Projektportrait

TG 1 - Holz     VP 1.14      StOPlaFo

Untersuchungen zur stofflichen Nutzung der faserförmigen Nebenprodukte (rejecte) aus dem Organosolv-Verfahren mit dem Ziel der Herstellung von dünnen Faserplatten und dickwandigen Formteilen

Zielstellung und Partner

Vor dem Hintergrund der Verknappung bzw. Verteuerung von Holz als Rohstoff gewinnt der Einsatz von Rohstoffalternativen (anstelle der bisher eingesetzten Holzarten Fichte und Kiefer) bei der Herstellung von Holzfaserplatten und Holzfaserformteilen zunehmend an Bedeutung. Darüber hinaus ist mit dem ökologischen Waldumbau, durch den die Baumartenzusammensetzung, die horizontale und vertikale Strukturierung von Waldbeständen hin zu einer höheren Naturnähe und die Bewirtschaftungsstrategien von Forstbetrieben verändert werden, zu erwarten, dass die Verfügbarkeit von Holzsortimenten sich erheblich ändern wird. Perspektivisch ist von einem steigenden Angebot an Laubholz-Sortimenten (Buche, Eiche, Roteiche; Kronenholz) und sinkendem Angebot von Fichten- und Kiefernholz-Sortimenten auszugehen.

Im Spitzencluster BioEconomy werden Untersuchungen zur Nutzung von Buchenholz zur Herstellung von Chemiegrundstoffen, Polymeren, Materialien und Bauteilen durchgeführt. U.a. wird dabei am Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse Leuna (CBP) mittels des Organosolv-Verfahrens aus Buchenholz Lignin gewonnen, welches als Klebstoff bzw. Klebstoffzusatz Anwendung findet. Bei der Gewinnung des Lignins fällt delignifiziertes Fasermaterial (ca. 60 % des Ausgangsmaterials) als Nebenprodukt an. Dieses Fasermaterial steht für weitere Anwendungen kostengünstig zur Verfügung.

Mit dem Ziel einer 100 %igen stofflichen Nutzung dieses kostengünstigen Reststoffes untersuchen im Vorhaben „StOPlaFo“ das IHD Dresden und die Homatherm GmbH Berga die Eignung dieses delignifizierten Fasermaterials  unter Beibehaltung seiner faserartigen Struktur für die Herstellung von Holzfaserplatten und Holzfaserformteilen. Das delignifizierte Fasermaterial soll dabei als Teilsubstitut für Kiefernfaserstoff bei der Herstellung von dünnen Faserplatten (wie sie im Verbundprojekt “Ligninbasierte Phenolharzsysteme zur Herstellung von Sandwichelementen für das Bauwesen“ als Decklagen für Sandwichelemente entwickelt werden) und dickwandigen Formteilen zur Anwendung kommen.

Mit der Nutzung dieses Nebenproduktes wird den Gedanken der Nachhaltigkeit, der Kaskadennutzung und der Koppelproduktion und damit letztlich einer verbesserten wirtschaftlichen Verwertung noch stärker Rechnung getragen und Herstellern von Faserplatten und Formteilen eine kostengünstige Rohstoffalternative als Ersatz für Holz geboten.

 

Vorgehensweise

Das delignifizierte Fasermaterial wird so aufbereitet, dass es mit anderen Fasern (Holzfasern, Bikomponentenfasern mit Kern-Mantel-Struktur) und Komponenten (z.B. Klebstoffe) homogen vermischt werden kann. Diese homogene Mischung aller Fasermaterialien und ggf. weiterer Additive ist Grundvoraussetzung für die gleichmäßige Ausbildung der Materialeigenschaften sowohl über den Querschnitt als auch über die Fläche.

Aus der Fasermischung werden Faservliese gebildet. Die Vliese werden im Anschluss entweder zu nachformbaren Faserhalbzeugen oder zu dünnen Faserplatten verpresst. Die nachformbaren Faserhalbzeuge können durch einen weiteren Prozessschritt zu dickwandigen Formteilen verpresst werden, welche beispielsweise als Fronten im Küchenmöbelbereich Anwendung finden können. Die dünnen Faserplatten dienen als festigkeitssteigernde Decklagen für Sandwichelemente.

 

Die Herausforderung besteht darin, den Aufschluss und die Vermischbarkeit der unterschiedlichen Komponenten so zu gewährleisten, dass im Anschluss daran eine möglichst optimale Verarbeitung gewährleistet werden kann. Dies beinhaltet die Vliesbildung mit dem Ziel, gleichmäßig verteilte Flächengewichte zu erreichen, so dass die mechanischen und physikalischen Eigenschaften der durch das nachfolgende Pressen erzeugten plattenförmigen Werkstoffe und dickwandigen Formteile sich gleichmäßig über die Fläche ausprägen.

 

Kontakt zur Projektleitung:

Dipl.-Ing. Tino Schulz

Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH
Zellescher Weg 24
01217 Dresden

Tel.: +49 351 4662 263
Email: Tino.Schulz@ihd-dresden.de

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