Pour éviter que le bois ne vieillisse prématurément, il est important de le protéger efficacement contre les rayons ultraviolets (UV). Dans le même temps, les gens souhaitent conserver l'aspect et le toucher des surfaces en bois naturel, mais les revêtements de protection transparents actuellement largement disponibles dans le commerce contiennent souvent des composés chimiques nocifs.
Pour éviter l'utilisation de ces substances, l'Institut Fraunhofer pour la technologie des procédés et l'emballage IVV et Naturhaus Naturfarben GmbH travaillent ensemble pour développer une formule qui offre une protection UV inoffensive, transparente et 100 % biologique pour le bois.
L'architecture ouverte avec des façades en verre et de grandes fenêtres laissant entrer la lumière naturelle dans les intérieurs des maisons est très populaire, tout comme le désir de vivre de manière verte en harmonie avec la nature. Cependant, lorsqu'il s'agit de protéger les surfaces intérieures en bois, ces deux besoins ont été difficiles à équilibrer jusqu'à présent.
Sans revêtement, la lumière UV d’une longueur d’onde de 330 à 380 nanomètres peut interagir avec les surfaces en bois, provoquant une décoloration et des dommages grâce à un processus appelé photooxydation. Mais les revêtements de protection transparents actuellement disponibles sur le marché contiennent des additifs chimiques tels que des benzophénones, des benzotriazoles ou des dérivés de phényltriazine, tous nocifs pour la santé.
Un point particulièrement critique est que ces substances volatiles peuvent pénétrer directement dans l’organisme via le système respiratoire, par exemple lors du processus de séchage. Jusqu'à présent, toutes les alternatives biosourcées pour protéger le bois du vieillissement dû au soleil ont été colorées, elles sont donc opaques.
Cela a conduit Fraunhofer IVV et Naturhaus Naturfarben GmbH à l'idée de développer une solution à ce problème. Chargé de trouver des composants végétaux appropriés pour une finition en bois naturel qui protégeraient le matériau contre les rayons UV tout en laissant le grain visible, Fraunhofer IVV s'est mis au travail sur le projet ProTann en 2021.
Les scientifiques ont décidé d'explorer un tout nouveau domaine de recherche :« Pour la liaison naturelle dans les systèmes de revêtement, nous connaissons depuis un certain temps déjà un grand succès avec l'utilisation de protéines chez Fraunhofer IVV », explique Melanie Platzer, chercheuse scientifique au sein du développement de procédés pour Département Matières Premières Végétales. "Une chose qui était nouvelle pour nous était de combiner des protéines avec des matériaux secondaires d'origine végétale qui servent de protection UV pour une finition à base d'eau."
L'un des objectifs du projet était de déterminer les liaisons croisées créées entre les protéines et les matières végétales secondaires dans la finition et, à terme, de garantir que les substances formaient une liaison permanente.
Le processus d’élaboration de la finition s’est déroulé en plusieurs étapes. Dans un premier temps, les chercheurs ont testé leur idée de formulation initiale, qui s'appuyait sur un précédent projet Fraunhofer IVV qui utilisait plusieurs protéines, telles que les protéines de pois et de soja.
Platzer commente :"Nous nous sommes posés quelques questions cruciales au cours de cette phase. Le revêtement produit adhère-t-il au bois ? Est-il absorbant ? Et peut-il être retiré afin que l'effet anti-UV puisse être mesuré en premier lieu ?"
L’équipe du projet a ensuite sélectionné deux protéines et ajouté diverses substances secondaires végétales offrant une bonne protection contre les rayons UV. Le pH représentait un défi, car les finitions en bois doivent se situer dans une certaine plage afin de ne pas endommager le matériau.
L'ajout des extraits de plantes eux-mêmes était également un point crucial pour l'équipe de recherche, car il était difficile de prévoir à l'avance dans quelle mesure les différents extraits se dissoudraient, s'ils interagiraient avec les protéines et comment la couleur de l'enrobage créé changerait. le déroulement du processus.
Au cours de la durée du projet, qui a duré environ deux ans, les scientifiques ont testé de nombreuses combinaisons. Ils ont également très bien réussi à travailler avec des mélanges de différentes substances végétales secondaires.
"En fin de compte, nous avons eu beaucoup de bons candidats pour les combinaisons possibles de protéines et d'additifs pour le revêtement de protection UV, nous avons donc pu nous concentrer sur la question de savoir quelle formulation était la plus logique dans la réflexion sur la production, y compris avec un attention à l'approvisionnement local et à la disponibilité des matières premières utilisées", explique Platzer.
"Dans la mesure du possible, nous incluons les résidus de l'agriculture et de l'industrie alimentaire dans notre travail de développement. Cela inclut des éléments tels que les écorces provenant de la fabrication du jus de pomme ou le marc de la production de vin."
Les options identifiées sont toutes inoffensives, sans effets néfastes sur la santé des personnes ou des animaux par contact direct ou par inhalation de fumées.
La formule modèle sélectionnée est actuellement en cours de développement chez Naturhaus Naturfarben GmbH. L’objectif est d’adapter la composition afin qu’elle puisse être produite à grande échelle, pour ainsi accéder à un nouveau marché dans le segment des produits de préservation du bois naturel. La formule à base d'eau peut ensuite être appliquée en plusieurs couches, avec une finition naturelle différente comme scellant, pour fournir une protection durable aux parquets et aux meubles.
Pour développer davantage les nombreux résultats de recherche de ProTann et explorer leur potentiel, le Fraunhofer IVV a déjà lancé un projet de suivi. Les combinaisons de protéines et de substances végétales bloquant les UV pourraient également être utilisées pour enrober des emballages ou dans des soins de la peau, par exemple.
Fourni par Fraunhofer-Gesellschaft
