Optimierung des Bewitterungsverhaltens von bindemittelfreien Zellulose-Compounds

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Der Werkstoff Zelfo

Zellulosehaltige nachwachsende Rohstoffe (wie Hanf, Stroh, Flachs, Schilf, Zuckerrohr, Baumwollabfälle usw.) können durch ein spezielles, rein mechanisches Verfahren (österreichisches Patent Nr. 405.847) zu bindemittel- und daher auch schadstofffreien Werkstoffen mit einem sehr großen Eigenschaftsspektrum (die Dichte ist in einem Bereich von 0,3 g/cm³ bis 1,5 g/cm³ gezielt variabel) verarbeitet werden. Es können sowohl die entsprechenden Ganzpflanzen (z.B. Grünhanf), als auch bestimmte Fraktionen bei deren Aufarbeitungen (z.B. Hanfschäben, Staub bei der Strohverarbeitung, usw.) für den Prozess verwendet werden. Damit ist es möglich, die Wertschöpfungskette bei der Nutzung nachwachsender Rohstoffen wesentlich zu erhöhen (z.B. Flachsverarbeitung: Langfaser für die Textilindustrie, restliche Pflanze für Zelfo).

Vorteilhaft ist weiters seine einfache Formgebung, d. h. auch komplizierte Formen sind problemlos fertigbar. Der Zellulose-Compound ist leicht formbar, schleifbar, polierbar und färbbar. Damit eignet es sich neben Konsumgütern auch für hochwertige Designerprodukte und wertvolle Bauteile.

Zelfo-Schale aus der "Armani"-Kollektion

Für sehr viele Anwendungen speziell im Baubereich ist jedoch eine ausreichende Witterungsstabilität eine notwendige Bedingung. Derzeit wird diese Problematik bei natürlichen Werkstoffen wie z.B. Holz entweder durch konstruktive Maßnahmen und/oder durch chemische Hilfsmittel (z.B. Beschichtungen) gelöst, bei Kunststoffen verwendet man dafür durchwegs ökologisch bedenkliche Zusatzstoffe.

Der Zellulosewerkstoff Zelfo wurde 1995 mit dem Österreichischen Staatspreis für Eco-Design ausgezeichnet. Ein technisch und ökologisch ausgereiftes System zur Optimierung der Witterungsbeständigkeit würde die Chancen für eine erfolgreiche Marktplatzierung eines nachhaltigen und vielseitigen Werkstoffes im Bauwesen und damit die potentielle Wertschöpfung erheblich verstärken.

Zielsetzung des Projektes

Es soll ein System von Zuschlagstoffen für zellulosehaltige Baustoffe nach den Grundsätzen der Sanften Chemie entwickelt werden, das die Witterungsbeständigkeit der Zellulosematrix verbessert und sich nicht negativ auf die Festigkeit und das Wärmedämmverhalten auswirkt. Die Additive können sowohl mineralischen wie pflanzlich-organischen Ursprungs sein, sie sollten jedoch Verarbeitbarkeit, Trockenzeit und mögliche Schwindrissbildung des Werkstoffs und seine Abbaubarkeit nicht nachteilig beeinflussen.

Im Rahmen dieses Projektes werden folgende Arbeiten durchgeführt:

• Klärung der Mechanismen der Schädigung von Zellulosewerkstoffen durch UV-Strahlung und Durchfeuchtung
  
• Literatur- und Patentrecherche nach konventionellen Technologien und Additivsystemen, nach Ausrüstoptionen, bautechnischen Richtlinien und Normen
  
• Bewertung bestehender Additiv-Systeme
  
• Ranking bestehender Systeme nach ökologischen Kriterien
  
• Suche nach möglichen ökologisch akzeptablen Wirkstoffsystemen (Compound bzw. Oberflächenbeschichtung)
  
• Entwicklung von Rezepturen neuer Ausrüstsysteme
  
• Produktion der Musterplatten
  
• Durchführung von Bewitterungstests, Durchfeuchtungstests und mechanische Werkstoffprüfungen
  
• Auswertung der Schnellbewitterungstests in Bezug auf Oberflächenqualität und Werkstoffeigenschaften
  
• Überprüfung des Abbauverhaltens des ausgerüsteten Zellulose-Compounds

Erwartete Ergebnisse

• System von umweltfreundlichen Zusatzstoffen für Zellulose-Compounds zur Gewährleistung der Witterungsbeständigkeit
  
• Umsetzungspotential dieser Systeme für die industrielle Praxis
• Bewertung der biologischen Abbaubarkeit bzw. alternativer Verwertung von Zellulose-Compounds
  

Projektleiter:
Univ. Lektor Dipl.-Chem. Hanswerner Mackwitz
Alchemia-Nova Research Institute

Partner und beteiligtes Unternehmen:
Zellform GmbH, Prambachkirchen

Kontakt

Alchemia-Nova Research Institute
Univ. Lektor Dipl.-Chem. Hanswerner Mackwitz
Obere Viaduktgasse 2/24
A 1030 Wien
Tel.: +43 1 9661000 oder +43 650 8101000
E-mail: hanswerner.mackwitz@chello.at