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Popcorn-Sandwichplatte: Stabil wie Spanplatten, bei halbem Gewicht

Die Uni Göttingen hat Sandwichplatten mit einem Kern aus expandiertem Mais („Popcorn“) entwickelt. Der Clou: Bei gleichen mechanischen Eigenschaften wie eine Spanplatte sind die beschichteten Popcornverbundplatten aber nur halb so schwer. Holzwerkstoffhersteller könnten die Platten auf bestehenden Anlagen produzieren.

Die neu entwickelten Leichtbau-Sandwichplatten mit Popcorn-Kern ohne Formaldehydemissionen basieren auf den Forschungen zum BalanceBoard und könnten zukünftig auch als nachhaltige Dämmplatten zum Einsatz kommen. (Foto: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. / Moira Burnett)

Die neu entwickelten Leichtbau-Sandwichplatten mit Popcorn-Kern ohne Formaldehydemissionen basieren auf den Forschungen zum BalanceBoard und könnten zukünftig auch als nachhaltige Dämmplatten zum Einsatz kommen. (Foto: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. / Moira Burnett)

Sandwichelemente sind besonders leichte Werkstoffplatten zwischen denen zwei dünne Deckschichten zum Beispiel ein Schaum- oder Wabenkern liegen. Dieser Kern wurde in einem Forschungsprojekt der Universität Göttingen nun mit Popcorn ersetzt.

Hierzu wurde auf die Plattenentwicklung des BalanceBoards aufgebaut, die zwischen 2007 und 2010 in einem Vorläuferprojekt der Universität Göttingen als erste Verbundplatte aus Holzspänen und Maisgranulat entstanden ist und heute von der Firma Pfleiderer insbesondere an Küchenhersteller vermarktet wird.

Zur Herstellung einer noch leichteren Verbundplatte aus Popcorngranulat, Bindemittel sowie zwei steifen Deckschichten wurden im Forschungsprojekt der Universität Göttingen zuerst Popcornverbundplatten mit unterschiedlichen Popcornmaterialien, Bindemittelrezepturen und Herstellungsparametern hergestellt und anhand der ermittelten Querzugfestigkeiten beurteilt. Die aus diesen Versuchen hervorgehende optimierte Verbundplatte wurde zur weiteren Entwicklung der Sandwichplatten herangezogen. Zur Entwicklung dieser wurden zwei unterschiedliche Herstellungsverfahren, das Einschritt- bzw. das Zweischritt-Verfahren, angewendet.

Beim Einschritt-Verfahren wurden Popcorn für den Kern sowie Holzspäne und Holzfasern für die Deckschicht beleimt, dann jeweils gestreut und in einem Zug zu einer Platte verpresst. Im Zweischritt-Verfahren stellten die Forscher zunächst die Popcornverbundplatte her und beplankten sie erst anschließend mit den Deckschichtmaterialien Sperrholz, Dünn-Faser- und Dünn-Spanplatte, Aluminium und Hochdrucklaminat. Zur Verleimung eignete sich eine 4- bis 8-prozentige Beimischung von harnstoffformaldehydbasierten Harzen oder von Methandiisocyanat am besten.

Eine Prüfung der fertigen Sandwichplatten auf ihre mechanischen Kennwerte zeigte, dass sie bei deutlich geringerem Gewicht ähnliche Eigenschaften wie herkömmliche Spanplatten haben. So erreichten im Einschritt-Verfahren hergestellte Sandwichplatten bei nur halb so großer Rohdichte die gleichen Biegeeigenschaften wie die Referenz-Spanplatten. Die im Zweischritt-Verfahren hergestellten und mit Sperrholz bzw. mit Aluminium beschichteten Platten waren sogar deutlich tragfähiger als die Referenz.

Die Sandwichplatten aus expandierten Maiskörnern könnten helfen, knapper werdende Holz-Ressourcen einzusparen und Transport- und Energiekosten zu senken. Als mögliches Einsatzgebiet für die Platten kommt neben dem Möbel-, Automobil- und Schiffbau theoretisch auch der Dämmbereich in Frage, denn Popcorngranulat hat eine sehr geringe Wärmeleitzahl. Hierzu müssen niedrigere Rohdichten, Wärmeleitfähigkeiten sowie Wasserdampfdurchlässigkeit intensiv geprüft werden. Zusätzlich wird in zukünftigen Untersuchungen der Fokus auf eine Hydrophobierung des Popcorngranulats liegen.

Neben diesen Faktoren sollte auch untersucht werden, ob sich die Verbundplatten auch als Schallschutz eignen und deren Anforderungen erfüllen. Denn auf Grund des guten Tragverhaltens und bei vielleicht gegebenen schalltechnischen Qualitäten kann die Anwendung der Popcornverbundplatte als Trennwand im Messebau attraktiv sein.

Generell sei der popcornbasierte Plattenwerkstoff sehr attraktiv für Unternehmen, da für die Herstellung keine Maschinen umfangreich umgerüstet oder neu angeschafft werden müssen. Da bereits das BalanceBoard gut auf dem Markt etabliert ist und vom Kunden (Küchenhersteller) positiv angenommen wurde, stehen die Chancen gut, dass auch ein weiteres nachhaltiges, popcornbasiertes Produkt erfolgreich vermarktet werden kann. Die optimalen Verarbeitungsparameter gilt es aber noch herauszufinden.

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"Popcorn-Sandwichplatte: Stabil wie Spanplatten, bei halbem Gewicht" wurde am 08.05.2018 verfasst