Proteinbasiertes Holzschutzmittel

Holz spielt in Innenräumen egal ob bei Böden, für Möbel oder Bauklötze in Kinderzimmern eine sehr große Rolle. Damit Holzoberflächen nicht frühzeitig altern, werden sie meist mit transparenten Lacken vor UV-Einstrahlung geschützt. Da diese jedoch gesundheitsschädliche chemische Verbindungen enthalten, suchen Fraunhofer Forschende am IVV nach biobasierten Alternativen.

Proteine für die Bindung, Pflanzenextrakte übernehmen UV-Schutz

Bodentiefe Fenster und Gebäude mit Glasfassaden überzeugen in unseren Breitengraden durch viel natürliches Licht im Innenraum. Kombiniert mit der Verwendung von Holz als Ausdruck von ökologischem und naturnahem Wohnen, trifft man das derzeitige Lebensgefühl bei vielen recht präzise. Für die Produzenten der Interiorprodukte ergibt sich jedoch eine große Herausforderung: der Holzschutz.

Denn ohne Beschichtung interagiert UV-Licht in den Wellenlängen zwischen 330-380 Nanometer mit den Holzoberflächen. Durch Photooxidation entstehen Verfärbungen. Die ästhetischen Qualitäten werden beschädigt. UV-Blocker in Form transparenter Schutzlacke müssen her, die in der aktuell am Markt erhältlichen Form jedoch chemische Additive wie etwa Benzophenone, Benzotriazole oder Phenyltriazinderivate enthalten. Da flüchtige Substanzen über die Atmung in den Körper gelangen können, gelten diese als gesundheitsbedenklich.

Biobasierte Lösungen bieten bislang keine befriedigende Alternative und sind meist lichtundurchlässig. Vor diesem Hintergrund wird im Kooperationsprojekt „ProTann“ zwischen dem Fraunhofer IVV und der Naturhaus Naturfarben GmbH an einem 100%-biobasierten Holzschutz gearbeitet.

„Zur natürlichen Bindung in Beschichtungssystemen nutzen wir am Fraunhofer IVV schon seit Längerem sehr erfolgreich Proteine“, erzählt Melanie Platzer (Mitarbeiterin am IVV). „Neu für uns war die Kombination mit sekundären Pflanzenstoffen, die als UV-Schutz für einen wasserbasierten Lack dienen sollten.“

Eines der Projektziele bestand darin, die entstehende Vernetzung zwischen Proteinen und sekundären Pflanzenstoffen im Lack herauszuarbeiten und die beiden Substanzen fest miteinander zu verbinden. In einer ersten Projektphase wurden mehrere Proteinquellen wie beispielsweise Erbsen oder Soja getestet und die Hafteigenschaften gemessen.

Anschließend wählte das Projektteam zwei Proteine aus und mischte verschiedene sekundäre Pflanzenstoffe bei, die einen guten Schutz vor UV-Strahlung bieten. Eine Herausforderung dabei stellte unter anderem der pH-Bereich dar, denn Holzlacke müssen einen bestimmten Wert aufweisen, um das Material zu schonen.

Auch die Zugabe der Pflanzenextrakte selbst war ein entscheidender Punkt für das Forschungsteam, da vorab kaum vorherzusehen war, wie gut sich die unterschiedlichen Extrakte lösen, ob sie mit den Proteinen interagieren und wie sich im gesamten Prozess die Färbung der entstehenden Beschichtung verändern würde.

Im Projekt wurde eine Vielzahl von Rezepturen mit Mischungen unterschiedlicher sekundärer Pflanzenstoffe erarbeitet. Je nach Region könnten sogar unterschiedliche agrarwirtschaftliche Sekundärstoffe zur Anwendung kommen, wie zum Beispiel Schalen aus der Apfelsaftherstellung oder Trester aus der Weinproduktion. Der direkte Kontakt oder das Einatmen schaden weder Mensch noch Tier.

Die ausgewählte Modellformel befindet sich nun in der Weiterentwicklung bei der Naturhaus Naturfarben GmbH. Ziel ist es, die Zusammensetzung so anzupassen, dass sie in größerem Maßstab hergestellt werden kann. In der Anwendung könnte die wasserbasierte Formel dann in mehreren Schichten aufgetragen und durch einen weiteren Naturlack versiegelt werden.

www.ivv.fraunhofer.de