Biopolymerbeschichtungen als Holzschutz

Förderung der Bioökonomie und Steigerung der Kreislauffähigkeit von Holzwerkstoffen durch Biopolymerbeschichtungen mit niederenergetischem Plasmaspritzen.

In Deutschland fallen jährlich rund 4 Mio. Tonnen Bau- und Abbruchholz im Bausektor an, von denen nur ein Fünftel wiederverwertet wird. Ein Ansatz zur Reduzierung des Ressourcenverbrauchs ist die Verlängerung der Lebensdauer von Bauteilen unter Verwendung nachwachsender und recyclingfähiger Materialien. In diesem Zusammenhang gewinnen natürliche und biologisch abbaubare Holzschutzmittel an Bedeutung, um die Umweltbelastung durch petrochemische Zusätze und deren Recyclingprobleme zu minimieren. Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen wie Lignin, Chitosan oder Polymilchsäure bieten eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Materialien. Sie sind biologisch abbaubar und bieten gleichzeitig einen UV- und Feuchtigkeitsschutz. Der Ansatz besteht darin, Biopolymere mittels atmosphärischen Suspensionsplasmaspritzen (ASPS) als Schutzschicht auf Holz und Holzwerkstoffen abzuscheiden. Der wesentliche Vorteil des Beschichtungsprozesses besteht darin, dass durch eine Anpassung der Plasmaparameter gezielte Vernetzungsreaktionen in den Biopolymeren hervorgerufen werden, wodurch die Polymere hinsichtlich der UV- und Feuchteschutzeigenschaften verbessert werden. Die zu erwartende Holzoberfläche ist gleichmäßig, fest haftend, transparent bis bräunlich, und verdeckt die natürliche Textur des Holzes nicht. Die zum Einsatz kommenden Biopolymere werden aus Abfallprodukten industrieller Prozesse gewonnen. Als Beispiel kann Lignin aus der Zellstoffproduktion genannt werden. Viele dieser sogenannten Abfallprodukte werden ausschließlich thermisch verwertet. Der innovative Ansatz funktionelle Schichten aus den Abfallprodukten durch ASPS zu generieren, ermöglicht somit eine erhöhte Wertschöpfungskette bei gleichzeitiger Recyclingfähigkeit in Kombination mit nachhaltigem Holzschutz. Unter der Voraussetzung der regenerativen Erzeugung der elektrischen Energie für den Prozess kann der gesamte Prozess als CO₂-neutral betrachtet werden.