Holzwerkstoff- und Naturfaser-Technologien

Forschungsprojekt

Leichte Spanplatten aus Rückständen von Agrarpflanzen

Die Holzwerkstoffindustrie verfügt in einigen europäischen Ländern über geringe Holzmengen. Der erhöhte Bedarf der Holz- und Zellstoffindustrie an Rohholz sowie die zunehmende energetische Nutzung von Holz lässt Engpässe bei der Versorgung der Holzbe- und -verarbeiter erwarten. Zur Sicherstellung der Rohstoffe in der Holzwerkstoffindustrie bietet sich neben der Mobilisierung von Holz aus bisher nicht oder nur wenig genutzten Waldflächen die Nutzung von Altholz sowie die Verwendung von Rückständen ein- und mehrjähriger Pflanzen an.

Obwohl der Einsatz von Rückständen verschiedener Agrarpflanzen als Rohstoff für Holzwerkstoffe in zahlreichen Veröffentlichungen beschrieben ist, werden diese Rohstoffe bislang wenig in der Spanplattenindustrie eingesetzt.

Spanplatten sind für den europäischen Möbel- und Innenausbau von hoher Bedeutung. Die mechanischen Eigenschaften der Spanplatten werden deutlich von der Plattendichte beeinflusst. Die durchschnittliche Dichte der Spanplatten beträgt etwa 620…680 kg/m³. In der jüngeren Vergangenheit hat das Interesse der Möbelindustrie an leichten Platten (Rohdichte von weniger als 500 kg/m³) deutlich zugenommen. Ziel eines von der Europäischen Kommission geförderten Verbundvorhabens (DIPP: Development of Innovative Particleboard Panels for a better mechanical Performance and lower environmental Impact) ist die Entwicklung von leichten Spanplatten für die Möbelindustrie. Für die Plattenproduktion werden insbesondere Schäben und Pflanzenteile mit leichtem Parenchymgewebe (Stängel) verschiedener Agrarpflanzen (Hanf (Cannabis sativa), Kenaf (Hibiscus cannabinus), Raps (Brassica napus),  Sonnenblume (Helianthus annuus), Topinambur (Helianthus tuberosus), Mais (Zea mays), Miscanthus (Miscanthus giganteus)) eingesetzt.

Aus den Stängeln wurden mit verschiedenen Zerkleinerungstechniken Partikel hergestellt, die anschließend zu ein- und dreischichtigen Spanplatten der Rohdichten zwischen 200…550 kg/m³ verpresst wurden. Dabei kamen sowohl konventionelle Klebstoffe (Harnstoffformaldehydharz, Bindemittel auf Basis von polymerem Diisocyanat (PMDI), Acrylharze und Klebstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe (Tannine, Stärke) zum Einsatz.

 

Die mechanischen und hygrischen Eigenschaften der ohne Hydrophobierungsmittel gefertigten einschichtigen Platten wurden ermittelt (siehe Abbildungen) und hinsichtlich der Anforderungen an Platten für Inneneinrichtungen (einschließlich Möbel) beurteilt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Anforderungen an die Querzugfestigkeit von Platten des Typs P2 (DIN EN 312) bei den Platten aus Hanfschäben, Sonnenblumen- und Maisstängel bei einer Rohdichte von 400…550 kg/m³ erfüllt werden.

Die Biegefestigkeit der leichten Spanplatten war noch nicht ausreichend und sollte in weiteren Untersuchungen durch einen mehrschichtigen Plattenaufbau erhöht werden.

Die Anforderung an die Querzugfestigkeit der UF-Harz-gebundenen Platten wird bereits bei einer relativ niedrigen Plattendichte von ca. 440 kg/m³ erreicht. Durch den dreischichtigen Plattenaufbau wurde die Biegefestigkeit der Platten erhöht. Die Anforderung an die Mindestfestigkeit für Platten für die Inneneinrichtung (einschließlich Möbel) wird noch nicht erfüllt. Dennoch sollte die Biegefestigkeit der Platten für viele Anwendungen im Möbelbau ausreichen.      

Von anderen Projektpartnern wurden Untersuchungen zur Beschichtung und Bearbeitung der dreischichtigen Platten durchgeführt. Ein Partner stellte Hängeschränke aus den beschichteten Platten her. An den Schränken wurden die Festigkeitsprüfung für Bodenträger und Drehtüren entsprechend DIN EN 14749 durchgeführt. Die aus dreischichtigen UF-Harz-gebundenen Platten (Deckschicht: Fichtenspäne, Mittelschicht: Partikel von Topinamburstängel) mit der Rohdichte um 540 kg/m³ hergestellten Hängeschränke bestanden die Prüfung.    

Im Rahmen des DIPP-Projekts führt der Internationale Verein für Technische Holzfragen (iVTH) eine ökonomische Bewertung des Einsatzes von Rückständen aus Agrarpflanzen und Trainingsmaßnahmen durch. 

 

Projektpartner
Im Projekt arbeiten 26 Partner aus 7 europäischen Ländern zusammen.

Koordinator: COSMOB
Partner Deutschland: Fraunhofer-Institut für Holzforschung (WKI)
  Internationaler Verein für Technische Holzfragen (iVTH)
  AGROSYS
  elka-Holzwerke Ludwig Kuntz GmbH
  Maier-Zerkleinerungstechnik

 

Förderung
Europäische Kommission