Qualitätsprüfung und -bewertung

Forschungsprojekt

Schnellhärtende Klebstoffsysteme für den Einsatz im Holztafelbau

Der Holztafelbau ist aktuell die dominierende Bauweise im Fertighausbau. Im Holztafelbau wird die tragende Konstruktion eines Hauses modular aus einzelnen Holztafelelementen aufgebaut. Diese Holztafelelemente sind in Verbundbauweise gefertigte Bauteile, bestehend aus einem Holzrahmen, der beidseitig mit Vollholzbrettern oder plattenförmigen Holzwerkstoffen beplankt ist. Bisher ist als Fügetechnik für die Holzwerkstoffe hauptsächlich das Nageln oder das Klammern im Einsatz. Die Klebtechnik galt bislang als aufwendig. In Kooperation mit dem Institut für Füge- und Schweißtechnik der TU Braunschweig haben wir eine neue Methode zum Schnellkleben im Holztafelbau entwickelt. Diese bietet Vorteile hinsichtlich Designfreiheit, Ressourcenverbrauch und Statik.

© Fraunhofer WKI | Andreas Zillessen

Aufbau des Verbundklebebands mit verschiedenen Funktionsschichten

© Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau

Elektrisch aufheizbare Klebebänder in verschiedenen Fügenähten; das schmale, schraffierte Band dient der Verklebung der Plattenstoßkanten untereinander

© Fraunhofer WKI | Maria Brodel

Mikroskopaufnahme einer OSB-Platte, konduktiv verklebt mit Messingband (0,1mm)

Bei der Entwicklung des Klebesystems haben wir gemeinsam mit unseren Projektpartnern sowohl bei der Applikation als auch bei Aktivierung und Aushärtung völlig neue Wege beschritten. Als Klebebandträger dienten dünne metallische Folien und Streckmetalle aus Stahl und Messing, die mit reaktiven Schmelzklebstoffen auf Basis von Co-Polyamid beschichtet wurden. Auf diese Weise entstanden elektrisch zu beheizende Schnellklebesysteme für die Fertigung der großformatigen Paneele. Diese neuartigen Klebebänder werden zur Montage der Holztafeln einfach bei Umgebungstemperatur zwischen die Holzteile geklemmt und an den aus der Fuge herausstehenden Enden des Bandes elektrisch kontaktiert. Mit einer Stromquelle lassen sich die Bänder in wenigen Minuten auf den Schmelztemperaturbereich des Klebstoffs aufheizen und zum Holztafelelement verkleben. Die Stromquelle ist ähnlich einer mobilen Schweißstromquelle zum Lichtbogenschweißen oder zur induktiven Erwärmung. Diese neuartigen Klebebänder sind lange lagerfähig und lassen sich sehr einfach und schnell verarbeiten. Nach nur wenigen Minuten können die frisch verklebten Platten aus der Pressung genommen und zum nächsten Arbeitsschritt der Fertigungsstraße transportiert werden.

Für die Fertighaus-Hersteller stellt speziell die einfache Klebung von Schmalflächenfugen der Plattenwerkstoffe aneinander, im sogenannten fliegenden Stoß, eine besonders interessante Variante der neuen Technik dar, da hierfür praktisch keine alternative Technik existiert. Der strukturell geklebte, fliegende Stoß bedeutet eine deutlich größere Designfreiheit in der Konstruktion und verspricht nach Schätzungen von Vertretern der Branche etwa 10 Prozent Materialersparnis durch Vermeidung von Plattenverschnitt. Durch die strukturelle Klebung der Schmalflächen entsteht ebenso eine bisher durch Nageln oder Klammern nicht realisierbare steife Großstruktur, die zukünftig bei der rechnerischen Auslegung und bauaufsichtlichen Zulassung der Holztafeln positiv berücksichtigt werden könnte.

Förderung

Fördermittel: 
Das IGF-Vorhaben Nr. 17.311 N der Forschungsvereinigung Internationaler Verein für technische Holzfragen (iVTH e. V.) wurde über die AiF e. V. im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. 

 

Projektlaufzeit: 
1.10.2011 bis 31.1.2014