EP2497650A1 - Verfahren zur Bearbeitung einer strukturierten Oberfläche eines Prägewerkzeuges - Google Patents

Verfahren zur Bearbeitung einer strukturierten Oberfläche eines Prägewerkzeuges Download PDF

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EP2497650A1
EP2497650A1 EP20110001986 EP11001986A EP2497650A1 EP 2497650 A1 EP2497650 A1 EP 2497650A1 EP 20110001986 EP20110001986 EP 20110001986 EP 11001986 A EP11001986 A EP 11001986A EP 2497650 A1 EP2497650 A1 EP 2497650A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung einer strukturierten Oberfläche eines Prägewerkzeuges, bei dem die Oberfläche mit einer ersten metallischen Beschichtung (6) vollflächig versehen wird und in ausgewählten Bereichen (7,8,9,10,11) zumindest eine weitere metallische Beschichtung mit einem abweichenden Glanzgrad aufweist. Um die Optik der mit der Prägewerkzeugen hergestellten Werkstoffplatten zu verbessern, insbesondere für den Fall der Nachbildung einer Holzstruktur wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass auf der ersten Beschichtung (6) in mehreren ausgewählten Bereichen (7,8,9,10,11) weitere unterschiedliche Glanzgrade hergestellt werden, wobei die Glanzgrade durch eine Kombination von metallischen Beschichtungen und mechanischen oder chemischen Nachbehandlungen hergestellt werden. Somit kann die Nachbildung, beispielsweise einer Holzpore mit einer ausgeprägten Struktur wesentlich besser dargestellt werden und somit die Optik und Haptik der mit den Pressblechen hergestellten Holzwerkstoffplatten verbessert werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung einer strukturierten Oberfläche eines Prägewerkzeugs, bei dem die Oberfläche mit einer ersten metallischen Beschichtung vollflächig versehen wird und in ausgewählten Bereichen zumindest eine weitere metallische Beschichtung mit einem abweichenden Glanzgrad aufweist.
  • Gattungsgemäße Prägewerkzeuge werden in der holzverarbeitenden Industrie, insbesondere bei der Herstellung von Holzwerkstoffplatten, benötigt. Mit Hilfe der Prägewerkzeuge wird die sichtbare Oberfläche der Holzwerkstoffplatten insoweit geprägt, dass ein gewünschtes Motiv, vorzugsweise eine naturgetreue Nachbildung einer natürlichen Oberflächenstruktur, hergestellt werden kann. Zu diesem Zweck werden auf Holzwerkstoffplatten, welche vorzugsweise aus Pressspan hergestellt werden, beispielsweise Harzfilme aufgelegt, welche anschließend unter Druck und Temperatur in hydraulischen Heizpressenanlagen mit der Holzwerkstoffplatte verpresst werden. Während des Pressvorganges wird unter Druck und Temperatur der Harzfilm flüssig und es findet eine Polykondensation statt. Die Presszeit und Temperatur bestimmen den Vernetzungsgrad der Harze und deren Oberflächenqualität. Nach Ablauf der Presszeit hat das Harz den gewünschten Vernetzungsgrad erreicht und befindet sich in einer festen Phase. Bei diesem Vorgang nimmt die Harzoberfläche aufgrund der Oberflächenstruktur des Prägewerkzeuges die gewünschte naturgetreue Oberfläche an Als Beschichtungsmaterial werden Duroplastharze eingesetzt, beispielsweise Melamin-, Phenol- oder Melamin-/Harnstoffharze. Zur Oberflächengestaltung wird hierzu ein strukturiertes metallisches Pressblech, vorzugsweise ein Stahlblech, als Prägewerkzeug eingesetzt. Um die Verschleißfestigkeit und Trenneigenschaften der Metalloberfläche zu verbessern, werden die Prägewerkzeuge zusätzlich mit einer Beschichtung versehen. Vorzugsweise werden bei diesem Verfahren Prägewerkzeuge verwendet, welche mit Hilfe der Digitaldrucktechnik hergestellt wurden, sodass die verwendeten Dekorpapiere ebenfalls nach dem Digitaldruckverfahren maßstabsgetreu und deckungskonform hergestellt werden können. Somit kann eine passagenaue Anordnung des Dekorpapiers und der Prägestruktur erzielt werden, wodurch wesentlich bessere Ergebnisse als nach dem Stand der Technik erzielt werden können.
  • Prägewerkzeuge in Form von Pressblechen oder Endlosbändern werden nach dem Stand der Technik durch entsprechende Bearbeitung der Oberfläche hergestellt, und zwar durch Herstellung einer gewünschten Oberflächenstruktur. In der Vergangenheit wurde zu diesem Zweck das vorbehandelte Blech mit einer Matrix, beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens, versehen, sodass anschließend eine Ätzung des Bleches erfolgen kann. Eine Ätzung des Bleches erfolgt hierbei nur in den Bereichen, die nicht durch die Matrix abgedeckt sind. Aufgrund der verwendeten Blechgröße ist hierbei eine sehr genaue Bearbeitung und insbesondere deckungskonforme Bearbeitung erforderlich, soweit die Herstellung der Oberflächenstruktur in mehreren Arbeitsschritten erfolgt. Hierbei werden immer wieder sämtliche Bereiche, welche später die erhabene Oberflächenstruktur bilden sollen, durch die Maske abgedeckt, sodass eine Oberflächenätzung nur in den Bereichen erfolgt, die unmittelbar von der Ätzflüssigkeit angegriffen werden können. Die ausgeätzten Bereiche bilden sodann die Profiltäler der gewünschten Struktur, wobei nach Beendigung des jeweiligen Ätzvorganges die Oberflächen gereinigt und die Maske entfernt wird. Diese Vorgehensweise kann mehrfach wiederholt werden, wobei die Genauigkeit bei Siebdruckverfahren in der Regel für eine passagenaue Aufbringung weiterer Masken erhebliche Schwierigkeiten bereitet.
  • Eine alternative Methode besteht darin zunächst eine Fotoschicht aufzutragen, die anschließend einer Belichtung unterzogen wird, um nach der abschließenden Entwicklung der Fotoschicht die Pressbleche oder Endlosbänder einem Spülvorgang zu unterziehen, sodass nur die Teile der Fotoschicht erhalten bleiben, die die Maske für den späteren Ätzvorgang bilden. Die Reproduzierbarkeit der auf diesem Wege hergestellten Masken ist sehr schwierig und problematisch, weil das verwendete Negativ oder Positiv zur Belichtung der lichtempfindlichen Schicht immer exakt in der gleichen Position relativ zur vorhandenen Strukturierung angeordnet werden muss. Um beispielsweise komplizierte dreidimensionale Strukturen auf der Oberfläche des Pressbleches oder des Endlosbandes nachzubilden sind daher mehrere Belichtungs- und Ätzvorgänge erforderlich. Aufgrund der Tatsache, dass es sich um äußerst großformatige Pressbleche handelt führen bereits geringste Abweichungen zu erheblichen Verschiebungen der Strukturen. Die Reproduzierbarkeit des Aufbringens der Maske ist daher insbesondere beim Fotoverfahren zur Erzielung einer hohen Abbildungsgenauigkeit mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Die Schwierigkeiten können sich weiter erhöhen, wenn eine dreidimensionale Struktur durch mehrere hintereinander erforderliche Belichtungs- und Ätzvorgänge erzielt werden muss und hierzu die Notwendigkeit besteht mehrere Masken hintereinander aufzutragen und zwischen jeder Maskenauftragung ein Ätzvorgang vorzunehmen. Aufgrund der erforderlichen genauen Positionierung und der erforderlichen Anzahl von entsprechenden Masken ist die Herstellung der Pressbleche beziehungsweise Endlosbänder sehr aufwändig und kostenintensiv. Die erzielbaren Ergebnisse sind des Weiteren sehr stark von den verwendeten Verfahren abhängig, wobei aufgrund der Größe der Pressbleche beziehungsweise Endlosbänder eine aufwändige Handhabung berücksichtigt werden muss.
  • Alternativ ist aus dem Stand der Technik bekannt, anstelle eines Slebdruckverfahrens eine Maske durch einen Wachsauftrag mittels Druckkopf herzustellen. Der Wachsauftrag ist hierbei gegenüber den verwendeten Ätzmitteln chemisch resistent, sodass eine Ätzung in den Bereichen erfolgen kann, in denen die Oberfläche durch das Wachs nicht abgedeckt ist. Zu diesem Zweck wird ein Sprühkopf verwendet, welcher das Wachs auf die Oberfläche aufspritzt und entlang einer x- und y-Achse verfahrbar ist, um die erforderliche Struktur nachzubilden. Die Verwendung von Wachs zur Auftragung einer Matrix hat sich jedoch als nachteilig herausgestellt, weil das Wachs nur schwer von der Oberfläche wieder entfernt werden kann und die erforderlichen Reinigungsarbeiten sehr kostenintensiv sind. Die hierdurch entstehenden Kosten und die Auflösung einer Wachsmatrix haben dazu geführt, dass weitere digitalisierte Drucktechniken erforderlich werden. So ist es beispielsweise bekannt, einen UV-Lack mit Hilfe eines Druckkopfes auf die Oberfläche der zu bearbeitenden Prägewerkzeuge, insbesondere Pressbleche oder Endlosbänder aufzutragen. Der besondere Vorteil der digitalisierten Drucktechnik besteht hierbei darin, dass nahezu identische Masken immer wieder erneut auf vorhandene Strukturen aufgetragen werden können und damit mehrere Ätzvorgänge, um beispielsweise eine Tiefenstruktur zu erzielen, nacheinander passagenau durchgeführt werden können.
  • Aus der DE 102 24 128 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zum Auftragen von Beschichtungen auf Oberflächen bekannt, bei dem ein Düsenkopf verwendet wird und die einzelnen Düsen durch Steuersignale angesteuert werden. Entweder kann der Düsenkopf über die Oberfläche verfahren werden oder es wird die zu behandelnde Oberfläche gegenüber dem Düsenkopf bewegt. Bevorzugt kommt hierbei ein UV-Lack zur Anwendung, der nach dem Auftragen auf die Oberfläche durch Bestrahlung mit UV-Licht ausgehärtet wird.
  • Unabhängig davon, in welcher Form die Strukturierung der Oberflächen der Pressbleche oder Endlosbänder vorgenommen wurde, werden diese mehreren Reinigungsprozess unterzogen und können zusätzlich mit einer Nickelschicht überzogen werden, die anschließend durch weitere metallische Beschichtungen veredelt wird. Durch die metallischen Beschichtungen erhält die Oberfläche einen gewünschten Glanzgrad und eine notwendige Oberflächenhärte. Der Glanzgrad ist dafür verantwortlich, dass nach erfolgter Verpressung der zu verarbeitenden Werkstoffe mit Hilfe der Pressbleche oder Endlosbänder die hierbei verpresste Struktur unterschiedliche Schattierungen und Farbspiegelungen erhält.
  • Zur Verbesserung der Optik wurde des Weiteren vorgeschlagen partielle Bereiche der Oberfläche mit unterschiedlichen metallischen Beschichtungen zu vorsehen, um den Glanzgrad zu variieren. Durch diese Maßnahme können gewünschte Schattierungseffekte erzielt werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiterhin verbessertes Prägewerkzeug und ein Verfahren zur Herstellung desselben aufzuzeigen, um eine vielfältige Schattierungsmöglichkeit mit entsprechender Übertragung auf einen Holzwerkstoff zu ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß ist zur Lösung der Aufgabe vorgesehen, dass auf der ersten Beschichtung in mehreren ausgewählten Bereichen unterschiedliche Glanzgrade hergestellt werden, wobei die Glanzgrade durch eine Kombination von metallischen Beschichtungen und mechanischen oder chemischen Nachbehandlungen hergestellt werden. Weitere vorteilhafte Verfahrensschritte sind aus den Unteransprüchen entnehmbar.
  • Um eine Vielzahl von Glanzgraden auf einem Prägewerkzeug herzustellen und die Kosten so gering wie möglich zu halten wird vorgeschlagen, neben der Verwendung von metallischen Beschichtungen unterschiedlicher Glanzgrade eine partielle Nachbehandlung von einzelnen Bereichen der Oberfläche durch mechanische oder chemische Verfahren vorzunehmen. Es handelt sich somit um eine Kombination einzelner Behandlungsverfahren, um auf einer strukturierten Oberfläche des Prägewerkzeuge gewisse Bereiche, welche beispielsweise durch die Holzmaserung der Oberfläche wiedergegeben werden, mit einem bestimmten Glanzgrad zu versehen und weitere Bereiche mit hiervon abweichenden Glanzgraden, wobei mehrere verschiedene Glanzgrade auf einer Oberfläche vorhanden sein können. Einerseits werden diese Glanzgrade durch eine metallische Beschichtung und andererseits durch mechanische oder chemische Bearbeitungen hergestellt, wobei zwischen den einzelnen Behandlungsschritten eine digitalisierte Maske aufgetragen wird, um lediglich die Bereiche zu bearbeiten oder zu beschichten die einen abweichenden Glanzgrad erhalten sollen. Somit besteht die Möglichkeit nach Beendigung der Strukturierungsmaßnahmen zunächst eine Hartverchromung mit einem bestimmten Glanzgrad vollflächig aufzutragen, sodann kann nach Aufbringung einer Matrix ein Teil dieser Oberfläche mit einem abweichenden Glanzgrad durch mechanische, chemische oder gegebenenfalls eine weitere Auftragung einer metallischen Beschichtung erzielt werden. Im Anschluss daran kann zumindest einmal gegebenenfalls mehrmals eine Maske aufgetragen werden, um weitere partielle Bereiche der Oberflächenstruktur mit weiteren von den ersten Glanzgraden abweichenden Glanzgraden zu versehen. Hierbei kann im Einzelfall ebenfalls eine metallische Beschichtung aufgetragen, aber ebenso ein mechanisches oder chemisches Behandlungsverfahren zum Einsatz kommen. Durch die Kombination der unterschiedlichen Behandlungsverfahren ergibt sich der besondere Vorteil, dass feinste Glanzgradunterschiede herstellbar sind und darüber hinaus auch bei einer mehrfachen Glanzgradausbildung eine kostengünstige Herstellung möglich ist.
  • Zur Erzielung der unterschiedlichen Glanzgrade wird hierbei zum Auftragen der Schutzschicht (Maske) eine digitale Drucktechnik verwendet, welche die passagenaue Auftragung der Schutzschicht auch bei mehrfacher Wiederholung gewährleistet. Die Auftragung der Schutzschicht kann bei nachfolgenden Arbeitsschritten in der Form erfolgen, dass diese zumindest teilweise überlappend oder nicht überlappend zu den bereits fertig gestellten Bereichen aufgetragen wird. In Abhängigkeit der vorliegenden Strukturierung der Oberfläche des Presswerkzeuges kann es erforderlich sein, dass die partiellen Bereiche mit unterschiedlichem Glanzgrad nebeneinanderliegend angeordnet sind, aber es besteht auch die Möglichkeit, dass eine Überlappung aus ästhetischen Gesichtspunkten gewünscht wird.
  • Durch die Auftragung einer zweiten partiellen Beschichtung oder mechanischen oder chemischen Behandlung auf einer vorhandenen ersten Beschichtung können somit unterschiedliche Glanzgrad erzielt werden, wobei der Glanzgrad von einem Prägewerkzeug, insbesondere einem Pressblech oder einem Endlosband, zumindest teilweise in partiellen Bereichen voneinander abweicht. Durch diese Maßnahme ist es möglich erhabene Strukturen oder gegebenenfalls tiefer liegende Strukturen mit einem unterschiedlichen Glanzgrad zu versehen, um somit die Struktur besonders hervorzuheben. Durch diese Maßnahme wird der optische Eindruck nachhaltig verbessert und führt zu einer Oberfläche, die infolge der passagenauen Druckvorlagen und passagenauen Matrix deckungskonform ausführbar ist und somit nicht nur eine unterschiedliche Tiefenstruktur erzielbar ist, sondern darüber hinaus ein unterschiedlicher Glanzgrad, um bestimmte Strukturbereiche hervorzuheben. Dieser Glanzgradunterschied kann hierbei wahlweise vorgesehen werden, beispielsweise können die erhabenen Bereiche einen höheren Glanzgrad als die tiefer liegenden Bereiche oder umgekehrt aufweisen. Durch die mehrfache Aufbringung unterschiedlicher Glanzgrade sei es durch weitere Beschichtungen oder durch mechanische oder chemische Verfahren können die strukturierten Bereiche der Oberfläche des Pressbleches oder Endlosbandes noch deutlicher hervorgehoben werden als dies bisher möglich war. Somit ist eine deutliche Verbesserung einer detailgetreuen Strukturierung möglich. Beispielsweise kann eine lackierte Echtholzoberfläche nachempfunden werden, wobei die erhabenen Flächen einen bestimmten Mattgrad aufweisen und die tiefer liegende Holzpore, bedingt durch die Lichtreflektion, einen glänzenden Bereich zeigen. Die hierbei erforderlichen Holzporenstrukturen werden mit Hilfe der passagenauen Matrix und bekannten Ätztechnologien hergestellt. Durch die Verwendung der digitalen Drucktechnik ist hierbei eine mehrmalige passagenaue Anordnung und Überdeckung der jeweiligen Struktur möglich, sodass eine Vielfalt von Glanzgraden auf einer vorhandenen strukturierte Profilierung erzielbar ist, die keine Wünsche offen lässt. Beispielsweise kann eine Variation des Glanzgrades an einer einzelnen Holzpore vorgesehen werden. Ebenso besteht die Möglichkeit einzelne Holzporen mit unterschiedlichen Glanzgraden zu versehen, die entweder benachbart angeordnet sind oder größere Abstände zueinander aufweisen. Somit besteht die Möglichkeit mehrere benachbarte Holzporen jeweils mit einem abweichenden Glanzgrad zu versehen, um die Optik insgesamt zu verbessern.
  • Zur Herstellung der Oberflächenstruktur erfolgt in der Regel zunächst eine Tiefenätzung und anschließend eine Rundätzung, um die Formgebung der Porenstruktur herauszustellen. Danach kann eine mechanische Politur erfolgen, bevor die Oberfläche gereinigt und entfettet wird. Zur besseren Haftung der metallischen Schichten, insbesondere der Chromschicht, kann die strukturierte Oberfläche vor dem Aufbringen der Beschichtungen zusätzlich aktiviert werden oder es können andere Beschichtungen, welche eine bessere Haftung gewährleisten, zum Beispiel eine Nickelschicht, aufgetragen werden.
  • Eine erste aufgetragene metallische Beschichtung besteht in der Regel aus einer Verchromung, wobei es sich um eine Hochglanzverchromung oder um eine Mattglanzverchromung handeln kann. Hierbei ist es in jedem Fall denkbar, dass anstelle einer Verchromung andere Metallbeschichtungen vorgenommen werden. Soweit eine erste Beschichtung mit Hilfe einer Verchromung aufgetragen wurde, ist es jedoch zwingend erforderlich, dass die aufzubringende Schutzschicht (Maske) aus einem chromsäurebeständigen Material besteht, damit die Schutzschicht nicht während der Verchromung oder weiterer Verchromungsschritte in Mitleidenschaft gezogen wird.
  • Zur besseren Haftung der Schutzschicht auf der bereits vorhandenen Verchromung kann als weiterer Zwischenschritt ein Einbrennen der Schutzschicht vorgesehen werden, wobei nach erfolgter zweiter Behandlung die Schutzschicht vollständig entfernt wird. Zur Erzielung der jeweiligen Glanzgrade kann neben einer metallischen Beschichtung ein Verfahrensschritt durch Mattätzen, Sandstrahlen oder mechanischer Politur vorgesehen werden.
  • Erfindungsgemäß ist zur Erzielung mehrerer unterschiedlicher Glanzgrade ein Verfahren vorgesehen, welches sich aus den nachfolgenden Schritten zusammensetzt:
    • Auftragen einer ersten Maske auf die Oberfläche mittels einer digitalen Drucktechnik,
    • chemisches Bearbeiten der mit der Maske versehenen Oberfläche zur Erzielung einer Oberflächenstruktur,
    • erneutes Auftragen einer zweiten passgenauen Maske auf die chemisch bearbeitete Oberfläche mittels einer digitalen Drucktechnik,
    • erneutes chemisches Bearbeiten der mit der zweiten Maske versehenen Oberfläche,
    • Polieren der chemisch bearbeiteten Oberfläche,
    • Aktivieren der polierten Oberfläche,
    • Reinigen der aktivierten Oberfläche,
    • Verchromen der gereinigten Oberfläche,
    • erneutes Auftragen einer dritten passgenauen Maske auf die verchromte Oberfläche,
    • erneute metallische Beschichtung oder mechanische oder chemische Nachbehandlung der mit der Maske versehenen verchromten Oberfläche,
    wobei die beiden zuletzt genannten Schritte für partielle Bereiche zumindest einmal wiederholt werden, um auf der strukturierten Oberfläche unterschiedliche Glanzgrade zu erzielen.
  • Das vorgenannte Verfahren beschreibt die Möglichkeit nach Aufbringung einer ersten Maske auf die vorhandene Oberfläche des Prägewerkzeuges eine chemische Bearbeitung der Oberfläche zur Erzielung einer Oberflächenstruktur durchzuführen und sodann nach Aufbringen einer zweiten passagenauen Maske eine erneute Bearbeitung der mit der zweiten Maske versehenen Oberfläche vorzunehmen. Im Anschluss daran kann die Oberfläche poliert, aktiviert, gereinigt und verchromt werden, bevor eine weitere dritte, passagenaue Maske auf die verchromte Oberfläche aufgetragen wird. Die dritte Maske deckt die Bereiche ab, die einer weiteren Behandlung nicht mehr unterzogen werden sollen, während die freiliegenden Bereiche anschließend durch eine erneute metallische Beschichtung oder mechanische oder chemische Nachbehandlung einen unterschiedlichen Glanzgrad erhalten. Das Aufbringen weiterer Masken und weiterer Nachbehandlungen durch eine metallische Beschichtung oder mechanische oder chemische Nachbehandlung kann hierbei beliebig wiederholt werden.
  • Alternativ besteht die Möglichkeit das Verfahren durch weitere Schritte zu ergänzen, die ein mehrmaliges Auftragen einer Maske und eine Bearbeitung der Oberfläche zur Erzielung der gewünschten Oberflächenstruktur und Glanzgrade vorsieht, und zwar
    • Auftragen einer ersten Maske auf die Oberfläche mittels einer digitalen Drucktechnik zur Feinstrukturierung,
    • chemisches Bearbeiten der mit der Maske versehenen Oberfläche zur Erzielung einer Oberflächenstruktur,
    • Auftragen einer zweiten passgenauen Maske auf die Oberfläche mittels einer digitalen Drucktechnik zur Porenstrukturierung,
    • chemisches Bearbeiten der mit der Maske versehenen Oberfläche zur Erzielung einer Oberflächenstruktur,
    • erneutes Auftragen einer dritten passgenauen Maske auf die chemisch bearbeitete Oberfläche mittels einer digitalen Drucktechnik,
    • erneutes chemisches Bearbeiten der mit der dritten Maske versehenen Oberfläche,
    • Polieren der chemisch bearbeiteten Oberfläche,
    • Aktivieren der polierten Oberfläche,
    • Reinigen der aktivierten Oberfläche,
    • Verchromen der gereinigten Oberfläche, .
    • erneutes Auftragen einer vierten passgenauen Maske auf die verchromte Oberfläche,
    • erneute metallische Beschichtung oder mechanische oder chemische Nachbehandlung der mit der Maske versehenen verchromten Oberfläche,
    wobei die beiden zuletzt genannten Schritte für partielle Bereiche zumindest einmal wiederholt werden, um auf der strukturierten Oberfläche unterschiedliche Glanzgrade zu erzielen.
  • Die vorgenannten Verfahren zeichnen sich dadurch aus, dass eine strukturkonforme Überdeckung vorliegt und sich über die gesamte Oberfläche der Pressbleche oder Endlosbänder keine Abweichung von der gewünschten Struktur ergeben. Die Anzahl der Masken wird hierbei durch die Anzahl der notwendigen Bearbeitungsschritte bestimmt, wobei im Vordergrund die Strukturierung der Oberfläche steht, um sodann eine gewünschte Glanzgradeinstellung vornehmen zu können. Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, das zumindest ein erster Glanzgrad durch metallische Beschichtung vorgegeben wird, während weitere partielle Glanzgrade entweder durch metallische Beschichtung oder durch mechanische oder chemische Behandlungsverfahren einen abweichenden Glanzgrad erhalten. Die Häufigkeit der aufzubringenden Masken und Bearbeitungsvorgänge hängt hierbei im Wesentlichen von der Oberflächenstrukturierung ab, ob es sich beispielsweise um eine naturgetreue Nachbildung einer Holzpore oder einer Gesteinsoberfläche handelt oder grafische künstliche Strukturen detailgetreu nachgebildet werden sollen.
  • Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens führt zu einem Prägewerkzeug mit einer strukturierten Oberfläche, welche sich vollflächig über die gesamte Oberfläche des Prägewerkzeuges erstreckt und mit Hilfe von metallischen Beschichtungen und Nachbehandlungsverfahren unterschiedliche Glanzgrade aufweist. Häufig wird zu diesem Zweck eine Materialbeschichtung mit Chrom vorgenommen, da diese besonders hart ist und für die durchzuführenden Pressvorgänge am besten geeignet ist. Es besteht jedoch ohne weiteres die Möglichkeit andere Werkstoffen zu verpressen, die keinen besonders hohen Härtegrad aufweisen und deren Oberfläche elastisch und weich ausgebildet ist, sodass auch andere metallische Beschichtungen infrage kommen, um einen unterschiedlichen Glanzgrad zu erzielen.
  • Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und des hier vorgestellten Prägewerkzeuges besteht darin, identische Strukturen, wie sie aus der Natur vorbekannt sind, mit unterschiedlichen Glanzgraden herzustellen, die eine besonders ansprechende Optik und Haptik aufweisen, sodass der Eindruck entsteht, dass es sich beispielsweise um gewachsenes natürliches Holz handelt. Durch den unterschiedlichen Glanzgrad können hierbei bestimmte Bereiche, beispielsweise erhabene Bereich oder auch tiefer liegende Bereiche, zusätzlich mit mehreren abweichenden Glanzgraden versehen werden, sodass die Struktur sehr prägnant hervortritt und einen optischen Effekt erzeugt, der zu einer Werkstoffoberfläche führt, die beispielsweise von gewachsenen Holz kaum zu unterscheiden ist. Alternativ besteht die Möglichkeit andere, naturgetreue Oberflächen entsprechend nach zu empfinden.
  • Die Erfindung wird im Weiteren anhand der Figuren nochmals erläutert.
  • Es zeigt
    • Fig. 1
    in einer perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäßes Press-blech und
    Fig. 2
    in einer vergrößerten Seitenansicht die vorhandene Struktur auf der Pressblechoberfläche mit unterschiedlichen Glanzgraden.
  • Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäßes Pressblech 1, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel eben ausgebildet ist. Im Falle eines Endlosbandes kann dieses Prägewerkzeug jedoch auch gewölbt ausgeführt sein. Das
  • Pressblech 1 zeigt eine Maserung 2 die der Form einer Holzstruktur nachempfunden ist. Es ist jedoch denkbar, dass andere Maserungen oder andere Oberflächenbeschaffenheiten in dieser Art und Weise durch das erfindungsgemäße Verfahren und das hierzu notwendige Ätzverfahren hergestellt werden.
  • Figur 2 zeigt in einer vergrößerten Seitenansicht ein Teil des vorderen Kantenbereiches des Pressbleches 1 und der hierauf befindlichen Struktur 3, die eine gebirgsähnliche Oberfläche mit Tälern 4 und Höhen 5 aufweist. Die Oberfläche wird hierbei durch einen oder mehrere Ätzprozesse hergestellt, nach dem zuvor eine Matrix in einem Standardverfahren oder einer digitalisierten Drucktechnik aufgetragen wurde, wobei die Bereiche die nicht den Ätzprozessen unterzogen werden sollen, durch die Maske abgedeckt werden. Mit Hilfe der Ätzverfahren können beispielsweise feine Oberflächenstrukturen und tiefe Strukturen hergestellt werden, die anschließend durch mechanische Bearbeitung oder Ätzverfahren gegebenenfalls zusätzlich abgerundet werden. Nach erfolgter Ätzung der Oberfläche wird durch weiteres chemisches Bearbeiten, Polieren und gegebenenfalls Aktivieren der polierten Oberfläche die Oberflächenstruktur fertig gestellt, sodass anschließend eine Reinigung erfolgt, bevor eine erste metallische Beschichtung 6 mit einem bestimmten Glanzgrad aufgetragen.
  • Die metallische Beschichtung 6 weist einen bestimmten Glanzgrad auf, der sich nach den Kundenwünschen richtet. Auf diese erste metallische Beschichtung 6 wird im Anschluss erneut eine Maske aufgetragen, welche die Bereiche abdeckt, die keiner weiteren Behandlung unterzogen werden sollen. Die freiliegende Bereiche können demgegenüber durch weitere Bearbeitungsverfahren, und zwar beispielsweise Mattätzen, Sandstrahlen oder mechanische Polierung oder nochmalige Auftragung einer metallischen Beschichtung mit einem abweichenden Glanzgrad versehen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht hierbei vor, dass jeweils eine Maske für bestimmte partielle Bereiche aufgetragen wird und die freiliegenden Bereiche einem weiteren Behandlungsverfahren unterzogen werden. Nach Entfernen der aufgetragenen Maske kann sich dieser Vorgang mehrfach wiederholen, sodass die Struktur 3 des Pressbleches 1 in ausgewählten Bereichen unterschiedliche Glanzgrade erhält.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind auf der ersten metallischen Beschichtung 6 durch Auftragen von unterschiedlichen Masken und anschließenden Behandlungsverfahren unterschiedliche Glanzgrade entstanden. Im Bereich der Täler 4 ist beispielsweise keine Behandlung erfolgt, sodass die weiß gekennzeichneten Bereiche 7 den Glanzgrad der ersten metallischen Beschichtung 6 aufweisen, während demgegenüber die Spitzen der Höhen 5 hiervon abweichende Glanzgrade besitzen. Diese unterschiedlichen Glanzgrade sind durch vollständig eingefärbte Bereiche 8 und durch schraffierte Bereiche 9 und 10 gekennzeichnet. In den Übergangsbereichen der Täler 4 und Höhen 5 ist durch Auftragen einer entsprechenden Maske durch einen nachfolgenden Verfahrensschritt ein hiervon abweichender Glanzgrad entstanden. Diese Bereiche 11 sind punktiert dargestellt.
  • In Abweichung des Ausführungsbeispiels besteht jedoch die Freiheit sämtliche Höhen 5 mit einem einheitlichen Glanzgrad zu versehen oder die Übergangsbereiche gegebenenfalls mit voneinander abweichenden Glanzgraden auszustatten. Grundsätzlich ermöglicht die vorliegende Erfindung durch Auftragen einer digitalisierten Maske und den hierfür vorgesehenen Verfahrensschritten zur Erzeugung eines Glanzgrades die Möglichkeit die Anordnung der einzelnen Glanzgrade beliebig zu variieren. Soweit durch die angewandten Ätzverfahren eine Holzstruktur auf dem Pressblech 1 nachgebildet wird, besteht beispielsweise die Möglichkeit, die erhabenen Flächen 7 mit einem matten Glanzgrad zu versehen und die tiefer liegenden Bereiche, welche die Holzpore bilden, mit einem höheren Glanzgrad zu versehen. Durch die Möglichkeit mehrere Masken aufzutragen und in einem nachfolgenden Verfahrensschritt einen bestimmten Glanzgrad zu erzielen, können beispielsweise nebeneinander liegende erhabene Bereiche mit unterschiedlichen Glanzgraden versehen werden. Ebenso besteht die Möglichkeit die Flanken einzelner erhabener Bereiche mit einem abweichenden Glanzgrad zu versehen, um die Optik der Holzporen deutlich zum Ausdruck zu bringen. Durch diese Maßnahme werden die Holzporenstrukturen, die passergenau mit dem Holzdekordruck übereinstimmen besonders hervorgehoben und verleihen den mit den Pressblechen hergestellten Produkten den Anschein eines Echtholzcharakters, der dem natürlichen Produkt sehr nahe kommt.
    • Bezugszeichentiste
    • 1
    Pressblech
    2
    Maserung
    3
    Struktur
    4
    Tal
    5
    Höhe
    6
    Beschichtung
    7
    Bereich
    8
    Bereich
    9
    Bereich
    10
    Bereich
    11
    Bereich

Claims (12)

  1. Verfahren zur Bearbeitung einer strukturierten Oberfläche eines Prägewerkzeugs, bei dem die Oberfläche mit einer ersten metallischen Beschichtung (6) vollflächig versehen wird und in ausgewählten Bereichen (7, 8, 9, 10, 11) zumindest eine weitere metallische Beschichtung mit einem abweichenden Glanzgrad aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass auf der ersten Beschichtung (6) in mehreren ausgewählten Bereichen (7, 8, 9, 10, 11) unterschiedliche Glanzgrade hergestellt werden, wobei die Glanzgrade durch eine Kombination von metallischen Beschichtungen und mechanischen oder chemischen Nachbehandlungen hergestellt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass auf der ersten Beschichtung (6) zur Festlegung der ausgewählten Bereiche (7, 8, 9, 10, 11) teilweise eine Schutzschicht (Maske) mittels einer digitalen Drucktechnik aufgetragen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schutzschicht bei nachfolgenden Arbeitsschritten zumindest teilweise überlappend oder nicht überlappend auf bereits fertiggestellte Bereiche (7, 8, 9, 10, 11) aufgetragen wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass für die Schutzschicht ein chromsäurebeständiges Material verwendet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schutzschicht in die erste Beschichtung (6) eingebrannt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die metallischen Beschichtungen (6) durch Verchromen erzeugt werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass weitere Glanzgrade durch Mattätzen, Sandstrahlen, oder mechanische Polierung erzielt werden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Glanzgrade zumindest teilweise partiell nebeneinander liegend angeordnet werden oder dass die Glanzgrade zumindest teilweise beabstandet zueinander verlaufen.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die strukturierte Oberfläche vor dem Aufbringen der Beschichtungen (6) aktiviert wird.
  10. Verfahren zur Bearbeitung einer Oberfläche eines Prägewerkzeugs, aufweisend die Schritte:
    - Auftragen einer ersten Maske auf die Oberfläche mittels einer digitalen Drucktechnik,
    - chemisches Bearbeiten der mit der Maske versehenen Oberfläche zur Erzielung einer Oberflächenstruktur,
    - erneutes Auftragen einer zweiten passgenauen Maske auf die chemisch bearbeitete Oberfläche mittels einer digitalen Drucktechnik,
    - erneutes chemisches Bearbeiten der mit der zweiten Maske versehenen Oberfläche,
    - Polieren der chemisch bearbeiteten Oberfläche,
    - Aktivieren der polierten Oberfläche,
    - Reinigen der aktivierten Oberfläche,
    - Verchromen der gereinigten Oberfläche,
    - erneutes Auftragen einer dritten passgenauen Maske auf die verchromte Oberfläche,
    - erneute metallische Beschichtung (6) oder mechanische oder chemische
    Nachbehandlung der mit der Maske versehenen verchromten Oberfläche,
    wobei die beiden zuletzt genannten Schritte für partielle Bereiche zumindest einmal wiederholt werden, um auf der strukturierten Oberfläche unterschiedliche Glanzgrade zu erzielen.
  11. Verfahren zur Bearbeitung einer Oberfläche eines Prägewerkzeugs, aufweisend die Schritte:
    - Auftragen einer ersten Maske auf die Oberfläche mittels einer digitalen Drucktechnik zur Feinstrukturierung,
    - chemisches Bearbeiten der mit der Maske versehenen Oberfläche zur Erzielung einer Oberflächenstruktur,
    - Auftragen einer zweiten passgenauen Maske auf die Oberfläche mittels einer digitalen Drucktechnik zur Porenstrukturierung,
    - chemisches Bearbeiten der mit der Maske versehenen Oberfläche zur Erzielung einer Oberflächenstruktur,
    - erneutes Auftragen einer dritten passgenauen Maske auf die chemisch bearbeitete Oberfläche mittels einer digitalen Drucktechnik,
    - erneutes chemisches Bearbeiten der mit der dritten Maske versehenen Oberfläche,
    - Polieren der chemisch bearbeiteten Oberfläche,
    - Aktivieren der polierten Oberfläche,
    - Reinigen der aktivierten Oberfläche,
    - Verchromen der gereinigten Oberfläche,
    - erneutes Auftragen einer vierten passgenauen Maske auf die verchromte Oberfläche,
    - erneute metallische Beschichtung (6) oder mechanische oder chemische
    Nachbehandlung der mit der Maske versehenen verchromten Oberfläche, wobei die durch die beiden zuletzt genannten Schritte für partielle Bereiche zumindest einmal wiederholt werden, um auf der strukturierten Oberfläche unterschiedliche Glanzgrade zu erzielen.
  12. Prägewerkzeug mit wenigstens einer strukturierten Oberfläche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass vollflächig auf der strukturierten Oberfläche eine metallische Beschichtung (6) aus einem ersten Material und darauf teilweise eine metallische Beschichtung aus einem zweiten Material in ausgewählten Bereichen (7, 8, 9, 10, 11) angeordnet ist oder weitere Bereiche (7, 8, 9, 10, 11) durch mechanische Polierung, Mattätzen, Sandstrahlen oder chemische Behandlungen einen Glanzgrad erhalten, wobei sich die Glanzgrade der Bereiche (7, 8, 9, 10, 11) voneinander unterscheidet.
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