EP3356058B1 - Verfahren zum beschichten eines bevorzugt plattenförmigen werkstücks - Google Patents

Verfahren zum beschichten eines bevorzugt plattenförmigen werkstücks Download PDF

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EP3356058B1
EP3356058B1 EP16774937.3A EP16774937A EP3356058B1 EP 3356058 B1 EP3356058 B1 EP 3356058B1 EP 16774937 A EP16774937 A EP 16774937A EP 3356058 B1 EP3356058 B1 EP 3356058B1
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narrow
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curable substance
surface layer
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Homag GmbH
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    • B27D5/00—Other working of veneer or plywood specially adapted to veneer or plywood
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    • B27D—WORKING VENEER OR PLYWOOD
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    • B27D5/006—Trimming, chamfering or bevelling edgings, e.g. lists
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/08—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line
    • B05C1/086—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line a pool of coating material being formed between a roller, e.g. a dosing roller and an element cooperating therewith
    • B05C1/0865—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line a pool of coating material being formed between a roller, e.g. a dosing roller and an element cooperating therewith the cooperating element being a roller, e.g. a coating roller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2203/00—Other substrates
    • B05D2203/20—Wood or similar material

Definitions

  • the present invention relates to a method which is used in the furniture and construction element industry.
  • plate-shaped workpieces are coated in order to adapt their appearance to individual customer requirements.
  • the workpieces mentioned are preferably plate-shaped workpieces, such as kitchen worktops, shelves, furniture fronts, floor panels or the like, which are at least partially made of wood, wood-based materials or the like.
  • embossing rollers or embossing plates are used, which create a structure depth of approx. 90-120 ⁇ m. In extreme cases, depths of 300 ⁇ m are also achieved or strived for. For each new structure, however, the embossing roller must be adapted or replaced. Individualized one-off production is therefore not possible.
  • the embossing technique mentioned is also only used in flat surfaces are used, so that the range of applications for this process is limited.
  • the device comprises an application device for applying a hardenable mass, in particular a lacquer, and a conveying device for bringing about a relative movement between the application device and the respective workpiece.
  • the application device has at least one micro-nozzle for applying the hardenable mass, and preferably at least one micro-valve.
  • the aim of the present invention is to provide a method for coating plate-shaped workpieces with which an individual, high-quality and continuous coating can be provided.
  • the present invention provides a method according to claim 1 for this purpose. Further preferred embodiments are listed in the dependent claims.
  • the method according to the invention has the advantage that a seamless workpiece coating with a continuous surface in combination with a structure is made possible. By avoiding waste, a reduction in material consumption is achieved. Since it is possible to use the method according to the invention only at a relatively late stage in the process, individualized production can be advanced and workpiece sorting processes and partial buffers of workpieces can be reduced.
  • a three-dimensional structure relates to a structure with a structure depth of at least 90 ⁇ m.
  • the method according to the invention comprises the steps of: pretreating a narrow side of the plate-shaped workpiece to produce a narrow-side surface layer, in particular by means of an edge material strip or a pasty mass, bringing about a relative movement between a workpiece and an application device, which application device is set up for applying a hardenable substance to form a three-dimensional structure is, as well as application of the curable substance and thereby formation of a three-dimensional structure at least in sections in the area of the narrow side surface layer.
  • the curable substance By pretreating the narrow side of the workpiece, particularly in the case of workpieces that have pores or unevenness in this area, these pores or unevenness can be compensated for.
  • the application of the curable substance enables the three-dimensional structure to be formed so that, for example, an appealing external appearance can be achieved.
  • the hardenable substance is also applied to the main side of the workpiece (W). In this way, a uniform design of the workpiece is guaranteed.
  • the application device is guided to the narrow side of the workpiece, or vice versa, the application device performing a continuous application during the movement.
  • This preferred procedure ensures a uniform transition from the main to the narrow side of the workpiece.
  • post-processed edge areas / corner areas which have been machined, for example, as explained above, can be covered and a visually appealing decoration can be provided in the edge or corner area.
  • the narrow side surface layer can be machined before the application of the three-dimensional structure in the edge area / corner area of the narrow side of the workpiece, in particular by means of a milling cutter and / or a scraper. This removes any overhangs and creates a transition from a narrow side to a main side.
  • a radius is provided in the edge region R.
  • the machined edge region (R) can be provided with the hardenable substance and thus a three-dimensional structure is formed. In this way, the machined area, which may be designed as a radius, is covered with the hardenable substance.
  • the three-dimensional structure can simulate a wooden surface. It is thus possible to give a workpiece a freely selectable and possibly higher quality surface structure.
  • the hardenable substance is applied several times in order to increase a structure depth of the three-dimensional structure
  • the narrow side surface layer can remain visible in sections after the application of the curable substance. In this case, the exposed portions of the narrow side surface layer would contribute to the visual appearance.
  • the three-dimensional structure has a structure depth of 90-300 ⁇ m, preferably 150-300 ⁇ m having. In this way, a wood surface structure, but also other three-dimensional structures, can be reproduced in a specific example.
  • a workpiece W is provided, which is, for example, a chipboard, an MDF board, or the like. After such a workpiece W has been cut to size, it has an uneven surface or surface provided with pores in the region of the narrow side. In the context of the present embodiment, this surface is first provided with a blind edge K in order to obtain a flat surface layer (“narrow-side surface layer”).
  • the blind edge K is a strip-shaped coating material with an optically neutral, for example monochrome, appearance.
  • a paste-like mass for example, can also be applied to the narrow side of the workpiece in order to compensate for the unevenness mentioned.
  • the pasty mass can be processed, for example, by means of a grinding device.
  • machining can subsequently be carried out in order to remove possible protrusions of the blind edge K or the pasty mass on the workpieces. In this way, a radius is also introduced in the transition area R between the narrow side and the main side of the workpiece.
  • the narrow side surface layer can be blown off with compressed air or provided with an adhesion promoter.
  • the workpiece is moved into the area of an application device 20 which is set up to apply a three-dimensional structure to the workpiece W.
  • the application unit 20 is pivotable in order to be able to coat the transition area from the narrow side to the main side of the workpiece in addition to the usually flat narrow side.
  • the transition area is usually designed as a radius, which is created, for example, by machining after the blind edge or the pasty mass has been applied.
  • the structure applied by the application unit 20 can be adapted to that which may already be present on the main side of the workpiece W. This concerns both the visual exterior (decoration) and the structure itself, which merges into the surface structure of the main side of the workpiece W in the area of the radius.
  • the application unit 20 is also set up for coating curved narrow sides (barrel profile).
  • the application unit can also be used to treat narrow sides that have already been provided with a profile. This can be, for example, a wave profile, transverse or longitudinal grooves or the like.
  • the blind edge K or the pasty mass can be provided with color particles in such a way that they give the surface to be coated a "basic shade” if the blind edge or the pasty mass is only coated in sections by the application unit 20.
  • a lacquer can be applied to the surfaces of the workpiece W in order to seal them and additionally protect them against mechanical effects or the penetration of moisture.

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, welches im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie zum Einsatz kommt. Insbesondere werden plattenförmige Werkstücke beschichtet, um deren Äußeres individuellen Kundenwünschen anzupassen. Bei den genannten Werkstücken handelt es sich bevorzugt um plattenförmige Werkstücke, wie Küchenarbeitsplatten, Einlegebretter, Möbelfronten, Fußbodenpaneele oder ähnliches, die zumindest teilweise aus insbesondere Holz, Holzwerkstoffen oder dergleichen bestehen.
    • Stand der Technik
  • Im Stand der Technik gibt es den Trend zu Dekoren mit einer dreidimensionalen Prägung, um beispielsweise eine Holzstruktur haptisch zu imitieren. Für die Prägung (im Idealfall "Synchron" zur Holzstruktur) werden Prägewalzen oder Prägebleche eingesetzt, die eine Strukturtiefe von ca. 90-120 µm erzeugen. Im Extremfall werden auch Tiefen von 300 µm erreicht bzw. abgestrebt. Für jede neue Struktur muss allerdings die Prägewalze angepasst bzw. ausgetauscht werden. Eine individualisierte Einzelstückfertigung ist demnach nicht möglich. Die genannte Prägetechnik wird ferner lediglich bei planen Oberflächen zum Einsatz kommen, so dass das Einsatzspektrum dieses Verfahrens eingeschränkt ist.
  • Beim Plattenzuschnitt von plattenförmigen Werkstücken mit Holzstruktur muss, um eine Furnierabwicklung über eine Möbelfront zu erzeugen, der Strukturverlauf an der Bauteiloberfläche berücksichtigt werden. Dieses führt in der Fertigung zu hohem Verschnitt und auf Grund von bspw. Nachbearbeitungen im Kantenbereich mittels Ziehklingen oder ähnlichem kann oftmals keine durchgängige Struktur im Übergangsbereich von einer Hauptseite zu einer Schmalseite des Werkstücks erzeugt werden.
  • Es ist die EP 1 935 657 A1 bekannt, in der eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Beschichten von Werkstücken offenbart wird. Die Vorrichtung umfasst eine Auftrageinrichtung zum Auftragen einer aushärtbaren Masse, insbesondere eines Lacks, und eine Fördereinrichtung zum Herbeiführen einer Relativbewegung zwischen der Auftrageinrichtung und dem jeweiligen Werkstück. Die Auftrageinrichtung weist mindestens eine Mikrodüse zum Auftragen der aushärtbaren Masse, und bevorzugt mindestens ein Mikroventil auf.
    • Gegenstand der Erfindung
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Beschichten von plattenförmigen Werkstücken bereitzustellen, mit dem eine individuelle, qualitativ hochwertige und durchgängige Beschichtung bereitgestellt werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung stellt hierfür ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bereit. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass eine fugenlose Werkstückbeschichtung mit durchgehender Oberfläche in Kombination mit einer Struktur ermöglicht wird. Durch Vermeidung von Verschnitt wird eine Reduzierung des Materialverbrauchs erreicht. Nachdem es möglich ist, das erfindungsgemäße Verfahren erst in einem relativ späten Prozessstadium einzusetzen, kann eine individualisierte Fertigung vorangetrieben und dabei Werkstücksortiervorgänge und Teilpuffern von Werkstücken reduziert werden.
  • Eine dreidimensionale Struktur betrifft im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Struktur mit einer Strukturtiefe von mindestens 90 µm.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte: Vorbehandeln einer Schmalseite des plattenförmigen Werkstücks zur Erzeugung einer Schmalseitenoberflächenschicht, insbesondere mittels eines Kantenmaterialstreifens oder einer pastösen Masse, Herbeiführen einer Relativbewegung zwischen einem Werkstück und einer Auftragsvorrichtung, welche Auftragsvorrichtung zum Auftragen einer aushärtbaren Substanz zur Ausbildung einer dreidimensionalen Struktur eingerichtet ist, sowie Auftragen der aushärtbaren Substanz und hiermit Ausbildung einer dreidimensionalen Struktur zumindest abschnittsweise im Bereich der Schmalseitenoberflächenschicht.
  • Durch das Vorbehandeln der Schmalseite des Werkstücks können insbesondere bei Werkstücken, die Poren oder Unebenheiten in diesem Bereich aufweisen, diese Poren oder Unebenheiten ausgeglichen werden. Das Auftragen der aushärtbaren Substanz ermöglicht das Ausbilden der dreidimensionalen Struktur, so dass bspw. u.a. ein ansprechendes äußeres Erscheinungsbild erreicht werden kann.
  • Dabei wird die aushärtbare Substanz zusätzlich auf der Hauptseite des Werkstücks (W) aufgetragen. Auf diese Weise wird eine einheitliche Gestaltung des Werkstücks gewährleistet.
  • Ferner wird die Auftragsvorrichtung ausgehend von einer Hauptseite des Werkstücks zur Schmalseite des Werkstücks geführt wird, oder umgekehrt, wobei die Auftragsvorrichtung während der Bewegung einen kontinuierlichen Auftrag durchführt. Durch diese bevorzugte Verfahrensweise wird ein einheitlicher Übergang von der Haupt- zur Schmalseite des Werkstücks gewährleistet. Ferner können nachbearbeitete Kantenbereiche/Eckbereiche, die wie voranstehend erläutert bspw. spanend bearbeitet wurden, überdeckt und im Kanten- bzw. Eckbereich ein optisch ansprechendes Dekor bereitgestellt werden.
  • Ferner kann die Schmalseitenoberflächenschicht vor dem Auftragen der dreidimensionalen Struktur im Kantenbereich/ Eckbereich der Schmalseite des Werkstücks spanend bearbeitet werden, insbesondere mittels eines Fräser und/oder einer Ziehklinge. Somit werden mögliche Überstände entfernt und ein Übergang von einer Schmalseite zu einer Hauptseite eingebracht. Insbesondere wird im Kantenbereich R ein Radius vorgesehen.
  • Im Rahmen der Erfindung kann der bearbeitete Kantenbereich (R) mit der aushärtbaren Substanz versehen werden und somit eine dreidimensionalen Struktur ausgebildet wird. Auf diese Weise wird der bearbeitete Bereich, der ggf. als Radius ausgebildet ist, mit der aushärtbaren Substanz bedeckt.
  • Im Rahmen der Erfindung kann die dreidimensionale Struktur eine Holzoberfläche nachbilden. Somit ist es möglich, einem Werkstück eine frei wählbare und ggf. hochwertigere Oberflächenstruktur zu verleihen.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird das Auftragen der aushärtbaren Substanz mehrfach durchgeführt, um eine Strukturtiefe der dreidimensionalen Struktur zu erhöhen Im Rahmen der Erfindung kann die Schmalseitenoberflächenschicht nach dem Auftragen der aushärtbaren Substanz abschnittsweise sichtbar bleiben. In diesem Fall würden die freiliegenden Abschnitte der Schmalseitenoberflächenschicht zum optischen Äußeren beitragen. Alternativ ist es möglich, die Schmalseitenoberflächenschicht beim Auftragen der aushärtbaren Substanz vollständig mit dieser zu bedecken, so dass lediglich die aushärtbare Substanz wahrnehmbar ist.
  • Ferner ist es bevorzugt, dass die dreidimensionale Struktur eine Strukturtiefe von 90-300 µm, bevorzugt 150-300pm aufweist. Auf diese Weise kann in einem konkreten Beispiel eine Holzoberflächenstruktur, jedoch auch andere dreidimensionale Strukturen, nachgebildet werden.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnung
    • Fig. 1
    ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens
    Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Nachfolgend wird anhand der schematischen Darstellung von Figur 1 eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Weitere in diesem Zusammenhang genannte Modifikationen bestimmter Merkmale können jeweils einzeln miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen auszubilden.
  • Zunächst wird ein Werkstück W bereitgestellt, bei dem es sich bspw. um eine Spanplatte, eine MDF-Platte, oder Ähnliches, handelt. Nach dem Zuschnitt eines solchen Werkstücks W weist dieses im Bereich der Schmalseite eine unebene bzw. mit Poren versehene Oberfläche auf. Diese Oberfläche wird im Rahmen der vorliegenden Ausführungsform zunächst mit einer Blindkante K versehen, um eine ebene Oberflächenschicht zu erhalten ("Schmalseitenoberflächenschicht"). Die Blindkante K ist ein streifenförmiges Beschichtungsmaterial mit einem optisch neutralen, beispielsweise einfarbigen, Erscheinungsbild.
  • Alternativ zur Blindkante kann bspw. auch eine pastöse Masse an der Schmalseite des Werkstücks aufgetragen werden, um die genannten Unebenheiten auszugleichen. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt kann die pastöse Masse beispielsweise mittels einer Schleifeinrichtung bearbeitet werden.
  • Nachdem die Schmalseitenoberflächenschicht bereitgestellt wurde, kann im Nachgang eine spanende Bearbeitung durchgeführt werden, um mögliche Überstände der Blindkante K bzw. der pastösen Masse an den Werkstücken zu entfernen. Auf diese Weise wird ferner ein Radius im Übergangsbereich R zwischen der Schmalseite und der Hauptseite des Werkstücks eingebracht.
  • Darüber hinaus ist es in einem optionalen Verfahrensschritt möglich, die Blindkante K bzw. die pastöse Masse einer Vorbehandlung zu unterziehen, um die Haftungseigenschaften für die durch eine Auftragsvorrichtung 20 aufzutragende, aushärtbare Substanz zu erhalten. Beispielsweise kann die Schmalseitenoberflächenschicht mit Druckluft abgeblasen oder mit einem Haftvermittler versehen werden.
  • In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird das Werkstück in den Bereich einer Auftragsvorrichtung 20 bewegt, die eingerichtet ist, eine dreidimensionale Struktur am Werkstück W aufzutragen. Damit die mit der Schmalseitenoberflächenschicht versehene Schmalseite des plattenförmigen Werkstücks W fugenlos beschichtet werden kann, ist die Auftragseinheit 20 schwenkbar vorgesehen, um neben der üblicherweise flachen Schmalseite auch den Übergangsbereich von der Schmalseite zur Hauptseite des Werkstücks beschichten zu können. Dabei ist der Übergangsbereich, wie voranstehend erläutert, üblicherweise als Radius ausgebildet, der bspw. durch eine Bearbeitung nach Aufbringung der Blindkante bzw. der pastösen Masse entsteht.
  • Im Zuge des Auftrags kann die durch die Auftragseinheit 20 aufgetragene Struktur an diejenige angepasst werden, die ggf. bereits auf der Hauptseite des Werkstücks W vorhanden ist. Dies betrifft sowohl das optische Äußere (Dekor) als auch die Struktur an sich, die im Bereich des Radius in die Oberflächenstruktur der Hauptseite des Werkstücks W übergeht. Alternativ ist es möglich, sowohl die Schmalseite als auch die Hauptseite in einem Arbeitsgang mittels der Auftragseinheit 20 zu beschichten, und auf diese Weise auch einen fugenlosen Übergang zwischen Schmalseite und Hauptseite des Werkstücks sicherzustellen.
  • Obwohl im Rahmen der bevorzugten Ausführungsform eine flache Schmalseite beschrieben wurde, ist ersichtlich, dass die Auftragseinheit 20 ferner zur Beschichtung von gewölbten Schmalseiten (Tonnenprofil) eingerichtet ist. Auch können mittels der Auftragseinheit Schmalseiten behandelt werden, die bereits mit einem Profil versehen sind. Hierbei kann es sich bspw. Wellenprofil, Quer- oder Längsrillen oder ähnliches handeln.
  • Die Blindkante K bzw. die pastöse Masse können gemäß einer Variante derart mit Farbpartikeln versehen sein, dass diese der nachfolgend zu beschichtenden Oberfläche einen "Grundton" verleihen, falls die Blindkante bzw. die pastöse Masse durch die Auftragseinheit 20 lediglich abschnittsweise beschichtet werden.
  • Ferner kann in einem abschließenden Verfahrensschritt ein Lack auf den Oberflächen des Werkstücks W aufgetragen werden, um diese zu versiegeln und zusätzlich gegen mechanische Einwirkung oder das Eindringen von Feuchtigkeit zu schützen.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Beschichten eines plattenförmigen Werkstücks, das zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Verbundstoffen, oder einer Kombination hiervon besteht, umfassend die Schritte:
    Vorbehandeln einer Schmalseite des plattenförmigen Werkstücks zur Erzeugung einer Schmalseitenoberflächenschicht, insbesondere mittels eines Kantenmaterialstreifens (K) oder einer pastösen Masse,
    Herbeiführen einer Relativbewegung zwischen einem Werkstück (W) und einer Auftragsvorrichtung (20), welche Auftragsvorrichtung (20) zum Auftragen einer aushärtbaren Substanz zur Ausbildung einer dreidimensionalen Struktur eingerichtet ist,
    Auftragen der aushärtbaren Substanz und hiermit Ausbildung einer dreidimensionalen Struktur zumindest abschnittsweise im Bereich der Schmalseitenoberflächenschicht,
    dadurch gekennzeichnet, dass die aushärtbare Substanz zusätzlich auf der Hauptseite des Werkstücks (W) aufgetragen wird und die Auftragsvorrichtung (20) ausgehend von einer Hauptseite des Werkstücks zur Schmalseite des Werkstücks (W) geführt wird, oder umgekehrt, wobei die Auftragsvorrichtung (20) während der Bewegung einen kontinuierlichen Auftrag durchführt.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Schmalseitenoberflächenschicht vor dem Auftragen der aushärtbaren Substanz im Kantenbereich (R) der Schmalseite des Werkstücks (W) spanend bearbeitet wird, insbesondere mittels eines Fräser und/oder einer Ziehklinge.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der bearbeitete Kantenbereich (R) mit der aushärtbaren Substanz versehen wird und somit eine dreidimensionalen Struktur ausgebildet wird.
  4. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die dreidimensionale Struktur eine Holzoberfläche nachbildet.
  5. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Auftragen der aushärtbaren Substanz mehrfach durchgeführt wird, um eine Strukturtiefe der dreidimensionalen Struktur zu erhöhen.
  6. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Schmalseitenoberflächenschicht nach dem Auftragen der aushärtbaren Substanz abschnittsweise sichtbar bleibt.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-5, bei dem die Schmalseitenoberflächenschicht beim Auftragen der aushärtbaren Substanz vollständig mit dieser bedeckt wird.
  8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-7, bei dem die dreidimensionale Struktur eine Strukturtiefe von 90-300 µm, bevorzugt 150-300µm aufweist.
EP16774937.3A 2015-10-02 2016-09-29 Verfahren zum beschichten eines bevorzugt plattenförmigen werkstücks Active EP3356058B1 (de)

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