Pflanzliche Öle, wie die selbsttrocknenden Lein- und Tungöle, haben als Naturstoffe in der pflanzenbaulichen Praxis zur Erhaltung der Pflanzengesundheit ökologische Vorteile, da sie aufgrund ihrer guten biologischen Abbaubarkeit und geringen Toxizität die Umwelt nicht belasten. Im beantragten Projekt sollen die Wirksamkeit und die Wirkmechanismen von selbsttrocknenden Ölen auf Basis Nachwachsender Rohstoffe zum Schutz von Kulturpflanzen gegen biotische und abiotische Schadursachen untersucht werden. Die Untersuchungen zur Wirksamkeit gegenüber Pathogenen, Schädlingen und Stress erfolgen an ausgewählten Kulturpflanzen unter Praxisbedingungen im Gewächshaus und im Freiland. Die Bedeutung der Filmbildung und die Stabilität der erzeugten Spritzbeläge sollen näher beschrieben werden. Mittels nicht invasiver Messverfahren werden die zeitliche und räumliche Wirkung der Öle auf die Pflanze und Schadorganismus dargestellt. Das Projekt verfolgt das Ziel, ein innovatives und umweltfreundliches Pflanzenschutzverfahren auf Basis von selbsttrocknenden Pflanzenölen zu etablieren und über die Aufklärung der beteiligten Wirkmechanismen zu einem verbesserten Verständnis der zugrunde liegenden Prinzipien beizutragen.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, ein Verfahren zur Behandlung von Leinöl zu entwickeln, das es ermöglicht, vergilbungsarmes Leinöl herzustellen. Auf der Grundlage des vergilbungsarmen Leinöls sind Rezepturen für Bindemittel zu entwickeln und daraus wiederum Rezepturen für neue vergilbungsarme Lacke und Farben.
Bei hochwertigem Fertigparkett und bei Massivholzmöbeln kommen neben schichtbildenden Lacken auch ölbasierte Oberflächenbehandlungssysteme zum Einsatz, deren Anteil bei etwa einem Drittel liegt und weiter wächst. Ölbasierte Systeme zeichnen sich durch eine besonders angenehme Haptik aus, der Anfeuerungseffekt des Beschichtungsöls betont die Holztextur. Gegenüber schichtbildenden Lacken weisen ölbasierte Systeme allerdings weniger Widerstand gegen mechanischen Abrieb, Zerkratzen, und Verschmutzen auf. Im beantragten Projekt CelluCoat - Biobasierte Holzbeschichtungen mit Nanozelluloseverstärkung soll daher grundlegendes Wissen zur Verbesserung der physikalischen Leistungsfähigkeit solcher Systeme gewonnen werden. Nanozellulose eignet sich auf Grund seiner ausgezeichneten Vertsärkungseigenschaften hervorragend für diese Aufgabe, wobei der biobasierte Charakter einer Ölbeschichtung erhalten bleibt. Die grundlegenden Herausforderungen des Projekts liegen in der Herstellung von Kompatibilität zwischen der polaren Nanozellulose und dem unpolaren Leinöl. Celluloseacetylierung, biobasierte coupling-agents auf Sonnenblumenölbasis und die Beigabe von biobasierten Tensiden werden hierzu untersucht. Schlussendlich werden Beschichtungsversuche durchgeführt und entsprechend charakterisiert. Das Projektkonsortium vereint die erforderliche wissenschaftliche Kompetenz mit dem Entwicklungswissen der vertretenen Beschichtungshersteller und Anwender. Während das beantragte Projekt vor allem der Definierung und Machbarkeitsprüfung eines grundlegenden Lösungswegs dient, besteht als Fernziel nach Durchführung entsprechender Entwicklungsprojekte die Etablierung eines völlig neuartigen biobasierten Beschichtungssystems mit stark verbesserter Leistungsfähigkeit.
1. Vorhaben Ziel des Projektes ist es, ein weitgehend biogenes Verbundwerkstoffhalbzeug zu entwickeln, das zu Formteilen weiterverarbeitet werden kann, die eine gegenüber dem bisherigen Entwicklungsstand deutlich verbesserte Feuchtigkeits-, bzw. Medienbeständigkeit aufweisen. Dadurch soll ein Einsatz des Halbzeugs in Form von Kantinentabletts, die Industriespülmaschinen durchlaufen, ermöglicht werden. Als Materialien sollen Naturfaser-Halbzeuge möglichst aus heimischen Fasern wie Flachs und Hanf sowie eine biogene duroplastische Harzmatrix auf Basis von epoxidiertem Leinöl verwendet werden. Neben der Rezepturoptimierung für den Einsatzzweck soll eine energetische Verwertung der Formteile am stofflichen Lebensende analysiert werden. Der gesamte Lebenszyklus soll einer Ökobilanz unterzogen werden. Während des Verarbeitungsprozesses sollen Emissionen gemessen werden. Im Erfolgsfall sind die erreichten Verbesserungen eine sehr gute Basis, um Rezepturen für den Einsatz in Automobil(außenhaut)teilen weiterzuentwickeln. 2. Arbeitsplanung Um dieses Ziel zu erreichen sind fundamentale Verbesserungen der Naturfaserverstärkung und der biogenen Harzmatrix nötig. Insbesondere die Naturfasern nehmen leicht Wasser auf und müssen durch eine Vorbehandlung geschützt werden. Auch Modifikationen der Matrix sollen hierzu beitragen. Potentiale im Herstellungs-, Verarbeitungs- sowie Nachbearbeitungsverfahren sollen im Hinblick auf die notwendigen Verbesserungen geprüft werden.
1. Vorhabenziel Ziel des Projektes ist es, ein weitgehend biogenes Verbundwerkstoffhalbzeug zu entwickeln, das zu Formteilen weiterverarbeitet werden kann, die eine gegenüber dem bisherigen Entwicklungsstand deutlich verbesserte Feuchtigkeits-, bzw. Medienbeständigkeit aufweisen. Dadurch soll ein Einsatz des Halbzeugs in Form von Kantinentabletts, die Industriespülmaschinen durchlaufen, ermöglicht werden. Als Materialien sollen Naturfaser-Halbzeuge aus heimischen Fasern wie Flachs und Hanf sowie eine biogene duroplastische Harzmatrix auf Basis von epoxidiertem Leinöl verwendet werden. Neben der Rezepturoptimierung für den Einsatzzweck soll eine energetische Verwertung der Formteile am stofflichen Lebensende analysiert werden. Der gesamte Lebenszyklus soll einer Ökobilanz unterzogen werden. Während des Verarbeitungsprozesses sollen Emissionen gemessen werden. Im Erfolgsfall sind die erreichten Verbesserungen eine sehr gute Basis, um Rezepturen für den Einsatz in Automobil(außenhaut)teilen weiterzuentwickeln. 2. Arbeitsplanung Um dieses Ziel zu erreichen sind fundamentale Verbesserunen der Naturfaserverstärkung und der biogenen Harzmatrix nötig. Insbesondere die Naturfasern nehmen leicht Wasser auf und müssen durch eine Vorbehandlung geschützt werden. Auch Modifikationen der Matrix sollen hierzu beitragen. Potentiale im Herstellungs-, Verarbeitungs- sowie Nachbearbeitungsverfahren sollen im Hinblick auf die notwendigen Verbesserungen geprüft werden.
1. Vorhabenziel Ziel des Projektes ist es, ein weitgehend biogenes Verbundwerkstoffhalbzeug zu entwickeln, das zu Formteilen weiterverarbeitet werden kann, die eine gegenüber dem bisherigen Entwicklungsstand deutlich verbesserte Feuchtigkeits-, bzw. Medienbeständigkeit aufweisen. Dadurch soll ein Einsatz des Halbzeugs in Form von Kantinentabletts, die Industriespülmaschinen durchlaufen, ermöglicht werden. Als Materialien sollen Naturfaser-Halbzeuge aus heimischen Fasern wie Flachs und Hanf sowie eine biogene duroplastische Harzmatrix auf Basis von epoxidiertem Leinöl verwendet werden. Neben der Rezepturoptimierung für den Einsatzzweck soll eine energetische Verwertung der Formteile am stofflichen Lebensende analysiert werden. Der gesamte Lebenszyklus soll einer Ökobilanz unterzogen werden. Während des Verarbeitungsprozesses sollen Emissionen gemessen werden. Im Erfolgsfall sind die erreichten Verbesserungen eine sehr gute Basis, um Rezepturen für den Einsatz in Automobil(außenhaut)teilen weiterzuentwickeln. 2. Arbeitsplanung Um dieses Ziel zu erreichen sind fundamentale Verbesserunen der Naturfaserverstärkung und der biogenen Harzmatrix nötig. Insbesondere die Naturfasern nehmen leicht Wasser auf und müssen durch eine Vorbehandlung geschützt werden. Auch Modifikationen der Matrix sollen hierzu beitragen. Potentiale im Herstellungs-, Verarbeitungs- sowie Nachbearbeitungsverfahren sollen im Hinblick auf die notwendigen Verbesserungen geprüft werden.
Als nachwachsende Rohstoffe finden in der Lackindustrie im wesentlichen Öle auf Leinölbasis wie z.B. Lackleinöl, Leinöl-Standöl und Firnis Verwendung. Der Einsatz dieser selbsttrocknenden Systeme ist jedoch durch deren anwendungstechnologischen Eigenschaften stark eingeschränkt. Das Hauptproblem stellt dabei die Geschwindigkeit der Trocknung des Lackfilmes dar, die für eine industrielle Anwendung nicht akzeptabel ist und zu erheblichen Problemen führt. Ziel des vorliegenden Projektvorschlages ist es, die Trockenzeit der Lacke gezielt durch zwei Maßnahmen zu verkürzen und ein Lacksystem für stark beanspruchte Holzoberflächen zu entwickeln. (1) Einbringen von Sauerstoff in den Leinöl-Film durch chemische oder enzymatische Epoxidierung des Leinöls (2) Steuerung der Polymerisation durch UV bzw. kationische Polymerisation mittels geeigneter Additive Folgende Arbeitsschritte sind im Verbundvorhaben geplant: Aufbau eines schnelltrocknenden Lacksystems aus den Bausteinen: epoxidiertes Leinöl, Radikalstarter, UV-Licht bzw. kationischer Starter Entwicklung einer Formulierung/Rezeptur Bestimmung der Anwendungsparameter für einige beispielhafte Anwendungen Das Vorhaben wird in Zusammenarbeit zwischen den Firmen Naturhaus Naturfarben GmbH, MK Lackiertechnik GmbH und Friedrich Nolte GmbH durchgeführt.Im Rahmen des vorliegenden Forschungsprojektes wurden die Grundlagen sowohl für den Walz- als auch für den Spritzauftrag eines UV-härtbaren Bindemittelsystems auf Basis von epoxidiertem Leinöl mit Sulfoniumsalzen als Photoinitiator sowie unter Zusatz von mikronisierten Keramikpartikeln, kaltvermahlenen und sprühmikronisierten Wachsen, hochdisperser Kieselsäure sowie lösemittelfreien Netz- und Dispergiermitteln entwickelt, die sich nach der UV-Trocknung weder von der Optik noch von der Haptik her von 'geölten und gewachsten' Holzoberflächen unterscheiden.Ein Schwerpunkt der erfolgreich durchgeführten Labor- und Technikumsversuche zur Entwicklung und Optimierung von neuen Bindemittelsystemen auf Basis von epoxidiertem Leinöl war die systematische Suche nach geeigneten Füllstoffen zur Steuerung von Rheologie und Absackverhalten. Die Ergebnisse zeigen, dass sich mikronisierte Keramikpartikel in Kombination mit kaltvermahlenen Wachsen definierter Korngröße sowie hochdisperser Kieselsäure sehr gut für die Mattierung von UV-härtbaren Lacksystemen auf Basis von epoxidiertem Leinöl eignen und die Beschichtungen eine ausgezeichnete Kratz- und Scheuerbeständigkeit erreichen, die durch konventionelle Lacksysteme bislang nicht bekannt sind. Die Geschwindigkeit und der Verlauf der UV-Trocknung sind temperaturabhängig und lassen sich durch die Einwirkung von Wärme erheblich beschleunigen. Im Verlaufe des Projektes wurden die Grundlagen für die allgemeine industrielle Umsetzung erarbeitet und Standardverarbeitungsanweisungen in Abhängigkeit von der Holzart, der vorhandenen Anlage und dem gewünschten Mattierungsgrad erarbeitet.
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