Nietoksyczne, naturalne i trwałe meble drewniane
Używane w produkowanych seryjnie meblach płyty składają się z małych wiórów drewnianych związanych ze sobą klejem, nazywanym także spoiwem. Większość spoiw powstaje z materiałów na bazie paliw kopalnych. Obecnie realizowanycj jest szereg inicjatyw mających na celu produkcję alternatywnych spoiw z zasobów odnawialnych zgodnie z modelem gospodarki o obiegu zamkniętym. Niełatwo jest jednak prowadzić ich produkcję na dużą skalę. W ramach finansowanego ze środków UE projektu SusBind, w którym uczestniczyli partnerzy z instytutów badawczych i firm z kilku krajów europejskich, opracowywano alternatywę dla spoiwa stosowanego w przemyśle meblarskim, zawierającego szkodliwy dla zdrowia lotny związek organiczny – formaldehyd. „Z materiałów pochodzenia naturalnego udało nam się zsyntetyzować spoiwo pozwalające na wytwarzanie przeznaczonych do użytku wewnętrznego płyt wiórowych i płyt pilśniowych o średniej gęstości, które charakteryzuje się lepszymi właściwościami niż materiały nieodnawialne. Dzięki temu możemy ograniczyć emisje formaldehydu i poprawić jakość powietrza, którym oddychamy w domach i biurach”, mówi Stephen Webb, dyrektor generalny austriackiej firmy RTDS Group, która koordynowała projekt SusBind.
Proces syntezy chemicznej
Przy produkcji spoiwa badacze eksperymentowali z wykorzystaniem materiałów pochodzenia roślinnego, takich jak produkty odpadowe, związki węglowodorowe, oleje i tłuszcze roślinne. Do epoksydacji złożonych mieszanin kwasów tłuszczowych z olejów roślinnych wykorzystali zaawansowaną technologię enzymatyczną. Węglowodory okazały się najbardziej efektywnym zielonym surowcem do produkcji reaktywnych półproduktów. W doświadczeniach laboratoryjnych badacze przyglądali się bliżej spoiwom o różnym składzie. W skład najbardziej obiecujących z nich wchodziły fruktoza, hydroksymetylofurfural (HMF), heksametylenodiamina (HMDA) i bis(heksametyleno)triamina (BHT) pełniące rolę aminowych substancji sieciujących. „W efekcie powstało spoiwo na bazie cukrów wyprodukowane z nadwyżek produktów i zrównoważonych surowców z europejskich biorafinerii. 80 % tego spoiwa pochodzi z biomasy, więc płyty drewnopochodne są prawie w całości wykonane z surowców odnawialnych”, dodaje Webb. Pozostałe 20 % stanowi syntetyczny środek sieciujący. Spoiwo stworzone w ramach projektu SusBind ma mniejszy wpływ na zdrowie człowieka i nie zawiera formaldehydu.
Badanie spoiw i ocena ich trwałości
Odnawialne spoiwo zostało poddane testom laboratoryjnym w celu określenia lepkości, zawartości substancji stałych, pH, wzrostu mocy wiązania oraz czasu i temperatury prasowania. Otrzymane płyty (obecnie na piątym poziomie gotowości technologicznej) zostały poddane weryfikacji w firmie IKEA w Szwecji.. Płyty wiórowe wykorzystane w prototypowym pudełku stworzonym przez firmę IKEA charakteryzowały się porównywalną wytrzymałością i zbliżonymi parametrami prasowania co płyty wyprodukowane z wykorzystaniem mocznika i formaldehydu. Ponadto stwierdzono, że ilość formaldehydu w tych płytach jest niższa niż limit określony w normach europejskich (EN 312). Analiza potencjalnego wpływu na zdrowie ludzi wykazała, że z płyt drewnopochodnych stworzonych w projekcie SusBind mogą uwalniać się większe ilości kwasu octowego w porównaniu do ich odpowiedników. Potwierdzono jednak, że nie doszło do zwiększonej emisji szkodliwych substancji z płyt, w których zastosowano nowe spoiwo, głównie dlatego, że nie zawierały one formaldehydu. Analizy cyklu życia wykazały, że w przypadku spoiwa na bazie surowców odnawialnych nie udało się osiągnąć zakładanego celu, czyli zmniejszenia śladu węglowego o 5 % w porównaniu ze spoiwem formaldehydowym. Zredukowanie ilości BHT w składzie spoiwa lub zastosowanie innej substancji sieciującej mogłoby skutkować zmniejszeniem śladu węglowego.
Technologia przyszłości
W ramach projektu SusBind określono ramy współpracy i rozwiązania techniczne dotyczące przyszłych spoiw biologicznych do mebli. Opublikowano także branżową białą księgę dotyczącą przyznawania oznakowania ekologicznego UE. „SusBind można podsumować w trzech słowach: sukces łańcucha dostaw”, mówi Massimo Bregola, koordynator naukowy projektu i główny specjalista ds. wdrożeń w firmie Cargill. „Chcieliśmy realizować nasze marzenie – opracowaliśmy zrównoważone rozwiązanie dla przyszłych pokoleń. Dzięki współpracy wszystkich partnerów i wielu interesariuszy będących częścią łańcucha wartości przeszliśmy długą drogę, by w przyszłości móc spełnić to marzenie”.
Słowa kluczowe
SusBind, formaldehyd, meble, odnawialne, RTDS Group, spoiwo biologiczne, płyty drewnopochodne, środek sieciujący
