3. Europäische Konferenz für Parkettversiegelungen

Weniger Abrieb durch Nanopartikel

Herunterfallende Gegenstände, Hundekrallen und Stöckelschuhe lassen einen neu verlegten Parkettboden schnell alt aussehen. Industrie und Wissenschaft bemühen sich permanent, dies zu ändern. Neben der natürlichen Härte des Holzes gilt die Versiegelung als das wichtigste Hilfsmittel auf dem Weg zu einem widerstandsfähigen Holzboden. In Zukunft soll die sog. Nanotechnologie (= Kleinstpartikel-Technik) helfen. Die Kleinstpartikel werden als anorganische Füllstoffe den UV-Lacken zugesetzt und sorgen auf diesem Wege für höhere Abrieb- und Kratzfestigkeit des Parketts. Ob die Nanopartikel aber wirklich das Wundermittel zukünftigen Oberflächenschutzes sind oder ihre Wirkung nur in Theorie entfalten, darüber streiten die Experten.

Nanopartikel sind klein, sehr klein: 1 Meter entspricht 1 Milliarde Nanometer. Während ein Pentium III Computerchip 180 Nanometer aufweist, hat ein Molekül der menschlichen Erbmasse (DNS) die Größe von 2 Nanometer. Für die Wirkung in Parkettversiegelungen spielt diese Größe eine entscheidende Rolle. Zwar ist jeder Partikel für sich winzig, durch ihre ungeheure Zahl und Verteilung verfügen sie zusammen aber über eine riesige Oberfläche. Ein Beispiel: Während die gesamte Oberfläche von 100 g Quarzsand nur 0,25 qm beträgt, erreichen 100 g dieses Stoffes in Form von Nanopartikeln eine Fläche von 25.000 qm - sprich zweieinhalb Fußballfelder. Um in einem Parkettlack bestimmte Eigenschaften zu erzielen, bedarf es deswegen nur einer relativ geringen Zahl von Nanopartikeln. Wie andere Zusätze auch, sollen Nanopartikel für Abrieb- und Kratzfestigkeit des Belages sorgen, wobei die Entwickler nicht nur die bereits bestehenden Parkett- und Laminatprodukte im Blickpunkt haben, sondern auch über zukünftige Entwicklungen nachdenken, wie beispielsweise den im Direktdruckverfahren bedruckten Holzboden.

Die Vorteile der Stoffe in Nano-Größe resultieren aus der benötigten, geringen Menge. Trotz mineralischer Nanopartikel können beispielsweise vergleichsweise transparente Parkettlacke hergestellt werden. Die sehr kleinen Füllstoffe setzen sich nicht ab und müssen daher nicht neu aufgerührt werden. Dank sparsamer Verwendung ergibt sich außerdem keine signifikante Änderung der Viskosität. Gleichzeitig erhöht die erwähnte Oberflächensumme eingesetzter Nanopartikel aber die Effektivität des Zusatzstoffes.

Als Nano-Zusatzstoffe für Parkettlacke werden Substanzen genutzt, die schon in anderer Größe für widerstandsfähige Eigenschaften gesorgt haben: Siliziumdioxid und Korund (Aluminiumoxid). Die Nanopartikel werden üblicherweise in einer homogenen Lösung bereit gestellt.

Um äußerste Kratzfestigkeit eines Parkettlackes zu erreichen, ist von einem Anteil von 20 % Nano-Silikat die Rede. Da Quarz (Siliziumdioxid) härter ist als Stahlwolle, kann ein Kratztest mit diesem Material der Parkettoberfläche nichts anhaben. Dabei wirken die Nanopartikel sowohl als Zusatzstoff als auch als Füllstoff. Sie können auch in Verbindung mit Standardfüllstoffen eingesetzt werden, da sich die winzigen Nanopartikel zwischen den "klassischen" Mikropartikeln einlagern. Letztlich bleibt es eine Frage von Kosten und Nutzen, wie hoch die Menge der Nanopartikel im Oberflächenschutz sein soll. Bis etwa 35 % sind möglich, dann verändern sich die Fließeigenschaften des Lackes.

Noch härter ist Aluminiumoxid (Korund). Es steht in der mohsschen Härteskala direkt hinter Diamant und ist damit das zweithärteste Material überhaupt. Daher erzielt dieser Stoff schon in weit geringerer Menge die gleichen Wirkungen wie Quarz. Nur 0,5 bis 2,0 % Füllmenge sind nötig. Mehr darf auch kaum sein, denn sonst beeinflusst Nano-Korund die Transparenz des Lackes.

Kratztests mit dem Scotch-Brite-Hammer ergaben, dass 2,0 % Nano-Aluminium in lösemittelfreiem, mattem UV-Lack zu vergleichbaren Werten führt, wie die Menge von 18 % Nano-Silikat. In Verbindung mit einem Hochglanz-Lack fielen die Ergebnisse sogar deutlich zugunsten von Nano-Korund aus.

Aus der geringen Beimischung von Nano-Aluminium ergebe sich eine andere Zusammensetzung des Lackgemisches. 18 % Nano-Silikat lassen 27 % Verdünner und 52 % Acrylharz zu, bei einem Anteil von 2,0 % Nano-Aluminium ergibt sich eine Verteilung von 14 % Verdünner und 81 % Acrylharz. Dadurch ändern sich dann auch die Lackeigenschaften, wie die Industrie ausführt.

Eines ist unbestritten: Nanopartikel können den Oberflächenschutz von Holzböden verbessern. Wie deutlich diese Verbesserung ausfällt, liegt an der Art des Lackes, am Harz, an der Holzart und am chemischen Aufbau des gesamten Produktes. Doch auch wenn der Lack im Labor eine größere Härte aufweist, macht sich diese härtere Oberfläche tatsächlich auch in der Praxis, beim verlegten Parkett, bemerkbar? Lässt sich eine auf diese Weise gehärtete Oberfläche überhaupt noch reparieren? Und schließlich, besteht im Markt tatsächlich ein Bedarf an einer derart robusten Oberfläche und wird der Zusatznutzen auch bezahlt? Die Antworten auf diese Fragen werden mit Sicherheit die Weiterentwicklung der Nanotechnologie in Parkettlacken maßgeblich beeinflussen.

Vorzüge von Nanopartikeln

In der Herstellung:
- keine Zerstreuungstechnologie nötig
- gute Herstellung dank niedriger Viskosität
- stabiles Produkt, da keine Ablagerung und kein Umrühren
- hohe Verteilung in der Lösung
- Kombination mit klassischen Füllstoffen möglich
- keine Behinderung der Trocknung
- verringerte Reaktionstemperatur
- verringertes Schrumpfverhalten bei Trocknung (weil anorganische Partikel)

In der Lack-Anwendung:
- hochverstärkte Kratz- und Abriebfestigkeit
- keine Beeinträchtigung von Transparenz und Glanzgrad
- Dämmeigenschaften gegen Dampf und Flüssigkeiten
- alterungsbeständig
- verstärkte Schmutzabweisung
- verstärkte Zug- und Bruchfestigkeit
- verringerte Spalt- und Splittergefahr innerhalb des Lackes
- verringerte Wärmeausdehnung
- verbesserte Wärmeleitfähigkeit
- verstärkte elektrische Nicht-Leitfähigkeit aus Parkett Magazin 01/05 (Bodenbeläge)