19.04.2012

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SKZ: Forschung - Kleben von hochgefüllten holzfaserverstärkten Kunststoffen

Seit Februar 2012 läuft am Kunststoff-Zentrum (SKZ) in Würzburg ein neues Forschungsvorhaben zum Thema "Kleben von hochgefüllten holzfaserverstärkten Kunststoffen". Das Ziel dieses zweijährigen Vorhabens besteht darin, verschiedene Oberflächenvorbehandlungen für das erfolgreiche Kleben von WPC-Produkten zu vergleichen, die Verfahrensparameter dafür zu entwickeln und deren Einflüsse vor dem Hintergrund weltweit fehlender Normung zu beschreiben.

Um verkaufsfähige Artikel zu produzieren, müssen sehr häufig Fügeverfahren angewendet werden. Für herkömmliche Kunststoffe sind dabei das Schweißen und Kleben die meistgenutzten Verfahren. Für WPC-Teile (WPC = Wood Plastic Composites, dt. Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe) kann das Schweißen allerdings noch nicht immer angewendet werden. Außerdem eignet sich das Schweißen beim Fügen von unterschiedlichen Materialarten nicht, so dass z.B. das Verbinden eines metallischen Verbindungselementes mit einem WPC-Bauteil derzeit nur mechanisch erfolgen kann.

Da allerdings der größte Anteil der WPC-Produkte in Deutschland aus einer Polyolefinmatrix besteht, ist auch das Kleben als Alternative ohne spezielle Vorbehandlung nur bedingt möglich. Es gibt also zur Zeit für diese Verbundmaterialien keine etablierte Vorgehensweise, welche reproduzierbare Ergebnisse liefert. Infolgedessen fehlen auch Kleberichtlinien bzw. Anforderungen an die Qualität der Klebeverbindung für Anwender und Nutzer von WPC-Produkten.

Einen beachtlichen Einfluss auf die Klebeeigenschaften hat dabei die Rezeptur der Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe. Die Kenntnis der genauen Zusammenhänge zwischen der Rezeptur und den Klebeeigenschaften würde den Herstellern ermöglichen, nach erfolgreichem Abschluss des Vorhabens eine Auswahl von geeigneten Vorbehandlungs- (z.B. Plasma-, Corona-, Laservorbehandlung, Fluorierung oder Beflammen) und Fügemethoden für eigene Produkte zu treffen und die gewonnenen Empfehlungen an die Anwender weiterzugeben. Daher sollen die Einflüsse von verschiedenen Additiven (Haftvermittler, Farbmittel usw.) und Verarbeitungshilfen (äußere und innere Gleitmittel), die während der Compoundier- oder auch Formgebungsprozesse dem WPC zugegeben werden, näher untersucht werden. Da die WPC-Hersteller die eigenen Rezepturen nicht offenlegen, werden im Rahmen des Forschungsvorhabens unterschiedliche Rezepturen hergestellt. Für die WPC-Verarbeitung werden verschiedene Verarbeitungsanlagen wie die Direktextrusionsanlage für WPC, der Heiz-Kühlmischer für das distributive Mischen von definierten Rezepturen und verschiedene Extruder und Spritzgießmaschinen für die Formgebung eingesetzt. Ein deutlich verbessertes Verständnis der Zusammenhänge sowie das entsprechende Ableiten von Korrelationen zwischen Rezeptur und Verarbeitung sind weitere angestrebte Ziele dieses Forschungsvorhabens.

Dieses Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert.

Ansprechpartner:
SKZ - Das Kunststoff-Zentrum
Dipl.-Ing. Eduard Kraus
SKZ - KFE gGmbH
Kunststoff-Forschung und -Entwicklung
Friedrich-Bergius-Ring 22
97076 Würzburg
Tel. +49 931-4104-480
Fax +49 931-4104-707
e.kraus@skz.de