Angewandte Holzforschung  
Bio-inspired-Wood
Bio-engineered Wood
Cellulose Nanocomposite
Holz-/Oberflächentechnologie

Holztechnologie / Oberflächentechnologie
Arbeitsgebiet

Die Verwendung von Holz und Holzprodukten als Bau- und Werkstoff wird stark durch deren Material-, Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften bestimmt. Die Gruppe «Holztechnologie/Oberflächentechnologie» befasst sich mit der Erforschung und Verbesserung dieser Eigenschaften auf den Gebieten der Holzphysik, der mechanischen Technologie sowie des Witterungsschutzes und der Verklebung. Ein besonderes Augenmerk gilt dabei der Holzoberfläche, wo die primäre Interaktion mit anderen Materialen oder zur Umwelt stattfindet. Das Themenspektrum reicht von der «waldnahen» Holzforschung (Holzkette, Schnittstelle Wald – Holzverarbeitung) bis hin zu den Gebrauchseigenschaften von ganzen Holzbauteilen und deckt somit den weiten Bereich vom Rundholz bis zur Endanwendung ab.

Flyer (PDF)

Schwerpunkte

Eigenschaften und Verwendung einheimischer Holzarten

  • Physikalische und mechanische Eigenschaften von Holz und Holzwerkstoffen (Holzqualität, Sortierung)
  • Eigenschaften und potentielle Verwendung von wenig genutzten (einheimischen) Holzarten resp. -sortimenten (z.B. Edelkastanie)
  • Modifiziertes Holz (z.B. Thermoholz, Bioincising)
  • Verbesserung von Bauteilen und Produkten aus Holz (z.B. Fenster, Fassaden, Parkett)

 

Witterungsschutz

  • Schützende Oberflächenbehandlung von Holz und Holzwerkstoffen (Wirksamkeit, Dauerhaftigkeit, Umweltwirkungen)
  • Nanotechnologie im Oberflächenschutz/Funktionalisierte Holzoberflächen (z.B. Hydrophobierung)
  • Feuchtephysikalische Vorgänge in (bewitterten) Holzbauteilen

 

Verklebung

  • Feuchte- und Temperaturbeständigkeit (Zuverlässigkeit)
  • Einsatz von Haftvermittlern bei der Holzverklebung
  • Einfluss von Holzinhaltsstoffen auf die Verklebung
  • Sanierung von Klebverbindungen
  • Qualitätssicherung
Kompetenzen / Methoden
  • Mechanische und (Feuchte-)physikalische Werkstoffprüfungen (Massivholz, Holzwerkstoffe, Komposite)
  • Mikroskopie an biologischen Materialien (Lichtmikroskop, REM, TEM, UV-Mikroskop, z.T. mit Elementanalytik)
  • Oberflächencharakterisierung:
    - visuelle Beurteilung, Mikroskopie
    - Farbe, Glanz
    - Topographie, Rauhigkeit
    - Härte
    - Benetzungsverhalten (Kontaktwinkel, Oberflächenenergie)
  • Beschichtungen:
    - Schichtaufbau, Schichtdicke
    - Adhäsion
    - Natürliche und künstliche Bewitterungstests (EN 927)
  • Verklebung:
    - Mechanische Klebfugentests (z.B. EN 205, EN 302-1, EN 392)
    - Delaminierung (z.B. EN 302-2, EN 391)
  • Spezialverfahren:
    - Dynamic vapour sorption (DVS)
    - Dynamic mechanical analysis (DMA)

Industriekooperationen / Dienstleistungen
  • F&E-Projekte
  • Materialprüfungen / -charakterisierungen
  • Schadensanalysen
  • Expertisen, Gutachten
  • Beratungen

 

Kontakt: Martin Arnold

Aktuelle Forschungsthemen
Abperlende Wassertropfen auf hydrophobierter Holzoberfläche mit Rissen

Witterungsschutz von Holzoberflächen

Der moderne Holzbau setzt inbesondere für Fassaden ästhetisch attraktive und dauerhafte Beschichtungssysteme für Holz voraus. Verschiedene Probleme bezüglich der Oberflächenbehandlung von witterungsexponiertem Holz sind jedoch bis heute noch nicht befriedigend gelöst und die Dauerhaftigkeit ist grundsätzlich beschränkt. In verschiedenen Forschungsprojekten in Zusammenarbeit mit Industriepartnern werden neue Konzepte und funktionalisierte Behandlungen (teilweise basierend auf nanoskaligen Komponenten) für einen verbesserten Feuchte-, UV- und Pilzschutz (u.a.) entwickelt und deren Langzeitwirkung überprüft.

Zur Zeit laufen drei spezifische Oberflächen-Projekte im Rahmen des NFP66 'Ressource Holz': www.nfp66.ch

- Cellulose-Nanofibrillen in Holzbeschichtungen (Link zur Projektbeschreibung: http://www.nfp66.ch/D/projekte/holz-als-material-fuer-komponenten/cellulose-nanofibrillen-in-holzbeschichtungen/Seiten/default.aspx )

- Behandlung von Holzoberflächen mit Hilfe von Photoinitiatoren (Link zur Projektbeschreibung http://www.nfp66.ch/D/projekte/holz-als-material-fuer-komponenten/behandlung-von-holzoberflaechen-mit-hilfe-von-photoinitiatoren/Seiten/default.aspx )

- UV-Selbstschutz von Holzoberflächen durch Cellulosefasern (Link zur Projektbeschreibung http://www.nfp66.ch/D/projekte/holz-als-material-fuer-komponenten/uv-selbstschutz-von-   holzoberflaechen-durch-cellulosefasern/Seiten/default.aspx )

Wir beteiligen uns auch an der laufenden COST-Aktion FP1006 'Bringing new functions to wood through surface modification'. (Link: http://cost-fp1006.fh-salzburg.ac.at/ )

Im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes "SERVOWOOD" befassen wir uns intensiv mit der Entwicklung von Testmethoden für eine zuverlässige Lebensdauerabschätzung von beschichteten Holzoberflächen (Links: http://www.servowood.eu/, Pressemitteilung v. 14. Mai 2014).

Kontakt: Martin Arnold

Testfassade aus wärmebehandelter Buche

Eigenschaften und Verwendung von modifiziertem Holz

Holz als 'natürlicher' Werkstoff besitzt Eigenschaften, welche je nach Anwendung unerwünscht sind (z.B. Hygroskopizität, beschränkte Dauerhaftigkeit). Durch verschiedene Modifizierungsprozesse ist es möglich, einzelne Holzeigenschaften gezielt zu verändern. Dadurch entstehen vielfach neuartige Holzwerkstoffe, die sich vom Ausgangsmaterial stark unterscheiden. Für erfolgreiche Anwendungen müssen die neuen Materialeigenschaften erforscht und berücksichtigt werden.
Eine zur Zeit besonders aktuelle Methode ist die Hitzebehandlung von Holz, welche zu einer deutlich verbesserten Dimensionsstabilität und Dauerhaftigkeit führt. Während in Skandinavien vor allem Nadelholz hitzebehandelt wird, kommt in Mitteleuropa auch Laubholz zum Einsatz. In verschiedenen Projekten befassen wir uns insbesondere mit den Eigenschaften von hitzebehandelter Buche.

Kontakt: Martin Arnold

Immer ein Thema
Rundholzkonservierung in einem beregneten Polter

Holzqualität, Lagerung und Verwendung von Sturmholz

Zwei starke Stürme in den letzten 15 Jahren haben in den Schweizer Wäldern erhebliche Schäden verursacht. Mehrere Forschungsprojekte befassten sich mit den daraus hervorgegangenen Problemen bei der Holznutzung, vor allem bezüglich Rundholzlagerung und mechanischen Schäden im Holz. Das Hauptziel der Projekte war die Erarbeitung von Entscheidungshilfen zur besseren Bewältigung von zukünftigen Sturmschäden.

Kontakt: Martin Arnold

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