„Bügelfreies Holz“

Tropenholz aus deutschen Landen? Es gibt sie, die Alternativen zum Tropenholz. Heimische Hölzer lassen sich chemisch so verändern, dass sie Tropenholz ersetzen können. Schon lange suchen Wissenschaftler nach Möglichkeiten heimische Hölzer witterungsfester, langlebiger aber auch resistent gegen Pilze und Insekten zu machen. Möglichst ohne den Einsatz von Umwelt belastenden Substanzen. Nun hat man spezielle Verfahren aus anderen Industriezweigen für die Veredlung heimischer Hölzer weiterentwickelt. Damit könnte Kiefern-, Buchen- oder Pappelholz in Zukunft eine Alternative zu Tropenholz werden.

Buchenholz unter dem Elektronenmikroskop

Buchenholz unter dem Elektronenmikroskop

 

Regen, Wind und Wetter, Sonne sind natürliche Feinde für Holz. Wird Holz der Witterung ausgesetzt, wird eine ehemals glatte Holzoberfläche in wenigen Jahren rissig und unansehnlich. Die Ursache liegt Inneren des Holzes, in der charakteristischen Zellstruktur. In den Zellwänden befinden sich viele kleine Andockstationen. Dringt Wasser ins Holz ein, lagert es sich an diese wasserhungrigen Moleküle an. Über Jahre hinweg quillt das Holz und kommt aus der Form. Die Sonne bleicht die Oberfläche zusätzlich aus. Folge: das Holz wird anfällig gegen Pilze und Insekten und zersetzt sich.

 

Holzmodifizierung

Um heimisches Holz witterungsbeständiger und haltbarer zu machen, forscht Holger Militz am Göttinger Institut für Holzbiologie und -technologie mit seinem Team schon seit Jahren. Will man das Holz so haltbar wie Tropenholz machen, gelingt das nur, wenn man die Materialeigenschaften verändert. Das Holz wird entweder thermisch oder chemisch modifiziert. Einige dieser Verfahren sind erst in den letzten zehn Jahren erfolgreich vermarktet worden. Bei der chemischen Holzmodifizierung haben sich weitgehend drei Verfahren der Modifizierung durchgesetzt: die Acetylierung, die Fururylierung und die Vernetzung mit dem Harnstoffderivat DMDHEU. Der Beitrag beschreibt die Vernetzung mit dem Harnstoffharz.

In Göttingen suchte das Forscherteam nach Ähnlichkeiten bei anderen organischen Verbindungen, ein Material mit vergleichbaren Eigenschaften wie Holz. Genauso wie Holz ist Baumwolle ein natürlicher Stoff. Baumwoll- und Holzfasern bestehen beide aus Zellulose und haben daher ähnliche Eigenschaften. Die Vermutung: was bei Baumwolle funktioniert, könnte auch beim Holz klappen. Ähnlich wie Holz saugt auch Baumwolle Wasser auf und quillt. Damit beim Trocknen eines Baumwollhemds keine Falten entstehen, imprägniert man den Stoff bei der Herstellung mit einem umweltfreundlichen Harz. Wasser kann dadurch nicht mehr aufgesogen werden. Das Hemd bleibt so auch ohne Bügeln in Form.

 

Schlußfolgerungen und Praxistests

Die Idee: wie das Hemd wird auch das Holz mit Harz getränkt und getrocknet. Die Harzmoleküle vernetzen sich untereinander und lagern sich an die Ausstülpungen an der Zellwand an. Sie verbinden sich mit den Andockstationen, die nun blockiert sind. Das Holz saugt kein Wasser mehr auf und wird auch deshalb nicht mehr zersetzt. Die Mikroskopaufnahmen zeigen Holzquerschnitte vor und nach der Behandlung mit Harz.

unbehandeltes Buchenholz

unbehandeltes Buchenholz

mit Harz getränktes Buchenholz

mit Harz getränktes Buchenholz

Im Praxistest tränken die Forscher Holzstücke, später auch Holzbohlen mit Harz. Das Ganze geschieht im im Vakuum, damit das Harz weit ins Innere des Holzes eindringen kann. Im zweiten Schritt gelangen die Holzproben in den Trockenschrank, denn erst bei hohen Temperaturen wird die Vernetzung der Harzmoleküle mit den Andockstationen in Gang gesetzt.

Vakuum-Druckkessel zur Holzimprägnierung mit DMDHEU

 

 

 

 

 

 

In einer Pilotanlage zusammen mit der
BASF Ludwigshafen erforschen die Göttinger
das DMDHEU-Verfahren genauer.

 

 

Tests in Außenanlagen, die der Witterung ausgesetzt sind komplettieren die Untersuchungen. Sie zeigen, dass auch nach Jahren die Proben den Umwelteinflüssen standhalten.

Die Göttinger Verfahren werden bereits in der Möbelfertigung im Innen- und Außenbereich eingesetzt. Ob sich die Holzmodfizierung auf Dauer durchsetzen kann, hängt aber im Wesentlichen von den Kosten der Veredelung ab. Umweltfreundlicher als Tropenholz ist  modifiziertes heimisches Holz auf jeden Fall. Bei modifiziertem Kiefernholz muss man jedoch mit ähnlichen Kosten wie bei Tropenholz rechnen, Buchenholzveredelung wäre noch teurer. Doch kostenintensive Pflege- und Nachbehandlungen des Holzes würden entfallen.

Fotos mit freundlicher Genehmigung des Göttinger Instituts für Holzbiologie und -technologie:
http://www.holzfragen.de/seiten/ecwm.html
www.holz.uni-goettingen.de

TV-Beitrag 3SAT – nano
(Co-Autor: Swen Gummich)

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