EP2540487B1 - Pressblech oder Endlosband mit einer Struktur in Sandwichbauweise, Verfahren zur Herstellung eines solchen Pressbleches oder Endlosbandes und Verfahren zur Herstellung geprägter Werkstoffe mittels eines solchen Pressbleches oder Endlosbandes - Google Patents

Pressblech oder Endlosband mit einer Struktur in Sandwichbauweise, Verfahren zur Herstellung eines solchen Pressbleches oder Endlosbandes und Verfahren zur Herstellung geprägter Werkstoffe mittels eines solchen Pressbleches oder Endlosbandes Download PDF

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EP2540487B1
EP2540487B1 EP11005298.2A EP11005298A EP2540487B1 EP 2540487 B1 EP2540487 B1 EP 2540487B1 EP 11005298 A EP11005298 A EP 11005298A EP 2540487 B1 EP2540487 B1 EP 2540487B1
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EP
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embossing
pressing plate
continuous belt
adhesive
carrier
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EP2540487A1 (de
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Rolf Espe
Oliver Espe
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Hueck Rheinische GmbH
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Hueck Rheinische GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B15/06—Platens or press rams
    • B30B15/062—Press plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44B—MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B5/00—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/02—Dies; Accessories

Definitions

  • the invention relates to a press plate or endless belt, consisting of a carrier body and an embossing body for embossing materials, in particular wood materials or plastic materials by means of a surface structuring of the embossing body, wherein the carrier body is connected to the embossing body via an adhesive, and a method for producing such a press plate or endless belts and production processes for embossed materials using them.
  • Press plates or endless belts are required to press wood-based panels with decorative and / or overlay papers. This involves a full-surface coating of the wood-based panels with Aminoplastharzfilmen, also called Duroplastharze. Processing takes place, for example, in one-day short-cycle presses or multi-daylight presses.
  • the finished press plates or endless belts are used in the presses to impart a desired surface structure to the wood materials to be produced. Preferably, in this case a congruent embossing is preferred.
  • a decor paper used is used with a conformable press plate or an endless belt, so that the structure of the decorative paper can be embossed into relief in the surface.
  • the structures used in this case may be of natural origin, for example the imitation of a wood pore structure or rock surface, it is also possible to produce any desired structures according to customer requirements.
  • the decorative and overlay papers used are preferably made of thermoset resins, which pass through pressure and temperature in the press line in a liquid form and enter into a solid connection with the wood material with increasing degree of crosslinking, with simultaneous increase in resin viscosity in the final state.
  • thermoset resins used are the melamine, phenolic or melamine / urea resins, which are known as have been found particularly suitable.
  • the melamine resin becomes liquid under pressure and temperature, and a further polycondensation takes place. Press time and temperature determine the degree of crosslinking of the melamine resins and their surface quality.
  • the melamine resin After the pressing time, the melamine resin has the desired degree of crosslinking and has turned into a solid phase, wherein a lifelike, the surface of the embossing tool reproducing surface design is achieved by the effected simultaneously structured embossing of Melaminharzaber Construction.
  • embossing tools in the form of press plates or endless belts made of steel sheets, which receive the required surface structure by appropriate processing.
  • various methods are known, for example, by orders of a screen printing process to provide an etch resist to make a subsequent etching of the press plate.
  • the sheets used in this case have a very large format, so that it depends on a very precise processing and in particular a cover-compliant further processing, as far as several steps are necessary.
  • Several work steps always occur when particularly deep structures have to be etched and for this purpose several etching operations with a previously applied etching resist are required.
  • these further process steps can be subjected to achieve special effects, for example, to influence the gloss level.
  • the degree of gloss can be made from matt, semi-glossy to glossy Pressing the wood-based panels have a desired surface texture with gloss effect that comes very close to that of grown natural wood.
  • wood pore structures are produced by these methods, but equally imaginative surface designs can be made or a leather imitation, tiles or natural stone surfaces can be reproduced. Any conceivable structure can be produced by this method.
  • the overlay papers can be doped with abrasion-resistant particles, such as corundum, so that a high abrasion resistance is present for the end user.
  • abrasion resistance leads to negative effects on the used press plates or endless belts. After each pressing operation and opening of the presses, a relative movement takes place between the processed wood material with the pressed surfaces and the press plate or endless belt, so that a gradual deterioration of the surface structure occurs. In such a case, it is necessary to completely rework the press plate or to replace it with a new press plate.
  • the press plates In the coating, for example of HDF (high-density fiberboard) plates, the press plates must be refurbished after a relatively short period of use. The reason is the high proportion of corundum which is used in the melamine resin films for abrasion resistance, whereby the chrome-plated surfaces are abraded relatively quickly.
  • the production of a press plate is very complex and costly, with a scrapping is provided at the end of the term. Among other things, this is due to the fact that the blanks of the press plates or endless belts are first provided with a direction-free intermediate sanding and additionally polished before the surface structuring, before a new structuring can take place so that gradually after several reworking the thickness of the press plates or endless belts no longer required level reached.
  • a method for producing a press plate in which a press plate blank is brought into a hollow cylindrical shape in order to subsequently fix it to a carrier.
  • the carrier may be, for example, a cylinder, so that the further processing steps can be carried out by rotation.
  • the press plate blank is re-formed into a flat press plate to then make an attachment to a carrier plate with the aid of an adhesive.
  • the use of a pure adhesive is considered to be critical at the temperatures to be provided of up to 230 degrees, so that the adhesion of the press plate blank on the support plate can not be guaranteed permanently.
  • a mold for producing a microstructure is known.
  • This mold is primarily used for clamping on a roller and consists of a carrier film on which an embossing lacquer is arranged.
  • the surface of the embossing lacquer in this case has elevations and depressions in the desired microstructure and is used for embossing of the materials provided.
  • the carrier film In order for the carrier film can be held on the roller, is preferably a Clamping cylinder used, but also not excluded that the attachment of the carrier film can be done by an adhesive or a magnetic attachment.
  • WO 2006/136949 A2 For example, there is known a method of manufacturing floor panels using a press tool consisting of a frame and individual removable press plates.
  • the press plates can be held by screws, an adhesive or possibly magnets.
  • the invention has for its object to provide a novel press plate or endless belt for a single or multi-daylight press, which allows replacement of a stamping body with sufficient heat transfer.
  • the embossing body can be produced inexpensively regardless of the carrier body and be connected by the adhesive with the carrier body insofar that a proper use for single or multi-day presses can be done.
  • After wear of the surface structuring it is possible subsequently to remove the embossing body from the carrier body and replace it with a new embossing body.
  • the material required in this case is significantly reduced because the carrier body can be used over and over again and only an extremely thin coating in the form of an embossing body must be replaced.
  • the carrier body consisting of, for example, stainless steel, for example AISI No. 630, AISI 410 or AISI 304 or brass according to the prior art.
  • the embossing body is produced independently of the carrier body, that is provided with a surface structure.
  • the carrier body and the embossing body with the aid of a magnetic adhesive are intimately and reversibly connected so that a sandwich structure is created.
  • This sandwich structure has the particular advantage that in later work-up the expensive carrier body is retained and only the upper embossing body has to be renewed. By this measure, production and raw material costs are saved to a considerable extent.
  • the embossing body which is usually much thinner and cheaper than the carrier body, already prefabricated and placed in storage for each customer. This saves time and significantly shortens delivery times.
  • the adhesive consists of magnetic materials.
  • Such adhesives are always suitable when the carrier body and the embossing body are both made of steel and thus have magnetic properties.
  • a high temperature resistant magnetic film is used, which ensures the adhesive bond as the intimate connection between the two bodies and consists of a crosslinked silicone elastomer, with an addition of high temperature resistant magnetic materials, such as samarium / cobalt, aluminum / nickel / cobalt, neodyn / Iron / boron, barium or strontium ferrites or soft ferrites, such as manganese / zinc.
  • All of the aforementioned permanent magnet materials lose very little of their holding power, about 15 to 20% at the existing operating temperatures of about 220 °.
  • the proportion of additional magnetic materials depends on the respective desired adhesive force of the materials, less the loss of adhesion at the respective operating temperature and the total weight of the embossing body.
  • these boundary conditions can be taken into account without problems, so that even with the help of a magnetic film, a permanent, but reversible connection between the carrier body and the embossing body can be produced.
  • the magnetic film offers the possibility of separating both bodies from each other without residue, so that a rapid exchange of the embossing body can take place in the event of wear.
  • modified acrylate adhesives for example PMMA adhesive poly (methacrylic methacrylate), PMt poly (methacrylimide), MBS poly (methacryl methacrylate) styrene butadiene, UP unsaturated polyester resins are suitable - DAP diallyl phtatlate, aromatic polyimides, silicone resins, epoxy resins, ACM acrylate rubber or FKM fluorinated rubber adhesive.
  • the adhesive is doped with a metal powder, for example, copper, brass, aluminum or iron.
  • the adhesives used in this case can be used up to temperatures of 250 ° Celsius, so that premature detachment of the embossing, for example, at the temperatures occurring for the production of the material plates of about 220 ° does not occur.
  • the adhesives can be tempered above temperatures of 250 °, so that the embossing body can be detached from the carrier body without further ado.
  • the embossing body for example, etching technology or laser engraving, used, these preferably have only a small thickness and thus can be processed much less complicated.
  • One possibility for this is to clamp a stamping body in the form of a metal foil or thin sheets on a steel cylinder for surface structuring, the diameter of the steel cylinder is adaptable to the maximum width of the press plates, so after completion of the embossing body and after removal of the Stahlzylindem this with the Carrier body can be connected.
  • metal foils or thin sheets or other materials such as steel or brass are used, they can be clamped onto the steel cylinder and then engraved accordingly, followed by the above steps until the completion of the surface structuring.
  • the metal foils or thin sheets produced in this way are then cut to the size of the carrier body and connected to it, so that the press plate or endless belt is available for further use.
  • a ballard skin of about 100 microns on a copper base layer wherein between the base layer and the ballard skin can be arranged a release layer, so that a later lifting of the ballard skin is possible.
  • gravure refers to a peelable layer of copper on a gravure cylinder.
  • the gravure cylinder made of steel covers a 2 mm thick base copper layer on which a second copper layer, the so-called ballard skin, is galvanized. Between the 100 ⁇ m thin ballard skin and the main body lies the separation layer, so that the ballard skin can be easily removed after engraving and replaced with a new one.
  • a metal is preferably used, for example stainless steel, AISI No. 630, AISI 410 or AISI 304 or alternatively a brass sheet.
  • the embossing body may consist of copper, brass or stainless steel, wherein the thickness is freely selectable depending on the required structure depth, preferably 0.3 to 3.0 mm, particularly preferably 0.3 to 1.5 mm.
  • the main advantages of the newly designed press plates or endless belts consists in a later separation of carrier body and embossing body, the embossing body is exposed to significantly higher wear than the carrier body, the carrier body can therefore be used several times and is always new with a stamping body connected, preferably with magnetic materials doped pressure-sensitive adhesives are used, which allow an intimate connection. Alternatively, a connection can be made with the aid of magnetic materials, in particular a magnetic adhesive film, in order to achieve the desired advantages.
  • the method according to claim 12 is characterized by a particular economy and also allows multiple reuse of the carrier body, which is exposed to almost no wear.
  • the embossing bodies used in the form of a thin metal foil or a thin sheet can be reversibly removed from the carrier body, so that a workup of the carrier body is required only to a small extent.
  • considerable processing time is saved and also a considerable savings potential is achieved by the use of thin sheets or metal foils with a surface structuring, in particular due to the fact that the materials to be processed, wood materials with overlay and decor papers cause wear of the embossing body.
  • the particular advantage results from the reversible connection of carrier and embossing body.
  • a further advantage of the press plates or endless belts according to the invention is that less high-quality metals are used for the carrier body and thus the production costs can be significantly reduced. So far, it has been necessary to use high-grade stainless steels, which make it possible to carry out the necessary surface structuring. However, there is no need to be taken into account, since the surface structuring takes place only on the surface of the embossing body.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an inventive press plate 1, which is flat in the embodiment shown. In the case of an endless belt, however, this embossing tool can also be curved.
  • the press plate 1 shows a grain 2, which is modeled, for example, the shape of a wood pore structure. However, it is conceivable that other grain or other surface textures in this Way is produced by the inventive method and the necessary etching or laser process.
  • FIG. 2 shows in an enlarged side view part of the front edge region of the press plate 1 and the surface structuring thereon.
  • the press plate 1 consists of a carrier body 10, an embossing body 11 and an adhesive 12.
  • the adhesive 12 allows, as far as it consists of a doped with metal powder high temperature resistant adhesive or a magnetic film, a detachment of the embossing body 11 of the carrier body 10.
  • the carrier body 10th thus, it can be reused while, on the other hand, a worn embossing body 11 is replaced.
  • the existing on the embossing body 11 surface structuring 13 is prepared for example by means of known etching technologies or a laser engraving, wherein a layer thickness of the embossing body of 0.3 to 3 mm, preferably 0.3 to 1.5 mm is used.
  • a layer thickness of the embossing body of 0.3 to 3 mm, preferably 0.3 to 1.5 mm is used.
  • a particular advantage of this invention press plates or endless belts is that for the carrier body 10 less high-quality metals must be used and thus the production costs can be significantly reduced. So far, it has been necessary to use high-grade stainless steels, which make it possible to carry out the necessary surface structuring. However, there is no need to be taken into account, since the surface structuring takes place only on the surface of the embossing body.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Pressblech oder Endlosband, bestehend aus einem Trägerkörper und einem Prägekörper zur Prägung von Werkstoffen, insbesondere Holzwerkstoffen oder Kunststoffmaterialien mittels einer Oberflächenstrukturierung des Prägekörpers, wobei der Trägerkörper mit dem Prägekörper über ein Haftmittel verbunden ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Pressblechs oder Endlosbands und Herstellungsverfahren für geprägte Werkstoffe unter deren Verwendung.
  • Pressbleche oder Endlosbänder werden benötigt, um Holzwerkstoffplatten mit Dekor- und/oder Overlay-Papiere zu verpressen. Hierbei erfolgt eine vollflächige Beschichtung der Holzwerkstoffplatten mit Aminoplastharzfilmen, auch Duroplastharze genannt. Die Verarbeitung erfolgt beispielsweise in Einetagen-Kurztaktpressen oder Mehretagenpressen. Die fertiggestellten Pressbleche oder Endlosbänder werden in den Pressen eingesetzt, um den herzustellenden Holzwerkstoffen eine gewünschte Oberflächenstruktur zu vermitteln. Vorzugsweise wird hierbei eine deckungskonforme Prägung bevorzugt. Dies bedeutet, dass ein verwendetes Dekorpapier mit einem deckungskonformen Pressblech oder einem Endlosband eingesetzt wird, sodass die Struktur des Dekorpapieres reliefartig in die Oberfläche eingeprägt werden kann. Die hierbei verwendeten Strukturen können natürlichen Ursprungs sein, beispielsweise die Nachahmung einer Holzporenstruktur oder Gesteinsoberfläche, ebenso besteht die Möglichkeit beliebige gewünschte Strukturen entsprechend den Kundenwünschen herzustellen.
  • Die eingesetzten Dekor- und Overlaypapiere bestehen vorzugsweise aus Duroplastharzen, welche durch Druck und Temperatur in der Pressenanlage in eine flüssige Form übergehen und mit steigendem Vernetzungsgrad, bei gleichzeitigem Anstieg der Harzviskosität im Endzustand eine feste Verbindung mit dem Holzwerkstoff eingehen. Zu den verwendeten Duroplastharzen zählen die Melamin-, Phenol- oder Melamin-/Harnstoffharze, welche sich als besonders geeignet herausgestellt haben. Während des Pressvorgangs wird unter Druck und Temperatur das Melaminharz flüssig und es findet eine weitere Polykondensation statt. Presszeit und Temperatur bestimmen den Vernetzungsgrad der Melaminharze und deren Oberflächenqualität. Nach Ablauf der Presszeit besitzt das Melaminharz den gewünschten Vernetzungsgrad und ist in eine feste Phase übergegangen, wobei durch die erfolgte gleichzeitig strukturierte Prägung der Melaminharzaberfläche eine naturgetreue, die Oberfläche des Prägewerkzeuges wiedergebende Oberflächengestaltung erzielt wird.
  • Nach dem Stand der Technik werden Prägewerkzeuge in Form von Pressblechen oder Endlosbändern aus Stahlblechen hergestellt, die durch entsprechende Bearbeitung die erforderliche Oberflächenstruktur erhalten. Hierzu sind verschiedene Verfahren bekannt, beispielsweise durch Aufträgen eines Siebdruckverfahrens ein Ätzresist zu schaffen, um eine anschließende Ätzung des Pressbleches vorzunehmen. Die hierbei verwendeten Bleche weisen ein sehr großes Format auf, sodass es auf eine sehr genaue Bearbeitung und insbesondere eine deckungskonforme Weiterbearbeitung ankommt, soweit mehrere Arbeitsschritte notwendig sind. Mehrere Arbeitsschritte fallen immer dann an, wenn besonders tiefe Strukturen geätzt werden müssen und hierzu mehrere Ätzvorgänge mit einem zuvor aufgetragenen Ätzresist erforderlich sind. Bei den Ätzverfahren werden sämtliche Bereiche, welche die erhabene Oberflächenstruktur später bilden soll, durch die Maske abgedeckt, sodass eine Oberflächenätzung nur in den Bereichen erfolgt, die unmittelbar von der Ätzflüssigkeit angegriffen werden können. Die herausgeätzten Bereiche bilden sodann die Profiltäler der gewünschten Struktur, wobei nach Beendigung des Ätzvorgangs die Oberfläche gereinigt und insbesondere die Maske entfernt wird.
  • Alternativ besteht die Möglichkeit eine Fotoschicht aufzutragen, die anschließend einer Belichtung unterzogen wird, um nach der abschließenden Entwicklung der Fotoschicht die Pressbleche oder Endlosbänder nach dem Verbleib eines Teils der Fotoschicht als Ätzresist einem Ätzvorgang zu unterziehen. Die Reproduzierbarkeit der auf diesem Wege hergestellten Masken ist sehr schwierig und problematisch, weil die aufzutragenden Ätzresistschichten immer exakt in der gleichen Position angeordnet werden müssen, wenn besonders tiefe Strukturen geätzt werden sollen.
  • Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik bekannt, anstelle eines Siebdruckverfährens eine Maske durch einen Wachsauftrag herzustellen oder alternativ einen UV-Lack zu verwenden, welcher mit Hilfe eines Digitaldruckverfahrens unmittelbar auf die zu bearbeitenden Pressbleche und Endlosbänder aufgedruckt wird. Nach erfolgter Ätzung, welche gegebenenfalls mehrfach wiederholt werden müssen, können hierbei besonders tiefe Strukturen erzielt werden, die durch die Anwendung des digitalisierten Druckverfahrens in einem hohen Maße deckungskonform sind.
  • Als weitere Alternative ist aus dem Stand der Technik bekannt, mit Hilfe eines Laserverfahrens unmittelbar die erforderliche Struktur auf die Oberfläche zu erzeugen, wobei die herzustellende Tiefenstrukturen direkt mit Hilfe eines Lasers hergestellt werden. Auch bei diesem Verfahren wird mit Hilfe einer digitalen Drucktechnik die exakte Steuerung des Lasers vorgenommen, sodass nach Fertigstellung der Pressbleche oder Endlosbänder diese eine 100%tige Übereinstimmung mit den Dekorpapieren aufweisen. Erst durch die in letzter Zeit entwickelten Verfahren zur Oberflächenstrukturierung wird das erforderliche Maß erreicht, um eine höchste Übereinstimmung der erforderlichen Pressblechstrukturen mit den Dekorpapieren herzustellen.
  • Nach Fertigstellung der Pressbleche oder Endlosbänder können diese weiteren Prozessschritten unterzogen werden, um besondere Effekte zu erzielen, beispielsweise um den Glanzgrad zu beeinflussen. Der Glanzgrad kann von matt, seidenmatt bis glänzend ausgeführt werden, wodurch nach erfolgtem Pressvorgang die Holzwerkstoffplatten eine gewünschte Oberflächenstruktur mit Glanzeffekt aufweisen, die dem von gewachsenen natürlichen Holz sehr nahe kommt. Vorzugsweise werden nach diesen Verfahren Holzporenstrukturen hergestellt, es können aber ebenso fantasievolle Oberflächengestaltungen vorgenommen werden oder eine Lederimitation, Fliesen oder Natursteinoberflächen nachgebildet werden. Jede denkbare Struktur kann nach diesem Verfahren hergestellt werden.
  • Je nach dem Verwendungszweck der hergestellten Holzwerkstoffplatten, beispielweise im Wandbereich, aber ebenso im Fußbodenbereich, können die Overlay-Papiere mit abriebfesten Partikeln, beispielsweise Korund, dotiert sein, sodass für den Endverbraucher eine hohe Abriebfestigkeit vorliegt. Diese Abriebfestigkeit führt aber zu negativen Auswirkungen auf die verwendeten Pressbleche oder Endlosbänder. Nach jedem Pressvorgang und Öffnen der Pressen erfolgt eine Relativbewegung zwischen dem bearbeiteten Holzwerkstoff mit den verpressten Oberflächen und dem Pressblech oder Endlosband, sodass sich allmählich ein Verschleiß der Oberflächenstruktur einstellt. In einem solchen Fall ist es erforderlich das Pressblech vollständig zu überarbeiten oder durch ein neues Pressblech zu ersetzen. Bei der Beschichtung, zum Beispiel von HDF-Platten (High-density- fiberboard) müssen die Pressbleche bereits nach relativ kurzer Einsatzdauer wieder aufgearbeitet werden. Grund ist der hohe Anteil an Korund der in den Melaminharzfilmen zur Abriebsfestigkeit verwendet wird, wodurch die verchromten Oberflächen relativ schnell abgerieben werden. Die Herstellung eines Pressbleches ist sehr aufwändig und kostenintensiv, wobei am Ende der Laufzeit eine Verschrottung vorgesehen ist. Dies liegt unter anderem daran, dass die Rohlinge der Pressbleche oder Endlosbänder zunächst mit einem richtungsfreien Zwischenschliff versehen werden und vor der Oberflächenstrukturierung zusätzlich poliert werden müssen, bevor eine neue Strukturierung erfolgen kann, sodass allmählich nach mehreren Nachbearbeitungen die Dicke der Pressbleche oder Endlosbänder nicht mehr das erforderliche Maß erreicht. Erst im Anschluss erfolgt die aufwändige Strukturherstellung, zum Beispiel nach den klassischen Ätzverfahren, Auftrag der Ätzreserve, Ätzen mit zum Beispiel Eisen-III-chlorid, Ganzgradherstellung durch zum Beispiel Sandstrahlen und anschließender Oberflächenversiegelung, zum Beispiel Verchromung, oder alternativ durch die Herstellung der Struktur mit Hilfe einer Lasergravur. Ebenso müssten bei mechanischen Beschädigungen meistens die Pressblechoberflächen vollständig abgeschliffen und neu bearbeitet werden. Dies führt dazu, dass die relativ teueren Basispressbleche nur bedingt einsatzfähig bleiben und nach circa vier bis sechs Aufarbeitungen verschrottet werden müssen, da sie aufgrund ihrer Dicke zu instabil werden und in der Pressenanlage nicht gleichmäßig fixiert werden können.
  • Aus der WO 2011/051116 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Pressbleches bekannt, wobei ein Pressblechrohling in eine hohlzyliriderförmige Form gebracht wird, um diese anschließend auf einem Träger zu befestigen. Bei dem Träger kann es sich beispielsweise um einen Zylinder handeln, sodass die weiteren Bearbeitungsschritte im Rotationsverfahren erfolgen können. Im Anschluss daran wird der Pressblechrohling wieder in ein flaches Pressblech umgeformt, um anschließend mithilfe eines Klebers eine Befestigung auf einem Trägerblech vorzunehmen. Die Verwendung eines reinen Klebers ist bei den vorzusehenden Temperaturen von bis zu 230 Grad als kritisch anzusehen, sodass die Haftung des Pressblechrohlings auf dem Trägerblech nicht dauerhaft gewährleistet werden kann.
  • Aus der DE 10 2007 062 123 A1 ist eine Werkzeugform zum Erzeugen einer Mikrostruktur bekannt. Diese Werkzeugform wird vorrangig zum Aufspannen auf eine Walze verwendet und besteht aus einer Trägerfolie, auf der ein Prägelack angeordnet ist. Die Oberfläche des Prägelackes weist hierbei Erhebungen und Vertiefungen in der gewünschten Mikrostruktur auf und wird zum Prägen von dem vorgesehenen Materialien eingesetzt. Damit die Trägerfolie auf der Walze gehalten werden kann, wird vorzugsweise ein Spannzylinder verwendet, wobei aber auch nicht ausgeschlossen wird, dass die Befestigung der Trägerfolie durch einen Kleber oder eine magnetische Befestigung erfolgen kann.
  • Aus der WO 2006/136949 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung von Fußbodenpaneelen bekannt, und zwar mithilfe eines Presswerkzeuges, welches aus einem Rahmen besteht und einzelnen herausnehmbaren Pressplatten. Die Pressplatten können hierbei durch Schrauben, einen Kleber oder ggf. Magnete gehalten werden.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren lösen aber nicht das Problem eines Wärmeübertrages auf die zu verarbeitenden Werkstoffplatten bzw. gewährleisten nicht in ausreichendem Maße, dass die Haftwirkung auch bei höheren Temperaturen von bis zu 250 Grad gewährleistet ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Pressblech oder Endlosband für eine Ein- oder Mehretagenpresse vorzuschlagen, welches einen Austausch eines Prägekörpers mit ausreichendem Wärmeübertrag ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Pressblech oder Endlosband gemäss Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung eines Pressbleches oder Endlosbandes gemäss Anspruch 12 und ein Verfahren zur Herstellung geprägter Werkstoffegemäss Anspruch 15 gelöst.
  • Gegenüber den bisherigen Verfahren mit einem Basismaterial, welches das Pressblech oder Endlosband bildet und welches mit einer Oberflächenstrukturierung versehen wird, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen Trägerkörper zu verwenden, der mit einem Prägekörper über ein Haftmittel verbunden ist, wobei nur der Prägekörper eine Oberflächenstrukturierung aufweist. Somit kann der Prägekörper unabhängig vom Trägerkörper kostengünstig hergestellt werden und durch das Hafmittel mit dem Trägerkörper insoweit verbunden werden, dass eine bestimmungsgemäße Verwendung für die Ein- oder Mehretagenpressen erfolgen kann. Nach Abnutzung der Oberflächenstrukturierung besteht im Anschluss die Möglichkeit den Prägekörper von dem Trägerkörper wieder zu entfernen und durch einen neuen Prägekörper zu ersetzen. Der hierbei erforderliche Materialeinsatz ist deutlich reduziert, weil der Trägerkörper immer wieder verwendet.werden kann und eine nur äußerst dünne Beschichtung in Form eines Prägekörpers ausgetauscht werden muss.
  • Hierzu wird zunächst der Trägerkörper, bestehend aus beispielsweise Edelstahl, zum Beispiel AISI Nr. 630, AISI 410 oder AISI 304 oder Messing nach dem Stand der Technik vorbereitet. Anstelle der üblichen Oberflächenstrukturierung des Pressbleches oder Endlosbandes mittels einer Ätztechnologie oder einer digitalen Lasergravur wird unabhängig von dem Trägerkörper der Prägekörper hergestellt, das heißt mit einer Oberflächenstruktur versehen, Im Anschluss daran werden der Trägerkörper und der Prägekörper mit Hilfe eines magnetischen Haftmittels miteinander innig und reversibel verbunden, sodass eine Sandwichstruktur entsteht. Diese Sandwichstruktur hat den besonderen Vorteil, dass bei späteren Aufarbeitungen der teuere Trägerkörper erhalten bleibt und nur der obere Prägekörper erneuert werden muss. Durch diese Maßnahme werden Produktions- und Rohstoffkosten in erheblichem Maße eingespart. Weiterhin kann der Prägekörper, der in der Regel wesentlich dünner und preiswerter als der Trägerkörper ist, bereits vorgefertigt und für den jeweiligen Kunden auf Lager gelegt werden. Hierdurch wird Zeit eingespart und die Lieferzeiten in erheblichem Maße verkürzt.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Haftmittel aus Magnetwerkstoffen besteht. Derartige Haftmittel eignen sich immer dann, wenn der Trägerkörper und der Prägekörper beide aus Stahl gefertigt sind und somit magnetische Eigenschaften aufweisen. Zur Verbindung von Trägerkörper und Prägekörper kommt eine hochtemperaturbeständige Magnetfolie zum Einsatz, die als Haftmittel die innige Verbindung zwischen den beiden Körpern gewährleistet und aus einem vernetzten Silikonelastomer besteht, mit einem Zusatz von hochtemperaturbeständigen Magnetwerkstoffen, wie Samarium/Kobald, Aluminium/Nickel/Kobald, Neodyn/Eisen/Bor, Barium-oder Strontiumferriten oder Weichferriten, wie Mangan/Zink. Sämtliche der vorgenannten Dauermagnetwerkstoffe verlieren nur sehr wenig von ihrer Haltekraft, cirka 15 bis 20% bei den bestehenden Betriebstemperaturen von cirka 220°. Der Anteil der Zusatzmagnetwerkstoffe richtet sich nach der jeweils gewünschten Haftkraft der Werkstoffe, abzüglich des Haftkraftverlust bei der jeweiligen Betriebstemperatur und das Gesamtgewicht des Prägekörpers. Diese Randbedingungen können jedoch unproblematisch berücksichtigt werden, sodass bereits mit Hilfe einer Magnetfolie eine dauerhafte, aber reversible Verbindung zwischen Trägerkörper und Prägekörper herstellbar ist. Gleichzeitig bietet die Magnetfolie die Möglichkeit beide Körper rückstandslos voneinander zu trennen, sodass ein schneller Austausch des Prägekörpers im Falle einer Abnutzung erfolgen kann.
  • Soweit mit Metallpulver dotierte hochtemperaturbeständige Kleber zum Einsatz kommen sollen eignen sich modifizierte Acrylat-Kleber, zum Beispiel PMMA-Kleber Poly(methacryl-methacrylat), PMt Poly(methacrylimid), MBS Poly(methacryl-methacrylat)-Styrol-Butadien, UP ungesättigte Polyesterharze - DAP Diallylphtatlat, Aromatische Polymide, Silikonharze, Epoxidharze, ACM Acrylatkautschuk oder FKM Fluorkautschuk-Kleber.
  • Um den Wärmedurchgangswert der erfindungsgemäßen Pressbleche oder Endlosbänder, eine Erwärmung der Werkstoffplatten ist in den Ein- oder Mehretagenpressen zwingend erforderlich, zu erhöhen, wird der Kleber mit einem Metallpulver dotiert, beispielsweise, Kuper, Messing, Aluminium oder Eisen. Die hierbei verwendeten Haftmittel sind bis zu Temperaturen von 250°Celsius einsetzbar, sodass eine vorzeitige Ablösung der Prägekörper beispielsweise bei den auftretenden Temperaturen zur Herstellung der Werkstoffplatten von cirka 220° nicht erfolgt. Gleichzeitig können die Haftmittel jedoch oberhalb von Temperaturen von 250° getempert werden, sodass der Prägekörper von dem Trägerkörper ohne Weiteres abgelöst werden kann.
  • Zur Herstellung der Prägekörper werden die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, beispielsweise Ätztechnologie oder Lasergravur, eingesetzt, wobei diese vorzugsweise eine nur geringe Dicke aufweisen und somit wesentlich unkomplizierter bearbeitet werden können. Eine Möglichkeit hierzu besteht darin, einen Prägekörper in Form einer Metallfolie oder aus Dünnblechen auf einen Stahlzylinder zur Oberflächenstrukturierung aufzuspannen, wobei der Durchmesser der Stahlzylinder an die maximale Breite der Pressbleche anpassbar ist, sodass nach Fertigstellung des Prägekörpers und nach Entfernen von den Stahlzylindem dieser mit dem Trägerkörper verbunden werden kann.
  • Soweit Metallfolien beziehungsweise Dünnbleche oder andere Materialien, zum Beispiel Stahl oder Messing verwendet werden, können diese auf den Stahlzylinder aufgespannt und danach entsprechend graviert werden, es folgen die oben genannten Schritte bis zur Fertigstellung der Oberflächenstrukturierung. Die auf diese Weise hergestellten Metallfolien oder Dünnbleche werden danach auf die Größe des Trägerkörpers zugeschnitten und mit diesem verbunden, sodass das Pressblech oder Endlosband zur weiteren Verwendung zur Verfügung steht.
  • Alternativ besteht die Möglichkeit eine Ballardhaut von ca. 100 µm auf einer Kupfergrundschicht auf zu galvanisieren, wobei zwischen der Grundschicht und der Ballardhaut eine Trennschicht angeordnet sein kann, sodass ein späteres Abheben der Ballardhaut möglich ist. Mit Ballardhaut wird beim Tiefdruck eine abziehbare Kupferschicht auf einem Tiefdruckzylinder bezeichnet. Den aus Stahl bestehenden Tiefdruckzylinder bedeckt eine rund 2 mm starke Grundkupferschicht, auf die eine zweite Kupferschicht, die sogenannte Ballardhaut aufgalvanisiert wird. Zwischen der 100 µm dünnen Ballardhaut und dem Grundkörper liegt die Trennschicht, sodass sich die Ballardhaut nach der Gravur einfach entfernen und durch eine neue ersetzen lässt. Nach dem Aufgalvanisieren der Kupferschicht kann diese noch poliert werden und danach erfolgt die Oberflächenstrukturierung, beispielsweise mittels eines Lasers. Die fertig gravierte Oberfläche wird anschließend zur Steigerung der Verschleißfestigkeit galvanisch mit einer Chromschicht überzogen, wobei im Einzelfall weitere Verarbeitungsschritte folgen können, um beispielsweise den Glanzgrad zu beeinflussen. Zum Abziehen der Ballardhaut wird diese in der Regel an einem Stirnende des Stahlzylinders geöffnet und anschließend mittels Zangen heruntergezogen und entfernt. Der Stahlzylinder selbst kann danach für die nächste Produktion wieder verwendet werden.
  • Für den Trägerkörper wird vorzugsweise ein Metall verwendet, beispielsweise Edelstahl, AISI Nr. 630, AISI 410 oder AISI 304 oder alternativ ein Messingblech. Der Prägekörper kann demgegenüber aus Kupfer, Messing oder Edelstahl bestehen, wobei die Dicke in Abhängigkeit von der erforderlichen Strukturtiefe frei wählbar ist, vorzugsweise 0,3 bis 3,0 mm, besonders bevorzugt 0,3 bis 1,5 mm.
  • Die wesentlichen Vorteile der neu gestalteten Pressbleche oder Endlosbänder besteht hierbei in einer späteren Trennung von Trägerkörper und Prägekörper, wobei der Prägekörper einen deutlich höheren Verschleiß ausgesetzt ist, als der Trägerkörper, Der Trägerkörper kann daher mehrfach zum Einsatz kommen und wird immer wieder mit einem Prägekörper neu verbunden, wobei vorzugsweise mit Magnetwerkstoffen dotierte Haftkleber zum Einsatz kommen, die eine innige Verbindung ermöglichen. Alternativ kann eine Verbindung mit Hilfe von Magnetwerkstoffen, insbesondere einer Magnetklebefolie erfolgen, um die gewünschten Vorteile zu erzielen.
  • Das Verfahren gemäss Anspruch 12 zeichnet sich durch eine besondere Wirtschaftlichkeit aus und ermöglicht darüber hinaus die mehrfache Wiederverwendung des Trägerkörpers, welcher nahezu keinem Verschleiß ausgesetzt ist. Die hierbei verwendeten Prägekörper in Form einer dünnen Metallfolie oder einem Dünnblech können reversibel von dem Trägerkörper entfernt werden, sodass eine Aufarbeitung der Trägerkörper nur in geringem Umfang erforderlich ist. Hierdurch wird erhebliche Bearbeitungszeit eingespart und zudem wird durch die Verwendung von Dünnblechen oder Metallfolien mit einer Oberflächenstrukturierung ein erhebliches Einsparungspotential erzielt, insbesondere aufgrund der Tatsache, dass die zu verarbeitenden Materialien, Holzwerkstoffe mit Overlay- und Dekorpapieren eine Abnutzung der Prägekörper verursachen. Der besondere Vorteil ergibt sich hierbei durch die reversible Verbindung von Träger- und Prägekörper.
  • Ein weiterer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Pressbleche oder Endlosbänder besteht darin, dass für den Trägerkörper weniger hochwertige Metalle verwendet und somit die Herstellungskosten deutlich gesenkt werden können. Bisher war es notwendig hochwertige Edelstähle einzusetzen, die es ermöglichen die notwendige Oberflächenstrukturierung vorzunehmen. Hierauf braucht jedoch keine Rücksicht mehr genommen zu werden, da die Oberflächenstrukturierung nur auf der Oberfläche des Prägekörpers erfolgt.
  • Die Erfindung wird im Weiteren anhand zweier Figuren nochmals beschrieben.
  • Es zeigt
    • Fig. 1
    in einer perspektivischen Ansicht ein hergestelltes Pressblech mit einer Holzporenstruktur und
    Fig. 2
    in einer vergrößerten Schnittdarstellung den Aufbau des Pressbleches.
  • 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 beispielswieise der Form einer Holzporenstruktur 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 Ätz- oder Laserverfahren hergestellt wird.
  • Figur 2 zeigt in einer vergrößerten Seitenansicht einen Teil des vorderen Kantenbereiches des Pressbleches 1 und der hierauf befindlichen Oberflächenstrukturierung. Wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich besteht das Pressblech 1 aus einem Trägerkörper 10, einem Prägekörper 11 und einem Haftmittel 12. Das Haftmittel 12 ermöglicht, soweit es aus einem mit Metallpulver dotierten hochtemperaturbeständigen Kleber oder einer Magnetfolie besteht, ein Ablösen des Prägekörpers 11 von dem Trägerkörper 10. Der Trägerkörper 10 kann somit erneut verwendet werden, während demgegenüber ein abgenutzer Prägekörper 11 ersetzt wird. Die auf dem Prägekörper 11 vorhandene Oberflächenstrukturierung 13 wird beispielsweise mit Hilfe bekannter Ätztechnologien oder einer Lasergravur hergestellt, wobei eine Schichtdicke des Prägekörpers von 0,3 bis 3 mm, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 mm verwendet wird. Zur Herstellung des Prägekörpers 11 besteht die Möglichkeit diesen auf einen Stahlzylinder aufzuspannen, um durch eine Ätztechnologie oder ein Laserverfahren die Oberflächenstruktur 13 herzustellen und nach Herstellung und weiterer Behandlung, beispielsweise Verchromung und weiterer Schritte zur Beeinflussung des Glanzgrades nach dem Abziehen von dem Stahlzylinder, mit Hilfe der Haftschicht 12 mit dem Trägerkörper 10 zu verbinden.
  • Ein besonderer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Pressbleche oder Endlosbänder besteht darin, dass für den Trägerkörper 10 weniger hochwertige Metalle verwendet werden müssen und somit die Herstellungskosten deutlich gesenkt werden können. Bisher war es notwendig hochwertige Edelstähle einzusetzen, die es ermöglichen die notwendige Oberflächenstrukturierung vorzunehmen. Hierauf braucht jedoch keine Rücksicht mehr genommen zu werden, da die Oberflächenstrukturierung nur auf der Oberfläche des Prägekörpers erfolgt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Pressblech
    2
    Maserung
    10
    Trägerkörper
    11
    Prägekörper
    12
    Haftmittel
    13
    Oberflächenstruktur

Claims (15)

  1. Pressblech (1) oder Enddlosband, bestehend aus einem Trägerkörper (10) und einem Prägekörper (11) zur Prägung von Werkstoffen, insbesondere Holzwerkstoffen oder Kunststoffmaterialien mittels einer Oberflächenstrukturierung des Prägekörpers (11), wobei der Trägerkörper (10) mit dem Prägekörper (11) über ein Haftmittel (12) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Haftmittel (12) bei aus Stahl gefertigten Träger- (10) und Prägekörpern (11) aus einer hochtemperaturbeständigen Magnetfolie besteht, oder dass das Haftmittel aus einem mit Metallpulver dotierten hochtemperaturbeständigen Kleber besteht, welcher bis zu Temperaturen von 250 Grad Celsius einsetzbar ist und oberhalb von Temperaturen von 250 Grad Celsius zur Ablösung getempert wird.
  2. Pressblech (1) oder Endlosband nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Trägerkörper (10) und der Prägekörper (11) eine Sandwichstruktur bilden, welche reversibel miteinander verbunden ist.
  3. Pressblech (1) oder Endlosband nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Magnetfolie aus einem Silikonelastomer, mit Zusatz von hochtemperaturbeständigen Magnetwerkstoffen, wie Samarium/Kobald, Aluminium/Nickel/Kobald, Neodym/Eisen/Bor, Barium- oder Strontiumferriten oder Weichferriten, wie Mangan/Zink-Verbindungen, besteht.
  4. Pressblech (1) oder Endlosband nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
    dass ein mit Metallpulver dotierter hochtemperaturbeständiger Kleber einsetzbar ist, zum Beispiel Acrylat-Kleber, wie PMMA-Kleber Poly(methacryl - methacrylat), PMI Poly(methacrylimid), MBS Poly(methacryl-methacrylat)-Styrol-Butadien, UP ungesättigte Polyesterharze - DAP Diallylphtatlat, Aromatische Polymide, Silikonharze, Epoxidharze, ACM Acrylatkautschuk oder FKM Fluorkautschuk-Kleber.
  5. Pressblech (1) oder Endlosband nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Metallpulver Kupfer, Messing, Aluminium oder Eisen verwendbar ist.
  6. Pressblech (1) oder Endlosband nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Klebefähigkeit des Haftmittels (12) durch ein Lösungsmittel aufhebbar ist.
  7. Pressblech (1) oder Endlosband nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Prägekörper (11) als Ballardhaut ausgebildet ist, beispielsweise als abziehbare Kupferschicht.
  8. Pressblech (1) oder Endlosband nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ballardhaut aus Metallfolien oder Dünnblechen besteht, welche auf einem Stahlzylinder zur Oberflächenstrukturierung aufgespannt werden, wobei der Durchmesser der Stahlzylinder an die maximale Breite der Pressbleche (1) anpassbar ist.
  9. Pressblech (1) oder Endlosband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ballardhaut von ca. 100 um auf einer Kupfergrundschicht aufgalvanisiert wird, wobei zwischen beiden Schichten eine Trennschicht angeordnet ist.
  10. Pressblech (1) oder Endlosband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Trägerkörper (10) aus einem Metall, vorzugsweise aus Edelstahl, zum Beispiel AISI Nr. 630, AISI 410 oder AISI 304 oder Messing besteht und/oder dass der Prägekörper (11) aus Kupfer, Messing oder Edelstahl besteht, wobei die Dicke in Abhängigkeit von der Strukturtiefe wählbar ist, vorzugsweise 0,3 bis 3,0 mm, besonders bevorzugt 0,3 bis 1,5 mm.
  11. Pressblech (1) oder Endlosband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Oberflächenstrukturierung des Prägekörpers (11) vor der Verbindung mit dem Trägerkörper (10) erfolgt und/oder dass die Oberflächenstrukturierung des Prägekörpers (11) durch Ätzverfahren oder Lasergravurverfahren herstellbar ist.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Pressbleches (1) oder Endlosbandes zur Prägung von Werkstoffen, insbesondere Holzwerkstoffen oder Kunststoffmaterialien, umfassend einen Trägerkörper (10) und einen Prägekörper (11), wobei
    - der Prägekörper (11) durch ein Ätzverfahren, Walzverfahren, Pressverfahren oder einer Lasergravur eine Oberflächenstrukturierung erhält,
    - der Träger- (10) und Prägekörper (11) mit einem Haftmittel (12) verbunden ist, wobei das Haftmittel (12) bei aus Stahl gefertigten Träger- (10) oder Prägekörpern (11)aus einer hochtemperaturbeständigen Magnetfolie besteht, oder dass das Haftmittel aus einem mit Metallpulver dotierten hochtemperaturbeständigen Kleber besteht, welcher bis zu Temperaturen von 250 Grad Celsius einsetzbar ist und oberhalb von Temperaturen von 250 Grad Celsius zur Ablösung getempert wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12,
    gekennzeichnet durch eine reversible Verbindung von Träger- (10) und Prägekörper (11).
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
    gekennzeichnet durch einen Prägekörper (11), welcher zur Oberflächenstrukturierung auf einen Metallzylinder aufgespannt oder aufgalvanisiert wurde und nach dem Abziehen von dem Metallzylinder mit dem Trägerkörper (10) verbunden wird.
  15. Verfahren zur Herstellung geprägter Werkstoffe, insbesondere Holzwerkstoffe oder Kunststoffmaterialien, mittels eines Pressbleches oder Endlosbandes, welche aus einem Trägerkörper (10) und einem Prägekörper (11) mit einer Oberflächenstruktur bestehen, welche durch ein Haftmittel miteinander verbunden sind, wobei das Haftmittel (12) bei aus Stahl gefertigten Träger- (10) und Prägekörpern (11) aus einer hochtemperaturbeständigen Magnetfolie besteht, oder dass das Haftmittel aus einem mit Metallpulver dotierten hochtemperaturbeständigen Kleber besteht, welcher bis zu Temperaturen von 250 Grad Celsius einsetzbar ist und oberhalb von Temperaturen von 250 Grad Celsius zur Ablösung getempert wird.
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