Entwicklung leichter Holzwerkstoffe unter Anwendung definierter Spanorientierung und Partikelmorphologie - Schlussbericht zum Teilvorhaben 1

[Aufgabenstellung] Vor dem Hintergrund der Förderung stofflicher Auf- und Verarbeitung nachwachsender Roh- und Reststoffe zu biobasierten Produkten, war die Entwicklung einer dreischichtigen dichtereduzierten Spanplatte, die trotz einer Dichte von unter 500 kg/m3 die Festigkeitseigenschaften konventioneller Spanplatte erfüllt, Ziel des Projektes. Unter Spanplatte ist hier ein nach EN 309 definierter Plattenwerkstoff zu verstehen, der aus Holzspänen verschiedenen Ursprungs (Rundholz, Sägeabfälle oder Altholz) hergestellt wird und die in EN 312 für den Plattentyp P2 festgelegten Produkteigenschaften erfüllt. Die jährliche Produktionsleistung an Spanplatten beträgt laut dem Jahresbericht 2016-2017 des Europäischen Holzwerkstoffverbandes (kurz EPF für engl. European Panel Federation) in 2016 allein für Deutschland 5,5 Millionen m3. Eine Reduktion des Holzeinsatzes bei ansonsten gleichem Produktionsvolumen und Produkteigenschaften würde eine Steigerung der Materialeffizienz bedeuten und somit helfen, Ressourcen zu schonen. Bei perspektivisch steigender Nachfrage nach Holz - aufgrund der Erschließung neuer und Ausweitung bestehender Anwendungsfelder von Holz als Rohstoff- und Energiequelle sowie der Angleichung des weltweiten Konsumverhaltens auf westliches Niveau - könnte der reduzierte Holzeinsatz zur Spanplattenherstellung einen Beitrag zur langfristigen Sicherung der Rohstoffversorgung leisten. Mit dem Projektziel werden somit die förderpolitischen Ziele des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) verfolgt. Neben der langfristigen Sicherstellung der Rohstoffversorgung und Effizienzsteigerung, kann eine Reduktion der Dichte konventioneller Spanplatten von ca. 650 kg/m3 auf unter 500 kg/m3 aus unternehmerischer Perspektive weiter die Absicht verfolgen, Platten mit einem geringen Gewicht für Leichtbauanwendungen anzubieten. Aufgrund der engen Korrelation zwischen Plattendichte und mechanischen Platteneigenschaften ist eine simple Reduktion des Holzeinsatzes zur Reduktion Plattendichte nicht möglich. Soll eine Dichtereduktion unter Erhalt der Festigkeitseigenschaften konventioneller Platten erreicht werden, so sind Maßnahmen zur Kompensation der Eigenschaftsverschlechterung zu ergreifen. [...] In diesem Projekt wurde beabsichtig, die mit Dichtereduktion gegenüber konventionell hergestellten Spanplatten einhergehenden Festigkeitseinbußen über 1. den Einsatz von Spänen innovativer Geometrie und/oder 2. die Veränderung der Spanorientierung zu kompensieren. Idee war hierbei, dass über die Geometrie (negative Korrelation zwischen Schüttdichte und Verdichtungswiderstand) bzw. die Orientierung (höhere Druckfestigkeit von Holz in longitudinaler als in tangentialer oder radialer Holzrichtung) der eingesetzten Späne ein Anstieg des Verdichtungswiderstandes der Mittelschicht zu erzielen. Trotz einer geringeren Mittelschichtdichte sollten so Platten vergleichbarer Deckschichtdichten und entsprechend unveränderter Eigenschaften hergestellt werden können. Ergänzend zur Untersuchung des Einflusses der Spangeometrie und der Spanausrichtung auf die Eigenschaften von dichtereduzierten Spanplatten wurden weiter der Einfluss des Klebstoffanteils in Deck- und Mittelschicht sowie die Effekte von flächigen Spänen als Deckschichtmaterial untersucht.