WO2003085154A1 - Verfahren zur verbesserung der eigenschaften und/oder des schutzes von holzoberflächen - Google Patents

Verfahren zur verbesserung der eigenschaften und/oder des schutzes von holzoberflächen Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method for improving the properties and / or the protection of wooden surfaces.
  • the properties and / or the protection of wooden surfaces are carried out in a wide variety of ways, in particular by applying wood preservatives and stains and, if appropriate, by gluing protective layers on.
  • the properties and / or protection of metal surfaces are also improved by applying protective layers and colors, and increasingly also by spraying a metal layer with the aid of flame spraying or arc spraying.
  • the metal or metal alloy is used either in powder form or in the form of a wire.
  • one or more layers of another material can be applied to the metal layer sprayed directly onto the wood surface. It has proven to be advantageous that the metal layer sprayed directly onto the wood surface is bendable and / or ductile. Very brittle metals adhere much worse to wooden surfaces and therefore lead to poorer results.
  • the wooden surfaces sprayed with a metal according to the invention with a thin layer of one or more metals are able to shield electromagnetic waves and to discharge electrostatic charges. It is also possible to spray electrical conductor tracks with the help of templates, which enable the supply and discharge of weak current. Furthermore, the metal layers applied according to the invention can form a very good primer for subsequent lacquer or paint layers, especially since the metal layers lead to a more or less strong sealing of the surface. When using correspondingly suitable metals, the wood surface pretreated according to the invention can be protected against biological corrosion. Further metal layers that are more brittle than the first sprayed-on layer can also be sprayed on or even galvanically applied to the first metal layer sprayed directly onto the wood surface. You will then be able to improve fire protection and fire resistance.
  • Zinc and zinc aluminum alloys with up to 30% aluminum are particularly suitable as the first metal layer sprayed directly onto the wood surface.However, it has been shown that other metals in wire form, which are available in a form suitable for flame spraying and arc spraying, are good and provide interesting layers of metal, some of which can be applied directly to the wood surface, but can also be applied to a first layer of zinc or zinc aluminum.
  • metals and metal alloys with melting points in the range between 200 and 700 ° C are possible, but also significantly higher melting metals and alloys such as steels of various compositions, copper, brass, tin bronze, aluminum bronze, nickel, monell and nickel chrome.
  • Tin and tin solders are particularly interesting as an additional coating, with the help of which wood can be soldered to other materials such as glass, ceramic, tin, steel and aluminum.
  • the method according to the invention thus opens up a number of possibilities for improving the properties and / or protecting wooden surfaces which were previously not available.
  • Tin base solder (SnZn 20 ) was sprayed onto pieces of wood according to Example 1. These pieces of wood pre-coated in this way were brought into contact with a zinc sheet which was heated slightly above the soldering temperature of the base solder. After cooling, good and durable solder joints were created.
  • Example 2 On wooden boards and chipboard, part of the surface was covered with stencils and then, as described in Example 1, sprayed on the uncovered surface with copper wire. Electrically conductive traces were created that were able to supply and discharge weak current. To the To protect these conductor tracks, the entire surface was subsequently coated with an insulating varnish.
  • a workpiece made of wood, plastic or concrete is first thermally sprayed with zinc. Then a tin base solder (e.g. SnZn20) is sprayed on. If this workpiece is brought into contact with a zinc sheet, which is heated slightly above the soldering temperature of the base solder, a good and durable solder joint is created after cooling.
  • a tin base solder e.g. SnZn20

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Abstract

Das Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften und/oder des Schutzes von Holzoberflächen besteht darin, dass auf die Holzoberflächen eine Metallschicht aufgespritzt wird mit Hilfe des Flammspritzens oder Lichtbogenspritzens und unter Verwendung von Metallen und/oder Metalllegierungen in Drahtform.

Description

Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften und/oder des Schutzes von Holzoberflächen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften und/oder des Schutzes von Holzoberflächen.
Die Eigenschaften und/oder der Schutz von Holzoberflächen erfolgt in verschiedenster Weise, insbesondere durch Auftragen von Holzschutzmitteln und -färben sowie gegebenenfalls durch das Aufkleben von Schutzschichten.
Die Verbesserung der Eigenschaften und/oder des Schutzes von Metalloberflächen erfolgt ebenfalls durch Auftragen von Schutzschichten und -färben sowie in zunehmendem Maße auch durch Aufspritzen einer Metallschicht mit Hilfe des Flammspritzens oder des Lichtbogenspritzens. Das Metall oder die Metalllegierung wird dabei entweder in Pulverform oder in Form eines Drahtes eingesetzt.
Da Holz bei Einwirkung von höheren Temperaturen, wie denen der üblicherweise beim Flammspritzen oder Lichtbogenspritzen eingesetzten Metalle, verkohlt und dadurch sich die Eigenschaften des Holzes verschlechtern, sind Flammspritzen und Lichtbogenspritzen für Holzoberflächen als ungeeignet angesehen worden, so dass diese Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Holz nicht zum Einsatz gekommen sind und für ungeeignet gehalten wurden.
Überraschenderweise wurde festgestellt, dass die Eigenschaften von Holzober- flächen und der Schutz von Holzoberflächen sogar verbessert werden kann, wenn auf die Holzoberflächen eine Metallschicht aufgespritzt wird mit Hilfe des Flammspritzens oder Lichtbogenspritzens und die Metalle oder Metalllegierungen in Drahtform eingesetzt werden.
BESTATIGUNGSKOPIE Die nachträgliche Erklärung für diese überraschende Beobachtung scheint zu sein, dass die mit den Metallpartikeln auf die Holzoberfläche übertragene Wärmemenge nicht ausreicht, die Holzoberfläche zu verkohlen und die Wärmeleitfähigkeit des Holzes groß genug ist, um die von den Metallpartikein mitgeführte Wärme ausreichend rasch ins Innere des Holzes abzuleiten, wobei auch die bei der Erstarrung des flüssigen Metalls freigesetzte latente Wärme nicht ausreicht, die Holzoberfläche zu schädigen. Die gute Haftung zwischen Holz und erfindungsgemäß aufgespritztem Metall ist anscheinend auf eine kraftschlüssige Verbindung zurückzuführen, die durch Verkrallung der beim Abkühlen schrump- fenden Metallpartikel entsteht. Die erfindungsgemäß auf Holzoberflächen aufgebrachten Metallschichten haften nämlich besonders gut, wenn die Holzoberflächen in aufgerauhter Form eingesetzt werden.
Je nach beabsichtigtem Verwendungszweck des so beschichteten Holzes können auf die direkt auf der Holzoberfläche aufgespritzte Metallschicht eine oder meh- rere Schichten aus einem anderen Material aufgebracht werden. Dabei hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die direkt auf die Holzoberfläche aufgespritzte Metallschicht biegefähig und/oder duktil ist. Sehr spröde Metalle haften auf Holzoberflächen wesentlich schlechter und führen somit zu schlechteren Ergebnissen.
Die erfindungsgemäß mit einem Metall bespritzten Holzoberflächen mit einer dünnen Schicht eines oder mehrerer Metalle sind in der Lage, elektromagnetische Wellen abzuschirmen und elektrostatische Aufladungen abzuleiten. Es können auch mit Hilfe von Schablonen elektrische Leiterbahnen aufgespritzt werden, die Zu- und Ableitung von Schwachstrom ermöglichen. Weiterhin können die erfindungsgemäß aufgetragenen Metallschichten eine sehr gute Grundierung für anschließende Lack- oder Farbschichten bilden, zumal die Metallschichten zu einer mehr oder weniger starken Versiegelung der Oberfläche führen. Bei Verwendung entsprechend geeigneter Metalle kann die erfindungsgemäß vorbehandelte Holzoberfläche geschützt werden vor biologischer Korrosion. Auf die erste direkt auf die Holzoberfläche aufgespritzte Metallschicht können auch weitere Metallschichten aufgespritzt oder sogar galvanisch aufgetragen werden, die spröder sind als die erste aufgespritzte Schicht. Sie sind dann in der Lage, den Brandschutz und die Feuerhemmung zu verbessern.
Besonders geeignet als erste, direkt auf die Holzoberfläche aufgespritzte Metallschicht sind Zink und Zinkaluminiumlegierungen mit bis zu 30% Aluminium, Es hat sich jedoch gezeigt, dass auch andere Metalle in Drahtform, welche in für das Flammspritzen und Lichtbogenspritzen geeigneter Form zur Verfügung stehen, gute und interessante Metallschichten liefern, wobei diese teils direkt auf die Holzoberfläche aufgebracht werden können oder aber auch auf eine erste Schicht von Zink oder Zinkaluminium aufgebracht werden.
Es kommen somit nicht nur Metalle und Metalllegierungen mit Schmelzpunkten im Bereich zwischen 200 und 700°C in Frage, sondern auch wesentlich höhere schmelzende Metalle und Legierungen wie Stähle verschiedenster Zusammen- setzung, Kupfer, Messing, Zinnbronze, Aluminiumbronze, Nickel, Monell und Nickelchrom.
Besonders interessant sind als zusätzliche Beschichtung Zinn und Zinnlote, mit deren Hilfe Holz mit anderen Materialien wie Glas, Keramik, Zinn, Stahl und Aluminium verlötet werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet somit eine Reihe von Möglichkeiten der Verbesserung der Eigenschaften und/oder des Schutzes von Holzoberflächen, die bisher nicht zur Verfügung standen.
In den nachfolgenden Beispielen ist das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Beispiel 1
Werkstücke aus verschiedenen Arten von Holz sowie Holzspanplatten wurden mit Drähten aus Zink oder einer Zinkaluminiumlegierung mit 15 Gew.-% Aluminium mit Hilfe des Drahtlichtbogenspritzens beschichtet. Auf diese ersten Metall- schichten wurden nach dem gleichen Verfahren verschiedene andere Metalle in Drahtform aufgespritzt, wobei auch sehr spröde Stähle mit Schmelzpunkten im Bereich von 1.500°C stabile, gut haftende Schichten bildeten. Die Holzspanplatten waren gut geeignet, Räume auszukleiden, die elektromagnetisch abgeschirmt werden sollten.
Beispiel 2
Auf Holzstücke gemäß Beispiel 1 wurde Zinnbasislot (SnZn20) gespritzt. Diese so vorbeschichteten Holzstücke wurden mit einem Zinkblech in Kontakt gebracht, welches etwas über die Lottemperatur des Basislot erhitzt war. Nach dem Abkühlen entstanden gute und haltbare Lötverbindungen.
Beispiel 3
Bei Verwendung von verschiedenen Hölzern, welche durch Sandstrahlen oder Anschleifen aufgerauht waren, wurde in gleicher Weise eine Zinkschicht aufgespritzt. Die Haftfestigkeit der Metallschicht auf den Hölzern wurde hierdurch erhöht.
Beispiel 4
Auf Holzbrettern und Holzspanplatten wurde mittels Schablonen ein Teil der Oberfläche abgedeckt und danach wie im Beispiel 1 beschrieben mittels Kupferdraht die nicht abgedeckte Oberfläche bespritzt. Es entstanden elektrisch leitende Leiterbahnen, die in der Lage waren, Schwachstrom zu- und abzuleiten. Zum Schutz dieser Leiterbahnen wurde nachträglich die gesamte Fläche mit einem Isolierlack beschichtet.
Beispiel 5
Ein Werkstück aus Holz, Kunststoff oder Beton wird zunächst mit Zink thermisch bespritzt. Anschließend wird mit einem Zinnbasislot (z.B. SnZn20) bespritzt. Wird dieses Werkstück mit einem Zinkblech in Kontakt gebracht, welches etwas über die Löttemperatur des Basislots erhitzt ist, entsteht nach dem Abkühlen eine gute und haltbare Lötverbindung.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften und/oder des Schutzes von Holzoberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Holzoberflächen eine Metallschicht aufgespritzt wird mit Hilfe des Flammspritzens oder Lichtbogen- spritzens und unter Verwendung von Metallen und/oder Metalllegierungen in
Drahtform.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzoberflächen in aufgerauhter Form eingesetzt werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Metallschicht eine oder mehrere Schichten aus anderem Material aufgebracht werden.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die direkt auf die Holzoberfläche aufgespritzte Metallschicht biegefähig und/oder duktil ist.
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