Bisher verleihen Farbgranulate WPC ihren meist dunklen Farbton. Das Fraunhofer WKI untersucht aktuell die Möglichkeit einer kostengünstigen Farblackierung als Alternative zur Durchfärbung. Die Zukunft lässt hoffen.
Holz-Polymer-Werkstoffe (WPC) sind Werkstoffe oder Erzeugnisse, die in der Regel aus 50 bis70 Prozent Holz oder Naturfasern und einem Polymer oder einem Gemisch von Polymeren hergestellt werden (DIN CEN/TS 15534-1, 2007). Die Naturfasern stammen aus diversen pflanzlichen Quellen, beispielsweise Hanf, Sisal, Jute, Kenaf oder Reis. Es eignen sich sowohl neue als auch wiederverwertete Polymere. Am häufigsten nutzen die WPC-Hersteller Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und Polyvinylchlorid (PVC). WPC-Werkstoffe werden nicht als gefüllte Kunststoffe oder als eine spezielle Art von Holz klassifiziert, sondern sind als eigenständiger Werkstoff mit spezifischen Eigenschaften zu betrachten. Seinen Einsatz findet dieser unproblematisch zu verarbeitende Werkstoff unter anderem aufgrund seiner hohen Witterungs- und Feuchtebeständigkeit meist im Außenbereich als Terrassenbelag, als Schwimmbadumrandung, als Schiffsdeck, als Fassade, aber auch im Innenbereich in Form von Profilleisten und anderen Produkten. Dies macht den Werkstoff auch für Tischler, Schreiner und Innenausbauer interessant.
Was wurde wie untersucht?
Im Rahmen eines von der EU geförderten Forschungsprojektes wurde unter anderem in Kooperation mit der Teleplast GmbH & Co. KG die Beschichtbarkeit von kommerziellen WPC untersucht. Hierbei wurden wasserverdünnbare 2-K-PUR-Lacke und Hydro-UV-PUR-Acrylate in fünf verschiedenen Farben (RAL 5002 Ultramarinblau, RAL 6002 Laubgrün, RAL 7040 Fenstergrau, RAL 8011 Nussbraun und RAL 9016 Verkehrsweiß) neu entwickelt. Untersuchungsparameter waren die Lackhaftung und die Eigenschaftsveränderungen (Farbe, Glanz, allgemeine Optik) nach künstlicher Bewitterung im QUV- und Xenon-Gerät sowie in der Freilandbewitterung (siehe Abbildung). Es zeigte sich, dass eine Beflammung oder Plasmavorbehandlung absolut essentiell für eine gute Lackhaftung, insbesondere Nasshaftung, ist. Die Haftung der Lacke auf den verschiedenen kommerziellen WPC erwies sich als sehr substratspezifisch. Nach zwölf Monaten Freilandbewitterung ermittelten die Forscher, abhängig von dem verwendeten Bindemittel und Farbton Farbveränderungen ( ΔE) zwischen 0,2 bis 1,6.
Zwei Schichten zu empfehlen
Bei den Untersuchungen zeigte sich, dass ein Zweischichtaufbau aus einer Pigmentschicht und einem Klarlackdeckfilm die besten Resultate erzielte. Insgesamt ist jedoch eine gute Abstimmung zwischen Bindemittel und Pigmenttyp erforderlich, um witterungsbeständige, lackierte WPC zu realisieren.
Der Einfluss der WPC-Zusammensetzung auf die Beschichtbarkeit von WPC wird aktuell in einem weiterführenden Projekt mit acht Industriepartnern untersucht, das von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) finanziell unterstützt wird. Hierbei sollen insbesondere lösemittelfreie, wasserbasierende Beschichtungen eingesetzt werden. Die WPC-Varianten werden im Technikum des Fraunhofer WKI hergestellt, außerdem sollen die WPC der Industriepartner beschichtet werden.
Dr. Arne Schirp und Dr. Stefan Friebel, Fraunhofer-Institut für Holzforschung (Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI), Braunschweig
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