DE102008051805A1

DE102008051805A1 - Verfahren zur Oberflächenveredelung von Holz, insbesondere Holzfußböden

Info

Publication number: DE102008051805A1
Application number: DE200810051805
Authority: DE
Inventors: Thomas Riemer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2010-04-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenveredelung von Holz, insbesondere Holzfußböden, das gekennzeichnet ist durch folgende Verfahrensschritte: 1.1. Die gereinigte zu behandelnde Holzoberfläche wird in einem ersten Schritt durch eine kurzfristige Wärmezufuhr mittels einer Wärmequelle derart erwärmt, dass sich die Luft in den Holzporen ausdehnt, 1.2. die erwärmte Oberfläche wird sodann in einem zweiten Verfahrensschritt mit einer Tränkflüssigkeit beschichtet, 1.3. die Oberfläche kühlt ab, die Tränkflüssigkeit wird mittels Volumenkontraktion in die obere Holzschicht gesaugt, 1.4. überschüssige Tränkflüssigkeit wird von weniger saugenden zu stark saugenden Oberflächenbereichen verteilt, 1.5. nach der Sättigung werden überschüssige Reste abpoliert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren im Durchlauf zur Oberflächentränkung und Beschichtung von Holzoberflächen, insbesondere von Holzfußböden. Es besteht aus Volumenkontraktionseinheit, Auftragseinheit für Flüssigkeit, Vertreiber- und Poliereinheit sowie einer Streuvorrichtung für feste Partikel, wie Nanokorundoxyde. Die Flüssigkeit besteht aus Tränkharz, welchem Veredelungszusätze oder Farbpigmente beigemischt sein können.
Der Schutz und/oder die Veredelung von Holzoberflächen erfolgt in verschiedenster Weise, insbesondere durch das Auftragen von Holzschutzmitteln. Nach dem Stand der Technik werden Holzoberflächen klassischerweise durch Öl, Wachs oder Lack geschützt und veredelt. Zur farblichen Gestaltung werden teilweise Farbpigmente beigemischt oder vorher (durch beizen) aufgetragen. In Abhängigkeit der Viskosität dringen diese Schutzmittel nur gering ins Holz ein und liegen oberflächlich auf
Ein weiterer Nachteil der bestehenden Oberflächenbehandlung durch Öl und Wachs besteht in dem schnellen Abrieb der schützenden und farblich pigmentierten Schutzschicht im Alltagsgebrauch, insbesondere bei Holzfußböden. Diese Systeme bedürfen eines hohen regelmäßigen Pflegeaufwandes (Nachölen etc.). Einen Nachteil der bestehenden Oberflächenbehandlung mittels Lack betrifft die relativ dünne rein oberflächlich aufgebrachte Schutzschicht. Durch punktuelle Belastung gibt das Holz nach und die Schutzschicht reißt, bricht. An diesen Beschädigungen durch Eindrücke und Kratzer ist das Holz ungeschützt. Es nimmt Verunreinigungen sofort auf und ist nur durch aufwendige Renovierung (Abschleifen und Neulackieren) wieder in den Ursprünglichen Zustand zu versetzen.
Um eine bessere Vernetzung mit dem Holz und einen besseren oberflächigen Verlauf zu erzielen werden teilweise Lösemittel (Wasser, Aceton etc.) eingesetzt. Durch die Emission der Lösemittel (Verdunstung/Trocknung) schrumpft Masse, Volumen und damit Dicke der Schutzschicht und deren Widerstandsfestigkeit wird reduziert. Ein Großteil der bekannten Lösungen ist darüber hinaus nicht oder nur unzureichend UV-stabil.
Neueste Produkte zur Beschichtung von Holzoberflächen arbeiten aus diesem Grund mit ligninstabilisierenden Additiven (Radikalfängern) und UV-Absorbern in einem wässrigen Medium. Für einen wirksamen Schutz insbesondere im Außenbereich sind ferner hochwirksame Hydrophobierungsmittel auf Silan-, Siloxan- oder Silikonharzbasis bekannt. Ein weiteres bekanntes Verfahren sieht es vor, auf die Holzoberfläche eine Metallschicht in Drahtform mit Hilfe des Flammspritz- oder Lichtbogenspritzverfahrens aufzutragen. Diese Verfahren sind aber einerseits sehr aufwendig und andererseits kostenintensiv. Darüber hinaus ist ihre Langzeitwirkung noch nicht nachgewiesen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu schaffen, das es erlaubt, die Holzoberfläche nach innen schwundfrei zu festigen, die gewünschten Farbpigmente abriebfest zu fixieren und eine besonders widerstandsfähige, weitestgehend schlag- und kratzfeste Oberfläche als Schutz zu gewährleisten und somit die Renovierungs- und Pflegeintervalle zu verlängern. Darüber hinaus sollen das Ausbleichen/Vergilben/Nachdunkeln der Holzoberfläche weitestgehend vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei bilden alle beschriebenen Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von der Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Verfahrensmäßig wird die gereinigte und zu behandelnde Holzoberfläche in einem ersten Schritt durch eine kurzfristige Wärmezufuhr mittels einer Wärmequelle um vorzugsweise bis zu ca. 60°C über der Raumtemperatur (je nach Norm liegt diese bei 20 oder 23°C) erwärmt, wobei sich die Luft in den Holzporen ausdehnt. Die Vorwärmtemperatur kann in Abhängigkeit der Behandlungsdauer, der Art der zu verwendeten Werkstoffe und Zuschlagsmaterialien variieren.
Die erwärmte Oberfläche wird sodann in einem zweiten Verfahrensschritt vorzugsweise mit Hilfe einer Walzenauftragsmaschine mit einer Tränkflüssigkeit, vorteilhafterweise mit einem niedrigviskosen zwei- oder mehrkomponentigen Epoxidharz (Epoxidtränkharz) beschichtet. Diesem dünnflüssigen Tränkharz können stabilisierende Zusätze, Zuschlagstoffe oder Farbpigmente (z. B. Titanoxid) je nach Wunsch der zu erzielenden Oberfläche beigemischt werden. Durch die Abkühlung wird das Tränkharz tief in die obere Holzschicht gesaugt (Volumenkontraktion). Da vorteilhafterweise keine Lösemittel zugegeben werden, können die gesättigten Holzfasern und gefüllten Holzporen schwundfrei aushärten und bilden im Holz eine besonders widerstandsfähige Schicht.
Die als Zugabe beigemischten Farbpigmente liegen eingebettet in dem aufliegenden Epoxydharzfilm. Während der Abkühlfase durchläuft die Oberfläche rotierende Bürsten, womit überschüssiges Harz von weniger saugenden zu stark saugenden Oberflächenbereichen verteilt wird und die vollständige, gleichmäßige Tränkung der Oberfläche gewährleistet wird. Nach der Sättigung werden überschüssige Reste zum Beispiel mittels durch schnelllaufender Tellerbürsten abpolliert.
Eine Eigenschaft des Epoxydharzes ist die Klebrigkeit der Oberfläche. Bis zur Aushärtung kann dies 48 Stunden dauern. Diese Eigenschaft wird genutzt, um in einem weiteren Verfahrensschritt feste Nanopartikel gleichmäßig in der Oberfläche einzustreuen, insbesondere Aluminiumkorundoxid, welches zur Erhöhung der Abriebfestigkeit der Oberfläche beiträgt. Das Aufbringen erfolgt im Durchlauf durch eine indirekte Streuvorrichtung, welche ähnlich dem Prinzip der Vernebelung einer Farbspritz- oder Sandstrahlvorrichtung aufgebaut ist.
Nach der vollständigen Durchhärtung des Tränkharzes und dem festen Verkleben der eingestreuten Partikel in der Oberfläche wird eine weitere Schicht Tränkharz als Finish – wie oben beschrieben – aufgebracht und die Oberfläche nochmals poliert. Durch verschiedene Bandgeschwindigkeiten, Viskosität der verwendeten Harze, Länge der einzelnen Einheiten und unterschiedlichen Bürstenbesatz lassen sich Schichtdicke und Einstreumenge bestimmen.
Der wesentliche und entscheidende Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens besteht darin, dass durch die Verwendung der eingesetzten Werkstoffe eine weitestgehend schlagfeste, plastoelastische Schutzschicht entsteht, welche höhere Gebrauchsbelastungen bei geringerem Verschleiß zulässt. Des Weiteren ist die Oberflächenbe schichtung wasserdicht, welches zu einem geringeren Quell- und Schwindverhalten des Holzwerkstoffes beiträgt. Farbpigmente sind abriebfest im unteren Teil der Beschichtung vergossen.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Fertigungsverfahrens liegen daher in der besonders widerstandsfähigen Oberflächenbeschichtung, welche bereits innerhalb der Holzschicht beginnt.
Die Beschädigung des Bodens bis auf das kahle Holz ist bei normaler Nutzung innerhalb der heute üblichen Renovierungszyklen nahezu unmöglich. Dennoch kann eine einzelne starke Beschädigung partiell, fast unsichtbar nachgearbeitet werden. Eine regelmäßige Auffrischung der Oberfläche wie Nachölen, Wachsen oder Polishbehandlung ist nicht notwendig. Die Beschichtung lässt die Einlagerung von Bakterien und Pilzen nicht zu. Sie ist hat ein klares Erscheinungsbild, ist weitestgehend UV-stabil und neigt nur sehr leicht zum Vergilben bei der Verarbeitung ohne Farbpigmente.
Das erfindungsgemäße Verfahren beschränkt sich in seiner Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsform. Vielmehr sind eine Vielzahl von Ausgestaltungsvariationen denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung Gebrauch machen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die zu behandelnde Holzoberfläche zum Beispiel auch vorab farbig oder chemisch gebeizt sein.
Als Tränkflüssigkeit kommen auch andere Harze, lackartige Flüssigkeiten oder ein Hartwachsöl in Betracht, in welche die festen Partikel eingestreut werden.
Ferner kann die Tränkflüssigkeit auch mittels anderer bewährter Verfahren (zum Beispiel mittels Spritzen) auf die Holzoberfläche aufgebracht werden. Zur Verteilung der Flüssigkeit eignen sich Spachtel, Pads oder andere geeignete Hilfsmittel, die längs, quer oder rotierend eingesetzt werden können.
Zur Erreichung besonderer designerischer Effekte kann der Harzauftrag darüber hinaus mehrfach hintereinander mit verschiedenen Farbpigmenten durchgeführt werden. Auch kann zur Erreichung einer noch höheren Standfestigkeit das Verfahren mehrfach wiederholt werden.

Claims

Verfahren zur Oberflächenveredelung von Holz, insbesondere Holzfußböden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrenschritte: 1.1 die gereinigte zu behandelnde Holzoberfläche wird in einem ersten Schritt durch eine kurzfristige Wärmezufuhr mittels einer Wärmequelle derart erwärmt, dass sich die Luft in den Holzporen ausdehnt, 1.2. die erwärmte Oberfläche wird sodann in einem zweiten Verfahrensschritt mit einer Tränkflüssigkeit beschichtet, 1.3. die Oberfläche kühlt ab, die Tränkflüssigkeit wird mittels Volumenkontraktion in die obere Holzschicht gesaugt, 1.4. überschüssige Tränkflüssigkeit wird von weniger saugenden zu stark saugenden Oberflächenbereichen verteilt, 1.5. nach der Sättigung werden überschüssige Reste abpolliert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tränkflüssigkeit ein niedrigviskoses zwei- oder mehrkomponentiges Epoxidharz (Epoxidtränkharz) ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem dünnflüssigen Tränkharz stabilisierende Zusätze, Zuschlagstoffe oder Farbpigmente (z. B. Titanoxid) je nach Wunsch der zu erzielenden Oberfläche beigemischt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufwärmtemperatur vorzugsweise bis zu ca. 60°C über der Raumtemperatur beträgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit Hilfe einer Walzenauftragsmaschine erfolgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Phase der Aushärtung in einem weiteren Verfahrensschritt feste Nanopartikel (vorzugsweise Aluminiumkorundoxid) gleichmäßig in der Oberfläche eingestreut werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Nanopartikel im Durchlauf durch eine indirekte Streuvorrichtung erfolgt, welche ähnlich dem Prinzip der Vernebelung einer Farbspritz- oder Sandstrahlvorrichtung aufgebaut ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der vollständigen Durchhärtung der Tränkflüssigkeit und dem festen Verkleben der eingestreuten Partikel in der Oberfläche eine weitere Schicht Tränkflüssigkeit als Finish aufgebracht und die Oberfläche nochmals poliert wird.