DE102007057116A1

DE102007057116A1 - Thermisch behandeltes Massivholz

Info

Publication number: DE102007057116A1
Application number: DE102007057116A
Authority: DE
Inventors: Manfred Fordermaier; Manfred Gschwendner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2009-05-28

Abstract

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen hölzernen Belag zur Verfügung zu stellen, der verbesserte mechanische Eigenschaften aufweist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Abwicklung eines Verfahrens, mit dem Thermoholz mit verbesserten mechanischen Eigenschaften herstellbar ist. Die Herstellung des thermobehandelten Holzes erfolgt bei einer definierten Temperatur für eine definierte Zeit. Die definierte Maximaltemperatur liegt zwischen 150°C bis 200°C und beträgt vorzugsweise ca. 175°C. Die Behandlungsdauer liegt beispielsweise zwischen 15 bis 25 Stunden, vorzugsweise bei 18 Stunden. Das thermisch behandelte Holz ist im Gegensatz zu den auf herkömmliche Weise hergestellten Thermohölzern elastisch. Die Elastizität ist beispielsweise gegenüber unbehandeltem Holz um etwa 10% bis 90% reduziert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Elastizität gegenüber unbehandeltem Holz um 20% bis maximal 30% reduziert. Das erfindungsgemäße thermisch behandelte Holz zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass es spannungsfrei ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen thermisch behandelten Massivholzbelag sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben mit den Merkmalen des Oberbegriffs der Ansprüche 1 bzw. 15.
Stand der Technik
Die thermische Behandlung von Holz ist weit verbreitet. Sie wird hauptsächlich verwendet, um den Hölzern eine dunklere Farbtönung zu verleihen, ohne dass diese gebeizt werden müssen. Beispielsweise beschreibt DE 921231 ein Verfahren zur Herstellung von Parketthölzern. Hierbei wird ein thermisches Verfahren verwendet, bei dem frisch eingeschnittenes Holz Dampf ausgesetzt wird, und zwar unter einem Druck von etwa 3 atü. Dies führt zur Bräunung des Holzes. FR 2786425 und FR 2786424 beschreiben allgemein die Thermobehandlung von Holz. Hierbei wird die Temperatur stufenweise auf 230°C erhöht. Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Braunfärbung nicht nur oberflächlich, sondern durchgehend ist. Somit ist ein Nachschleifen oder Abfräsen problemlos möglich.
Weiterhin weist thermobehandeltes Holz eine reduzierte Feuchtigkeitsaufnahme auf, da die Wasseraufnahme und die Holzausgleichsfeuchte entscheidend verringert sind. Das Schwind- und Queliverhalten reduziert sich um etwa 60%. Dadurch weisen die Hölzer eine höhere Dimensionsstabilität auf und der Schüssel-Effekt ist reduziert.
Bei der Thermobehandlung wird weiterhin Hemicellulose (auch Holzzucker genannt) abgebaut. Dadurch wird das behandelte Holz weniger anfällig für Holz zerstörende Mikroorganismen, beispielsweise Pilze, und andere Holzschädlinge.
CA 2533114 A1 beschreibt eine Behandlung von thermisch modifiziertem Holz. Hierbei wird Holz zuerst einer Thermobehandlung in feuchter Umgebung durchgeführt, um dem Holz eine erhöhte Dimensionsstabilität und Zersetzungsresistenz zu verleihen. Anschließend wird das Holz mit verschiedenen Chemikalien weiterbehandelt.
Ein weiterer Vorteil von Thermahölzern besteht darin, dass durch die Thermobehandlung die Kapillaren verschlossen werden. Dadurch entfällt die Problematik des Ausharzens, so dass der Anwendungsbereich größer ist als für normal behandelte Hölzer.
Nachteil der Thermobehandlung ist, dass die hohen Temperaturen nicht nur die gewünschten Veränderungen des Holzes bewirken, sondern auch eine Versprödung und damit eine Verringerung der Tragfähigkeit zur Folge haben. Das Holz verliert bei den herkömmlichen Methoden an Festigkeit und Elastizität. Da das Ausmaß der Tragfähigkeitsverringerung noch nicht ausreichend erforscht ist, stellt thermisch modifiziertes Holz (im Gegensatz zu konventionellem Bauholz) derzeit kein geregeltes Bauprodukt dar. Es darf daher ohne speziellen Verwendbarkeitsnachweis nicht für tragende und aussteifende Zwecke eingesetzt werden. Bei der Verwendung von diesen Hölzern als Bodenbelag muss beim Verlegen sorgfältig gearbeitet werden, um ein Brechen der Kanten zu vermeiden.
Beschreibung
Das Ziel der Erfindung besteht darin einen hölzernen Belag zur Verfügung zu stellen, der verbesserte mechanische Eigenschaften aufweist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens, mit dem Thermoholz mit verbesserten mechanischen Eigenschaften herstellbar ist.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Herstellung des thermobehandelten Holzes erfolgt in einer speziellen Thermokammer. Hierbei wird beispielsweise Brettware mit einer Brettstärke von bis zu 32 mm bei einer definierten Temperatur für eine definierte Zeit behandelt. Die definierte Maximaltemperatur liegt zwischen 150°C bis 200°C und beträgt vorzugsweise ca. 175°C. Die Behandlungsdauer liegt beispielsweise zwischen 15 bis 25 Stunden, vorzugsweise bei 18 Stunden.
Die Thermokammer kann zum Beheizen die beim Erhitzen emittierten Holzgase verwenden. Bei dieser Ausführungsform ist nur eine anfängliche Zufuhr von Brennmitteln notwendig, anschließend beheizt sich die Thermokammer durch Verbrennen der Holzgase in einer speziellen Heizeinrichtung eigenständig weiter.
Nach der langen Wärmebehandlung in der Thermokammer wird das Holz eine definierte Zeit lang, beispielsweise sieben Tage, ruhen gelassen. Anschließend erfolgt die Auftrennung in Lamellen von beispielsweise 11 mm Stärke und die Lamellen werden für einen weiteren definierten Zeitraums, beispielsweise ebenfalls sieben Tage, aufgelattet. In dieser Zeit nimmt das Holz, das nach der thermischen Behandlung eine Feuchtigkeit von ca. 2,8% aufweist, solange Feuchtigkeit auf, bis der Feuchtigkeitsgehalt zwischen 3%–10%, insbesondere bei ca. 6% liegt. Dieser Feuchtigkeitsgehalt ist danach unabhängig von den Umgebungsparametern weitgehend konstant.
Das mit dem oben beschriebenen Verfahren gewonnene Holz zeichnet sich durch eine dunklere Färbung aus. Durch entsprechende Anpassung der Verweildauer in der Thermokammer kann der Braunton gezielt beeinflusst werden. Mit einer besonders langen Behandlung kann sogar eine Schwarzfärbung des Holzes erreicht werden.
Weiterhin weist das Holz alle Vorteile von auf herkömmliche Weise hergestelltem Thermoholz, insbesondere hohe Dimensionsstabilität und Zersetzungsresistenz auf.
Das erfindungsgemäße thermisch behandelte Holz ist im Gegensatz zu den auf herkömmliche Weise hergestellten Thermohölzern elastisch. Die Elastizität ist beispielsweise gegenüber unbehandeltem Holz um etwa 10% bis 90% reduziert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Elastizität gegenüber unbehandeltem Holz um 20% bis maximal 30% reduziert. Das erfindungsgemäße thermisch behandelte Holz zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass es spannungsfrei ist.
Das erfindungsgemäße Thermoholz wird vorzugsweise als Belag, beispielsweise als Massivholzboden verwendet. Hierfür ist es beispielsweise als plattenförmige Einzelabschnitte ausgebildet. Diese Einzelabschnitte können zur einfachen Verlegung Nut und Federelemente aufweisen. Diese Einzelabschnitte weisen beispielsweise eine Breite von bis zu 125 mm bei einer Stärke zwischen 7 mm bis 12 mm auf. Weiterhin ist auch die Herstellung plattenförmiger Einzelabschnitte mit einer Breite größer als 125 mm möglich. Werden die Einzelabschnitte als Bodenbelag verwendet, muss die Stärke entsprechend angepasst werden, damit sie den Belastungen standhalten. Die Länge ist nach Wunsch variabel und wird eigentlich nur durch optische Aspekte nach oben hin begrenzt, da zu lange Latten ästhetisch weniger schön empfunden werden, so dass vorzugsweise mehrere kürzere Einzelabschnitte verwendet werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Thermoholz ist es also möglich, breitere Bretter mit einer geringeren Stärke als herkömmliches Parkett zu verwenden. Bei herkömmlichem Holzfußboden werden im Allgemeinen die in der DIN-EN13226 definierten Maße verwendet. Hierin werden eine Mindestbreite von 40 mm, eine Mindestlänge von 250 mm und eine Mindestdicke von 14 mm definiert. Die Norm enthält weiterhin einen Hinweis, dass die bevorzugte Dicke in Europa 22 mm beträgt.
DIN-EN13227 beschreibt die Normen für 10 mm Massivparkett, wobei hier Längen von max. 400 mm und Breiten von max. 75 mm zulässig sind. DIN-EN13228 regelt Massivholzböden, die über ein anderes Verbindesystem als Nut und Feder verfügen. Parkettblöcke weisen beispielsweise eine Länge zwischen 200 mm bis 400 mm bei einer Breite zwischen 40 bis 80 mm und einer Dicke größer 13 mm auf.
Das erfindungsgemäße Thermoholz kann im Innen- und im Außenbereich angewendet werden. Im Innenbereich die die Verwendung als Parkett, Wand-Deckenpaneele und Jalousie usw. denkbar. Weiterhin ist eine Anwendung im feuchten Innenbereich, d. h. im Wellness- oder Saunabereich und in Schwimmbädern möglich.
Aufgrund des konstanten Feuchtigkeitsgehaltes, ist thermisch behandeltes Holz sehr wetterbeständig und kann im Außenbereich mit direkter Wetterbeanspruchung verwendet werden, beispielsweise für Fenster- und/oder Rollläden, für Außentüren, Hausfassaden, Gartenmöbel, Terassenböden etc. Weiterhin ist eine Verwendung beim Bootsbau möglich.
Das erfindungsgemäße thermisch behandelte Holz kann zur Verbesserung der Oberfläche nachbehandelt werden. Beispielsweise wird das Holz geölt. Da der Braunton von thermisch behandeltem Holz in der Regel mit der Zeit verblasst bzw. aufhellt, kann hierfür ein Öl verwendet werden, dem eine geringe Menge an Farbpigmenten zugesetzt wird. Die Farbpigmente geben dem Holz eine schönere Färbung und dienen zusätzlich als UV-Schutz um ein Aufhellen zu verhindern.
Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von plattenförmigen Einzelabschnitten des erfindungsgemäßen Thermoholzes besteht darin, dass die mittels Nut und Feder zu verlegenden Massivholz- Einzelelemente parkettfertig geliefert werden. Die Einzelelemente werden vor Auslieferung geschliffen und geölt, so dass sie nur noch verlegt werden müssen und der Massivholzboden ist fertig. Herkömmlicher Massivholzboden wird vom Handwerker zuerst verlegt, dann geschliffen und geölt, was sehr arbeits- und kostenintensiv ist.
Da der Massivholz- Bodenbelag aus erfindungsgemäßem Thermoholz mit ca. 8 mm sehr dünn ist, kann er einfach anstelle von Teppichboden verlegt werden (der meist auch eine Höhe von ca. 8 mm aufweist), ohne das Türen angepasst (abgeschliffen) werden müssen. Somit bietet sich die Verwendung des Massivholz- Bodenbelags aufgrund der geringen Aufbauhöhe insbesondere für Sanierungen und/oder Renovierungen an.
Die Verwendung von erfindungsgemäßem Thermoholz als Massivholz- Bodenbelag weist als mehrere Kostenvorteile auf. Zum einen wird weniger Material gebraucht, was die Materialkosten nach unten drückt. Weiterhin ist eine schnellere Verlegung möglich, da aufgrund der höheren Breiten weniger Bretter verlegt werden müssen. Durch die fertig vorbereitete Oberfläche entstehen weiterhin geringere Handwerkerkosten bei der Verlegung. Das erfindungsgemäße Thermoholz stellt eine gute Alternative zu Tropenholz dar, da es eine vergleichbare Farbe und Haltbarkeit aufweist, aber zu geringerem Preis angeboten werden kann.
Bevorzugtes Ausführungsbeispiel:
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dient.
Das erfindungsgemäße Thermoholz wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform als Massivholzboden verwendet.
Die Herstellung des thermobehandeltes Holzes erfolgt in einer speziellen Thermokammer. Dabei wird Brettware mit einer Brettstärke von 32 mm bei 175°C für 18 Stunden behandelt.
Anschließend lässt man die thermobehandelte Brettware sieben Tage lang ruhen, bevor sie in Lamellen von 11 mm Stärke aufgetrennt wird. Die Lamellen werden für weitere sieben Tage aufgelattet, dabei nehmen sie den anschließend konstanten Feuchtigkeitsgehalt von ca. 6% an
Aus den thermobehandelten und nachkonditionierten Latten werden plattenförmige Einzelabschnitte mit Nut und Federelementen hergestellt. Die Einzelabschnitte weisen eine Breite von 125 mm bei einer Stärke von 8 mm auf. Die Länge der verwendeten Bretter variiert beispielsweise zwischen 700 mm bis 1000 mm. Die Latten werden entsprechend geschliffen und geölt und sind somit als Fertigboden schnell vor Ort verlegbar. Der Fertigboden weist eine Dicke von ca. 8 mm auf.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 921231 [0002]
- FR 2786425 [0002]
- FR 2786424 [0002]
- CA 2533114 A [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN-EN13226 [0017]
- DIN-EN13227 [0018]
- DIN-EN13228 [0018]

Claims

Belag aus thermisch behandeltem Massivholz, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch behandelte Holz elastisch ist.
Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastizität gegenüber unbehandeltem Holz um 10% bis 90% reduziert ist.
Belag nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastizität gegenüber unbehandeltem Holz um 20% bis 30% reduziert ist.
Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtigkeitsgehalt des behandelten Holzes unabhängig von den Umgebungsparametern weitgehend konstant bleibt.
Belag nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes ca. 3%–10% beträgt.
Belag nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtigkeitsgehalt des Holzes ca. 6% beträgt.
Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Belag im Wesentlichen als plattenförmige Einzelabschnitte ausgebildet ist.
Belag nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die plattenförmigen Einzelabschnitte im Wesentlichen eine Breite von bis zu 125 mm bei einer Stärke, die zwischen 7 mm bis 12 mm liegt, aufweisen.
Verwendung eines Belags aus thermisch behandeltem Massivholz gemäß einem der voranstehenden Ansprüche als Parkett oder Wandpaneele oder Deckenpaneele oder Jalousie im Innen und/oder Außenbereich.
Verwendung eines Belags aus thermisch behandeltem Massivholz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 im Innenbereich.
Verwendung eines Belags aus thermisch behandeltem Massivholz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 im Außenbereich.
Verwendung eines Belags aus thermisch behandeltem Massivholz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 beim Bootsbau.
Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz über einen definierten Zeitraum bei einer definierten Temperatur behandelt worden ist.
Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz 18 Stunden lang bei 175°C behandelt worden ist.
Verfahren zur thermischen Behandlung von Holz, dadurch gekennzeichnet, dass Massivholzbohlen in einer Thermokammer über einen definierten Zeitraum bei einer definierten Maximaltemperatur behandelt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Maximaltemperatur, die verwendet wird, zwischen 150–200°C liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Maximaltemperatur, die verwendet wird, bei 175°C liegt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung ca. 18 Stunden lang durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Massivholzbohlen einer Stärke von ca. 32 mm verwendet werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Massivholzbohlen anschließend eine definierte Zeit bei Raumtemperatur ruhen, dann in Latten einer definierten Dicke aufgeschnitten und für eine definierte Zeit aufgelattet werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Massivholzbohlen anschließend sieben Tage bei Raumtem peratur ruhen, dann in ca. 11 mm dicke Latten aufgeschnitten und für sieben Tage aufgelattet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Latten geölt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit Farbpigmenten versetztes Öl verwendet wird, das dem Holz einen UV-Schutz gegen Ausbleichen verleiht.
Thermokammer zur Behandlung von Holz, dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem behandelten Holz emittiertes Holzgas zur Energieversorgung einer Heizeinrichtung der Thermokammer dient.