Plasma-Technologie für lösungsmittelfreie Gebrauchshölzer

Um den Bedarf an Holz gerecht zu werden, werden kosteneffektive Methoden zum Holzschutz benötigt, die frei von giftigen Schutzmitteln sind und ein vergleichbares Ergebnis sowie Haltbarkeit von flüssig aufgetragenen Beschichtungen ermöglichen. Bild: IRIS

Um die Wettbewerbsfähigkeit von Holz gegenüber anderen Materialien zu steigern ist es erforderlich, eine kostengünstige Holzschutzmethode zu entwickeln, die frei von giftigen Chemikalien ist und trotzdem eine lange Haltbarkeit des Holzes gewährleistet. DURAWOOD, ein von der Europäischen Union gefördertes Forschungsprojekt, setzt sich die Entwicklung einer kostengünstigen, ökologischen und leistungsstarken Methode zum Ziel: Das sogenannte DURAWOOD-Verfahren nutzt elektrische Gasentladung (Plasma), um Holzoberflächen zu behandeln. Dadurch sollen die Oberflächeneigenschaften des Holzes verändert werden, so dass Holzschutzmittel auf dem Holz besser haften können und nur geringere Fungizid-Mengen eingesetzt werden müssen.

Damit Holz für Kunden attraktiv ist, muss eine Haltbarkeit von behandelten Holzfassaden von mindestens 5 bis 8 Jahren ohne zusätzlich erforderliche Wartungsarbeiten garantiert werden können. Die neue EU-Gesetzgebung (2004/42/EC) fordert den Ersatz von lösungsmittelhaltigen Holzschutzmitteln im Außenbereich. Aber Fassaden, die mit Holzschutzmitteln auf Wasserbasis behandelt wurden, sind anfälliger für Verfärbungen und Beschädigungen durch Schimmelpilze, Bläuepilze und andere holzzerstörende Pilze. Die Wirksamkeit dieser wasserlöslichen Holzschutzmittel soll durch eine Vorbehandlung des Holzes mittels Plasma-Technologie verbessert werden.

Plasma-Technologie versiegelt die Holzoberfläche
Die Plasma-Technologie basiert auf der Anwendung des Prinzips der elektrischen Gasentladung, bei der kurzzeitig ein so genanntes Plasma entsteht. Bei diesem Plasma handelt es sich um ein Gas oder ein Gasgemisch, das teilweise oder auch vollständig ionisiert wurde und somit freie Ladungsträger wie Ionen, geladene Moleküle oder Elektronen enthält. Das Plasma wird mit Hilfe einer DCSBD-Elektrode (DCSBD - Diffuse Coplanar Surface Barrier Discharge) der neusten Generation erzeugt. Das Holz wird an der Elektrode vorbei geführt und abschnittweise mit Plasma behandelt. Durch diese Plasmabehandlung sollen die Eigenschaften der Holzoberfläche verändert werden. Dabei kommen zwei Anwendungen zum Einsatz: Zum einen kann die Haftkraft von anschließend aufgebrachten Beschichtungen, wie wasserbasierende Holzschutzmittel, durch eine Hydrophilisierung der Holzoberfläche verbessert werden und zum anderen kann durch eine geringe Variierung der Plasma-Parameter die Benetzbarkeit des Holzes verringert werden, wodurch hydrophobe Oberflächen entstehen, die die Wasserbeständigkeit des Holzes erhöhen.

Genetische Nachweismethode für die Schimmelpilze
Die DURAWOOD-Technologie soll einen preiswerten, langlebigen und umweltfreundlichen Holzschutz ermöglichen und die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen holzverarbeitenden Industrie stärken. Zur Überprüfung der Wirksamkeit des neuen Ansatzes wird am ttz Bremerhaven ein Nachweisverfahren für holzzerstörende Pilze entwickelt: In der Abteilung Molekulargenetik des Forschungsdienstleisters wird eine schnelle Nachweismethode für die wichtigsten holzzerstörenden Pilze erarbeitet, mit der die DURAWOOD-behandelten Hölzer auf ihren vor Pilzen schützenden Effekt getestet werden. Hierfür werden Reinkulturen des zu untersuchenden Pilzes zusammen mit dem in DURAWOOD behandeltem und unbehandeltem Holz inkubiert. Mit der sehr sensitiven PCR-Methode, die noch wenige Pilzzellen nachweisen kann, wird anschließend untersucht, wie weit der Pilz in das Holz hineingewachsen ist.

Das ttz ist einer von drei Forschungspartnern. Zusammen mit dem Projektkoordinator IRIS (Innocvacio i Recerca Industrial i Sostenible, Barcelona) und der Slowakischen Technischen Universität in Bratislava agiert das ttz als Forschungsdienstleister innerhalb des Konsortiums. Die Industrie-Partner des Konsortiums bestehen einerseits aus den Holz-verarbeitenden Firmen Ing. Ján Sestina - SETA aus der Slowakei, Kartas Kontrplak Sanayi Ticaret aus der Türkei und Aryecla, S.L. aus Spanien, und andererseits aus den folgenden Firmen der Zulieferkette der angestrebten Technologie: Plasma Technologic, s.r.o aus der Tschechischen Republik, die sich auf Plasmatechnologie spezialisiert hat. PAM-ak s.r.o. aus der Slowakei und SETAS KIMYA SAN AS aus der Türkei sind beide Hersteller von Holzbeschichtungen.

Das ttz Bremerhaven versteht sich als innovativer Forschungsdienstleister und betreibt anwendungsbezogene Forschung und Entwicklung. Unter dem Dach des ttz Bremerhaven arbeitet ein internationales Experten-Team in den Bereichen Lebensmittel, Umwelt, Gesundheit und Beratung.

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