klein holzschutz und holzbeschichtungen
© Guido Miller - Fotolia.com

Holzschutz und Holzbeschichtungen

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 Holzschutz und Holzbeschichtungen

 

  • Lösungen zur Verbesserung des Lichtschutzes und der Beschichtungsqualität von transparent beschichteten Produkten aus dunklen natürlichen Hölzern sowie TMT Open or Close

    Bearbeiter: IHD: Dr. habil. Mario Beyer, Markus Müller

    Es war das Ziel dieses Vorhabens, die Lichtbeständigkeit von Produkten aus thermisch modifizierten (TMT) sowie dunklen tropischen Hölzern zu verbessern. Die Arbeiten waren motiviert durch die Tatsache, dass konventionell in Holzbeschichtungen verwendete Lichtschutzmittel bei dunklen Hölzern nicht zur Wirkung kommen bzw. sogar zu einer Verstärkung ihrer Verfärbung führen können. Die Untersuchungen sollten an den Produktgruppen Parkettfußboden und Möbeloberflächen durchgeführt werden. Dabei sollten neue Wege beschritten werden, die die relevanten strukturellen Aspekte der dunklen Hölzer, z. B. die Fotochemie ihrer niedermolekularen Inhaltsstoffe, aber auch die Mobilität der lichtempfindlichen Verbindungen in der Holzoberfläche besser berücksichtigen. Die zu erarbeitenden Maßnahmen zielten außerdem auf eine verbesserte Haftung und Langzeitstabilität der Beschichtungen. Basierend auf einer besseren Kenntnis der Veränderungen, die bei der Einwirkung von Licht auf die Oberflächen von dunklen tropischen Hölzern bzw. TMT vor sich gehen, sollten geeignete Lösungen für Holzbeschichtungen im Innenbereich erarbeitet werden, die zu einer erhöhten Lichtechtheit von Produkten aus diesen Materialien führen.

    Laufzeit: 01.11.08–31.10.10

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • UV-Selbstschutz von Holzoberflächen durch Cellulosefasern Open or Close

    Bearbeiter: Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau: Thomas Volkmer (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA))

    Beschreibung: In einer ersten Phase des Projektes analysieren und bewerten die Forschenden verschiedene Möglichkeiten der Delignifizierung. Dabei beurteilen sie die Tiefenwirkung des Ligninabbaus und die mechanischen und optischen Veränderungen auf der Oberfläche. In einer zweiten Phase des Projektes untersuchen sie, inwieweit die delignifizierte Oberfläche mechanisch stabilisiert und wasserabweisend werden kann.

    Projektziel: Ziel des Projekts ist es, einen holzeigenen Schutz vor schädlichen Wirkungen der Ultraviolettstrahlung auf der Oberfläche des Holzes zu entwickeln und zu stabilisieren.

    Laufzeit: 2012–2014

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Beschichtungssystem auf Holz mit Selbstreinigungseffekt Open or Close

    Eignung eines Beschichtungssystems auf Holz und Holzwerkstoffen unter Ausnutzung des Selbstreinigungseffekts

    Bearbeiter: IFT Rosenheim: Dr. Helmut Hohenstein, Dipl.-Ing. (FH) Torsten Voigt, Dipl.-Ing. (FH) Siegfried Lechner

    Beschreibung: Ziel des Vorhabens ist es, die möglichen Auswirkungen zu untersuchen, die der als Lotuseffekt bekannt gewordene Selbstreinigungseffekt auf Beschichtungssysteme maßhaltiger Bauteile aus Holz, insbesondere Fenster, erzielen kann.

    Die Verschmutzung der Oberfläche soll dadurch verringert werden, dass Verschmutzungspartikel weniger fest anhaften können und über frühzeitig  abfließendes Wasser mittransportiert werden. In der Folge weniger verschmutzter und trockener Oberflächen soll sich damit gemäss biologischem Vorbild das Wachstum von Algen und Mikroorganismen auf entsprechend wirksamen Oberflächen
    reduzieren.

    Es soll insbesondere auch erreicht werden, dass durch eine verminderte  Benetzbarkeit der Beschichtungsoberfläche mit Wasser infolge der mikrostrukturierten
    Oberfläche und der ausgeprägten Oberflächenhydrophobie die Feuchtebelastung
    der Beschichtung und der Holzkonstruktion reduziert wird.

    Die technische Umsetzung des Effekts auf den witterungsbeanspruchten Oberflächen maßhaltiger Bauteile aus Holz soll zu einer Verringerung der Feuchteänderungen und damit der Beanspruchung insgesamt führen.

    Es wird auf durch beteiligte Projektpartner entwickelte Beschichtungsprodukte
    zurückgegriffen.

    Laufzeit: April 2003

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Optimierung des chemischen Holzschutzes von Kiefern- und Fichtenholz im Fensterbau Open or Close

    Bearbeiter: ift Rosenheim: Dr.-Ing. Odette Moarcas, Dipl.-Ing. (FH) Siegfried Lechner

    Ausgangssituation/Problemstellung: Schäden durch holzzerstörende und holzverfärbende Pilze führen in den letzten Jahren zu einem erheblichen Image- und Umsatzverlust des Holzfensters. Konstruktive Maßnahmen, die dauerhaft sicherstellen, dass die Holzfeuchte an allen Stellen eines Fensters stets unter ca. 25 % bleibt, können das Pilzwachstum verhindern. Wenn die Holzfeuchte des Fensters jedoch aufgrund von nie auszuschließenden kleineren Mängeln über die kritische Holzfeuchte ansteigt, soll ein chemischer Holzschutz unter anderem die Reaktionszeit zur Ausbesserung der Mängel verlängern. An dieser gängigen Praxis des vorgeschriebenen chemischen Holzschutzes von Holzfenstern sind erhebliche Zweifel aufgetreten. Es ist tatsächlich nicht sicher, ob die kritischen Stellen von Fenstern hierdurch überhaupt nennenswert geschützt werden, da die Besiedelung durch holzzerstörende Pilze überwiegend über die chemisch nicht geschützten Eckverbindungen erfolgt.

    Weiterhin können die Angaben für die Eindringtiefe und -menge des Holzschutzes durch Imprägnierungsmethoden sowie Tauchen und Fluten kaum eingehalten werden. Deutschland ist im europäischen Vergleich nahezu das einzige Land, das den chemischen Holzschutz von Fenstern aus empfindlichen Holzarten wie der Kiefer ausschließlich durch Tauchen oder Fluten, also mit einem Randschutz praktiziert. Im europäischen Ausland wird entweder auf den Einsatz von Kiefernholz gänzlich verzichtet (z. B. Niederlande), oder aber ein konsequenter Tiefenschutz des Holzes durch Druckimprägnierung vorgenommen (z. B. Skandinavien). Es kann als gesichert angenommen werden, dass durch die Übernahme von technischen und legislativen Konzepten des europäischen Auslandes eine deutliche Verbesserung des chemischen Holzschutzes in Deutschland erreichbar wäre.

    Zielsetzung:

    • Abschätzung der Schadenshäufigkeit durch Bläue und Fäulnis
    • Entwicklung einer zerstörungsfreien Prüfmethode zur Beurteilung der Fehlverleimungen von Eckverbindungen, Messung der Aufnahmemengen mit den bestehenden Methoden der Holzschutzeinbringung.
    • Analyse der Holzschutzkonzepte der europäischen Nachbarstaaten
    • Voruntersuchungen zum Einsatz eines biozid eingestellten Klebstoffen mit gezielten Schutz der Eckverbindungen

    Hauptziel: klare Handlungsempfehlungen für einen sachgerechten, chemischen Holzschutz im Fensterbau

    Ergebnisse: Eine wesentliche Voraussetzung für die Anwendung von Bioziden ist der Nachweis ihrer Wirksamkeit gegen holzzerstörende Pilze. Er fehlt jedoch für die in Deutschland gängige Praxis der vorbeugenden Behandlung von Fenstern auf Fichte und Kiefer am bereits verklebten Rahmen.

    Die diesem Projekt durchgeführte systematische Untersuchung von mehr als 2100 deckend weiß beschichteten Fenstern bezüglich vorhandener Behandlung, Belastungssituation und Auftreten von zerstörendem Pilzbefall ergab keinen eindeutigen Beleg für eine Wirksamkeit der derzeitigen Praxis des vorbeugenden chemischen Holzschutzes. Zudem waren nur bei einer Minderheit der untersuchten Fenster überhaupt in nennenswerter Menge eingebrachte Wirkstoffe nachweisbar. Weitere Untersuchungen in repräsentativ ausgewählten Fensterbaubetrieben belegen, dass die vorgeschriebenen Soll-Einbringmengen in einmaliger Behandlung mit wässrigen Produkten unter Praxisbedingungen tatsächlich nicht zu erreichen sind.

    Statistisch eindeutig nachgewiesen werden konnte der Zusammenhang zwischen der Intensität der Witterungsbelastung, resultierend aus ungeschützter Einbaulage und Gebäudehöhe und einer zunehmenden Schadenshäufigkeit durch holzzerstörende Pilze. Nach 10-jähriger Nutzungszeit beträgt die Schadensquote in den unteren drei Stockwerken etwa 0,5 %. Im zehnten und elften Obergeschoss lag die Quote der von Fäulnis betroffenen Fenster bereits bei ca. 10 % und liegt damit in einer Höhe, die für Ausführende und Nutzer in keiner Weise als akzeptabel bezeichnet werden kann. Der zerstörende Pilzbefall trat an den betroffenen Fenstern ausschließlich im Bereich undichter bzw. undicht gewordener Rahmenverbindungen auf. Dagegen wurden keine vergleichbaren Schä­den, ausgehend von vorhandenen Mängeln, einer unzureichend gewarteter Oberflächenbeschichtung oder von auftretenden Rissen im Holz festgestellt. In Labor und Praxisversuchen wurde hierzu das Verfahren der LUS-Thermographie (LUS = leistungsultraschallangeregt) als Hilfsmittel zur Erkennung geöffneten Eckverbindungen erprobt.

    Aufbauend auf den in Deutschland bestehenden technischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen und Anforderungen sind insbesondere chemische Behandlungsmethoden erfolgversprechend, die zielgerichtet oder punktuell verstärkt das Holz im Inneren der Rahmenverbindungen schützen. Die bereits häufiger anzutreffende chemische Holzschutzbehandlung der Einzelteile im Tauch/Flutverfahren stellt eine technisch bereits gut verfügbare und ökonomisch vertretbare Alternative zur aktuellen Praxis dar. In Laborversuchen wurde nachgewiesen, dass Leimfugen handelsüblicher PVAc-Leime prinzipiell von holzzerstörenden Pilzen durchwachsen werden. Die Ausrüstung mit Bioziden verhinderte die Durchwachsung, so dass dieser erfolgversprechende Weg zum Schutz von Fenstern weiter in einem Folgeprojekt untersucht werden sollte.

    Projektlaufzeit: Februar2006 bis Februar 2008

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Optimierung und Weiterentwicklung von Balkonen Open or Close

    Bearbeiter: Holzforschung Austria: DI Claudia Auer

    Beschreibung: Holzbalkone sind extremer Bewitterung wie Regen und Sonneneinstrahlung ausgesetzt, deshalb gelten an Oberflächenbehandlung und Konstruktion hohe Anforderungen. Im Rahmen des Projektes mit Balkon- und Beschichtungsmittelherstellern sollte die Wettbewerbsfähigkeit verbessert werden. Über 100 Balkone wurden begutachtet, baurechtliche Anforderungen und das statische System beleuchtet. Es wurden Konzepte zu geforderten Holzschutzmaßnahmen entwickelt. Konstruktionsdetails wurden optimiert und Richtlinien erstellt, die im Mai 2006 publiziert werden.

    08. Juli 2008

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Entwicklung einer multifunktionalen transparenten Beschichtung für Holzbauteile im Außenbereich Open or Close

    Bearbeiter: Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau: Urs von Arx

    Beschreibung:

    1. Entwicklung eines transparenten mitteldicken (60µm) Systems mit kombiniertem UV-Schutz und eines transparenten dünnen (20µm) Systems mit ›easy to clean‹-Eigenschaften
    2. Analyse und Bewertung der Beschichtung im flüssigen Zustand.
    3. Applikation, Alterungstest und Auswertung des Bewitterungsverhaltens
    4. Analyse der eventuellen Auswaschung der Nanopartikel
    5. Herstellung der Beschichtungsformulierung im Pilot-Massstab
    6. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Wartungsindikator für Holzbauteile Open or Close

    Entwicklung von Referenzmaterialien zur Erfassung von Witterungseinflüssen

    Bearbeiter: Holzforschung Austria: DI Dr. Gerhard Grüll

    Beschreibung: Bei bewitterten Holzbauteilen, wie Fenstern, Fassaden, Balkonen, Zäunen etc., ist die regelmäßige Instandhaltung der Beschichtung von entscheidender Bedeutung. Dafür soll ein Wartungsindikator entwickelt werden, der zum richtigen Zeitpunkt ein für den Nutzer erkennbares Signal für notwendige Wartungsmaßnahmen anzeigt.

    Das Projekt beschäftigt sich mit der Suche und Entwicklung von Referenzmaterialien zur Erfassung von Witterungseinflüssen und mit der Klassifizierung der Dauerhaftigkeit von Holzaußenbeschichtungen als Grundlage für ein neues Wartungskonzept für Holzbauteile im Außenbereich.

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Geölte und gewachste Holzoberflächen Open or Close

    Bearbeiter: Holzforschung Austria: DI Dr. Gerhard Grüll, DI Andreas Illy

    Beschreibung: Die Behandlung von Holzoberflächen mit Ölen und Wachsen bei Möbeln und Holzfußböden hat eine große Marktbedeutung. In Kooperation mit dem ACR-Insititut „ofi“ wurde eine vergleichende Prüfung von Beschichtungsprodukten durchgeführt und auf dieser Basis eine Studie zur Produktgruppendefinition und Qualitätseinstufung geölter und gewachster Holzoberflächen erarbeitet. Die Ergebnisse sind Basis zur Überarbeitung bzw. Erstellung von Normen und Richtlinien für die Bereiche Möbeloberflächen und Holzfußböden.

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • New biofriendly tannin-based wood preservatives Open or Close

    Bearbeiter: FH Salzburg, Holz und Biogene Technologien: Dr. Gianluca Tondi

    Beschreibung: Wood preservation is a branch of science which is always looking for new up-to-date solutions to maintain unaltered the characteristics of timber. Especially nowadays, the availability and use of environmentally friendly wood preservatives are strictly required. In this way several ideas and many publications have been proposed to replace heavy-metal based formulations in the last years e.g. using tannins. 
    However, there are still some drawbacks for the use of tannins in wood preservation in order to make them interesting and applicable for industrial use, like their high solubility in water and consequently the high leachability. Our approach is the optimization of a more performing, environmentally-friendly tannin-bore formulation and the development of new bio-friendly, non-toxic and 100 % natural wood preservatives derived from low cost poly-phenolic compounds. Moreover, the introduction of additives such as phosphoric compounds in the formulation of the wood preservatives will be analyzed to bring new functionality to the wood material (e.g. fire-resistance) without modifying the properties as wood-preservative. Various wood species and different tannin based formulations will be investigated in this project. The important wood properties will be determined against the European Norms for wood preservation certification to give a statement of the potential of the wood preservative treatment for industrial applications. Also the parameters of importance at the chemical level in such wood preservatives performance induced by the different wood-derived tannins used will be determined.
    A successful finish of the proposed project enables knowledge on the usability of various environmentally-friendly tannin based formulations as wood preservatives and the influence of these formulations to the process of timber treatment and final wood properties (e.g. long-term protection, resistance against biological agents). The gained knowledge is essential for further projects to get commercially useable results.

    Laufzeit: Juli 2010 bis Juni 2011
    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Entwicklung eines umweltverträglichen und langzeitwirksamen Holzschutzes Open or Close

    Bearbeiter: Thünen-Institut für Holzforschung: Peek, R.-D.; Leithoff, H.

    Beschreibung: Die Verwendung chemischer Wirkstoffe ist vom Gesetzgeber grundsätzlich dann vorgeschrieben, wenn tragende und aussteifende Holzbauteile vorbeugend gegen Befall durch Insekten und Pilze zu schützen sind und das Schutzziel anderweitig nicht erreicht werden kann. Während die Wirksamkeit der meisten marktgängigen Schutzmittel gegen holzzerstörende und holzverfärbende Organismen nahezu unbestritten ist, sind die in letzter Zeit immer häufiger geäußerten Vorbehalte gegen die Umweltverträglichkeit der eingebrachten Holzschutzmittel sehr ernst zu nehmen. Vor diesem Hintergrund sind dringend neue Lösungen zu suchen, die den Absatz langzeitbehandelter Hölzer nicht gefährden, sondern möglichst noch steigern. Das Vorhaben zielt darauf ab, metallfreie Wirkstoffe im Hinblick auf eine zügige und konsequente Markteinführung weiterzuentwickeln. Die komplexe polymere Struktur des eingesetzten Hauptwirkstoffs dient als Carrier zum Transport in das Holz für das Biozid wirksame Strukturelement quaternäres Ammoniumsalz und stellt sicher, dass der Wirkstoff außerordentlich schwer flüchtig ist. Der Verzicht auf Schwermetalle in den Formulierungen bietet einerseits die Gewähr, dass nach Ende der Nutzungsdauer keine persistenten Rückstände, wie z. B. Verbrennungsrückstände, in die Umwelt gelangen. Andererseits ist dadurch jedoch die Wirksamkeit gegen Moderfäule eingeschränkt, so dass bisher nur Anwendungen für die Gefährdungsklassen 1 & 2 nach DIN 68 800 möglich sind. Durch Zusatz von geeigneten Hilfs- und Wirkstoffen sowie unter Beibehaltung der bisherigen Umwelteigenschaften ist geplant, die Verwendung auf die Gefährdungsklassen 3 & 4 vollständig auszudehnen. Damit soll das neue Holzschutzsystem zu einer kostengünstigen Verarbeitung vornehmlich einheimischer Holzarten beitragen und zugleich neue Absatzchancen auf bestehenden und neuen Märkten eröffnen.

    Ergebnis: In Zusammenarbeit mit der Rütgers Organics GmbH, Mannheim und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin wurden zwei metallfreie Schutzmittelformulierungen für den Einsatzbereich in den Gefährdungsklassen 1 bis 4 entwickelt. Hierzu wurde die Kombination von 18 Wirkstoffen in insgesamt 177 Formulierungen untersucht. Neben der Entwicklung der Holzschutzmittel wurden Screening- und Prüfmethoden entwickelt bzw. an die Besonderheiten der metallfreien Holzschutzmittel angepasst und auf verschiedenen Konferenzen vorgestellt. Weiterhin wurde das Verbrennungsverhalten der imprägnierten Hölzer untersucht und es wurden Analyseverfahren für den Nachweis der eingesetzten organischen Wirkstoffe in Holz und Flüssigkeiten erarbeitet.

    Laufzeit: Mai 2001 bis April 2005

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Dosis-Wirkungsbeziehungen von Holzbeschichtungen Open or Close

    Bearbeiter: Fraunhofer-Institut für Holzforschung – Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, Dr. Guido Hora

    Beschreibung: Die Lebensdauer von polymeren Beschichtungen auf Holz in der Außenanwendung hängt maßgeblich von denen auf diese einwirkenden Klimafaktoren ab. Zusammenhänge zwischen der Lebensdauer und den wirksamen Klimafaktoren sollten sich durch die Ermittlung von chemisch-physikalischen Änderungen in der Polymermatrix und deren Beziehungen zu mathematisch berechneten Klimaindizes darstellen lassen. Die Lebensdauer bestimmenden Eigenschaften von Holzbeschichtungen hängen wesentlich von den regional unterschiedlich ausgeprägten Klimafaktoren und von der Art des polymeren Bindemittels ab. Im Allgemeinen bauen sich polymere Materialien durch photooxidative Prozesse, wie Kettenspaltung, Vernetzung und das Entstehen oxidativer Abbauprodukte, ab. Mit längerer Bewitterungszeit führen diese photochemischen Prozesse zu physikalischen und mechanischen Veränderungen im Beschichtungssystem.

    Um das Langzeitverhalten von polymeren Holzbeschichtungen unter Praxisbedingungen gezielter vorhersagen zu können, wurden im Rahmen einer Ermittlung von Dosis-Wirkungsbeziehungen an drei praxistypischen Holzbeschichtungsaufbauten deren Alterungsphänomene ermittelt und statistisch analysiert. Dazu wurden an zehn Bewitterungsstationen in Nordamerika, Europa, Asien und Australien in Anlehnung an DIN EN 927 beschichtete Fichtenholzplatten für zwölf Monate bewittert. Die Fichtenholzplatten wurden am Fraunhofer WKI hergestellt und vor sowie im Anschluss an die jeweiligen Expositionen bewertet. Die Dosisgrößen D wurden mittels verschiedener in der Literatur beschriebener Klimaindexformeln für die jeweiligen Bewitterungsstationen berechnet. Überdies hinaus wurden anhand der berechneten Korrelationsergebnisse zwei neue Klimaindizes abgeleitet. Die chemischen Degradationsprozesse des verwendeten lösemittelbasierten rot-braun pigmentierten Alkydsystems, des wasserverdünnbaren weißen Spezial-Acrylharzaufbaus und der wasserverdünnbaren Acrylharzlasur (Eiche hell) wurden mittels FTIR-Spektroskopie im ATR-Modus analysiert. Neben den chemischen Degradationsprozessen wurden auch die Farb- und Glanzveränderungen der Beschichtungsaufbauten sowie deren Erscheinungsbilder nach Bewitterung als Wirkungsgrößen W definiert. Der chemische Abbaumechanismus konnte an der für Alkydsysteme typischen asymmetrischen (C-H) CH2-Streckschwingung bei 2920 cm-1, an der symmetrischen (C-H) CH2-Streckschwingung bei 2850 cm-1 und der C=O-Streckschwingung bei 1730 cm-1 reproduzierbar charakterisiert werden.

    Mittels der auf die Proben einwirkenden Klimafaktoren wurden statistische Zusammenhänge zwischen den Klimaindizes, den chemischen und den optischen Veränderungen gefunden. Dazu wurden zwischen den Klimaindizes und den gemessenen FTIR-ATR-Abbauraten die linearen Korrelationen nach Pearson ermittelt. Zur Betrachtung von nichtlinearen Zusammenhängen und zur Minderung des Einflusses von Ausreißern in den Messwerten wurden zusätzlich die Rangkorrelationen nach Spearman berechnet. Anders als Pearsons Korrelationskoeffizient benötigt der von Spearman weder die Annahme, dass die Beziehung zwischen den Variablen linear ist, noch ist es erforderlich, dass die Variablen auf einer Intervallskala gemessen werden.
    Die vorliegenden Ergebnisse haben gezeigt, dass sich Degradationsprozesse an komplexen polymeren und anorganischen Mischsystemen, die neben der Bindemittelmatrix auch Füllstoffe, Pigmente und weitere Additive enthalten, mittels ATR-Spektroskopie bestimmen lassen. Die korrespondierenden Auswertungsergebnisse können dann mit den auf die Mischsysteme einwirkenden Klimafaktoren in einen statistischen Zusammenhang gebracht werden. Durch diese Methodik ist es denkbar, die Dauerhaftigkeit von Alkyd-basierten Holzlacksystemen zukünftig mit Hilfe der vorliegenden mathematischen Berechnungsmodelle an lediglich einer überschaubaren Anzahl an Bewitterungsstationen zu testen und die Ergebnisse mit Hilfe der errechneten Klimaindizes auf andere Klimaregionen zu übertragen. Anhand der ermittelten Korrelationen sollen darüber hinaus verbesserte Zyklen in Xenon-basierten und fluoreszierenden Bewitterungsgeräten abgeleitet und verlässlichere Lebensdauerabschätzungen für Holzbeschichtungen vorgenommen werden.

    Laufendes Projekt

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Dauerhafte, wasserbasierende Beschichtungen für holzhaltige Wood-Plastic Composites, WPC Open or Close

    Bearbeiter: Fraunhofer-Institut für Holzforschung – Wilhelm-Klauditz-Institut WKI: Dr. Claudia Schirp, Dr. Arne Schirp

    Beschreibung: Ziel des in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich Oberflächentechnologie und dem Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. durchgeführten Projekts ist es, eine lösemittelfreie, wasserbasierte Beschichtung für Fassaden-Profile aus Wood-Plastic Composites (WPC) zu entwickeln. Lösemittelbasierte Beschichtungen für Kunststoffe weisen zwar eine gute Haftfestigkeit und gute Benetzung der Oberfläche auf, finden jedoch aufgrund rechtlicher Regulierungen wie der VOC-Richtlinie (1999) und der Decopaint-Richtlinie (2004) immer weniger Verwendung.

    Zur Vermeidung bzw. Reduzierung witterungsbedingter Veränderungen von WPC stehen grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Hierzu zählen die Verwendung von Pigmenten und UV-Schutzmitteln in der gesamten -Rezeptur der Wood-Plastic Composites, Holzvorbehandlung, Co-Extrusion, Ummanteln mit Folien sowie Pulver- und Nasslackierung. Eine flüssige Beschichtung kann den Anforderungen an Dauerhaftigkeit, Farbgebung und Design bei der Anwendung als Fassade effektiver und flexibler gerecht werden. Es muss somit nur eine WPC-Rezeptur ohne Pigmente und UV-Schutz extrudiert werden, da Farbgebung und UV-Schutz durch die nachträglich aufgebrachte Beschichtung realisiert werden können. So können auch kleinere Losgrößen wirtschaftlicher produziert werden.

    Oberflächen von WPC lassen sich derzeit nicht zufriedenstellend mit wasserbasierten Lacken beschichten. Die Ursache dafür liegt in der niedrigen Oberflächenenergie und der kaum vorhandenen Funktionalität und somit einer schlechten Benetzbarkeit und dem Fehlen von Ankerplätzen des Materials mit wässrigen Bindemitteln. Die Zielstellung kann nicht allein mit Technologien, wie sie aus der Kunststoffbeschichtung bekannt sind, gelöst werden, da der Unterschied zwischen Polypropylen und WPC in der Inhomogenität des Materials und der höheren Oberflächenrauigkeit besteht. Aus ökologischer Sicht ist es wünschenswert, nicht nur den Decklack, sondern auch den Primer lösemittel- und halogenfrei zu formulieren. Auch im Hinblick auf das Entsorgen und Recyclen des Werkstoffs sind halogenfreie Produkte, die sowohl halogenfrei in der Kunststoffkomponente im Verbundwerkstoff als auch halogenfrei in der Primer- und Decklackformulierung sind, anzustreben.

    Die in diesem Projekt erarbeiteten Forschungsergebnisse sollen den Zusammenhang zwischen Oberflächenbeschaffenheit, Oberflächenenergie, Oberflächenfunktionalität, Benetzbarkeit und Haftfestigkeit beschreiben und erklären. Hierzu werden zum einen spezielle WPC-Rezepturen am Fraunhofer WKI extrudiert, zum anderen werden Profile aus industrieller Herstellung verwendet. Mit diesen Ergebnissen soll es möglich sein, für verschiedene Substrate jeweils optimale Empfehlungen im Hinblick auf Vorbehandlung und Primerauswahl abzuleiten. Darüber hinaus sollen die Forschungsergebnisse den Haftverbund zwischen dem Substrat WPC und verschiedenen Bindemittelklassen sowie den Einfluss von Oberflächenvorbehandlungen erläutern.

    Durch die Verwendung von WPC mit Wasserlacken könnten im Bauwesen neue Anwendungen und Märkte erschlossen werden, z. B. für Fassaden- und Fensterprofile. Das Marktwachstum von WPC in Europa verlief in den letzten Jahren rasant, und die Aussichten für weiteres Wachstum werden positiv beurteilt. Insgesamt besteht aktuell in Deutschland ein Produktionsvolumen von ca. 50.000 t jährlich, während für Europa eine Kapazität von 120.000 t geschätzt wird.

    Wesentliche Vorteile der Flüssigbeschichtung von WPC für die mittelständische Industrie sind eine gute Applizierbarkeit der Beschichtungssysteme auch auf kleineren Losgrößen, die Flexibilität der Farbgebung, geringere Lagerhaltung, da nur eine Farbe extrudiert und vielfältig beschichtet werden kann, und dem Verzicht auf größere Investitionen. Die Verwendung von umweltfreundlichen, wasserbasierenden Bindemitteln und der Verzicht auf halogenhaltige Ausgangsstoffe stellen darüber hinaus einen wertvollen Beitrag zum Umweltschutz dar.

    Laufendes Projekt

    Projektinformationen... (17.11.2015)

  • Nanotechnologie im Dienste der Holzkonservierung Open or Close

    Bearbeiter: Universität Freiburg/Schweiz, Adolphe Merkle Institut: Prof. Alke Fink

    Beschreibung: Im Fokus der Holzschutzforschung standen in den vergangenen Jahren umweltfreundliche Holzschutzmittel und -methoden, bei denen auch Nanomaterialien zur Anwendung kommen. Frühere Studien haben gezeigt, dass deren Wirksamkeit zum einen von der Grösse und der Einheitlichkeit der Partikel abhängt und zum anderen davon, wie gut die Nanomaterialien Zellwände durchdringen und mit den Bestandteilen des Holzes in eine Wechselbeziehung treten können. Allerdings lassen sich die Studienergebnisse nur schwer miteinander vergleichen, weil die Partikelgrössen in den untersuchten Präparaten stark variieren. Es bedarf also systematischer Untersuchungen, um das Potenzial der Nanotechnologie im Holzschutz abschätzen zu können.

    Projektziel: In dieser Studie untersuchen die Forschenden systematisch die Wechselwirkung zwischen den unterschiedlich großen, definierten, ultrakleinen Partikeln und dem Holz. Ziel ist es, die Eigenschaften von neuen Nanomaterialien und deren Wirkungsweise in der Holzforschung besser zu verstehen und mögliche Umwelt- und Gesundheitsrisiken abzuschätzen. Die komplexe Fragestellung bearbeiten in diesem Projekt Experten der Partikelsynthese und -charakterisierung, der Holztechnologie, der Mikroskopie und der Nanotoxikologie.

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Nanotechnology: Implications for the Wood (Preservation) Industry Open or Close

    Bearbeiter: Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau: Thomas Volkmer

    Beschreibung: Nanopartikel auf Silicabasis werden in definierter Größe und Konzentration hergestellt und durch unterschiedliche Verfahren in das Holz eingebracht. Danach erfolgt eine mikroskopische Analyse der Proben zur Bewertung der Verteilung und Fixierung. Im weiteren Verlauf werden die Partikel mit organischen Bioziden modifiziert und wiederum in das Holz eingebracht. Die Effektivität der Imprägnierung wird dann anhand verschiedener Pilzversuche analysiert.

    Projektziel:

    1. Analyse des Eindringverhaltens und der Verteilung der Nanopartikel im Holz
    2. Nutzung der Nanopartikel als Trägersubstanzen für organische Biozide
    3. Bewertung der möglichen Umwelt- und Gesundheitsrisiken

    Laufzeit: 2012–2014

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Kombinierte Behandlung von Holz mit Nanopartikeln Open or Close

    Verbesserung der Eigenschaften von einheimischen Holzarten für die Anwendung im Außenbereich durch kombinierte Tränk- und Oberflächenbehandlung mit nanopartikulären Kompositmaterialien

    Bearbeiter: Georg-August-Universität Göttingen, Institut für Holzbiologie und -technologie und ift Rosenheim: M.Eng. Dipl.-Ing (FH) Torsten Voigt, Dipl.-Ing. (FH) Benno Bliemetsrieder

    Ausgangssituation/Problemstellung: Holz ist ein nachwachsender Rohstoff, der eine neutrale CO2-Bilanz aufweist. Nachdem sich der Marktanteil von Holzfenstern und -fassaden in den siebziger Jahren stark verringert hat, erreicht er derzeit einen neuen Tiefstand. Es wurde auf den Einsatz resistenter und dauerhafter tropischer Hölzer verzichtet, ohne die Konstruktionen der Fenster und ihre Beschichtungen darauf hin abzuändern. Die verwendeten einheimischen Holzarten weisen jedoch geringere Resistenz- und Dauerhaftigkeitsklassen mit erhöhtem Splintholzanteil auf als die vorher verwendeten tropischen Holzarten. Weiterhin wurden die früher üblichen lösemittelhaltigen Lacke durch wasserverdünnbare Beschichtungssysteme ersetzt, wobei auf die biozidhaltige Imprägnierung als Grundlage für die anschließende Anstrichbehandlung verzichtet wurde.

    Der Zielkonflikt bei den nach derzeitigem Stand der Technik eingesetzten Dickschichtlasuren besteht einerseits in der erforderlichen Wasserdampfdurchlässigkeit und andererseits in der notwendigen Mindestschichtdicke und Elastizität des Beschichtungsfilms. An Rissen im Beschichtungsfilm dringt Wasser in das Holz ein. Dieses kann aufgrund der geringen Wasserdampfpermeabilität der Dickschicht nicht ausreichend schnell nach außen abtransportiert werden. Es reichert sich unter dem Beschichtungsfilm an und durchfeuchtet das Holz. So entstehen die erforderlichen Lebensbedingungen für holzzerstörende Pilze.

    Zielsetzung: Ziel des Forschungsprojekts war es, die natürlichen Eigenschaften von Holz für den Einsatz in maßhaltigen Außenbauteilen wie Fenster und Türen anzupassen bzw. zu verbessern. Dazu wurden durch nanopartikuläre Kompositmaterialien modifizierte einheimische Holzarten und die damit verbundenen Eigenschaftsveränderungen und Auswirkungen auf den Produktionsprozess untersucht. Aufgrund der unterschiedlichen Anwendungsbereiche wurde dabei ein zweistufiger Ansatz aus einer kombinierten Tränk- und Oberflächenbehandlung verfolgt.

    Der Fokus der Arbeitspunkte des ift Rosenheim lag auf Untersuchungen zur Klebbarkeit (Verleimbarkeit), zur Wasserdampfdurchlässigkeit sowie zur Wasseraufnahmefähigkeit von nanopartikulär modifizierten Hölzern. Daneben wurden die Auswirkungen der Modifizierung auf die Ausgleichsfeuchte sowie auf die Rohdichte untersucht. Dazu wurden zunächst Anforderungen festgelegt, die für eine Eignung der nanopartikulär modifizierten Holzarten im Bereich von Fenster und Außentüren maßgeblich sind. Durch praxisnahe Untersuchungen wurden verschiedene Kombinationen unterschiedlicher Modifizierungen und Klebstoffe untersucht.

    Ergebnisse: Eine Klebung von nanopartikulär modifizierten Holzarten erscheint demnach unter gewissen Voraussetzungen als möglich. Enormen Einfluss haben dabei der verwendete Klebstoff sowie einige weitere Parameter. Die Wasserdampfdurchlässigkeit sowie die Wasseraufnahmefähigkeit werden durch die untersuchten Verfahren vermindert, was den hydrophoben Charakter der Modifizierung widerspiegelt. Auswirkungen auf die Ausgleichsfeuchte sowie auf die Rohdichte waren beim Vergleich der nanopartikulären Modifizierungen mit unbehandelter Kiefer nur in sehr geringem Maß feststellbar und können vernachlässigt werden.

    Da in den nanopartikulären Tränklösungen teilweise mineralische Bestandteile vorhanden sind und von diesen Auswirkungen auf die Standzeiten von herkömmlichen Holzbearbeitungsmaschinen zu erwarten waren, wurden ebenfalls Versuche zur Bearbeitbarkeit durchgeführt. Die Untersuchungen zeigten einen Einfluss auf die Standzeiten von Fräswerkzeugen, die in der Praxis Auswirkungen auf den Fertigungsprozess zur Folge haben können. Als Demonstrationsobjekte wurden im Rahmen der Forschungsarbeit zwei funktionsfähige Musterfenster angefertigt. Dazu wurden nanopartikulär modifizierte Lamellen zu Fensterkanteln verklebt. Zur Herstellung der Musterfenster wurde eine Fensterkonstruktion mit Einzelteilfertigung und mechanischem Rahmeneckverbinder ausgewählt. Als Oberflächenbeschichtung kam sowohl eine nanopartikuläre als auch eine herkömmliche Oberflächenbeschichtung zum Einsatz.

    Aus den Erkenntnissen der Projektarbeit wurden darüber hinaus Rückschlüsse auf die Entwicklung von Prüfprogrammen und Teststandards von modifizierten Hölzern im Allgemeinen gezogen. Das Forschungsvorhaben fand dabei direkte Umsetzung in die aktuelle Entwicklung von Richtlinien und Normen zur Thematik Holzmodifizierung. Die Erkenntnisse der Forschungsarbeit zeigen, dass eine Verwendung von nanopartikulär modifiziertem Holz im Fensterbau grundsätzlich möglich ist. Für eine umfassende Bewertung ist – neben den Untersuchungsschwerpunkten, die in diesem Teilbericht zusammengefasst sind – die Überprüfung weiterer Leistungseigenschaften erforderlich. Viele dieser Eigenschaften wurden innerhalb der Arbeitspakete der anderen Forschungsstellen untersucht und liefern weitere Informationen für den Einsatz der Technik im Fensterbau.

    Projektlaufzeit: August 2006 bis November 2008

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Cellulose-Nanofibrillen in Holzbeschichtungen Open or Close

    Bearbeiter: Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA), Angewandte Holzforschung:Dr. Tanja Zimmermann

    Beschreibung: Ziel des Projektes ist es, die Eignung von Cellulose-Nanofibrillen als funktionelle Komponenten in Holzbeschichtungen zu testen. Folgende Fragen stehen dabei im Mittelpunkt: Können die Fibrillen die mechanischen Eigenschaften der Beschichtung verbessern? Können die Cellulose-Nanofibrillen die Rolle einer Trägersubstanz übernehmen, an die ausgewählte Wirkstoffe angelagert werden? Organische Biozide oder Nanomaterialien wie Metalloxide könnten beispielsweise Wirkstoffe sein, die an das Fibrillennetzwerk angebunden werden. Damit ließen sich diese Wirkstoffe in der Beschichtungsmatrix besser verteilen und zuverlässiger einbetten.
    Die Forschenden wählen die erfolgversprechendsten Varianten der Cellulose-Nanofibrillen aus, bringen diese in verschiedene Formulierungen ein und testen die Eigenschaften der Beschichtung im Hinblick auf ihre Funktionalität.

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • CelluCoat – Biobasierte Holzbeschichtungen mit Nanozelluloseverstärkung Open or Close

    Bearbeiter: BOKU Wien, Holztechnologie und Nachwachsende Rohstoffe: Wolfgang Gindl-Altmutter

    Beschreibung: Bei hochwertigem Fertigparkett und bei Massivholzmöbeln kommen neben schichtbildenden Lacken auch ölbasierte Oberflächenbehandlungssysteme zum Einsatz, deren Anteil bei etwa einem Drittel liegt und weiter wächst. Ölbasierte Systeme zeichnen sich durch eine besonders angenehme Haptik aus, der Anfeuerungseffekt des Beschichtungsöls betont die Holztextur. Gegenüber schichtbildenden Lacken weisen ölbasierte Systeme allerdings weniger Widerstand gegen mechanischen Abrieb, Zerkratzen, und Verschmutzen auf. Im beantragten Projekt „CelluCoat – Biobasierte Holzbeschichtungen mit Nanozelluloseverstärkung“ soll daher grundlegendes Wissen zur Verbesserung der physikalischen Leistungsfähigkeit solcher Systeme gewonnen werden. Nanozellulose eignet sich auf Grund seiner ausgezeichneten Verstärkungseigenschaften hervorragend für diese Aufgabe, wobei der biobasierte Charakter einer Ölbeschichtung erhalten bleibt. Die grundlegenden Herausforderungen des Projekts liegen in der Herstellung von Kompatibilität zwischen der polaren Nanozellulose und dem unpolaren Leinöl. Celluloseacetylierung, biobasierte coupling-agents auf Sonnenblumenölbasis und die Beigabe von biobasierten Tensiden werden hierzu untersucht. Schlussendlich werden Beschichtungsversuche durchgeführt und entsprechend charakterisiert. Das Projektkonsortium vereint die erforderliche wissenschaftliche Kompetenz mit dem Entwicklungswissen der vertretenen Beschichtungshersteller und Anwender. Während das beantragte Projekt vor allem der Definierung und Machbarkeitsprüfung eines grundlegenden Lösungswegs dient, besteht als Fernziel nach Durchführung entsprechender Entwicklungsprojekte die Etablierung eines völlig neuartigen biobasierten Beschichtungssystems mit stark verbesserter Leistungsfähigkeit.

    Laufzeit: 01.01.2014–31.12.2016

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Behandlung von Holzoberflächen mit Hilfe von Photoinitiatoren Open or Close

    Bearbeiter: ETH Zürich, Laboratorium für Anorganische Chemie: Prof. Hansjörg Grützmacher (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt [EMPA])

    Beschreibung: Die Forschungsarbeiten in diesem Projekt konzentrieren sich auf Oberflächenbehandlungen für zwei Formen von holzbasierten Materialien: für Cellulose-Nanofasern (CNF) als faserartige, strukturelle Holzkomponenten und für Massivholzoberflächen im naturbelassenen Zustand. Die unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheit sowie die verschiedenen Anwendungsgebiete der beiden Materialien ermöglichen es den Forschenden, verschiedene Modifizierungsstrategien zu verfolgen. Bei der Behandlung von CNF geht es darum, die Oberflächeneigenschaften besser aufeinander abzustimmen, um z. B. die Adhäsion (Aneinanderheften) zu verstärken oder um Holzpartikel in Polymermatrizen von Verbundwerkstoffen besser einzubetten. Die Behandlung von Massivholzoberflächen hat hingegen zum Ziel, die Oberflächen beispielsweise wasserabweisend oder gegen Licht unempfindlich zu machen.

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Untersuchungen zur Verbesserung des Eindringverhaltens und der Fixierung von Imprägniermittteln bei der Vergütung von Holz mit nanoskaligen Materialen Open or Close

    Bearbeiter: ETH Zürich, IfB, Gruppe Holzphysik: Y. Herbers; D. Mannes; P. Niemz; W. Koch

    2009

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Pulverlackapplikation auf Holzwerkstoffen Open or Close

    Bearbeiter: Hochschule Ostwestfalen Lippe, Fachbereich Produktion und Wirtschaft: Prof. Grell

    Problemstellung: Die VOC-Richtlinie, im Zusammenhang mit der Verschärfung der Emissionsgrenzen, verlangt von den Möbelherstellern einen geringeren Verbrauch von Lösemitteln. Auf der Suche nach Alternativen ist in den vergangenen Jahren auch die Pulverbeschichtung, in der Metallbeschichtung schon einige Jahrzehnte Stand der Technik, vorangetrieben worden. Erste Formulierungen und Versuchsanlagen entstanden bereits in den 1990er Jahren. 1994 kam es dann bei einem österreichischen Unternehmen zur ersten industriellen Anwendung. Doch auf Grund einiger Probleme, hauptsächlich die Prozesssicherheit betreffend, ist die Produktion bereits wieder eingestellt worden. Ein weiteres großes Problem war die Tatsache, dass die geforderte Oberflächenqualität mit den vorhandenen Materialien nicht erreicht werden konnte.

    Pulverlackierung

    Neben den „Low-Bake“- Pulvern kam Ende der 90er Jahre auch ein komplett neues Verfahren hinzu. Die so genannten UV-härtenden Pulver sollten eine höhere Kontrolle über den gesamten Prozess ermöglichen sowie neue Maßstäbe in der Oberflächenqualität erlauben. Obwohl die Entwicklung und somit die Qualität der UV-Beschichtungen in der Vergangenheit schon große Schritte gemacht haben muss vor allem der Aufschmelzprozess noch optimiert werden. Viele Parameter haben einen Einfluss auf das Ergebnis der Beschichtung. Immer noch kann es zu Ausgasungen oder Rissbildungen in den Oberflächen, vor allem im Kantenbereich kommen.

    Arbeitsprogramm und Ziel

    Die Bewertung der auftretenden Probleme geschieht durch Versuchsreihen, bei denen MDF- Platten bei unterschiedlichen Bedingungen beschichtet und danach hinsichtlich ihrer Oberflächenqualität geprüft und bewertet werden. Überdies werden zur besseren Verfahrensbeurteilung verschiedene Temperaturmessungen an und in den IR- Öfen durchgeführt. Das Ziel der Arbeit ist es, das Aufschmelzverhalten der Pulverlacke und des damit verbundenen Endergebnisses zu bewerten und zu verbessern. Dies soll eine höhere Prozesssicherheit ermöglichen, was einhergehend mit einer Erhöhung der Oberflächenqualitäten ist.

    Laufendes Projekt

  • Entwicklung von Methoden zur Verbesserung des konstruktiven Holzschutzes (Vermeidung chemischer Schutzmittel) Open or Close

    Bearbeiter: Thünen-Institut für Holzforschung (HF)

    Beschreibung: Holz und Holzprodukte im Bauwesen sind bei Vorliegen entsprechender Umgebungsbedingungen (hohe relative Luftfeuchte, direkte Bewitterung, Tauwasserbildung, etc.) der Gefahr der Zerstörung durch Pilze ausgesetzt. Neben dem bekämpfenden und vorbeugenden chemischen Holzschutz sowie der Verwendung von Holzarten mit hoher natürlicher Dauerhaftigkeit kommt dem konstruktiven Holzschutz eine große Bedeutung zu. Das Institut für Holzphysik befasst sich mit der Entwicklung und Verbesserung von Methoden zur Vermeidung des chemischen Holzschutzes. Die Arbeiten umfassen u.a. angepasste Trocknungstechniken, thermische Behandlung von Holz- und Holzwerkstoffen, bauphysikalische Optimierung.

    Zeitraum: Januar 2001 bis Dezember 2012

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Erarbeitung und Umsetzung beispielhafter Lösungswege zum vorbeugenden Holzschutz an zwei national wertvollen Fachwerkhäusern, einschließlich Schädlingsbekämpfung Open or Close

    Bearbeiter: Thünen-Institut für Holzforschung: Peek, R.-D.; Leithoff, H.

    Beschreibung: In zwei Fachhallenhäusern im Freilichtmuseum Haselünne wurde Befall durch den Gescheckten Nagekäfer (Xestobium rufovillosum (DeGeer), durch den Gewöhnlichen Nagekäfer (Anobium punctatum (DeGeer)) und durch Pilze festgestellt. Ferner konnte in den Gebäuden eine erhöhte Luftfeuchtigkeit gemessen werden, die als eine mögliche Ursache für den Schädlingsbefall in Frage kommt. Ein Wiederbefall von Pilzen und/oder holzzerstörenden Insekten kann nur dann verhindert werden, wenn die Feuchtigkeit im Raum sowie in den Holzbauteilen mit bauphysikalisch sinnvollen Maßnahmen dauerhaft auf ein erforderliches Maß reduziert werden kann. Eine Heißluftbekämpfung beider Gebäude wurde durchgeführt, ein neuartiges Heizungssystem eingebaut, und beides über 2 Jahre einer Erfolgskontrolle unterzogen. Über das gezielte Monitoring wird zunächst ein möglicher Wiederbefall beobachtet. Zum Einsatz kommen das Abkleben von vor der Bekämpfung aktiv befallenen Konstruktionsteilen und der Einsatz von Licht-, Klebe- und Kombifallen.

    Ergebnis: Das Insekten-Monitoring der BFH hat sich als Methode auch in dem Freilichtmuseum Haselünne bewährt. Aktiver Befall und Nachmonitoring, welches auf die Heißluftbehandlung der beiden wichtigen Gebäude erfolgte, ergaben Möglichkeiten zur Beantwortung von Detailfragen der Biologie und Befallsfolge der Holzschädlinge. Die Untersuchungen zur Raumklimatisierung erbrachten Handlungsempfehlungen für vergleichbare Gebäude.

    Laufzeit: März 2003 bis Februar 2005

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Beschichtungen für Holzfassaden Open or Close

    Bearbeiter: Berner Fachhochschule, Architektur, Holz und Bau: Dr. Frédéric Pichelin

    Beschreibung: Das Projekt ist in drei Hauptteile strukturiert, wobei jeder Teil ca. einem Bearbeitungsjahr entspricht. Der Grund für diesen jährlichen Aufbau des Projektes liegt darin, dass die Bewitterung der Proben über eine Bewitterungsperiode (Mai bis Oktober) als Grundlage für die Bewertung der biologischen Anfälligkeit dient. Die methodische Grundstruktur ist für jedes einzelne Bearbeitungsjahr ähnlich und durch folgende Kernpunkte gekennzeichnet:

    • Herstellung des Beschichtungsmaterials (erfolgt durch die beteiligten Industriepartner)
    • Vorbereitung der Proben und Applikation der Beschichtungen
    • Belastung der Proben durch unterschiedliche klimatische Einflussfaktoren, z. B. natürliche Bewitterung, künstliche Bewitterung, Wechselklimabeanspruchung
    • Methodenentwicklung und Analyse der entsprechenden Parameter vor und nach den verschiedenen Belastungen
    • Modifizierung und Optimierung der Beschichtungsvarianten in ihrer chemischen Zusammensetzung aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen

    Die inhaltlichen Schwerpunkte des Projektes konzentrieren sich auf die Analyse der hygroskopischen und morphologischen Eigenschaften der Oberfläche sowie auf die Biozidverteilung in der Beschichtung mit Bezug auf die biologische Beständigkeit der Systeme.

    Ziele: Das Ziel des Projekts ist die Analyse von Zusammenhängen zwischen den ökologischen Lebensbedingungen von Pilzen und dem Einfluss der physikalischen Eigenschaften von Holzfassaden mit Anstrichsystemen. Durch die Berücksichtigung des Untergrundes und Trägerwerkstoffes im Bezug auf die Anstrichsysteme und die Synthese biologischer und physikalischer Ergebnisse ist ein ganzheitlicher Ansatz gewährleistet. Die Struktur des Projekts: Wiederholte Bewitterung und anschliessende Modifikation der Anstrichsysteme ermöglicht eine dynamische Optimierung der Produkte. Es können Schlussfolgerungen für die Entwicklung neuer Anstrichstoffe und -systeme sowie der Applikation dauerhafter Vergütungen auf Gebäudehüllen aus Holz gezogen werden. Die wissenschaftlichen Untersuchungen dienen somit als Grundlage für die Entwicklung fungizidarmer Beschichtungssysteme für Holzfassaden mit einem verminderten Renovationsaufwand.

    Ergebnisse: Durch die analysierten physikalischen Eigenschaften der Beschichtungen konnten nur indirekte Beziehungen zur biologischen Beständigkeit hergestellt werden. Es hat sich gezeigt, dass sehr harte und/oder dünne Beschichtungen ungeeignet sind für eine Anwendung bei Holz im Aussenbereich. Hydrophobe Oberflächen sowie Schmutzablagerungen begünstigen einen biologischen Bewuchs. Nanopartikel haben nur in begrenztem Umfang einen Einfluss auf eine fungizide Wirkung der Beschichtung. Durch IPBC ist es möglich, einen fungiziden Schutz der Beschichtungsformulierung zu erreichen. Dieser Schutz lässt im Verlauf der Bewitterung deutlich nach. Bereits nach 6 Monaten Freilandbewitterung sind durchschnittlich bis zu 80% des Wirkstoffes im Vergleich zum Ausgangszustand abgebaut. Es konnte nachgewiesen werden, dass das IPBC aus der Grundierung in die Deckschicht diffundiert. Generell ist die Verteilung des IPBC in der Beschichtung relativ homogen. Im Gegensatz dazu ist die Eindringung des Wirkstoffes in das Holz einerseits sehr gering und andererseits ungleichmässig verteilt.

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Entwicklung eines verbesserten Trogtränkverfahrens zur Imprägnierung von Nadelhölzern mit wasserlöslichen Holzschutzmitteln Open or Close

    Bearbeiter: IHD: Dr. Martin Fischer

    Beschreibung: Wiederkehrend sind erhebliche Qualitätsmängel bei imprägnierten Hölzern festzustellen, insbesondere aus der Anwendung druckloser Verfahren. Zum einen werden die Tränkbedingungen bei dem gut imprägnierbaren Kiefernholz nicht eingehalten, vor allem Holzfeuchten und Verweilzeit in den Tränkwannen. Zum anderen wird das sehr schwer tränkbare Fichtenholz verwendet, welches das derzeit wichtigste Bauholz in Deutschland ist. Ein wirksamer chemischer Holzschutz ist bei diesem aber selbst bei Anwendung von Druckverfahren nur schwer oder überhaupt nicht realisierbar. Die bisherigen technischen Lösungen bzw. in der Erprobung befindlichen Entwicklungen weisen klare Defizite auf, so dass es für die Imprägnierung von Fichten(splint)holz kein zuverlässiges technisches Verfahren gibt. So wird mit der verbreitet angewandten Nadel- und Schlitzperforation dennoch keine zuverlässige Imprägnierung von Fichtensplint erreicht. Die Ergebnisse des Einsatzes von Chemikalien und Enzymen sowie von Organismen („bioincising“) sind bislang nicht überzeugend, und diese Verfahren haben bisher keine dauerhafte Anwendung in der Praxis gefunden. Dagegen ist die Anwendung von überkritischem CO2 für die Einbringung zumindest organischer Wirkstoffe in Kern und Splint gängiger Holzarten technische Praxis.

    2012

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  • Lärmschutzwände aus Holz - Chromfreie Holzschutzmittel im bewitterten Außenbereich Open or Close

    Bearbeiter: Holzforschung Austria: Mag. Notburga Pfabigan

    Beschreibung: Am Beispiel Lärmschutzwand aus Holz wurde das Verhalten chromfreier Holzschutzmittel im bewitterten Außenbereich untersucht. Im Fokus standen chemisch-analytische Untersuchungen zum Wirkstoffverbleib im Holz und Wirkstoffeintrag in die Umweltkompartimente Boden und Gewässer. Besonderes Interesse galt dabei der Erforschung des Verhaltens dieser Holzschutzmittel in Kombination mit einer hydrophobierenden Behandlung.

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Chemische Analyse von Holzschutzmitteln Open or Close

    Bearbeiter: TUM Holzforschung München Wegener, Windeisen, Strobel

    Laufzeit: 2006–2010

  • Konstruktive Holzschutzmethoden Open or Close

    Projektinfo... (17.11.2015)

  • Evaluierung von frei bewitterten, tragenden Holzbauteilen ohne Erdkontakt, die mit Holzschutzmitteln behandelt wurden Open or Close

    Bearbeiter: Thünen Institut für Holzforschung: Melcher Eckhard

    Beschreibung: Evaluierung von frei bewitterten, tragenden Holzbauteilen ohne Erdkontakt, die mit Holzschutzmitteln behandelt wurden

    Pilzbefall an frei bewitterten Konstruktionen kann zu einem frühzeitigen Ausfall von Holzbauwerken führen. In dem Projekt soll an verschiedenen Objekten untersucht werden, ob aktuelle Regelungen der zu beachtenden Normen für diesen Baubereich ausreichen und ob die Bauausführenden die normativen Vorgaben umsetzen können.

    Projektinfo... (17.11.2015)

 

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