabei geht es nicht in erster Linie um die finanzielle Unterstützung des Museums, sondern vorrangig darum, das Museum bei seiner inhaltlichen Arbeit zu unterstützen. Schließlich ist das Stuhlbaumuseum in Rabenau das einzige sächsische Museum, das sich intensiv mit der Geschichte der Möbelfertigung beschäftigt. Das wird durch eine umfangreiche Sammlung von Stühlen, vorwiegend aus Rabenauer Produktion, dokumentiert. Weiterhin gibt das Museum Einblick in die Fertigung von Stühlen anhand einer – bis in die 60er Jahre des vergangenen Jahrhunderts aktiven – Werkstatt eines Rabenauer Stuhlbauers. Die Maschinen dieser Werkstatt, von einem zentralen Motor über Transmissionsriemen angetrieben, können heute noch in Betrieb genommen werden.

Die zukünftige Zusammenarbeit von IHD und Stuhlbaumuseum wird sich vornehmlich mit der Erforschung der technologischen Entwicklung des Stuhlbaus auf dem Weg von der handwerklichen zur industriellen Fertigung beschäftigen. Weiterhin wird das IHD auf dem diesjährigen Stuhlbauertag, der am 10. und 11. September in Rabenau stattfindet, mit einem Vortrag von Frau Susanne Trabant, Leiterin des Ressorts Möbel, vertreten sein. Denkbar wäre auch, die Geschichte der Dresdner holztechnologischen Forschung, beginnend bei den Arbeiten am Lehrstuhl von Prof. Sachsenberger bis heute, in einer Sonderausstellung zu präsentieren.

Am 22. und 23. September 2016 findet die Deutsche Holzschutztagung erstmalig in Dresden statt. Zuständig für die Organisation ist in diesem Jahr das Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH (IHD). Ideeller Träger und Initiator dieser Tagungsreihe ist der Fachausschuss Holzschutz, in dem Forschungs- und Prüfinstitute, Unternehmen, Verbände, Behörden sowie Sachverständige vertreten sind.

Mit der diesjährigen Holzschutztagung (bei konsequenter Zählung die 29.) wird die von der Deutschen Gesellschaft für Holzforschung (DGfH) begründete Tagungsreihe fortgesetzt. In bewährter Weise hat der Fachausschuss Holzschutz ein vielfältiges und fachlich anspruchsvolles Programm zusammengestellt, das aktuelle Themen aus den Bereichen Wirtschaft, Normung und Wissenschaft aufgreift. Hierzu zählen u. a. Buche als Bauholz, Brandschutz, Holzschutzmittel, Holzmodifizierung, Prüfmethoden sowie Neues aus der Normung.

Die Veranstalter rechnen mit ca. 150 Teilnehmern aus ganz Deutschland. Zielgruppen sind Holz- und Bautenschützer, Architekten, Bauplaner, Sachverständige, Sanierer, Zimmerer, Holzverarbeiter und  -verwender, Vertreter von Forschungs- und Prüfinstitutionen, Behörden und Verbänden sowie weitere Interessierte.

Programm, Anmeldeformular und weitere Informationen finden sich unter www.holzschutztagung.de bzw. www.ihd-dresden.de/de/veranstaltungen.

• 22. - 23. September 2016 · SLUB Dresden · Deutsche Holzschutztagung · IHD-Fachveranstaltung

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Das IHD setzt sich das Ziel, kompetenter Ansprechpartner für Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft zu sein, wenn es um die bestmögliche Nutzung von Holz und anderen nachwachsenden Rohstoffen geht. Es geht uns darum, Innovationen anzuregen, Technologien zu entwickeln und Produkte sowohl forschungs- als auch dienstleistungsseitig zu begleiten.

Dazu gehören Informationen – kurz, aktuell, informativ und nachvollziehbar. Sie sollen wissen, welches Leistungsspektrum sich hinter den Marken IHD und EPH verbirgt. Unser neuer elektronischer IHD-Newsletter ersetzt das altbekannte Format des gedruckten IHD-Briefes und soll Sie nun zukünftig in kürzeren Zeitabständen über die Neuigkeiten unseres Instituts zu Materialeigenschaften und -verwendung, Technologie- und Produktentwicklung, Umwelt- und Gesundheitsschutz und zur Ressourcen- und Energieeffizienz informieren. Forschungsergebnisse der Fachressorts, Trägerverein, Prüfung und Zertifizierung in der EPH, Veranstaltungen, Normung und Gremienarbeit sind die Quellen der regelmäßig erscheinenden Mitteilungen.

Ihr Feedback ist uns wichtig. Wenn Ihnen das neue Format gefällt, dann melden Sie über das oben stehende Formular an, um auch in Zukunft informiert zu werden. Wenn nicht, dann sagen Sie uns, was Ihnen nicht gefällt, wo Sie weiterführende Informationen benötigen.

Denn Holzforschung aus Dresden steht für Wissenschaft mit Expertise, für Erfolg durch Qualität.

Herzlichst
Ihr Steffen Tobisch
Institutsleiter/Geschäftsführer

Am 15. und 16. Juni 2016 fand das 2. Interdisziplinäre Fahrzeugkolloquium in der Elbe Flugzeugwerke GmbH in Dresden statt. Zu der vom Institut für Holztechnologie gemeinnützige GmbH (IHD) mit Unterstützung des Sächsischen Textilforschungsinstituts e. V. aus Chemnitz, der Staatlichen Studienakademie Dresden, der Hochschule für nachhaltige Entwicklung in Eberswalde, der Kompetenznetz Rail Berlin-Brandenburg GmbH, dem Netzwerk Automobilzulieferer Sachsen und der WOODEXPERTCZ aus Zlin organisierten Veranstaltung wurden mehr als 60 Teilnehmer aus den Bereichen Forschung und Entwicklung, Fahrzeugbau und Zulieferindustrie sowie Mitarbeiter von Prüfanstalten und Pressevertreter aus mehreren europäischen Ländern begrüßt.

Zu Beginn erläuterte Lars Blüthgen (IHD), der auch beide Veranstaltungstage moderierte, den Gästen aus Polen, Tschechien, Österreich und Deutschland, welche Projekte und Kooperationen im Nachgang des letztjährigen Kolloquiums entstanden sind. Daran schloss ein Grußwort von Dr. André Günther im Namen der Wirtschaftsförderung Sachsen an, in dem u. a. der interdisziplinäre Grundsatz der Veranstaltung als zukunftsweisend und einzigartig betont wurde.

Zu innovativen Produktentwicklungen für das Schiffs- und Bahnwesen berichtete Heiko Kolbeckel (Elbe Flugzeugwerke GmbH). Brandhemmende Sandwich-Faserverbundteile nach DIN EN 45545 und deren laseroptimierte Konstruktion nach DIN SPEC 91326 war das Thema von Jörg Bünker (SAERTEX GmbH & Co. KG). Dr. Kristin Trommer (FILK) befasste sich mit flammschutzmittelfreien, schwerbrennbaren Siliconkunstledern im Mobilbereich und Dr. Rainer Gößl (k+r Sax GmbH) referierte zu multifunktionellen Stoffen für Transportmittel. Jan-Owe Brentle (Gesellschaft für Geomechanik und Baumesstechnik mbH) schloss das Programm des ersten Veranstaltungstages mit einem Vortrag zu GKSPro – Die Softwarelösung zur Datenanalyse, -managing, -visualisierung und -speicherung auf dem Gebiet der Geo- und Baumesstechnik.

Werner Leitgeb (VIRTUAL VEHICLE Research Center, Graz) startete den zweiten Tag mit einem Bericht über die Forschungsergebnisse zu Holz im strukturellen Fahrzeugbau, die er gemeinsam mit Herrn Stefan Kirschbichler (TU Graz) und Dr. Ulrich Müller (Universität für Bodenkultur in Wien) erarbeitet hat. In einem gemeinsamen Vortrag referierten Dr. Wolfgang Schultz (TEQ GmbH) und Prof. Dr. Andreas Hänsel (Staatliche Studienakademie Dresden) zu SPC für kleine Losgrößen und deren Ansätzen und Erfahrungen. In weiteren Vorträgen befassten sich Prof. Dr. Hans-Peter Linde (Staatliche Studienakademie Dresden) mit alternativen Bearbeitungstechnologien für die konstruktive Bearbeitung von Fahrzeugsperrhölzern und Klaus Schlageter (Cruing Handelsvertretung) mit Optimierungspotentialen und Grenzen bei spanender Trocken- und Nassbearbeitung.

Zu Forschungsergebnissen aus dem IHD informierten Detlef Kleber (Elektrostatische Aufladung von Fahrzeugkomponenten) und Jens Wiedemann (Perspektiven des 3-D-Drucks. Aufzeigen von Einsatzpotentialen für den Fahrzeugbau). Den finalen Vortrag gab Jürgen List (ITP GmbH) mit seinen Ausarbeitungen zu Stimulationsmatten, die Ermüdungserscheinungen bei Taxi-, Busfahrern oder Zugführern entgegenwirken. Neben den fachlichen Inhalten waren kleine Überraschungen Teil der Veranstaltung. So erfolgte am ersten Veranstaltungstag ein Ausflug nach Moritzburg und ein Rundgang um das dort befindliche Schloss sowie für alle interessierten Veranstaltungsteilnehmer ein Abstecher auf den Neumarkt in Dresden. Im Rahmen der Abendveranstaltung präsentierten Herr Detlef Kleber und sein Vater, Herr Prof. Dr. Wolfgang Kleber, die Welt der Elektrostatik mit anschaulichen Experimenten. Auch am zweiten Tag waren einige nicht angekündigte Programmpunkte Inhalt der Tagung. So nutzte Herr Blüthgen die Gelegenheit und gratulierte im Namen des IHD Frau Dr. Jitka Beránková zum 65. Bestehen des von ihr geleiteten Timber Instituts in Prag und überreichte ihr einen Ginkgo biloba `Baldi` (Kleinblättriger Zwergfächerblattbaum), der das weitere erfolgreiche Wachsen der Forschungs- und Prüfanstalt begleiten soll.

Die zwei Veranstaltungstage gaben den Teilnehmern zahlreiche Möglichkeiten zu Diskussionen und Einzelgesprächen, so dass ein intensiver und interdisziplinärer Erfahrungsaustausch erfolgte. Konkrete Terminabsprachen einzelner Veranstaltungsteilnehmer für Projektreffen auf der InnoTrans 2016 sind nur ein Beispiel für beginnende oder intensivere Kooperationen.

Der Tagungsband zur Veranstaltung kann im Wissensportal bestellt werden.

Ausgangssituation und Zielstellung

Die für die Faserplattenherstellung typischerweise eingesetzten Holzsortimente (u.a. Industrieholz, Industrierestholz, Altholz) unterliegen einer stetig wachsenden Verknappung. Dem entgegen steht die Zunahme an zur Verfügung stehendem Eichen‐ und Buchenholz, aus der sich die Notwendigkeit der Suche nach neuen und innovativen Laubholzprodukten ergibt. Die MDF‐Hersteller in Europa setzen zu über 85 % Nadelholz ein. Laubholz wird derzeit aus zwei Gründen in Mengen von bis zu 50 % zugemischt:

• als Substitut, um nicht verfügbare Nadelholz‐ durch verfügbare Laubholzsortimente zu ersetzen und die Produktionskapazitäten auszunutzen,
• um bestimmte Eigenschaften, z.B. die Tieffräsqualität von MDF für 3D‐ Anwendungen, positiv zu beeinflussen.

Der Einfluss einer Holzart sowie der Aufschlussparameter auf die unterschiedlichen Platteneigenschaften ist in der Auswirkung oftmals bekannt, jedoch bezüglich des Wirkmechanismus bislang nicht grundlegend erforscht. Zum tiefer gehenden Verständnis der Wirkmechanismen beim Einsatz von Laubholz, im Speziellen von Buchen‐ und Eichenholz, ist die Betrachtung der Fasereigenschaften sowie die Qualifizierung und Quantifizierung der Wechselwirkungen zwischen Faser und Bindemittel von elementarer Bedeutung.

Ziel des Vorhabens war die Evaluation des Einflusses der Wechselwirkung zwischen Bindemittel und Holzfaser auf die Eigenschaften der daraus hergestellten Faserplatte unter Berücksichtigung der Fasereigenschaften (im Besonderen durch den Einsatz von Laubholz) und der Aufschlussbedingungen.

Es sollten folgende Forschungsfragen betrachtet werden:

• Wie unterscheiden sich die aus unterschiedlichen Holzarten gewonnenen Faserstoffe unter Berücksichtigung der Faserstofffraktionen (Staub, Einzelfaser, Faserbündel) in ihren Eigenschaften (Morphologie, Porenradienverteilung, pH‐Wert, Oberflächenbeschaffenheit, chemische Beschaffenheit) in Abhängigkeit von den Aufschlussbedingungen?
• Welchen Einfluss haben die Faserstoffeigenschaften unter Berücksichtigung der Fraktionen auf die Wechselwirkung zwischen Bindemittel und Faserstoff (Verteilung, Penetration, Kinetik)?
• Wie verläuft die Wechselwirkung zwischen Bindemittel und Faserstoff entlang der Prozesskette (Beleimung, Vorpressen, Heißverpressen)?
• Wie unterscheiden sich die Produkteigenschaften (mechanische Festigkeiten) der aus den unterschiedlichen Faserstoffen hergestellten Faserplatten bezüglich der analysierten Wechselwirkung und der angelegten Pressparameter?

Die Ergebnisse des Vorhabens dienen dem grundlegenden Verständnis des Einflusses der Faserstoffeigenschaften auf die Wechselwirkung mit dem Bindemittel und im Weiteren auf die daraus hergestellten Faserplatten.

Ergebnisse

Anhand der Projektergebnisse konnten bedeutende Zusammenhänge zwischen den Einflussgrößen der Holzart, den Aufschlussbedingungen und den resultierenden Fasereigenschaften aufgezeigt und funktional beschrieben werden. Die im Vorhaben betrachteten Fasereigenschaften sind die Schüttdichte, die chemische Zusammensetzung, die pH-Werte der Extrakte, der Weißgrad, die Morphologie, die Oberflächenrauheit der Einzelfasern und Bündel, die Porenradienverteilung, die stoffliche Oberflächenzusammensetzung, die Zugeigenschaften der Einzelfasern und Bündel sowie das Sorptionsverhalten. Des Weiteren wurden die Unterschiede der Faser-Bindemittel Wechselwirkung in Abhängigkeit der Faserstoffvariante (Holzart und Aufschluss) dargestellt. Es zeigt sich, dass die Holzart einen signifikanten Einfluss auf die Klebstoffverteilung hat. Zudem konnte die in der Literatur bereits postulierte bessere Bindemittelverteilung mittels Blowlinebeleimung (im Vergleich zur Trockenbeleimung) nachgewiesen werden. Die aus den unterschiedlichen Faserstoffen erzeugten MDF wurden hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften charakterisiert. Aus den gewonnenen Ergebnissen konnte ein multiples lineares Regressionsmodell zur Beschreibung der MDF-Eigenschaften anhand der Faserstoffeigenschaften sowie der gewählten Prozessparameter erzeugt werden. Die entscheidenden Faserstoffeigenschaften für das erzeugte Modell sind die pH-Werte der Extrakte und deren Morphologie. Des Weiteren zeigte sich die Aufschlussintensität als signifikant.

Abb. 1: Fluoreszenz-mikroskopische Aufnahme eines Faserbündels (blau) und des markierten UF-Harzes (rot) zur Detektion der Klebstoffverteilung

Die KLAFS Sauna S1 begeistert die Fachwelt. Hervorgegangen aus der Kooperation des Instituts für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH (IHD) mit der KLAFS GmbH & Co. KG ist sie einer der drei Gewinner des Forschungstransferpreises 2016 der IHK Heilbronn-Franken.

Ausgangspunkt der Kooperation zwischen KLAFS und dem IHD war die Entwicklung flächiger Bauteile, die sich durch einen hohen Wärmedurchgangswiderstand und eine geringe Dicke auszeichnen, bei hoher thermischer sowie hygrischer Belastung formstabil und dauerhaft haltbar sind und aus nachwachsenden Rohstoffen – vorzugsweise aus Holz – bestehen. Das Bauteil ist für klimatisch extrem beanspruchte Kabinen (bspw. den Hochtemperaturbereich bei Saunen oder den Tieftemperaturbereich bei Kältekabinen) besonders geeignet. Favorisiert wurde eine Sandwich-Konstruktion aus Materialien mit unterschiedlichen Funktionen. Diese Schichten wurden so kombiniert, dass mit minimaler Wanddicke ein Maximum an Leistungsfähigkeit erreicht werden konnte.

Zahlreiche Untersuchungen zeigten, dass es mit derzeit am Markt verfügbaren Hochleistungsdämmstoffen möglich ist, ca. 30 mm dicke Wandaufbauten zu realisieren, die in ihrem wärmetechnischen Verhalten den gegenwärtigen Standard-Wandaufbauten von Saunen mit einer Dicke von ca. 70 mm entsprechen. Ausgehend von Simulationsrechnungen wurden Bauteile konstruiert, die neben ihrem gewünschten thermischen und Feuchteverhalten bei hohen Lasten – so z. B. dem Eigengewicht – formstabil sind, wenn die Decklagen der Sandwichmaterialien über eine hinreichende Steifigkeit verfügen. In Kooperation mit KLAFS wurde aus den so entwickelten Bauteilen ein Konzept für eine raumsparende, mobile Sauna entwickelt, die als Sauna S1 den Markt erobert. Neben Herrn Markus Gäbele (Leiter Entwicklung & Konstruktion der KLAFS GmbH) waren aus dem IHD Mitarbeiter der Fachgebiete Chemie (Karsten Aehlig, Dr. Sebastian Weidlich), Physik (Kerstin Schweitzer, Lars Blüthgen) und Möbel (Matthias Weinert, Christian Jurenz) am Projekt beteiligt.

Mit dem IHK-Forschungstransferpreis werden Kooperationsprojekte zwischen Wirtschaft und Wissenschaft ausgezeichnet und der Preis wird von der IHK Heilbronn-Franken jährlich vergeben. Der Preis wurde erstmalig im Jahre 2012 vergeben und ist mit insgesamt 20.000 Euro dotiert. Die Preisverleihung fand am Montag, den 18. April 2016 statt. Das Projekt Möbelsauna wurde in die Kategorie „Silber“ eingestuft. Mit dem IHD ist erstmals ein sächsischer Preisträger dabei.

Die Kriterien für die Auswahl der Preisträger und die Zusammensetzung des diesjährigen Preiskomitees finden Sie hier.

Mit über 70 Teilnehmern aus 15 Ländern war der vom IHD am 26. und 27. Mai 2016 veranstaltete 9. Europäische TMT-Workshop wieder gut besucht.

Der Anteil ausländischer Gäste (54 %) bzw. Unternehmen (70 %) unterstrichen dessen internationalen und praxisnahen Charakter; 30 % der Teilnehmer kamen von Forschungs- und Prüfinstituten, Verbänden und der Presse.

Zu Beginn erläuterte Dr. Wolfram Scheiding (IHD), der auch moderierte, die aktuelle Situation der Branche. Knapp 130 TMT-Hersteller in Europa (Übersee ca. 30) produzieren derzeit etwa 400.000 m³/a. Viel Vermarktungspotenzial besteht bei der Nutzung bestimmter Argumente; so könnte thermisch modifiziertes Holz nach der Europäischen Technischen Spezifikation CEN/TS 15679 deklariert werden. Auch ist nach den Kriterien verschiedener Ökolabel die Verwendung von thermisch modifiziertem Holz für Gartenholz, Fassaden oder Spielplatzgeräte möglich, von chemisch geschütztem Holz dagegen nicht. Scheiding stellte die neuen Internetseiten von IHD und EPH vor und zeigte, wo die Inhalte der bisherigen Seite www.tmt.ihd-dresden.de ab sofort auf diesen Seiten integriert sind.

Zum Thermoprozess in geschlossenen Anlagen sowie zu Produkteigenschaften berichteten Dr. Volkmer (Berner Fachhochschule Biel/Schweiz) und Michael Altgen (Universität Göttingen). Björn Källander von StoraEnso Industrial Components (Falun/S) befasste sich mit dem Einfluss der Prüfkörpergröße auf Testergebnisse aus Labor- und Industrie-TMT. Dr. Christoph Wenderdel (IHD) leitete aus Versuchen und Modellrechnungen zum Einfluss von Temperatur und Verweilzeit beim hygrothermischen Holzfaseraufschluss ab, wie der Thermoholzprozess optimiert werden könnte. Weitere Beiträge befassten sich mit speziellen Materialeigenschaften von TMT; so referierten Norbert Horvath (Westungarische Universität Sopron/H) zu Laubhölzern, Joanna Schalnat (SP Trätek, Stockholm/S) zur Korrosion von Verbindungsmitteln und Prof. Hrvoje Turkulin (University of Zagreb/HR) zur Rutschhemmung von Bodenbelägen.

Katharina Plaschkies (IHD) bewertete das Leistungsspektrum von TMT anhand von Dauerhaftigkeiten verschiedener Produkte, die im Labor und im Freiland ermittelt wurden. In einem gemeinsamen Vortrag stellten Prof. Alexander Pfriem (Fachhochschule Eberswalde) und Dr. Mario Zauer (Technische Universität Dresden) ihre langjährigen Arbeiten zur Verwendung von TMT in Musikinstrumenten vor. Hermann Hilderink (H&S Lärmschutzanlagen, Nordhorn) berichtete von den Möglichkeiten, Lärmschutzwände mit TMT an öffentlichen Verkehrswegen zu planen und zu errichten. Im finalen Vortrag gab Prof. Martin Despang (University of Hawai´i, Honolulu/USA) in schon bewährter Weise eine Umschau zu Design und Bauen mit TMT aus der Sicht eines Architekten. Der Tagungsband zur Veranstaltung kann bei auf der Website des IHD bestellt werden.

Der 10. Europäische TMT-Workshop wird im Frühjahr 2018 in Dresden stattfinden, dann im neuen Konferenzgebäude des IHD.

In diesem Jahr startete die maßgeblich durch das IHD mitgestaltete Veranstaltungsreihe „Zukunft Gutes Wohnen“ erstmals in Dresden. Am 28. April 2016 trafen sich u.a. Architekten, Ingenieure, Mitarbeiter von Wohnungsgenossenschaften und Betreiber von Pflegeheimen in der Hochschule für Bildende Künste Dresden, um sich über neue Visionen und Konzepte für alternde Gesellschaften zu informieren.

Die Veranstaltungsreihe beschäftigt sich mit Fragestellungen rund um Wohnformen für ältere und pflegebedürftige Menschen. In Vorträgen und einer begleitenden Ausstellung wurden den 85 Teilnehmern konkrete Lösungen und praktische Anregungen präsentiert. Das IHD zeigte Ergebnisse aus dem Bereich der benutzerorientierten Produktentwicklung und präsentierte eine eigens entwickelte Test- und Messumgebung zur Ermittlung des Flächenverbrauchs in Pflegesituationen und zur Erfassung von Handlungsabläufen im Bad. Weiterhin konnte man im Sinnesparcour Raum- und Produktinstallationen mal mit und mal ohne Handicap erleben.

Namhafte Referenten berichteten aus Theorie und Praxis. U.a. informierten Frau Susanne Trabandt (IHD) zum Thema „Pflegeprozesse und ihre Auswirkungen auf die Raumgestaltung“, Herr Oliver Kopetz (proService GmbH) zu „Raum und Milieu für Menschen mit Demenz“ sowie Dr. Axel Viehweger (Vorstand des Verbands Sächsischer Wohnungsgenossenschaften e.V.) zu „Selbstbestimmt und sicher Wohnen – Alt werden in der Wohnung“. Mit dem modularen Alterssimulationsanzug MAX der TU Chemnitz konnten die Teilnehmer die veränderte Leistungsfähigkeit im Alter am „eigenen Leib“ erfahren. Der Anzug ermöglicht die Simulation unterschiedlicher Einschränkungsgrade und unterstützt die Vorstellung von Konstrukteuren, Produktentwicklern und Planern von den sich im Alter veränderten Fähigkeiten und den daraus entstehenden Anforderungen an das Wohnumfeld. Weiter geht es am 19. Mai in Weiterstadt, dann im Juni nach Hamburg und Köln und im Herbst nach Waiblingen und zum Chiemsee. Die Veranstaltungsreihe wird von den Unternehmen: Caparol, forbo Flooring, Dorma, Gira, Ideal Standard und Waldmann begleitet. Der Veranstalter der Reihe ist CareTRIALOG. Informationen zur Veranstaltungsreihe finden Sie unter www.zukunftguteswohnen.de.

• 22. - 23. September 2016 · SLUB Dresden · Deutsche Holzschutztagung · IHD-Fachveranstaltung