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Raus aus der Öko-Nische

Natürliche Beschichtungssysteme für Holzoberflächen – eine Bestandsaufnahme
Raus aus der Öko-Nische

Natürliche Beschichtungen, ihre Eigenschaften und Anwendungspotenziale sowie die zu beachtenden gesetzlichen Rahmenbedingungen standen im Mittelpunkt des 1. Workshops „Natürliche Beschichtungssysteme für Holzoberflächen“, der im November 2008 im IHD stattfand. Lesen Sie, wie es um die Möglichkeiten und Chancen natürlicher Beschichtungen steht.

Mehr als 50 Gäste aus Deutschland und Österreich, die Hersteller natürlicher Beschichtungssysteme, Handwerker und industriell arbeitende Betriebe der Möbel- und Parkettherstellung, Restauratoren und Forschungseinrichtungen repräsentierten, erörterten und diskutierten in Dresden die Trends rund um die alternativen Methoden der Holzbeschichtung. Insbesondere mit Inkrafttreten der VOC-Verordnung und der Decopaint-Richtlinie erfordern solche alternativen Oberflächenbeschichtungen zurecht verstärkte Aufmerksamkeit.

Natürliche Oberflächen seit 3000 Jahren bekannt
Beschichtungsmittel auf der Basis von Naturstoffen wie Harze und Wachse sind seit 3000 Jahren bekannt und sollen heute wie in der Frühzeit neben ästhetischen und dekorativen Zwecken Oberflächen vor Schmutz, Wasser und Schädlingsbefall schützen.
Bis ins 15. Jahrhundert hinein wurden nur Produkte auf der Basis von Hartharzen und Ölen verwendet, die keine Lösemittel enthielten und somit auch keine Emissionen und Abfälle verursachten. Der Einsatz von Terpentinöl als Lösemittel für lackartige Bindemittel durch die Gebrüder van Eyck Mitte des 15. Jahrhunderts markierte den Beginn der Ölmalerei, aber auch der Emission von Lösemitteln.
Mit dem Aufkommen synthetischer Bindemittel auf Basis fossiler Rohstoffe wie Nitrozellulose und der Erfindung des Fließbandes, die den Beginn der Massenproduktion möglich machten, wurden Produkte auf natürlicher Rohstoffbasis zunehmend vom Markt verdrängt, da die synthetischen Produkte homogenere Eigenschaften aufwiesen und einheitlichere Oberflächenqualitäten versprachen. Gleichzeitig gewann das Emissions- und Abfallproblem zunehmend an Bedeutung. Dessen umweltschädigende Auswirkungen sollen heute durch zahlreiche Gesetze und Richtlinien wie die VOC-Richtlinie (31. BIMSchV) oder die Decopaint-Richtlinie, welche den Einsatz flüchtiger organischer Kohlenwasserstoffe (VOC) sowohl im Produktionsprozess als auch in den Produkten einschränken, eingedämmt werden. Vor diesem Hintergrund, aber auch in Anbetracht der zunehmenden Knappheit fossiler Rohstoffe, gewinnen ökologische Produkte auf Basis natürlicher Rohstoffe wieder zunehmend an Bedeutung.
Herstellung natürlicher Beschichtungsmittel
Oberflächenbehandlungsprodukte werden damals wie heute nach aufwändigen Rezepturen hergestellt. Die Grundbestandteile sind dabei weitestgehend gleich geblieben und in der Tabelle auf Seite 47 dargestellt.
Je nach Einsatzzweck sind jedoch unterschiedliche Produkttypen mit spezifischen Inhaltsstoffen auf dem Markt (siehe Tabelle auf Seite 48). So verkürzt Holzöl-Standöl die Trockenzeit, Mastix verleiht dem Produkt eine höhere Hitzebeständigkeit, Lein- und Rizinenöl sorgen für ausreichende Elastizität und mit Safloröl kann ein Vergilben des Lackes verhindert werden.
Die Produkte wurden in den letzten Jahren durch intensive Forschungsarbeit stark verbessert. Ziel hierbei ist es, zu kürzeren Trockenzeiten zu kommen, den Lösemittelgehalt zu senken und die Funktionalität hinsichtlich Deckkraft, Haftung, Chemikalienbeständigkeit und Mikrokratzfestigkeit zu erhöhen.
Ein großer Fortschritt ist die Erfindung wasserverdünnbarer Farben und Lacke auf der Basis von Pflanzenölen, da hierbei auch die Gefahr der Selbstentzündung, die bei lösemittelhaltigen Lacken und ungesättigten Ölen immer besteht, wesentlich geringer ist. Voraussetzung hierfür war die Entwicklung natürlicher Emulgatoren auf der Basis von Zuckertensiden, die eine Entmischung der Öl-Wasserphasen verhindern.
Inzwischen sind verstärkt Produkte auf dem Markt, die sich auch industriell verarbeiten lassen. Das setzt eine genaue Rohstoffabprüfung und optimierte Rohstoffbevorratung voraus, um reproduzierbare Zusammensetzungen und Qualitäten der nicht immer homogenen Naturprodukte zu erhalten. Häufig muss hierfür der Einkauf des Produzenten auch der Erntezeit angepasst werden. Auch die Optimierung der Sikkativierung (Wikipedia: Sikkative sind Stoffe, die ölhaltigen Farben und Lacken zugesetzt werden, um die Trocknung zu beschleunigen) und Trocknung der Produkte ist die Voraussetzung für eine Serienproduktion, bei der innerhalb kürzester Zeit stapelfähige Produkte entstehen können. Auch die Entwicklung neuer Bindemittel, in denen kurzkettigere Moleküle mit einer größeren Anzahl von Doppelbindungen, z. B. in Leinöl, angereichert werden, trägt zu einer Verkürzung der Trockenzeit bei.
Ein besonderes Problem natürlicher Beschichtungen sind mögliche Emissionen von geruchsintensiven Verbindungen wie Aldehyden, die bei ungenügendem Sauerstoffangebot während der Trocknung und der Spaltung der Fettsäuren entstehen können. Die Minderung dieser Emissionen durch Anwendung forcierter Trocknungsmethoden ist derzeit Gegenstand der Forschungen am IHD.
Auch Hybridprodukte wie UV-Öle, welche auf Naturölen basieren, die durch chemische Modifikation UV-härtbar gemacht wurden, sind inzwischen auf dem Markt. Sie weisen bessere chemische Beständigkeiten und Kratzfestigkeiten der Oberflächen auf und werden hauptsächlich bei der industriellen Herstellung von Parketten und anderen Holzböden angewandt. Für den Verarbeiter ist vorteilhaft, dass – anders als bei Naturölen – UV-geölte Böden sofort nach der Aushärtung abgestapelt werden können. Dabei muss man zwischen zwei Sorten UV-geölter Böden unterscheiden: Solchen, die offenporig sind und den mit Naturöl geölten Böden noch am ähnlichsten sehen, und den geschlossenporigen Oberflächen mit Versiegelungscharakter, die nicht mehr atmungsaktiv sind und auch nicht mehr punktuell repariert werden können.
Unter Naturfarbenherstellern sind diese Produkte, da sie keine reinen Naturprodukte mehr darstellen, umstritten.
Neue Anforderungen durch aktuelle Gesetzgebung
Natürliche Beschichtungsstoffe sind nicht per se gesundheitlich unbedenklich, sie können allergieauslösende Citrusöle, Terpene und Lösemittel sowie Schwermetalle wie Blei oder Cobalt aus Sikkativen enthalten. Bei ungenügender Trocknung können schädliche oder geruchsintensive Verbindungen emittiert werden.
Vor dem Hintergrund der neueren Gesetzgebung in Form der europäischen VOC-Richtlinie bzw. der Decopaint-Richtlinie kommen auf die Hersteller neue Herausforderungen in Form der Reduzierung des Lösemittelgehaltes zu. Dem wird bereits schon mit neuen High-Solid-Produkten bzw. wasserverdünnbaren oder wässrigen Beschichtungsstoffen begegnet.
Während die VOC-Verordnung die Emission von VOC (flüchtige organische Verbindungen) aus Produktions- und Beschichtungsanlagen begrenzt, reguliert die Decopaint-Richtlinie den VOC-Gehalt in Lacken und Farben. Hierunter fallen jedoch nur filmbildende Produkte, die zur Beschichtung von Gebäuden, Gebäudeteilen und dekorativen Gebäudeelementen vorgesehen sind und nicht im Rahmen der 31. BIMSchV (Lösemittelverordnung) verwendet werden. Lacke und Farben für Möbel sind nicht betroffen, jedoch solche, die für Treppen und feste Einbauten vorgesehen sind. Entscheidend hierbei ist immer die Auslobung des Verwendungszweckes auf dem Etikett. Pflegeprodukte, die nicht filmbildend sind, fallen nicht unter die Decopaint-Richtlinie.
Die Tabelle auf Seite 50 enthält eine Übersicht über die VOC-Gehalte natürlicher Beschichtungen, die derzeit in den Produktkategorien e, i, f erhältlich sind.
Hierbei sollten in Zukunft hauptsächlich verarbeitungsfreundliche High Solid Systeme, die den Kategorien A/d, A/e und A/i entsprechen, lösemittelfreie Full-Solid-Systeme und wasserverdünnbare Systeme (Alkyd-Emulsionen) auf den Markt kommen.
Die REACH-Verordnung (Registration Evaluation Authorisation and Restriction of Chemicals) ist eine Stoffrichtline, bei der natürliche Rohstoffe wie Sonnenblumenöl, Sojaöl, Leinöl sowie Polymere (Bindemittel) ausgenommen sind, aber alle Additive wie Sikkative, Antihautmittel nicht. Diese müssen vor der In-Verkehrbringung registriert und ihre Unbedenklichkeit nachgewiesen werden. Die Vor-Registrierungsphase läuft bereits seit dem 01.06.2008, die Registrierungsphase bis 01.06.2018. Auf die Industrie können Kosten von 20 000 bis 2 Mio. Euro pro Stoff zukommen. Was dies für Auswirkungen auf die Hersteller hat, kann noch nicht abgeschätzt werden.
Darüber hinaus sollen verschiedene Umweltzeichen die gesundheitliche Unbedenklichkeit von Produkten sowohl in ihrer flüssigen Form (RAL UZ 12a, Umweltzeichen für schadstoffarme Lacke ) als auch in ihrer verarbeiteten Form (NaturePlus, AgBB-Schema und RAL UZ 38) sicherstellen. Relevant für natürliche Beschichtungen können hierbei nach RAL-UZ 12a Cobaltsikkative werden, die nach dem noch zu erfolgenden Nachweis als bioverfügbar und kanzerogen in der Kategorie 3 eingestuft werden könnten und damit nicht mehr eingesetzt werden dürften. An alternativen Cobaltersatzstoffen wird bereits erfolgreich gearbeitet.
Das AgBB-Schema beschreibt ein Verfahren zur gesundheitlichen Bewertung für Bauprodukte und wird ab Januar 2009 auch für beschichtete Produkte wie Fußböden angewendet. Hierbei werden alle aus einem Bauprodukt emittierenden Stoffe quantitativ und qualitativ erfasst und bewertet. Krebs erzeugende und Erbgut verändernde Stoffe der EU-Kategorien 1 und 2 führen zur Ablehnung des Produktes. Neu ist der gesundheitliche Bewertungsindexwert R, der eine toxikologische Bewertung von Einzelverbindungen in das Gesamtergebnis einfließen lässt. Dies könnte für emittierende Aldehyde, Essigsäure und Terpene, wie sie durchaus in natürlichen Beschichtungen vorkommen, problematisch werden. Eine Prüfung des Geruches ist in der Diskussion.
Qualitätsanforderungen unter der Lupe
Während synthetische Beschichtungen auf Basis fossiler Rohstoffe aufgrund ihrer Eigenschaften wie leichte Verarbeitung, gute Deckkraft, einheitliche Qualität, lange Haltbarkeit und Feuchtigkeitsunempfindlichkeit in großem Stile sowohl bei individuellem als auch industriellem Gebrauch bevorzugt werden, haben sich auch die Naturprodukte in ihrer Funktionalität wesentlich weiterentwickelt.
Heute am Markt verfügbare Produkte können sich in vielen Bereichen, vor allem bei der Möbel- und Fußbodenbeschichtung, durchaus mit synthetischen Erzeugnissen messen. Während es für Beschichtungen auf synthetischer Basis jedoch genormte Anforderungen an die zu erreichenden Oberflächenqualitäten in Form verschiedener Normen (Küchenmöbelnorm 68930 oder Korpusmöbelnorm 68935) gibt, werden natürliche Öle und Wachse explizit ausgeschlossen. Auch bei Oberflächenanforderungen an höherwertige Möbel gemäß RAL GZ 430 werden natürliche Beschichtungsmittel negiert. Es existieren ebenfalls keine Oberflächenanforderungen für Parkette, bei furnierten Böden werden natürliche Beschichtungen nicht erwähnt.
Dennoch suchen Hersteller der natürlichen Systeme zunehmend nach Nachweismöglichkeiten für die Oberflächenqualität. Als geeignet erwiesen sich folgende Parameter: Chemikalienbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber trockener Hitze. Diese sind insbesondere für horizontale Flächen von Tischen und Arbeitsplatten interessant. Produkte wie „Hartwachsöl“ und „Arbeitsplattenöl“ erreichten hier mit Abstand die höchsten Beständigkeiten, welche im Bereich unvernetzter 1K-Wasserlacke oder NC-Lacken lagen.
Die Lichtbeständigkeiten lagen im Bereich von anderen Oberflächen mit transparenten Beschichtungen. Die Anwendung des Prüfverfahrens ist jedoch nur sinnvoll, wenn die Wirksamkeit von Lichtschutzadditiven nachgewiesen werden soll.
Bei Prüfung der Beständigkeit gegenüber feuchter Hitze, die hauptsächlich für Arbeitsplatten relevant ist, erwiesen sich die untersuchten Flächen als unbeständig und schnitten schlechter ab als Lacksysteme. Das Prüfverfahren konnte nicht zwischen einzelnen Varianten differenzieren.
Parameter wie Abrieb- und Kratzfestigkeit, die hauptsächlich von der Schichtdicke abhängen und den mechanischen Oberflächenverschleiß charakterisieren, eignen sich aufgrund der oftmals geringen Schichtdicken der natürlichen Beschichtungen ebenfalls nicht.
Bei der Mikrokratzbeständigkeit sind Unterschiede zwischen den Beschichtungssystemen erkennbar, die sich auf die Zeit bis zur notwendigen Pflege/Renovierung auswirken könnten. Das Prüfverfahren muss jedoch noch besser für derartige Oberflächen angepasst werden (Reibmittelauswahl).
Bei der Konstruktion von Möbeln und Fußbodenelementen ist zu berücksichtigen, dass offenporige natürliche Beschichtungen zwar den Feuchtehaushalt regulieren, aber in bezug auf die Formstabilität bei länger anhaltenden Feuchteschwankungen (z. B. Sommer-/Winterklima) negative Auswirkungen haben können. Bestimmte Materialkombinationen der Oberflächenbeschichtung mit Werkstoffen, die nur bedingt Spannungen aufnehmen können, z. B. HDF, sind sehr sorgfältig abzuwägen oder sogar auszuschließen.
Pflegeanforderungen: Aufklärung erforderlich
Natürliche Beschichtungen erfreuen sich aufgrund ihres natürlichen Aussehens und handwarmer Haptik großer Beliebtheit beim Endverbraucher. Nicht immer wird jedoch im ausreichenden Maße vermittelt, dass diese Beschichtungen oft intensiver Pflege/Renovierung bedürfen.
Erfahrungen aus dem hochbean-spruchten Objektbereich (Pflegeheime) von Fußbodenoberflächen mit oxidativ härtenden Ölen machen deutlich, dass man die Endnutzer/Reiniger der Flächen zu den notwendigen Pflegemaßnahmen detailliert aufklären muss. So findet man zunächst oft erhebliche Fleckenbildungen vor, die durch regelmäßiges Nachölen beseitigt werden können. Dann können langzeitattraktive Flächen entstehen. Gleiches berichtet man aus Gaststätten oder bei Tanzflächen.
Aus eigener Erfahrung kann berichtet werden, dass Vermieter von Wohnungen mit Holzfußböden mit natürlichen Beschichtungen auf notwendige Pflegemaßnahmen oft überhaupt nicht hinweisen. So lassen sich langzeitstabile Oberflächen erst nach mehrmaliger wiederholter Nachpflege mit entsprechenden Produkten erzielen. Pflegeprodukte wie Scheuermilch, die entfettend wirken, sollten überhaupt nicht eingesetzt werden.
Die Kenntnis des Endnutzers zu Renovierbarkeit und notwendigen Pflegemaßnahmen ist aber als Voraussetzung anzusehen, um Kundenzufriedenheit zu ermöglichen und nicht falsche Erwartungshaltungen zu wecken.
Ausblick und Marktchancen: Raus aus der Öko-Nische
Es wird eingeschätzt, dass der Bereich der natürlichen Oberflächenbehandlungsmittel derzeit noch einen Nischenmarkt von 3 – 10 % darstellt, der teilweise hart umkämpft ist. Zielgruppe ist hauptsächlich der private Endverbraucher. Gewerbliche Anwender halten sich dagegen noch mit einer gewissen Skepsis zurück, was hauptsächlich mit den geforderten Qualitätsansprüchen und dem zusätzlichen Know-how zusammenhängt, das für die Applikation natürlicher Beschichtungen benötigt wird. Aber auch die noch relativ langen Trockenzeiten könnten hier ein Problem darstellen.
Dennoch kommen in den letzten Jahren verstärkt Produkte für den industriellen Gebrauch auf den Markt. Hier könnte ein spezielles Servicesystem, das nach dem Einbau der Produkte (z. B. Holzböden) die professionelle Pflege und Erhaltung des Produktes übernimmt, die längerfristigen Vorteile natürlicher Beschichtungen wie angenehme Optik, schöne Haptik oder die Reparierbarkeit ohne Gefahrstoffeinsatz sowie die einfachere Entsorgung mehr zur Geltung bringen.
Ziel sollte es sein, noch mehr professionell verarbeitete, nachhaltige Produkte mit langer Lebensdauer anzubieten, deren Optik und Haptik sich lange gut anfühlt, aber eben auch wieder hergestellt werden kann, ohne dass das Gesamtprodukt entsorgt werden muss. Vielleicht ist hier noch ein gewisser Wertewandel erforderlich, der die natürlichen Beschichtungen aus der „Öko-Nische“ herausholen kann. ■
Bei Interesse stellt die Autorin Dr. Christiane Swaboda gerne ein umfangreiches Literaturverzeichnis zum Thema zur Verfügung. Dieses können Sie per E-Mail anfordern: swaboda@ihd-dresden.de
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