Bauen mit Holz liegt im Trend und ist nachhaltig. Doch der begehrte Rohstoff hat einen Nachteil: Er ist von Natur aus brennbar. Herk\u00f6mmliche Brandschutzbeschichtungen sind jedoch wenig umweltfreundlich, weil sie \u00fcberwiegend aus fossilen Rohstoffen bestehen. Bei der Entwicklung einer biobasierten feuerhemmenden Beschichtung f\u00fcr Holzbauten soll nun die Natur Pate stehen. Unter Leitung des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) wollen Forschende gemeinsam mit Partnern aus Finnland und Norwegen eine Holzbrandschutzbeschichtung auf der Basis von mikrofibrillierter Cellulose (MFC) entwickeln. Das Projekt FireCellCoat wird im Rahmen der F\u00f6rderma\u00dfnahme \u201eBioeconomy in the North\u201c vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung von 2020 bis 2022 mit 450.000 Euro gef\u00f6rdert.<\/p>\n
Borke der Kanarischen Kiefer als Vorbild
\nAls Vorbild dienen hier die Architektur und chemische Zusammensetzung der Rinde der Kanarischen Kiefer. Projektleiterin Claudia Schirp erl\u00e4utert: \u201eDie Kiefer brennt zwar, lebt aber nach dem Brand weiter, weil sie so eine beeindruckende Borke hat, die das Feuer \u00fcbersteht. Diese Borke hat eine besondere Struktur: Sie ist relativ dick und besitzt Inhaltsstoffe, die sie widerstandsf\u00e4hig gegen Feuer macht.” Das Besondere der Kiefernrindenstruktur ist Schirp zufolge ihre Mehrschichtigkeit. Diese makroskalige Mehrschichtstruktur wollen die Forschenden nachahmen und Holzbeschichtungen auf Basis von MFC \u2013 die aus Cellulose, einem Hauptbestandteil des Holzes, gewonnen wird \u2013 entwickeln. Mithilfe der bioinspirierten Lacke soll die Brandschutzwirkung von Holzbauten verbessert werden. Daher werden Produkte sowohl f\u00fcr den Innen- als auch f\u00fcr den Au\u00dfenbereich entwickelt.<\/p>\n
Neue Schutzlacke auf Basis von Nanocellulose
\nForschende vom VTT Technical Research Centre of Finland werden im Rahmen des Projektes diese Mehrschichtstruktur aufbauen und die MFC mithilfe eines neuartigen enzymatischen Verfahrens so modifizieren, dass die brandhemmende Wirkung im Lack verbessert wird. \u00c4hnlich wie die Jahresringe eines Baumes werden Schirp zufolge daf\u00fcr abwechselnd Lagen aus mikrofibrillierter Cellulose und anorganischem Material \u00fcbereinandergeschichtet.<\/p>\n
Diese neuartige Nanocellulose ist wiederum Grundlage f\u00fcr die Arbeit des Fraunhofer WKI-Teams um Claudia Schirp, deren Aufgabe es ist, die MFC in klassische Beschichtungen wie transparente Lacke oder pigmentierte Farben einzuarbeiten. \u201eIch nutze hier zum einen die Cellulose direkt bei der Synthese des Polymers von dem Bindemittel, das die Basis f\u00fcr den Lack darstellt\u201c, erkl\u00e4rt Schirp. Dieser L\u00f6sungsansatz hat durchaus seine T\u00fccke, da Holz ein Stoff ist, der normalerweise den Polymerisationsprozess im Reaktor st\u00f6rt und die Bindemittelherstellung behindert, weil die Emulsion klumpt, koaguliert oder gar zerbricht. \u201eDie Herausforderung ist, dass ich hier die Prozessf\u00fchrung so steuere, dass ich die Nanocellulose stabilisiere, damit eine gute Dispersion entsteht und ich das Bindemittel f\u00fcr meinen Lack auch nutzen kann\u201c, erkl\u00e4rt Schirp. Der zweite Ansatz scheint einfacher zu sein: Daf\u00fcr will die Forscherin die modifizierte Nanocellulose direkt in ein herk\u00f6mmliches Lackbindemittel einformulieren, um den Brandschutzeffekt zu erzielen.<\/p>\n
Flamm- und Wetterschutz in einem
\nDer Brandschutz ist aber nur eine Funktion, die das Team mit Hilfe der bioinspirierten Holzbeschichtung anstrebt. Denn die Nanocellulose kann Wasser wie ein Schwamm aufnehmen und speichern. Diese Eigenschaft wollen sich die Forschenden zunutze machen und eine Brandschutzbeschichtung entwickeln, die im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Lasuren dauerhaft witterungsbest\u00e4ndig und zugleich atmungsaktiv ist. \u201eWas wir anstreben, ist auch ein Spritzwasserschutz, der Wasserdampf durchl\u00e4sst, so dass die Feuchtigkeit des Holzes durch die Lackschicht kommt.\u201c \u201eEine Beschichtung, die beides kann\u201c, w\u00e4re ein Novum und Schirp zufolge f\u00fcr die Industrie interessant. Momentan m\u00fcssen f\u00fcr Flamm- und Wetterschutz jeweils gesonderte Schichten auf das Holz aufgetragen werden.<\/p>\n
Die Holzbeschichtungen des Fraunhofer-Teams sollen prim\u00e4r im Au\u00dfenbereich zum Einsatz kommen, w\u00e4hrend die finnischen Partner einen Lack vornehmlich f\u00fcr den Innenbereich anvisieren. Alle im Projekt entwickelten Produkte werden vom norwegischen Projektpartner, dem Holzforschungsinstitut Norsk Treteknisk Institut in Oslo, auf ihre Eigenschaften \u00fcberpr\u00fcft.<\/p>\n
Erste biobasierte Lacke im Brandtest
\nNach dem Start von FireCellCoat im Januar 2020 zieht Projektleiterin Claudia Schirp eine erste positive Bilanz: \u201eDas Material aus Finnland haben wir bereits in Bindemitteln eingesetzt und auch schon stabile Dispersionen herstellen k\u00f6nnen. Auch die ersten Lacke haben wir formuliert und auf Holz appliziert.\u201c Derzeit wartet die Forscherin mit Spannung auf die Brandtestergebnisse der Untersuchungen im Cone Calorimeter f\u00fcr eine Serie von Produkten. Gleichzeitig werden die Lacke der WKI-Gruppe vom norwegischen Holzforschungsinstitut in Oslo einem k\u00fcnstlichen Wettertest unterzogen. \u201eDa hoffen wir auf die ersten Erkenntnisse, wie unsere Produkte auf Feuchtigkeit, W\u00e4rme und UV-Bestrahlung reagieren\u201c, sagt Schirp.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Bauen mit Holz liegt im Trend und ist nachhaltig. Doch der begehrte Rohstoff hat einen Nachteil: Er ist von Natur aus brennbar. Herk\u00f6mmliche Brandschutzbeschichtungen sind jedoch wenig umweltfreundlich, weil sie \u00fcberwiegend aus fossilen Rohstoffen bestehen. Bei der Entwicklung einer biobasierten feuerhemmenden Beschichtung f\u00fcr Holzbauten soll nun die Natur Pate stehen. Unter Leitung des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[10608,18559,12987,11819],"supplier":[187,22779,18560,459],"class_list":["post-89500","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-biooekonomie","tag-brandschutz","tag-holzbau","tag-nanocellulose","supplier-bundesministerium-fuer-bildung-und-forschung-bmbf","supplier-fraunhofer-institut-fur-holzforschung-wilhelm-klauditz-institut-wki","supplier-norsk-treteknisk-institut-nordic-wood-research","supplier-vtt-technical-research-centre-of-finland"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/89500","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=89500"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/89500\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=89500"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=89500"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=89500"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=89500"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}