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Kasein als Bindemitel für neuartige Holzfaserplatten

Fraunhofer-Institut WKI entwickelt Möbel- und Bauwerkstoff
Faserplatte – gebunden mit Kasein

Kasein (auch Casein) ist ein formaldehydfreies Bindemittel und schon seit Jahrhunderten als Klebstoff bekannt. Beigemischte Farbpigmente und Granulate sowie 3D-Formbarkeit sorgen für vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten. Das Material besteht aus recycelten Komponenten und ist selbst recyclingfähig. 

Formaldehydfreies MDF

Oft bilden mitteldichte Faserplatten (MDF) die Basis zur Produktion von Regalen, Schränken und andere Möbelstücken. Bei Schwankungen von Temperatur und Luftfeuchte verziehen sie sich kaum und sie lassen sich verleimen und lackieren. In einem Projekt mit dem Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI), hat die Designerin Sofia Souidi jetzt Holzfaserplatten entwickelt, die diese Vorteile ebenfalls aufweisen, aber ohne petrochemische Bindemittel auskommen. Somit emittiert die neu entwickelte Platte kein zusätzliches, gesundheitskritisches Formaldehyd.

Kasein-Kleber aus Milchabfällen

Das Projektteam hat Leim aus Kasein, einem Milchprotein, verwendet. Es wurde bereits im alten Ägypten als Klebstoff für den Möbel- und Bootsbau genutzt. Wegen strenger Hygieneauflagen werden in Deutschland jedes Jahr rund zwei Millionen Liter Milch entsorgt. Daraus lässt sich Kasein extrahieren. So kann das Bindemittel aus einem vorhandenen Abfallprodukt hergestellt werden, ohne um das wertvolle Lebensmittel zu konkurrieren.

»Kombiniert mit Holzfasern entsteht daraus ein Material, das wie MDF verarbeitet werden kann – wir nennen es Superwood. Es lässt sich sowohl zu Platten als auch zu Formteilen pressen und kann daher für den Möbelbau und in der Architektur eingesetzt werden«, berichtet Dr. Steffen Sydow, Projektleiter am Fraunhofer WKI. Designerin Sofia Souidi ergänzt: »Denkbar wäre die Herstellung von Platten aus unserem Material, die wie Gipskartonplatten vielseitig und unkompliziert im Innenausbau verwendet werden könnten.«

Vom Altholz zur Holzfaser

Ein weiteres Ziel der Kooperation zwischen der Designerin und dem Forscher bestand darin, recycelte Holzfasern aus Altholz zu verwenden, um daraus ein Material zu entwickeln, welches selbst vollständig recyclingfähig ist. Darüber hinaus wurde die Beimischung von andersfarbigen Forst- und Produktionsabfällen erprobt. Dadurch lässt sich eine Vielzahl gestalterischer Varianten erzeugen, die den Gedanken des Recyclings visuell transportieren.

In der ersten Projektphase konzentrierten sich die Forschungsarbeiten auf die Zusammensetzung und Optimierung des Materials im kleinindustriellen Maßstab. Hier haben die Akteure vielversprechende Ergebnisse erzielt und diese in einer zweiten Projektphase auf den industriellen Maßstab übertragen. »Für mich war die Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer WKI im Hinblick auf die Überführung des Herstellungsprozesses in den industriellen Maßstab besonders gewinnbringend. In meiner Werkstatt war ich zuvor an die Grenzen der Umsetzbarkeit gelangt. Die technischen Möglichkeiten im Technikum des Fraunhofer WKI haben meine vorhergehenden Versuche auf die nächste Ebene gebracht. Darüber hinaus haben wir in der Zusammenarbeit festgestellt, dass die Verzahnung von Wissenschaft und Design Vorteile für beide Seiten bringt. Designspezifisches Wissen und die Einstellung, dass iterative Gestaltungsprozesse relevante und ästhetische Ergebnisse hervorbringen, fanden die ideale Ergänzung in der wissenschaftlichen Expertise am Fraunhofer WKI«, beschreibt Sofia Souidi die Kooperation.

Recycling nach der Nutzungszeit

Aus ökologischen Gründen ist es sinnvoll, Produkte stofflich wiederzuverwerten, anstatt sie zu verbrennen oder zu deponieren. Damit gewinnt die Recyclingfähigkeit auch bei Kunden und Gesetzgebern an Bedeutung. Souidi und Sydow haben ein entsprechendes Konzept für die Verwertung des Superwood-Materials erstellt. Unternehmen im Bereich Möbelherstellung, Innenarchitektur, Messebau und Veranstaltungen erhalten mit Superwood die Möglichkeit, zunehmend strengere Anforderungen hinsichtlich Nachhaltigkeit und Formaldehydemissionen einzuhalten. Auch im Fahrzeuginterieur sowie im Innenausbau von Wohnmobilen, Wohnwagen und Tiny Houses wäre das Material auf Basis von Kasein wegen der 3D-Formbarkeit eine spannende Alternative. An weiteren Anwendungen, speziell an der Verformung der Platten für Formholzmöbel, arbeitet die Designerin derzeit.

Leider ist das Material noch nicht am Markt erhältlich: »Ich erhalte derzeit sehr viele Anfragen für die Platten, die ich leider – noch – ablehnen muss. Wir sind aber aktiv auf der Suche nach einem Hersteller und hoffen, dass das Material bald verfügbar ist«, zeigt sich Sofia Souidi optimistisch.

Die erste Projektphase von Juli 2019 bis August 2021 wurde durch das Fraunhofer-Netzwerk »Wissenschaft, Kunst und Design« im Rahmen einer »Fraunhofer-Residenz« gefördert. Die zweite Projektphase läuft noch bis August 2022 mit Unterstützung der IKEA Stiftung.

Autorin: Anna Lissel, Fraunhofer WKI


Steckbrief


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