Dr. David Reindl, Dr. Schutz zur Lichtechtheit von Parketthölzern

Holz reagiert oft stärker auf Licht, als Lacke dies verhindern können

Wer kennt es nicht: Ein schöner Holzboden weist unter dem Teppich eine andere Farbe auf. Spätestens, wenn im Raum umgeräumt werden soll, wird das zum Ärgernis. Dr. David Reindl, Leiter Entwicklung und Anwendungstechnik Dr. Schutz und Eukula, nimmt die lichtbedingten Farbveränderungen von Holz und Oberflächenbehandlungen unter die Lupe.

Sowohl die Holzart als auch die Oberflächenbehandlung, die Reinigung und Pflege und natürlich auch das Nutzungsverhalten tragen zum Erscheinungsbild eines Holzbodens bei. Ursächlich bei Farbveränderungen von Parkettböden ist unter anderem die Wechselwirkung mit Licht. Will man dabei die Lichtbeständigkeit beschreiben, wird dieser Faktor auch Lichtechtheit genannt.

Was wir mit den Augen wahrnehmen, ist der Bereich des sichtbaren Lichts, ein Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung von ca. 400 bis 800 nm. Bei kleineren Wellenlängen reden wir von UV-Licht, bei höheren schließt sich der Infrarot-Bereich an. Chemische Substanzen, also auch Holzinhaltsstoffe, zeigen irgendwo im Bereich dieser Strahlungen charakteristische Absorptionen. Sie können bei diesen Wellenlängen also Energie aufnehmen. Derart energetisch angeregt, kann ein Molekül chemische Reaktionen eingehen. Daraus resultieren andere Moleküle, die dann nicht mehr identisch absorbieren. Diesen Vorgang nimmt unser Auge im sichtbaren Lichtbereich als Farbveränderung wahr.

Was sehen wir?

Wird im Bereich des sichtbaren Lichts nichts absorbiert, dann nimmt das Auge dies als farblos wahr. Wird die Gesamtheit des sichtbaren Lichts durch besondere Oberflächenstrukturen gebrochen und reflektiert, resultiert daraus der Eindruck weiß, also recht hell. Wird irgendwo im Bereich des sichtbaren Lichts etwas aus diesem Licht durch Absorption heraus genommen, dann ergibt sich eine Farbe.

Da ein Gemisch von Stoffen, wie im Holz, nicht nur eine einzelne sondern mehrere Absorptionen zeigt, kommt es optisch zur Mischung von Farben. Die Vermischung von vielen Farben nehmen wir als braun wahr. Die Intensität der jeweiligen Farbe wird davon bestimmt, wie viel von der Strahlung der jeweiligen Wellenlänge absorbiert wird. Nimmt ein Stoff beispielsweise das gesamte sichtbare Licht auf, so sehen wir schwarz. Durch das Zusammenspiel von Lichtbrechung, Absorption und Reflektion nehmen wir unsere Umgebung farblich vielfältig wahr.

Wie farbstabil ist ein Holz?

Frisch freigelegtes Rohholz, zum Beispiel nach dem Sägen oder Schleifen, ist nicht farbstabil. Farbgebende Holzinhaltsstoffe erfahren mit Lichteinwirkung eine chemische Veränderung, wodurch sich auch die Farbe verändert. Sehr gut dargestellt ist dies exemplarisch in den "33 Farbtafeln Parkett" von Walter Pitt. Da die Eindringtiefe des Lichts in das Holz nicht übermäßig tief ist, kann durch einen Grundschliff die ursprüngliche Holzfarbe meist wieder freigelegt werden.

Absorbiert ein Holzinhaltsstoff eine besondere Wellenlänge besonders stark, dann wird dieses Holz für uns als "Farbholz" sichtbar. Wird lediglich ein relativ breiter Bereich des Lichts mal mehr, mal weniger, absorbiert, dann sehen wir Brauntöne. Absorbiert das Holz sehr wenig im sichtbaren Licht, dann handelt es sich um helle Hölzer.

Auch helle Hölzer haben Inhaltstoffe, die Licht absorbieren, zunächst jedoch nicht im sichtbaren Bereich, sondern im UV-Bereich. Kommt es dann im Holz zu einer chemischen Reaktion und der Bildung von Stoffen, die durchaus im sichtbaren Lichtbereich absorbieren, wird das helle Holz dunkler, nämlich gelb bis gelb-braun. Das ist eine typische Lichtreaktion von hellen Holzarten.

Dunkle Hölzer werden bei Lichteinwirkung meist etwas heller. Ein Farbholz verliert seine charakteristische Farbe, wenn es bei Einstrahlung des Lichts zu chemischen Reaktionen angeregt wird. Es entsteht eine andere, meist hellere Art von Braun.

Die Verhältnisse sind eigentlich noch komplizierter, denn viele weitere Gegebenheiten nehmen an dem Farbspiel teil. Zum Beispiel kann die Lichtechtheit relativ frischen Holzes anders ausfallen, als bei einem Holz, das schon jahrelang auf dem Boden liegt. Auch die Qualität der Raumluft kann die Lichtreaktion beeinflussen, zum Beispiel wenn aminische Substanzen (etwa aus Desinfektionsmitteln) vermehrt in der Luft auftreten. Es gab Fälle, bei denen Ammoniak aus dem Untergrund die Lichtreaktion des Holzes im Fugenbereich intensiviert hat.

Was können Lacke für die Lichtstabilität tun?

Gerne wird bei lichtbedingten Farbveränderungen auf den Parkettlackhersteller gezeigt. Zugegeben, Parkettlacke und -öle weisen eine mehr oder weniger gute Lichtechtheit auf. Sehr häufig allerdings ist die Lichtechtheit des Holzes sehr viel geringer als die des Lackes. Deshalb wird eine weniger starke Lichtreaktion des Lackes normalerweise als tolerabel hingenommen.

Aromatische Bausteine eines Lackes begründen typischerweise eine gewisse Vergilbungstendenz. Solche Bausteine findet man häufig in lösemittelbasierten PU- und Alkyd-Lacken. Zu den Alkyd-Lacken gehören Öl-Kunstharz-Siegel und auch Hartwachsöle. Man kann solche chemischen Verbindungen im Produkt gegen nicht-gilbende aliphatische Strukturen austauschen, was aber mit einer deutlichen Verteuerung der Lacke einherginge. Solange beim transparenten Parkettlack aber die Holzreaktion den größeren Einfluss auf die Lichtechtheit behält, wird der Kunde diese teureren Lacke nicht bezahlen wollen. Interessant werden nichtgilbende Lacke erst, wenn die natürlichen Gilbungen der Holzes in den Hintergrund treten.

Bei günstigen Wasserlacken könnten gilbende Styrolacrylate eingesetzt sein. Jedoch sind moderne, wasserbasierte Lacke häufig ohne aromatische Grundbausteine (gängigerweise Styrol) formuliert. Dies bedeutet, dass diese Lacke typischerweise keine lichtbedingte Verfärbung zeigen, also für sich genommen lichtstabil sind. Auf das lackierte Parkett lässt sich dies jedoch in keinem Fall übertragen, denn die Holzreaktion bleibt, wie sie ist. Bei Wasserlacken kommt charakteristisch hinzu, dass es in stark lichtbeschienenen Bereichen, z. B. tiefgezogenen Fenstern, zu starken Aufhellungen kommen kann. Dieser Effekt lässt sich reduzieren, wenn man das Holz vor dem Wassersiegel mit imprägnierenden Grundierungen, zum Beispiel einem Öl, einlässt.

Mit Styrolacrylaten formuliert sind häufig wasserbasierte Pflegedispersionen. Dünnschichtig angewandt, wie es sein sollte, wird eine darauf basierende Gilbung nicht auffällig. Pflegt und pflegt und pflegt man, ohne gelegentlich durch Grundreinigung die Pflegeschicht auch wieder abzunehmen, dann kann es aber doch irgendwann zu Auffälligkeiten kommen.

Wie verhalten sich Oberflächen-Öle?

Öle basieren auf ungesättigten Fettsäuren und zeigen ebenfalls ein typisches Lichtgilbungsverhalten. Sehr viel kritischer bei Ölen ist aber die sogenannte Dunkelvergilbung, also eine Vergilbung, die stattfindet, wenn die Oberfläche kein Licht sieht. Diese Dunkelvergilbung ist kritisch, weil sie für den Parkettleger schwer verständlich ist. Sie wird besonders auffällig, sobald Weißpigmente im Spiel sind (Hinweis: Auch Grautöne enthalten Weiß!). Besonders ausgeprägt kann das bei weiß pigmentierten, schichtbildenden Ölen, sogenannten Hartwachsölen, geschehen. Reduziert wird diese Erscheinung, wenn das Öl richtig durchoxidieren kann, bevor die Oberfläche abgedeckt wird. Dazu muss man wissen, dass Öle noch lange nicht vollständig oxidiert sind, wenn man die Oberflächen bereits wieder begehen kann. Zum Glück ist Dunkelvergilbung in einem gewissen Rahmen reversibel. Das bedeutet, dass sie durch intensive Lichteinwirkung wieder ausgeblichen werden kann. Nebenbei: Dunkelvergilbung sieht man als sogenannten Reifeschleier häufig auch bei leinölbasierten Linoleum.

UV-stabilisierende Zusätze
wirken nur bei hellen Hölzern

Sogenannte UV-Blocker als Zusätze zur Oberflächenbeschichtung absorbieren im dicht an den sichtbaren Bereich angrenzenden UV-Licht-Bereich. Klassische hochwertige UV-Blocker sind farblose Flüssigkeiten. Sie zeigen im Normalfall keine Eigenfarbe und können lediglich helle Hölzer in einem gewissen Rahmen gegen Vergilbungen schützen. Dunkle Hölzer werden von diesen Zusätzen nicht vor Lichtaufhellungen geschützt und Farbhölzer nicht vor Braunverfärbungen. Es gibt aber durchaus viele Pigmente, die hohe Absorption im UV-Bereich zeigen. Insbesondere Weißpigment (Titandioxid) kann auf hellen Hölzern wie Ahorn und Esche zur Farbstabilisierung eingesetzt werden.

Fensterglas ist übrigens auch stark UV-absorbierend. Allerdings wird je nach Glasqualität noch ein guter Anteil des nahen UV-A-Bereichs - also den, den wir nicht sehen - durchgelassen. Höherenergetische UV-B-Strahlung wird annähernd vollständig absorbiert. Wenn wir über UV im Innenbereich von Häusern reden, dann sind die Intensitäten in keinem Fall mit denen im Freien vergleichbar.

Schutz gegen Tageslicht und Infrarotlicht

Was tun mit dunklen Hölzern und Farbhölzern? Der Tischler kennt den Trick seit langem: Er pigmentiert in der Eigenfarbe des Holzes. Durch die Pigmente wird der Anteil aus dem Licht herausgefiltert, auf den das Holz besonders reagiert. Gleichzeitig wird durch die normalerweise sehr lichtstabilen Pigmente die Farbe intensiviert und wenn dann das Holz schlapp macht, ist immer noch die Pigmentfärbung gegeben.

Der Vollständigkeit halber soll auch das Infrarotlicht oberhalb von 800 nm noch genannt sein. Die Energie dieses Lichtes ist häufig nicht energiereich genug, um chemische Reaktionen auszulösen. Es wirkt aber als Wärmestrahlung und kann über die Wärmeeinwirkung Einfluss auf den Boden haben. Wird der Boden heiß, können allgemein chemische Reaktionen darauf schneller ablaufen, was vereinzelt auch optisch auffällig werden kann. Das wird allerdings meist nicht als Lichtreaktion bezeichnet.

Was kann die Holzfarbe noch verändern?

Durch Metallsalze kann die Farbe eines Holzes grundlegend verändert werden. Die dabei entstehenden, farbgebenden Strukturen sind bei vielen Metallen sehr lichtecht. Früher wurde dazu häufig Chrom eingesetzt, welches heute aus ökologischen Gründen nicht mehr in Frage kommt. Niemand möchte Schwermetalle auf dem Boden haben. Daher ist eigentlich nur noch Eisen akzeptabel, in geringerem Umfang Mangan. Das Laugen der Holzfläche mit Eisensalzlösung, kombiniert mit einer Ölimprägnierung, erzeugt durchaus lichtstabile Farbeffekte.


Empfehlungen für den Handwerker
Sollte der Parkettleger gegenüber seinem Kunden die natürlichen Lichtprozesse als allgemeinen Vorbehalt erwähnen? "Eventuell ja", rät Dr. David Reindl. "Jedoch Vorsicht mit Versprechungen!" warnt der Chemiker. "Erzählen Sie Ihrem Kunden nie, dass das Holz durch eine eventuelle besondere Maßnahme vor Verfärbungen geschützt wird. Der Zuhörer versteht diese Aussage als vollständigen Schutz. Den gibt es aber nur mit einem schwarzen Anstrich. Erklären Sie besser, das Parkett werde sich durch entsprechende Maßnahmen nicht so stark verfärben." Diesem Gebot folgen bereits die Hersteller und Vorlieferanten von lichtschützenden Oberflächenbeschichtungen. Sowohl der Handwerker als auch der Endverbraucher sollten die Leistungszusagen von Lichtschutzzusätzen richtig verstehen.

Dr. Reindl: "Direkt nach einer Oberflächenbehandlung sind alle Verfärbungsprozesse am stärksten, auch die Lichtprozesse. Gibt es keine Möglichkeit den Boden zunächst erst mal "reifen" zu lassen, und müssen Sie den Boden abdecken, dann decken Sie ihn vollflächig ab. Vermeiden Sie es dabei, Klebebänder direkt auf den Boden zu kleben."
Holz reagiert oft stärker auf Licht, als Lacke dies verhindern können
Foto/Grafik: Reindl/Eukula
Kanadischer Ahorn, rechts lackiert mit Wasserlack ohne Lichtschutzadditiv, links mit Lichtschutzadditiv im Grundierungsauftrag, oben belichtet nach einem halben Jahr hinter einem Fenster mit Südausrichtung, unten abgedeckt und lichtgeschützt. Gut erkennbar ist auch der Klebebandeffekt in der Mitte.
aus Parkett Magazin 06/21 (Wirtschaft)