Holz ist begehrter Werkstoff und wird vielseitig eingesetzt. Auch die Bauindustrie setzt zunehmend auf den nachwachsenden und oft regional verfügbaren Rohstoff, um klimafreundlicher zu werden. So werden beispielsweise Wandpaneele oder Trägermaterialien für Fußbodenplatten aus mitteldichten Faserplatten (MDF) hergestellt. Bisher werden diese Faserplatten jedoch mit einem Bindemittel verklebt, das Formaldehyd enthält – ein stechend riechender Stoff, der Krebs erzeugen kann. Im Projekt insiGlue wollen Forschende unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Holzforschung – Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) gemeinsam mit Unternehmen in den kommenden zwei Jahren ein formaldehydfreies und preiswertes Klebstoffsystem mit biobasierten Stoffen entwickeln. 

Holzeigene Bindekräfte aktivieren

Das Besondere: Der formaldehydbasierte Klebstoff soll nicht nur durch eine biobasierte Alternative ersetzt werden. Das neue Klebstoffsystem soll im besten Fall gänzlich ohne klassische Klebstoffe auskommen. Dafür will die Forschungsgruppe eigenen Angaben nach die holzeigenen Bindekräfte durch chemische Behandlung der Fasern so weit erhöhen, dass sich MDF mit deutlich weniger Klebstoff oder sogar völlig ohne Klebstoff herstellen lassen. Dass dieser Ansatz funktioniert, konnten WKI-Forschende bereits in einer früheren Pilotstudie bestätigen. Auf diese Erkenntnisse baut nun das Projekt insiGlue auf. 

Darin wollen die Forschenden zum einen die holzeigenen Bindekräfte der Holzfasern mithilfe von günstigen und gut verfügbaren Aktivierungschemikalien mittels Fenton-Reagenz aus Wasserstoffperoxid und Eisensalzen erhöhen. Die aktivierten Holzfasern werden dann mit biobasierten Präadhäsiven – biobasierten Dicarbonsäuren und Alkoholen – versehen und danach zu Platten verpresst. Die klebaktiven Stoffe entstehen dabei während des Heißpressens auf der Faseroberfläche, berichten die Forschenden. 

Klebesystem aus nachwachsenden Rohstoffen

Der Vorteil des neuen Klebesystems: Aktivierungschemikalien und auch Präadhäsive lassen sich – mit Ausnahme der katalytisch eingesetzten Eisensalze – vollständig auf Basis nachwachsender Rohstoffe herstellen. Zudem sorgen die biobasierten Präadhäsive aufgrund der Vernetzung auch für eine hydrophobierende Wirkung, sodass die MDF Feuchtigkeit besser vertragen. 

Bislang werden MDF zum Großteil aus Nadelhölzern wie Kiefer und Fichte hergestellt. Welches Holz für das neue Klebesystem geeignet ist, soll im Projekt genau untersucht werden. Das Team will herausfinden, ob und inwieweit die Inhaltsstoffe verschiedener Holzarten die Aktivierung und insbesondere die sogenannte In-situ-Verklebung – also direkt an der Faseroberfläche – unterstützen. 

Laubhölzer im Fokus

Im Fokus der Forschenden stehen vor allem Laubbäume wie Buche und Birke. Sie sind hierzulande weit verbreitet, haben eine relativ niedrige Lebensdauer und wachsen schneller als Nadelhölzer. Zudem werden Buche und Birke bereits heute vermehrt zur Aufforstung der Wälder genutzt, da Nadelhölzer zunehmend unter den Folgen des Klimawandels leiden. 

Darüber hinaus wollen die Forschenden die einzelnen Prozessschritte so gestalten, dass sie sich ohne größeren Aufwand auf bestehende Anlagen übertragen lassen. Das Vorhaben insiGlue ist im Januar gestartet und wird bis Ende 2027 vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert. 

bb