Projekt 19015/01

Entwicklung von Produkten und Technologieprototypen für die gesamtheitliche Flutlackierung zur Steigerung der Ökologie- und Ökonomieeffizienz bei der industriellen Holzbeschichtung

Projektträger

Rhenocoll-Werk
Erlenhöhe 20
66871 Konken
Telefon: 06384/9938-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Zur Abfallreduzierung und -vermeidung bei der Verwendung von Lacken und Farben müssen Produkte und Technologien identifiziert werden, bei denen ein hoher Recyclinganteil unter Wahrung der Qualität realisiert werden kann. Die ganzheitliche Flutlackiertechnologie speziell für Holzaußenbauteile und -produkte stellt eine relativ zügig umzusetzende Alternative einer umweltgerechten Lösung zur gesetzlich geforderten Emissionsminderung von organischen Lösemitteln für deutsche Holzbeschichtungsbetriebe dar. Ziel des Projektes war es, bislang im Markt nicht vorhandene ganzheitlich flutfähige Beschichtungssysteme für eine weite Spanne von Holzbauteilen zu entwickeln und an einer flexiblen Modellflutanlage potentiellen Anwendern im Rahmen einer intensiven Ergebnisverwertungsphase vorzuführen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Basis zum Erreichen der angestrebten Projektziele war durch den Einbau von 4 Meilensteinen in dem Projektablauf gegeben. Die Stufe A des Projektes beinhaltete: Flutlackentwicklung - Optimierung - Prüfung - Laborversuche - Musterobjekte. Die Stufe B bestand aus folgenden Arbeitspaketen: Festlegung von geeigneten Technologiekonzepten - Trocknung - Bau der Modelllaboranlage - Planung und Layout des Prototypen. Aufbauend auf den Ergebnissen der Stufe A wurden technologische Konzepte für Anwenderklassen entwickelt und unter Einbeziehung von erprobten industriellen Trocknungsverfahren beim Bau der Modellflutanlage berücksichtigt. Die entwickelte Miniaturlaborflutanlage stellt eine flexible Demonstrationseinheit dar. Darauf basierend wurde ein Prototyp entwickelt, der eine gesamtheitliche Flutlackierung von Holzaußenbauteilen bei flexibler Auslastung, Ausführung und Dimensionierung ermöglicht. In der Stufe C wurde der Einbau dieses Prototypen in die Räumlichkeiten der Firma Rhenocoll bei Kusel (Rheinland-Pfalz) vorgenommen. Die Einweihung und Demonstration erfolgte am 25.06.2004 im Rahmen eines Demonstrationsworkshops unter Teilnahme der Fachpresse und Vertretern der DBU. In der letzten Stufe D, die zur Verwertung und Verbreitung der generierten Innovationen abzielte, gab es eine Demonstrationsvorführung gemeinsam mit kleinen und mittelständischen Lackverarbeitern. Bei zwei teilnehmenden Unternehmen wurden weitere Vorführungen im Herbst 2004 und im Frühjahr 2005 durchge-führt.


Ergebnisse und Diskussion

Innerhalb der Stufe A wurden ca. 10 lasierende und 20 deckende Laborchargen im ersten Projektabschnitt formuliert. Im zweiten Projektabschnitt galt es dann im Wesentlichen die Verlaufs- und Entschäumungseigenschaften der im ersten Projektabschnitt entwickelten Formulierungen zu optimieren. Zunächst mussten dazu 24 weitere Modellrezepturen hergestellt und geprüft werden. Zwei Rezepturen, jeweils für die Bereiche lasierend und deckend. wurden bei der abschließenden Flutvorführung im Rahmen der Stufe D bei der Fa. Pado Elementebau in Braunschweig am 16./17.03.2005 ausgewählt und präsentiert. Eine der Rezepturen (weißer Farbton) erwies sich jedoch als nicht ausreichend alterungsbeständig und wurde bis August 2005 nachformuliert. Somit konnte zunächst nur der lasierende Beschichtungsaufbau eine Produktionsfreigabe bekommen. Eine Freigabe für den deckendweißen Beschichtungsaufbau kann erst nach Abschluss der ergänzenden Bewitterungstests erfolgen, was außerhalb der Projektlaufzeit im Dezember 2005/Januar 2006 zu erwarten wäre. Für die Stufe B wurde eine Miniaturlaborflutanlage zur Entwicklung von Lacken mit geringem Flüssiglackmaterialbedarf für flutfähige Untergründe sowie dessen Anwendung bei kleintechnischen Laborversuchen vor der konventionellen großtechnischen Entwicklungsstufe angefertigt und als Patent angemeldet (PST-Fall Nr.: 03F43731-WKI). Für die Entwicklungsarbeiten der Stufe A und später für die Generierung des Prototypen bei der Fa. Rhenocoll in Konken (Stufe C) konnten mittels dieser Minilaborflutanlage die experimentellen Flutlackgebinde kleintechnisch so weiterentwickelt werden, sodass größere Gebindemengen für flutfähige Substrate (z. B. Massivholz oder Holzwerkstoffe) für den großtechnischen industriellen Demotag am 25.06.2004 und die weiteren Anwenderflutversuche mit gutem Erfolg hergestellt werden konnten. Im Rahmen einer Betriebsdatenerfassung bei zwei repräsentativen Unternehmen zeigte sich, dass durch den Einsatz der ganzheitlichen Flow-Coat-Technologie Einsparungspotentiale im Bereich von 40 % möglich sind. Überdies hinaus lässt sich bei einem ca. 30% höheren Auftragswirkungsgrad, die Menge an Lackabfall, der Energiebedarf und die Lösemittelabdunstung signifikant absenken. Die Projektergebnisverbreitung erfolgte überwiegend durch fallgruppenspezifische Umsetzungskonzepte im Rahmen von insgesamt 10 Demonstrationstagen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Während des Berichtszeitraums bis 31.10.2005 wurde das Projekt durch einen gemeinsamen Vortrag zwischen dem Fraunhofer WKI und der Fa. Rhenocoll während des NHN Eröffnungssymposiums am 31.10.2003 in Göttingen und anlässlich des 12. Holztechnischen Kolloquiums am 02. und 03.03.2004 in Braunschweig vorgestellt. In der Ausgabe vom 08.04.2004 hat das Holzzentralblatt (HZB Nr. 28; S. 359) darüber berichtet, wobei die DBU als Projektförderer genannt wurde. Am 25.06.2004 (2. Phase) hat ein FLOWCOAT Demotag bei der Fa. Rhenocoll in Konken stattgefunden, wo neben den Projektverantwortlichen auch die DBU vertreten durch Dr. M. Hempel anwesend war und das Projekt vorgestellt hat. Die Fachpresse war ebenfalls geladen und hat über das Projekt an verschiedenen Stellen berichtet. Ein Hauptbericht zu der Thematik wurde in der Ausgabe 4/2004 der Zeitschrift HOLZ. Bei der Fa. Pado Elementebau in Braunschweig wurde daher am 17.03.2005 ein Anwenderworkshop durchgeführt. Dieser wurde von einer Redakteurin der Braunschweiger Zeitung begleitet und am 31.03.2005 wurde ebenfalls darüber berichtet. Des Weiteren erfolgte eine Präsentation des Projektes am 04.05.2005 anlässlich der LIGNA + 2005 in Hannover. Projektabschließend wurde wiederum bei der Fa. PADO Elementebau GmbH am 01.11.2005 eine Anwenderflutung unter Anwesenheit der Regionalpresse (Braunschweiger Zeitung) durchgeführt und am 08.11.2005 darüber berichtet.


Fazit

Mit erfolgter Umsetzung der Entwicklung bei einem Anwender in Deutschland im Zeitraum März-Oktober 2005 sind die vereinbarten Projektzielvorgaben erfolgreich erreicht worden. Die Miniaturflutanlage hat für die Entwicklung der Laborformulierungen wichtige technische Hinweise liefern können und erlaubt die Anfertigung von kleineren Prüfkörpern für die notwendigen Qualitätsprüfungen u.a. nach DIN EN 927. Die letztendlich 9. und 10. Versuchsreihe hat dann ab Juli 2004 erfolgversprechende labortechnische Rezepturen hervorgebracht, die in den Versuchsreihen 11 und 12 auf großtechnisches Niveau gebracht und erfolgreich zwischen März 2005 und Oktober 2005 bei der Fa. PADO Elementebau, Braunschweig eingesetzt werden konnten. Die begleitenden qualitätsentscheidenden Bewitterungsversuche haben für die halbtransparenten Beschichtungsaufbauten sehr gute Ergebnisse geliefert, sodass ab November 2005 mit der Produktion von ganzheitlich gefluteten Holzfenstern bei der Fa. PADO Elementebau begonnen werden könnte. Die ermittelten hohen Einsparungspotentiale im Vergleich zu den derzeitigen Beschichtungskosten pro Fenstereinheit ergeben sich vorrangig aus den geringeren Prozessschritten und dem niedrigeren Lackverbrauch.