Plasmatechnologie

Plasmabehandlung von Holz

Der zunehmende Einsatz von Holz als nachwachsender Rohstoff hat wie erneuerbare Energiequellen eine große Bedeutung bei der Lösung im Moment anstehender globaler Umweltprobleme wie z.B. dem Treibhauseffekt. Voraussetzung für die Nutzbarkeit von Holz im Bauwesen sind Verbesserungen der Belastbarkeit von Holzverbindungen und der Möglichkeiten des Holzschutzes durch verschiedenste Arten der Oberflächenbehandlung.

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes sollen zwei Oberflächen-Behandlungsverfahren am Werkstoff Holz untersucht werden: die Laser- und die Plasmabehandlung. Zur Oberflächenbehandlung mit Laserstrahlen sollen kontinuierliche und gepulste Laser mit unterschiedlicher Wellenlänge eingesetzt werden. Als Plasmaquelle dient eine bei Atmosphärendruck arbeitende dielektrische behinderte Gasentladung. Das Plasmaverfahren ist weitaus preiswerter als das Laserverfahren, aber bis jetzt am Werkstoff Holz vollkommen unerforscht. Daher steht die Plasmabehandlung im Mittelpunkt.
Die Haltbarkeit von Schutzbeschichtungen auf Holzoberflächen bzw. die Festigkeit von Klebeverbindungen zwischen Holzteilen kann wesentlich gesteigert werden, wenn das Beschichtungsmaterial bzw. der Klebstoff tiefer in die Holzoberfläche eindringen kann. Das wird bei mechanisch bearbeiteten Holzoberflächen durch eine Schicht zerstörter Holzstruktur, die hauptsächlich aus zusammengepressten Holzfasern besteht, verhindert. Diese Schicht mit zerstörter Holzstruktur soll mit Hilfe von Laserstrahlung bzw. durch eine Gasentladung abgetragen werden. Weiterhin soll untersucht werden, ob durch die Laser- bzw. Plasmabehandlung die Holzoberfläche so strukturiert werden kann, dass sogar auf einen Schutzanstrich ganz verzichtet werden oder dieser Schutzanstrich während der Plasmabehandlung aufgebracht werden kann. Auch das Entfernen alter Schutzanstriche wird erprobt.

Mit dem Laserstrahl lassen sich auch sphärische Holzoberflächen bearbeiten. Inwiefern mit dem Plasma sich auch beliebige Geometrien behandeln lassen, ist auch eine Fragestellung, die im Rahmen einen beantragten Forschungsschwerpunktes beantwortet werden soll. Insbesondere sind Untersuchungen geplant, ob auch Kunstobjekte wie z.B. bemalte Holzfiguren sich mit Laser- bzw. Plasmaverfahren reinigen, restaurieren und konservieren lassen.

Prof. Dr. Wolfgang Viöl