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Dr.-Ing. Thomas Volkmer, Berner Fachhochschule Biel

Wie Hitze-Druck die Holzeigenschaften verändert


Laubholz wird mit verschiedenen industriellen Methoden thermisch vergütet. Für die Attraktivität des Produktes ist der für alle Verfahren charakteristische dunkle Farbton entscheidend. Derartig modifizierte Hölzer eignen sich außer für Outdoor-Anwendungen auch für den Innenbereich.

Die dunkle Färbung kann bei Schnitthölzern durch Dämpfen hervorgerufen werden. Ein anderes Mittel ist die Hitze-Druck-Behandlung, bei der sowohl die Geruchsemission als auch die mit der Wärmebehandlung einhergehende Reduktion der Festigkeit deutlich geringer als bei Thermoholz ausfallen. Druckgedämpfte Laubhözer können wirtschaftlich und ökologisch eine Alternative zu Thermohölzern sein, vor allem für die Nutzung in Innenräumen, weiß Dr. Dipl.-Ing. Thomas Volkmer von der Berner Fachhochschule in Biel. Denn es kann mit niedrigen Temperaturen gearbeitet werden, weil die mit Thermoholz erreichten Effekte, etwa eine erhöhte Resistenz gegenüber Mikroorganismen, nicht unbedingt erforderlich sind.

Die Hitze-Druck-Behandlung von sogenanntem HPS-Wood findet in einem Edelstahl-Autoklaven (selbstverschließenden Druckbehälter) unter Wasserdampfatmosphäre statt. Die Temperatur von etwa 125 °C liegt deutlich über konventionellen Dämpfverfahren (80-110 °C), befindet sich jedoch unter den Mindesttemperaturen der Thermobehandlung von 150 °C. Der Druck wird während der Aufheizens kontinuierlich auf 1.8 bar aufgebaut und dann gehalten. In der Dämpfphase erfolgt eine periodische Feuchtezufuhr.

Durch die HPS-Behandlung entsteht eine durchgehend dunkle Brauntönung mit antikem Charakter. Abnehmer sind Parketthersteller, die sich unter anderem auf Sonderanfertigungen spezialisiert haben. Das Produkt orientiert sich farblich an Räuchereiche und positioniert sich als Alternative zu Tropenhölzern.

Analyse der Eigenschaften

Eiche fein geriffelt als Terrassendiele, hier mit Woca Exterior-Öl Lärche behandelt.
Eine dunkle Eiche mit besonderer Oberflächenstruktur für den Innenraum.

Im Rahmen eines Projektes wurde hitze-druck-behandeltes Eichenholz untersucht und mit unbehandelten Proben sowie mit ammoniak-gedämpfter Eiche verglichen. Dabei kam heraus, dass die hydrothermische Behandlung sich auf die Holzstruktur stärker auswirkt als eine Ammoniak-Kernräucherung. Die Wärmeleitfähigkeit wird allerdings wenig beeinflusst. Dagegen wird das Dampfdiffusionsverhalten durch die Hitze-Druck-Vergütung nachhaltig verändert und zeigt deutlich höhere Dampfwiderstandszahlen.

Was das Quellverhalten betrifft, bleibt hydrothermisch behandelte Eiche unter dem von unbehandeltem Holz. Nur in Faserrichtung lasse sich kaum ein Unterschied feststellen. Die Holzausgleichsfeuchte von behandeltem Holz liegt prozentual deutlich unter unbehandeltem Eichenholz. Und wie sieht das Bruchbild bei schlagartiger Beanspruchung aus? Laut Dr. Volkmer hat das Hitze-Druck-Dämpfen feuchteabhängig wenig Einfluss auf die Bruchsicherheit.

Das Fazit von Dr. Volkmer: "Das Druckdämpfen von Eichenholz bewirkt eine sehr dunkle Farbgebung, ähnlich dem Räuchern. Die Gleichgewichtsfeuchte wird leicht reduziert, wobei der Diffusionswiderstand deutlich ansteigt. Die mechanischen Eigenschaften werden nur im geringem Umfang beeinflusst, nur die Biege- und Zugfestigkeit nehmen signifikant ab. Die Emissionen von Essig- und Ameisensäure steigen durch das Druckdämpfen an."

aus Parkett Magazin 06/16 (Holz)