Einfärbung von Holz und Holzwerkstoffen
Herstellung von gefärbtem Holz (z.B. Gartenmöbel, Terrassen, Bretter) und Holzwerkstoffen (z.B. Spanplatten und Faserplatten), mittels innovativem Holzmodifizierungsgemisch aus Harzen und Metallsalzen.
Problemstellung
Holz ist einer der ältesten Werkstoffe und wird in Möbel, Böden, Konstruktion, Bau, Terrassen, etc.. verwendet. Durch seine technologische Eigenschaften, wie unterschiedliche Dichte, Farbe und Festigkeit, wird Holz noch immer anderen nicht organischen Materialien, wie z.B. Metall, Beton oder Kunststoffen, bevorzugt. Außerdem ist Holz ein regenerativer Rohstoff. Ein Nachteil von Holz ist seine begrenzte Anwendungsdauer, da es durch Feuchtigkeit und Mikroorganismen angegriffen und abgebaut wird. Außerdem greift die UV-Strahlung der Sonne die Oberfläche von Holz an. Insbesondere Massiv- und Sperrholz, das im Außenbereich angewendet wird, unterliegt einer Beanspruchung und Verformung durch Bewitterung und biologischem Befall. Um die Lebensdauer von Holz zu erhöhen und die Schäden zu minimieren kann Holz chemisch modifiziert werden. Bekannte Holzmodifizierungsmethoden können das Holz verdunkeln, jedoch nicht kontrolliert färben.
Unsere Lösung
Wissenschaftlern der Universität Göttingen ist es gelungen, mit einem innovativen Modifizierungsgemisch Holz und Holzwerkstoffe kontrolliert zu färben. Die Imprägnierungslösung, bestehend aus Harzen und Metallionen, ermöglicht eine freie Auswahl des gewünschten Farbtons des Endproduktes (z.B. gelbliche oder rötliche Färbung oder Verdunkelung). Dazu wurden bestehende Holzmodifizierungsverfahren angepasst. Dies erhöht den Wert von heimischen bzw. nicht-Hartholz und ermöglicht neue Anwendungsmöglichkeiten damit.
Experimenteller Nachweis
Quelle: B. Kielmann
1) Verfärbung von verschiedenen Holzarten mit Harz unter Metallsalzzugabe und künstliche Bewitterung:
Holzbrettchen der Holzarten Kiefer und Buche wurden mit gängiger Harzlösung und Metall-Salzlösung (1%) mittels einer Vakuum-Druck-Tränkung behandelt und getrocknet. Anschließend wurden die Proben 12 Wochen nach der Norm ENv 927-6 künstlich bewittert. Bilder v-l-n-r: Buche ohne und mit Behandlung (B-o, B-m), Fichte ohne und mit Behandlung (F-o, F-m). Ergebnis: die Farbe bleibt bestehen, keine Vergrauung oder Aufhellung des Holzes, die Metallione werden nicht ausgewaschen.
Quelle: C. Mai, D. Altgen
2) Als Imprägnierlösung wird z.B. ein PF-Harz in Kombination mit Eisensalzen (z.B. Eisen(II)-Sulfat) verwendet. Es wurde eine komplette Durchtränkung vom Massivholz, eine homogene Verteilung der Imprägnierung und eine erhöhte Dimensionsstabilität erzielt sowie eine intensivierte Farbausprägung. Ergebnis: Farbnuancen können eingestellt werden durch unterschiedliche Konzentrationen der Eisensalze, pH-Werte oder Zugabe von Phenolderivaten.
Vorteile
- Einfache Färbung von Holz und Holzwerkstoffen.
- Einfache Modifizierung von Holz und Holzwerkstoffen.
- Günstig.
- Färbung wird nicht ausgewaschen.
- Färbung und Nuancen sind steuerbar.
- Verschiedene Farbtöne können ausgewählt werden.
- Färbung & Holzmodifizierung schützen vor Verwitterung.
- Färbung & Holzmodifizierung schützen vor biologischem Befall.
- Erhöht Wert von heimischen Holz.
Anwendungsbereiche
- Holzprodukte im Außenbereich
- Gartenmöbel, Terrassen, Decks...
- Bretter, Latten...
- Holzprodukte im Innenbereich (Böden, Möbel..)
Entwicklungsstand
Erfolgreiche Herstellung im Labormaßstab.
Patentsituation
Eine Deutsche Patentanmeldung (DE102014100864A1) wurde eingereicht. Patentanmelder ist die Georg-August-Universität Göttingen Stiftung Öffentlichen Rechts.
Kontakt
Dr. Stefan Uhle
Patent Manager Life Sciences
E-Mail: suhle(at)sciencebridge.de
Tel.: +49-551-30724154
Referenz: BioT-1654-SUG
