JAHRGANG 59, AUSGABE 4/2018

Holz und Holzprodukte, die im Meerwasser verwendet werden, sind extremen Umweltbedingungen ausgesetzt. Die meisten einheimischen Holzarten, wie zum Beispiel Kiefer oder Rotbuche, sind nicht dauerhaft gegen den Angriff von Meeresorganismen geschützt. Zum Schutz nicht dauerhafter Holzarten sind verschiedene Modifizierungsverfahren eine Alternative. Die durchgeführten Untersuchungen konzentrieren sich auf die Modifizierung des Holzes mit reaktiven Harzen sowie acetyliertes und silikabehandeltes Holz und wurden 2008 begonnen. Nach neunjähriger Versuchsdauer zeigte sich, dass die Acetylierung und die Modifizierung mit reaktiven Harzen bei höheren Aufnahmemengen (weight percent gain, WPG) die Dauerhaftigkeit gegenüber Schiffsbohrmuscheln deutlich erhöht. Das so modifizierte Holz hat somit das Potenzial für einen Einsatz im Meerwasserkontakt. Weitere Untersuchungen sind allerdings notwendig, um den Einfluss von Prozess- und Aushärtungsparametern sowie die Verteilung der Chemikalien im Holz zu untersuchen. Um die Eignung dieser Behandlungen für Anwendungen im Meerwasserbereich, wie Buhnen, Stege und Seebrücken, zu bewerten, wird in Zukunft die Untersuchung von modifiziertem Material in Realdimensionen erfolgen.

Ziel der Arbeit war es, die Machbarkeit und die Potenziale der Werkzeugmaschinendatenanalyse in der Holzbearbeitung anhand der Umsetzung eines Demonstrators aufzuzeigen. Die Grundvoraussetzung der breitflächigen Anwendung von Werkzeugmaschinendatenanalyse in der Industrie wurde durch neue Schnittstellen geschaffen. Ein Analyseziel ist die Berechnung des Schnittweges des Werkzeuges. Ein Vorgehen bei der exakten Online-Berechnung wurde vorgestellt. Dieses Vorgehen erwies sich als sehr genau und robust in der Anwendung. Unter Verwendung des Online-berechneten Schnittweges als Ausgangsbasis für eine Prozessmodellierung konnten eine Modellierung des Verschleißes der Werkzeugschneide und eine Modellierung der Kantenqualität am Werkstück mittels Regression umgesetzt werden. Hierbei wurden Kennfelder über die Lebensdauer und verwendeten Vorschubgeschwindigkeiten erzeugt, die eine Prognose der Prozessausgänge Verschleiß und Qualität erlauben. Diese Kennfelder können im Produktionsbetrieb ohne Prozesszeitverluste erlernt werden.

Im Rahmen eines derzeitigen Forschungsvorhabens wird Ethen innerhalb der Holzstruktur zu

Polyethylen (PE) polymerisiert. Dies geschieht mittels eines hochspezifischen Katalysatorsystems,

bestehend aus dem Cokatalysator Methylaluminoxan und einem Metallocen-Katalysator. Dieses Katalysatorsystem ist in der Polymerchemie von großem Interesse bei der Erforschung von neuartig hergestellten in-situ-Polyolefin-Nanocompositen. Durch die Affinität des Katalysatorsystems zu Hydroxylgruppen werden entsprechende Füllstoffe mit katalytisch aktiven Zentren beschichtet. Infolgedessen findet die Polymerisation bevorzugt an den Füllstoffoberflächen statt und führt zu deren Ummantelung mit dem Polymer. Das Forschungsvorhaben stellt den weltweit ersten Versuch dar, das vielversprechende Katalyseverfahren, häufig auch als Polymerisation Filling Technique bezeichnet, auf hierarchisch poröse Festkörper wie Holz zu übertragen und zunutze zu machen. Durch die Affinität des Katalysatorsystems zu Hydroxylgruppen ist davon auszugehen, dass sich das PE bevorzugt in und an der Holzstruktur bildet. Erste Ergebnisse unterstützen diese Hypothese.

Heutzutage sind Alternativen zu frischem Holz und Harnstoff-Formaldehyd-Harzen als ein synthetisches Bindemittelsystem und andere Klebstoffsysteme mit fossilem Ursprung erforderlich. Holzabfälle werden normalerweise für die Herstellung von Biokraftstoffen oder die Müllverbrennung verwendet. Aus Umweltgesichtspunkten ist es günstig, Holzmaterial zu recyceln und das Konzept der Mehrfachnutzung zu verwenden, anstatt es nur für die kurzfristige Energieerzeugung zu verbrennen. Das Ziel dieser Studie war es, die Möglichkeit zur Herstellung verschiedener Varianten von Spanplatten aus Holzabfällen mit einer Kombination von TF-Harz und PMDI (verschiedene Verhältnisse) zu untersuchen, um zu klären, inwieweit der Ersatz von PMDI als teurer fossiler Klebstoff durch Tanninharz als preiswerter Naturklebstoff möglich ist und die Plattenwerkstoffe im Vergleich mit einer UF-Harz-gebundenen Spanplatte aus Holzabfällen immer noch der europäischen Norm EN 312 (2010) entsprechen. In dieser Studie wurde unbehandeltes Holzabfallmaterial (Typ AI) verwendet, um dreischichtige Spanplatten herzustellen, die durch Kombination von Tannin-Formaldehyd-Harz und PMDI-Harz (TF und PMDI als Hybridharz) und UF-Harz gebunden waren. Die Spanplatten wurden mit einer Zieldichte von 640 kg/m³ hergestellt. Für jede Plattenvariante wurden die mechanischen und physikalischen Eigenschaften analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass es möglich ist, dreischichtige Spanplattenvarianten auf der Basis von recyceltem unbehandeltem Holzabfallmaterial (AI) herzustellen, die durch eine Kombination von TF und PMDI als Hybridharz (Mischungsverhältnisse 30:70 und 40:60) gebunden sind. Es hat sich gezeigt, dass der Ersatz von PMDI durch 40 % Tanninharz möglich ist und die hergestellte Spanplatte weiterhin der europäischen Norm EN 312 (2010) entsprechen sowie mit UF-Harz gebunden Spanplatten vergleichbar ist. Darüber hinaus erfüllen die mechanischen und physikalischen Eigenschaften der Spanplatten die Anforderungen der europäischen Norm EN 312 (2010) für Spanplatten Typ P2. Insbesondere Spanplatten, die durch eine Kombination von TF und PMDI als Hybridharz (Mischungsverhältnisse 30:70 und 40:60) gebunden sind, zeigen nicht nur vergleichbare Biegeeigenschaften wie UF-Harz-gebundene Spanplatten, sondern auch ein kompetitives Verhalten bei Dickenquellung und Wasseraufnahme nach 24 h.

Die Nutzung anorganischer Bindemittel in der Holzwerkstoffindustrie beschränkt sich aktuell auf

die Herstellung von Holzpartikelwerkstoffen, während flächige Verbünde zwischen Holz und anorganischen Bindemitteln aktuell einzig in Form von Holz-Beton-Verbundkonstruktionen im Hausbau

zu finden sind. Durch den Einsatz anorganischer Bindemittel, wie Portlandzement, zur Herstellung

von anorganisch gebundenen Holzlagenwerkstoffen sind vielfältige Vorteile zum einen gegenüber

klassischen organischen Bindemitteln denkbar, wie z. B. verringerte Formaldehydemission sowie erhöhte Brand-, Feuchte- und Chemikalienbeständigkeit. Zum anderen besteht die Möglichkeit, die Nachteile bekannter anorganisch gebundener Holzwerkstoffe, wie hoher Bindemittelanteil, hohe Rohdichte, schwierige Bearbeitbarkeit sowie geringe Festigkeit, abzubauen. Teil 1 der Veröffentlichung gibt einen Überblick zum Einsatz von Zement als anorganisches Bindemittel für Holzwerkstoffe sowie zu Klebstoffsystemen für Holzlagenwerkstoffe. Anhand ausgewählter Werkstoffeigenschaften von Sperrholz und zementgebundenen Spanplatten erfolgt die beispielhafte Betrachtung der Vor- und Nachteile der Werkstoffkategorien organisch gebundener Holzlagenwerkstoffe und anorganisch gebundener Partikelwerkstoffe. Darauf aufbauend werden die Potenziale für zementgebundene Holzlagenwerkstoffe abgeleitet.

Holzoberflächen für den hochwertigen Möbel- und Innenausbau werden häufig mit transparenten

2K-PUR-Hochglanzlacken beschichtet, die ausgezeichnete optische Eigenschaften und eine hohe mechanische und chemische Beständigkeit aufweisen. Allerdings sind 2K-PURHochglanzlacke

gut brennbar und können durch Einsatz konventioneller Flammschutzmittel (FSM) nur unzureichend thermisch stabilisiert werden oder weisen Unverträglichkeiten mit gängigen Flammschutzadditiven auf. Im Kurzbeitrag werden aktuelle Arbeiten zur Entwicklung flammhemmender Komponenten und Hochglanzlacksysteme vorgestellt, die eine gegenüber konventionellen FSM bzw. Hochglanzlacken verbesserte Lackverträglichkeit und verbesserte Flammhemmung aufweisen.

Für die Klebung der Schichten in Mehrschichtparkett existieren in Europa keine Regelungen und keine Prüfvorschriften. Ziel der Untersuchungen war die Entwicklung einer Prüfmethode zur Bewertung der Klebungsqualität. Nach einem Methodenvergleich wurden zahlreiche Materialvarianten unterschiedlichen mechanischen und Delaminierungsprüfungen unterzogen. Die Proben wurden vorab Temperatur- und Feuchtebeanspruchungen ausgesetzt. Die ausgewählten Methoden wurden in einem Ringversuch validiert. Es wurde untersucht, ob die Methoden in der werkseigenen Produktionskontrolle beim Hersteller anwendbar sind. Im Ergebnis wurde eine Werknorm erarbeitet, in der eine Delaminierungsprüfung beschrieben ist. Je nach Zweck der Untersuchung werden die Proben vor der Prüfung einer Trockenlagerung oder einer Kaltwasserlagerung mit anschließender Rücktrocknung unterzogen.