EP3056350A1 - Verfahren zur erzeugung einer oberflächenstruktur auf einer oberfläche eines werkstückes und damit erzeugtes werkstück - Google Patents

Verfahren zur erzeugung einer oberflächenstruktur auf einer oberfläche eines werkstückes und damit erzeugtes werkstück Download PDF

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EP3056350A1
EP3056350A1 EP16000209.3A EP16000209A EP3056350A1 EP 3056350 A1 EP3056350 A1 EP 3056350A1 EP 16000209 A EP16000209 A EP 16000209A EP 3056350 A1 EP3056350 A1 EP 3056350A1
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    • B44—DECORATIVE ARTS
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    • B44C3/025—Superimposing layers to produce ornamental relief structures
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    • B41M3/00—Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C5/00—Processes for producing special ornamental bodies
    • B44C5/04—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a surface structure on a surface of a workpiece and a workpiece produced by the method.
  • a disadvantage of this known production method is the high production costs, which must be operated in terms of mechanical engineering and control technology to permanently and arbitrarily often placed as many different coating materials under the surface-structured press plates of a press that secure the desired product over a longer period of time and in large quantities can be produced in the desired quality. Even motif changes are quite elaborate.
  • the object of the invention is to provide a method and a workpiece produced therewith, whose production costs are substantially reduced and their cost-effectiveness is further improved. Furthermore, the appearance and the feel of the final product should be further increased, ie a wood reproduction should appear even more realistic than is the case with a production with the known production methods. Continue to a much more flexible process for the production of a variety of surface structures are created.
  • the production cost is significantly reduced and the production speed and the possible variety richness significantly increased.
  • the provided with the surface structure surface of a workpiece can then be printed immediately after the printing process in place or in a further process step in a subsequent printing device from another digital print head or by other printing methods one or more colors.
  • the printing material can advantageously be a variety of different media use, such as heat-liquefiable or liquid, curing or drying media, such as UV coatings, melamine resins, mixed resin systems based on MF resins (melamine-formaldehyde resins) or UF resins ( Urea-formaldehyde resins), PU lacquers, PUR lacquers, UV inks or water-based binder inks, each with or without color pigments.
  • heat-liquefiable or liquid curing or drying media, such as UV coatings, melamine resins, mixed resin systems based on MF resins (melamine-formaldehyde resins) or UF resins ( Urea-formaldehyde resins), PU lacquers, PUR lacquers, UV inks or water-based binder inks, each with or without color pigments.
  • this very diverse selectable printing material can be applied in a printing preferably layer thicknesses of 0 up to 500 microns, so that, for example, wood grains can be reproduced very lifelike, as well as all other known Surfaces of rough stone or concrete, but also very smooth surfaces, such as glass or porcelain, can be imitated deceptively real, either the entire surface of a workpiece can be printed over the entire surface or even selected areas and rough, smooth, matte or glossy Subareas can be printed directly next to each other.
  • each sheet, plate or sheet material comes into question, be it from wood, wood materials, plastic, coating materials, films or paper.
  • the workpieces can be present as individual sheets, individual plates or as sheet-like materials, so that this inventive method for producing surface structures in the most varied variants and on the most diverse workpieces can be carried out.
  • the material application of the printing material can take place in a single-pass process or in a multi-pass process, so that the process has an even further increased variability and in the multi-pass process, even greater differences in layer thickness of the surface structures can be realized.
  • the surface structure produced on the surface of a workpiece can be completely random or congruent with a motif applied to the workpiece and / or still to be applied, such as a print motif or a decorative pattern, so that the visual and haptic impressions complement each other favorably ,
  • the method may be selected as printing materials those which are transparent or translucent, at least after a print, so that they are in an imprint on an already existing on the workpiece or previously two-dimensional imprinted print motif let this shine through to the outside, which further improves a spatial effect of the surface structure.
  • the inventive method is also particularly suitable for either changing the printing material from one printing area of the surface of a workpiece to another printing area of the same workpiece or combining it with another printing material, so that different optical, haptic and / or optical material are used on a continuous surface of a workpiece. or chemical properties, such as dirt-repellent properties of the surface structure can be produced.
  • successive printing of different printing materials of a previous printing subsequent printing process in the same or a closely adjacent printing device can be done so quickly one after the other that the printed on the previous printing process printing material is not or not fully cured or is dried and a subset thereof may be with the subsequently applied printing material still a mixture and / or a chemical reaction of the two printing materials, resulting in a variety of other optical and spatial design variants.
  • a workpiece can be produced from a sheet-like, plate-like or web-shaped material which is provided with one or more surface structures printed in the digital printing method, which can not only be printed homogeneously over the entire surface of a workpiece, but also in FIG different areas of a surface of a workpiece may have different surface structures in-side, side by side and / or each other, so that it can be used to produce, for example, one-piece workpieces that give the impression a crafted cassette door by the cassettes are equipped with a different or otherwise aligned wood-like surface structure than the other surfaces.
  • this surface 4 is produced by means of a surface structure 1, 2, 3 on the surface 4 of a workpiece 5 or a cover layer applied thereto or, if the workpiece 5 consists of a film web, on the surface 4 of a workpiece section a digital print head 6 of a digital printer printed.
  • the material surface 4 of the in FIG. 1 shown workpiece 5 is provided with three different surface structures 1, 2, 3. These can be produced by one or different print heads 6 with identical or different printing materials, wherein the print head (s) 6 and the workpiece 5 are moved longitudinally and / or transversely relative to one another.
  • printing material 7 liquefiable or liquid curing media are used as heat, such as UV coatings, melamine resins, mixed resin systems based on melamine-formaldehyde resins or urea-formaldehyde resins, PU coatings, PUR coatings, UV inks or water-based Binder inks, wherein the printing material (7) in a single-pass method in a layer thickness of 0 up to 500 microns or in multi-pass method is applied in an even higher layer thickness.
  • UV coatings such as UV coatings, melamine resins, mixed resin systems based on melamine-formaldehyde resins or urea-formaldehyde resins, PU coatings, PUR coatings, UV inks or water-based Binder inks
  • the workpieces 5 consists of any sheet, plate, or web-shaped material, such as wood, wood materials, plastic, coating materials, films or paper and the material is applied either over the entire surface or only in some areas, depending on the work to be produced from the workpieces Furniture or wall, ceiling or floor panels.
  • the surface structure 1, 2, 3 can be printed as any structure or congruent structure to a arranged on the workpiece 5 pattern, such as a print motif or decor pattern, which can be used as a printed material 7 even after printing transparent or translucent material ,
  • the printing material 7 can be combined or exchanged with a further printing material 7 from a printing area of the surface 4 of a workpiece 5 to another printing area of the same workpiece 5, so that different optical, haptic and / or chemical properties of the surface structures 1, 2, 3 are produced , such as a particularly good resistance to soiling or improved cleaning ability.

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur (1;2;3) auf einer Oberfläche (4) eines flächigen Werkstückes (5) und ein damit hergestelltes Werkstück (5) zur Verfügung gestellt, deren Herstellungsaufwand wesentlich reduziert und deren Wirtschaftlichkeit weiter verbessert ist, wobei die Optik und die Haptik des Endproduktes gegenüber den mit bekannten Herstellungsmethoden gefertigten Werkstücken (5) weiter gesteigert ist, ebenso wie ein wesentlich flexibleres Verfahren zur Herstellung von den unterschiedlichsten Oberflächenstrukturen (1;2;3) geschaffen wurde, was dadurch erzielt wurde, dass die Oberflächenstruktur (1 ;2;3) mittels eines Digitaldruckkopfes (6) eines Digitaldruckers unmittelbar auf die Oberfläche (4) des Werkstückes (5) oder auf eine darauf aufgebrachte Deckschicht aufgebracht wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur auf einer Oberfläche eines Werkstückes und ein nach dem Verfahren erzeugtes Werkstück.
  • Zur Erzeugung von naturgetreu nachgeahmten Holzplatten für den Möbelbau oder als Fußbodenbelag ist es bekannt, mit Dekor versehendes Beschichtungsmaterial in oberflächenstrukturierten Pressen ein- oder beidseitig druck- und prägekonform zu verpressen, DE 10 2013 104 209 A1 .
  • Nachteilig an diesen bekannten Herstellungsverfahren ist der hohe Fertigungsaufwand, der maschinentechnisch und steuerungstechnisch betrieben werden muss, um verschiedene zusammengelegte Beschichtungsmaterialien dauerhaft und beliebig oft so exakt unter den oberflächenstrukturierten Pressblechen einer Presse zu platzieren, dass das gewünschte Produkt über einen längeren Zeitraum und in großen Stückzahlen sicher in der gewünschten Qualität hergestellt werden kann. Auch Motivwechsel gestaltet sich dabei recht aufwendig.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein damit hergestelltes Werkstück zur Verfügung zu stellen, deren Herstellungsaufwand wesentlich reduziert und deren Wirtschaftlichkeit weiter verbessert ist. Weiterhin soll die Optik und die Haptik des Endproduktes weiter gesteigert sein, d.h. eine Holznachbildung soll noch realistischer erscheinen, als dies bei einer Fertigung mit den bekannten Herstellungsmethoden der Fall ist. Weiterhin soll ein wesentlich flexibleres Verfahren zur Herstellung von den unterschiedlichsten Oberflächenstrukturen geschaffen werden.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich dadurch, dass zur Erzeugung der gewünschten Oberflächenstruktur diese mittels eines Digitaldruckkopfes eines Digitaldruckers unmittelbar auf die Oberfläche eines Werkstückes oder auf eine darauf aufgebrachte Deckschicht aufgedruckt wird.
  • Gegenüber Pressverfahren in mit oberflächen-strukturierten Pressblechen ausgestatteten Pressen, aber auch gegenüber Herstellungsverfahren mittels kontinuierlicher Pressen und Prägekalandern bzw. Prägepapieren wird der Fertigungsaufwand erheblich reduziert und die Fertigungsgeschwindigkeit sowie der mögliche Variantenreichtum wesentlich gesteigert. Die mit der Oberflächenstruktur versehene Fläche eines Werkstückes kann dann unmittelbar im Anschluss an das Druckverfahren an Ort und Stelle oder in einem weiteren Verfahrensschritt in einer nachfolgenden Druckvorrichtung von einem weiteren Digitaldruckkopf oder auch mittels anderen Druckverfahren ein- oder mehrfarbig bedruckt werden.
  • Als Druckmaterial lassen sich vorteilhafterweise eine Vielzahl verschiedener Medien benutzen, etwa durch Wärme verflüssigbare oder flüssige, aushärtende bzw. trocknende Medien, wie UV-Lacke, Melaminharze, Mischharzsysteme auf Basis von MF-Harzen (Melamin-Formaldehyd-Harzen) oder UF-Harzen (Harnstoff-Formaldehyd-Harzen), PU-Lacke, PUR-Lacke, UV-Tinten oder wasserbasierende Bindemitteltinten, jeweils mit oder ohne Farbpigmente.
  • Mit diesem sehr vielfältig auswählbaren Druckmaterial lassen sich in einem Druckvorgang bevorzugterweise Schichtstärken von 0 bis zu 500 µm aufbringen, sodass beispielsweise Holzmaserungen sehr naturgetreu wiedergegeben werden können, ebenso wie alle anderen bekannten Oberflächen aus rauem Stein oder Beton, aber auch sehr glatte Oberflächen, wie von Glas oder Porzellan, täuschend echt nachgebildet werden können, wobei entweder die gesamte Oberfläche eines Werkstückes vollflächig bedruckt werden kann oder auch nur ausgesuchte Teilbereiche und auch raue, glatt, matte oder hochglänzende Teilbereiche unmittelbar nebeneinander aufgedruckt werden können.
  • Vorteilhaft ist des Weiteren, dass als Werkstoffe für die Werkstücke jedes bogen-, platten- oder bahnförmiges Material in Frage kommt, sei es aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff, Schichtwerkstoffen, Folien oder Papier. Die Werkstücke können hierbei beliebig als Einzelblätter, Einzelplatten oder als bahnförmige Werkstoffe vorliegen, sodass sich dieses erfinderische Verfahren zur Erzeugung von Oberflächenstrukturen in den vielfältigsten Varianten und auf den unterschiedlichsten Werkstücken durchführen lässt.
  • Der Materialauftrag des Druckmaterials kann dabei im Single-Pass-Verfahren oder auch im Multi-Pass-Verfahren erfolgen, sodass das Verfahren eine noch weiter gesteigerte Variabilität aufweist und im Multi-Pass-Verfahren auch noch größere Schichtdickenunterschiede der Oberflächenstrukturen verwirklicht werden können.
  • Die auf der Oberfläche eines Werkstückes erzeugte Oberflächenstruktur kann dabei als vollkommen beliebige Struktur oder auch deckungsgleich zu einem auf dem Werkstück aufgebrachten und/ oder noch aufzubringenden Motiv sein, wie etwa zu einem Druckmotiv oder einem Dekormuster, sodass sich der optische und der haptisch Eindruck vorteilhaft ergänzen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens können als Druckmaterialien solche ausgewählt sein, die zumindest nach einem Druck durchsichtig oder durchscheinend sind, sodass sie bei einem Aufdruck auf ein bereits auf dem Werkstück vorhandenen oder zuvor zweidimensional aufgedruckten Druckmotiv dieses nach außen durchscheinen lassen, was einen räumlichen Effekt der Oberflächenstruktur weiter verbessert.
  • Das erfinderische Verfahren eignet sich ebenfalls in besonderem Maße dazu, das Druckmaterial von einem Druckbereich der Oberfläche eines Werkstückes zu einem anderen Druckbereich desselben Werkstückes entweder zu wechseln oder mit einem weiteren Druckmaterial zu kombinieren, sodass auf einer durchgängigen Oberfläche eines Werkstückes unterschiedliche optische, haptische und/ oder chemische Eigenschaften, wie etwa schmutzabweisende Eigenschaften der Oberflächenstruktur erzeugt werden können.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfinderischen Verfahrens kann bei nacheinander erfolgendem Druck von unterschiedlichen Druckmaterialien der einem vorausgegangenen Druckvorgang nachfolgende Druckvorgang in der gleichen oder einer nah benachbarten Druckvorrichtung so schnell nacheinander erfolgen, dass das beim vorausgegangenen Druckvorgang aufgedruckte Druckmaterial noch nicht oder noch nicht vollständig ausgehärtet oder abgetrocknet ist und eine Teilmenge davon mit dem nachfolgend aufgebrachten Druckmaterial noch eine Mischung und/ oder eine chemische Reaktion der beiden Druckmaterialien eingehen kann, wodurch sich eine Vielzahl von weiteren optischen und räumlichen Gestaltungsvarianten ergeben.
  • Mit dem erfinderischen Verfahren lässt sich also ein Werkstück aus einem bogen-, platten- oder bahnförmigen Material herstellen, welches mit einer oder mehreren im Digitaldruckverfahren aufgedruckten Oberflächenstrukturen versehen ist, die nicht nur homogen auf der gesamten Oberfläche eines Werkstückes aufgedruckt sein können, sondern auch in unterschiedlichen Bereichen einer Oberfläche eines Werkstückes unterschiedliche Oberflächenstrukturen in-, neben- und/ oder untereinander aufweisen können, sodass sich damit beispielsweise einteilige Werkstücke erzeugen lassen, die den Eindruck einer handwerklich gefertigten Kassettentür erwecken können, indem die Kassetten mit einer anderen oder anders ausgerichteten holzartigen Oberflächenstruktur ausgestattet sind als die übrigen Oberflächen.
  • Nachfolgend wird das Verfahren und ein damit erzeugten Werkstück anhand einer Skizze näher beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Prinzipskizze eines fertig bedruckten Werkstückes mit darüber angeordnetem Digitaldruckkopf.
  • Bei dem erfinderischen Verfahren wird zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur 1;2;3 auf der Oberfläche 4 eines Werkstückes 5 oder einer darauf aufgebrachten Deckschicht, bzw., wenn das Werkstück 5 aus einer Folienbahn besteht, auf der Oberfläche 4 eines Werkstückabschnittes, diese Oberfläche 4 mittels eines Digitaldruckkopfes 6 eines Digitaldruckers bedruckt.
  • Die Werkstoffoberfläche 4 des in der Figur 1 dargestellten Werkstücks 5 ist mit drei verschiedenen Oberflächenstrukturen 1 ;2;3 versehen. Diese können von einem oder von unterschiedlichen Druckköpfen 6 mit identischen oder unterschiedlichen Druckmaterialien erzeugt werden, wobei der oder die Druckköpfe 6 und das Werkstück 5 längs und/ oder quer relativ zueinander bewegt werden.
  • Als Druckmaterial 7 werden etwa über Wärme verflüssigbare oder flüssige aushärtende Medien verwandt, wie UV-Lacke, Melaminharze, Mischharzsysteme auf Basis von Melamin-Formaldehyd-Harzen oder Harnstoff-Formaldehyd-Harzen, PU-Lacke, PUR-Lacke, UV-Tinten oder wasserbasierte Bindemitteltinten, wobei das Druckmaterial (7) im Single-Pass-Verfahren in einer Schichtstärke von 0 bis zu 500 µm oder im Multi-Pass-Verfahren in einer noch höheren Schichtstärke aufgebracht wird.
  • Das Werkstücke 5 besteht aus beliebigem bogen-, platten-, oder bahnförmigem Material, etwa aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff, Schichtwerkstoffen, Folien oder Papier und der Materialauftrag erfolgt entweder vollflächig oder nur in Teilbereichen, etwa in Abhängigkeit von den aus den Werkstücken zu fertigenden Möbel- oder Wand-, Decken- oder Fußbodenplatten.
  • Die Oberflächenstruktur 1;2;3 kann dabei als beliebige Struktur oder als deckungsgleiche Struktur zu einem auf dem Werkstück 5 angeordneten Muster, wie einem Druckmotiv oder Dekormuster aufgedruckt werden, wobei als Druckmaterial 7 auch nach dem Druck durchsichtiges oder durch-scheinendes Material verwandt werden kann.
  • Das Druckmaterial 7 kann von einem Druckbereich der Oberfläche 4 eines Werkstückes 5 zu einem anderen Druckbereich desselben Werkstückes 5 entweder mit einem weiteren Druckmaterial 7 kombiniert oder gewechselt werden, sodass unterschiedliche optische, haptische und/ oder chemische Eigenschaften der Oberflächenstrukturen 1;2;3 erzeugt werden, wie etwa eine besonders gute Verschmutzungsresistenz oder eine verbesserte Reinigungsfähigkeit.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur (1 ;2;3) auf einer Oberfläche (4) eines flächigen Werkstückes (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (1;2;3) mittels eines Digitaldruckkopfes (6) eines Digitaldruckers unmittelbar auf die Oberfläche (4) des Werkstückes (5) oder auf eine darauf aufgebrachte Deckschicht aufgebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckmaterial (7) verflüssigbare oder flüssige Medien verwandt werden, wie UV-Lacke, Melaminharze, Mischharzsysteme auf Basis von Melamin-Formaldehyd-Harzen oder Harnstoff-Formaldehyd-Harzen, PU-Lacke, PUR-Lacke, UV-Tinten oder wasserbasierende Bindemitteltinten.
  3. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmaterial (7) in einer Schichtstärke von 0 bis zu 500µm vollflächig oder nur auf Teilflächen der Oberfläche (4) des Werkstückes (5) aufgebracht wird.
  4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff der Werkstücke (5) bogen-, plattenoder bahnförmiges Material wie aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff, Schichtwerkstoffen, Folien oder Papier benutzt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialauftrag im Single-Pass-Verfahren oder im Multi-Pass-Verfahren erfolgt, und dass im Multi-Pass-Verfahren noch größere Schichtstärken erzeugt werden als im Single-Pass-Verfahren.
  6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (1;2;3) als beliebige Struktur oder als deckungsgleiche Struktur zu einem auf dem Werkstück (5) aufgebrachten und/ oder noch aufzubringenden Motiv, wie einem Druckmotiv oder Dekormuster, erzeugt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckmaterial (7) nach dem Druck durchsichtiges oder durchscheinendes Material verwandt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (1;2;3) oder Teilbereiche davon nach ihrer Erzeugung und/ oder weitere Bereiche der Oberfläche (4) des Werkstückes (5) anschließend nochmals mittels eines weiteren Druckkopfes mit herkömmlicher Drucktinte überdruckt werden.
  9. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmaterial (7) von einem Druckbereich der Oberfläche (4) eines Werkstückes (5) zu einem anderen Druckbereich desselben Werkstückes (5) entweder mit einem weiteren Druckmaterial kombiniert oder gewechselt wird und dass unterschiedliche optische, haptische und/ oder chemische Eigenschaften der Oberflächenstrukturen (1 ;2;3) erzeugt werden.
  10. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei nacheinander erfolgendem Druck von unterschiedlichem Druckmaterial (7) der einem vorausgegangenen Druckvorgang nachfolgende Druckvorgang so schnell aufeinander erfolgt, dass das beim vorausgegangenen Druckvorgang aufgedruckte Druckmaterial (7) noch nicht oder noch nicht vollständig ausgehärtet oder abgetrocknet ist und mit dem nachfolgend aufgebrachten Druckmaterial (7) noch eine teilweise Mischung und/ oder eine chemische Reaktion der beiden Druckmaterialien (7) erzeugt wird.
  11. Werkstück aus einem bogen-, platten- oder bahnförmigen Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass seine Oberfläche (4) unmittelbar oder eine darauf aufgebrachte Deckschicht mit einer oder mehreren im Digitaldruckverfahren aufgedruckten Oberflächenstruktur (1;2;3) bzw. Oberflächenstrukturen (1;2;3) versehen ist.
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