Holz ist kreislauffähig und meist nachhaltig. Für Klebstoff – vor allem wenn er erdölbasiert ist – gilt dies eher weniger. Und bei der Herstellung technischer Holzwerkstoffe werden dem Holz zwischen 1 und 20 % Klebstoff bezogen auf die verwendete Holzmasse zugesetzt. Ein Problem. Das IHD will deshalb in einem Projekt holzeigenen Bindemechanismen auf den Grund gehen. Also: Kleben ohne Klebstoff.
Die Ausgangslage
Als Alternative zu duroplastisch vernetzenden, nicht biologisch abbaubaren Klebstofftypen fossilen Ursprungs wird zwar zunehmend auf alternative, biologisch basierte und/oder biologisch abbaubare Klebstoffe gesetzt. Doch das zieht im Vergleich zu synthetischen Klebstoffen oft höhere Kosten durch höhere Rohstoffpreise und längere Aushärtungszeiten nach sich. Zudem stehen diese Produkte oftmals in Flächenkonkurrenz zu Lebens- oder Futtermitteln. Zudem werden landwirtschaftlich nutzbare Flächen auf der Erde durch Bodenerosion, Schadstoffe, Überbauung und Verdichtung immer knapper. Dieser Widerspruch könnte nur durch den vollständigen Verzicht auf Klebstoffe bei der Holzwerkstoffherstellung gelöst werden.
Holzeigene Bindemechanismen
Und diesem Ansatz folgt nun das Projekt des IHD: Gegenstand des Projektes ist die Entwicklung kreativer verfahrenstechnischer Ansätze und der erforderlichen wissenschaftlichen Voraussetzungen für klebstofffreie Fügeverbindungen bei Lagenholzwerkstoffen. Dabei sollen holzeigene Bindemechanismen räumlich exakt auf die Fügezone begrenzt generiert und genutzt werden. Mittels Hochfrequenzerwärmung (HF) wird hierfür der Bereich der Fügezone energetisch hocheffizient auf eine definierte, für die Plastifizierung des Lignins erforderliche Temperatur erhitzt. Das Verfahren erfordert die exakte Kenntnis der räumlich und zeitlich ablaufenden physikalisch-chemischen Vorgänge und deren gezielte Steuerung.
Nun soll ein numerisches Beanspruchungsmodell entwickelt werden, welches in Kombination mit dem Parameterraum des Verfahrens die Verifikation für unterschiedliche Materialien und Anwendungen ermöglicht. Das HF-Holzschweißen soll insbesondere auch die Erzeugung feuchtebeständiger Verbindungen ohne den Einsatz von Zusatzwerkstoffen, also insbesondere Klebstoffen, ermöglichen.
„Das Projekt mit dem Förderkennzeichen 49VF220046 wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen der Förderrichtlinie INNO-KOM Modul „Vorlaufforschung„ gefördert.“ (ra)
