Superwood – recyclingfähige Holzfaserplatten mit Casein-Bindemittel für Architektur und Möbelbau

Mit Unterstützung des Fraunhofer WKI hat die Designerin Sofia Souidi
Holzwerkstoffplatten aus Holzfasern und Casein entwickelt. Casein ist ein
formaldehydfreies Bindemittel, das schon vor Jahrhunderten als Klebstoff
verwendet wurde. Beigemischte Farbpigmente und Granulate sowie 3D-
Formbarkeit sorgen für vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten. Das Material
besteht aus recycelten Komponenten und ist selbst recyclingfähig.

Für die Produktion von Regalen, Schränken und anderen Möbelstücken werden
oft mitteldichte Faserplatten (MDF) verwendet, da sie vorteilhafte
Eigenschaften haben. Bei Schwankungen der Temperatur und Luftfeuchte im
Raum verziehen sie sich kaum. Dank ihrer homogenen Struktur lassen sie
sich sehr einfach zu Möbelstücken verleimen und sind gut streichfähig. In
einem Forschungsprojekt der Designerin Sofia Souidi mit dem Fraunhofer WKI
wurden Holzfaserplatten entwickelt, die die Vorteile von MDF aufweisen,
aber ohne petrochemische Bindemittel hergestellt werden können. Daher
emittieren die neu entwickelten Holzfaserplatten kein zusätzliches,
gesundheitskritisches Formaldehyd.

Das Projektteam hat Leim aus Casein (Milchprotein) verwendet, der bereits
im alten Ägypten als Klebstoff für den Möbel- und Bootsbau genutzt wurde.
Wegen strenger Hygieneauflagen werden in Deutschland jedes Jahr rund zwei
Millionen Liter Milch entsorgt. Daraus lässt sich Casein extrahieren. So
kann das Casein-Bindemittel aus einem vorhandenen Abfallprodukt
hergestellt werden – ohne Lebensmittelkonkurrenz.

»Gemeinsam mit der Produktdesignerin Sofia Souidi haben wir ein
hochleistungsfähiges, formaldehydfreies Bindemittel auf Casein-Basis
entwickelt. 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«.

Ein 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 konnten vielversprechende Ergebnisse erzielt werden, die in
einer zweiten Projektphase auf den industriellen Maßstab übertragen
wurden.
»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 die Designerin Sofia Souidi die Kooperation.

Aus ökologischen Gründen ist es sinnvoll, Produkte aus Holz oder
Holzwerkstoffen stofflich wiederzuverwerten anstatt sie nach der ersten
Nutzungsphase zu verbrennen oder zu deponieren. Damit gewinnen der
Recyclingprozess sowie die Recyclingfähigkeit von Holzwerkstoffen an
Bedeutung. Souidi und Sydow haben ein Recyclingkonzept für die Verwertung
des Superwood-Materials nach Ende der Nutzungszeit erstellt.

Die Holzwerkstoffindustrie sowie Unternehmen im Bereich Möbelherstellung,
Innenarchitektur, Messebau und Veranstaltungsorganisation erhalten mit
Superwood die Möglichkeit, zunehmend strengere Anforderungen hinsichtlich
Nachhaltigkeit und Formaldehydemissionen einzuhalten. Die vielfältigen
Gestaltungsmöglichkeiten des Materials ermöglichen den Einsatz in neuen
Geschäftsfeldern. Holz als Alternative für Beton wird aktuell in der
Architektur immer attraktiver. Superwood könnte als vielseitig gestaltbare
Alternative zu Gipskartonplatten eingesetzt werden und somit für die
Innenarchitektur beispielsweise in Tiny Houses interessant sein, in denen
großflächig Material neu verbaut wird. Auch im Fahrzeuginterieur, wie im
Innenausbau von Wohnmobilen und Wohnwagen, wäre das Material wegen der 3D-
Formbarkeit eine spannende Alternative.

Die erste Projektphase von Juli 2019 bis August 2021 wurde durch das
Fraunhofer-Netzwerk »Wissenschaft, Kunst und Design« im Rahmen einer
»Fraunhofer-Residenz« gefördert. Das Fraunhofer-Netzwerk trägt mit seiner
Arbeit dazu bei, den interdisziplinären Diskurs zwischen angewandter
Forschung, Kunst und Design zu fördern. Weitere Infos: https://www.art-
design.fraunhofer.de/
Die zweite Projektphase von September 2021 bis August 2022 wird durch die
IKEA Stiftung gefördert.
Weitere Informationen über das Projekt und zur Produktdesignerin Sofia
Souidi: https://www.superwood-project.com

Zum Hintergrund
Nachhaltigkeit durch Nutzung nachwachsender Rohstoffe steht seit über 75
Jahren im Fokus des Fraunhofer WKI. Das Institut mit Standorten in
Braunschweig, Hannover und Wolfsburg ist spezialisiert auf
Verfahrenstechnik, Naturfaser-Verbundkunststoffe, Bindemittel und
Beschichtungen, Holz- und Emissionsschutz, Qualitätssicherung von
Holzprodukten, Werkstoff- und Produktprüfungen, Recyclingverfahren sowie
den Einsatz von organischen Baustoffen und Holz im Bau. Nahezu alle
Verfahren und Werkstoffe, die aus der Forschungstätigkeit hervorgehen,
werden industriell genutzt.