Ziel der Entwicklung

Holz wird im Innenausbau, im Möbelbereich und im Holzbau als sichtbares, hochwertiges Oberflächenmaterial eingesetzt. Damit diese Oberflächen ihren Farbton und ihre natürliche Anmutung langfristig behalten, werden heute überwiegend Lacke und Lasuren mit konventionellen, petrochemisch hergestellten UVA-Absorbern eingesetzt. Diese Stoffklassen – insbesondere Benzotriazole, Hydroxyphenyltriazine und Hydroxybenzophenone – sind technisch etabliert, stammen jedoch vollständig aus fossilen Rohstoffen. Gleichzeitig wächst der Markt für biobasierte Lacke und „grüne“ Holzprodukte, stößt aber bei transparenten, lichtstabilen Systemen an eine Grenze: Es fehlen geeignete biobasierte UVA-Absorber, die reproduzierbar, skalierbar und anwendungsnah zur Verfügung stehen.
Aus der Lack-, Holz- und Möbelindustrie kam daher der klare Impuls, nach Alternativen zu suchen, die sowohl den technischen Anforderungen an Lichtschutz und Photostabilität als auch den steigenden Nachhaltigkeitsanforderungen genügen. Mehrere mit dem IHD verbundene Unternehmen und Netzwerkpartner haben in Vorprojekten signalisiert, dass sie einerseits biobasierte Plattformchemikalien (z. B. Vanillin aus Lignin, Gallussäure aus Nebenströmen) verstärkt nutzen möchten, andererseits aber keine eigenen Ressourcen für die Entwicklung neuer UVA-Absorberstrukturen und deren Validierung auf Holzoberflächen besitzen. Zugleich zeigen Marktanalysen, dass vollständig biobasierte oder deutlich fossil reduzierte Holzbeschichtungen ein wichtiges Differenzierungsmerkmal in hochwertigen Segmenten (Design-Möbel, Innenausbau, sichtbare Holzbauteile, DIY-Produkte) werden, derzeit aber faktisch nicht verfügbar sind, weil geeignete biobasierte Lichtschutzadditive fehlen.
Vor diesem Hintergrund zielte BioUVA darauf ab, aus industriell verfügbaren (Poly)phenolen neuartige Lichtschutzmittel zu entwickeln, diese chemisch und photophysikalisch zu charakterisieren und in transparenten Holzbeschichtungen zu erproben. Ziel war es, das Funktionsprinzip konventioneller UVA-Absorber beizubehalten oder zu verbessern, gleichzeitig aber die fossile Rohstoffbasis zu reduzieren und das Umweltprofil der Beschichtungssysteme zu verbessern. So soll der Industrie ein Baukasten an biobasierten Lichtschutzadditiven und das dazugehörige Know-how bereitgestellt werden, um nachhaltige, lichtstabile Holzoberflächen im industriellen und im DIY-Bereich realisieren zu können.

Vorteile und Lösungen

Im Projekt wurden biobasierte UVA-Absorber nach dem Prinzip „vom Holz zurück zum Holz“ entwickelt. Ausgangspunkt sind aromatische Bausteine, die aus nachwachsenden Rohstoffen wie Lignin oder pflanzlichen Gerbstoffen gewonnen werden. Diese werden im Labor gezielt chemisch verändert, bis Moleküle entstehen, die energiereiche UV-Strahlung aufnehmen und desaktivieren, ohne dabei selbst schnell abzubauen oder das Holz sichtbar zu verfärben.
In einem nächsten Schritt werden diese neuen UVA-Absorber so eingestellt, dass sie sich wie bekannte, fossile Additive in gängige Klarlacksysteme für Holz einarbeiten lassen. Dazu werden sie in lösemittel- und wasserbasierten Bindemitteln dispergiert, mit weiteren Lackkomponenten kombiniert und als transparente Beschichtungen auf Holzprüfkörper aufgebracht. Nach der Trocknung werden die Proben mittels künstlicher Belichtung nach DIN EN ISO 16474-2 über definierte Zeiträume bestrahlt und anschließend auf Farbänderung, Glanzverlust und Oberflächenzustand geprüft. Die Ergebnisse werden mit kommerziellen Lösungen verglichen.
Durch den Lösungsansatz können gleich mehrere Vorteile miteinander verbunden werden: Die entwickelten Additive nutzen biogene Rohstoffe und reduzieren damit die Abhängigkeit von fossilen Ausgangsstoffen. Sie können außerdem in bestehende Lackrezepturen und Produktionslinien integriert werden, ohne dass in der Beschichtungstechnik neue Prozesse oder Anlagen benötigt werden. Gleichzeitig zeigen ausgewählte Derivate in den Versuchen sogar eine verbesserte Lichtschutzwirkung gegenüber dem kommerziellen Referenzmaterial. Für Lackhersteller und Anwender ergeben sich damit vielversprechende Möglichkeiten, transparente Holzbeschichtungen nachhaltiger zu gestalten und sich mit „grünen“ Produktlinien im wachsenden Markt für ökologische Bau- und Möbelprodukte zu positionieren.

Zielgruppe und Zielmarkt

Die Hauptzielgruppen sind Lack- und Rohstoffhersteller sowie Holz-, Möbel- und Innenausbauunternehmen, die hochwertige, transparente und zugleich nachhaltige Holzoberflächen anbieten wollen – zunächst in Deutschland und Europa, perspektivisch auch international. Sie profitieren von biobasierten UVA-Absorbern, die Farbtonstabilität und Lebensdauer ihrer Beschichtungen verbessern und zur Erfüllung von Umwelt- und Labelanforderungen beitragen können. Der Transfer in die Praxis erfolgt über gemeinsame Entwicklungsprojekte, Musterbeschichtungen, Prüf- und Beratungsleistungen des IHD. Für das Institut werden zusätzliche FuE-Aufträge, Dienstleistungen und mittelfristig Lizenzmodelle erwartet. Erste Anwendungstests liegen in Form beschichteter Holzprüfkörper im Labormaßstab vor.