Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Interzum 2015: Holz-Kunststoff-Möbel mit Flammschutz

04.05.2015

Holz ist ein beliebtes Material für Wohnungseinrichtungen. Da es Wasser aufnimmt, können Möbel aus dem Naturstoff in Bädern jedoch fleckig werden oder modern. Fraunhofer-Forscher haben mit Partnern einen Werkstoff aus einem Holz-Kunststoff-Gemisch für den Möbelbau entwickelt. Er ist feuchteresistent und flammgeschützt.

In Gärten sind Holz-Polymer-Werkstoffe der neue Trend. Der ressourcenschonende Materialmix wird dort vor allem für Terrassendielen verwendet. Aber auch für Fassadenverkleidungen und Sichtschutzzäune haben sich diese Wood-Polymer Composites, kurz WPC, etabliert.


WPC-Platte ohne (oben) und mit (unten) Flammschutzausrüstung.

© Fraunhofer WKI

Im EU-Projekt »LIMOWOOD« entwickeln Forscher des Fraunhofer-Instituts für Holzforschung WKI in Braunschweig gemeinsam mit Industriepartnern aus Belgien, Spanien, Frankreich und Deutschland  feuchteresistente WPC-Plattenwerkstoffe für Möbel, die im Pressverfahren hergestellt werden.

Dieses Material besteht zu etwa 60 Prozent aus Holzpartikeln und zu 40 Prozent aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere Polypropylen und Polyethylen. Beide Komponenten, Holz und Kunststoff, können auch aus Recyclingströmen stammen.

Neben Holz lassen sich weitere lignocellulosehaltige Rohstoffe wie Hanf- oder Baumwollfasern, Reishülsen oder Schalen von Sonnenblumenkernen zur Herstellung von WPC verwenden. Die Werkstoffe sind zu 100 Prozent recycelbar.

Zudem produzieren die WKI-Forscher die WPC-Platten ohne formaldehydhaltige Klebstoffe. »Die häufig kritisierten Formaldehydemissionen aus konventionellen Möbelplatten stellen für WPC daher kein Problem dar«, sagt Dr. Arne Schirp, Wissenschaftler am WKI.

WPC-Platten im Test nur schwer entflammbar

Durch die Wahl geeigneter Additive konnten die Forscher ihre WPC-Platten mit einem Flammschutz versehen. Die Rezeptur entwickelten sie zunächst im Labormaßstab. Dabei wurden kommerzielle, halogenfreie Flammschutzmittel verarbeitet und beim Vermischen der Polymere und Additive in der Schmelzphase zugegeben. Zunächst ermittelten die Forscher den Sauerstoffindex bzw. den Limiting Oxygen Index der Prüfkörper.

Dieser beschreibt das Brandverhalten von Kunststoffen oder von holzgefüllten Kunststoffen. Der Sauerstoff-Index stellt die minimale Sauerstoffkonzentration dar, bei der die Verbrennung des Werkstoffs gerade noch aufrechterhalten wird. Je höher der Wert ausfällt, desto schwerer entflammbar ist der Werkstoff. Die besten Ergebnisse erzielten Schirp und seine Kollegen durch Kombinationen von Flammschutzmitteln wie etwa rotem Phosphor und Blähgrafit.

Die so ausgerüsteten WPC-Proben zeigten Sauerstoffindizes von bis zu 38 Prozent, wenn gleichzeitig auch flammgeschützte Holzpartikel eingesetzt wurden. Zum Vergleich: Der Sauerstoffindex einer normal entflammbaren Spanplatte liegt bei 27 Prozent, der einer nicht flammgeschützten WPC-Platte bei 19 Prozent.

Auch im Kleinbrennertest, bei dem ein Bunsenbrenner an die Prüfkörper gehalten wurde, ließ sich die hohe Flammschutzwirkung der ausgerüsteten WPC-Platten nachweisen. Selbst nach einer Beflammungsdauer von 300 Sekunden entzündeten sich die Platten nicht. Die Referenzprodukte – die Spanplatte und die WPC-Platte ohne Flammschutz – brannten dagegen nach der Beflammung selbstständig weiter.

Das neue WPC-Material zeichnet sich durch eine weitere Besonderheit aus: Es nimmt nur wenig Wasser auf und eignet sich daher auch besonders für den Einsatz in Badezimmern und Küchen. Selbst fünfstündiges Kochen übersteht der Werkstoff. Spanplatten waren nach diesem Test komplett zerstört, die WPC-Prüfkörper hingegen intakt. Die Anwendung von WPC findet nur dort ihre Grenzen, wo hohe statische Lasten auftreten. Durch eine geschickte Komponentenauswahl ist es gelungen, hohe Biegefestigkeiten zu erhalten, die die Anforderungen an Spanplatten weit übersteigen.

Die Holz-Polymer-Werkstoffe lassen sich vielseitig herstellen: üblicherweise durch Spritzguss oder durch Extrusion. Das bedeutet, die Komponenten Holzfasern, Thermoplast und Additive werden unter Druck und Temperatur verschmolzen und endlos durch eine Form gedrückt. Schirp und sein Team legten den Fokus auf die Presstechnologie.

Dabei entstehen Rohplatten, die für eine Möbelherstellung besonders gut geeignet sind. »Diese haben eine attraktive Holzoptik und lassen sich mit üblichen Schrauben oder durch Kleben zu Möbeln zu verarbeiten. Sie eignen sich für dekorative, nicht tragende Möbelbauteile.« Aber auch der Einsatz des Holz-Kunststoffgemischs für Fassadenverkleidungen, für den Messebau sowie den Innenausbau von Häusern und Schiffen sei denkbar.

Mit ihrer Entwicklung zielen die LIMOWOOD-Projektpartner auf eine Marktlücke zwischen teuren und ökologisch bedenklichen Materialien für den Innenausbau und Möbelbau und preisgünstigen Produkten wie Span- und Faserplatten, zu deren Herstellung zurzeit noch überwiegend formaldehydhaltige Klebstoffe eingesetzt werden. Auf der Messe Interzum in Köln werden die Forscher vom WKI vom 5. bis 8. Mai Prototypen ihrer flammgeschützten WPC-Platten präsentieren (Boulevard, B077).

Simone Peist | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2015/mai/holz-kunststoff-moebel-mit-flammschutz.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Cobot-Assistenz in der Montage: Flexible Lösungen für den Mittelstand auf der Hannover Messe 2020
19.02.2020 | Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM

nachricht HMI Preview 2020: Neue Herzen für Brennstoffzellen: Fraunhofer IWU forscht an zukunftsfähiger Serienproduktion
12.02.2020 | Fraunhofer-Gesellschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultraschnelles Schalten eines optischen Bits: Gewinn für die Informationsverarbeitung

Wissenschaftler der Universität Paderborn und der TU Dortmund veröffentlichen Ergebnisse in Nature Communications

Computer speichern Informationen in Form eines Binärcodes, einer Reihe aus Einsen und Nullen – sogenannten Bits. In der Praxis werden dafür komplexe...

Im Focus: Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter

Künstliche Intelligenz und autonome Mobilität sollen dem Strukturwandel in Thüringen und Sachsen-Anhalt neue Impulse verleihen. Mit diesem Ziel fördert das Bundeswirtschaftsministerium ab sofort ein innovatives Projekt in Halle (Saale) und Ilmenau.

Der Wasserrettungsdienst Halle (Saale) und das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik...

Im Focus: A step towards controlling spin-dependent petahertz electronics by material defects

The operational speed of semiconductors in various electronic and optoelectronic devices is limited to several gigahertz (a billion oscillations per second). This constrains the upper limit of the operational speed of computing. Now researchers from the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter in Hamburg, Germany, and the Indian Institute of Technology in Bombay have explained how these processes can be sped up through the use of light waves and defected solid materials.

Light waves perform several hundred trillion oscillations per second. Hence, it is natural to envision employing light oscillations to drive the electronic...

Im Focus: Haben ein Auge für Farben: druckbare Lichtsensoren

Kameras, Lichtschranken und Bewegungsmelder verbindet eines: Sie arbeiten mit Lichtsensoren, die schon jetzt bei vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken sind. Zukünftig könnten diese Sensoren auch bei der Telekommunikation eine wichtige Rolle spielen, indem sie die Datenübertragung mittels Licht ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am InnovationLab in Heidelberg ist hier ein entscheidender Entwicklungsschritt gelungen: druckbare Lichtsensoren, die Farben sehen können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in der Zeitschrift Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201908258).

Neue Technologien werden die Nachfrage nach optischen Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen erhöhen, darunter auch die Kommunikation mithilfe von...

Im Focus: Einblicke in die Rolle von Materialdefekten bei der spin-abhängigen Petahertzelektronik

Die Betriebsgeschwindigkeit von Halbleitern in elektronischen und optoelektronischen Geräten ist auf mehrere Gigahertz (eine Milliarde Oszillationen pro Sekunde) beschränkt. Die Rechengeschwindigkeit von modernen Computern trifft dadurch auf eine Grenze. Forscher am MPSD und dem Indian Institute of Technology in Bombay (IIT) haben nun untersucht, wie diese Grenze mithilfe von Lichtwellen und Festkörperstrukturen mit Defekten erhöht werden könnte, um noch größere Rechenleistungen zu erreichen.

Lichtwellen schwingen mehrere hundert Trillionen Mal pro Sekunde und haben das Potential, die Bewegung von Elektronen zu steuern. Im Gegensatz zu...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungen

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Globale Datenbank für Karstquellenabflüsse

21.02.2020 | Geowissenschaften

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungsnachrichten

Langlebige Fachwerkbrücken aus Stahl einfacher bemessen

21.02.2020 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics