LaHoCo: Entwicklung der Herstellung von Holzfasern für die Anwendung in der Kunststofftechnik sowie Untersuchung zur Bildung eines Verbundwerkstoffes aus Massivholzdekor und Polymeren

Hintergrund des Projekts

Mit der derzeitigen gesellschaftlichen Entwicklung geht der Trend sowie das allgemeine Interesse zur Verwendung von nachhaltigen Materialien. Hierbei bietet die Kunststofftechnik in erster Linie biologisch abbaubare Kunststoffe, Biopolymere, naturfaserverstärkte Kunststoffe sowie Kombinationen aus diesen. Bei den naturfaserverstärkten Kunststoffen sind besonders die Holz-Kunststoff-Werkstoffe interessant, da der Rohstoff Holz im Vergleich zu anderen Naturfasermaterialien ganzjährig in großen Mengen zu einem um ein Vielfaches günstigeren Preis zur Verfügung steht. So kostet eine Tonne Holz in etwa nur ein Fünftel von Jute oder Sisal. Darüber hinaus kennzeichnen sich Holzfasern durch eine deutlich niedrigere Streuung in den Fasereigenschaften aus.

Weiterführend steigt das Interesse an Bauteilen mit Echtholz, daher ist es gewünscht nicht nur die Optik, sondern auch die Haptik des Holzes darzustellen. Da bei Echtholzbauteilen die dreidimensionale Gestaltung sehr begrenzt ist und andernfalls gefügt werden muss, wäre ein oder mehrere leicht 3-dimensionale Echtholz-Einlegeteile, welche mit LaHoCo hinter- sowie umspritzt wird, eine gute Antwort auf die ansonsten kostspielige und fertigungstechnisch aufwendige dreidimensionale Anpassung von Echtholzbauteilen. Diese Direktanspritzung ermöglicht ebenfalls die Integralbauweise durch die Freiformbarkeit der LaHoCo-Komponente.

Als WPC bekannte Holz-Kunststoff-Verbunde sind mit Holzmehl gefüllte Kunststoffe, welche vor allem im Außenbereich für Bodenbeläge, im Fahrzeuginterieur sowie im Holz- und Möbelbau Verwendung finden und nur geringe mechanische Kräfte übertragen müssen. LaHoCo soll Holz als Verstärkungsfaser verwenden und somit eine mechanische Erweiterung von WPC bilden.

Projektziel

Im Rahmen des Projektes soll eine technisch höherwertige Erweiterung von WPC entwickelt werden, in welcher Holzfasern die Verstärkungsfaser darstellen. Hierbei soll die Nachhaltigkeit durch die Verwendung von Biopolymeren weiter gesteigert werden, um somit ein attraktives Material für eine nachhaltigere Kunststoffindustrie zu bieten. Ziel ist es weiterführend ebenfalls eine Technologieerweiterung durch das Direktanspritzen von Massivholzdekoren zu ermöglichen, um dem steigenden Interesse an Echtholzoberflächen, durch Funktionalisierung von Holzhalbzeugen im One-Shot-Verfahren bei geringen Produktionskosten entgegenzukommen.

Projektablauf

Im Projekt wird die Holzfaserherstellung im Refinerprozess sowie die Modifikation der selbigen betrachtet. Der Herstellungsprozess von LaHoCo-Granulaten und die diversen Einflussfaktoren auf die Qualität des selbigen werden betrachtet. Hinzukommend werden Bio-Composites entwickelt, um das Potenzial der nachhaltigen Kunststoffe aufzuzeigen.

Zur Bewertung und dem Vergleich zu bestehenden Produkten werden die Materialeigenschaften untersucht. Hinsichtlich des One-Shot-Verfahrens werden Furniere unterschiedlicher Holzarten angespritzt und die erzielte Haftung sowie den optischen Resultaten beurteilt.

Innovation

Es werden Planetwalzenextruder zur schonenden Compoundierung von langholzfaserverstärkten Polymeren verwendet. Des Weiteren wird ein Compound zum Direktanspritzen von Massivholzdekoren entwickelt. Dies ermöglicht die Funktionalisierung von Holzhalbzeugen, bei welchem die funktionalisierenden Bauteile direkt auf dem Holzhalbzeug hergestellt werden und kein weiteres Fügeverfahren mehr notwendig ist.