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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Beschichten einer Oberfläche eines Gegenstands, insbesondere einer Schmalseite eines plattenförmigen Werkstücks. Die Vorrichtung und das Verfahren können beispielsweise im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie zum Einsatz kommen.
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Stand der Technik
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Zum Beschichten eines Gegenstands, wie eines plattenförmigen Werkstücks, sind im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie verschiedene Verfahren bekannt. Dabei ist es beispielsweise möglich, den Glanzwert einer Oberfläche einzustellen, um dem Werkstück zusätzlich zum Muster oder zur Farbe der Oberfläche ein bestimmtes äußeres Erscheinungsbild zu verleihen. Je nach Anforderung können solche Werkstücke stärker glänzend oder mattiert erscheinen.
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Beispielsweise wird in der
EP 1 990 204 A1 ein Verfahren zum Beschichten einer Oberfläche eines Gegenstands mit den folgenden Schritten beschrieben: Bereitstellen eines Gegenstands, der auf einer Oberfläche zu beschichten ist, und Erzeugen einer Beschichtung auf der zu beschichtenden Oberfläche des Gegenstands mittels eines Beschichtungskopfes, der eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen für das Beschichtungsmaterial besitzt. Dabei wird vor dem Erzeugen einer Beschichtung ein gewünschter Glanzwert der beschichteten Oberfläche aus einer Glanzskala ausgewählt und das Beschichtungsmaterial derart aus den Austrittsöffnungen auf die zu beschichtende Oberfläche ausgestoßen, dass sich der ausgewählte Glanzwert der beschichteten Oberfläche ergibt.
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Obwohl sich Verfahren zum Einstellen eines Glanzwerts bereits bewährt haben, besteht die Anforderung, die Variabilität der Einstellbarkeit weiter zu steigern.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bereitzustellen, mit dem beziehungsweise der eine variable, insbesondere stufenlose, Glanzwerteinstellung ermöglicht wird.
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Ein solches Verfahren wird gemäß Anspruch 1 bereitgestellt. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung. Merkmale der abhängigen Vorrichtungsansprüche können jeweils unabhängig im Rahmen des Verfahrens zur Anwendung kommen.
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Das Verfahren zum Beschichten einer Oberfläche eines Werkstücks, insbesondere einer Schmalseite eines plattenförmigen Werkstücks, umfasst die folgenden Schritte: Auftragen einer ersten Schicht, wobei die erste Schicht ein erstes Muster aufweist, und Auftragen einer zweiten Schicht auf die erste Schicht, wobei die zweite Schicht ein zweites Muster aufweist.
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Um den gewünschten Glanzwert der Oberfläche gezielt zu erzeugen, wird an der zu beschichtenden Oberfläche schichtweise ein definiertes Muster aufgetragen. Dieses Muster weist Lücken in der Beschichtung auf, durch die eine ungerichtete Lichtbrechung (Streulicht) erzeugt wird.
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Die mehreren Schichten eines Beschichtungsmaterials, insbesondere einer Farbe und/oder eines Lacks, werden demnach derart aufgetragen, um einen bestimmten Glanzwert zu erzeugen. So können Maserungen mit verschiedenen Glanzwerten, gegebenenfalls zusätzlich mit einer bestimmten Haptik, hergestellt werden. Eine Erzeugung von beispielsweise Tiefeneffekten oder anderen optischen Effekten durch eine Beschichtungsreihenfolge von unterschiedlichen Beschichtungsmaterialien ist ebenfalls möglich. Der Glanzwert wird insbesondere nach DIN ISO 2813 bestimmt. Dabei hat sich in Versuchen gezeigt, dass eine Wiederholbarkeit beim Ausbilden des Glanzwerts erreicht werden kann.
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Ein Muster kann dabei durch eine Tropfengröße, einen Tropfenabstand, Einstellung einer Art/Signalform eines Spannungsimpulses am Druckkopf, ein Druckmaterial, oder eine Kombination hiervon eingestellt werden.
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Eine Einstellung einer Art oder Signalform eines Spannungsimpulses am Druckkopf wird auch als Piezoanregung beschrieben, im Rahmen derer ein Piezoelement des Druckkopfs betrieben wird. Die Art oder Signalform eines Spannungsimpulses für ein Piezoelement des Druckkopfs wird auch als „Waveform“ bezeichnet.
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Ferner ermöglicht das Verfahren, eine stufenlose Glanzwerteinstellung einer Oberfläche bereitzustellen, indem die Glanzwerteinstellung durch ein jeweiliges Muster der ersten und der zweiten Schicht durchgeführt wird.
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Auch wenn für das genannte Verfahren eine erste Schicht und eine zweite Schicht beschrieben wird, ist die Anzahl der Schichten nicht hierauf begrenzt. Beispielsweise können drei, vier oder mehr Schichten aufgetragen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass sich das erste Muster und das zweite Muster unterscheiden. Dies wird beispielsweise durch eine Einstellung der Tropfengröße, des Tropfenabstand, einer Art eines Spannungsimpulses am Druckkopf und/oder des Druckmaterials erreicht.
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Werden mehrere Schichten aufgetragen, so kann eine Erzeugung von Tiefeneffekten oder anderen optischen Effekten durch eine bestimmte Reihenfolge von unterschiedlichen Druckmaterialien erreicht werden, beispielsweise Farbe, Lack, Farbe, Lack.
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Ferner kann es vorgesehen sein, dass das erste Muster und/oder das zweite Muster durch Lücken in der Schicht ausgebildet ist/sind. Das erste Muster und/oder das zweite Muster kann/können derartige Lücken aufweisen, dass hierdurch eine ungerichtete Lichtbrechung (Streulicht) erzeugt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Oberfläche des Werkstücks eine Oberfläche eines, insbesondere eines streifenförmigen, Beschichtungsmaterials ist. Ein solches Beschichtungsmaterial kann aus einem Kunststoffmaterial, einem Furnier oder Aluminium gebildet sein. Somit kann das Beschichtungsmaterial weiter veredelt und das optische Äußere in flexibler Weise an konkrete Anforderungen angepasst werden.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Auftragen der ersten Schicht und/oder der zweiten Schicht mit einer Tinte oder einem Lack, insbesondere einer UV-Tinte oder einem UV-Lack, oder einer lösemittelhaltigen oder wasserbasierten Tinte oder Lack erfolgt.
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Um die Produktivität zu steigern, kann das Auftragen der ersten Schicht und der zweiten Schicht in einem Durchlauf erfolgen. Somit ist es möglich, in einem Durchlauf zumindest zwei Schichten aufzutragen, um einen bestimmten Glanzwert zu erzeugen.
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Es ist bevorzugt, dass nach Auftragen der ersten Schicht ein Einwirken auf die erste Schicht zum zumindest teilweise Aushärten und/oder Trocknen der ersten Schicht erfolgt. Somit wird die Struktur/Form der ersten Schicht fixiert, bevor die zweite Schicht aufgetragen wird.
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Dabei kann insbesondere ein Lufttrockner (insbesondere Heißlufttrockner), eine IR-Lampe und/oder eine UV-Lampe zum Einsatz kommen. Mit einem Lufttrockner oder einer IR-Lampe kann auf lösemittelhaltige oder wasserbasierte Tinten und Lacke eingewirkt werden, um die durch eine solche Tinte oder einen solchen Lack ausgebildete erste Schicht und somit das entsprechende Muster zu fixieren. Eine UV-Lampe ermöglicht ein zügiges Fixieren einer Schicht, die mittels einer UV-Tinte oder eines UV-Lacks ausgebildet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Auftragen der ersten Schicht und/oder zweiten Schicht mittels eines digitalen Druckkopfs, insbesondere eine Inkjet-Druckkopfs, erfolgt. Somit kann die ausgestoßene Flüssigkeitsmenge präzise eingestellt und das jeweils auszubildende Muster entsprechend konturscharf abgebildet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass sich das Schichtmaterial der ersten Schicht und das Schichtmaterial der zweiten Schicht voneinander unterscheiden. Beispielsweise kann ein Schichtmaterial zum Ausbilden der ersten Schicht als UV-Lack oder UV-Tinte ausgebildet sein, sodass dieses beispielsweise mittels einer UV-Lampe ausgehärtet und somit die Aushärtezeit gezielt beeinflusst werden kann. Die auf der ersten Schicht aufzutragende zweite Schicht kann eine lösemittelhaltige oder wasserbasierte Tinte oder Lack sein, sodass diese Tinte oder dieser Lack unter Umgebungsbedingungen trocknet oder zumindest teilweise aushärtet.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Beschichten einer Oberfläche eines Werkstücks. Dabei kann die Vorrichtung derart ausgebildet sein, dass die Vorrichtung zum Beschichten einer Schmalseite eines plattenförmigen Werkstücks ausgebildet ist.
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Die Vorrichtung umfasst: eine erste Auftragseinrichtung zum Auftragen einer ersten Schicht und eine zweite Auftragseinrichtung zum Auftragen einer zweiten Schicht auf der ersten Schicht. Ferner ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die eingerichtet ist, die erste Auftragseinrichtung zum Ausbilden der ersten Schicht mit einem ersten Muster und zweite Auftragseinrichtung zum Ausbilden der zweiten Schicht mit einem zweiten Muster anzusteuern.
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Es ist bevorzugt, dass zum Aufragen der ersten und zweiten Schicht eine Parametereinstellung durchgeführt wird. Zum Durchführen der Parametereinstellung kann zumindest ein Parameter, bevorzugt mehrere Parameter, eingestellt werden, wobei der Parameter ausgewählt ist aus: Tropfenabstand, Tropfengröße, Öffnungszeit einer Düse, Öffnungsquerschnitt einer Düse, Druck zum Ausstoßen eines Material zum Ausbilden der ersten und/oder zweiten Schicht und/oder eine Auswahl eines Materials zum Ausbilden der ersten und/oder zweiten Schicht. Somit kann eine, ggf. stufenlose, Glanzwerteinstellung durchgeführt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung eingerichtet, die erste Auftragseinrichtung und die zweite Auftragseinrichtung derart anzusteuern, dass sich das erste Muster und das zweite Muster voneinander unterscheiden.
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Die Vorrichtung ist bevorzugt eingerichtet, ein Verfahren nach einem der vorangegangenen Aspekte auszuführen. Somit können mehrere Schichten eines Beschichtungsmaterials, insbesondere einer Farbe und/oder eines Lacks, derart aufgetragen werden, dass ein bestimmter Glanzwert erreicht wird. Insbesondere können Maserungen mit verschiedenen Glanzwerten, gegebenenfalls zusätzlich mit einer bestimmten Haptik, hergestellt werden. Eine Erzeugung von beispielsweise Tiefeneffekten oder anderen optischen Effekten durch eine Beschichtungsreihenfolge von unterschiedlichen Beschichtungsmaterialien ist ebenfalls möglich. Der Glanzwert wird insbesondere nach DIN ISO 2813 bestimmt.
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Um die Produktivität zu steigern, kann die Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform als Durchlauf-Vorrichtung ausgebildet sein. Somit ist es möglich, in einem Durchlauf zumindest zwei Schichten aufzutragen, um einen bestimmten Glanzwert zu erzeugen.
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Bevorzugt ist die Vorrichtung zum Auftragen der ersten und zweiten Schicht derart ausgebildet, dass die jeweilige Schicht an einer Schmalseite eines plattenförmigen Werkstücks, wie beispielweise einer Holzplatte, einer Spanplatte, einer MDF-Platte oder ähnlichem vorgesehen ist. Hierzu ist die erste Auftragseinrichtung und die zweite Auftragseinrichtung als Schmalseiten-Druckeinrichtung ausgebildet.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile einer Vorrichtung, einer Verwendung und/oder eines Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
- 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Beschichten einer Oberfläche.
- 2a zeigt in schematischer Weise ein erstes Beispiel einer Beschichtung einer Oberfläche.
- 2b zeigt in schematischer Weise ein zweites Beispiel einer Beschichtung einer Oberfläche.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Gleiche Bezugszeichen, die in verschiedenen Figuren aufgeführt sind, benennen identische, einander entsprechende, oder funktionell ähnliche Elemente.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Beschichten einer Oberfläche eines plattenförmigen Werkstücks 100. Das plattenförmige Werkstück 100 ist dabei mit einem streifenförmigen Beschichtungsmaterial 101 versehen und wird mittels einer (nicht gezeigten) Fördereinrichtung in einer Durchlaufrichtung bewegt.
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Im Zuge der Bewegung des Werkstücks 100 gelangt dieses in den Bereich einer ersten Auftragseinrichtung 10, die als Inkjet-Druckkopf ausgebildet ist. Mit der ersten Auftragseinrichtung 10 wird eine erste Schicht an der Oberfläche des streifenförmigen Beschichtungsmaterials 101 aufgetragen.
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Nach dem Auftrag der ersten Schicht mittels der ersten Auftragseinrichtung 10 gelangt dieser Bereich des Werkstücks 100 in den Bereich einer UV-Lampe 20, die dazu eingerichtet ist, die erste Schicht, welche durch eine UV-Tinte oder ein UV-Lack gebildet wird, zumindest teilweise auszuhärten. Somit wird die Struktur/Form der ersten Schicht in definierter Weise fixiert, bevor die zweite Schicht aufgetragen wird. Insbesondere wird durch die UV-Lampe 20 die Aushärtezeit verkürzt.
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Nachfolgend wird der mit der ersten Schicht versehene Bereich in den Bereich einer zweiten Auftragseinrichtung 30 geführt, die ebenfalls als Inkjet-Druckkopf ausgebildet ist und eingerichtet ist, eine zweite Schicht aufzutragen.
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Ein Bearbeitungsergebnis, das mit der in 1 dargestellten Vorrichtung erreichbar ist, kann, wie in den 2a und 2b dargestellt, zu unterschiedlichen Ausgestaltungen der aufgetragenen Schicht führen.
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In dem in 2a dargestellten Ausführungsbeispiel weist die erste Schicht S1 verschiedene Lücken auf. Die zweite Schicht S2 ist derart auf der ersten Schicht S1 aufgetragen, dass durch die zweite Schicht S2 ebenfalls Lücken gebildet werden, die jedoch größer sind als die Lücken der ersten Schicht S1. Auf diese Weise kann ein bestimmtes Reflexionsverhalten der auf die beschichtete Oberfläche auftreffende Lichtstrahlung erreicht werden, die eine Oberfläche relativ matt erscheinen lässt.
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In 2b ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, wobei an dem Beschichtungsmaterial 101, das am Werkstück 100 vorgesehen ist, eine erste Schicht S1' sowie eine zweite Schicht S2' aufgetragen ist. Im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel in 2a weist die zweite Schicht S2' ebenfalls Lücken auf, jedoch sind die Schichtabschnitte der zweiten Schicht S2' derart angeordnet, dass ein, im Querschnitt betrachteter, Randbereich der Schichtabschnitte der zweiten Schicht S2' mit einem Randbereich der Lücken der ersten Schicht S1' fluchten. Dies führt dazu, dass vergleichsweise tiefe Strukturen entstehen, was dazu führt, dass die Oberfläche vergleichsweise glänzend erscheint.
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Obwohl im Rahmen der vorliegenden Ausführungsform beschrieben wird, dass das Werkstück mittels einer Fördereinrichtung in einer Durchlaufrichtung bewegt werden soll, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform auch das Werkstück zumindest zeitweise fixiert werden, wohingegen eine erste und zweite Auftragseinrichtung sowie eine UV-Lampe, die beispielsweise in einer verfahrbaren Einheit zusammengefasst sind, bewegt werden.
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Auch wenn im Rahmen der Ausführungsform eine UV-Lampe beschrieben wird, mit der die erste Schicht zumindest teilweise ausgehärtet werden kann, ist es gemäß einer weiteren Modifikation vorgesehen, dass anstelle der UV-Lampe oder zusätzlich hierzu ein Heißlufttrockner und/oder eine IR-Lampe zum Einsatz kommt. Mit einem Lufttrockner oder einer IR-Lampe kann auf lösemittelhaltige oder wasserbasierte Tinten und Lacke eingewirkt werden, um die durch eine solche Tinte oder einen solchen Lack ausgebildete erste Schicht und somit das entsprechende Muster zu fixieren.
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Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass einzelne, jeweils in verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Merkmale auch in einer einzigen Ausführungsform umgesetzt werden können, sofern sie nicht strukturell inkompatibel sind. Gleichermaßen können verschiedene Merkmale, die im Rahmen einer einzelnen Ausführungsform beschrieben sind, auch in mehreren Ausführungsformen einzeln oder in jeder geeigneten Unterkombination vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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