Oberflächenschutz von Holzbauteilen im Innenbereich
In diesem Projekt wurden verschiedene transparente, umweltverträgliche Beschichtungsformulierungen entwickelt, die einen dünnschichtigen, UV-stabilen Oberflächenschutz von Holzbauteilen im Innenbereich garantieren.
Steckbrief
- Lead-Departement Architektur, Holz und Bau
- Institut(e) Institut für Baustoffe und biobasierte Materialien IBBM
- Forschungseinheit(en) Fachgruppe Holzmodifikation und Verklebung FGHV
- Förderorganisation Innosuisse
- Laufzeit 01.02.2019 - 07.11.2023
- Projektverantwortung Prof. Dr. Thomas Volkmer
- Projektleitung Prof. Dr. Thomas Volkmer
- Projektmitarbeitende Barbora Starovicova
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Partner
Bosshard-Farben AG
Blumer Lehmann AG
neue Holzbau AG
Nägeli AG - Schlüsselwörter Holzoberfläche, Innenbereich, UV-Schutz, Risse
Ausgangslage
Im modernen Holzbau werden die tragenden Konstruktionselemente immer mehr im sichtbaren Bereich verbaut und übernehmen dabei automatisch auch eine gestalterische und ästhetische Funktion. Zum aktuellen Zeitpunkt gibt es aber nur begrenzt Konzepte und Produktlinien, welche einen notwendigen transparenten Oberflächenschutz für derartige Elemente langfristig gewährleisten, wie das im klassischen Möbel- und Innenausbau der Fall ist. Vorrangig geht es deshalb darum, die Oberflächen vor einer schnellen Alterung und Verfärbung zu schützen sowie einer Verschmutzung vorzubeugen. Aufgrund der vergleichsweise grossen Holzvolumen, welche bei derartigen Konstruktionen eingesetzt werden, spielt auch das Quellen und Schwinden und eine damit einhergehende Verformung und Rissbildung eine grosse Rolle. Deshalb ist der notwendige Oberflächenschutz auch für die Kontrolle des Feuchtehaushalts derartiger Elemente wesentlich. Neben der generellen Oberflächenbehandlung spielt auch die Möglichkeit der Oberflächenreinigung eine wichtige Rolle, da insbesondere im öffentlichen Raum diese Flächen ein hohes Beanspruchen ausgesetzt sind (wie z.B. bei Schulen, Sporthallen oder Kindertagesstätten).
Vorgehen
Im Rahmen eines breit angelegten Prüfungsprogrammes wurden zwei Themenschwerpunkte analysiert. Einerseits wurde das ästhetische Erscheinungsbild anhand der Farb- und Glanzveränderungen in Abhängigkeit verschiedener Alterungsversuche bewertet und andererseits wurde das sorptive Verhalten der beschichteten Bauteile über den Wasserdampfdiffusionswiderstand evaluiert. Diese Ergebnisse wurden durch Versuche zur Simulation der Rissentstehung in Abhängigkeit eines Wechselklimas erweitert. Parallel dazu wurde geprüft, ob und wie sich die Beschichtungssysteme infolge der Dehnbarkeit für eine direkte Rissüberbrückung eignen. Als Substrate wurde Plattenmaterial und Vollholz basierend auf Fichte und Esche getestet. Als Beschichtungssysteme wurden interne Neuentwicklungen mit marktüblichen Systemen verglichen.
Ergebnisse
Für die im Projekt neu entwickelten Beschichtungssysteme konnte eine sehr gute Eignung zur Beschichtung von Holzbauteilen im Innenbereich nachgewiesen werden. Die Farbveränderung der Oberfläche in Abhängigkeit diverserer Alterungsverfahren war gering: ΔE < 3-4. Aufgrund der sehr niedrigen Viskosität der Systeme kann eine gute Penetration und somit ein entsprechender UV-Schutz der Holzoberfläche gewährleistet werden. Die Systeme bilden nur eine geringe Schicht aus und entsprechen somit dem Trend und den Anforderungen an eine derartige Behandlung von Holzbauteilen. Die Oberflächen wirken nach wie vor sehr natürlich, der Holzcharakter bleibt erhalten. Bei allen neu entwickelten Systemen konnte ein reduzierender Einfluss auf die Rissentstehung nachgewiesen werden. Selbst wenn die Systeme sehr diffusionsoffen sind, konnte die Rissbildung um 30-70% verringert werden. Eine Reinigung der Oberflächen ist möglich, wobei eine mechanische Vorbehandlung notwendig ist. Die neuen Systeme zeichnen sich durch eine hohe Umweltverträglichkeit aus und sind für Anwendungen im Innenraum sehr gut geeignet. Sie befinden sich momentan in einer Erprobungsphase und werden bereits bei Grossprojekten eingesetzt.
Ausblick
Nach Projektabschluss wurde das Produkt nochmals intern bei der Bosshard-Farben AG entsprechend den Qualitätsrichtlinien bewertet und ist es ab sofort unter dem Namen ArboShield UV erhältlich. Die Beschichtung verleiht dem Holz ein mattes Finish, bewahrt aber die natürliche Optik. Sie schützt die Oberfläche, reduziert durch die spezielle Lichtschutzmittelkombination Veränderungen des Farbtons und beugt Rissen oder Delaminierungen vor. Das Produkt ist dank der hohen Umweltverträglichkeit sehr gut für Innenräume geeignet – auch für Räume mit hoher Luftfeuchtigkeit, wie in Schwimmbädern. Im Aussenbereich wird ArboShield UV für Dachuntersichten und als temporärer Schutz gegen Feuchtigkeit und Vergilbung von Holzbauteilen, während dem Transport und der Bauphase, verwendet.
