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Leichtbau-Möbel aus Lignin

Schon mal von Lignin gehört? Das Nebenprodukt der Zellstoff- und Papierindustrie wird bisher kaum genutzt. Es könnte Möbel jedoch zukünftig nicht nur leicht und modular, sondern auch besonders recyclingfähig machen. Im Forschungsprojekt „LignoLight“ wird es auf Stoff und Pore erprobt.

Die Möbelindustrie steht vor einer doppelten Herausforderung: Zum einen müssen Möbel flexibel und modular sein, um sich an wechselnde Wohnsituationen anzupassen. Zum anderen sollen sie aus nachhaltigen Materialien bestehen, die gut recycelt werden können und somit umweltfreundlich sind. Doch aktuelle Leichtbaukonzepte reduzieren zwar das Gewicht, bestehen aber häufig aus schwer wiederverwendbaren Verbundmaterialien. Viele Möbel aus diesen Materialien enden im Sperrmüll oder in der thermischen Verwertung, da eine sortenreine Trennung nicht möglich ist.

Gleichzeitig bleibt Lignin, ein Nebenprodukt der Zellstoff- und Papierindustrie, stofflich weitgehend ungenutzt und wird meist verbrannt. Dabei bietet Bio-Polymer aufgrund seiner hohen Kohlenstoffbindung und spezifischen Materialeigenschaften großes Potenzial für biobasierte Werkstoffe. Das wollen die Forschenden im Projekt LignoLight nutzen.

Bereits seit April 2020 fördert das BMWK innovative Leichtbau-Projekte mit dem Technologietransfer-Programm Leichtbau (TTP LB). Das Förderprogramm unterstützt den Übergang hin zu einer klimaneutralen und wettbewerbsfähigen Industrie.

Seit Mitte 2023 und noch bis Ende April 2026 forschen und erproben die LignoLight-Projektpartner Fraunhofer WKI, Kunsthochschule Berlin Weißensee, TECNARO Gesellschaft zur industriellen Anwendung nachwachsender Rohstoffe mbH, LignoPure GmbH, Technische Hochschule Bingen, CompriseTec GmbH, trippen A. Spieth, M. Oehler GmbH und die System 180 GmbH den Rohstoff bis zum letzten Molekül.

^{Geringes Gewicht reduziert Emissionen beim Transport der Möbel}

Das Projektteam will modulare Leichtbaumöbel aus auf Lignin basierenden Materialien entwickeln. Ziel ist es, thermoplastische Lignincompounds, Ligninschäume und ein vollständig biobasiertes Lederimitat für den Möbelbau nutzbar zu machen. Diese Materialien sollen nicht nur eine langfristige CO₂-Bindung ermöglichen. Durch das geringe Gewicht können sie auch deutlich Emissionen reduzieren, die sonst beim Transport der Möbel entstehen.

Eine modulare Konstruktion verlängert die Lebensdauer der Möbel, da beschädigte oder veraltete Bauteile gezielt ersetzt werden können. Zudem will das Projektteam die Recyclingfähigkeit optimieren: Die Materialien sollen sich sortenrein trennen lassen und für neue Produkte aufbereitet werden können. Parallel untersuchen die Forschenden die Übertragungsmöglichkeiten auf die Mode- und Caravanbranche.

Dazu sollen verschiedene Ligninmaterialien mit spezifischen mechanischen und verarbeitungstechnischen Eigenschaften entwickelt und getestet werden, etwa thermoplastische Lignincompounds mit einem Ligninanteil von mindestens 40 Prozent, welche die Forschenden für den Einsatz im 3D-Druck, im Spritzguss, in der Extrusion sowie dem Thermoformen optimieren wollen.

Zusätzlich entwickeln sie Ligninschäume in verschiedenen Härtegraden mit Ligningehalten bis zu 80 Prozent, um sie als Kernmaterial für Platten- und Polsterstrukturen einzusetzen. Auch prüft das Team ein 100 Prozent biobasiertes Ligninleder mit über 70 Prozent Ligninanteil - als Alternative zu synthetischen Beschichtungen. Konstruktionskonzepte, die eine sortenreine Demontage (Design for Disassembly) und Wiederverwendung ganzer Module (Design for Cyclability) ermöglichen, sind ebenfalls Teil des Forschungsprojektes.

Mit Rücknahmesystemen wollen die Forschenden sicherstellen, dass die Materialien in den Wertstoffkreislauf zurückgeführt werden. Die entwickelten Werkstoffe und Designs testet das Projektteam in einem modularen Schranksystem und einem Sitzmöbel und überprüft diese Prototypen auf ihre industrielle Skalierbarkeit – also die Möglichkeit der Produktion großer Stückzahlen. Schon bald geht es dann vielleicht mit coolen Schuhen aus Lignin-Leder ins Büro, welches mit einem Schranksystem und Sitzmöbeln aus Lignin eingerichtet ist.