Gele und ultrafeine Fasern aus Cellulose für nachhaltige Farben und Lacke mit verbesserten Eigenschaften

Pflanzenfaser-Experte JRS entwickelt mit BMEL-Unterstützung neue Rezepturen

Die J. Rettenmaier und Söhne GmbH (JRS) will die Einsatzmöglichkeiten von Cellulose in Farben und Lacken erweitern. Mikrofasern aus Cellulose, gewonnen aus Holz oder Getreidestroh, könnten petrochemische und anorganische Rohstoffe in den Beschichtungen mit Vorteilen für Nachhaltigkeit, Eigenschaften und Kosten ersetzen. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) unterstützt das Vorhaben über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR).

Typische Bestandteile in Farben und Lacken wie das Pigment Titandioxid oder Füllstoffe wie Kaoline benötigen sehr viel Energie zur Herstellung, zudem entstehen dabei zum Teil auch toxische Nebenprodukte. JRS setzt stattdessen auf ultrafeine, oberflächenmodifizierte Cellulose. Deren Produktion ist weniger energieintensiv und gesundheitlich unbedenklich. Reine Cellulose bringt zudem einen hohen Weißegrad mit und ist aufgrund ihrer deutlich geringeren Dichte erheblich flächenergiebiger und effizienter. JRS will mit den cellulosebasierten Rezepturen außerdem Eigenschaften wie Kratzfestigkeit, Mattierung und Verarbeitbarkeit der Beschichtungen verbessern. Das Unternehmen geht aber noch einen Schritt weiter: Sein Ziel ist es, auch Rheologie-Additive in Farben und Lacken zu substituieren. Dafür will das Entwicklerteam spezielle Cellulose-Gele testen. Während man die Eigenschaften von wasserbasierten Lacken wie etwa das Viskositätsverhalten bislang meistens mit synthetischen Additiven einstellt, werden Cellulose-Gele auf Basis chemisch nicht modifizierter Cellulose hergestellt – und sind damit auch preislich interessant.

Gelingt es JRS, bis zum Ende der Projektlaufzeit im August 2022 Formulierungen mit einem guten Preis-Leistungsverhältnis zu entwickeln, dürften sich dafür weltweit große Marktchancen auftun.

Über pflanzliche funktionale Fasern

Viele funktionale Fasern messen nur wenige Mikrometer (ein Mikrometer entspricht einem tausendstel Millimeter). Die pulverförmigen, winzigen Teilchen spielen in unzähligen Produkten eine wichtige Rolle: Als Füllstoff in Werkstoffen, zur Beschichtung von Papier für eine bessere Bedruckbarkeit, als Bestandteil von Asphaltmischungen, Dämmstoffen, Substraten im Gartenbau, als Hüllschicht für Tabletten und vieles mehr. Für immer mehr dieser Anwendungsfälle bietet der Markt heute auch pflanzliche Fasern. Diese punkten besonders im Ernährungs- und Pharmabereich oder dort, wo Faserpartikel aus anderen Rohstoffen bei Herstellung oder Nutzung die Umwelt belasten.

Mit Unterstützung des BMEL konnten in den letzten Jahren mehrere neue pflanzliche Faserprodukte oder Rezepturen dafür entwickelt werden. Dazu zählen Verdicker, die petrochemische Substanzen in Kosmetika ersetzen, oder mikrokristalline Cellulose aus Weizenstroh und Miscanthus als Stabilisator für fettreduzierte Lebensmittel. Neu sind auch organische Filterhilfsmittel auf Basis von Cellulose zur Raffination tierischer und pflanzlicher Öle und Fette. Ihr Einsatz ist wirtschaftlicher als die zuvor für diesen Zweck verwendeten Stoffe Bleicherde und Silicagel.

Pflanzen und pflanzliche Verbindungen bringen von Natur aus viele Funktionalitäten mit. Ganz im Sinne der wissensbasierten Bioökonomie gilt es, die Wirkmechanismen zu verstehen und für den Menschen nutzbar zu machen. Pflanzliche, funktionale Fasern sind dafür ein gutes Beispiel.

Informationen zum Projekt

Cellulosebasierte Produkte für Farben und Lacke als Rheologieadditive und funktionale organische Füllstoffe (Lack-Verbesserer)
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=2220HV055X

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Source

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Pressemitteilung, 2021-12-09.

Supplier

Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)
J. Rettenmaier & Söhne GmbH & Co.

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