Innovativer Mottenschutz für Schafwolldämmstoffe

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Motivation, Inhalt und Methoden

Biogene Dämmstoffe weisen im Kontext nachhaltigen Wirtschaftens viele Vorteile auf, im speziellen leisten sie einen qualifizierten und messbaren Beitrag zur Verbesserung des Wohlbefinden der Hausbewohner. So zeichnen sie sich unter anderem durch ihre CO2-Neutralität und den geringen Energieverbrauch bei der Umwandlung der Rohstoffe zum Dämmstoff aus. Durch ihre Fähigkeit, Feuchtigkeit aufzunehmen, tragen sie außerdem zu einem gesunden Wohnklima bei. Gerade bei dieser feuchtepuffernden Wirkung ist Schafwolle als Isolationsmaterial unübertroffen. Weitere „Pluspunkte“ dieser tierischen Dämmmaterialien sind die schlechte Brennbarkeit (auch ohne Zusatz von Flammschutzmitteln Brandklasse B2) und die Entfernung von Schadstoffen aus der Luft durch Absorption und Bindung der schädlichen Substanzen an die Keratinfaser. Aufgrund der besonderen Produkteigenschaften sind viele BauherrInnen bereit die im Verhältnis zu anderen Dämmstoffen höheren Preise zu bezahlen.

Der einzige Nachteil der Schafwolle besteht in der Gefahr des Mottenbefalls (Kleidermotte - Tineola biselliella), wodurch eine Ausrüstung des Rohstoffes mit Antimottenmitteln unabdingbar wird. Die für diesen Zweck am häufigsten eingesetzte Substanz - Sulcoforon (in MITIN-Produkten der Fa. CIBA enthalten) stellt als organische Halogenverbindung eine vermeidbare gesundheitliche und umwelttoxikologische Gefährdung dar und widerspricht den Ansprüchen „eco-designter“ Produkte im Bereich des ökologischen Bauens. Mitin, eine an sich schon gesundheitsschädliche Substanz (deren Toxizität bis heute nicht vollkommen geklärt ist), und die sich in biologischen Matrices akkumuliert (da kaum biologischer Abbau wahrscheinlich ist), führt im Brandfall zur Entstehung von Dioxinen, die für ihre enorme Toxizität bekannt sind.

Die Nachteile konventioneller Mottenschutz-Ausrüstung bei Schafwolle und das drohende Mitin FFVerbot in der EU (ab Juli 2006) machen eine rasche Entwicklung einer für Mensch und Umwelt unbedenklichen, aber wirksamen Motten-Prophylaxe nötig. Bisher erforschte Substanzen, wie Extrakte des Neem-Baumes, können aufgrund fehlender Temperaturstabiliät, die beim Schutz von Dämmstoffen essentiell ist, zuverlässige Abwehr der keratinverdauenden Mottenlarven nicht garantieren. Im Forschungsprojekt „Motte & Schafwolle“ wurden daher internationale Literaturrecherchen nach phytochemischen Alternativen mit insektenabwehrender Wirkung durchgeführt, die Ergebnisse evaluiert, im Praxistest überprüft und optimiert. Das Programm umfaßte Screening-Untersuchungen, Rezeptur-Entwicklungen und State-of-the-art-Experimente, bei denen die Kleidermotte auf unterschiedliche Weise wirksamen (ovizid, fraßhemmend, keratinabbauhemmemd, hormonstörend) Extrakten aus (vorwiegend heimischen) Pflanzen exponiert wurde.

Nur teilweise konnten Daten aus der Literatur zur Auswahl von Versuchspflanzen verwendet werden, die anschließend für Extraktionen und Tests auf mottenabwehrende Wirkung geprüft wurden, andere Pflanzen wurden im Hinblick auf spezifische Inhaltstoffe gescreent. Im Mottentest wirksame Extrakte wurden in Folge einer Hitzebelastung unterzogen und erneut getestet. Die Ergebnisse der Experimente führten zur Rezeptur einer Pflanzenextraktmischung, die zur Potenzierung mit mineralischen Komponenten ergänzt wurde. Zusätzlich wurde die antimikrobielle Wirksamkeit der eingesetzten Pflanzen untersucht. Für den Langzeittest wurde ein Versuchsformteil hergestellt, der als Dämmstoffplatte in ein Lehm-Passiv-Haus eingebaut wurde, wo er weiterhin unter Beobachtung steht.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Im Lauf des „Motte und Schafwolle“-Projekts konnte eine - auch unter Hitzebelastung stabile - im Mottentest wirksame Mottenmischung gefunden werden. Sie besteht aus fünf pflanzlichen und zwei mineralischen Komponenten, die sich synergistisch - u.a. in der Kombination von physikalischem Fraßschutz, der Hemmung von für die Verdauung der Wolle nötigen Keratinasen und einer starken Repellentwirkung - gegenseitig ergänzen. Neben Neem und Kieselerde, zweier im Forschungsbereich bekannter Antifeedants, wurden die Wurzel eines Korbblütlers, eines Moschuskrautgewächses und eines Kreuzblütlers, die Samen eines Lippenblütengewächses und das ätherische Öl einer tropischen Graswurzel für den neu entwickelten Mottenschutz ausgewählt. Die nötigen Rohstoffe liegen in großen Mengen für eine spätere kommerzielle Nutzung vor und sind zum überwiegenden Teil für den heimischen Anbau geeignet. In Ergänzung zur insektenabwehrenden Wirkung sind die ausgewählten Pflanzen auch antimikrobiell wirksam und führen so zu einem Schutz des Schafwolldämmstoffs gegen bakteriellen Befall und Schimmelwachstum.

Für eine großtechnische Applikation wurden einige Optionen ausgearbeitet, die in weiteren Versuchen auf ihre Anwendbarkeit und Verfahrenskosten hin untersucht werden sollen. So kommen neben dem klassischen Sprüh- oder Tauchverfahren auch das Einbringen von zerkleinertem Pflanzenmaterial, das Einfilzen von mit Mottenschutz gefüllten Nanofasern (aus Keratin oder Bioplastik wie Polymilchsäure) und das Aufbringen eines geschmolzenen Biokunststoff-Mottenextrakt-Gemischs mittels Walzen auf das Vlies in Frage. Als wichtige Faktoren sind hier die benötigte Rohstoffmenge, Kosten und Energiebedarf der jeweiligen Verfahren, Fixierung der Wirkstoffe an der Schafwolle und ein gewisser Retardierungseffekt (für eine Langzeitwirkung im Dämmstoff) zu nennen.

Im anwendungstechnischen Versuch wurde ein Versuchsformteil mit dem neuen Mottenschutz ausgerüstet und in ein Musterhaus eingebaut, um zu überprüfen, ob ein Mottenbefall nach dem Einbau erfolgreich unterbunden wird. Die Ergebnisse können aufgrund der Jahreszeit - im Winter ist ein Motteninfestation sehr unwahrscheinlich - erst im Sommer ausgewertet werden.

Die Probleme bei der Herstellung des Formteils mit der einfachsten Applikationstechnik - dem schichtweisen Einbringen von zerkleinertem Pflanzenmaterial und den als Pulver vorliegenden mineralischen Komponenten mit Wasserglas als Fixierungsmittel zwischen die Filzlagen der Wolle - legen nahe, dass weitere Anwendungstests mit den erwähnten Applikationstechnologien durchgeführt werden müssen, die auf Grund ihres arbeitsaufwändigen und kostspieligen Rahmens nicht möglich waren. So wäre die Nutzung von trockenen, zerkleinerten Teilen der Mottenschutzpflanzen zwar sowohl als Trockenverfahren als auch wegen des Wegfallens der Extraktionstechnologie, von Vorteil. Bisher konnte allerdings noch keine ausreichende Haftung der Partikel erreicht werden und ein Upscaling auf eine voll-automatische Applikation scheint aufgrund des Standes der Technik bei der Herstellung von Wollfilz nur schwer möglich.

Um dennoch eine schnelle Umsetzung der neuen Mottenmischung für Schafwolldämmstoffe - und andere Wollprodukte im Haushalt - zu ermöglichen und damit die Schafhaltung und schafwollverarbeitende Betriebe in Europa zu erhalten (die ohne Alternative auf Grund des Mitin-Verbots auf Nicht-EU-Standorte ausweichen würden) werden auch nach Abschluss dieses Projekts - ergänzt mit neuen Partnern - weitere Forschungsvorhaben durchgeführt.

Projektleiter

Hanswerner Mackwitz
alchemia-nova Institut für innovative Pflanzenforschung

Projektmitarbeiter

• Veronika Reinberg
• Brigitte Salcher
• Alfred Strigl
• Johannes Kisser

Projekt- und Kooperationspartner

• Hubertus Kleeberg
  Trifolio-M, Lahnau (D)
• Roland Meingast
  natur & lehm, Tattendorf (NÖ)
• Alexander Lehner
  Isolena, Waizenkirchen (OÖ)
• Walter Schober
  Bioinnova, Heiligenkreuz (Bgl.)

Unterstützende Mitarbeit

• Michael Gross
  biohelp Wien
• Anton Hagspiel
  Hagspiel Naturbaustoffe, Doren (Vbg.)
• Harald Greger
  Institut für Botanik, Universität Wien
• Wolfgang Harand
  BION Verein zur Erforschung bioaktiver Naturstoffe
• Brigitte Brem, Elisabeth Kaltenegger
  Verein zur Erforschung bioaktiver Naturstoffe und ihrer ökologischen Bedeutung (BION)
• Gerhard Karg
  BUGS Kaiserslautern (D)
• Edmund Hummel
  Trifolio-M, Lahnau (D)
• Andreas Greiner
  FB Chemie Universität Marburg (D)
• Peter Laßnig
  Biogärtnerei Gänserndorf (NÖ)
• Franz Neubauer
  Ecolabor, Stainz (Stmk.)
• Helmut Pelzmann
  Landwirtschaftliches Versuchszentrum Wies (Stmk.)
• Susanne Schemitz, Wien
• Josef Schett
  Villgrater Naturprodukte, Josef Schett KG Innervillgraten Tirol
• Josef Spritzendorfer
  Natureplus, Abensberg (D)
• Magdalena Reinberg
  Reinberg Translations, Wien
• Vittorio Veronelli
  CBC Europe, Mailand (Italien)