Ausgeforscht: Enzyme für umweltfreundliches Aushärten

Kunterbunte Lackwelt, Quelle: www.ruco.ch

Als Innen- und Außenlacke finden Alkydharz-Lacke für Holz und Metall gerne Verwendung, da sie besonders hart sind und sich dadurch als sehr widerstandsfähig gegen mechanische Beanspruchungen erweisen. Darüber hinaus sind sie beständig gegen Hitze und Chemikalien.
Einen nicht zu unterschätzenden Nachteil bildet bisher allerdings die Zugabe von Kobaltverbindungen, die für eine schnellere Trocknung beigegeben und gleichzeitig verdächtigt werden krebserregend zu sein.
Aus diesem Grund sind zum einen strengere Grenzwerte eingeführt worden. Zum andern sucht die Lackindustrie nach möglichen Alternativen.
Ebenfalls auf der Spur nach einem Ersatzprodukt war das in Graz ansässige Austrian Centre of Industrial Biotechnology (ACIB) mit seinem Firmenpartner Cytec Austria. In Zusammenarbeit wurden die Forscher schließlich fündig und konnten einen Prozess entwickeln, in welchem Enzyme als Biokatalysator Einsatz finden und somit Kobalt ersetzen.

Laccase von M. albomyces, Quelle: chemistry.umeche.maine.edu

Der Einsatz von Enzymen aus holzbesiedelnden Pilzen bzw. aus dem Baumpilz Trametes hirsuta, brachte den gewünschten Erfolg. „Wir wussten, dass der Pilz Enzyme enthält, die wir suchen,“ so ACIB-Projektleiter und Enzymspezialist Georg Gübitz. Die speziellen Enzyme sind der Gruppe der Laccasen zuzuordnen, die zum einen sehr stabil sind und zum andern lediglich Sauerstoff als Co-Faktor benötigen.
Für den gewünschten optimierten Einsatz wurden die Gene mehrerer Laccasen von den Grazer Biotechnologen mittels Methoden der synthetischen Biologie in einen Standard gebracht, durch den sie preiswert und sicher im Labor produziert und eingesetzt werden können. Für ihre Verwendung in der Lackproduktion musste in weiterer Folge ein spezielles Verfahren entwickelt werden, in welchem die Laccasen durch den Sauerstoff in der Luft die ungesättigten Fettsäuremoleküle im Alkydharz-Lack verbinden und damit einen schnelleren Trocknungsprozess verursachen.

Das innovative und dabei umweltschonende Verfahren ist bereits für ein Patent eingereicht und Katrin Greimal vom Grazer K2-Zentrum für industrielle Biotechnologie (ACIB) zeigt sich über die Eigenschaften der Enzyme im Trocknungsprozess zufrieden: „Die Laccasen schaffen das ebenso gut wie der bisherige Kobaltzusatz.“ Für 2014 ist die Markteinführung geplant.

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