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Neue Oberflächeneigenschaften für holzbasierte Werkstoffe

Jenaer, Dresdner und Tomsker Wissenschaftler haben im Rahmen eines internationalen Forschungsprojektes untersucht, inwiefern atmosphärische Plasmen bei der Oberflächenmodifizierung von holzbasierten Werkstoffen nützlich sein können. Die erzielten Ergebnisse sind für eine Vielzahl von Anwendungen relevant.

Was hat der Werkstoff Holz mit Plasma zu tun? Eigentlich nicht viel, sollte man meinen. Das könnte sich aber in Zukunft ändern.

In einem international aufgestellten Forschungsprojekt haben Wissenschaftler des Forschungsinstituts INNOVENT e.V. Technologieentwicklung aus Jena, des Instituts für Holztechnologie Dresden (IHD) und der Universität für Architektur und Bauwesen Tomsk (Russland) gemeinsam mit Partnern aus der Wirtschaft Einflussmöglichkeiten von atmosphärische Plasmen auf die Oberflächeneigenschaften von Holz und holzbasierten Werkstoffen für bestimmte Anwendungsfelder untersucht. Herausgekommen ist eine Vielzahl an Ergebnissen, die für eine große Zahl von Branchen von Interesse ist.
Im Zuge des Forschungsprojekts wurden atmosphärische Plasmaquellen zur Herstellung dünner funktioneller siliziumoxidbasierter Beschichtungen auf Holz und holzbasierten Werkstoffen eingesetzt. Diese Beschichtungen sind nur wenige Nanometer dünn und damit für das menschliche Auge fast nicht zu erkennen. Mit den Siliziumoxidbeschichtungen ist es möglich, die Benetzungseigenschaften der Holzoberflächen zu beeinflussen: von stark wasseranziehend bis stark wasserabweisend, je nach gewünschter Applikation ist im Prinzip alles möglich. Den Wissenschaftlern gelang es zudem, spezielle Wirkstoffe in die Beschichtungen einzubetten, um gezielt neue Oberflächeneigenschaften zu generieren, die durch eine reine Siliziumoxidbeschichtung allein nicht bereitgestellt werden können.
Beispiel Haftungsverbesserung bei Lackierungen: Es ist schon länger bekannt, dass Plasmaaktivierungen von Kunststoffen und damit auch von kunststoffbasierten WPC-Materialien die Haftfestigkeit für nachfolgende Verklebungen, Bedruckungen oder Lackierungen verbessern können. In den Untersuchungen, die im Rahmen des Projekts durchgeführt wurden, konnte zudem gezeigt werden, dass nach einer Plasmabeschichtung auf Holz die Haftung nachfolgend aufgetragener Lacke oder Lasuren ebenfalls gesteigert wird. Insbesondere die Lackhaftung unter Feuchtebelastung wurde davon positiv beeinflusst. Zugleich wurde gezeigt, dass im Rahmen der durchgeführten künstlichen und natürlichen Bewitterungstests der Glanzgrad und die Farbabweichung durch die dünne Plasmabeschichtung nicht negativ beeinflusst wurden. Gleichzeitig war die Lackhaftung nach der Bewitterung jedoch signifikant höher als bei konventionell beschichteten Vergleichsproben. Anwendungspotenzial sehen die Forscher vor allem in Außenanwendungen von Holzmaterialien, in der Furnierverarbeitung und dem Fensterbau.
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