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Holzlacke: „Damit lässt sich bei entsprechender Exposition der Pilze ein optimaler UV-Schutz realisieren“
Modifizierte Holzarten bieten eine verbesserte Haltbarkeit und Dimensionsstabilität, wodurch Rissbildung reduziert und die Lebensdauer der Beschichtung verlängert wird. Allerdings ergeben sich neue Herausforderungen, insbesondere hinsichtlich der Haftung und des Feuchtigkeitsverhaltens. In diesem Interview erläutert Dr. Boris Forshuber, Senior Scientist Group Lead bei Holzforschung Austria, innovative Strategien für nachhaltige Holzbeschichtungen, darunter biobasierte Additive und biologisch abbaubare Formulierungen. Interview von Bettina Hoffmann
- Wie verändern neue, modifizierte Holz- und Holzverbundwerkstoffe die Anforderungen an Lackformulierungen – insbesondere hinsichtlich Haftung, Feuchteverhalten und Dauerhaftigkeit?
Forsthuber: Die häufigsten Modifizierungsvarianten für Holz in Österreich sind die thermische Modifikation („Thermoholz“) sowie die Acetylierung (Handelsname „Accoya“). Auch furfuryliertes Holz (Handelsname „Kebony“) wird in Österreich bisweilen verwendet. Alle diese Modifizierungsvarianten führen zu einer deutlichen Verbesserung der Beständigkeit gegenüber holzzerstörenden Pilzen und werden in Österreich oft unbehandelt (z.B. als Terrassenböden) eingesetzt. Allerdings bieten diese Modifikationen kaum Schutz gegenüber holzverfärbenden Pilzen, wodurch es auch bei diesen Hölzern zu der bekannten Verblauung der Holzoberfläche kommt. Aus diesem Grund werden auch modifizierte Holzoberflächen oftmals beschichtet.
Allgemein führen alle angesprochenen Modifikationsvarianten zu einer erheblichen Verbesserung der Dimensionsstabilität des Holzes, was zu einer deutlich geringeren Rissbildung und damit wesentlich höheren Dauerhaftigkeit der Beschichtungen führt. Damit verlängern sich auch die Wartungsintervalle der verwendeten Beschichtungssysteme.
Bei all diesen Modifikationsverfahren wird der polare Anteil der Oberflächenenergie durch eine Verringerung freier Hydroxy-Gruppen reduziert, weswegen diese Oberflächen wesentlich hydrophober sind. Um eine bestmögliche Haftfestigkeit der Beschichtung zu erreichen, sollten daher Beschichtungssysteme mit angepasster Oberflächenenergie bzw. ein geeigneter Primer verwendet werden. Auch ein Schleifvorgang unmittelbar vor der Beschichtung führt im Regelfall bereits zu einer deutlich verbesserten Haftung. Auch wenn modifizierte Hölzer deutlich weniger Feuchtigkeit aus der Umgebung aufnehmen, ist es dennoch ratsam, so wie auch bei nicht-modifizierten Hölzern, Beschichtungen mit hoher Wasserdampfdiffusion zu verwenden, um eingedrungene Feuchtigkeit (z.B. durch Risse) auch wieder austrocknen lassen zu können.
2.Welche Strategien verfolgen Sie, um nachhaltige Holzlacksysteme voranzubringen – etwa durch den Einsatz biobasierter Rohstoffe, ressourceneffizienter Formulierungen oder neuer funktionaler Additive und Bindemittel?
Forsthuber: Bei unseren aktuellen Forschungsarbeiten an der Holzforschung Austria erhöhen wir den bio-basierten Anteil von Beschichtungen insbesondere durch Zugabe von bio-basierten Additiven und Füllstoffen. Beispiele dafür sind Nanocellulose zur Verdickung sowie zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften (z.B. Kratzfestigkeit) oder gemahlene Olivenkernschalen zur Verbesserung der Abriebfestigkeit. In einem kürzlich abgeschlossenen Forschungsprojekt unseres Fachbereichs Holzschutz haben wir uns auch mit der Herstellung von Pilz-basierten Farbstoffen und Pigmenten für die Anwendung in Beschichtungen beschäftigt. Das Besondere an diesem Ansatz ist, dass Pilze bei der Exposition natürlicherweise genau die Farbstoffe ausbilden, die sie bestmöglichst vor dem Sonnenlicht schützen. Damit lässt sich bei entsprechender Exposition der Pilze ein optimaler UV-Schutz realisieren.
Eine ebenfalls sehr wichtige Forschungsfrage ist der Ersatz von klassischen bioziden Wirkstoffen im Holzschutz. Unsere Forschungsansätze reichen dabei von der Anwendung von Naturstoffen mit biozider Wirksamkeit bis hin zur Anwendung von antagonistischen Mikroorganismen, die den Pilzbefall verhindern.
Neben den biobasierten Beschichtungen beschäftigen wir uns auch mit biologisch abbaubaren Beschichtungen, die insbesondere für temporäre Beschichtungen, wie z.B. als Transportschutz, Vorvergrauungslasuren oder Markierungsfarben relevant sind. Diese sollen nach dem Gebrauch rasch vollständig biologisch abgebaut werden. Die wesentliche Herausforderung ist dabei der Spagat zwischen der technisch notwendigen Dauerhaftigkeit für die Schutzfunktion bei gleichzeitig so geringer Dauerhaftigkeit, dass nach der Nutzung rasch ein vollständiger biologischer Abbau gelingen kann. Da die Witterungsbedingungen je nach Einsatzort jedoch sehr variabel sind, ist die Einstellung der richtigen Dauerhaftigkeit eine große Herausforderung.
Wie bei vielen anderen Produkten auch hat der Begriff „Nachhaltigkeit“ viele Dimensionen. Eine wesentliche Funktion von Beschichtungen ist der Schutz des Holzuntergrundes. Eine Verlängerung der Lebensdauer von Beschichtungen führt daher generell zu einem geringeren Ressourcenverbrauch und ist daher ein wichtiger Beitrag zu Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz. Eine wesentliche Maßnahme ist beispielsweise die Verlängerung der Dauerhaftigkeit von klassischen Beschichtungssystemen, die insbesondere durch eine zeitgerechte Wartung erreicht wird. Daher beschäftigen wir uns bereits seit vielen Jahren mit der korrekten Festlegung des richtigen Wartungszeitpunktes, wofür wir in der Vergangenheit auch einen Wartungsindikator entwickelt haben.
