Ziel des geplanten Projektvorhabens ist die Optimierung der Festigkeiten und der Feuerbeständigkeit rohdichtereduzierter einschichtiger und dreischichtiger Spanplatten und Oriented Strand Boards (OSB) für den Bausektor und die Verpackungsindustrie. Durch den Einsatz geeigneter Matten (Inlays) auf Basaltbasis sollen die für den Bausektor notwendigen Mindestanforderungen an die Festigkeit (insbesondere der Biegefestigkeit) trotz reduzierter Rohdichten erfüllt werden. Spanplatten und OSB für den Bausektor werden größtenteils mit polymerem Diphenylmethandiisocyanat (pMDI), Phenol-Formaldehyd-Harzen (PF-Harz) oder Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harzen (MUF-Harz) gebunden, um eine entsprechende Wasserbeständigkeit der Werkstoffe zu gewährleisten. Für die Erreichung hoher Festigkeitswerte ist eine gute Anbindung der Bindemittel an die Basaltfasermatten und damit eine feste Einbindung der Basaltfasermatten in den Werkstoffverbund notwendig. Um dies zu erreichen, sollen die Oberflächen der Basaltfasermatten modifiziert werden. Dazu werden vor allem Silanverbindungen und Kieselsole eingesetzt. Der zweite Aspekt dieses Forschungsvorhabens betrifft die Optimierung der Feuerbeständigkeit von Holzwerkstoffen, die in vielen Bereichen des Bausektors gewährleistet werden, muss. Für diesen Forschungsansatz sollen alternative Klebstoffe auf Mineralbasis (Wasserglas, Kieselsole, Carbonate), die einen entsprechenden Feuerschutz bieten, entwickelt und in Kombination mit den typischen Bindemitteln (Isocyanat, PF-Harz und MUF-Harz) eingesetzt werden. Die entwickelten Bindemittelsysteme werden dann auch für die Werkstoffe mit Basaltinlays angewandt. Die Festigkeitswerte, hygrischen Eigenschaften sowie das Brandverhalten der hergestellten Produkte werden nach Normverfahren der Industrie evaluiert.
Das Projekt beinhaltet die Entwicklung von Werkstoffen, konkret von wasserglasgebundenen Daemmstoffen, Verpackungsbehaeltern und Durchgangsfiltern aus nachwachsenden Rohstoffen wie Holz, Einjahrespflanzen und Recyclingprodukten, ihre Haertung mit Kohlendioxyd und thermische Trocknung sowie Verfahren, und Vorrichtungen zu deren Herstellung. Das Verfahren ist kostenguenstig, die Produkte mit einer Waermeleitzahl von 0,035 - 0,070 sowie Brandklasse B2 sind recycelbar und teilweise Ersatz fuer bisher oekologisch problematische Daemm- und Kunststoffe wie Mineral- bzw. Glaswolle und Polystyrol. Die verstaerkte stoffliche Holzverarbeitung fuehrt zu einer hoeheren Nachfrage, so dass kuenftig vor allem Durchforstungshoelzer und industrielle Holzreste umfassender genutzt werden koennen.
Da die Kapazitaeten zur Wiederverwertung von Altpapier als Rohstoff fuer die Papierindustrie im Bereich der Bundesrepublik nicht in gleichem Masse wachsen werden wie der Papier- und Pappe-Verbrauch, muessen neue Wege fuer die stoffliche Verwertung im Sinne der Abfallgesetzgebung gesucht werden. Die Verwendung dieser Altmaterialien fuer die Herstellung von schall- und waermedaemmenden Platten als Baustoffe ist eine solche Alternative. Zur Verarbeitung sollen nur die Altpapiersorten kommen, die als 'nicht wiederverwendungsfaehig' fuer die erneute Herstellung von Papier eingeschaetzt werden, also im guenstigsten Fall thermisch verwertbar sind. Dazu gehoeren insbesondere Abfaelle aus der Kunstlederindustrie, der Lebensmitteltechnik, der Laminat- und Dekorfolienherstellung, der Verpackungsindustrie und der Schaumtapetenproduktion. Um die Produkte im Baustoffsektor einsetzen zu koennen, wird eine flammhemmende bzw. flammfeste Ausruestung vorgenommen. Mit aeusserer Flamme brennen zweckmaessig ausgeruestete Platten unter Verkohlung mit, verloeschen aber bei Wegnahme der Zuendquelle von selbst. Die Untersuchungen wurden vorzugsweise mit Sackpapieren, polyaethylen-(PE)-beschichteten Papieren, Etikettenpapieren und Schaumtapetenabfaellen durchgefuehrt. Die Herstellung der Daemmplatten erfolgt grundsaetzlich auf trockenem Weg. Technologische Einzelschritte: Zerkleinerung der Papierabfaelle im Schneidgranulator oder Datenschredder; Bildung dreidimensionaler Strukturen aus flaechigen Papierstuecken; Bindemittelauftrag; Plattenbildung, Verpressung, Trocknung. Die Plattenherstellung aehnelt der Technologie der Spanplattenfertigung. Als Binder kamen die Kunstharze Harnstoff-Formalin-Vorkondensat, Phenol-Formalin-Resol-Harz, Wasserglas und Gips zur Anwendung, auf Staerke wurde wegen der Gefahr eines biologischen Abbaus im eingebauten Zustand verzichtet. Die Plattendichte wurde zwischen 0,2 und 0,4 kg/dm3 variiert. Die Festigkeitswerte steigen mit zunehmender Dichte deutlich an. So lassen sich in Abhaengigkeit von der Plattendichte Daemmstoffe, oder auch daemmende, schraub- und nagelfeste Konstruktionsplatten herstellen. Die Waermeleitfaehigkeit liegt abhaengig von der Dichte bei 0,06-0,09 W/m x K. Mit einer Ueberfuehrung der Ergebnisse steht der Bauindustrie ein neuartiges DaemmMaterial in Form fester Platten mit hoher Daemmwirkung, sehr guten Verarbeitungseigenschatten (formstabil, saegbar), hoher Daemmwirkung und sehr guten oekologischen Eigenschaften zur Verfuegung, welches weitgehend aus bisher nicht verwertbaren Industrieabfaellen auf Papierbasis gefertigt werden kann.