Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Viöl entwickelt und patentiert seit ca. 10 Jahren industrielle Verfahren zur Plasma-Behandlung von Holz und Holzwerkstoffen in Zusammenarbeit mit Industriepartnern und Forschungseinrichtungen (Georg-August-Universität, Prof. Dr. Holger Militz). Die Verfahren beruhen auf einer für die Behandlung von Kunststoffen bekannten Methode (dielektrisch behinderte Entladung, Korona-Entladung) und wurden für die großflächige Behandlung von Holz und Holzwerkstoffen weiterentwickelt. Die Plasma-Behandlung ist eine industriell bewährte Technologie und kann in der Regel ohne großen Aufwand in bestehende Produktionslinien integriert werden (Abbildung 1).

Abb. 1: Plasmabehandlung von Holz.

Das Verfahren
Das für die Oberflächenmodifikation von Holz und Holzwerkstoffen eingesetzte Plasma beruht auf dem Prinzip der Dielektrisch Behinderten Entladung (Dielectric Barrier Discharge - DBD), auch stille Entladung oder Barrierenentladung genannt. Dabei werden die metallischen Elektroden durch ein Dielektrikum, z.B. Keramik, getrennt. Durch Anlegen einer alternierenden Hochspannung an die Elektroden wird im Gasspalt das Plasma gezündet (Abbildung 2). Das zu behandelnde Material befindet sich dabei direkt in der Entladungszone. Dabei wird für die Behandlung lediglich Druckluft und elektrischer Strom benötigt, was die Plasmabehandlung umweltfreundlich und kostengünstig macht. Die Anlage für die Plasmabehandlung benötigt dabei nur wenig Platz und kann leicht in bestehende Produktionslinien integriert werden.

Resultate
Es konnte demonstriert werden, dass die Plasma-Vorbehandlung die Oberflächen von Faser- und Spanplatten aktiviert und die Trocknungszeiten wasserbasierter Leime signifikant verkürzt (Abbildung 3) so dass Prozesszeiten verringert und Haftfestigkeiten verbessert werden.

Bei der Plasmabehandlung von WPCs (Wood-Plastic-Composites) konnte ebenfalls eine signifikant erhöhte Haftung nachgewiesen werden. In Abbildung 4 sind die Ergebnisse der Versuche zum Einfluss einer Plasmabehandlung auf die Haftfestigkeit zu sehen, dabei konnte die Haftung von Lacken auf der WPC-Oberfläche so weit gesteigert werden, dass sie die Kohäsionskräfte innerhalb der WPCs übersteigen.