DE102016008548A1

DE102016008548A1 - Holzwerkstoff mit Beschichtung und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102016008548A1
Application number: DE102016008548.7A
Authority: DE
Inventors: Anke Müller; Jens Reuter
Original assignee: Staedtler Mars GmbH and Co KG
Current assignee: Staedtler Mars GmbH and Co KG
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2018-01-11
Also published as: WO2018010834A1

Abstract

Hauptanspruch: Holzwerkstoff mit mindestens einer Beschichtung, wobei die mindestens eine Beschichtung als eine Basis- oder Primer-Beschichtung ausgebildet ist, wobei der Holzwerkstoff als Holz und/oder WPC ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Basis- oder Primer-Beschichtung in einem Digitaldruckverfahren aufgebracht gestaltet ist und dass das Digitaldruckverfahren ein Druck-Ventil-Verfahren ist.

Description

Die Erfindung betrifft Holzwerkstoffe mit Beschichtung und Verfahren zu deren Herstellung.
Holzwerkstoffe mit Beschichtung, wobei die Beschichtung eine Basisschicht bzw. Primer-Schicht zur nachfolgenden Bedruckung mittels Digitaldruck darstellt, sind prinzipiell bekannt.
Derartige Basisschichten oder Primer-Schichten liegen oftmals als einfarbige oder helle Schichten vor. Bevorzugt ist eine Ausführungsform in weiß. Bekannt sind aber auch transparente Primer-Schichten.
So sind beispielsweise Holzwerkstoffe mit einer aufgewalzten Grundschicht aus dem Stand der Technik bekannt. Nachteilig ist es bei einer mittels Auftragswalzen aufgebrachten Grundschicht anzusehen, dass dieses Grundierverfahren immer ein von einem nachfolgenden digitalen Druckverfahren völlig unabhängiger Verfahrensschritt ist, der für einen darauf- bzw. nachfolgenden Verfahrensschritt erneute Rüstzeiten nach sich zieht. Verfahrensbedingt ist es hierbei zudem als nachteilig anzusehen, dass beim Auftrag einer Grundschicht mittels Auftragswalzen die Werkstoffe in der Regel nur vollflächig beschichtet werden. Hingegen können Teilbereiche der Werkstoffe nicht präzise begrenzt ausgestaltet werden. Freie, nicht geradlinig begrenzte Bereiche sind mittels aufwalzen schwer darstellbar. Weiter hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass die mittels Walzenauftrag hergestellte Grundschicht bei einer nachfolgenden Verpressung eines sog. Overlays über Krafteinwirkung ein wolkiges, nicht homogenes Erscheinungsbild aufweist.
Weiter ist es bekannt, Holzwerkstoffe mittels Siebdruck zu beschichten. Auch bei diesem Verfahren ist es, wie bei der Grundschicht mit Walzentechnik, als nachteilig anzusehen, dass der Siebdruck ein von einem nachfolgenden digitalen Druckverfahren komplett unabhängiger Verfahrensschritt ist. Unabhängig davon gilt es festzuhalten, dass Beschichtungen im Siebdruck, so auch Grundschichten nur sehr langsam erzeugt werden können. Problematisch ist hierbei auch die Erzeugung konstanter Schichtdicke einer sogenannten Grundschicht anzusehen.
Alternativ wurden Grundbeschichtungen mittels Piezzodruck erzeugt, wobei es sich dabei als nachteilig herausgestellt hat, dass nur geringe Schichtdicken erzeugt werden können. Mehrfaches überdrucken als Abhilfe dafür ist aber zu kostspielig. Ebenso ist es als problematisch anzusehen, wenn Grundierungsmittel mit großen und/oder groben Pigmenten zu verdrucken sind. Beispielhaft seien Primer/Tinten mit Titandioxid als farbgebendes Mittel genannt. Verstopfte oder gar defekte Druckköpfe sind häufig die Folgen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Holzwerkstoff mit einer Beschichtung in Form einer Primer-Schicht zu schaffen, der die eingangs genannten Nachteile nicht aufweist. Der Holzwerkstoff soll eine Primer-Schicht aufweisen, die insbesondere eine konstante Schichtdicke aufweist, bei der die Ränder der Beschichtungsbereiche definiert und gestalterisch frei wählbar sind. Des Weiteren soll ein Verfahren geschaffen werden, mit dem Holzwerkstoffe mit einer Basisbeschichtung versehen werden, welches wirtschaftlich ist und möglichst inline in eine nachfolgende konventionelle Digitalbedruckung der Basisbeschichtung integriert werden kann.
Nachfolgend werden unter Holzwerkstoffen Holz und/oder Holzersatzwerkstoffe verstanden. Beispielhaft seien für Holzersatzwerkstoffe „Wood Plastic Compounds” (WPC) genannt.
Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass die Aufgabe für einen Holzwerkstoff mit Basis-Beschichtung dadurch gelöst wird, indem eine Beschichtung im Druck-Ventil-Verfahren ausgebildet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Holzwerkstoff mit mindestens einer Beschichtung, wobei die mindestens eine Beschichtung als eine Basis- oder Primer-Beschichtung ausgebildet ist, wobei der Holzwerkstoff als Holz und/oder WPC ausgebildet ist, ist die mindestens eine Basis- oder Primer-Beschichtung in einem Digitaldruckverfahren aufgebracht ausgestaltet, wobei das Digitaldruckverfahren ein Druck-Ventil-Verfahren ist.
Bei den eingesetzten Druck-Ventil-Druckern sind einzelne Ventile an den Düsen angebracht, die sich öffnen, wenn ein Tropfen die Düse verlassen soll. Dies bedeutet, dass bei diesem Verfahren mit Hilfe der Ventile der Tropfenausstoß bestimmt wird. In der Regel wird dieses Druckverfahren nur industriell eingesetzt.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die mindestens eine Beschichtung mittels mehrreihig hintereinander angeordneter Ventilereihen bedruckt ausgestaltet ist.
Derartige Holzwerkstoffe mit mindestens einer Beschichtung bilden ein Basisbauteil zur Herstellung von Schichtmodellen, wie z. B. von Boden-/Laminatdielen, dekorierten Wandtafeln und/oder Möbelelementen wie beispielsweise Tischplatten.
Bei dem Schichtenmodell, bestehend aus einem Holzwerkstoff mit mindestens einer Beschichtung, weist die mindestens eine Beschichtung des Holzwerkstoffs zumindest teilweise eine im Digitaldruckverfahren aufgebrachte/ausgebildete Digitaldruckschicht auf. Über der im Digitaldruckverfahren mindestens einen aufgebrachten/ausgebildeten Digitaldruckschicht ist vorzugsweise ein Overlay als Schutzschicht angeordnet.
Es hat sich hierbei in überraschender Weise herausgestellt, dass durch Druck-Ventil-Verfahren mindestens eine Beschichtung oder mindestens eine Primer-Schicht auf Holzwerkstoffe aufgebracht werden kann, bei der die Beschichtung, insbesondere die Gestaltung von Teilbeschichtungen auf den Holzwerkstoffen, leicht, kostengünstig bei konstanter Schichtdicke realisiert werden kann. Der Primer zum Aufbau einer Basisbeschichtung ist vorzugsweise ein wässriger Primer/Tinte.
Anhand der 1 bis 3 wird ein erfindungsgemäßer Holzwerkstoff mit Beschichtung näher gezeigt und beschrieben.
1: Schichtenmodell auf Basis eines beschichteten Holzwerkstoffs
2: Ventildruckkopf in mehrreihiger Ausführungsform
3: Mittels Druck-Ventil-Technik bedrucktes Medium/Holzwerkstoff
1 zeigt ein Schichtenmodell 10, welches als Basis einen Holzwerkstoff 1 aufweist, der mittels Druck-Ventil-Verfahren mit einer Schicht 2 aus Primer/Tinte beschichtet wurde. Über diese sogenannte Primer-/Basisbeschichtung 2 ist eine Digitaldruckschicht 3 angeordnet bzw. aufgetragen. Die Digitaldruckschicht 3, welche meist farbig ausgeführt ist, ist oftmals als Motivaufdruck gestaltet, der Muster, Verzierungen und/oder Abbildungen umfasst. Um bei einem derartig aufgebauten Schichtenmodell 10 die Digitaldruckschicht 3 vor Abrieb und/oder anderen äußeren Einflüssen zu schützen, wird eine Schutzschicht in Form einer Abdeckschicht 4 bzw. „Overlay” 4 aufgebracht, die unter Krafteinwirkung F und/oder Wärmeeinwirkung verpresst ist. Damit wird ein unbeabsichtiges Ablösen des Overlays/Abdeckschicht 4 verhindert und die mittels Digitaldruck erzeugten Motive 3 langfristig geschützt. Das in 1 gezeigte Schichtenmodell 10 entspricht beispielsweise einem handelsüblichen Laminat, welches häufig als Fußbodendiele eingesetzt wird.
Die 2 zeigt eine Ventildruckkopfanordnung 8 mit mehreren Ventilreihen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn Ventile 9 in mehreren Reihen angeordnet sind, wobei die einzelnen Ventilreihen in Druck-/Vorschubrichtung D zueinander versetzt angeordnet sind. Hierbei ist unabhängig wie viele Ventilreihen in Druckrichtung D hintereinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine extrem gleichmäßige Beschichtung (2) erzeugt werden. Es hat sich gezeigt, je gleichmäßiger der Basisdruck (2) ausgebildet ist, desto besser sind auch die Druckergebnisse in Form einer Digitaldruckschicht 3, die auf den Basisdruck aufgebracht werden.
In 3 ist eine Unterlage/Medium in Form eines Holzwerkstoffes 1 dargestellt, wobei zu erkennen ist, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung oder Bedruckung mit einer Basisbeschichtung 2 eines Holzwerkstoffes 1, zum Einen nicht die gesamte Unterklage bedruckt werden muss und zum Anderen die Ränder 22 der bedruckten Fläche nicht geradlinig ausgeführt werden müssen.
Beispielhaft sei eine Rezeptur einer wässrigen Basisbeschichtung aufgeführt, welche geeignet ist, um per Druck-Ventil-Technik verarbeitet zu werden. Rezepturbeispiel Primer -wässrige weiße Basistinte

Wasser 51 Gew.%

Polyurethan als Bindemittel 13 Gew.%

Konservierungsmittel 1 Gew.%

Trocknungsverzögerer 8 Gew.%

Additive 7 Gew.%

Titandioxid als Farbmittel 20 Gew.%
Nachfolgend werden Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Holzwerkstoffs und Verfahren zur Herstellung von Schichtmodellen beschrieben.
Das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Holzkörpers mit Beschichtung umfasst folgende Schritte:

– Bereitstellung und justieren eines Holzwerkstoffs am Druck-Ventil-Drucker
– Bedruckung des gesamten Holzwerkstoffs oder Bedruckung von definierten Teilbereichen des Holzwerkstoffes mit einer Primer-Flüssigkeit, vorzugsweise einem wässrigem Primer/Tinte mittels Druck-Ventil-Verfahren.

Das Verfahren zur Herstellung von Schichtelementen erfolgt, indem sich dem Verfahren zur Herstellung von beschichteten Holzwerkstoffen weitere Verfahrensschritte anschließen. Diese Verfahrensschritte sind:

– Bedruckung des beschichteten Holzwerkstoffs, vorzugsweise der mit Primer bedruckten Bereiche des Holzwerkstoffs mittels Digitaldruckverfahren mit Digitaldrucktinten;
– Aufbringen/Positionierung einer Deck- und/oder Schutzschicht in Form eines sogenannten Overlays;
– Verpressung/Verbindung des Overlays mittels Druck- und/oder Wärmeeinwirkung;

Das Digitaldruckverfahren kann hierbei ein Piezzo-Verfahren, Continous-Verfahren, Bubble Jet Verfahren, Thermo-Verfahren und/oder Drop On Demand Verfahren sein.
Verwendung können derartig beschichtete Holzwerkstoffe und/oder Schichtmodelle bei der Herstellung von Boden-/Laminatdielen, dekorierten Wandtafeln und/oder Möbelelementen wie beispielsweise Tischplatten finden.
Bezugszeichenliste

10: Schichtenmodell mit beschichtetem Holzwerkstoff
1: Holzwerkstoff
2: Basisbeschichtung
22: Rand
3: Digitaldruckschicht
4: Overlay/Abdeckschicht
8: Druckkopf
9: Ventil
F: Kraft zur Druckerzeugung
D: Druck-/Vorschubrichtung

Claims

Holzwerkstoff mit mindestens einer Beschichtung, wobei die mindestens eine Beschichtung als eine Basis- oder Primer-Beschichtung ausgebildet ist, wobei der Holzwerkstoff als Holz und/oder WPC ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Basis- oder Primer-Beschichtung in einem Digitaldruckverfahren aufgebracht gestaltet ist und dass das Digitaldruckverfahren ein Druck-Ventil-Verfahren ist.
Holzwerkstoff nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Beschichtung mittels mehrreihig hintereinander angeordneter Ventile bedruckt ausgebildet ist.
Schichtenmodell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtenmodell aus einem Holzwerkstoff mit mindestens einer Beschichtung ausgebildet ist und dass die mindestens eine Beschichtung des Holzwerkstoffs zumindest teilweise eine im Digitaldruckverfahren aufgebrachten/ausgebildeten Digitaldruckschicht aufweist.
Schichtenmodell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass über der zumindest im Digitaldruckverfahren aufgebrachten/ausgebildeten Digitaldruckschicht ein Overlay angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Holzwerkstoffs mit mindestens einer Beschichtung nach Anspruch 1, umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellung und justieren eines Holzwerkstoffs am Druck-Ventil-Drucker – Bedruckung des gesamten Holzwerkstoffs oder Bedruckung von definierten Teilbereichen des Holzwerkstoffes mit einer Primer-Flüssigkeit, vorzugsweise einem wässrigem Primer/Tinte mittels Druck-Ventil-Verfahren.
Verfahren zur Herstellung eines Schichtmodells mit einer Beschichtung nach Anspruch 3, umfassend die folgenden Schritte: – Bereitstellung und justieren eines Holzwerkstoffs am Druck-Ventil-Drucker – Bedruckung des gesamten Holzwerkstoffs oder Bedruckung von definierten Teilbereichen des Holzwerkstoffes mit einer Primer-Flüssigkeit, vorzugsweise einem wässrigem Primer/Tinte mittels Druck-Ventil-Verfahren. – Bedruckung des beschichteten Holzwerkstoffs, vorzugsweise der mit Primer bedruckten Bereiche des Holzwerkstoffs mittels Digitaldruckverfahren mit Digitaldrucktinten; – Aufbringen/Positionierung einer Abdeckschicht in Form eines sogenannten Overlays; – Verpressung/Verbindung des Overlays mittels Druck- und/oder Wärmeeinwirkung;
Verfahren nach vorstehendem Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Digitaldruckverfahren ein Piezzo-Verfahren, Continous-Verfahren, Bubble Jet Verfahren, Thermo-Verfahren und/oder Drop On Demand Verfahren ist.
Verwendung eines Holzwerkstoffs mit mindestens einer Beschichtung nach Anspruch 1 als Basisbauteil zur Herstellung von Schichtmodellen.
Verwendung eines Holzwerkstoffs mit mindestens einer Beschichtung nach Anspruch 8 zur Herstellung von Boden-/Laminatdielen, dekorierten Wandtafeln und/oder Möbelelementen wie beispielsweise Tischplatten.