Nu de woningbouwopgave in Nederland samenvalt met ambitieuze klimaatdoelen, staat biobased bouwen volop in de belangstelling. Materialen gemaakt van natuurvezels uit lokale reststromen kunnen daarin een rol spelen. Zeker als je er bouwplaten van kunt maken zonder dat daarvoor lijmen of harsen van fossiele oorsprong nodig zijn. Dat kan met de binderloze technologie die Wageningen Food & Biobased Research heeft ontwikkeld in het project CBPM Development of Sustainable Binderless Product Technology.
“De kokosnoot was ons vertrekpunt”, zegt projectleider Richard Gosselink. Kokosnoten worden onder meer in Maleisië voor voedsel geteeld. Ze groeien in vezelachtige omhulsels (‘husks’) die na de oogst als afval worden verbrand of achterblijven op de plantage. Vijftien jaar geleden werden de eerste proeven hiermee gedaan. De vezels werden bij hoge temperaturen onder druk tot platen geperst. Daarbij komen lignine en andere componenten uit de vezels vrij die gecombineerd met elkaar fungeren als lijmstof.
Riet, stro en houtsnoeiafval
De exacte werking van dit mechanisme was lange tijd onduidelijk en daardoor was ook de kwaliteit van het plaatmateriaal onvoorspelbaar bij het gebruik van andere reststromen dan de schillen van kokosnoten. Bovendien hebben we die niet al te veel in Nederland. Daarom is het mechanisme ontrafeld en de technologie verder ontwikkeld, zodat het ook werkt met Nederlandse lokale rest- en zijstromen. “Dan gaat het met name om vezelachtige reststromen die vrijkomen in het bosbeheer of bij de voedingsmiddelenindustrie”, zegt Richard Gosselink. “Denk aan snoeiafval, hout, bladeren, maar ook hennep en miscanthus zijn heel geschikt. Daarmee wordt deze techniek ook interessant voor de Nederlandse en de Europese markt.”
Inmiddels zijn grote hoeveelheden data verzameld over de diverse beschikbare reststromen en hun geschiktheid voor het maken van plaatmateriaal met Binderless technologie. De eigenschappen daarvan zijn vergelijkbaar met die van MDF of Trespa. In de traditionele productie van deze materialen wordt synthetische lijm op fossiele basis gebruikt, die vaak formaldehyde bevat. Het is een vluchtige organische stof die erom bekend staat gezondheidsklachten te veroorzaken. De bouw en de meubelindustrie zijn daarom op zoek naar formaldehyde-vrije lijmen. “Met onze Binderless technologie hebben we helemaal geen additionele lijm meer nodig. Dat is uniek, duurzaam en gezonder. Het bespaart bovendien productiekosten.”
Kwaliteit van plaatmateriaal voorspellen
In afwachting van een wetenschappelijke publicatie wil Gosselink nog niet tot in detail kwijt hoe de Binderless technologie werkt. Duidelijk is in ieder geval dat lignine daarin een belangrijke rol speelt. Lignine is de natuurlijke lijmstof die planten en bomen hun stevigheid geeft en beschermt tegen weersinvloeden. In een persproces met hoge temperaturen wordt deze stof geactiveerd en vloeibaar gemaakt. Dat werkt echter alleen in combinatie met andere componenten. “Met geavanceerde NMR-technieken (Nucleair Magnetische Resonantie) kunnen we zien welke componenten een rol spelen in het maken van die lijmstof in de plaat. We kunnen de hoeveelheid van deze componenten meten in de grondstof, maar ook in het product. Uiteindelijk bepaalt de samenstelling van de grondstof of een mix van grondstoffen de kwaliteit en eigenschappen van het eindproduct.”
Plaatmateriaal testen op eigenschappen
In het afgeronde project zijn enkele prototypes van bouwplaten gemaakt. De basiseigenschappen als mechanische sterkte, dichtheid, homogeniteit en waterresistentie zijn in ons materialen laboratorium uitgebreid getest. Ook de brandwerendheid is goed. Hiermee is aangetoond dat deze materialen geschikt zijn om constructieve platen van te maken, die bijvoorbeeld te gebruiken zijn voor gevelbekleding, deuren, tafelbladen, keukenkastjes e.d. Ze kunnen worden gezaagd en geschroefd. Constructieve plaatmaterialen als MDF, HDF, HPL, Multiplex en Trespa zijn ermee te vervangen.
Inmiddels is een vervolgproject ‘More with binderless’ in voorbereiding, waarin onder meer aspecten als levensduur, eventuele certificering en kostprijs worden doorgerekend. Ook wordt daarin een levenscyclusanalyse (LCA) gemaakt. Verder wordt onderzocht of reststromen die op zichzelf minder geschikt zijn voor deze binderloze technologie, wel zijn te gebruiken in combinatie met andere stromen. En hoe het productieproces met hoge temperatuur en druk verder is te optimaliseren. Het vervolgproject kan rekenen op een grote interesse vanuit de industrie.