KiefernStolz

Verbundvorhaben: Nachhaltige Nutzungspotentiale für Kiefernstarkholz
Teilvorhaben 5 und 6: Identifizierung und Entwicklung von Produkten

Das Projekt „KiefernStolz“, welches durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) im Rahmen der Förderrichtlinie Waldklimafonds gefördert wird, ist ein Verbundprojekt des Wilhelm-Klauditz-Instituts (WKI), der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsan-stalt (NW-FVA) und der Georg-August-Universität Göttingen. Es verfolgt das Ziel, den in Zukunft steigenden Anteil an höherwertigem Kiefernstammholz, nachhaltig und effizient nutzbar zu machen sowie das Potenzial des Rohstoffes Kiefernholz voll ausschöpfen zu können. Unter diesem Aspekt sollen neue Verarbeitungstechniken und Einsatzmöglichkeiten für die Verwendung von Kiefernstarkholz erarbeitet und validiert werden.
Die Waldkiefer (Pinus sylvestris, L.) zählt, bezogen auf den Anteil der bewaldeten Flächen, zu den bedeutendsten Baumarten Deutschlands, insbesondere Nordostdeutschlands. Erhobene Bestandsdaten für die Kiefer zeigen in den kommenden Jahrzehnten eine Erhöhung des Auf-kommens an höherwertigem Kiefernstarkholz. Daraus ergibt sich die Forderung der Ergründung neuer technischer Anwendungsfelder und Konzepte für deren Endnutzung.
Der Fokus des Projektes liegt auf der Entwicklung von hochwertigen Sägeprodukten und Mehrlagenverbundwerkstoffen auf der Grundlage von Kiefernstarkholz. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf eine Bestandsaufnahme, die Erarbeitung und Entwicklung neuer Nutzungsstrategien von Kiefernstarkholz sowie auf eine Betrachtung und Optimierung von Einflussparametern während des Herstellungsprozesses der identifizierten Kiefernprodukte.

Teilvorhaben 5: Verklebbarkeit von furnierbasierten Verbundwerkstoffen auf Basis von Kiefernstarkholz - Entwicklung eines 1Komponenten-Klebstoffsystems auf Basis von MDI-Präpolymeren bzw. spezieller Urethanpolymere

Vor dem genannten Hintergrund beschäftigt sich dieses Teilprojekt mit der Entwicklung eines 1Komponenten-Klebstoffsystems auf Basis von MDI-Präpolymeren bzw. spezieller Urethanpolymere. Verglichen mit PF-, MUF- oder Epoxidharzklebstoffen weisen MDI-basierte Kleb-stoffe eine höhere Reaktivität sowie einen geringeren Benetzungswinkel auf, wodurch sich ein schnelleres Eindringen sowie Aushärten des Klebstoffes und in der Folge kürzere Presszeiten realisieren lassen. Weitere Vorteile von MDI-basierten Klebstoffen liegen in der höheren Bindefestigkeit sowie einer geringeren Sprödigkeit der Klebfuge. Zudem sind keine dauerhaften Formaldehydemissionen während des Gebrauchs zu befürchten. MDI-basierte Klebstoffe neigen jedoch aufgrund ihres stärkeren Eindringens in die Holzoberfläche zu einem „Wegschlagen“ des Klebstoffes, wodurch „ausgehungerte“ Klebfugen entstehen können.
Ziel des Projektes ist es, ein Klebstoffsystem auf Basis von MDI-Präpolymeren zu entwickeln, welches auf die spezifischen Holzeigenschaften von Kiefernholz abgestimmt ist und für einen dauerhaften Einsatz unter der Kenntnis von optimalen Herstellparametern angepasst werden kann. In diesem Zusammenhang sollen wichtige steuerbare Prozessparameter untersucht und evaluiert werden. Hinsichtlich des eingesetzten Kiefernholzes sollen der Einfluss von Wuchsmerkmalen und Schälrissen sowie der Einfluss von Kern- und Splintholzfurnieren auf die Verklebung erforscht werden. In einem weiteren Schritt erfolgt der Einsatz von metallischen Substraten sowie die Einarbeitung von organischen als auch mineralischen Verstärkungsfasern in den Holzlagenverbund, sodass daraus resultierende Synergieeffekte aufgezeigt und besser verstanden werden können. Darauf aufbauend soll eine Modifizierung der Substratoberflächen mittels Primern erprobt werden, um eine höhere Haftfestigkeit zwischen Klebstoff und Substratoberfläche erzielen zu können. Von zentraler Bedeutung ist, dass die hergestellten Werkstoffe/Bauteile statistisch abgesicherte Eigenschaften zeigen, um die Entwicklung innovativer Produkte auf der Basis von Kiefernstarkholz auf dem Markt etablieren zu können.

Teilvorhaben 6: Identifizierung und Entwicklung von Produkten aus Kiefernstarkholz

Dieses Teilvorhaben ist in die Arbeitsschwerpunkte Massivholz und Furnierwerkstoffe aufgeteilt. Im Arbeitspaket Massivholz wird die Materialqualität des Kiefernstarkholzes bestimmt und Informationen zur Verarbeitungsmöglichkeit in den aktuell wirtschaftenden Kiefernsägewerken gesammelt. Hauptaugenmerk liegt auf der Identifizierung von Produkten aus Kiefernstarkholz, neuen Absatzmärkten und Eigenschaftsuntersuchungen. Hierbei stehen Produkte im Fokus, die durch die großen Durchmesser und teils intensive waldbauliche Behandlung der Kiefer möglich werden. Geprüft wird hierfür unter anderem, ob sich die starken Kiefern in reine Splintholz- und Kernholzsortimente für verschiedene Produkte und Anwendungen (wie Fenster, Türen, Fassaden, Dielen, Holzbauprodukte, modifizierte Holzprodukte) einteilen lassen. Darüber hinaus wird die Eignung von verschiedenen Holzmodifizierungssystemen für die Kiefer erprobt. Dieses Arbeitspaket wird in enger Zusammenarbeit mit der Nordwestdeut-schen Forstlichen Versuchsanstalt (NW-FVA), der Abteilung Forstökonomie der Universität Göttingen und mit Unterstützung des Deutsche Säge- und Holzindustrie Bundesverbands e.V. (DeSH) durchgeführt.
Das Arbeitspaket Furnierwerkstoffe sieht Eigenschaftsuntersuchungen an modifizierten und verklebten Furnieren vor, um ein Eigenschaftsprofil für die späteren Anwendungen der auf Kiefernstarkholz basierenden Furnierwerkstoffe zu erstellen. Zusätzlich werden in diesem Rahmen industrielle Produktionsverfahren getestet. Die Furnierwerkstoffe werden in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Holzforschung (WKI) hergestellt und geprüft.