DE19819304A1

DE19819304A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate

Info

Publication number: DE19819304A1
Application number: DE1998119304
Authority: DE
Inventors: Claus Sandig
Original assignee: IHD Institut fuer Holztechnologie Dresden gGmbH
Current assignee: INSTITUT FUER HOLZTECHNOLOGIE DRESDEN GGMBH, 01217
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2018-05-01
Also published as: DE19819304B4

Abstract

Die Erfindung betrifft die Lackierung großporiger Substrate, insbesondere großporiger Hölzer wie beispielsweise Eichen- oder Escheholz mit trockenen, transparenten, opaken oder eingefärbten Lackfilmen. Ihre Anwendung bietet sich vorwiegend für den Möbel- und Innenausbau an. Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik, namentlich die bei den konventionellen Verfahren auftretenden "Silberporen" zu beseitigen und so neben einem dauerhaften Lackschutz gleichzeitig die natürliche Struktur des Substrates zu sichern. Erfindungsgemäß wird hierfür unter kontinuierlicher Führung des Substrates dieses auf eine Temperatur von 40-60 DEG C vorgewärmt, ein thermoplastischer Klebfilm aufgetragen und dieser Klebfilm mittels einer rotierenden Rundbürste auf die Substratoberfläche angedrückt. Die hierfür eingesetzte Vorrichtung besteht aus einer Vorwärmeinheit 2, einer Kaschiermaschine 4 und einer zustellbaren rotierenden Rundbürste 6.

Description

Die Erfindung betrifft die Lackierung großporiger Substrate, insbesondere großporiger Hölzer wie beispielsweise Eichen- oder Escheholz mit trockenen, transparenten, opaken oder eingefärbten Lackfilmen.

Ziel der Lackierung ist es, einen auf der Substratoberfläche haftenden festen Film zu bilden, der eine dekorative und/oder schützende Funktion hat (Römpp, Lexikon der Chemie, Stuttgart, New York, 1995). Die Lackierung von Holzober flächen erfolgt bisher zumeist unter Verwendung von Flüssiglacken, womit gute Lackierungsergebnisse erzielt werden können.

Allerdings ist die Lackierung mit Flüssiglacken mit zahlreichen Nachteilen ver bunden. Die in den Flüssiglacken enthaltenen Lösungsmittel sind häufig ge sundheitsgefährdend und/oder leicht entzündlich, so daß geeignete Sicher heitsmaßnahmen, die mit hohen Kosten verbunden sind, getroffen werden müssen. Weiterhin müssen nach der Lackierung verbleibende Rückstände ko stenintensiv als Schadstoffe entsorgt werden. Zudem verursachen die Auftra gung und die Trocknung der meist mehrschichtig aufgetragenen Lacke hohe Energie- und Anlagekosten.

Um diese Nachteile zu vermeiden, kann ein neuartiges Verfahren angewendet werden, das bisher zur dekorativen Beschichtung beispielsweise von Partikel werkstoffen und Plasten verwendet wird. Dabei werden ein Druckbild, ein Lack film und eine heißsiegelfähige Klebschicht gleichzeitig von einer Trägerfolie auf das Substrat übertragen, wobei die recyclingfähige Trägerfolie nach dem Transfer unter Verwendung einer beheizten Walze automatisch abgezogen und aufgewickelt wird.

Durch Weglassen des Druckbildes kann dieses Verfahren zur Klarlackierung natürlicher Holzoberflächen wie Vollholz oder Furnieren verwendet werden, wobei Struktur und Farbe der Holzoberfläche erhalten bleiben. Diese Eigen schaft entspricht bevorzugt den Interessen der Möbelkäufer.

Nachteil dieser Lösung ist, daß bei der Übertragung des trockenen Lackfilmes auf die Substratoberfläche mittels einer beheizten Silikonwalze der Lackfilm nicht in die natürlichen Poren des Substrates eingedrückt wird. Die Poren wer den durch den Lackfilm überspannt bzw. überbrückt, wodurch sogenannte "Silberporen" entstehen, die sich auf der Oberfläche negativ abzeichnen. Die natürliche Struktur des Substrates wird dadurch unkenntlich. Außerdem schützt der Lackfilm in diesen Bereichen das Substrat nicht dauerhaft, da er die Poren des Substrates nicht oder nicht vollständig auskleidet.

Das Verfahren der Trockenlackierung ist demnach nicht oder nur eingeschränkt geeignet, großporige Substrate, insbesondere Furniere oder Vollhölzer mit ausgeprägter Porenbildung wie beispielsweise Eiche oder Esche zu lackieren, da der so erhaltene Lack seine dekorative und/oder schützende Funktion nicht in ausreichendem Maße erfüllt.

Es ist daher Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Dabei steht die Aufgabe, ein Verfah ren zur qualitätsgerechten Trockenlackierung großporiger Substrate, insbeson dere porenreicher Hölzer, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Ver fahrens zur Verfügung zu stellen.

Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren zur Trockenlackierung großpo riger Substrate gelöst, daß folgende Schritte unter kontinuierlicher Führung des Substrates umfaßt: (a) das Vorwärmen des Substrates auf eine Temperatur von 40 bis 60°C, (b) das Auftragen eines thermoplastischen Klebfilmes auf die Oberfläche des vorgewärmten Substrates und (c) das Andrücken des thermo plastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche mittels einer rotierenden Rundbürste.

Das Substrat speichert während des Vorwärmens Wärme, so daß der thermo plastische Klebfilm nicht unmittelbar nach dem Auftragen der Folie auf die Substratoberfläche (Kaschiervorgang) erstarrt und somit elastisch bleibt. Durch das Andrücken des elastischen, noch klebfähigen Filmes mittels einer rotieren den Rundbürste wird der Klebfilm in die Poren des vorgewärmten Substrates gedrückt und kleidet diese vollständig aus. Das Auftreten von "Silberporen" wird somit verhindert. Der so aufgetragene Lackfilm erfüllt auf diese Weise sowohl die dekorative Funktion, das heißt die natürliche Struktur der Substratoberflä che bleibt erhalten, als auch seine schützende Funktion, in dem der Lackfilm in allen Bereichen, insbesondere im Bereich der Poren, auf der Substratoberflä che haftet.

Das Vorwärmen des Substrates im Schritt (a) kann vorteilhafterweise mit Strahlungswärme, insbesondere Infrarotstrahlung erfolgen. Die Geschwindig keit, mit der das Substrat die einzelnen Schritte (a, b und c) absolviert, hängt von der Geschwindigkeit des Auftragens des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche im Schritt (b) ab. Die erforderliche Verweilzeit des Substrates für das Vorwärmen (Schritt (a)) beträgt 0,75 min. Die Trägerfolie des thermoplastischen Klebfilmes wird nach dem Auftragen auf die Substratoberflä che im Schritt (b) und vor dem Andrücken im Schritt (c) abgezogen.

Demgemäß umfaßt eine Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate (a) eine Vorwärmeinheit zum Vorerwärmen des Substrates, (b) eine Kaschiermaschine zur Auftragung des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche und (c) eine zustellbare rotierende Rundbürste zum An drücken des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche. Dabei ist die Vorwärmeinheit mit Wärmestrahlern ausgestattet. Die Energie dichte des Strahlerfeldes der Wärmestrahler der Vorwärmeinheit (a) beträgt vorzugsweise 2 W/cm². Die rotierende Rundbürste hat eine variable Drehzahl von 500 bis 1500 min^-1. Borstenart, Borstendichte, Borstenlänge und Borsten durchmesser werden derart aufeinander abgestimmt, daß der Lackfilm, vom dem die Trägerfolie bereits abgezogen ist, in die Poren des Substrates hinein gebürstet wird. Vorzugsweise bestehen die Borsten aus Naturfasern, haben eine Länge von ca. 40 mm und eine Dicke von weniger als 0,1 mm. Die Bor stendichte der rotierenden Rundbürste liegt bei 50 bis 100 Borsten/cm². Die Rundbürste ist gegenüber der zu bearbeitenden Substratoberfläche einstellbar und beträgt bei 40 mm langen Borsten 30 mm. Auf diese Weise kann der ela stische, noch klebfähige Lackfilm in die Poren gedrückt werden, so daß diese vollständig ausgekleidet werden und die natürliche Struktur der Substratober fläche erkennbar bleibt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Träger, die aus einer Vorwärmeinheit 2 mit Infrarotstrahlerfeld 3 zum Vorerwärmen des Werk stückes 1, einer Kaschiermaschine 4 mit Kaschierwalze 5 zur Auftragung des thermoplastischen Klebfilmes auf die Werkstoffoberfläche und einer zustellba ren rotierenden Rundbürste 6 zum Andrücken des thermoplastischen Klebfil mes auf die Werkstoffoberfläche. Dabei wird das zu lackierende Werkstück 1 vorgewärmt. Die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstoffes 1 hängt von der Geschwindigkeit der Auftragung der thermoplastischen Klebfolie (Kaschierung) ab und beträgt 2 m/min. Daraus ergibt sich bei einer erforderlichen Vorwärmzeit von 0,75 min eine Länge des Strahlerfeldes 3 von 1,5 m. Die Energiedichte des Strahlerfeldes 3 beträgt ca. 2 W/cm². Nach der Vorwärmung läuft das Werk stück 1 in die Kaschiermaschine 4 ein, in der der Lackiervorgang mit dem trockenen Lackfilm erfolgt. Unmittelbar hinter der Kaschiermaschine 4 ist eine mo torgetriebene, rotierende Bürstenwalze 6 angeordnet, die mit einer variablen Drehzahl zwischen 500 und 1500 min^-1 rotiert. Der Lackfilm wird auf diese Wei se fest auf die Oberfläche des Werkstückes gedrückt, füllt dabei die Poren aus und haftet somit auf dem gesamten Werkstück 1.

Fig. 2 zeigt den Aufbau eines trockenen Lackfilmes. Auf dem Klebstoffilm 7 be findet sich die Lackschicht 8, die wiederum die Trennschicht 9 trägt, auf der sich die Trägerfolie 10 befindet.

Bezugszeichenliste

1

Substrat/Lackträger

2

Vorwärmeinheit

3

Wärmestrahler

4

Kaschiermaschine

5

Kaschierwalze

6

Rundbürste

Claims

1. Verfahren zur Trockenlackierung großporiger Substrate, dadurch gekenn zeichnet, daß es

a) das Vorwärmen des Substrates auf eine Temperatur von 40 bis 60°C;
b) das Auftragen eines thermoplastischen Klebfilmes auf die Oberflä che des vorgewärmten Substrates und
c) das Andrücken des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substrat oberfläche mittels einer rotierenden Rundbürste

unter kontinuierlicher Führung des Substrates umfaßt.

2. Verfahren zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorwärmen des Substrates (Schritt (a)) mittels Strahlungswärme erfolgt.

3. Verfahren zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorwärmen des Substrates (Schritt (a)) mittels Infrarotstrahlung erfolgt.

4. Verfahren zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des Substrates mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die der Geschwindigkeit des Auftragens des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche (Schritt (b)) ent spricht.

5. Verfahren zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des Substrates mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die eine Verweilzeit des Substrates für das Vor wärmen (Schritt (a)) von 0,75 min bedingt.

6. Verfahren zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolie des thermoplastischen Klebfilmes nach dem Auftragen auf die Substratoberfläche (Schritt (b)) und vor dem Andrücken (Schritt (c)) abgezogen wird.

7. Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate, dadurch ge kennzeichnet, daß sie aus

a) einer Vorwärmeinheit (2) zum Vorerwärmen des Substrates (1),
b) einer Kaschiermaschine (4) zur Auftragung des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche und
c) einer gegenüber der Substratoberfläche zustellbaren rotierenden Rundbürste (6) zum Andrücken des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche

besteht.

8. Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach An spruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmeinheit (a) mit Wär mestrahlern (3) ausgestattet ist.

9. Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiedichte des Strahlerfel des der Wärmestrahler der Vorwärmeinheit (a) 2 W/cm² beträgt.

10. Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Rundbürste eine va riable Drehzahl von 500 bis 1500 min^-1 ermöglicht.

11. Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten der rotierenden Rund bürste (6) Naturfasern sind.

12. Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten der rotierenden Rund bürste (6) eine Länge von ca. 40 mm und eine Dicke von weniger als 0,1 mm haben.

13. Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstendichte der rotierenden Rundbürste (6) bei 50 bis 100 Borsten/cm² liegt.

14. Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellung der rotierenden Rundbürste (6) 30 mm beträgt.