JAHRGANG 62, AUSGABE 1/2021

Die Implementierung von Holz als strukturelles Leichtbaumaterial in neuen Hochleistungsanwendungen erfordert eine Stück-für-Stück-Charakterisierung der Rohmaterialien. Vor allem Furniere finden aufgrund der hervorragenden Eigenschaften sowie der guten Verarbeitbarkeit große Beachtung. Zu diesem Zwecke wurde die zerstörungsfreie Prüfung von Birkenfurnieren ((0,5 – 1,5) mm ± 0,05 mm) untersucht. Die angewandten Methoden umfassten die Bestimmung der Schalldurchlaufzeit, die Ermittlung der mehrdimensionalen Faserorientierung mittels Röntgenweitwinkelstreuung, die Ermittlung der Zugfestigkeit und die Vorhersage auf Basis von Versagenskriterien für Faserverbundwerkstoffe. Die Festigkeitsabschätzung auf Basis der dreidimensionalen Faserorientierung brachte zufriedenstellende Ergebnisse für die untersuchten Versagenskriterien nach Kollmann (R = 0,88), Tsai-Hill (R = 0,87) und Hoffmann (R = 0,86). Die somit charakterisierten Eigenschaften können direkt in numerische Modelle übernommen werden und unterstützen die digitale Entwicklung von holzbasierten Leichtbauwerkstoffen.

Die elektrostatische Personenaufladung beim Begehen betrifft viele industriell gefertigte Bodenbeläge. Um dem entgegenzuwirken, werden Bodenbeläge, abhängig vom Belagstyp, entweder durch Beimischung von Antistatika bereits während der Produktion oder durch eine nachträgliche Beschichtung leitfähig bzw. antistatisch ausgestattet. Viele kommerziell als Antistatika eingesetzten Additive sind allerdings durch verschiedene Nachteile gekennzeichnet, die entsprechend auch die Dauerhaftigkeit des antistatischen Effektes oder die Gebrauchsfähigkeit des Bodenbelages negativ beeinflussen können. Vor diesem Hintergrund wird von der Industrie die Entwicklung transparenter Beschichtungsformulierungen für Fußböden unterstützt, die sich durch eine permanente antistatische Wirkung auszeichnen. Daran anknüpfend wird im Beitrag die Entwicklung einer neuartigen Beschichtung auf Basis von reduziertem Graphenoxid beschrieben, die für die antistatische Beschichtung von Bodenbelägen geeignet ist.

Kommerziell verfügbare Dämmstoffe aus verschiedenen Produktgruppen wurden hinsichtlich mikrobiologischer Parameter untersucht. Aus der visuellen Begutachtung und der quantitativen Keimzahlbestimmung mittels Suspensionsverfahren wurde für Schimmelpilze eine Hintergrundkonzentration von 105 KBE/g und für Bakterien von 106 KBE/g bestätigt. Somit können die allgemein für Baustoffe angegebenen Grenzwerte auch für Nawaro-Dämmstoffe angewendet und als Normalwerte der Hintergrundkonzentration definiert werden, um in der Praxis einen Befall eindeutig zu identifizieren, der zu deutlich höheren Werten führt. Das Suspensionsverfahren wurde für die Anwendung für diese Baustoffgruppe weiterentwickelt. Bei der Bestimmung der Schimmelpilzresistenz im Labor wurden sowohl normgemäße als auch praxisnahe Klimabedingungen unter Anwendung eines neuen Bewertungsschemas und der Berücksichtigung längerer Prüfzeiten realisiert.

Am Institut für Holztechnologie Dresden (IHD) erfolgten innerhalb eines Verbundvorhabens Untersuchungen zur Optimierung der Herstellung von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen. Dazu wurden Möglichkeiten der Veränderung der beim Zerfaserungsprozess entstehenden Faserqualitäten untersucht, die Ausrichtung der Fasern innerhalb der Plattenebene verändert und der Einsatz von Weizenstrohfaserstoff geprüft. Den deutlichsten Einfluss auf die Wärmeleitfähigkeit übt die Faserorientierung innerhalb der Dämmplatte aus. Es wird eingeschätzt, dass die industrieübliche Anordnung der Fasern i. d. R. parallel zur Plattenebene dieses Potenzial bereits sehr gut ausnutzt. Ein weiterer Einfluss konnte hinsichtlich des Aufschlussgrades der Fasern nachgewiesen werden. Hier führte eine Verringerung des Mahlspaltes im Refiner zu einer Verbesserung der Wärmedämmeigenschaften von aus diesen Faserstoffen hergestellten Dämmmaterialien.

In diesem Artikel werden die Brandeigenschaften und die physikalischen Eigenschaften von mit Phosphor-Stickstoff(P-N)-haltigen Flammschutzmitteln (FSM) behandeltem Faserstoff und daraus hergestellter MDF betrachtet. Es kamen drei P-N-haltige FSM mit unterschiedlichem P-NVerhältnis zum Einsatz. Die FSM wurden in zwei unterschiedlichen Anteilen appliziert (10 % und 20 % Feststoff auf atro Faserstoff). Neben dem FSM wurden drei Klebstofftypen erprobt (mUF, PF, pMDI). Die mit FSM modifizierten Faserstoffe wurden chemisch (pH-Wert, Pufferkapazität, C-N-P-Gehalt) und thermo-gravimetrisch (TGA) charakterisiert. Die Brandeigenschaften der MDF wurden mittels Cone-Kalorimetrie bestimmt. Alle drei FSM führen zu einer deutlichen Verringerung der Wärmefreisetzung sowohl beim Faserstoff als auch bei den MDF, unabhängig vom P-N-Gehalt. Den größten Einfluss auf die Brandeigenschaften übt der FSM-Anteil aus. Bezüglich der an den MDF ermittelten mechanisch-physikalischen Kennwerten führte ein Flammschutzmittelzusatz mit Ausnahme der pMDI-gebundenen Platten zu einer Verschlechterung der Eigenschaften.