Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Thünen-Institut für Holzforschung durchgeführt. Es werden innovative Ansätze für einen biobasierten Verbundwerkstoff auf Basis von Holz und geschäumten Biokunststoff (Cellulosederivate) entwickelt. Das Ziel ist die Herstellung einer Sandwichplatte mit einer leichten, geschäumten Kernstruktur und zwei hochverdichteten Holzwerkstoff-Decklagen. Zwischen zwei Holzspanschichten werden mit Treibmittel beladene Kunststoffpartikel lose aufgetragen. Durch Wärmezufuhr und Druckaufbau werden die Decklagen gepresst und der Klebstoff gehärtet, während die Polymerphase zunehmend erweicht und das Treibmittel aktiviert wird. Sobald die Heißpresse definiert öffnet, expandiert die Mittellage und eine dichtereduzierte Schaumlage entsteht. Über das beantragte Vorhaben werden neue Ansätze zur Holzverwertung, sowie neue Verwendungsmöglichkeiten für Nebenprodukte der Holzindustrie erschlossen. Durch eine Substitution von bisher verwendetem Polystyrol mit Biokunststoff für die Herstellung des Schaumkerns wird ein ressourceneffizienter Leichtbauwerkstoff entwickelt. Die Projektarbeiten beinhalten die Werkstoffentwicklung des expandierbaren Granulats (Fraunhofer UMSICHT) und die Verfahrensentwicklung zur Herstellung und Formgebung der Sandwichplatte (Thünen-Institut). Auf Basis eines Cellulosederivats wird ein mit Treibmittel gefülltes Granulat für den anschließenden Verschäumungsprozess entwickelt. Der Prozess (u.a. Ausbildung Decklage und Grenzschicht, Aufschäumung, Klebstofftyp) muss unter Berücksichtigung des Mittellagengranulats so entwickelt werden, dass eine optimale Ausbildung von Decklage und Grenzschicht erfolgt. Die Herausforderungen bestehen in den hohen Ansprüchen an Sandwichplatten hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften, ihres geringen spezifischen Gewichts und ihrer Wasserbeständigkeit. Bei der Gasbeladung sind die größten Hindernisse ein frühzeitiges Schäumen des Kunststoffs beim Extrusionsaustrag, sowie eine Diffusion des Treibmittels aus dem beladenen Granulat und folgend ein zu geringes Aufschäumen.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Produktmuster" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karl Westermann GmbH & Co. KG durchgeführt. Die Fa. Westermann, als mittelständisches Innenausbauunternehmen, sieht die Hauptverwendungsmöglichkeiten des entwickelten Sandwichelements im Bereich der dekorativen und akustisch wirksamen Wandoberflächen. Die akustischen Eigenschaften sind ein ganz entscheidender Faktor. Dies gilt für Wandverkleidungen als auch für die Beplankung von nicht tragenden Trennwänden. Bei der Verwendung als Wandverkleidung vor Außenwänden besteht die Möglichkeit das Element auch zusätzlich für die Innendämmung zu verwenden. Das Vorhaben, das Sandwichelement in der Brandschutzklasse A2 prüfen zu lassen, ist für uns als Innenausbauer sehr interessant. Ebenfalls wird es für viele Bauherren immer wichtiger Wandelemente ohne Schadstoffe, wie z.B. Formaldehyd, zu verbauen. Gerade in diesem Bereich gibt es kein großes Angebot an Plattenmaterialien. Abhängig von den aufgeführten Verwendungen ist jedoch die Möglichkeit der Befestigung von Schrauben für die Befestigung der Platten an einer Unterkonstruktion und vor allem die letztendlichen Abmessungen der entwickelten Platte. Das Projekt ist in 7 Phasen (A, B, C, D, E, F und G) unterteilt. In Arbeitspaket A werden entsprechend die Bauteilanforderungen festgelegt und die benötigten Eigenschaften der Sandwichplatten definiert. Danach werden das ICT und Naftex die zwei Hauptmaterialien der Sandwichplattendeckschicht und der -kernplatte zusammen entwickeln. In dieser Phase werden Sie vom ITKE, BaFa und think-blue unterstützt. In AP D und E, werden Prototypen der entwickelten Sandwichplatten hergestellt. Alle Partner werden die Kosten der entwickelten Materialien und Produkte innerhalb des Arbeitspaketes F definieren. In der letzten Phase des Projekts, findet der Dokumentationsprozess statt. In dieser Phase wird die Auswertung der Ergebnisse des Projektes in Form von Veröffentlichungen erfolgen. Am Ende des Projektes, werden die produzierten Prototypen an einem gemeinsamen Messestand an der Baumesse-München im Jan./Feb. 2017 vorgestellt.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Materialherstellung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie durchgeführt. Ziel ist es, ein Leichtbau-Paneel herzustellen, das hauptsächlich im Innenausbau als Raumteiler, aber auch in weiteren Bauanwendungen als Boden- und Wandelemente Anwendung findet. Bei der Anwendung im Innenausbau als nichttragende Raumteiler sollen die Paneele die Vorteile der verwendeten Naturfasern - ohne den Zusatz von Formaldehyden - mit all ihren ökologischen Werten, die Leichtbau-Charakteristik sowie Schall- und Wärmedämmeigenschaften und die besondere Brandwiderstandsfähigkeit aufgrund des natürlichen hohen Silikatanteils der Fasern verbinden. Das Produkt soll in der Form eines Sandwich-Paneels hergestellt werden, mit zwei Platten als äußere Deckschichten und einem Schaumkern. Der Schaumkern basiert auf den Biopolymeren PLA oder Biopolyolefinen (Bio-PE oder Bio-PE) und Naturfasern in Form von Kurzfasern (Weizenstroh). Die äußere Deckschicht soll zu mindestens 60 Prozent aus Naturfasern in Form von Kurzfasern hergestellt werden. Der Schaumkern basiert auf Biopolymeren, in Kombination mit Naturfasern. Das Projekt ist in einem Zeitraum von 30 Monaten gerechnet ab dem 01.10.2014 bis zum 31.03.2017, in einer kooperativen Arbeit geplant. Das Projekt ist in 7 Phasen (A, B, C, D, E, F und G) geplant. Die Koordination und Ergebnispublikationen sind in diese Phasen mit eingerechnet. Die ersten beiden Phasen (Arbeitspakete A und B) betreffen die Materialentwicklungsstadien, in denen Bafa für die Naturfaserzerkleinerung und die Vorbereitung sowie deren Transport zum ICT verantwortlich ist. ICT und ITKE werden die zwei Hauptmaterialien der Sandwichplatten-Deckschicht und der Kernplatte zusammen entwickeln und bei den Firmen Naftex und think-blue industrialisiert. Westermann und TVB werden von den F&E Partnern innerhalb der Entwicklungsphase durch deren Praxiserfahrung beratend unterstützt.
Das Projekt "Erweiterung des Einsatzgebietes für das Anschmelzverfahren zur Herstellung von Kunststoffplatten, die eine Schaumstruktur aufweisen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TPS TechnoPartner Samtronic GmbH durchgeführt. Auf der Grundlage des Anschmelzverfahrens zur Herstellung homogener dickwandiger Kunststoffplatten bzw. Stäbe und Rohre soll das energie- und fertigungszeitsparende Verfahren auf die Produktion von Schaumstrukturen in Kunststoffplatten erweitert werden. Insbesondere ist dabei an die Fertigung von wärme- bzw. schalldämmende Sandwichplatten gedacht mit homogenen, festen Außenseiten und einer Schaumstruktur im Inneren der Platten. Wir haben in diesem Entwicklungsvorhaben zeigen können, dass das Anschmelzverfahren mit seinen ökologischen, technischen und ökonomischen Vorteilen gegenüber herkömmlichen thermischen Umformverfahren neben der Verarbeitung fabrikneuer Granulatware nunmehr in modifizierter Form auch für Gebrauchtkunststoffe und treibmittelhaltige Polymere geeignet ist, ohne das Grundprinzip der partiellen Polymererwärmung aufzugeben. Diese Erkenntnis soll Basis für den Bau einer Demonstrationslage im Produktionsmaßstab sein, um den Markteinstieg für das Strömungsumkehrverfahren vorzubereiten.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Produkt Design, Koordination" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE) durchgeführt. Die intelligente Verarbeitung pflanzlicher Reststoffe zu Baustoffen kann zu mehr Nachhaltigkeit im Bauwesen führen. Die Entwicklung eines Leichtbaupaneels ohne Formaldehyd, rein auf der Basis jährlich nachwachsender, nicht in Konkurrenz zur Ernährungsproduktion stehender Rohstoffe für Innenanwendungen bietet eine Reihe ökologischer und ökonomischer Vorteile. Damit wird eine Alternative zum Verbrauch nichtregenerativer Ressourcen aufgezeigt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung, Charakterisierung und erste Anwendung von Halbzeugen (Sandwichplatten), die aus bis zu 100 Prozent nachwachsenden Rohstoffen bestehen. Die Deckschichten bestehen aus Naturfasern pflanzlicher Reststoffe. Diese werden mit Kernen aus Biokunststoffen/Bioschäumen ebenfalls auf pflanzlicher Basis kombiniert. Als Ergebnis soll ein Paneel entstehen, das als Raumgliederungselement mit akustischen und wärmedämmenden Eigenschaften für die Innenraumgestaltung nutzbar ist. Das Projekt hat eine Laufzeit von 30 Monaten und ist als Kooperationspartnerschaft zwischen Forschungs- und Entwicklungsorganisationen und Klein- oder Mittelstandsunternehmen organisiert. Die Projektphasen sind in unterschiedliche Arbeitspakete gegliedert. Diese beinhalten unter anderem die Werkstoff-/Materialentwicklung und die Herstellung von Prototypen. Am Ende des Projekts sollen verschiedene Ausstellungsstücke zur Verfügung stehen, die auf Fachmessen vorgestellt werden. Direkt nach Abschluss des Projektes ist der Beginn der Vermarktungsphase der neu entwickelten Materialien und Produkte geplant. Die im Rahmen des Projektes entwickelten Materialien existieren nach unseren Nachforschungen auf den lokalen und internationalen Märkten noch nicht. Dementsprechend werden hier für die nahe Zukunft neue Beschäftigungsmöglichkeiten erschlossen, außerdem kommen nachhaltige Materialien aus erneuerbaren Ressourcen auf den Markt.