Möbel aus ungiftigen, nachhaltigen Holzwerkstoffen
Spanplatten, die in der Massenproduktion von Möbeln eingesetzt werden, bestehen aus kleinen Holzspänen, die durch Bindemittel (Klebstoffe) miteinander verklebt sind, die allerdings meist auf fossilen Rohstoffen basieren. Im Sinne der Kreislaufwirtschaft befassen sich bereits mehrere Initiativen mit neuen Bindemitteln aus erneuerbaren Ressourcen, die sich aber bislang kaum für die reguläre industrielle Großproduktion qualifizierten. Das EU-finanzierte Projekt SusBind entwickelte nun gemeinsam mit Partnern aus Forschungsinstituten und Unternehmen mehrerer europäischer Länder eine Alternative zu Formaldehydklebstoffen. Formaldehyd ist eine häufig im Möbelbau verwendete flüchtige organische Verbindung, die jedoch gesundheitliche Risiken birgt. „Wir entwickelten ein Bindemittel auf biologischer Basis, das sich für Spanholzplatten im Innenbereich und mitteldichte Faserplatten eignet und bessere Leistung zeigt als herkömmliche nicht-erneuerbare Materialien: Es gast weniger Formaldehyd aus und trägt so zur Luftqualität in Häusern und Büros bei“, erläutert Stephen Webb, Geschäftsführer des in Österreich ansässigen Unternehmens RTDS Group, das SusBind koordinierte.
Chemische Synthese
In experimentellen Versuchen wollten die Projektpartner aus landwirtschaftlichen bzw. pflanzlichen und kohlenhydratreichen Reststoffen sowie Pflanzenölen und -fetten ein chemisches Bindemittel auf biologischer Basis herstellen. Mit modernsten enzymatischen Verfahren wurden komplexe, aus Pflanzenölen extrahierte Fettsäuregemische epoxidiert, wobei sich Kohlenhydrate als effektivste umweltfreundliche Ressource für reaktive Zwischenprodukte erwiesen. Labortests verschiedener Bindemittelzusammensetzungen bestätigten insbesondere die Eignung von Fructose, Hydroxymethylfurfural (HMF), Hexamethylendiamin (HMDA) und Bis(hexamethylen)triamin (BHT) als Aminvernetzer. „Das Ergebnis ist ein auf Zuckerverbindungen basierender Klebstoff aus nachhaltigen pflanzlichen Reststoffen, die in europäischen Bioraffinerien anfallen. Da 80 % der Zuckerverbindungen aus Biomasse gewonnen werden, bestehen die Holzspanplatten fast ausschließlich aus erneuerbaren Rohstoffen“, vermerkt Webb. Die restlichen 20 % entfallen auf synthetische Vernetzungsmittel. Der Klebstoff von SusBind ist gesundheitlich weitgehend unbedenklich und formaldehydfrei.
Tests und Nachhaltigkeitsanalysen der Bindemittel
Viskosität, Feststoffgehalt und pH-Wert, Klebkraftentwicklung, Presszeit und Temperaturverhalten des ökologischen Bindemittels wurden im Labor getestet und die daraus produzierten Spanplatten (TRL 5) vom Unternehmen IKEA in Schweden geprüft. Bezüglich der inneren Verbundfestigkeit und Presszeit standen die SusBind-Spanplatten in der Prototypbox von IKEA herkömmlichen Harnstoff-Formaldehydplatten nicht nach. Auch die Formaldehydausgasung der Platten liegt unter dem europäischen Grenzwert (EN 312). Obwohl Analysen möglicher Gesundheitsrisiken zeigten, dass die Ausgasung von Essigsäure bei den Platten von SusBind höher ist als bei herkömmlichen Holzspanplatten, lag der Schadstoffausstoß der mit dem neuen Klebstoff hergestellten SusBind-Platten insgesamt niedriger, hauptsächlich, weil auf Formaldehyd verzichtet wurde. Die Ökobilanz ergab, dass der CO2-Fußabdruck des nachhaltigen Bindemittels nicht wie angestrebt 5 % unter dem von Formaldehydbindemitteln lag. Dies lässt sich allerdings erreichen, indem weniger BHT-Vernetzer im Bindemittel oder andere Alternativen verwendet werden.
Künftige Perspektive
Das Projekt SusBind ebnete den Weg für Kooperationen und entwickelte eine technische Lösung für künftige nachhaltige Bindemittel im Möbelbau. Zudem veröffentlichte es ein branchenbasiertes Weißbuch für die Überarbeitung der Kriterien für das EU-Umweltzeichen. „SusBind lässt sich in drei Worten zusammenfassen: Optimierung der Lieferkette“, ergänzt Massimo Bregola, wissenschaftlicher Projektkoordinator und globaler Anwendungsleiter bei Cargill. „Unsere Maßgabe war, ein nachhaltiges Produkt für künftige Generationen zu entwickeln. Durch Zusammenarbeit mit allen Partnern und vielen Interessengruppen entlang der Wertschöpfungskette sind wir diesem Ziel nun deutlich nähergekommen.“
Schlüsselbegriffe
SusBind, Formaldehyd, Möbel, erneuerbar, RTDS Group, Bindemittel auf biologischer Basis, Holzspanplatten, Vernetzungsmittel
