EP2218520A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche - Google Patents
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- E04F15/02—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements
Definitions
- the invention relates to a method and an apparatus for producing a structured surface on a plate-shaped workpiece made of wood material for use as a floor covering or furniture part.
- the invention finds application in workpieces made of wood-based materials, in particular made of chipboard, medium-density fiberboard (MDF), high-density fibreboard (HDF), hardboard and Oriented Strand Board plates (OSB boards).
- MDF medium-density fiberboard
- HDF high-density fibreboard
- OSB boards Oriented Strand Board plates
- the thickness of the workpiece is not a limiting feature.
- the workpiece may be formed as a thin, a few millimeters thick MDF board.
- the workpiece can be several centimeters thick. The condition is in each case only that a coating can be applied and the workpiece is manageable.
- a structured lacquer surface is therefore used for plate-shaped workpieces that are used in the area of floors or furniture parts.
- the surface to be painted is initially primed in a cost effective manner after appropriate pretreatment, then printed with a decor and finally provided with a transparent sealing layer.
- the applied layers can be composed of several layers, for example one To realize multi-color printing or a particularly strong sealing layer.
- the sealing layer consists of a curable lacquer, in this case is referred to below by a sealing lacquer.
- the workpiece Between the processing steps for applying the various layers, the workpiece usually passes through so-called drying tunnels, in which an at least partial crosslinking of the layers is brought about by the action of heat and / or radiation energy.
- the curing and possibly drying is carried out in the usual way by means of UV radiation or by electron radiation.
- heat radiation techniques are also known.
- the sealing layer can be patterned. These structures can be matched to the decor, for example, a surface with wood decor usually a pore structure is obtained.
- the process referred to as "chemical pore” uses printing inks or release agents which, due to their wetting properties, cause sealing layers applied to them to tend to flow out, forming a less thick or no sealing layer and thus forming a coating in the hardened state of the coating Structure yields.
- the release agent can even cause a displacement of the subsequently applied sealing lacquer, which bursts on subsequent hardening, so that the desired pore structure forms as cracks in the surface.
- a "mechanical pore” is obtained by only partially crosslinking after application of the sealing layer and then pressing in the desired structure before the final curing of the layer with the aid of an embossing roller or a structured press belt.
- Both of these methods can be optically and haptically achieve only unsatisfactory structures in coated surfaces.
- the present invention is therefore based on the technical problem of specifying a method and a device with which an improved structure in a coated surface can be achieved in an economical manner.
- the above-indicated technical problem is first of all by a method for producing a structured surface on a plate-shaped workpiece made of wood material for use as a floor covering or furniture part, in which on the surface of the workpiece a wood decor is printed, in which following the wood decor an at least partially optically transparent first coating of lacquer is applied to the surface of the workpiece and in which by means of a digital applicator on the first coating an at least partially optically transparent second coating of lacquer is applied with a spatially varying distribution of the application amount in such a way that the second coating forms a negative surface structure, in the actually as wells to be imitated Surface structures of the wood decor are formed as elevations.
- the structure need not be introduced into an existing layer, in particular an at least partially cured layer, but rather that the surface structure can be produced by a specifically varying application of a second coating. Due to the varying application rate of the second coating, a surface structure is created which haptically and / or visually gives the viewer an impression that corresponds to a surface texture to be imitated.
- Spatially varying application quantity generally means that the application quantity of the second coating is not uniformly distributed over the surface to be coated, but that zones or areas with a higher order quantity and zones or areas with less or no application quantity are provided. Since the application of the method is not limited to two-dimensional surfaces, it is generally understood to be spatial, i. spoken three-dimensional distribution.
- the first coating is a full-surface coating, which thus also has, in particular, sealing properties for the surface of the carrier material of the workpiece arranged underneath.
- first coating and a second coating.
- first Coating and second coating can themselves each consist of at least two separately applied layers or partial layers.
- a second coating may consist of two or more partial layers whose structurings overlap and / or supplement one another.
- a wood surface may be imitated or imitated by a correspondingly colored decoration of a print layer arranged below the first and second coating and by a structuring of the second coating adapted to the wood decor.
- the varying distribution of the application quantity of the second coating preferably has a linear structure, which is particularly typical of the surface structure of a wooden surface.
- the varying distribution of the application amount of the second coating may have a sheet-like structure, which is optionally also connected to a linear structure.
- the surface structure of the second coating can be produced as a negative surface structure.
- the surface structures which are actually to be reproduced as a depression, for example pores, are formed as elevations.
- This structure whose grandeur is, for example, below 1 mm, in particular below 0.5 mm, can be from a human hand and / or optically not from a structure with depressions be differentiated.
- a negative surface structure is generated in particular by a line structure.
- An advantage of the negative, ie raised pore lies in the better hygiene properties of the surfaces compared to a recessed pore surface. Because of the raised structures much worse impurities can accumulate, as it is the case with depressions. In particular, because of the small size of the pores recessed pore structures, as they are known in laminate flooring panels, very poor or not cleaned. Therefore, plates with negative, raised pores are very suitable for use in rooms with special hygiene requirements.
- the thickness of the structures of the second coating is below 0.1 mm.
- thicknesses in the range of less than 0.01 mm or even 0.005 mm are possible. Even these small thicknesses are recognized as a textured surface.
- the surface structure can be configured positively, wherein raised surface parts actually represent surface elevations to be imitated.
- the surface structure is produced with a planar surface structure which, if appropriate, leaves open linear intermediate spaces, which then appear, for example, as pores.
- the spatially varying distribution of the application amount is designed so that in the areas in which a survey is to be formed, a maximum coating amount is applied, while in the areas where no survey is to be formed, no coating is applied.
- This type of order is particularly suitable for a replica of a wooden surface.
- Further embodiments are interposed in that, instead of the maximum or minimum coating, average coating values are selected. This embodiment can be used in particular for a replica of a stone surface for tiles.
- the second coating is preferably at least partially cured after application. It is further preferred to minimize the time interval between application of the second coating and curing.
- the paint can be provided with nanoparticles in order to have a particularly good sealing property.
- the abrasion resistance of the lacquer layer, which results from the addition of the nanoparticles, is particularly beneficial for surfaces which are exposed to heavy loads. This applies in particular to floor panels.
- the first coating is also applied as a sealing lacquer, so that the two coatings represent a seal of the surface arranged thereunder.
- the sealing coat of the first coating is between 65% and 95%, in particular hardened to 85% before the second coating is applied. On the one hand, this degree of curing makes it possible for the second sealing lacquer layer to bond well with the first sealing lacquer layer. On the other hand, a good durability of the applied structure of the second coating is achieved so that it does not melt.
- the color of the second coating can be chosen differently from the color of the first coating in order to emphasize the visual impression of the structured surface.
- the second coating is applied as a pigmented UV-curable lacquer to adjust the gloss level and / or the color of the second coating.
- a UV light source is required for suitable curing, particularly good effects are achieved in this embodiment of the method.
- a digital application device for applying the second coating.
- a digital application device means that the device can deliver the sealing lacquer to the surface of the workpiece individually controllable.
- a jet printing technique can be used, which is particularly widespread in so-called inkjet printers.
- this jet technique small liquid droplets are generated by separately controllable nozzles, which are sprayed onto the surface in a narrow grid.
- the digital application device can use the so-called laser printing technology.
- a roll surface is prepared by means of a laser beam so that the roll surface receives the sealing coat only at predetermined locations, to then release it to the surface of the workpiece again.
- means for generating a dot distribution for controlling the digital application device can be provided.
- the structure to be applied by the digital application device can be predetermined by means of a point distribution.
- These means are preferably a computer or memory elements in which the point distributions are calculated or read out and processed.
- an optical scanning device for detecting the surface pattern of the workpiece.
- the scanning device can be designed as a scanner, line camera or area camera and fulfills the purpose of continuously or partially detect the surface of the workpiece. This surface information is transmitted to the computer, which then calculates a dot distribution to be generated from the measured values of the optical scanning device.
- a time delay can be calculated from the speed of movement of the workpiece to be processed relative to the scanning device and the distance to the digital application device. It can thus be achieved that the optically detectable structure of the surface of the workpiece and the haptically detectable surface of the second coating coincide at least in sections. This structure is also referred to below as a synchronous pore.
- the surface of the workpiece below the two described coatings can be coated in many ways.
- the different application quantities in the sealing layer are chosen in coordination with the decoration, a structure can be achieved which corresponds to the decoration. For example, it is thus possible to provide a surface which has a wood decor with a coordinated pore structure. The material to be represented by the decor is thereby imitated improved. One can also speak of a so-called synchronous pore. It is provided that the first coating and the second coating are at least partially transparent, so that the underlying decor remains recognizable by the two coatings.
- UV-curing lacquers are used for the lacquer coating described above. But there are also all other coatings for the application of the method according to the invention applicable, as far as these can be used to meet the requirements placed on the finished workpiece surface, such as scratch resistance, abrasion resistance or adhesive strength.
- the coating materials used can be provided with various additives and fillers.
- hard particles can be provided in order to improve the scratch and abrasion resistance or so-called UV absorbers, which prevent premature yellowing of the surface.
- the above-indicated technical problem is also solved by a device for producing a structured surface on a plate-shaped workpiece made of wood material for use as a floor covering or furniture part, in particular for carrying out the method described above.
- the device comprises at least one processing station for printing on a wooden decoration, a processing station for applying a first coating of lacquer on the surface of the plate-shaped workpiece following the wood decoration at least partially optically transparent, and a digital application device for direct printing of an at least partially optically transparent second coating Lacquer on the first coating, which applies the second coating with a spatially varying distribution of the application amount to the first coating in such a way that the second coating forms a negative surface structure, are actually formed as depressions to be reproduced surface structures of the wood decor as elevations.
- Fig. 1 shows in a schematic form an apparatus for producing a structured surface on a workpiece, which in the present case is designed as a plate 2.
- a plurality of plates 2 are arranged on a conveyor belt 4, which are individually fed sequentially to different processing stations.
- the conveying direction is in Fig. 1 indicated by an arrow and runs from left to right.
- a large-area workpiece or an endlessly produced workpiece can be processed, which is divided into individual plates 2 after the processing described below.
- processing stations 6 and 8 have in common that with them in each case a coating is applied.
- the two coatings consist of a same paint.
- a first substantially full-surface coating is applied from a lacquer.
- the processing station on an applicator roll 10, which applies a uniform layer of paint on the surface of the plates 2.
- the applied coating is at least partially dried and cured.
- the post-processing device 12 can cause the drying and curing, for example by means of a hot air flow or by means of electromagnetic radiation, in particular UV radiation.
- the post-processing device 12 corresponding means for generating the hot air flow or the radiation.
- a coating of a paint is applied directly by means of an applicator roll 14, wherein the order quantity varies spatially.
- the spatial structuring of the lacquer layer is produced in particular by a gravure roll, in the surface of which different sections having different levels are formed.
- the surface of a gravure roll is processed by means of pricking or engraving in order to produce individual recesses, so-called wells, usually in rhombic form, with different depths.
- a varnish is applied, which is taken up in the depressions, in order to be partially dispensed from the depressions onto the surface of the medium during the transfer to another medium.
- the last applied coating is then at least partially cured, so that the spatially different structuring is fixed before it compensates again due to bleeding. In this curing step, it may also come to a possibly incomplete curing of the arranged underneath, applied in the first processing station 6 coating.
- the two paint layers consist of the same paint, as this facilitates the bonding of the two coatings.
- different composition of the two coatings can be chosen, for example, to emphasize and enhance the surface effects of structuring.
- the differences may be, for example, the gloss level.
- Fig. 2 shows an embodiment of an apparatus for producing a structured surface on a plate 2, in which instead of the applicator roll arrangement described above, a digital application device 30 is provided for applying the second coating.
- a jet printing technique is used, which is particularly widespread in so-called inkjet printers.
- Fig. 5 below the applicator a short dash is drawn in which indicates the row of droplet jets. In this case, it is assumed that the applicator device applies the paint line by line transversely to the direction of movement of the plate 2. Likewise, it is also possible to apply a droplet to each surface in order to increase the speed of application.
- a computer 31 as a means for generating a dot distribution for controlling the digital application device is connected to the application device 30.
- the computer 31 prepares digital control information and transmits it to the application device.
- the post-processing device 32 adjoins the digital application device in order to dry and at least partially cure the previously applied second coating.
- an optical scanning device 34 is advantageously provided to detect the surface pattern of the surface of the plate 2 or possibly the first coating.
- the optical pickup detects the surface and transmits the acquired data to the computer 31.
- the computer 31 calculates from the measurements of the optical pickup 34 to be generated point distribution. This is then applied with the digital applicator 30 as a second coating.
- the optical scanning device can be designed as a scanner, as a line camera or as an area camera. In any case, the aim is that the optical scanning device detects the surface with a resolution or evaluates the recorded data with a resolution with which the digital application device is to apply the structured second coating.
- the digital application device 30 applies the structured second coating to the surface in such a way that the surface structure coincides with the optical pattern at least partially matches.
- a synchronous haptic and optical surface design of the plate 2 can be achieved in this way.
- Fig. 1 is further shown that the surface of the plates 2 are provided before applying the two coatings described above by means of the processing stations 6 and 8 by means of two further processing stations 18 and 20, each with a coating.
- This can be in particular lacquer layers with which a two-tone surface, a decor is produced.
- the processing stations 18 and 20 are more similar As previously described, applicators and finishing devices are described without further elaboration thereof.
- the pre-painting represents a particularly preferred embodiment, because the surfaces produced therewith are completely painted and can thus be produced in a plant.
- a further embodiment of the device consists in that the two processing stations 18 and 20 apply a surface-varying pattern, for example a wood decoration.
- the two applicator rollers of the processing stations 18 and 20 are synchronized in order to apply matching and complementary color patterns.
- the gravure roller 14 is provided with a surface engraving whose image also coincides with the applied by the processing stations 18 and 20 printed images.
- the rotation of the gravure roller 14 is synchronized with the rotation of the applicator rollers of the processing stations 18 and 20 such that the spatially varying distribution of the second coating coincides with the printed image applied by the processing stations 18 and 20.
- a synchronized with the printed pattern varying distribution of the top coat layer such as a pore structure suitable for wood decor can be achieved.
- Fig. 3a and 3b show a first embodiment of a structured surface of a plate 2.
- a first coating 22 of a paint or other material has been applied over the entire surface.
- a second coating 24 has also been applied, which has a spatially varying distribution of the application amount.
- the variation in this case means a pore structure that is intended, for example, to imitate a wood decor.
- the pores are formed as elongated recesses 26, as is apparent in particular from the enlargement in Fig. 6b.
- the second coating 24 thus consists of the areas that are not formed as a recess.
- the pores 26 are shown in this schematic representation substantially rectangular in cross-section with slightly rounded edges. In practice, however, a distribution which differs more clearly from the rectangular shape may occur, since the regions of the second coating 24 in the edge regions of the recesses 26 partially dissolve before being cured. Rounded corners are therefore to be expected at real recesses 26.
- a pore structure in which the pores actually represent depressions in the coating 24.
- Such a structure can also be called a positive surface structure.
- the Fig. 4a to 4c show a similar surface structure of a second coating 24, in which the pores are formed as elevations 28.
- a surface structure can therefore be called a negative surface structure.
- the actually to be expected as a depression pores are formed as elevations.
- the size of the structures is so small that in a normal viewing by a user the negative surface structure can not be distinguished from a positive surface structure.
- the second coating 24 thus consists of the areas that have been applied as elevations, that is, for example, as negative pores.
- the surface coverage of the second coating is therefore considerably lower than in the embodiment according to FIG Fig. 3a and 3b ,
- FIG. 4b shows in an enlargement the cross-sectional shape of the negative pore.
- the cross-sectional shape of the pore is shown with rounded edges. This form is to be expected if the applied paint partially dissolves before curing to the forming edges.
- Fig. 4b shows a continuous course of the survey or the negative pore 28th Fig. 4c In contrast, shows a present within the applied negative pore 28 substructure.
- This substructure consists of individual spaced individual elevations 29, which arise due to the application techniques described above.
- this substructure can be formed when applied by means of an embossed or engraved roll shell surface, ie if the surface is a single well each having the adhesive paint. Because the wells are spaced, the dispensed droplets of paint are also spaced on the first coating 22, thus leading to the substructure.
- Fig. 5 shows by way of example a geometric pattern of the spatially varying distribution of the application amount of the second coating.
- the illustrated pattern is a diamond pattern that has recessed and raised diamonds. With this form of spatial distribution it can not be distinguished between a negative or a positive structure, that there are as many raised as well as recessed areas.
- the method is based on the principle of the known light-section method with optical triangulation, whereby a relative movement of measuring cell and measuring object is assumed.
- the mode of operation consists of illuminating the surface area to be measured with a suitable light source (laser) and using a surface camera to capture the light stripe imaged on the object.
- the surface normals of the illumination and the camera are tilted at a triangulation angle to each other.
- the camera then sees the projection line as a contour line reproducing the contour of the test object, from whose coordinates and the associated positions a three-dimensional profile can be calculated.
- the resolution of the known techniques achieves an accuracy in the vertical direction of less than 0.1 ⁇ m.
- the structured surface of the second coating can be examined and analyzed.
- an analysis of the surface structures by means of microscopes is possible.
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche auf einem plattenförmigen Werkstück aus Holzwerkstoff zur Verwendung als Fußbodenbelag oder Möbelteil.
- Die Erfindung findet Anwendung bei Werkstücken aus Holzwerkstoffen, insbesondere hergestellt aus Spanplatten, mitteldichten Faserplatten (MDF-Platten), hochdichten Faserplatten (HDF-Platten), Hartfaserplatten und Oriented Strand Board Platten (OSB-Platten).
- Die Dicke des Werkstückes ist kein beschränkendes Merkmal. Einerseits kann das Werkstück als dünne, wenige Millimeter dicke MDF-Platte ausgebildet sein. Andererseits kann das Werkstück mehrere Zentimeter dick sein. Die Bedingung ist jeweils nur, dass eine Beschichtung aufgebracht werden kann und das Werkstück handhabbar ist.
- Eine strukturierte Lackoberfläche findet also bei plattenförmigen Werkstücken Anwendung, die im Bereich von Fußböden oder Möbelteilen eingesetzt werden. Dazu wird die zu lackierende Oberfläche in kostengünstiger Weise nach entsprechender Vorbehandlung zunächst grundiert, dann mit einem Dekor bedruckt und abschließend mit einer transparenten Versiegelungsschicht versehen. Die aufgebrachten Schichten können sich je nach gestellten Anforderungen aus mehreren Schichten zusammensetzen, beispielsweise um einen Mehrfarbdruck oder eine besonders feste Versiegelungsschicht zu realisieren. Bevorzugt besteht die Versiegelungsschicht aus einem härtbaren Lack, in diesem Fall wird nachfolgend von einem Versiegelungslack gesprochen.
- Zwischen den Verarbeitungsschritten zum Auftragen der verschiedenen Schichten durchläuft das Werkstück in der Regel sogenannte Trockentunnel, in denen eine zumindest teilweise Vernetzung der Schichten durch Einwirkung von Wärme- und/oder Strahlungsenergie herbeigeführt wird. Die Härtung und ggf. Trocknung erfolgt dabei üblicher Weise mittels UV-Strahlung oder durch Elektronenstrahlung. Daneben sind auch Wärmestrahlungstechniken bekannt.
- Um den so hergestellten Oberflächen ein authentischeres Aussehen zu verleihen, kann die Versiegelungsschicht strukturiert werden. Diese Strukturen können auf das Dekor abgestimmt sein, so wird beispielsweise eine Oberfläche mit Holzdekor für gewöhnlich eine Porenstruktur erhalten.
- Dazu sind zwei wesentliche Verfahren bekannt.
- Das als "chemische Pore" bezeichnete Verfahren benutzt Druckfarben bzw. Trennmittel, die aufgrund ihrer Benetzungseigenschaften bewirken, dass auf sie aufgebrachte Versiegelungsschichten die Tendenz zeigen abzufließen, wodurch sich hier eine weniger dicke oder gar keine Versiegelungsschicht ausbildet und sich damit im ausgehärteten Zustand der Beschichtung eine Struktur ergibt. Das Trennmittel kann sogar ein Verdrängen des nachfolgend aufgetragenen Versiegelungslackes bewirken, der beim anschließenden Härten aufplatzt, so dass sich die gewünschte Porenstruktur als Risse in der Oberfläche bildet.
- Eine "mechanische Pore" wird erhalten, indem nach dem Auftrag der Versiegelungsschicht diese nur teilweise vernetzt wird und dann vor der Endhärtung der Schicht mit Hilfe einer Prägewalze oder eines strukturierten Pressbandes die gewünschte Struktur eingepresst wird.
- Mit beiden der genannten Verfahren lassen sich optisch und haptisch nur unbefriedigende Strukturen in beschichteten Oberflächen erzielen.
- Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, mit dem bzw. der in wirtschaftlicher Weise eine verbesserte Struktur in einer beschichteten Oberfläche erreicht werden kann.
- Das zuvor aufgezeigte technische Problem wird zunächst durch ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche auf einem plattenförmigen Werkstück aus Holzwerkstoff zur Verwendung als Fußbodenbelag oder Möbelteil, bei dem auf die Oberfläche des Werkstückes ein Holzdekor aufgedruckt wird, bei dem auf das Holzdekor folgend eine zumindest teilweise optisch transparente erste Beschichtung aus Lack auf die Oberfläche des Werkstückes aufgebracht wird und bei dem mit Hilfe einer digitalen Auftragsvorrichtung auf die erste Beschichtung eine zumindest teilweise optisch transparente zweite Beschichtung aus Lack mit einer räumlich variierenden Verteilung der Auftragsmenge in der Weise aufgebracht wird, dass die zweite Beschichtung eine negative Oberflächenstruktur bildet, in der eigentlich als Vertiefungen nachzubildende Oberflächenstrukturen des Holzdekors als Erhebungen ausgebildet sind.
- Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, dass die Struktur nicht in eine bestehende Schicht, insbesondere eine zumindest teilweise ausgehärtete Schicht eingebracht werden muss, sondern dass durch einen gezielt variierenden Auftrag einer zweiten Beschichtung die Oberflächenstruktur hergestellt werden kann. Durch die variierende Auftragsmenge der zweiten Beschichtung wird eine Oberflächenstruktur geschaffen, die haptisch und/oder optisch dem Betrachter einen Eindruck verschafft, der einer zu imitierende Oberflächenbeschaffenheit entspricht.
- Räumlich variierende Auftragsmenge bedeutet dabei allgemein, dass die Auftragsmenge der zweiten Beschichtung nicht gleichmäßig über die zu beschichtende Oberfläche verteilt ist, sondern dass Zonen bzw. Bereiche mit höherer Auftragsmenge und Zonen bzw. Bereiche mit geringerer oder keiner Auftragsmenge vorgesehen sind. Da die Anwendung des Verfahrens nicht auf zweidimensionale Oberflächen beschränkt ist, wird allgemein von einer räumlichen, d.h. dreidimensionalen Verteilung gesprochen.
- Nicht notwendig, aber bevorzugt ist es weiterhin, dass die erste Beschichtung eine vollflächige Beschichtung ist, die somit insbesondere auch Versiegelungseigenschaften für die darunter angeordnete Oberfläche des Trägermaterials des Werkstückes aufweist.
- Im Folgenden wird in der Beschreibung der Erfindung jeweils von einer ersten Beschichtung und einer zweiten Beschichtung gesprochen. Dabei wird hervorgehoben, dass die erste Beschichtung und auch die zweite Beschichtung jeweils selber aus mindestens zwei separat aufgebrachten Schichten bzw. Teilschichten bestehen können. Insbesondere kann eine zweite Beschichtung aus zwei oder mehr Teilschichten bestehen, deren Strukturierungen sich gegenseitig überdecken und/oder ergänzen.
- Als eine typische Anwendung des Verfahrens kann eine Holzoberfläche durch ein entsprechend farbiges Dekor einer unterhalb der ersten und zweiten Beschichtung angeordneten Druckschicht und durch eine an das Holzdekor angepasste Strukturierung der zweiten Beschichtung nachgemacht bzw. imitiert werden.
- Dazu weist die variierende Verteilung der Auftragsmenge der zweiten Beschichtung in bevorzugter Weise eine linienförmige Struktur auf, die insbesondere typisch für die Oberflächenstruktur einer Holzoberfläche ist.
- Ebenso kann die variierende Verteilung der Auftragsmenge der zweiten Beschichtung eine flächenförmige Struktur aufweisen, die gegebenenfalls auch mit einer linienförmigen Struktur verbunden wird.
- Es gibt zwei Möglichkeiten die Oberflächenstruktur auszugestalten. Zum einen kann die Oberflächenstruktur der zweiten Beschichtung als negative Oberflächenstruktur erzeugt werden. Dabei sind die eigentlich als Vertiefung nachzubildenden Oberflächenstrukturen, bspw. Poren, als Erhebungen ausgebildet. Diese Struktur, deren Erhabenheit beispielsweise unterhalb von 1 mm, insbesondere unterhalb von 0,5 mm liegt, kann von einer menschlichen Hand und/oder optisch nicht von einer Struktur mit Vertiefungen unterschieden werden. Eine negative Oberflächenstruktur wird insbesondere durch eine Linienstruktur erzeugt.
- Ein Vorteil der negativen, also erhabenen Pore liegt in der besseren Hygieneeigenschaften der Oberflächen im Vergleich zu einer vertiefte Poren aufweisenden Oberfläche. Denn an den erhabenen Strukturen können sich viel schlechter Verunreinigungen anlagern, als es bei Vertiefungen der Fall ist. Insbesondere wegen der geringen Größe der Poren können vertiefte Porenstrukturen, wie sie auch bei Laminatfußbodenpaneelen bekannt sind, sehr schlecht oder gar nicht gesäubert werden. Daher sind Platten mit negativen, erhabenen Poren für einen Einsatz in Räumen mit besonderen Hygieneanforderungen sehr gut einsetzbar.
- In bevorzugter Weise liegt die Dicke der Strukturen der zweiten Beschichtung unterhalb von 0,1 mm. Es sind je nach Auftragsmenge auch Dicken im Bereich von weniger als 0,01 mm oder sogar 0,005 mm möglich. Auch diese geringen Dicken werden als strukturierte Oberfläche erkannt. Je geringer die Strukturdicke sein kann, desto geringer kann die Auftragsmenge eingestellt werden. Nicht zuletzt aus Kostengründen ist in der Regel eine möglichst geringe Dicke vorteilhaft.
- Zum anderen kann die Oberflächenstruktur positiv ausgestaltet sein, wobei erhabene Oberflächenteile auch tatsächlich nachzubildende Oberflächenerhebungen darstellen. In diesem, von der vorliegenden Erfindung jedoch nicht erfassten Fall wird die Oberflächenstruktur mit einer flächigen Oberflächenstruktur erzeugt, die ggf. linienförmige Zwischenräume freilässt, die dann beispielsweise als Poren erscheinen.
- Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die räumlich variierende Verteilung der Auftragsmenge so ausgebildet ist, dass in den Bereichen, in denen eine Erhebung ausgebildet werden soll, eine maximale Beschichtungsmenge aufgebracht wird, während in den Bereichen, in denen keine Erhebung ausgebildet werden soll, keine Beschichtung aufgebracht wird. Diese Art des Auftrages ist insbesondere für eine Nachbildung einer Holzoberfläche geeignet. Weitere Ausgestaltungen liegen dazwischen, indem anstatt der maximalen bzw. minimalen Beschichtung mittlere Beschichtungswerte gewählt werden. Diese Ausgestaltung kann insbesondere für eine Nachbildung einer Steinoberfläche für Fliesen angewendet werden.
- Um ein vollständiges Zerfließen der Struktur zu vermeiden, wird in bevorzugter Weise die zweite Beschichtung nach dem Auftrag zumindest teilweise ausgehärtet. Dabei ist es weiter bevorzugt, den zeitlichen Abstand zwischen Aufbringen der zweiten Beschichtung und dem Aushärten zu minimieren.
- Insbesondere kann der Lack mit Nanopartikeln versehen sein, um eine besonders gute Versiegelungseigenschaft aufzuweisen. Die Abriebfestigkeit der Lackschicht, die aufgrund des Hinzufügens der Nanopartikel entsteht, kommt insbesondere Oberflächen zugute, die einer starken Beanspruchung ausgesetzt sind. Dieses gilt insbesondere für Fußbodenpaneele.
- In weiter bevorzugter Weise wird auch die erste Beschichtung als Versiegelungslack aufgebracht, so dass die zwei Beschichtungen eine Versiegelung der darunter angeordneten Oberfläche darstellen. Der Versiegelungslack der ersten Beschichtung wird zwischen 65% und 95%, insbesondere zu 85% ausgehärtet, bevor die zweite Beschichtung aufgebracht wird. Dieser Grad der Aushärtung ermöglicht einerseits, dass sich die zweite Versiegelungslackschicht gut mit der ersten Versiegelungslackschicht verbindet. Andererseits wird eine gute Beständigkeit der aufgebrachten Struktur der zweiten Beschichtung erreicht, so dass diese nicht zerfliest.
- Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den optischen Effekt der Struktur der zweiten Beschichtung hervorzuheben. Einerseits kann eine Einstellung eines unterschiedlichen Glanzgrades der zweiten Beschichtung im Vergleich mit dem Glanzgrad der ersten Beschichtung gewählt werden. So hat sich gezeigt, dass Bereiche mit erhöhtem Schichtauftrag an der fertigen Werkstückoberfläche einen höheren Glanzgrad erzielen, hingegen Bereiche mit verringertem Schichtauftrag einen verminderten Glanzgrad an der fertigen Werkstückoberfläche bewirken.
- Andererseits kann die Farbe der zweiten Beschichtung unterschiedlich zur Farbe der ersten Beschichtung gewählt werden, um den optischen Eindruck der strukturierten Oberfläche zu betonen.
- Insbesondere besteht die Möglichkeit, dass die zweite Beschichtung als pigmentierter UV-härtbarer Lack aufgebracht wird, um den Glanzgrad und/oder die Farbe der zweiten Beschichtung einzustellen. Dazu ist zwar für eine geeignete Aushärtung eine UV-Lichtquelle erforderlich, jedoch werden in dieser Ausgestaltung des Verfahrens besonders gute Effekte erzielt.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche auf einem Werkstück verwendet eine digitale Auftragsvorrichtung zum Aufbringen der zweiten Beschichtung. Eine digitale Auftragsvorrichtung bedeutet dabei, dass die Vorrichtung individuell ansteuerbar den Versiegelungslack auf die Oberfläche des Werkstückes abgeben kann.
- In besonders bevorzugter Weise kann eine Strahldrucktechnik eingesetzt werden, die insbesondere bei sogenannten Tintenstrahldruckern weit verbreitet ist. Bei dieser Strahltechnik werden durch separat ansteuerbare Düsen kleine Flüssigkeitströpfchen erzeugt, die in einem engen Raster auf die Oberfläche gespritzt werden.
- Ebenso kann die digitale Auftragsvorrichtung die sogenannte Laserdrucktechnik einsetzen. Bei dieser Technik wird mittels eines Laserstrahls eine Walzenoberfläche so vorbereitet, dass die Walzenoberfläche nur an vorgegebenen Stellen den Versiegelungslack aufnimmt, um ihn anschließend an die Oberfläche des Werkstückes wieder abzugeben.
- Des Weiteren können Mittel zum Erzeugen einer Punkteverteilung zur Ansteuerung der digitalen Auftragsvorrichtung vorgesehen sein. Somit kann die von der digitalen Auftragsvorrichtung aufzubringende Struktur anhand einer Punkteverteilung vorgegeben werden. Diese Mittel sind bevorzugt ein Computer oder Speicherelemente, in denen die Punkteverteilungen errechnet oder ausgelesen und verarbeitet werden.
- Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist eine optische Abtastvorrichtung zum Erfassen des Oberflächenmusters des Werkstückes vorgesehen. Die Abtastvorrichtung kann als Scanner, Zeilenkamera oder Flächenkamera ausgebildet sein und erfüllt den Zweck, kontinuierlich oder abschnittsweise die Oberfläche des Werkstückes zu erfassen. Diese Oberflächeninformation wird auf den Computer übertragen, der dann aus den Messwerten der optischen Abtastvorrichtung eine zu erzeugende Punkteverteilung errechnet.
- Wird dann weiterhin eine Synchronisation zwischen der optischen Oberfläche des Werkstückes und der Strukturierung der zweiten Beschichtung gewünscht, so kann aus der Geschwindigkeit der Bewegung des zu bearbeitenden Werkstückes relativ zur Abtastvorrichtung und dem Abstand zur digitalen Auftragsvorrichtung eine Zeitverzögerung errechnet werden. Somit kann erreicht werden, dass die optische erfassbare Struktur der Oberfläche des Werkstückes und die haptisch erfassbare Oberfläche der zweiten Beschichtung zumindest abschnittsweise übereinstimmen. Diese Struktur wird nachfolgend auch als Synchronpore bezeichnet.
- Die Oberfläche des Werkstückes unterhalb der beiden beschriebenen Beschichtungen kann in vielfältiger Weise beschichtet sein.
- Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann daher beispielsweise unter der ersten Beschichtung eine oder mehrere der nachfolgenden Beschichtungen der Oberfläche aufgebracht werden, die insbesondere die optische Struktur (Dekor) der Oberfläche des Werkstückes bestimmen:
- eine mindestens eine Schicht aufweisende Haftvermittlerschicht,
- eine mindestens eine Schicht aufweisende Grundierungsschicht,
- eine mindestens eine Schicht aufweisende Walzgrundschicht,
- eine mindestens eine Schicht aufweisende und das Dekor darstellende Druckschicht,
- eine mindestens eine Schicht aufweisende korundhaltige Lackschicht und
- eine mindestens eine Schicht aufweisende Schleiflackschicht.
- Wie sich aus der zuvor dargelegten Beschreibung des Verfahrens ergibt, hat sich gezeigt, dass es möglich ist, durch einen mengenmäßig abgestimmten Auftrag einer zweiten Beschichtung, insbesondere eines Versiegelungsmediums mit nachfolgender Härtung, eine qualitativ hochwertige Strukturierung der beschichteten Oberfläche zu erhalten.
- Werden die unterschiedlichen Auftragsmengen in der Versiegelungsschicht in Abstimmung mit dem Dekor gewählt, kann eine Struktur erreicht werden, die mit dem Dekor übereinstimmt. Beispielsweise kann somit eine Oberfläche bereitgestellt werden, die ein Holzdekor mit einer abgestimmten Porenstruktur aufweist. Das Material, das durch das Dekor dargestellt werden soll, wird dadurch verbessert imitiert. Man kann auch von einer sogenannten Synchronpore sprechen. Hierbei ist vorgesehen, dass die erste Beschichtung und die zweite Beschichtung zumindest teilweise transparent sind, damit das darunter liegende Dekor durch die beiden Beschichtungen erkennbar bleibt.
- In bevorzugter Weise werden mit Hilfe von UV-Strahlung härtende Lacke für die zuvor beschriebene Lackbeschichtung verwendet. Es sind aber auch alle anderen Lacke für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens anwendbar, soweit mit diesen die an die fertige Werkstückoberfläche gestellten Anforderungen wie z.B. Kratzfestigkeit, Abriebbeständigkeit oder Haftfestigkeit erreicht werden können.
- Zur Verbesserung der Eigenschaften der eingesetzten Beschichtungsstoffe können diese mit verschiedenen Additiven und Füllstoffen versehen sein. So können etwa Hartpartikel vorgesehen sein, um die Kratz- und Abriebfestigkeit zu verbessern oder sogenannte UV-Absorber, die ein vorzeitiges Vergilben der Oberfläche verhindern.
- Das oben aufgezeigte technische Problem wird erfindungsgemäß auch durch eine Vorrichtung zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem plattenförmigen Werkstück aus Holzwerkstoff zur Verwendung als Fußbodenbelag oder Möbelteil, insbesondere zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens gelöst. Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Bearbeitungsstation zum Aufdrucken eines Holzdekors, eine Bearbeitungsstation zum Aufbringen einer auf das Holzdekor folgenden zumindest teilweise optisch transparenten ersten Beschichtung aus Lack auf die Oberfläche des plattenförmigen Werkstückes, und eine digitale Auftragsvorrichtung zum direkten Aufdrucken einer zumindest teilweise optisch transparenten zweiten Beschichtung aus Lack auf die erste Beschichtung, welche die zweite Beschichtung mit einer räumlich variierenden Verteilung der Auftragsmenge auf die erste Beschichtung in der Weise aufbringt, dass die zweite Beschichtung eine negative Oberflächenstruktur bildet, in der eigentlich als Vertiefungen nachzubildende Oberflächenstrukturen des Holzdekors als Erhebungen ausgebildet sind.
- Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben, die auch in der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wozu auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf plattenförmigen Werkstücken mit einer Auftragswalzenanordnung,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf plattenförmigen Werkstücken mit einer digitalen Auftragsvorrichtung,
- Fig. 3a,b
- eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer strukturierten Oberfläche,
- Fig. 4a-c
- eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer strukturierten Oberfläche und
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer strukturierten Oberfläche.
-
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Form eine Vorrichtung zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem Werkstück, das vorliegend als Platte 2 ausgebildet ist. - Mehrere Platten 2 sind auf einem Förderband 4 angeordnet, die einzeln der Reihe nach verschiedenen Bearbeitungsstationen zugeführt werden. Die Förderrichtung ist in
Fig. 1 mit einem Pfeil angedeutet und verläuft von links nach rechts. Anstelle mehrerer einzelner Platten 2 kann auch ein großflächiges Werkstück oder ein endlos hergestelltes Werkstück bearbeitet werden, das nach der im Folgenden beschriebenen Bearbeitung in einzelne Platten 2 zerteilt wird. - Die in
Fig. 1 dargestellten Bearbeitungsstationen 6 und 8 haben gemeinsam, dass mit ihnen jeweils eine Beschichtung aufgebracht wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehen die beiden Beschichtungen aus einem gleichen Lack. - In der Bearbeitungsstation 6 wird eine erste im Wesentlichen vollflächige Beschichtung aus einem Lack aufgebracht. Dazu weist die Bearbeitungsstation eine Auftragswalze 10 auf, die eine gleichmäßige Schicht aus Lack auf die Oberfläche der Platten 2 aufbringt. In der nachgeschalteten Nachbearbeitungsvorrichtung 12 wird die aufgebrachte Beschichtung zumindest teilweise getrocknet und ausgehärtet. Die Nachbearbeitungsvorrichtung 12 kann beispielsweise mittels eines Warmluftstroms oder mittels einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere UV-Strahlung die Trocknung und Aushärtung bewirken. Dazu weist die Nachbearbeitungsvorrichtung 12 entsprechende Mittel zum Erzeugen des Warmluftstroms bzw. der Strahlung auf.
- In der Bearbeitungsstation 8 wird mittels einer Auftragswalze 14 eine Beschichtung aus einem Lack direkt aufgetragen, wobei die Auftragsmenge räumlich variiert. Dadurch kommt es zu einer beabsichtigten Strukturierung der oberen Lackschicht. Die räumliche Strukturierung der Lackschicht wird dabei insbesondere durch eine Gravurwalze erzeugt, in deren Oberfläche unterschiedliche Abschnitte mit verschieden hohen Niveaus ausgebildet sind.
- Üblicher Weise wird die Oberfläche einer Gravurwalze mittels Sticheln oder Gravieren bearbeitet, um einzelne Vertiefungen, sogenannten Näpfchen, meist in Rautenform, mit unterschiedlicher Tiefe zu erzeugen. Beim Drucken wird ein Lack aufgetragen, der in den Vertiefungen aufgenommen wird, um während des Übertragens auf ein anderes Medium teilweise aus den Vertiefungen auf die Oberfläche des Mediums abgegeben zu werden.
- In der nachgeschalteten Nachbearbeitungsvorrichtung 16 wird dann die zuletzt aufgebrachte Beschichtung zumindest teilweise ausgehärtet, damit die räumlich unterschiedliche Strukturierung fixiert wird, bevor diese sich aufgrund eines Zerfließens wieder ausgleicht. Bei diesem Aushärtungsschritt kann es auch zu einem ggf. noch nicht abgeschlossenen Aushärten der darunter angeordneten, in der ersten Bearbeitungsstation 6 aufgebrachten Beschichtung kommen.
- Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die beiden Lackschichten aus dem gleichen Lack bestehen, da dadurch das Verbinden der beiden Beschichtungen erleichtert wird. Im Gegensatz dazu können aber auch unterschiedliche Zusammensetzung der beiden Beschichtungen gewählt werden, um beispielsweise die Oberflächeneffekte der Strukturierung hervorzuheben und zu verstärken. Die Unterschiede können dabei beispielsweise im Glanzgrad bestehen.
-
Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche auf einer Platte 2, bei der anstelle der zuvor beschriebenen Auftragswalzenanordnung eine digitale Auftragsvorrichtung 30 zum Aufbringen der zweiten Beschichtung vorgesehen ist. Bei dem vorliegenden Beispiel wird eine Strahldrucktechnik eingesetzt, die insbesondere bei sogenannten Tintenstrahldruckern weit verbreitet ist. InFig. 5 ist unterhalb der Auftragsvorrichtung ein kurzer Strich eingezeichnet, der die Reihe der Tröpfchenstrahlen andeutet. Hierbei wird angenommen, dass die Auftragsvorrichtung quer zur Bewegungsrichtung der Platte 2 zeilenweise den Lack aufbringt. Ebenso ist es auch möglich, jeweils eine Fläche mit Tröpfchen zu beaufschlagen, um somit die Geschwindigkeit des Aufbringens zu erhöhen. - Weiterhin ist ein Computer 31 als Mittel zum Erzeugen einer Punkteverteilung zur Ansteuerung der digitalen Auftragsvorrichtung mit der Auftragsvorrichtung 30 verbunden. Der Computer 31 bereitet digitale Ansteuerinformationen auf und überträgt diese auf die Auftragsvorrichtung.
- An die digitale Auftragsvorrichtung schließt sich wie zuvor auch an die anderen Auftragsvorrichtungen eine Nachbearbeitungsvorrichtung 32 an, um die zuvor aufgebrachte zweite Beschichtung zu trocknen und zumindest teilweise auszuhärten.
- Weiterhin ist in vorteilhafter Weise eine optische Abtastvorrichtung 34 vorgesehen, um das Oberflächenmuster der Oberfläche der Platte 2 oder ggf. der ersten Beschichtung zu erfassen. Während des Betriebes erfasst die optische Abtastvorrichtung die Oberfläche und überträgt die erfassten Daten auf den Computer 31. Der Computer 31 errechnet dann aus den Messwerten der optischen Abtastvorrichtung 34 eine zu erzeugende Punkteverteilung. Diese wird dann mit der digitalen Auftragsvorrichtung 30 als zweite Beschichtung aufgebracht.
- Die optische Abtastvorrichtung kann als Scanner, als Zeilenkamera oder als Flächenkamera ausgebildet sein. Ziel ist es in jedem Fall, dass die optische Abtastvorrichtung die Oberfläche mit einer Auflösung erfasst bzw. die aufgenommenen Daten mit einer Auflösung auswertet, mit der die digitale Auftragsvorrichtung die strukturierte zweite Beschichtung aufbringen soll.
- Durch eine von der Fördergeschwindigkeit der Platte 2 und vom Abstand zwischen der optischen Abtastvorrichtung 34 und der digitalen Auftragsvorrichtung 30 abhängige Zeitverzögerung kann zudem erreicht werden, dass die digitale Auftragsvorrichtung 30 die strukturierte zweite Beschichtung so auf die Oberfläche aufbringt, dass die Oberflächenstruktur mit dem optischen Muster zumindest teilweise übereinstimmt. Mit anderen Worten kann in dieser Weise eine synchrone haptische und optische Oberflächengestaltung der Platte 2 erreicht werden.
- In
Fig. 1 ist weiterhin dargestellt, dass die Oberfläche der Platten 2 vor dem Auftrag der beiden zuvor beschriebenen Beschichtungen mittels der Bearbeitungsstationen 6 und 8 mittels zweier weiterer Bearbeitungsstationen 18 und 20 mit jeweils einer Beschichtung versehen werden. Dieses können insbesondere Lackschichten sein, mit denen eine zweifarbige Oberfläche, ein Dekor erzeugt wird. Die Bearbeitungsstationen 18 und 20 weisen in ähnlicher Weise, wie zuvor beschrieben worden ist, Auftragvorrichtungen und Nachbearbeitungsvorrichtungen auf, ohne dass diese hier näher beschrieben werden. - Die Vorlackierung stellt eine besonders bevorzugte Ausführungsform dar, denn die damit hergestellten Oberflächen sind vollständig lackiert und können somit in einer Anlage hergestellt werden.
- Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung besteht darin, dass die beiden Bearbeitungsstationen 18 und 20 ein in der Fläche variierendes Muster aufbringen, beispielsweise ein Holzdekor. Dazu sind die beiden Auftragswalzen der Bearbeitungsstationen 18 und 20 synchronisiert, um zueinander passende und sich ergänzende Farbmuster aufzubringen. Darüber hinaus ist die Gravurwalze 14 mit einer Oberflächengravur versehen, deren Abbild ebenfalls mit dem von den Bearbeitungsstationen 18 und 20 aufgebrachten Druckbildern übereinstimmt. Des Weiteren ist die Drehung der Gravurwalze 14 so mit der Drehung der Auftragwalzen der Bearbeitungsstationen 18 und 20 synchronisiert, dass die räumlich variierende Verteilung der zweiten Beschichtung mit dem durch die Bearbeitungsstationen 18 und 20 aufgebrachten Druckbild übereinstimmt. Somit kann eine mit dem aufgedruckten Muster synchronisierte variierende Verteilung der obersten Lackschicht, beispielsweise eine Porenstruktur passend zum Holzdekor erreicht werden.
- Selbstverständlich können noch weitere Bearbeitungsstationen zu den beschriebenen Bearbeitungsstationen 18 und 20 hinzugefügt werden.
-
Fig. 3a und 3b zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer strukturierten Oberfläche einer Platte 2. Auf dem Material der Platte 2 ist eine erste Beschichtung 22 aus einem Lack oder auch aus einem anderen Material vollflächig aufgebracht worden. Auf die erste Beschichtung 22 ist weiterhin eine zweite Beschichtung 24 aufgebracht worden, die eine räumlich variierende Verteilung der Auftragsmenge aufweist. Die Variation bedeutet in diesem Fall eine Porenstruktur, die beispielsweise ein Holzdekor imitieren soll. Die Poren sind dabei als längliche Aussparungen 26 ausgebildet, wie sich insbesondere aus der Vergrößerung in Fig. 6b ergibt. Die zweite Beschichtung 24 besteht also aus den Bereichen, die nicht als Vertiefung ausgebildet sind. - Die Poren 26 sind in dieser schematischen Darstellung im Wesentlichen im Querschnitt rechteckig mit leicht abgerundeten Kanten dargestellt. In der Praxis kann allerdings eine deutlicher von der Rechteckform abweichende Verteilung auftreten, da die Bereiche der zweiten Beschichtung 24 in den Randbereichen der Aussparungen 26 vor einem Aushärten teilweise zerfließen. Abgerundete Ecken sind daher bei realen Aussparungen 26 zu erwarten.
- Die in
Fig. 3a dargestellte räumliche Verteilung der Auftragsmenge der zweiten Beschichtung führt zu einer Porenstruktur, bei der die Poren tatsächlich Vertiefungen in der Beschichtung 24 darstellen. Eine solche Struktur kann auch als positive Oberflächenstruktur bezeichnet werden. - Die
Fig. 4a bis 4c zeigen eine ähnliche Oberflächenstruktur einer zweiten Beschichtung 24, bei der die Poren als Erhöhungen 28 ausgebildet sind. Eine solche Oberflächenstruktur kann daher als negative Oberflächenstruktur bezeichnet werden. Denn die eigentlich als Vertiefung zu erwartenden Poren sind als Erhebungen ausgebildet. Wie bereits oben erwähnt worden ist, ist die Größe der Strukturen so gering, dass bei einer normalen Betrachtung durch einen Benutzer die negative Oberflächenstruktur nicht von einer positiven Oberflächenstruktur unterschieden werden kann. - Die zweite Beschichtung 24 besteht also aus den Bereichen, die als Erhebungen, also beispielsweise als negative Poren aufgebracht worden sind. Die Flächenbelegung der zweiten Beschichtung ist daher erheblich geringer als beim Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 3a und 3b . - Insbesondere
Fig. 4b zeigt in einer Vergrößerung die Querschnittsform der negativen Pore. Wie bereits zum Querschnitt der positiven Pore nachFig. 3a und 3b beschrieben worden ist, ist hier die Querschnittsform der Pore mit abgerundeten Kanten dargestellt. Diese Form ist zu erwarten, wenn der aufgetragene Lack vor dem Aushärten teilweise an den sich ausbildenden Kanten zerfließt. -
Fig. 4b zeigt einen kontinuierlichen Verlauf der Erhebung bzw. der negativen Pore 28.Fig. 4c zeigt im Unterschied dazu eine innerhalb der aufgetragenen negativen Pore 28 vorhandene Unterstruktur. Diese Unterstruktur besteht aus einzelnen beabstandeten Einzelerhebungen 29, die aufgrund der oben beschriebenen Auftragstechniken entstehen. - Zum einen kann diese Unterstruktur beim Auftragen mittels einer geprägten oder gestichelten Walzenmanteloberfläche entstehen, wenn also die Oberfläche einzelne Näpfchen aufweist, die jeweils den anhaftenden Lack abgeben. Da die Näpfchen beabstandet sind, sind auch die abgegebenen Lacktröpfchen auf der ersten Beschichtung 22 beabstandet angeordnet und führen somit zu der Unterstruktur.
- Zum anderen kann bei einer Verwendung einer digitalen Auftragsvorrichtung eine solche Struktur entstehen. Denn auch hier wird der Lack in Tröpfchenform auf die erste Beschichtung 22 aufgebracht, so dass sich je nach Abstand der Tröpfchen auf der Oberfläche der ersten Beschichtung 22 eine mehr oder weniger stark ausgeprägte Unterstruktur ausbildet.
- In
Fig. 4c sind die Einzelerhebungen rechteckigförmig dargestellt worden. Es gilt aber auch hier der oben bereits erwähnte Effekt des auftretenden teilweisen Zerfließens vor dem Aushärten, so dass davon auszugehen ist, dass die Einzelerhebungen miteinander zumindest teilweise zerfließen. Dieser Effekt tritt hierbei um so mehr auf, als dass die Einzelerhebungen viel näher aneinander angeordnet sind, als es für die zuvor beschrieben gesamte Porenstruktur nachFig. 4b der Fall ist. -
Fig. 5 zeigt beispielhaft ein geometrisches Muster der räumlich variierenden Verteilung der Auftragsmenge der zweiten Beschichtung. Das dargestellte Muster stellt ein Rautenmuster dar, das vertiefte und erhöhte Rauten aufweist. Bei dieser Form der räumlichen Verteilung kann nicht zwischen einer negativen oder einer positiven Struktur unterschieden werden, dass gleich viele erhabene wie vertiefte Bereiche vorhanden sind. - Im Folgenden wird eine mögliche Untersuchungsmethode angegeben werden, mit der eine Oberflächenstruktur der zuvor beschriebenen untersucht werden kann. Dabei kommt es darauf an, auch Strukturen im Bereich von 0,01 mm auflösen und erkennen zu können.
- Das Verfahren basiert auf dem Prinzip des bekannten Lichtschnittverfahrens mit optischer Triangulation, wobei eine Relativbewegung von Messzelle und Messobjekt vorausgesetzt ist. Die Funktionsweise besteht darin, den zu vermessenden Oberflächenbereich mit einer geeigneten Lichtquelle (Laser) linienhaft zu beleuchten und mit Hilfe einer Flächenkamera den auf dem Objekt abgebildeten Lichtstreifen zu erfassen. Dabei sind die Flächennormalen der Beleuchtung und der Kamera unter einem Triangulationswinkel zueinander verkippt. Die Kamera sieht dann die Projektionslinie als eine, die Kontur des Prüflings nachbildende Höhenlinie, aus deren Koordinaten und den dazugehörigen Positionen ein dreidimensionales Profil errechnet werden kann. Die Auflösung der bekannten Techniken erreicht eine Genauigkeit in der vertikalen Richtung von weniger als 0,1 µm.
- Mit Hilfe eines solchen Verfahrens kann die strukturierte Oberfläche der zweiten Beschichtung untersucht und analysiert werden. Ebenso ist eine Analyse der Oberflächenstrukturen mit Hilfe von Mikroskopen möglich.
Claims (15)
- Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche auf einem plattenförmigen Werkstück (2) aus Holzwerkstoff zur Verwendung als Fußbodenbelag oder Möbelteil,- bei dem auf die Oberfläche des Werkstückes (2) ein Holzdekor aufgedruckt wird,- bei dem auf das Holzdekor folgend eine zumindest teilweise optisch transparente erste Beschichtung (22) aus Lack auf die Oberfläche des Werkstückes (2) aufgebracht wird und- bei dem mit Hilfe einer digitalen Auftragsvorrichtung (30) auf die erste Beschichtung eine zumindest teilweise optisch transparente zweite Beschichtung (24) aus Lack mit einer räumlich variierenden Verteilung der Auftragsmenge in der Weise aufgebracht wird, dass die zweite Beschichtung (24) eine negative Oberflächenstruktur bildet, in der eigentlich als Vertiefungen nachzubildende Oberflächenstrukturen des Holzdekors als Erhebungen (28) ausgebildet sind.
- Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem der Glanzgrad der zweiten Beschichtung unterschiedlich zum Glanzgrad der ersten Beschichtung (22) ausgebildet wird. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem die zweite Beschichtung (24) als pigmentierter UV-härtbarer Versiegelungslack aufgebracht wird, um den Glanzgrad und/oder die Farbe der zweiten Beschichtung einzustellen. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
bei dem die zweite Beschichtung (24) nach dem Auftrag ausgehärtet wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
bei dem die zweite Beschichtung (24) mit Hilfe eines Tröpfchenstrahldruckverfahrens oder eines Laserdruckverfahrens aufgebracht wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
bei dem die zweite Beschichtung (24) mit einer vorgegebenen Punkteverteilung aufgebracht wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
bei dem die zweite Beschichtung (24) mit einer zufailsgenerierten Punkteverteilung aufgebracht wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,- bei dem das Oberflächenmuster der Oberfläche des Werkstückes (2) oder der ersten Beschichtung (22) mit Hilfe einer optischen Abtastvorrichtung (34) erfasst wird,- bei dem aus den Messwerten der optischen Abtastvorrichtung (34) eine zu erzeugende Punkteverteilung errechnet wird und- bei dem die zweite Beschichtung (24) durch die digitale Auftragsvorrichtung (30) mit der errechneten Punkteverteilung aufgebracht wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
bei dem vor dem Aufbringen der ersten Beschichtung (22) eine oder mehrere der nachfolgenden Beschichtungen auf die Oberfläche aufgebracht werden:- eine mindestens eine Schicht aufweisende Haftvermittlerschicht,- eine mindestens eine Schicht aufweisende Grundierungsschicht,- eine mindestens eine Schicht aufweisende Walzgrundschicht,- eine mindestens eine Schicht aufweisende und ein Dekor darstellende Druckschicht,- eine mindestens eine Schicht aufweisende korundhaltige Lackschicht und- eine mindestens eine Schicht aufweisende Schleiflackschicht. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
bei dem die Auftragsmenge für die zweite Beschichtung (24) so eingestellt wird, dass die Dicke der Strukturen der zweiten Beschichtung unterhalb von 0,1 mm liegt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
bei dem zweite Beschichtung (24) mit einer Verteilung aufgebracht wird, die an das aufgedruckte Holzdekor angepasst ist. - Vorrichtung zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche auf einem plattenförmigen Werkstück (2) aus Holzwerkstoff zur Verwendung als Fußbodenbelag oder Möbelteil,- mit mindestens einer Bearbeitungsstation (18, 20) zum Aufdrucken eines Holzdekors,- mit einer Bearbeitungsstation (6) zum Aufbringen einer auf das Holzdekor folgenden zumindest teilweise optisch transparenten ersten Beschichtung (22) aus Lack auf die Oberfläche des plattenförmigen Werkstückes (2), und- mit einer digitalen Auftragsvorrichtung (30) zum direkten Aufdrucken einer zumindest teilweise optisch transparenten zweiten Beschichtung (24) aus Lack auf die erste Beschichtung (22), welche die zweite Beschichtung (24) mit einer räumlich variierenden Verteilung der Auftragsmenge auf die erste Beschichtung (22) in der Weise aufbringt, dass die zweite Beschichtung (24) eine negative Oberflächenstruktur bildet, in der eigentlich als Vertiefungen nachzubildende Oberflächenstrukturen des Holzdekors als Erhebungen (28) ausgebildet sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Auftragsvorrichtung (30) als Tintenstrahldrucker oder als Laserdrucker ausgebildet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Erzeugen einer Punkteverteilung zur Ansteuerung der digitalen Auftragsvorrichtung (30) vorgesehen sind. - Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,- dass eine optische Abtastvorrichtung (34) zum Erfassen des Oberflächenmusters der Oberfläche des Werkstückes (2) vorgesehen ist und- dass die Mittel zum Erzeugen einer Punkteverteilung aus den Messwerten der optischen Abtastvorrichtung (34) eine zu erzeugende Punkteverteilung errechnen.
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