Berner Fachhochschule erforscht Kleb- und Verbundstoffe aus Schweizer Holzrinde

Die Rinde heimischer Nadelhölzer hat in der Holzindustrie den Ruf eines Abfallprodukts. Sie wird ab Sägerei meist direkt verbrannt oder im Gartenbau als Mulch verwendet. Ein Team des Nationalen Forschungsprogramms „Ressource Holz“ (NFP 66) an der Berner Fachhochschule in Biel hat nun Verfahren entwickelt, um aus Rindenmaterial hochwertige Tannine zu gewinnen und daraus Kleb- und Verbundstoffe herzustellen.

Bereits heute werden zur Herstellung von Holzklebstoffen Tanninextrakte verwendet. Diese stammen jedoch meist aus Rinden tropischer Holzarten und werden in Übersee produziert. Rinden europäischer Nadelhölzer bleiben bei der kommerziel­len Tannin­gewinnung aussen vor. Daran stören sich die Bieler Forschenden schon länger. Sie haben Verfahren zur Tanninextraktion aus heimischer Rinde entwickelt und anschliessend deren Eignung zur Herstellung von Klebstoffen für Faser- und Spanplatten geprüft.

So gelang es dem Bieler Forschungsteam, aus hiesiger Fichtenrinde in einem zweistufigen wässrigen Extraktionsverfahren Tannine mit beachtlichem Reinheitsgrad zu gewinnen. Mit diesen Extrakten setzten sich dann die Forschenden hinter die Rezeptur von Klebstoffen für Faser- und Spanplatten. Die gewonnenen Erkenntnisse stimmen zuversichtlich: Mit den Extrakten aus Fichtenrinde lassen sich unter Zugabe von Wasser Klebstoffe mischen, die zur Plattenherstellung grundsätzlich geeignet sind.

Zudem kommen die im Technikumsmassstab gefertigten Plattenmuster ohne Zusatz von Formaldehyd aus, das in verleimten Holzwerkstoffen üblicherweise vorkommt und wegen seiner schädlichen Wirkung verpönt ist. Prof. Dr. Frédéric Pichelin, Leiter des Instituts für Werkstoffe und Holztechnologie an der Bieler Fachhochschule, sagt: „Wir lösen zwei Probleme quasi mit einem Streich: Wir substituieren synthetische und erdölbasierte Klebstoffe auf der Basis nachwachsender Rohstoffe und wir beseitigen gleichzeitig gesundheitsschädigende Emissionen in den gängigen Holzfaser- und Spanplatten.“

Das Forschungsteam treibt seine Rindenverwertungsideen in Richtung einer industriellen Umsetzung voran. Da die gängigen Tanninextrakte aus Übersee diejenigen aus Fichtenrinde bezüglich der Festigkeit und Wasserbeständigkeit von verklebten Holzwerkstoffen noch etwas übertreffen, wird weiter an einem höheren Reinheitsgehalt der heimischen Extrakte gearbeitet. Dies geschieht unter anderem mit der Entwicklung besserer Extraktionstechniken. Zudem soll die noch zu grosse Variabilität der Tanninausbeuten verringert und damit deren Reproduzierbarkeit erhöht werden. Beides sind Grundvoraussetzungen für die nötige Hochskalierung der Verfahren zur industriellen Reife.

Zusätzliches Potenzial sehen die Bieler Holzforschenden auch in tanninbasierten Schäumen für Plattenwerkstoffe im Leicht- und Möbelbau. Tanninschäume zeichnen sich unter anderem durch hohen Brandwiderstand aus, was den Einsatz entsprechender Produkte in brandschutzsensiblen Bereichen befördern wird.

Darüber hinaus spielen die Tanninextrakte eine grosse Rolle in der Entwicklung von Verbundstoffen für den 3D-Druck. Den Forschenden schweben druckbare Bau- und Designwerkstoffe vor, die ganz oder hautsächlich auf Holz und Rinde basieren. Schliesslich zeigen sogar die Pharma- und Lebensmittel­industrie gesteigertes Interesse am Grundstoff Tannin – sie haben vor allem dessen antioxidative und antibakterielle Wirkung im Blick. Und was Tannin selber nicht vermag, leisten unter Umständen die bei der Rindenextraktion ebenfalls anfallenden Inhaltstoffe. Diese bewahren bereits in der Natur die Bäume vor Pilzen und Bakterien und können künftig zur biologischen Schutzbehandlung von Holzoberflächen eingesetzt werden.

Zur Nachricht des Schweizer Nationalfonds (SNF) vom 24.10.2017

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