Der Wunsch nach ökologischem und naturnahem Wohnen und der Schutz von Holzoberflächen im Innenraum lassen sich bisher nur schlecht vereinen. Ohne Beschichtung kann UV-Licht der Wellenlängen 330 bis 380 nm mit Holzoberflächen interagieren und durch Photooxidation zu Verfärbungen und Schäden führen. Doch die derzeit auf dem Markt erhältlichen transparenten Schutzlacke enthalten als UV-Blocker chemische Additive wie Benzophenone, Benzotriazole oder Phenyltriazinderivate, die gesundheitsbedenklich sind. Diese flüchtigen Substanzen können über die Atmung direkt in den Körper gelangen, etwa während des Trocknungsvorgangs. Bisher sind alle biobasierten Alternativen zum Schutz von Holz vor der Alterung durch Sonnenlicht farbig und damit lichtundurchlässig.
Gemeinsam arbeiten das Fraunhofer IVV und die Naturhaus Naturfarben GmbH an einer Lösung für dieses Problem. Mit dem Auftrag, geeignete pflanzliche Komponenten für eine natürliche Holzbeschichtung zu finden, welche das Material vor UV-Strahlung schützt und gleichzeitig dessen Struktur sichtbar lässt, begann am Fraunhofer IVV 2021 die Arbeit im Projekt „ProTann“. „Zur natürlichen Bindung in Beschichtungssystemen nutzen wir am Fraunhofer IVV schon seit Längerem sehr erfolgreich Proteine“, erzählt Melanie Platzer, wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung Verfahrensentwicklung Pflanzliche Rohstoffe. „Neu für uns war die Kombination mit sekundären Pflanzenstoffen, die als UV-Schutz für einen wasserbasierten Lack dienen sollten.“ Eines der Projektziele war daher, die entstehende Vernetzung zwischen Proteinen und sekundären Pflanzenstoffen im Lack herauszuarbeiten und dafür zu sorgen, dass sich die beiden Substanzen fest miteinander verbinden.
Zunächst testeten die Forschenden ihre erste Formulierungsidee mit mehreren Proteinen, etwa aus Erbsen oder Soja. Anschließend wählte das Projektteam zwei Proteine aus und mischte verschiedene sekundäre Pflanzenstoffe bei, die einen guten Schutz vor UV-Strahlung bieten. Während der etwa zweijährigen Projektlaufzeit erprobten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler viele Kombinationen. „Letztlich hatten wir viele Treffer, was mögliche Protein-Additiv-Kombinationen für den UV-Schutzlack anging“, berichtet Platzer. „Wo es möglich ist, beziehen wir in unsere Entwicklungsarbeit Reste aus der Agrar- und Lebensmittelindustrie mit ein, etwa Schalen aus der Apfelsaftherstellung oder Trester aus der Weinproduktion.“
Die ausgewählte Modellformel befindet sich nun in der Weiterentwicklung bei der Naturhaus Naturfarben GmbH. Ziel ist es, die Zusammensetzung so anzupassen, dass sie in größerem Maßstab hergestellt werden kann.
Autor(en): spa
