Neuer Verbundwerkstoff aus Kunststoff und Weidenholz

Der im interdisziplinären Forschungsprojekt „VOTO - Weidengewebeverstärkter Kunststoff mit variabler Gewebedichte für Fassadenelemente im textilen Holzbau“ entwickelte Werkstoff besteht aus Weidenholzfäden der Amerikanerweide und dem Kunststoff Polypropylen. Kunststoff und Holz wurden im Heiß-Press-Verfahren verbunden, Weidenholzgewebe mit thermoplastischer Kunststofffolie abwechselnd geschichtet. Durch die Hitze in der Presse schmilzt der Kunststoff und umfließt das Holz bzw. verbindet sich mit dem Holz, kühlt ab und härtet wieder aus. Für die Verbindung wurde ein „Haftvermittler“ als Additiv zugesetzt, der Teil des Kunststoffes ist. Ein Patent für das Verfahren liegt vor.

Der Stoff markiert einen Meilenstein in der Entwicklung nachhaltiger Materialien. „Mit diesem Projekt konnten wir zeigen, dass Nachhaltigkeit und technische Leistungsfähigkeit Hand in Hand gehen können. Es war besonders spannend, die Verarbeitungsprozesse so zu optimieren, dass die Eigenschaften des Naturmaterials erhalten bleiben“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Heim, Leiter des Fachgebiets Kunststofftechnik des Instituts für Werkstofftechnik. „Durch das Hinzufügen der Kunststoffmatrix ist es uns gelungen, die Witterungsbeständigkeit und Brandschutzfähigkeit entscheidend zu verbessern“, fügt er hinzu.

Auch die Designmöglichkeiten des Materials haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler umfassend erforscht. Die variierbare Webart des Gewebes erlaubt die Herstellung von Fassadenmodulen, die je nach Bedarf lichtundurchlässig oder -durchlässig gestaltet werden können. Solche Fassaden schaffen je nach Lichtverhältnissen spannende visuelle Effekte und eröffnen vielfältige Anwendungsbereiche.

„Dieser Werkstoff verbindet Technologie mit gestalterischer Freiheit“, betont Prof. Heike Klussmann, Leiterin des Fachgebiets Bildende Kunst und der Forschungsplattform Bau Kunst Erfinden. Das ermögliche Architektinnen und Architekten, Designerinnen und Designer nicht nur funktionale, sondern auch ästhetisch ansprechende Räume zu schaffen „Besonders stolz sind wir auf die Demonstratorfassaden, die die Vielseitigkeit des Materials eindrucksvoll zeigen.“

Im Verlauf des Projekts wurden umfangreiche Materialtests durchgeführt, darunter Untersuchungen zu Zug-, Druck- und Biegefestigkeit sowie Tests zur Belastbarkeit bei Schlag- und Ermüdungseinwirkungen. Eine künstliche Bewitterung zeigte, dass UV-Stabilisatoren die Lebensdauer der Fassadenmodule im Außenbereich signifikant verlängert haben. Die Ergebnisse bilden eine solide Grundlage für die industrielle Umsetzung. Ein Lastenheft, das im Rahmen der Forschung entstand, dient als Leitfaden für potenzielle Hersteller.

Gefördert wurde das Forschungsprojekt von 2021 bis 2023 durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) mit einer Summe von knapp 550.000 Euro. Die Forschungsvereinigungen Werkstoffe aus nachhaltigen Rohstoffen e. V. (WNR) und Forschungskuratorium Textil e. V. (FKT) unterstützten das Vorhaben maßgeblich. Die Herstellung der Demonstratorfassade erfolgte mit freundlicher Unterstützung der FRIMO Sontra GmbH. Mehr Infos dazu hier: http://www.baukunsterfinden.org/de/forschung/projekte/voto/

Das Projekt ist im Rahmen des Kasseler Forschungsclusters BiTWerk – Biologische Transformation technischer Werkstoffe“ durchgeführt worden. Weitere Informationen: www.uni-kassel.de/go/bitwerk.

Pressekontakt:

Samantha Pfanzer
Universität Kassel
BiTWerk - Biologische Transformation technischer Werkstoffe
Institut für Werkstofftechnik
Tel.: 0561 804-3605
E-Mail: samantha.pfanzer[at]uni-kassel.de
Homepage: www.ifw-kassel.de