Nachwachsende Rohstoffe in der Wikipedia, Band 4 - nova-Institut ...

Thermisch modifiziertes Holz 184
Eigenschaften
Durch die Umwandlung bzw. Besetzung freier OH-Gruppen werden Schwind- und Quellmaß in tangentialer, axialer
und radialer Richtung um bis zu 70 % verringert. Auch eine Erhöhung der natürlichen Dauerhaftigkeit gegen
tierische und pilzliche Holzschädlinge wurde festgestellt. Bei Verwendung von Rotbuchenholz erreicht thermisch
modifiziertes Holz je nach Intensität des Thermo-Prozesses bis Dauerhaftigkeitsklasse 1, bei Fichtenholz bis Klasse
2 und bei Eschenholz Klasse 1-2. Die Holzfarbe wird dunkler (durch den ganzen Querschnitt), ist jedoch nicht
UV-beständig (Aufhellung). Die Temperaturbehandlung führt zu einer deutlichen Reduzierung des pH-Wertes auf
1,5. So wird den Mikroorganismen der Nährboden entzogen, und Wasser wird nur eingeschränkt aufgenommen.
Ein großer Unterschied besteht zwischen Thermonadelholz und Thermolaubholz. Die wärmebehandelten
Nadelhölzer haben durch den Substanzabbau und durch den Harzaustritt eine reduzierte Dichte und sind sehr weich,
was bei Laubhölzern nicht in dem Maße der Fall ist. Je nach Behandlungsintensität bzw. -methode verringern sich
die Festigkeitswerte des Holzes durch die Behandlung. Insbesondere die Abnahme der Spaltfestigkeit kann hierbei
kritisch sein.
Aufgrund der Veränderungen auf molekularer Ebene sind nicht alle Leime oder Beschichtungen, welche für das
Ausgangsmaterial benutzt werden, auch für das thermisch modifizierte Holz verwendbar. Ein wichtiger Nachteil der
Thermobehandlung ist die Abnahme der Biegefestigkeit und damit eine Verringerung der Tragfähigkeit des Holzes,
was die Verwendungsmöglichkeiten einschränkt. Weiterhin erhält das Holz einen rauchigen Geruch, welcher aber
mit der Zeit nachlässt.
Herstellungsverfahren
Es gibt diverse Verfahren zur Produktion von Thermoholz, die von Firmen und Forschungsinstitutionen ständig
weiterentwickelt werden. Im großindustriellen Einsatz ist das auf Wasserdampf und Hitze basierende
Stellac-Verfahren führend. Beim Oil-Heat-Treatment-Verfahren (Menz Holz) wird das Holz in reinem, bis zu 220°C
heißem Pflanzenöl gebadet. Heizplatten übertragen beim Vakuum-Press-Trocknungs-Verfahren (timura Holz) die
Wärme auf das Holz. Das Vorgehen nach dem Wasserdampf-Hitze-Verfahren, z.B. das russische BICOS-
(Thermoholz Spreewald) und das finnische Stellac-Verfahren (Firstwood), ist am weitesten verbreitet. Die Firma
Stellac Oy gilt als Pionier in der Forschung und Weiterentwicklung des Wasserdampf-Hitze-Verfahrens. Bereits seit
dem Jahr 1990 arbeitete Stellac an der Entwicklung eines industriellen Produktionsprozesses zur Verbesserung von
Holzeigenschaften auf Basis rein thermischer Behandlung der Holzzellstrukturen. Dieser kommt seit 1996 in
ausgereifter Form in großtechnischen Thermokammern zum Einsatz. Während des langwierigen
Fünf-Stufen-Prozesses wird das Holz schonend modifiziert, sodass durch starke, rasche Temperaturschwankungen
verursachtem Reissen vorgebeugt wird. Das Holz durchläuft folgende Phasen: 1. Ersterwärmungsphase (auf 100°C);
2. Vorkonditionierung und Trockenphase (kontrollierte Reduktion der Holzfeuchte auf 0%); 3. Hochtemperaturphase
(Erhitzung je nach Holzart und Veredelungsklasse auf bis zu 230°C); 4. Konditionierungsphase (Wiederherstellung
des optimalen Feuchtigkeitsniveaus); 5. Abkühlphase. Der Stellac-Prozess ist voll automatisiert, so ist eine hohe
Qualitätskonstanz gewährleistet.
Verwendung
Grundsätzlich sind alle Holzarten für die Thermomodifikation geeignet. Praktisch konzentriert sich dies auf folgende
Hölzer: Erle, Buche, Eiche, Ahorn, Esche, Birke sowie Robinie bei den Laubhölzern sowie Fichte und Kiefer bei den
Nadelhölzern. In thermisch modifiziertem Holz aus einheimischen Nadel- und Laubhölzern wird eine ökologische
Alternative zu Tropenhölzern wie Bangkirai oder Teak gesehen. Das liegt zum einen an der Möglichkeit, thermisch
modifiziertes Holz im Nass- oder Außenbereich einzusetzen, zum anderen an der dunklen Farbe, welche das Holz je
nach Intensität der Thermobehandlung erhält. Ebenso bietet Thermoholz eine unbedenkliche Alternative in
Anwendungsbereichen, in denen die Verwendung mit chemischen Schutzmitteln getränkten/imprägnierten Holzes