Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ausgehend vom derzeitigen Kenntnisstand \u00fcber die Fasereigenschaften der Nesselfaser wird die Eignung dieser Faser als nat\u00fcrliche Verst\u00e4rkungsfaser in Einsatzgebieten nachgewiesen, die derzeit von der Glasfaser abgedeckt werden. Dazu ist es notwendig, Anbau und Pflege der vorhandenen Zuchtst\u00e4mme der Nessel f\u00fcr eine industrielle Nutzung weiterzuentwickeln und das angebaute Material hinsichtlich des erreichbaren Faseraufschlusses, der Faserqualit\u00e4t, der Verarbeitung zum Fl\u00e4chengebilde und Einlagerung in Kunststoffe sowie die Verbundqualit\u00e4t zu untersuchen.
\nDie Testung der neuentwickelten Verst\u00e4rkungsfaser soll im Bauteil Heckklappenverkleidung im Vergleich zu dem derzeit aus glasfaserverst\u00e4rktem Polypropylen bestehendem Bauteil erfolgen.
\nDie ganzheitliche Betrachtungsweise vom Anbau der Fasernessel (Institut f\u00fcr Angewandte Botanik) \u00fcber die Vliesherstellung (TITK) bis zur Produktion (Fa. Heywinkel) ist die Erfolgsgrundlage.
\nZiel dieses Vorhabens ist es, einen Gro\u00dfserienauftrag f\u00fcr diesen nesselfaserverst\u00e4rkten Formstoff zu akquirieren.
\nWeiterf\u00fchrend wird an eine Substitution der PP-Matrix mittels abbaubarer Polymere gearbeitet.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenGro\u00dffl\u00e4chiger Anbau (1 ha mit einer Sorte und 1 ha mit 2 – 3 weiteren Sorten) verschiedener Hochleistungssorten der Fasernessel auf stillgelegten landwirtschaftlichen Fl\u00e4chen zur Produktion von Nesselstroh zur industriellen Weiterverarbeitung. Die Anlage und Pflege dieser Anbaufl\u00e4chen erfolgt unter wissenschaftlicher Begleitung. Hierdurch ist eine fachgerechte Auswahl der Sorten sowie eine wissenschaftliche Bonitierung des Nesselbestandes gegeben. Dar\u00fcber hinaus werden Boden- und Pflanzanalysen und Klimadaten erfasst. Stecklingsvermehrung, Auspflanzung-, Erntemethodik und Entbl\u00e4tterung der Nesselstengel werden optimiert.
\nUm ein optimales Vlieshalbzeug aus PP und der Verst\u00e4rkungsfaser Nessel zu erhalten, werden folgende Schritte durchgef\u00fchrt.
\n– Entwicklung einer wirtschaftlichen mechanischen Faseraufschlusstechnologie unter Einbeziehung vorhandener Maschinentechnik.
\n– Beurteilung der Fasereigenschaften in Abh\u00e4ngigkeit vom Aufschlussverfahren.
\n– Beeinflussung der Faser-Matrix-Haftung durch Modifizierung der Faser oder des Matrixmaterials.
\n– Vliesbildungstechnologie zur Herstellung von Verbunden mit optimalen Eigenschaften.
\n– Herstellung von 100 % Nesselvliesen, Herstellung von Hybridvliesen mit Polypropylen.
\n– Kalkulation des Halbzeugproduktpreises.
\n– Auswahl einer Vorzugsvariante in Zusammenarbeit mit der Firma Heywinkel als Technologievorgabe.
\nIm weiteren Verlauf wird das Halbzeug zu Versuchsbauteilen verarbeitet, welche im Hinblick auf den Einsatz im Automobil-Innenraum untersucht und charakterisiert werden
\nBasis f\u00fcr die Untersuchung sind technische Lieferbedingungen f\u00fcr Innenverkleidungsteile. Diese beinhalten mechanische, optische und organoleptische Eigenschaften. Weiterhin wird die Verarbeitbarkeit, Verformbarkeit und Kaschierbarkeit \u00fcberpr\u00fcft.
\nAnhand der Ergebnisse aus diesen Pr\u00fcfungen wird das Halbzeug ggf. vom TITK und von der Uni Hamburg verbessert.
\nIst das Material bis zur Serienreife und auch aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten optimiert, wird es zu dem Serienbauteil Heckklappenverkleidung verpresst und beim Kunden zur Erstbemusterung vorgestellt. Bew\u00e4hrt sich die Nesselfaser als Serienmaterial, kann eine Gro\u00dfserie angedacht werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Es konnte nachgewiesen werden, dass eine industrielle Nutzung der Nesselfasern zur Verst\u00e4rkung von Innenausbauteilen von Automobilen m\u00f6glich ist. Sowohl beim Faseraufschlu\u00df als auch bei der Vliesherstellung und bei der Bauteilherstellung im Formpressverfahren werden au\u00dfer Technologieanpassungen keine Anforderungen an Anlagen, Verfahren und Technologien gestellt. Es entstehen Bauteile gegen\u00fcber dem Flachs mit \u00e4hnlichen mechanischen Kenngr\u00f6\u00dfen. Die Verarbeitungskosten vom Faseraufschluss bis zum Bauteil sind mit denen anderer Naturfasern vergleichbar. Zur Erh\u00f6hung der Faserausbeute sind weitere z\u00fcchterische Arbeiten unumg\u00e4nglich.<\/p>\n
Die Projektbearbeitung erbrachte folgende Ergebnisse:<\/p>\n
1. Das vom Aufschluss anderer Naturfasern (Flachs, Hanf) bekannte Verfahren des rein mechanischen Faseraufschlusses ist zur Gewinnung technisch verwertbarer Nesselfasern anwendbar. Dabei ist in jeder f\u00fcr Hanf konzipierten mechanischen Faseraufschlussanlage bei geringen technologischen Optimierungen der Nesselfaseraufschluss durchf\u00fchrbar.<\/p>\n
2. Unter Beachtung der entwickelten Technologie hinsichtlich<\/p>\n
\u00b7 Fasergehalt
\n\u00b7 Stichdichte und
\n\u00b7 Stichtiefe<\/p>\n
ist das Verfahren der Hybridvliesherstellung aus Nesselfaser\/Polypropylen anwendbar. Die Fertigung kann bei jedem naturfaserverarbeitenden Vlieshersteller erfolgen.<\/p>\n
3. Unter Beachtung der entwickelten Technologie hinsichtlich<\/p>\n
\u00b7 Vorheiztemperatur
\n\u00b7 Heizzeit
\n\u00b7 Vorverdichtung
\n\u00b7 Presstemperatur
\n\u00b7 Fl\u00e4chenpressung und
\n\u00b7 Pre\u00dfzeit<\/p>\n
ist das Formpressverfahren zur Verbundherstellung anwendbar. Die Fertigung kann bei jedem nach dem Formpressverfahren arbeitenden Bauteilhersteller erfolgen. Insbesondere ist die Firma Julius Heywinkel GmbH technisch\/technologisch f\u00fcr eine Verarbeitung von Nessel\/Polypropylen-Vliesen zu Bauteilen in der Lage.<\/p>\n
4. Aus Nessel-Polypropylen-Hybridvliesen sind Verbunde herstellbar, die gegen\u00fcber flachsfaserverst\u00e4rkten Kunststoffen bessere Biegeeigenschaften bei gleichen anderen mechanischen Kenngr\u00f6\u00dfen besitzen. <\/p>\n
5. Das vom Aufschlu\u00df anderer Naturfasern (Flachs, Hanf) bekannte Verfahren des rein mechanischen Faseraufschlusses ist zur Gewinnung technisch verwertbarer Nesselfasern anwendbar. Dabei ist in jeder f\u00fcr Hanf konzipierten mechanischen Faseraufschlussanlage bei geringen technologischen Optimierungen der Nesselfaseraufschluss durchf\u00fchrbar.<\/p>\n
6. Das anvisierte Bauteil Heckklappe A8 ist aus Nessel-Polypropylen herstellbar. Die Forderungen entsprechend den Technischen Lieferbedingungen der Automobilindustrie sind erf\u00fcllbar. Noch notwendige technologische Optimierungen k\u00f6nnen sowohl beim Vlies- als auch beim Bauteilhersteller nur mit gr\u00f6\u00dferen Mengen Nesselfaser durchgef\u00fchrt werden. Im Rahmen des Projektes war das auf Basis des durchgef\u00fchrten Versuchsanbaus nicht m\u00f6glich.<\/p>\n
Die Verarbeitungskosten der Nessel sind bei Faseraufschlu\u00df, Vlies- und Verbundherstellung mit denen anderer Naturfasern vergleichbar. Zur Erzielung gleicher Kosten im landwirtschaftlichen Vorfeld ist eine Fasergehaltserh\u00f6hung um ca. 10 % unumg\u00e4nglich.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Fasernesselprojekt wurde w\u00e4hrend der Projektlaufzeit bei folgenden Gelegenheiten vorgestellt:<\/p>\n
1. Meeting of WG Alternative fibre crops vom 9. – 10. April 1997 at IACR Rotham-
\n ste, United Kongdom: Potential of Stinging Nettle (Urtica dioica L.) as Industrial Fibre Crop
\n2. International Conference: Sustainable Agriculture for Food, Energy and Industry
\n vom 22. – 28. Juni 1997 in Braunschweig mit dem Poster: Potentials of Stinging
\n Nettle (Urtica dioica L.) as Industrial Fibre Crop.
\n3. Kontaktkreis Naturwissenschaft, Technik und Politik der Konrad Adenauer Stif-
\n tung, am 27. Juni in Osnabr\u00fcck, Poster und Referat: Biologie und Anbau der Fasernessel Urtica dioica L.
\n4. VDI\/MEG Kolloquium Agrartechnik am 6. – 7. August 1997 in Bonn: Erzeugung
\n technischer Naturfasern aus Fasernesseln (Urtica dioica L.). Anbausystem und Produktivit\u00e4t im Raum Hamburg
\n5. Internationales Symposium Werkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen vom 9.
\n bis 4. September 1997 in Rudolstadt-Schwarza: Die Fasernessel Urtica dioica L.
\n als nachwachsender Rohstoff zur Substitution von Glasfasern bei verst\u00e4rkten Kunststoffteilen
\n6. 1o th European Conference and Technology Exhibition: Biomass for Energy and
\n Industry, 8. – 11. Juni 1998 in W\u00fcrzburg: Fibre Nettle (Urtica dioica L.) as an Industrial Fibre Crop for Composites (PMCs)?
\n7. Dies Academicus, Universit\u00e4t Hamburg am 24 Juni 1998: Nachwachsende Rohstoffe : Fasernesselprojekt<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Rahmen des Forschungsprojektes konnte best\u00e4tigt werden, dass die Nesselfaser f\u00fcr die Verst\u00e4rkung von Kunststoffteilen im Anwendungsbereich Innenverkleidungen f\u00fcr die Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie einsetzbar ist.
\nUm eine ausreichende Wirtschaftlichkeit zu erreichen, muss der Fasergehalt durch Z\u00fcchtung und Auslese auf 20 % erh\u00f6ht werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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