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Neue Chancen für heimische Hölzer

BASF stellt neues Belmadur-Verfahren vor
Neue Chancen für heimische Hölzer

Massiv aufwerten lassen sich heimische Hölzer mit dem neuartigen Belmadur-Verfahren, das BASF nun zur Marktreife entwickelt hat. Mit diesem Verfahren werden vernetzte Hölzer deutlich härter, dimensionsstabiler und langlebiger, wodurch sich ganz neue Marktchancen eröffnen.

Belmadur-behandeltes Holz, da ist sich die BASF sicher, wird durch seine hochwertigen Eigenschaften neue Anwendungsbereiche für Holz und insbesondere für heimische Holzarten eröffnen, wie sie bisher meist nur Tropenhölzern vorbehalten waren. Holzfenster etwa, die sich nicht verziehen und nur selten neu gestrichen werden müssen. Oder ein Parkettfußboden, der bei den Partygästen einen bleibenden Eindruck hinterlässt – und nicht umgekehrt. Natürliche Materialien bleiben für viele Einsatzgebiete auch heute noch die erste Wahl. So bietet Baumwolle bei Textilien häufig den höchsten Tragekomfort. Diese Eigenschaften nutzbar zu machen und gleichzeitig mit einer Reihe von weiteren Anforderungen der Verbraucher in Einklang zu bringen. Dazu bedarf es einer hochentwickelten Verarbeitungs- und Modifizierungstechnologie. So werden die Cellulosefasern der Baumwolle durch einen chemischen Prozess mit BASF-Chemikalien vernetzt. Die daraus hergestellten Hemden oder Blusen sind dann beim Waschen formbeständig und müssen nicht gebügelt werden. Diese Modifizierungstechnologie hat sich weltweit durchgesetzt: Von den Baumwollstoffen für Oberhemden und Blusen sind in Europa über 90 Prozent durch Vernetzung pflegeleicht bzw. bügelfrei ausgerüstet.

Bei Holz kennt man eine solche Modifizierungstechnologie im kommerziellen Sektor noch nicht. Zwar forschte man schon seit Jahrzehnten auf diesem Gebiet, doch konnte sich bisher noch keine Technologie erfolgreich etablieren. Die Analogie zu Textilien war der Schlüssel zum Erfolg.
Professor Militz, Universität Göttingen, hat diese Idee aufgegriffen und die Modifizierung von Holz untersucht. Wie beim Baumwollgewebe, so werden auch im Holz die Cellulosemoleküle vernetzt und dadurch stabilisiert. Sie stützen und fixieren sich gegenseitig. Die BASF erkannte das Potenzial, das in dieser Idee steckt und entwickelte in enger Kooperation mit Professor Militz die so genannte Belmadur-Technologie, mit der sie jetzt gemeinsam mit Systempartnern auf der Anwenderseite den Durchbruch schaffen will.
Für diese Technologie hat sich die BASF weltweit Patentschutz gewähren lassen. Ihr Ziel war schon zu Beginn, die exzellenten Eigenschaften von Holz durch Modifizierung noch weiter zu verbessern und dadurch einerseits Tropenholz zu ersetzen und andererseits neue Einsatzmöglichkeiten zu schaffen.
Unter Vakuum tränken, beim Trocknen vernetzen
Die Belmadur-Technologie basiert auf denkbar einfachen Prozessschritten. Im ersten Schritt werden über eine wässrige Lösung die Vernetzermoleküle des BASF-Produkts Belmadur Solution in das Holz eingebracht. Damit auch die innersten Zellen erreicht werden, wird zuerst durch Vakuum die Luft aus der Zellstruktur entfernt, damit die Lösung dann, unterstützt durch Druck, eindringen kann. Im zweiten Schritt werden die so getränkten Hölzer bei mehr als 100 °C getrocknet. Gleichzeitig erfolgt die Vernetzung durch eine Polykondensation der Belmadur-Vernetzermoleküle – Wassermoleküle werden freigesetzt und entweichen. Für beide Prozessschritte werden Apparaturen verwendet, die bereits in der Holzindustrie geläufig sind.
Deutlich verbesserte Holzeigenschaften
Belmadur-Buche beispielsweise ist Unternehmensangaben zufolge so dimensionsstabil wie Teak. Verändert sich die Luftfeuchtigkeit, so ändert sich bekanntlich das Volumen von Holz: Es quillt oder schwindet. Für die Herstellung von maßhaltigen Bauteilen ist das sehr häufig mit gravierenden Nachteilen verbunden. Man denke an das Verziehen von Fenstern oder die Fugenbildung bei Holzfußböden. Hochwertige Tropenhölzer wie Teak setzen hier einen hohen Standard. Durch die Belmadur-Technologie ist es nun auch auf der Basis von in Europa heimischen Holzarten wie Buche oder Kiefer möglich, eine ähnlich hohe Dimensionsstabilität zu erzielen. Ein enormer Vorteil für Holzfenster – schließlich ist das „Arbeiten“ des Holzes einer der Gründe für die verringerte Haltbarkeit der unelastischen Lackschicht. Mit dem modifizierten Holz lässt sich eine wesentliche Verbesserung erzielen und der Zeit- und Kostenaufwand für die Pflege der Fenster deutlich reduzieren.
Belmadur-Buche, so BASF, ist doppelt so hart wie Eiche. Auch bei der weichen Kiefer führt die Technologie zu deutlich höheren Werten. Das ist insbesondere für die Anwendung bei Parkett von großem Vorteil. Die Gefahr von Eindrücken und Kratzern ist deutlich reduziert. Damit eignet sich Parkett jetzt auch für stärker belastete Bereiche in öffentlichen Gebäuden. Buche und Ahorn werden noch härter. Künftig kann dadurch aber auch die Kiefer für diese Anwendung interessant werden.
Zudem sei Belmadur-Buche so langlebig wie Teak. Ist Holz der Bewitterung ausgesetzt, so droht in unseren Breiten die Gefahr der Fäulnis durch holzzerstörende Pilze. Verschiedene Holzarten sind unterschiedlich widerstandsfähig und werden in Dauerhaftigkeitsklassen eingeteilt. In den Klassen 1 und 2 finden sich fast ausschließlich tropische Holzarten. In diese Klassen kommen jetzt aber auch die mit der neuen Technologie modifizierte Buche und Kiefer.
Durch das Vernetzen der Cellulosestrukturen im Holz können die Pilze diese nicht mehr abbauen – ihnen wird quasi die Nahrungsgrundlage entzogen. Im Unterschied zu Holzschutzmitteln besitzt Belmadur Solution jedoch keine biozide, pilzabtötende Wirkung. Damit ist der Einsatz von Buche und Kiefer im Außenbereich nicht mehr eingeschränkt. Selbst Formteile aus Holz auf der Basis von Buchenfurnier werden bei entsprechender Verleimung durch die BASF-Innovation dauerhaft – ein absolutes Novum. Die erhöhte Dauerhaftigkeit eröffnet eine große Chance für die verstärkte Nutzung von heimischem Holz. Anwendungen, die bisher Tropenholz oder auch anderen Materialien vorbehalten sind, erhalten so eine Alternative mit besserer Nachhaltigkeit.
Belmadur-Holz sieht genauso aus wie „normales“ Holz. Die BASF-Technologie verursacht keine Verfärbung oder andere Beeinträchtigung der Optik und auch nicht der Haptik. Es lässt sich bearbeiten wie jede andere Holzart auch: sägen, hobeln, bohren, verleimen, beschichten und vieles mehr. Die vielfältigen Möglichkeiten, die Holz bietet, bleiben also erhalten. Die Festigkeitseigenschaften bleiben unverändert. Einzig die Bruchschlagzähigkeit wird reduziert. Das heißt, die Vernetzung der Cellulosemoleküle führt zu einer geringeren Elastizität des Holzes, letztlich die Kehrseite der erhöhten Härte. Für die bevorzugten Eigenschaften ist es entscheidend, dass die Modifizierungsreaktion auf molekularer Ebene in den Zellwänden stattfindet. Die Zell-Lumen bleiben frei, das Holz „atmet“ nach wie vor. Das gelingt, indem man sehr kleine Moleküle in das Holz einbringt, die dort mit dem Holz reagieren und zu einem dreidimensionalen Netzwerk führen, welches wie unvernetztes Holz atmet und Wasser aufnimmt oder abgibt.
Wenn Holz bis ins Innere durchtränkt wird, liegt es nahe, der Vernetzerlösung Farbmittel mit auf den Weg zu geben. In wässrigen Lösungen dispergierbare Pigmente, eine Spezialität der BASF, ermöglichen jetzt Hölzer, die mit diesen Xfast Pigmenten im gesamten Volumen eingefärbt sind. Dabei ist jeder Farbton möglich, er addiert sich zur natürlichen Holzfarbe.
Vielseitige Anwendungen im Innen- und Außenbereich
Aus den beschriebenen Eigenschaften des modifizierten Holzes ergeben sich die vielfältigsten Einsatzmöglichkeiten: Parkett, Treppen, Fenster, Türen, Fassaden, Garagentore, Deckings, Gartenmöbel sowie Produkte für den Garten-, Landschafts- und Hafenbau in aller Welt. Je nach Anwendung kommen unterschiedliche Eigenschaftsvorteile zum Tragen. Während beim Parkett die Härte und Dimensionsstabilität entscheidend ist, kommt es bei Gartenmöbeln eher auf die Dauerhaftigkeit an. Bei Fenstern sorgt die Dimensionsstabilität nicht nur für einwandfreie Funktionalität – da das Holz weit weniger arbeitet, halten Anstriche deutlich länger.
Zusammenarbeit mit Systempartnern
Der, so BASF, verhältnismäßig geringe Investitionsaufwand und die technische Unterstützung seitens der BASF sollen die Einführung der Innovation bei zukünftigen Belmadur-Systempartnern erleichtern. Die BASF will die Belmadur-Technologie exklusiv über ausgewählte Holzverarbeiter und Holzproduktehersteller zunächst in den europäischen Ländern vermarkten. Voraussetzung für die Zusammenarbeit zwischen der BASF und Systempartnern ist der Abschluss einer Lizenzvereinbarung. Gemeinsam mit diesen Partnern wird die BASF den Vernetzungsprozess und die Belmadur-Solution individuell auf die jeweiligen Anforderungen maßschneidern.
Neben allen Eigenschaftsaspekten stellt sich die Frage, wie sicher die Technologie ist und ob eine Gefährdung durch die verwendeten Chemikalien entsteht. Bei Bekleidung ist man mit Recht sehr sensibel gegenüber allen Chemikalien, die für die Textilverarbeitung und -ausrüstung eingesetzt werden. Die Textilvernetzerchemikalie hat sich gut bewährt und wird weltweit seit vielen Jahren eingesetzt. Die damit hergestellten Textilien wurden von verschiedenen Institutionen getestet, insbesondere wegen möglichen Formaldehyd-Emissionen.
Mit der BASF-Vernetzerlösung erreichen die Kunden den hohen Ökotex-Standard 100. Im Textil wie auch beim modifizierten Holz ist es möglich, Emissionen durch geeignete Formulierungs- und Prozesstechnologien auf ein Minimum zu reduzieren und damit eine Gefährdung der Verwender auszuschließen. In Bezug auf Formaldehyd wird der E1-Grenzwert für Holzwerkstoffe unterschritten und die gesamten Emissionen, so genannte VOC (Volatile Organic Compounds), sind sogar geringer als bei natürlichem Holz, weil im Modifizierungsprozess diese Stoffe zum Teil entfernt werden. ■
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