Was aus Baumrinde alles gemacht werden könnte: Schuhe, Taschen, Platten für den Möbelbau und Glasuren
Weil die Borke kaum erforscht ist, wird sie als Abfallprodukt der
Holzindustrie verbrannt. Wissenschaftlerin Charlett Wenig untersuchte das
Biomaterial mit naturwissenschaftlichen Methoden und zeigt mögliche
Verarbeitungsverfahren und Anwendungen auf
Die First Nations Nordamerikas und die Indígenas des Amazonasgebiets
bauten ihre Kanus aus Rinde. Aus Rinde waren im 19. Jahrhundert auch die
Hütten der Holzfäller in bestimmten Regionen Österreichs.
Alltagsgegenstände aus Birkenrinde herzustellen war in Finnland
verbreitet. Und der preußische Baumeister Carl Gotthard Langhans
(1732–1808) und der Hofzimmerermeister Johann Gottlob David Brendel
(1753–1803) deckten das Dach und verkleideten die Fassade ihrer
Einsiedelei am Jungfernsee bei Potsdam komplett mit Eichenborke. Das war
1796.
Lange her. Heutzutage wird Rinde als Bau- oder Designmaterial kaum noch
verwandt. Als wenig wertvoll erachtet, Abfall eben, wird sie entsorgt. So
kommt es, dass von den vier Millionen Kubikmetern Rinde, die jährlich in
deutschen Sägewerken anfallen, 44 Prozent zur Energie- und Wärmegewinnung
verbrannt werden. Oder sie landet als Mulch in Gartencentern. Nur 19
Prozent der Holzabfälle werden als Zusatzstoffe für Spanplatten recycelt.
„Ursache dafür, dass solche Biomaterialien in der Bauwirtschaft und im
Design kaum eine Rolle spielen, ist, dass wenig Wissen über ihre Struktur
und die daraus resultierenden Eigenschaften vorhanden ist und somit auch
nicht über ihre Verarbeitung und Anwendungen“, sagt Dr.-Ing. Charlett
Wenig. Die Rinde macht zehn bis 20 Prozent des Gesamtvolumens eines Baumes
aus.
Ihr Material musste sie sich in mordsschwerer Handarbeit selbst vom Baum
schälen
Mit ihrer Dissertation „Sustainable Tree Bark Objects by Combining Science
and Design“ („Nachhaltige Objekte aus Baumrinde durch Kombination von
Wissenschaft und Design“) unternahm sie erste Versuche, diesem Nichtwissen
Wissen entgegenzustellen: Sie untersuchte die Eigenschaften des Materials
Rinde mit naturwissenschaftlichen Methoden und leitete
Verarbeitungsmethoden sowie Anwendungen ab. Für ihre Dissertation, die sie
am Fachgebiet Werkstofftechnik der TU Berlin vorlegte, erhielt sie 2023
den ersten Preis des Tiburtius-Preises.
Dr.-Ing. Charlett Wenig forschte an der Rinde der brandenburgischen
Waldkiefer, der Stieleiche, der Europäischen Lärche und der Europäischen
Weißbirke. Da sie für ihre Forschungszwecke große Stücke benötigte, musste
sie die Rinde selbst rundherum vom Stamm schälen und das in mordsschwerer
Handarbeit. „Auf die Rinden aus dem Sägewerk konnte ich nicht
zurückgreifen, weil dort die Rinden in kleine Stücke zerkleinert werden“,
erzählt Dr.-Ing. Charlett Wenig.
So gut wie die herkömmliche Spanplatte – ganz ohne chemisch hergestellten
Leim
Nach dem Trocknen der Rinden unterzog sie sie verschiedenen
Verarbeitungsverfahren. Das erste Verfahren war, die Rinden miteinander zu
verpressen mit dem Ziel, Rindenplatten herzustellen, die mit
konventionellen Verarbeitungsmethoden wie dem Sägen, Fräsen und/oder
Bohren weiterverarbeitet werden können. Dafür wurden zwei Rindenstücken
mit der Borkenseite zueinander im 90-Grad-Winkel übereinadergelegt und
durch Druck und Hitze bei etwa 90 Grad Celsius, also mit wenig
Energieaufwand, verpresst. Das Ergebnis: Mechanische Tests zu
Biegesteifigkeit und -festigkeit sowie Querzugfestigkeit ergaben ähnliche
Werte wie bei Spanplatten und das ganz ohne Einsatz von chemisch
hergestellten Leimen, nur aufgrund der internen Klebeeigenschaften der
Rinden. Wobei für eine optimale Verbindung der Wassergehalt der Rinde
entscheidend ist – sie darf weder zu trocken noch zu feucht sein. „Durch
das Verpressen entstanden Platten, die im Möbelbau als Regal- und
Tischplatten zum Einsatz kommen könnten, da sie sich sägen, fräsen und
bohren lassen. Zudem weisen sie eine Oberflächenqualität auf, die mit
geschliffenen Oberflächen von Massivholz vergleichbar sind“, sagt Dr.-Ing.
Charlett Wenig.
Leichte Architektur: begehbare Kugel
Das zweite Verfahren war die Behandlung der Rinden mit einer Glyzerin-
Wasser-Lösung, um sie zu flexibilisieren. Während Stieleiche und
Europäische Weißbirke sich nicht flexibilisieren ließen und die
Europäische Lärche nur teilweise, verliefen die Versuche mit der
brandenburgischen Kiefer vielversprechend. Zusammen mit Johanna Hehemeyer-
Cürten von der Berliner Kunsthochschule Weißensee gelang es ihr,
Kiefernrinde zu verweben und daraus eine Jacke und einen Rock zu nähen
sowie Highheels, Sandalen und einen knöchelhohen Schuh mit Rinde zu
besohlen. Hintergrund für diese Experimente ist, dass die Borke den Baum
schützt – vor Hitze, Kälte, Fraßfeinden. Und Dr.-Ing. Charlett Wenig
wollte herausfinden, ob Rinde auch so etwas wie die Schutzschicht für den
Menschen werden könnte in Form von Kleidung. „Aufgrund meiner
Forschungsergebnisse sehe ich das Potenzial von Rinde aber nicht in der
Produktion von Bekleidung, sondern eher für Accessoires wie Taschen,
Schuhe und Schmuck oder im Bereich des Designs für Interieur, als
Verpackungsmaterial und temporäre, leichte Architektur“, resümiert die
studierte Industriedesignerin. Im Rahmen ihrer Dissertation entstand aus
flexibilisierter Kiefernrinde eine begehbare Kugel, die ein Gefühl
vermittelte, wie es ist, von Baumrinde umgeben zu sein.
Besonders ihre Versuche, Rinde zu flexibilisieren, zeigten, dass Rinde
nicht gleich Rinde ist: Die Analyse der Materialstrukturen der vier
untersuchten Baumrinden offenbarten die Unterschiedlichkeit der Rinden.
Diesbezüglich zu validen Ergebnissen zu gelangen war nur mit
naturwissenschaftlichen Methoden möglich wie zum Beispiel der Micro-
Computertomografie, die zerstörungsfreie 2D- und 3D-Strukturanalysen im
Mikrometer-Bereich zulässt. Auf Grundlage solcher Ergebnisse lassen sich
Anwendungen ableiten, die in der Praxis Bestand haben und dem bislang als
wertlos angesehenen Abfallprodukt Rinde einen Mehrwert verleihen.
Verschiedene chemische Zusammensetzung – verschiedene Farbtöne
Da Rinde – wie bereits erwähnt – derzeit größtenteils verbrannt wird,
deshalb riesige Mengen Asche zurückbleiben und bei bestimmten Verfahren
der Glasurherstellung Asche verwendet wird, war das dritte Verfahren die
Herstellung von Glasuren mit Rindenasche. Mit Hilfe der
Massenspektroskopie analysierte Wenig die chemische Zusammensetzung der
Aschen von Fichte, Kiefer, Europäischer Lärche, Europäischer Birke und der
Stieleiche. Es zeigte sich, dass auch die chemische Zusammensetzung der
Rinden divergierte, was in den verschiedenen Farbtönen der Glasuren
sichtbar wurde. Die Farbpalette ihrer Glasuren reichte von beige über gelb
und rosa bis hin zu dunkelbraunen Tönen. „Aus meiner Designperspektive war
das Ergebnis ganz überzeugend. Aus industrieller beziehungsweise
kommerzieller Sicht eher nicht, da sich die Farbtöne nicht eins zu eins
reproduzieren ließen und Waren in einer Konsumwelt, die dem Standard
frönt, dass ein Produkt haargenau dem anderen zu gleichen hat, schwer zu
vermarkten sind“, urteilt Wenig.
„Die Motivation für meine Forschung sind einerseits die schiere Menge an
Materialien aus Kunststoffen, die Böden und Gewässer verschmutzen, da sie
sich wegen ihrer Komplexität nicht recyceln lassen. Und andererseits die
Abwertung von Biomaterialien wie Rinde als Abfall und deren Anwendung
deshalb weit unter den Möglichkeiten bleibt. Eine Erkenntnis aus meiner
Forschung ist, dass Abfälle eben keine Abfälle sind“, so Dr.-Ing. Charlett
Wenig. Um jedoch zu einem Verständnis über Biomaterialien wie die Rinde zu
gelangen und ihr Potenzial als nachhaltiges Bau- und Designmaterial zu
erschließen, müssen sie mit naturwissenschaftlichen Methoden untersucht
werden. „Mit dieser Arbeit möchte ich auch einen Impuls geben, die
Designausbildung auf eine naturwissenschaftliche Grundlage zu stellen“, so
Wenig.
Weiterführende Informationen:
Die Dissertation „Sustainable Tree Bark Objects by Combining Science and
Design“ finden Sie unter:
<https://pure.mpg.de/rest/item
