EP3415319B1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer dekorativen oberfläche - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer dekorativen oberfläche Download PDF

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EP3415319B1
EP3415319B1 EP18168263.4A EP18168263A EP3415319B1 EP 3415319 B1 EP3415319 B1 EP 3415319B1 EP 18168263 A EP18168263 A EP 18168263A EP 3415319 B1 EP3415319 B1 EP 3415319B1
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EP
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lacquer
layer
workpiece
lacquer layer
liquid
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René Pankoke
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Hymmen GmbH Maschinen und Anlagenbau
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Hymmen GmbH Maschinen und Anlagenbau
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Publication date
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    • E04F13/0873—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements having an ornamental or specially shaped visible surface the visible surface imitating natural stone, brick work, tiled surface or the like
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    • E04F15/107—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements of other materials, e.g. fibrous or chipped materials, organic plastics, magnesite tiles, hardboard, or with a top layer of other materials composed of several layers, e.g. sandwich panels

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for producing a decorative surface.
  • a decorative surface for furniture, floor panels or wall panels is state of the art.
  • Surfaces of workpieces e.g. Particle board or MDF board, coated with a decorative printed paper or printed immediately after applying a white primer and provided with a protective lacquer.
  • the surfaces are often replicas of real wooden surfaces, stones or tiles. Both the image (decor) of the corresponding surfaces and the tactile "haptic" structure (tactile wood pores and knotholes or cracks or small holes, depressions in the stone) are reproduced.
  • the surfaces which are coated can (also in the sense of the present invention) be rolled goods such as printed paper or printed plastic films. In the same way, a metal web from the roll (e.g. so-called coil material) can also be coated in the sense of the present invention.
  • the optical reproduction of decorative images is generated both with analog printing methods and with digital printing methods based on a digital image template.
  • an analogous method is used according to the prior art, such as embossing with structured embossing plates (“matrices”).
  • embossing rollers or structured coating rollers are used.
  • the DE 10 2007 055 053 A1 discloses a method for processing a structured surface of an embossing tool ("die"), wherein the degree of gloss of a first coating differs from that of a second coating, for example to better emulate wood pores.
  • die embossing tool
  • the embossing tool is pressed after pressing with an optical viewing angle of less than 45 degrees in the backlight, the wood pores decoratively printed in the paper are also visible through differences in the gloss level of the hardened melamine surface, molded from the differently processed surface of the die.
  • the production of such an embossing tool is a complex process. These embossing tools are mostly used in short-cycle presses, in which the change from one embossing tool to the other takes a long time, at least about 15 to 30 minutes.
  • the DE 10 2009 044 802 A1 shows a method and an apparatus for generating a three-dimensional surface structure on a workpiece by means of digital printing technology.
  • the DE 10 2015 110 236 A1 finally shows a method and a device for structuring a liquid base layer on a workpiece by means of digital printing technology.
  • the object of the present invention to produce an optically and haptically appealing surface and thereby a quick change from one surface to the next to achieve without wasting time and without the high cost of producing a special embossing tool. Furthermore, the task is to be solved to arrange the optical and haptic properties of the surface in a spatially appropriate manner, that is to say, for example, to be able to arrange a glossy pore spatially exactly above the optically printed wooden pore.
  • “Spatially suitable” is to be understood here as a tolerance of less than 2 mm, preferably less than 1 mm, between the decorative image and the haptic "pore” (hereinafter referred to as "synchronous structure").
  • a method for producing a decorative and structured surface with different degrees of gloss wherein a workpiece is fed to a device for applying paint, preferably a full-area application of a first liquid paint layer with a coarse structuring, in which there is a difference in thickness between thicker areas and thinner ones Ranges at least 50 microns, particularly preferably at least 100 microns.
  • droplets on partial areas of the first lacquer layer on the workpiece are digitally sprayed with a preferably at least partially transparent lacquer for applying a second lacquer layer to the first lacquer layer.
  • the second layer of paint after curing has a different gloss level than the first layer of paint.
  • the applied lacquer layers are preferably at least partially cured. This is preferably done by physically drying and / or chemically curing at least one applied coating layer.
  • the workpiece is fed to a digital printing station in order to carry out the digital spraying of the droplets in particular.
  • Digital control data are provided for the digital printing station. These can be designed, for example, in such a way that the droplets are sprayed on in accordance with a decorative image which is located on the workpiece or on one of the lacquer layers applied.
  • control data are preferably obtained from a digitized version of the decorative image, in particular from an image file.
  • a further method step is preferably provided in which the applied first lacquer is at least partially hardened.
  • a further method step is provided in which a third liquid, preferably at least partially transparent, lacquer layer is applied at least over partial regions of the workpiece or the applied lacquer layers to produce a fine structuring in regions.
  • a synchronous structure is preferably formed in this way, a decorative image being located underneath.
  • the workpiece is preferably printed with a decorative image before the method is carried out.
  • a further method step is preferably provided in which at least one of the applied lacquer layers and / or the workpiece itself is printed with a decorative image, preferably using at least two different colors.
  • the digital print data available for the decorative image are preferably used in an identical form or in a form modified by a digital manipulation method as the basis for the digital control data provided.
  • the first lacquer is preferably also applied with at least one pressure roller, which is on a surface of the Rolls workpiece or on a layer applied to the workpiece, in particular a base layer.
  • the pressure roller is preferably designed to transfer a rough structuring to the first lacquer layer or the base layer. This can be done, for example, by embossing.
  • a structured roller can preferably also be used, which transfers higher layer thicknesses in some places than in others.
  • the at least one base layer or the first lacquer layer preferably has a rough structuring with a difference in thickness between thicker regions and thinner regions of at least 50 ⁇ m, preferably at least 80 ⁇ m, particularly preferably at least 125 ⁇ m.
  • the tangible impression of a comparatively "deep” structure i.e. with depressions or elevations of more than 100 ⁇ m should preferably be displayed without the precise synchronous structure being necessary for a realistic impression of the viewer given the particularly deep portions of the surface.
  • the requirements for the manufacturing process of the comparatively “deep” structure are preferably not as high as the requirements for producing a spatially suitable structure, as described above.
  • the second lacquer and / or the third lacquer is preferably applied by at least one digital print head.
  • a liquid lacquer is preferably first applied and then droplets of lacquer from the third layer of lacquer into the preferably still liquid, especially preferably partially liquid or partially cured, sprayed on material to produce a fine structure.
  • the liquid lacquer can be, for example, the first or second lacquer layer, or a separate lacquer layer can be applied for this purpose.
  • the structuring can be achieved by varying the impact speed and / or the mass or the volume of the droplets in such a way that they either completely or partially penetrate into the lacquer layer and thus produce depressions in the lacquer layer. Depending on the impulse of the droplet hitting it, an accumulation of displaced lacquer can also be achieved around the resulting depression.
  • the droplets can also be applied to the lacquer layer in such a way that they do not sink into the lacquer layer, or do so only slightly, so that they, at least in part, form a structure which is located on the lacquer layer or has only partially sunk into it.
  • the method is designed such that each droplet can be applied to the lacquer layer with a different impact speed and / or mass or volume.
  • the paint droplets of the second or third paint layer preferably consist of a different material than the liquid paint to which they are applied.
  • the paint droplets of the second or third paint layer preferably undergo a chemical reaction with the liquid paint, which optically and / or haptically changes the surface at the points.
  • the paint droplets of the second or third paint layer preferably evaporate through a physical reaction after impacting the liquid paint, preferably within less than five minutes by evaporation, preferably within less than one minute.
  • At least one of the lacquers used or one of the lacquer layers applied consists of an at least partially transparent lacquer, so that in particular a decorative image arranged underneath can be optically recognized by the two lacquer layers.
  • the drying and / or curing preferably takes place with an electromagnetic radiation source, preferably with a wavelength of 172 nm, particularly preferably with an excimer lamp, and / or with an electron beam source, and / or with a UV light source, and / or with an IR -Light source, and / or with a blower that blows air onto the workpiece or its lacquer layers, the air preferably being heated by at least 10 ° C. with respect to the ambient air.
  • an electromagnetic radiation source preferably with a wavelength of 172 nm, particularly preferably with an excimer lamp, and / or with an electron beam source, and / or with a UV light source, and / or with an IR -Light source, and / or with a blower that blows air onto the workpiece or its lacquer layers, the air preferably being heated by at least 10 ° C. with respect to the ambient air.
  • the disclosed method is not limited to the order of the method steps shown. Rather, other methods can also be obtained that also fall within the claimed scope of protection, in that individual steps are interchanged, supplemented or repeated.
  • the third lacquer layer can also be applied before the second lacquer layer.
  • the naming of the paint layers in "First", “second” and “third” lacquer layers therefore only serve to differentiate the individual lacquer layers and should not be understood in the sense of a processing or application sequence.
  • a device for carrying out the method described above is also provided with a station for coating application and a device for feeding the workpiece to the station for coating application.
  • This has a first printing station, which is designed for the full application of a first liquid lacquer to the workpiece, the first liquid lacquer having a rough structure.
  • a second, digital, printing device is provided, which is designed to apply a second lacquer layer to the first lacquer layer.
  • a station is preferably provided for at least partially curing the applied lacquer layers, in particular the first and second lacquer layers.
  • the second, digital, printing device is preferably also designed to apply a liquid, at least partially transparent, lacquer layer to produce a fine structuring in regions.
  • the device furthermore has a station for, in particular digital, application of a third liquid, at least partially transparent lacquer layer for producing a fine structuring in regions.
  • At least one pressure roller is also provided, which rolls on a surface of the workpiece and is designed to apply a rough structuring into the first lacquer layer.
  • At least one electromagnetic radiation source in particular an excimer lamp, preferably with a wavelength of 172 nm, is preferably also provided.
  • an IR and / or UV light source and / or an electron beam source is preferably provided.
  • a blower is preferably provided for this purpose, which is designed to blow air onto the workpiece, in particular onto the applied lacquer layers.
  • a station that is designed to apply at least one liquid base layer and / or a station that is designed to structure at least one base layer is preferably provided.
  • the device according to the invention is not limited to the features described above. Rather, further devices can be formed, which also fall within the scope of protection as claimed, for example by providing several of the same features described above, or by changing the order in which they are arranged.
  • the stations for applying the second and third lacquer layers can also be identical.
  • the second layer of lacquer provides the surface of the workpiece with different degrees of gloss, so that the degree of gloss can preferably be adapted to an underlying decorative image.
  • digitally applying the second Varnish view can be individually adjusted depending on the digital print template, the degree of gloss on the surface, whereby successive workpieces with different degrees of gloss can be printed at different locations without the need to replace a die or another tool.
  • the degree of gloss of individual paint layers preferably deviates from one another by at least 10 gloss units, preferably at least 20 gloss units, the gloss units being measured at an angle of 60 ° in accordance with DIN EN ISO 2813: 2015-02. This makes a visually noticeable difference in gloss visible.
  • the setting of the degree of gloss can be varied during printing by the droplet size and / or the number of droplets per surface or by the use of matting agents.
  • the gloss measurement is carried out in accordance with DIN EN ISO 2813: 2015-02.
  • the unit of measurement used is GU (Gloss Units).
  • the amount of light reflected on the surface depends on the angle of incidence and the properties of the surface.
  • different angles of incidence (20 °, 60 ° and 85 °) can be used to determine the degree of reflection, preferably measuring with the angle of incidence of 60 °.
  • the mean value of measurements at the three angles of incidence can also be used.
  • the reflectance compares the light energy emitted and received by a gloss meter in percent at a certain angle of incidence.
  • a structured surface of the workpiece can, for example, have a structure depth of 5 to 300 ⁇ m (micrometers), preferably 10 to 90 ⁇ m (micrometers).
  • the droplets of the second lacquer layer are sprayed on with a droplet size preferably less than 100 pL (picoliter), in particular less than 10 pL (picoliter).
  • Different gloss levels can also optionally be set on the second lacquer layer, so that there may also be gloss differences within the second lacquer layer.
  • a colored decorative image can be printed using the analog process, for example using printing rollers, or using digital print heads.
  • the first lacquer layer can be used to apply a transparent lacquer layer to an existing decorative image.
  • a liquid base layer is applied and a structure is introduced into the still liquid base layer by means of digital printheads or other structuring means, in order to then fix the structured base layer.
  • the structured base layer can then optionally form the first lacquer layer or a first lacquer layer is then applied to the structured base layer.
  • only the areas provided with a structure or only the areas without structure can be printed with the second lacquer layer. This allows an essentially congruent arrangement of structured areas and shiny or matt areas.
  • a third liquid, at least partially transparent, varnish is now applied to the applied layers of lacquer with a coarse structure and preferably a visible decorative pattern, in order to produce a fine structure in some areas.
  • This third lacquer is then preferably cured, the difference in thickness in the area of fine structuring on the third lacquer layer preferably being less than 50 ⁇ m, in particular less than 30 ⁇ m, for example between 5 ⁇ m and 25 ⁇ m.
  • the visible decorative image is coated with at least two layers of lacquer, which produce a different structure on the surface, a coarse structure with larger differences in thickness and a fine structure with smaller differences in thickness. This makes the surface less uniform in appearance and feel.
  • the degree of gloss in the area of fine structuring is preferably different by at least 10 gloss units than in the area of coarse structuring.
  • the degree of gloss of the first and / or second lacquer layer can preferably be at least 20 gloss units deviate from the gloss level of the third layer of lacquer, whereby the gloss units are measured according to DIN EN ISO 2813: 2015-02 at an angle of 60 °. This makes an optically clearly perceptible gloss effect recognizable.
  • the setting of the degree of gloss can be varied during printing by the droplet size and / or the number of droplets per surface or by the use of matting agents.
  • the first lacquer is preferably applied with at least one pressure roller which rolls on a surface of the workpiece.
  • the pressure roller can, for example, be engraved and have an elastic material on an outer surface or an inner ring. Then the engraved roller can roll directly on the surface of the workpiece.
  • the first paint can be applied via at least two rollers, the first paint being transferred from a first roller to a second application roller, which then transfers the first paint onto the surface of the workpiece.
  • the third lacquer for producing the fine structuring is preferably applied by at least one digital print head.
  • an optical area of a decorative image can be arranged in a spatially appropriate manner in terms of its haptic properties.
  • a fine wood grain that is arranged congruently with a wood grain of the decor picture can be reproduced via the fine structuring.
  • the application of the third lacquer can also take place after the application of an initially liquid lacquer, in which case lacquer droplets of the third lacquer layer are then sprayed into the still liquid material to produce a fine structuring.
  • the droplets of paint from the same material as the liquid layer.
  • a large number of paint droplets are applied to the still liquid paint layer with digital print heads, for example using paint droplets with a volume of less than 10 pL, which are sprayed onto the still liquid paint at a speed greater than 1 m / s.
  • the paint droplets consist of a different material than the liquid paint, which, after striking, undergo a chemical reaction with the liquid paint, which changes the surface optically or haptically at the points.
  • the liquid lacquer can also cause a physical reaction by striking the liquid lacquer, the sprayed droplets evaporating within less than five minutes, preferably less than one minute, by evaporation.
  • the method is preferably used for plate-shaped workpieces, in particular made of a wooden material or a plastic plate.
  • Alternative embodiments can also be wood / plastic mixing plates, for example so-called WPC plates, or plastic / mineral material mixtures, for example "filled plastics".
  • PP, PE, PVC and other plastics are also suitable, for example.
  • This can be, for example, decoratively printed paper or a plastic film, for example made of ABS, PP, PE or similar materials.
  • the paper can have a basis weight between 20 g / m2 and 300 g / m2.
  • the plastic films can have a thickness of 0.05 mm to 5 mm.
  • the rolled goods can, for example, be edgebands that are attached to End faces of plate-shaped workpieces are fixed in the manufacture of furniture panels.
  • FIG. 1 A plate-shaped workpiece 1.0 is shown, on which an optional first base layer 1.1 is applied to a surface.
  • a decorative image for example a wood replica or a tile representation, is optionally printed on the workpiece 1.0 before the first base layer 1.1 is applied.
  • a decorative image can also be printed on after the application of the first base layer 1.1 or after the application of a structured second base layer 1.2, for example using a single or multi-color digital printer.
  • the first one Base layer 1.1 can be designed as a decorative image with several colors.
  • a second liquid base layer 1.2 is applied on the first base layer 1.1.
  • This second base layer 1.2 has been structured by digitally sprayed-on droplets 1.3, so that the surface is no longer flat, but has a structure and forms a first lacquer layer with a rough structure.
  • a first lacquer layer 1.4 is then applied, which has a first degree of gloss.
  • a second lacquer layer 1.5 is then applied to the first lacquer layer 1.4 by means of droplet delivery via digital printheads to produce a fine structuring, the second lacquer layer 1.5 only partially covering the surface of the first lacquer layer 1.4.
  • the lacquer layers 1.4 and 1.5 are cured in succession or together, for example by means of UV radiation. After curing, the second lacquer layer 1.5 has a different gloss level than the first lacquer layer.
  • the second base layer 1.2 By means of digitally sprayed-on droplets 1.3, it is also possible to structure a base layer by other methods, for example using only area-wise application or embossing dies, or using structured rollers that apply variable layer thicknesses. It is also possible to apply the decor image to a structured surface instead of a flat surface.
  • Fig. 2 is a plan view of the plate-shaped workpiece 1.0 of the Fig. 1 shown and it can be seen that the decorative image comprises a wood pore 2.5 and grained wood areas 2.4.
  • the different areas of the wood pore 2.5 and the grained wood areas 2.4 can also have a different degree of gloss due to the second lacquer layer 1.5, the decorative areas of the image and the different gloss areas due to the lacquer application preferably being congruent.
  • a carrier plate made of a wood material, or a plastic plate, or a plate made of another material with a thickness of at least 4 mm, preferably 8 to 16 mm and external dimensions of at least 200 mm width and at least 400 mm length is initially included coated with a UV-curing, white basecoat, for example in an amount of about 20 g / m 2. This white base coat is then cured under UV radiation.
  • the carrier plate is then fed to a digital printing device in which a printed image, for example a replica of small tiles as a mosaic, a wood decor or another pattern, for example with a four-color print as CMYK, is applied.
  • a printed image for example a replica of small tiles as a mosaic, a wood decor or another pattern, for example with a four-color print as CMYK, is applied.
  • a pattern with two differently colored mosaic tiles is shown for a printed image, which is printed on a plate-shaped workpiece 3.0, light mosaic tiles 3.1 and darker mosaic tiles 3.2 being provided.
  • a thin base lacquer layer 1.1 of 5 to 15 g / m 2 of a likewise UV-curing lacquer is applied to the workpiece 3.0 printed in this way and (partially) cured with UV light.
  • this base lacquer layer can also be omitted completely or replaced by a solvent lacquer or an aqueous acrylate lacquer, which is then physically dried, for example.
  • a second base layer 1.2 is then applied to the first base layer 1.1 or alternatively directly to the printed image as a radiation-curing lacquer layer with a coarse structure, which is produced as described above, preferably on an acrylate basis, in a layer thickness of 100 to 500 ⁇ m.
  • the base layer 1.2 can be applied by digital print heads or by pressure rollers or other methods.
  • a transparent lacquer layer consisting of droplets 1.3 is optionally applied to the still liquid layer by means of a digital print template with digital print heads.
  • the droplet size can vary between 1 pL and 100 pL.
  • the digital print template used is the one that was also used to print the tile mosaic described above. This template is previously electronically modified so that only the intermediate spaces 3.3 of the mosaic tiles 3.1 and 3.2 are printed, so that the second base lacquer layer 1.2 has depressions accordingly of a joint picture.
  • the radiation-curing base lacquer layer 1.2 is then cured together with the droplets 1.3 using a UV lamp. In an alternative embodiment, curing can also take place by means of electron radiation.
  • the result is a carrier plate printed with a tile mosaic, in which the intermediate spaces 3.3 are recessed by 10 ⁇ m to 60 ⁇ m as joints between the mosaic tiles 3.1 and 3.2.
  • the degree of gloss of at least parts of the entire surface is then adjusted to the desired value by the at least partial application of a first lacquer layer 1.4 with subsequent drying, the degree of gloss of the sprayed droplets 1.3 deviating from the degree of gloss of the second lacquer layer 1.4.
  • the additional application of a third lacquer layer 1.5 can also be carried out before or after the hardening of the second lacquer layer 1.4, the third lacquer layer 1.5 also consisting of a large number of droplets with a size of 3 to 100 pL released onto the surface.
  • this third lacquer layer both the degree of gloss in partial areas can be changed again and the surface structure depth of the not yet hardened lacquer layer 1.4 can be influenced.
  • the lacquer layers 1.4 and 1.5 can also be omitted completely if, at the same time as the second base lacquer layer 1.2 applied for structuring, the degree of gloss is also changed by applying the first lacquer layer 1.3.
  • the surface of the mosaic tiles 3.1 and 3.2 now has a value of, for example, 60 to 90 gloss units, while the degree of gloss at the spaces 3.3 is, for example, only 20 to 40 gloss units.
  • the degree of gloss at the gaps 3.3 can also be reduced by a further lacquer layer, which is then printed by a further digital printing device with a transparent, UV-curing lacquer in the lowered gaps. Then more than just two layers of lacquer are applied to adjust the degree of gloss.
  • Droplet sizes of 3 to 6 pL are used to print a more matt lacquer layer, which are cured within 0.5 to 2 seconds after hitting the surface by means of UV-LED radiation to such an extent that they can no longer flow. This creates a surface structure in these areas that no longer reflects the incident light.
  • the degree of gloss is thus reduced to values of 30 gloss units or less, preferably to 15 gloss units or less.
  • the second lacquer layer can optionally have a higher or lower degree of gloss than the first lacquer layer.
  • the degree of gloss can be set using the following methods, for example:
  • Matt areas through the first lacquer layer consist of previously applied (analog or digital) matt lacquer, for example with matting agents or by excimer matting.
  • Glossy areas of the second lacquer layer consist of lacquer applied by digital printheads, which is formed from a large number of individual droplets, which results in a section that is very smooth in some sections and thus a high degree of gloss.
  • the droplets have a size of at least 6 pL, and curing takes place only after a development phase of at least 1 sec, preferably only after more than 5 sec.
  • the glossy areas of the first layer of paint consist of glossy paint applied beforehand (analog or digital).
  • Matt areas of the second lacquer layer consist of digitally applied lacquer from a large number of smallest droplets with a droplet size of less than 8 pL, preferably less than 3 pL, which within less than 3 seconds after application, preferably less than one second after application, are at least partially cured.
  • curing is preferably carried out by a UV-LED lamp, which is arranged in the direction of passage, for example, within less than 100 mm after the digital printheads which apply the large number of droplets to the surface.
  • Matting agents for example PE waxes or silicas, can be added to the lacquer to produce a matt lacquer layer.
  • the proportion of matting agents in the lacquer can be between 2% and 6%, in particular 3% to 5% (weight percent).
  • the different embodiments of the 1 to 3 can be combined with one another with regard to the application and structuring of a layer.
  • the number of layers on the workpiece can also be freely selected, depending on which surface structure is to be created with the method.
  • the lacquers used can be replaced by aqueous or solvent-based lacquers instead of acrylate-containing, UV-hardening lacquers.
  • the steps for UV drying using UV LEDs or UV arc lamps are replaced by physical drying using hot air or IR radiators, or a combination of both.
  • FIG. 4 Another embodiment of a coated plate-shaped workpiece 4.1 is shown.
  • a workpiece 4.1 for example a plate made of a wood material with a width of 200 to 2000 mm and a length between 500 and 3000 mm and a thickness between 8 mm and 18 mm, is fed to a coating station.
  • the workpiece 4.1 is already with a decorative image, such as a wood replica, e.g. an oak decor, printed.
  • a plastic plate a plate made of WPC, HDF, MDF, metal, in particular as a coil material, can also be used as workpiece 4.1.
  • a smooth intermediate lacquer layer 4.2 such as an adhesive primer or primer, is optionally applied in the coating station.
  • a radiation-curing, transparent first lacquer layer 4.3 is then applied using a laser-engraved rubber roller 100 to 200 g / m2 applied to the workpiece 4.1, the structure of a coarse wood pore being created on the surface by the engraving in the rubber roller, for example.
  • other structures are possible, such as a tile decor.
  • the differences in height between the "pore valleys" and the elevations are between 50 ⁇ m and 300 ⁇ m (micrometers) and form a rough structure.
  • the applied varnish is then cured with a UV lamp.
  • a decorative image 4.4 can be printed on the surface structured in this way using a digital printer with a four-color print if there was no image on the workpiece before the coating.
  • the lacquer layer 4.3 can also be colored, for example white. Otherwise an existing picture can be added or changed.
  • Another liquid lacquer layer 4.5 is applied to the now hardened lacquer layer 4.3 with or without the colored decorative printing layer 4.4 in a further coating station by means of a smooth rubber roller.
  • the workpiece 4.1 is then fed to a digital printing station 4.6, where a multitude of droplets 4.7 are applied to the still liquid lacquer layer 4.5 according to a digital image, which provide the still liquid lacquer layer 4.5 with a fine structuring.
  • the digital picture template is matched to the previously printed decorative picture, for example rustic oak, so that the optically recognizable picture components, such as a knothole, or a black one printed crack in the wood, exactly in spatial agreement with the structure printed in the liquid pore.
  • the end user can also feel the optically printed knothole.
  • the very deep and coarse structure from lacquer layer 4.3 which emphasizes the rustic character of the oak replica, also lies above everything else.
  • a second aspect of the method described above is that the workpiece 1.0 is already printed with a decorative image before it is fed to a device for coating, or that the workpiece 1.0 is printed with a digital printer with at least two different colors after being fed to a device for coating and before coating with at least one first layer of paint 1.4.
  • a third aspect of the method according to one of the two preceding aspects is that the digital print data present for the decorative image on the workpiece are used in an identical form or in a form modified by a digital manipulation method as the basis for the digital data provided.
  • a fourth aspect of the method according to one of the three preceding aspects is that the lacquer layer 1.4 applied to coat the workpiece 1.0 is at least partially cured in an additional method step before the digital spraying of droplets.
  • a fifth aspect of the method according to one of the four preceding aspects is that the degree of gloss of the first lacquer layer 1.4 deviates by at least 10 gloss units, preferably at least 20 gloss units, from the gloss degree of the second lacquer layer 1.5, the gloss units according to DIN EN ISO 2813: 2015- 02 can be measured at an angle of 60 °.
  • a sixth aspect of the method according to one of the five preceding aspects is that when the droplets are digitally sprayed on, the droplets with a droplet size of less than 10 pL, in particular less than 6 pL, are sprayed on.
  • a seventh aspect of the method according to one of the six preceding aspects is that the surface of the workpiece 1.0 has a structure before the second lacquer layer is applied has a structure depth of 5 to 300 microns (microns), preferably 10 to 90 microns (microns).
  • An eighth aspect of the method according to one of the seven preceding aspects is that the first lacquer layer 1.4 is used to apply a transparent lacquer layer to an already existing decorative image.
  • a ninth aspect of the method according to one of the eight preceding aspects is that a liquid base layer 1.2 is applied to a surface of the coated or uncoated workpiece 1.0 and a structure is introduced into the still liquid base layer 1.2 by means of digital printheads, which is then fixed, whereby the structured base layer is the first lacquer layer 1.4 or the first lacquer layer 1.4 is applied to the structured base layer.
  • a tenth aspect of the method according to the ninth aspect is that only the areas provided with a structure or only the areas without structure are printed with the second lacquer layer 1.5.
  • An eleventh aspect of the method according to one of the ten preceding aspects is that the two lacquer layers 1.4, 1.5 are applied from an at least partially transparent lacquer, so that a decorative image arranged underneath can be optically recognized by the two lacquer layers 1.4, 1.5.
  • a twelfth aspect of the method according to one of the eleven previous aspects is that the second lacquer layer 1.5 produces a glossy or high-gloss surface or a matt or less glossy surface.
  • a thirteenth aspect of the method according to one of the twelve preceding aspects is that the first and / or second lacquer contains matting agents, preferably in a weight fraction between 2% and 6%, in particular between 3% and 5%.
  • a fourteenth aspect is a device for carrying out the method according to one of the previously described aspects, with a first printing device for applying a first coating layer 1.4 and a second digital printing device for applying a second coating layer 1.5 on the first coating layer 1.4, the second coating layer 1.5 after the curing has a different degree of gloss than the first lacquer layer 1.4.
  • a sixteenth aspect of the method according to the fifteenth aspect is that the degree of gloss in the area of fine structuring is different by at least 10 gloss units than in the rough structuring.
  • a seventeenth aspect of the method according to the fifteenth or sixteenth aspect is that the application of the first lacquer is carried out with at least one pressure roller that rolls on a surface of the workpiece.
  • An eighteenth aspect of the method according to one of the aspects fifteen to seventeen is that the second lacquer is applied by at least one digital print head.
  • a nineteenth aspect of the method according to one of the aspects fifteen to eighteen is that the material for the first and the second lacquer is identical.
  • a twentieth aspect of the method according to one of the aspects fifteen to nineteen is that a liquid lacquer is first applied to produce the second lacquer layer and then droplets of lacquer of the second lacquer layer are sprayed into the still liquid material to produce a fine structuring.
  • a twenty-first aspect of the method described in the previous paragraph is that the paint droplets are made of the same material as the liquid layer, and / or that the application of a large number of paint droplets into the still liquid lacquer layer with digital print heads, each lacquer droplet having a volume of less than 10 pL, and the speed of each lacquer droplet when it hits the liquid lacquer layer is greater than 1 m / s.
  • An alternative aspect to the methods described in the previous paragraph is that the paint droplets are made of a different material than the liquid paint and, upon impact, undergo a chemical reaction with the liquid paint that changes the surface at the points optically or haptically, and / or after a physical reaction by striking the liquid paint, evaporate within less than five minutes.
  • Another aspect of the method according to one of the preceding eight paragraphs is that at least one intermediate coating is still applied between the workpiece and the first lacquer layer.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer dekorativen Oberfläche.
  • Eine dekorative Oberfläche für Möbel, Fußbodenpaneele oder Wandpaneele ist Stand der Technik. Dabei werden Oberflächen von Werkstücken, wie z.B. Spanplatten oder MDF-Platten, mit einem dekorativ bedruckten Papier beschichtet oder direkt nach Aufbringen einer weißen Grundierung bedruckt und mit einem Schutzlack versehen. Die Oberflächen sind häufig Nachbildungen von echten Holzoberflächen, Steinen oder Fliesen. Dabei wird sowohl das Bild (Dekor) der entsprechenden Oberflächen als auch die fühlbare "haptische" Struktur (fühlbare Holzporen und Astlöcher oder Risse bzw. kleine Löcher, Vertiefungen im Stein) nachgebildet. Die Oberflächen, die beschichtet werden, können (auch im Sinne der vorliegenden Erfindung) Rollenware wie bedrucktes Papier oder bedruckte Kunststofffolien sein. Genauso kann auch eine Metallbahn von der Rolle (z.B. sog. Coil-Material) im Sinne der hier vorliegenden Erfindung beschichtet werden.
  • Die optische Nachbildung von Dekorbildern wird nach dem Stand der Technik sowohl mit analogen Druckverfahren, als auch mit digitalen Druckverfahren nach einer digitalen Bildvorlage erzeugt. Zur Erzeugung der haptischen, fühlbaren Struktur mit einer Strukturtiefe von üblicherweise 5 bis 500 µm, bevorzugt 10 bis 100 µm wird nach dem Stand der Technik ein analoges Verfahren, wie z.B. die Prägung mit strukturierten Prägeblechen ("Matrizen"), eingesetzt. Alternativ kommen auch Prägewalzen oder strukturierte Lackauftragswalzen zum Einsatz.
  • Die DE 10 2007 055 053 A1 offenbart ein Verfahren zur Bearbeitung einer strukturierten Oberfläche eines Prägewerkzeuges ("Matrize"), wobei sich der Glanzgrad einer ersten Beschichtung von dem einer zweiten Beschichtung unterscheidet, um beispielsweise Holzporen besser nachzuempfinden. Bei anschließender Verwendung eines solchen Prägewerkzeuges zur Herstellung eines fertigen Produktes, z.B. eines Fußbodenpaneels, bestehend aus einer HDF-Trägerplatte und einem bedruckten, Melamin-imprägnierten Papier als Dekorschicht, werden nach der Verpressung mit der dem Prägewerkzeug bei einem optischen Sichtwinkel von weniger als 45 Grad im Gegenlicht die im Papier dekorativ gedruckten Holzporen auch durch Glanzgradunterschiede der ausgehärteten Melaminoberfläche, abgeformt von der unterschiedlich bearbeiteten Oberfläche der Matrize, sichtbar. Die Herstellung eines solchen Prägewerkzeuges ist ein aufwendiger Prozess. Diese Prägewerkzeuge werden meist in Kurztaktpressen verwendet, bei denen der Wechsel von einem Prägewerkzeug zum anderen längere Zeit dauert, zumindest ca. 15 bis 30 Minuten.
  • Die DE 10 2009 044 802 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur auf einem Werkstück mittels digitaler Drucktechnik.
  • Die DE 10 2015 110 236 A1 zeigt schließlich ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Strukturierung einer flüssigen Grundschicht auf einem Werkstück mittels digitaler Drucktechnik.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optisch und haptisch ansprechende Oberfläche zu erzeugen und dabei einen schnellen Wechsel von einer Oberfläche zur nächsten zu erzielen, ohne Zeitverlust und ohne die hohen Kosten der Herstellung eines speziellen Prägewerkzeuges. Weiterhin soll die Aufgabenstellung gelöst werden, optische und haptische Eigenschaften der Oberfläche räumlich passend anzuordnen, also z.B. eine glänzende Pore auch räumlich genau über der optisch gedruckten Holzpore anordnen zu können. Unter "räumlich passend" soll hier eine Toleranz von weniger als 2 mm, bevorzugt weniger als 1 mm zwischen dem Dekorbild und der haptischen "Pore" verstanden werden (im Folgenden "Synchron-Struktur" genannt) .
  • Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung einer dekorativen und strukturierten Oberfläche mit unterschiedlichen Glanzgraden vorgesehen, wobei ein Werkstück zu einer Vorrichtung zum Lackauftrag zugeführt wird, ein vorzugsweise vollflächiger Auftrag einer ersten flüssigen Lackschicht mit einer groben Strukturierung erfolgt, bei der ein Dickenunterschied zwischen dickeren Bereichen und dünneren Bereichen mindestens 50 µm, besonders bevorzugt mindestens 100 µm, beträgt. Zudem werden Tröpfchen auf Teilflächen der ersten Lackschicht auf dem Werkstück digital mit einem vorzugsweise zumindest teilweise transparenten Lack zum Aufbringen einer zweiten Lackschicht auf die erste Lackschicht gespritzt. Dabei hat die zweite Lackschicht nach der Aushärtung einen anderen Glanzgrad als die erste Lackschicht.
  • Ferner werden die aufgebrachten Lackschichten vorzugsweise mindestens teilweise ausgehärtet. Dies erfolgt vorzugsweise dadurch, dass mindestens eine aufgebrachte Lackschicht physikalisch getrocknet und/oder chemisch ausgehärtet wird.
  • Das Werkstück wird zu einer digitalen Druckstation zugeführt, um das insbesondere digitale Aufspritzen der Tröpfchen durchzuführen.
  • Digitale Steuerdaten werden für die digitale Druckstation bereitgestellt. Diese können beispielsweise so ausgebildet sein, dass das Aufspritzen der Tröpfchen entsprechend eines Dekorbildes erfolgt, welches sich auf dem Werkstück oder auf einer der aufgebrachten Lackschichten befindet. Die Steuerungsdaten werden dazu vorzugsweise aus einer digitalisierten Version des Dekorbildes, insbesondere aus einer Bilddatei, gewonnen.
  • Vorzugsweise ist ein weiterer Verfahrensschritt vorgesehen, in dem eine mindestens teilweise Aushärtung des aufgetragenen ersten Lackes erfolgt.
  • Erfindungsgemäß ist ein weiterer Verfahrensschritt vorgesehen, in dem zumindest über Teilbereiche des Werkstückes bzw. der aufgetragenen Lackschichten, eine dritte flüssige, vorzugsweise zumindest teilweise transparente Lackschicht zum bereichsweisen Erzeugen einer feinen Strukturierung aufgebracht wird. Bevorzugt wird so eine Synchronstruktur ausgebildet, wobei sich darunter ein Dekorbild befindet.
  • Vorzugsweise ist das Werkstück vor Durchführung des Verfahrens mit einem dekorativen Bild bedruckt.
  • Vorzugsweise ist ein weiterer Verfahrensschritt vorgesehen, in dem mindestens eine der aufgebrachten Lackschichten und/oder das Werkstück selbst mit einem dekorativen Bild, vorzugsweise unter Verwendung von mindestens zwei unterschiedlichen Farben, bedruckt werden.
  • Vorzugsweise werden weiterhin die für das dekorative Bild vorliegenden digitalen Druckdaten in identischer Form oder in durch ein digitales Manipulationsverfahren abgewandelter Form als Basis für die bereitgestellten digitalen Steuerdaten verwendet.
  • Vorzugsweise erfolgt weiterhin der Auftrag des ersten Lackes mit mindestens einer Druckwalze, die an einer Oberfläche des Werkstückes oder an einer auf dem Werkstück aufgebrachten Schicht, insbesondere einer Grundschicht, abrollt.
  • Die Druckwalze ist dabei vorzugsweise dazu ausgebildet, eine grobe Strukturierung auf die erste Lackschicht oder die Grundschicht zu übertragen. Dies kann beispielsweise durch Prägung erfolgen. Vorzugsweise kann auch eine strukturierte Walze verwendet werden, welche an einigen Stellen höhere Schichtdicken überträgt als an anderen.
  • Vorzugsweise weist die mindestens eine Grundschicht oder die erste Lackschicht eine grobe Strukturierung mit einem Dickenunterschied zwischen dickeren Bereichen und dünneren Bereichen von mindestens 50 µm, vorzugsweise mindestens 80 µm, besonders bevorzugt mindestens 125 µm auf.
  • Der fühlbare Eindruck einer vergleichsweise "tiefen" Struktur, d.h. mit Vertiefungen bzw. Erhebungen von mehr als 100 µm soll vorzugsweise dargestellt werden, ohne dass bei den besonders tiefen Anteilen der Oberfläche die genaue Synchronstruktur nötig für einen realistischen Eindruck des Betrachters ist. Somit sind die Anforderungen an den Herstellungsprozess der vergleichsweise "tiefen" Struktur vorzugsweise nicht ebenso hoch, wie die Anforderungen zur Anfertigung einer räumlich passenden Struktur, wie oben beschrieben.
  • Vorzugsweise erfolgt der Auftrag des zweiten Lackes und/oder des dritten Lackes durch mindestens einen digitalen Druckkopf.
  • Zur Erzeugung der dritten Lackschicht werden vorzugsweise zunächst ein flüssiger Lack aufgebracht und dann Lacktröpfchen der dritten Lackschicht in das vorzugsweise noch flüssige, besonders bevorzugt teilweise flüssige bzw. teilweise ausgehärtete, Material zur Erzeugung einer feinen Strukturierung aufgespritzt.
  • Der flüssige Lack kann beispielsweise die erste oder zweite Lackschicht sein, oder es kann zu diesem Zweck eine separate Lackschicht aufgetragen werden.
  • Die Strukturierung kann dabei dadurch erreicht werden, dass die Auftreffgeschwindigkeit und/oder die Masse bzw. das Volumen der Tröpfchen so variiert wird, dass diese entweder ganz oder teilweise in die Lackschicht eindringen und so Vertiefungen in der Lackschicht erzeugen. Abhängig vom Impuls des auftreffenden Tröpfchens kann auch eine Anhäufung von verdrängtem Lack um die entstandene Vertiefung erreicht werden. Zudem können die Tröpfchen auch so auf die Lackschicht aufgebracht werden, dass sie nicht oder nur gering in die Lackschicht einsinken, so dass sie, zumindest teilweise, eine Struktur ausbilden, die sich auf der Lackschicht befindet, oder nur zum Teil in diese eingesunken ist. Das Verfahren ist dabei so ausgebildet, dass jedes Tröpfchen mit unterschiedlicher Auftreffgeschwindigkeit und/oder Masse bzw. Volumen auf die Lackschicht aufgebracht werden kann.
  • Vorzugsweise bestehen die Lacktröpfchen der zweiten oder dritten Lackschicht aus einem anderen Material als der flüssige Lack auf den sie aufgebracht werden.
  • Nach dem Auftreffen gehen die Lacktröpfchen der zweiten oder dritten Lackschicht vorzugsweise eine chemische Reaktion mit dem flüssigen Lack ein, die die Oberfläche an den Stellen optisch und/oder haptisch verändert.
  • Vorzugsweise verflüchtigen sich die Lacktröpfchen der zweiten oder dritten Lackschicht durch eine physikalische Reaktion nach dem Auftreffen auf den flüssigen Lack, vorzugsweise innerhalb von weniger als fünf Minuten durch Verdunsten, bevorzugt innerhalb von weniger als einer Minute.
  • Vorzugsweise besteht mindestens einer der verwendeten Lacke oder eine der aufgebrachten Lackschichten aus einem mindestens teilweise transparenten Lack, so dass insbesondere ein darunter angeordnetes Dekorbild durch die beiden Lackschichten optisch erkannt werden kann.
  • Besonders bevorzugt sind weitere Schritte vorgesehen, die das Aufbringen von mindestens einer Zwischenbeschichtung zwischen dem Werkstück und der ersten Lackschicht erfolgt.
  • Vorzugsweise erfolgt die Trocknung und/oder Aushärtung mit einer elektromagnetischen Strahlenquelle, bevorzugterweise mit einer Wellenlänge von 172nm, besonders bevorzugt mit einer Excimer-Lampe, und/oder mit einer Elektronenstrahlquelle, und/oder mit einer UV-Lichtquelle, und/oder mit einer IR-Lichtquelle, und/oder mit einem Gebläse, das Luft auf das Werkstück bzw. dessen Lackschichten bläst, wobei die Luft vorzugsweise gegenüber der Umgebungsluft, besonders bevorzugt um mindestens 10°C, erwärmt ist.
  • Das offenbarte Verfahren ist nicht auf die dargestellte Reihenfolge der Verfahrensschritte begrenzt. Vielmehr können weitere Verfahren erhalten werden, die ebenfalls in den beanspruchten Schutzbereich fallen, indem einzelne Schritte vertauscht, ergänzt oder wiederholt abgearbeitet werden. So kann beispielsweise das Aufbringen der dritten Lackschicht auch vor der zweiten Lackschicht erfolgen. Die Benennung der Lackschichten in "erste", "zweite" und "dritte" Lackschicht dient daher lediglich der Unterscheidung der einzelnen Lackschichten und darf nicht im Sinne einer Verarbeitungs- oder Aufbringungsreihenfolge verstanden werden.
  • Erfindungsgemäß ist weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens vorgesehen mit einer Station zum Lackauftrag und einer Einrichtung zur Zuführung des Werkstückes zu der Station zum Lackauftrag. Diese weist eine erste Druckstation auf, die zum vollflächigen Auftrag eines ersten flüssigen Lackes auf das Werkstück ausgebildet ist, wobei der erste flüssige Lack eine grobe Strukturierung aufweist. Weiterhin ist eine zweite, digitale, Druckvorrichtung vorgesehen, die zum Aufbringen einer zweiten Lackschicht auf die erste Lackschicht ausgebildet ist.
  • Ferner ist vorzugsweise eine Station zum zumindest teilweisen Aushärten der aufgebrachten Lackschichten, insbesondere der ersten und der zweiten Lackschicht, vorgesehen.
  • Vorzugsweise ist die zweite, digitale, Druckvorrichtung auch zur Aufbringung einer flüssigen, zumindest teilweise transparenten, Lackschicht zum bereichsweisen Erzeugen einer feinen Strukturierung ausgebildet.
  • Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung weiterhin eine Station zum, insbesondere digitalen, Aufbringen einer dritten flüssigen, zumindest teilweise transparenten Lackschicht zum bereichsweisen Erzeugen einer feinen Strukturierung auf.
  • Erfindungsgemäß ist ferner mindestens eine Druckwalze vorgesehen, die an einer Oberfläche des Werkstückes abrollt und zur Aufbringung einer groben Strukturierung in die erste Lackschicht ausgebildet ist.
  • Zur vorzugsweise vollständigen Aushärtung und/oder Trocknung mindestens eines aufgetragenen Lackes ist ferner vorzugsweise mindestens eine elektromagnetische Strahlenquelle, insbesondere eine Excimer-Lampe, bevorzugterweise mit einer Wellenlänge von 172nm, vorgesehen. Ferner ist vorzugsweise eine IR- und/oder UV-Lichtquelle und/oder eine Elektronenstrahlquelle vorgesehen. Weiterhin ist dazu vorzugsweise ein Gebläse vorgesehen, das dazu ausgebildet ist, Luft auf das Werkstück, insbesondere auf die aufgebrachten Lackschichten, zu blasen.
  • Weiterhin ist vorzugsweise eine Station, die zum Auftrag mindestens einer flüssigen Grundschicht ausgebildet ist, und/oder eine Station, die zum Strukturieren mindestens einer Grundschicht ausgebildet ist, vorgesehen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Merkmale begrenzt. Vielmehr können weitere Vorrichtungen gebildet werden, welche ebenfalls in den beanspruchten Schutzbereich fallen, indem beispielsweise mehrere gleichartige der oben beschriebenen Merkmale vorgesehen sind, oder auch deren Anordnungsreihenfolge verändert wird. So können auch beispielsweise die Stationen zur Aufbringung der zweiten und dritten Lackschicht identisch sein.
  • Durch die zweite Lackschicht wird die Oberfläche des Werkstückes mit unterschiedlichen Glanzgraden versehen, so dass der Glanzgrad vorzugsweise an ein darunter liegendes Dekorbild angepasst werden kann. Durch das digitale Aufbringen der zweiten Lacksicht kann dabei abhängig von der digitalen Druckvorlage der Glanzgrad an der Oberfläche individuell abstimmt werden, wobei aufeinanderfolgende Werkstücke mit unterschiedlichen Glanzgraden an unterschiedlichen Stellen bedruckt werden können, ohne dass ein Auswechseln einer Matrize oder eines anderen Werkzeuges erforderlich ist.
  • Der Glanzgrad einzelner Lackschichten weicht dabei vorzugsweise um mindestens 10 Glanzeinheiten, vorzugsweise mindestens 20 Glanzeinheiten, voneinander ab, wobei die Glanzeinheiten nach DIN EN ISO 2813:2015-02 bei einem Winkel von 60° gemessen werden. Dadurch wird ein optisch deutlich wahrnehmbarer Glanzunterschied erkennbar. Das Einstellen des Glanzgrades kann beim Aufdrucken durch die Tröpfchengröße und/oder die Tröpfchenanzahl pro Fläche oder durch den Einsatz von Mattierungsmitteln variiert werden.
  • Die Glanzmessung erfolgt nach DIN EN ISO 2813:2015-02. Für die Glanzmessung wird die Lichtmenge, die eine Oberfläche im Verhältnis zu einem Referenzstandard aus poliertem Glas reflektiert, gemessen. Die dabei verwendete Maßeinheit ist GU (Gloss Units bzw. Glanzeinheiten). Die an der Oberfläche reflektierte Lichtmenge ist abhängig vom Einfallswinkel und den Eigenschaften der Oberfläche. Bei der Glanzmessung können unterschiedliche Einfallswinkel (20°, 60° und 85°) verwendet werden, um den Reflexionsgrad zu erfassen, wobei vorzugsweise mit dem Einfallswinkel von 60° gemessen wird. Alternativ kann auch der Mittelwert von Messungen zu den drei Einfallswinkeln verwendet werden. Der Reflexionsgrad vergleicht die von einem Glanzmessgerät abgestrahlte und empfangene Lichtenergie in Prozent bei einem bestimmten Einfallswinkel.
  • Alle Oberflächen oder Abschnitte von Oberflächen, die nach der Norm bei der Messung mit einem Glanzgradmessgerät weniger als 20 Glanzeinheiten erzielen, werden als "matt" definiert, und alle Oberflächen oder Abschnitte von Oberflächen die mehr als 60 Glanzeinheiten erzielen, werden als "glänzend" bezeichnet. Einzelne Lackschichten können matt und andere glänzend ausgebildet sein.
  • Die Oberflächen einzelner Lackschichten können dabei glatt oder strukturiert sein. Bei einer strukturierten Oberfläche erfolgt die Glanzmessung und die hier angewandte Definition der Unterscheidung in "matte" und "glänzende" Teilbereiche genauso wie bei nicht-strukturierten Oberflächen. Eine strukturierte Oberfläche des Werkstückes kann beispielsweise eine Strukturtiefe von 5 bis 300 µm (Mikrometer), bevorzugt 10 bis 90 µm (Mikrometer) aufweisen.
  • Für eine feine Einstellung des Glanzgrades werden die Tröpfchen der zweiten Lackschicht mit einer Tröpfchengröße vorzugsweise kleiner als 100 pL (Pikoliter), insbesondere kleiner als 10pL (Pikoliter), aufgespritzt. Dabei können optional an der zweiten Lackschicht ebenfalls unterschiedliche Glanzgrade eingestellt werden, so dass auch innerhalb der zweiten Lackschicht Glanzunterschiede vorhanden sein können.
  • Mit der ersten Lackschicht kann ein farbiges Dekorbild im analogen Verfahren, beispielsweise über Druckwalzen, oder durch digitale Druckköpfe gedruckt werden. Alternativ oder zusätzlich kann mit der ersten Lackschicht eine transparente Lackschicht auf ein schon vorhandenes Dekorbild aufgebracht werden.
  • Zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche in einer Fertigungslinie kann auf eine Oberfläche eines beschichteten oder unbeschichteten Werkstückes eine flüssige Grundschicht aufgebracht werden und in die noch flüssige Grundschicht eine Struktur mittels digitalen Druckköpfen oder anderer Strukturierungsmittel eingebracht werden, um die strukturierte Grundschicht dann anschließend zu fixieren. Optional kann die strukturierte Grundschicht dann die erste Lackschicht ausbilden oder es wird dann eine erste Lackschicht auf die strukturierte Grundschicht aufgebracht. Für einen optisch besonderen Effekt können nur die mit einer Struktur versehenen Bereiche oder nur die Bereiche ohne Struktur mit der zweiten Lackschicht bedruckt werden. Dadurch kann eine im Wesentlichen deckungsgleiche Anordnung von strukturierten Bereichen und glänzenden oder matten Bereichen erfolgen.
  • Auf die aufgetragenen Lackschichten mit grober Strukturierung und vorzugsweise sichtbarem Dekorbild wird nun ein dritter flüssiger, zumindest teilweise transparenter Lack zum bereichsweisen Erzeugen einer feinen Strukturierung aufgebracht. Dieser dritte Lack wird dann vorzugsweise ausgehärtet, wobei der Dickenunterschied im Bereich der feinen Strukturierung an der dritten Lackschicht vorzugsweise kleiner 50 µm, insbesondere kleiner 30 µm, beispielsweise zwischen 5 µm und 25 µm, ist. Dadurch ist das sichtbare Dekorbild mit mindestens zwei Lackschichten beschichtet, die eine unterschiedliche Strukturierung an der Oberfläche erzeugen, eine grobe Strukturierung mit größeren Dickenunterschieden und eine feine Strukturierung mit kleineren Dickenunterschieden. Dadurch wird die Oberfläche optisch und haptisch weniger gleichförmig.
  • Vorzugsweise ist der Glanzgrad im Bereich der feinen Strukturierung um mindestens 10 Glanzeinheiten unterschiedlich als im Bereich der groben Strukturierung. Der Glanzgrad der ersten und/oder zweiten Lackschicht kann dabei vorzugsweise mindestens 20 Glanzeinheiten von dem Glanzgrad der dritten Lackschicht abweichen, wobei die Glanzeinheiten nach DIN EN ISO 2813:2015-02 bei einem Winkel von 60° gemessen werden. Dadurch wird ein optisch deutlich wahrnehmbarer Glanzeffekt erkennbar. Das Einstellen des Glanzgrades kann beim Aufdrucken durch die Tröpfchengröße und/oder die Tröpfchenanzahl pro Fläche oder durch den Einsatz von Mattierungsmitteln variiert werden.
  • Der Auftrag des ersten Lackes erfolgt vorzugsweise mit mindestens einer Druckwalze, die an einer Oberfläche des Werkstückes abrollt. Die Druckwalze kann beispielsweise graviert sein und ein elastisches Material an einer äußeren Oberfläche oder einem inneren Ring aufweisen. Dann kann die gravierte Walze unmittelbar an der Oberfläche des Werkstückes abrollen. Alternativ kann ein Auftrag des ersten Lackes über mindestens zwei Walzen erfolgen, wobei von einer ersten Walze der erste Lack auf eine zweite Auftragswalze übertragen wird, die dann den ersten Lack auf die Oberfläche des Werkstückes überträgt.
  • Der Auftrag des dritten Lackes zur Erzeugung der feinen Strukturierung erfolgt vorzugsweise durch mindestens einen digitalen Druckkopf. Dadurch kann besonders genau ein optischer Bereich eines Dekorbildes an seine haptischen Eigenschaften räumlich passend angeordnet werden. Beispielsweise kann über die feine Strukturierung eine leichte Holzmaserung nachempfunden werden, die deckungsgleich zu einer Holzmaserung des Dekorbildes angeordnet ist.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Auftrag des dritten Lackes auch nach dem Auftrag eines zunächst flüssigen Lackes erfolgen, wobei dann Lacktröpfchen der dritten Lackschicht in das noch flüssige Material zur Erzeugung einer feinen Strukturierung aufgespritzt werden. Dabei können die Lacktröpfchen aus dem gleichen Material wie die flüssige Schicht bestehen. Das Aufbringen einer Vielzahl von Lacktröpfchen in die noch flüssige Lackschicht mit digitalen Druckköpfen erfolgt beispielsweise mit Lacktröpfchen mit einem Volumen von weniger als 10 pL, die mit einer Geschwindigkeit größer als 1 m/s auf den noch flüssigen Lack aufgespritzt werden.
  • In einer alternativen Ausgestaltung bestehen die Lacktröpfchen aus einem anderen Material als der flüssige Lack, die nach dem Auftreffen eine chemische Reaktion mit dem flüssigen Lack eingehen, der die Oberfläche an den Stellen optisch oder haptisch verändert. Der flüssige Lack kann statt einer chemischen Reaktion auch eine physikalische Reaktion durch das Auftreffen auf den flüssigen Lack bewirken, wobei sich die aufgespritzten Tröpfchen innerhalb von weniger als fünf Minuten, bevorzugt innerhalb von weniger als einer Minute, durch Verdunsten verflüchtigen.
  • Das Verfahren wird vorzugsweise bei plattenförmigen Werkstücken, insbesondere aus einem Holzwerkstoff oder einer Kunststoffplatte, eingesetzt. Alternative Ausführungsformen können auch Holz/Kunststoff-Mischplatten sein, beispielsweise sog. WPC-Platten, oder Kunststoff-Mineralstoffmischungen, beispielsweise "gefüllte Kunststoffe". Geeignet sind beispielsweise auch PP, PE, PVC und andere Kunststoffe. Es ist aber auch möglich, in einer alternativen Ausführungsform an Stelle eines plattenförmigen Werkstückes eine Rollenware zu beschichten. Dabei kann es beispielsweise um dekorativ bedrucktes Papier oder eine Kunststofffolie, beispielsweise aus ABS, PP, PE oder ähnliche Materialien handeln. Das Papier kann ein Flächengewicht zwischen 20 g/m2 und 300 g/m2 haben. Die Kunststofffolien können eine Dicke von 0,05 mm bis zu 5 mm haben. Bei der Rollenware kann es sich beispielsweise um Kantenbänder handeln, die an Stirnseiten von plattenförmigen Werkstücken bei der Möbelplattenherstellung fixiert werden.
  • Nachfolgend erfolgt die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung mittels der beigefügten Zeichnungen. Im Einzelnen zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines mit Hilfe des eréfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten, plattenförmigen Werkstückes im Querschnitt.
    Fig. 2
    eine weitere schematische Darstellung eines mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten, plattenförmigen Werkstückes mit einer angedeuteten Holzpore in der Draufsicht.
    Fig. 3
    eine Oberfläche eines bedruckten Werkstückes.
    Fig. 4
    eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Werkstückes mit mehreren Schichten.
  • In Fig. 1 ist ein plattenförmiges Werkstück 1.0 gezeigt, an dem an einer Oberfläche eine optionale erste Grundschicht 1.1 aufgebracht ist. Außerdem ist optional auf dem Werkstück 1.0 bereits vor dem Auftrag der ersten Grundschicht 1.1 ein Dekorbild aufgedruckt, z.B. eine Holznachbildung oder eine Fliesendarstellung.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann auch nach dem Auftrag der ersten Grundschicht 1.1 oder nach dem Auftrag einer strukturieren zweiten Grundschicht 1.2 ein Dekorbild aufgedruckt werden, beispielsweise unter Nutzung eines ein- oder mehrfarbigen Digitaldruckers. Alternativ kann auch die erste Grundschicht 1.1 als Dekorbild mit mehreren Farben ausgebildet sein.
  • Auf die erste Grundschicht 1.1. ist eine zweite flüssige Grundschicht 1.2 aufgebracht. Diese zweite Grundschicht 1.2 ist durch digital aufgespritzte Tröpfchen 1.3 strukturiert worden, so dass die Oberfläche nicht mehr eben ist, sondern eine Struktur aufweist und eine erste Lackschicht mit einer groben Strukturierung ausbildet. Anschließend wird eine erste Lackschicht 1.4 aufgebracht, die einen ersten Glanzgrad aufweist.
  • Auf die erste Lackschicht 1.4 wird dann eine zweite Lackschicht 1.5 mittels Tröpfchenabgabe über Digitaldruckköpfe zur Erzeugung einer feinen Strukturierung aufgebracht, wobei die zweite Lackschicht 1.5 die Oberfläche der ersten Lackschicht 1.4 nur teilweise bedeckt.
  • Die Lackschichten 1.4 und 1.5 werden nacheinander oder gemeinsam ausgehärtet, beispielsweise mittels UV-Strahlung. Die zweite Lackschicht 1.5 hat nach der Aushärtung einen anderen Glanzgrad als die erste Lackschicht.
  • Statt der Strukturierung der zweiten Grundschicht 1.2 durch digital aufgespritzte Tröpfchen 1.3 ist es auch möglich, eine Grundschicht durch andere Verfahren zu strukturieren, beispielsweise über nur bereichsweisen Auftrag oder Prägematrizen, oder über strukturierte Walzen, die variable Schichtstärken aufbringen. Zudem ist es möglich, das Dekorbild statt auf einer ebenen Oberfläche auch auf eine strukturierte Oberfläche aufzutragen.
  • In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf das plattenförmige Werkstück 1.0 der Fig. 1 gezeigt und es ist erkennbar, dass das Dekorbild eine Holzpore 2.5 und gemaserte Holzbereiche 2.4 umfasst.
  • Die unterschiedlichen Bereiche der Holzpore 2.5 und der gemaserten Holzbereiche 2.4 können durch die zweite Lackschicht 1.5 auch einen unterschiedlichen Glanzgrad aufweisen, wobei die Dekorbereiche des Bildes und die unterschiedlichen Glanzbereiche durch den Lackauftrag vorzugsweise deckungsgleich sind.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Trägerplatte aus einem Holzwerkstoff, oder eine Kunststoffplatte, oder eine Platte aus einem anderen Werkstoff mit einer Dicke von mindestens 4 mm, vorzugsweise 8 bis 16 mm und äußeren Abmessungen von mindestens 200 mm Breite und mindestens 400 mm Länge zunächst mit einem UV-härtenden, weißen Grundlack beschichtet, beispielsweise mit einer Menge von etwa 20 g/qm. Dieser weiße Grundlack wird anschließend unter UV-Bestrahlung ausgehärtet.
  • Anschließend wird die Trägerplatte einer digitalen Druckvorrichtung zugeführt, in der ein Druckbild, beispielsweise eine Nachbildung von kleinen Fliesen als Mosaik, einem Holzdekor oder einem anderen Muster, beispielsweise mit einem Vierfarbendruck als CMYK aufgebracht wird.
  • In Fig. 3 ist beispielhaft für ein Druckbild ein Muster mit zwei verschiedenfarbigen Mosaikfliesen gezeigt, das auf ein plattenförmiges Werkstück 3.0 gedruckt ist, wobei helle Mosaikfliesen 3.1 und dunklere Mosaikfliesen 3.2 vorgesehen sind.
  • In einer alternativen Ausführungsform können auch eine Vielzahl anderer Farben von Fliesen oder Mosaiken mit bildhaften Darstellungen verwendet werden.
  • Anschließend wird auf das so bedruckte Werkstück 3.0 eine dünne Grundlackschicht 1.1 von 5 bis 15 g/qm eines ebenfalls UV-härtenden Lackes aufgetragen und (teilweise) mit UV-Licht ausgehärtet. In einer alternativen Ausführungsform kann diese Grundlackschicht auch komplett entfallen oder durch einen Lösemittellack oder einen wässrigen Acrylatlack ersetzt werden, der anschließend beispielsweise physikalisch getrocknet wird.
  • Auf die erste Grundschicht 1.1 oder alternativ direkt auf das gedruckte Bild wird anschließend eine zweite Grundschicht 1.2 als eine strahlenhärtende Lackschicht mit grober Strukturierung, die wie oben beschrieben erzeugt wird, vorzugsweise auf Acrylatbasis, in einer Schichtstärke von 100 bis 500 µm aufgebracht. Die Grundschicht 1.2 kann durch Digitaldruckköpfe oder durch Druckwalzen oder andere Verfahren aufgebracht werden.
  • Direkt nach dem Aufbringen dieser zweiten Grundschicht 1.2 wird vor dem Aushärten in die noch flüssige Schicht optional mittels einer digitalen Druckvorlage mit Digitaldruckköpfen eine, transparente Lackschicht bestehend aus Tröpfchen 1.3 aufgebracht.
  • Bei dem Auftragen dieser Tröpfchen 1.3 kann die Tröpfchengröße zwischen 1 pL und 100 pL variieren. Als digitale Druckvorlage wird diejenige verwendet, die auch zu dem Druck des oben beschriebenen Fliesenmosaiks genutzt wurde. Diese Druckvorlage wird vorher elektronisch so abgewandelt, dass nur in die Zwischenräume 3.3 der Mosaikfliesen 3.1 und 3.2 gedruckt wird, um so in die zweite Grundlackschicht 1.2 Vertiefungen entsprechend eines Fugenbildes einzubringen. Anschließend wird die strahlenhärtende Grundlackschicht 1.2 zusammen mit den Tröpfchen 1.3 mit einer UV-Lampe ausgehärtet. In einer alternativen Ausführungsform kann die Aushärtung auch mittels Elektronenstrahlung erfolgen.
  • Im Ergebnis erhält man eine mit einem Fliesenmosaik bedruckte Trägerplatte, in der die Zwischenräume 3.3 als Fugen zwischen den Mosaikfliesen 3.1 und 3.2 um 10 µm bis 60 µm vertieft sind.
  • Anschließend wird der Glanzgrad von zumindest Teilen der gesamten Oberfläche durch den mindestens teilweisen Auftrag einer ersten Lackschicht 1.4 mit anschließender Trocknung auf den gewünschten Wert eingestellt, wobei der Glanzgrad der aufgespritzten Tröpfchen 1.3 von dem Glanzgrad der zweiten Lackschicht 1.4 abweicht.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann außerdem der zusätzliche Auftrag einer dritten Lackschicht 1.5 vor oder nach dem Aushärten der zweiten Lackschicht 1.4 durchgeführt werden, wobei die dritte Lackschicht 1.5 ebenfalls durch eine Vielzahl von auf die Oberfläche abgegebenen Tröpfchen mit einer Größe von 3 bis 100 pL besteht. Mit dieser dritten Lackschicht kann sowohl der Glanzgrad in Teilbereichen nochmals verändert werden als auch die Oberflächenstrukturtiefe der noch nicht ausgehärteten Lackschicht 1.4 beeinflusst werden.
  • Die Lackschichten 1.4 und 1.5 können auch komplett entfallen, wenn gleichzeitig mit der zur Strukturierung aufgebrachten zweiten Grundlackschicht 1.2 auch der Glanzgrad durch Aufbringen der ersten Lackschicht 1.3 verändert wird.
  • Die Oberfläche der Mosaikfliesen 3.1 und 3.2 hat nun einen Wert von beispielsweise 60 bis 90 Glanzeinheiten, während der Glanzgrad an den Zwischenräumen 3.3 beispielsweise nur 20 bis 40 Glanzeinheiten beträgt.
  • Optional kann der Glanzgrad an den Zwischenräumen 3.3 auch durch eine weitere Lackschicht abgesenkt werden, die abschließend durch eine weitere digitale Druckeinrichtung mit einem transparenten, UV-härtenden Lack in die abgesenkten Zwischenräume gedruckt wird. Dann werden mehr als nur zwei Lackschichten zur Einstellung des Glanzgrades aufgebracht.
  • Zum Aufdrucken einer eher matteren Lackschicht werden Tröpfchengrößen von 3 bis 6 pL verwendet, die innerhalb von 0,5 bis 2 Sekunden nach dem Auftreffen auf der Oberfläche mittels UV-LED Strahlung soweit angehärtet werden, dass sie nicht mehr verfließen können. Dadurch entsteht in diesen Bereichen eine Oberflächenstruktur, die das auftreffende Licht nicht mehr gerade reflektiert. Der Glanzgrad ist damit auf Werte von 30 Glanzeinheiten oder weniger, bevorzugt auf 15 Glanzeinheiten oder weniger, abgesenkt.
  • Die zweite Lackschicht kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlweise einen höheren oder niedrigeren Glanzgrad als die erste Lackschicht besitzen. Das Einstellen des Glanzgrades kann beispielsweise über folgende Verfahren erfolgen:
    • Variante 1:
  • Matte Bereiche durch die erste Lackschicht bestehen aus vorher (analog oder digital) aufgetragenem mattem Lack, beispielsweise mit Mattierungsmitteln oder durch eine Excimer-Mattierung.
  • Glänzende Bereiche der zweiten Lackschicht bestehen aus durch digitale Druckköpfe aufgetragenem Lack, der aus einer Vielzahl von einzelnen Tröpfchen gebildet wird, was eine abschnittsweise sehr glatte Oberfläche und damit einen hohen Glanzgrad ergibt.
  • Dabei haben die Tröpfchen eine Größe von mindestens 6 pL, und die Aushärtung erfolgt erst nach einer Verlaufsphase von mindestens 1 sec, bevorzugt erst nach mehr als 5 sec.
    • Variante 2:
  • Die glänzenden Bereiche der ersten Lackschicht bestehen aus vorher (analog oder digital) aufgetragenem glänzenden Lack.
  • Matte Bereiche der zweiten Lackschicht bestehen aus digital aufgetragenem Lack aus einer Vielzahl kleinster Tröpfchen mit einer Tröpfchengröße von kleiner als 8 pL, bevorzugt kleiner als 3 pL, welche innerhalb von weniger als 3 sec nach dem Auftragen, bevorzugt weniger als einer Sekunde nach dem Auftrag, mindestens teilweise ausgehärtet werden.
  • Die Aushärtung erfolgt bei beiden Varianten bevorzugt durch eine UV-LED Lampe, die in Durchlaufrichtung beispielsweise innerhalb von weniger als 100 mm nach den Digitaldruckköpfen angeordnet ist, welche die Vielzahl der Tröpfchen auf die Oberfläche auftragen.
  • Für die Herstellung einer matten Lackschicht können dem Lack Mattierungsmittel zugesetzt werden, beispielsweise PE-Wachse oder Kieselsäuren. Der Anteil der Mattierungsmittel an dem Lack kann zwischen 2% bis 6%, insbesondere 3% bis 5% (Gewichtsprozent) liegen.
  • Die unterschiedlichen Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 3 können im Hinblick auf den Auftrag und die Strukturierung einer Schicht beliebig miteinander kombiniert werden. Auch die Anzahl der Schichten auf dem Werkstück ist frei wählbar, je nachdem, welche Oberflächenstruktur mit dem Verfahren erzeugt werden soll.
  • In alternativen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens können die verwendeten Lacke an Stelle von acrylathaltigen, UV-härtenden Lacken durch wässrige oder lösemittelhaltige Lacke ersetzt werden. In diesem Fall werden die Schritte zur UV-Trocknung mittels UV-LED oder UV-Bogenlampe durch jeweils eine physikalische Trocknung mittels Heißluft oder IR-Strahlern oder einer Kombination von beiden ersetzt.
  • In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines beschichteten plattenförmigen Werkstückes 4.1 gezeigt.
  • Ein Werkstück 4.1, beispielsweise eine Platte aus einem Holzwerkstoff mit einer Breite von 200 bis 2000 mm und einer Länge zwischen 500 und 3000 mm sowie einer Dicke zwischen 8 mm und 18 mm wird einer Beschichtungsstation zugeführt. Das Werkstück 4.1 ist bereits mit einem Dekorbild, wie einer Holznachbildung, z.B. einem Eichen-Dekor, bedruckt.
  • Alternativ kann als Werkstück 4.1 auch eine Kunststoffplatte, eine Platte aus WPC, HDF, MDF, Metall, insbesondere als Coil-Material, verwendet werden.
  • In der Beschichtungsstation wird optional eine glatte Zwischenlackschicht 4.2, wie ein Haftgrund oder Primer aufgebracht. Anschließend wird mittels einer lasergravierten Gummiwalze eine strahlenhärtende, transparente erste Lackschicht 4.3 von 100 bis 200 g/m2 auf das Werkstück 4.1 aufgetragen, wobei durch die Gravur in der Gummiwalze beispielsweise die Struktur einer groben Holzpore auf der Oberfläche entsteht. Darüber hinaus sind weitere Strukturierungen möglich, wie beispielsweise ein Fliesen-Dekor.
  • Die Höhenunterschiede zwischen den "Porentälern" und den Erhöhungen, also die Dickenunterschiede der ersten Lackschicht 4.3, betragen zwischen 50 µm und 300 µm (Mikrometer) und bilden eine grobe Strukturierung aus. Anschließend wird der aufgetragene Lack mit einer UV-Lampe ausgehärtet.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann nach dem Aushärten ein dekoratives Bild 4.4 mit Hilfe eines Digitaldruckers mit einem Vierfarbendruck auf die so strukturierte Fläche aufgedruckt werden, wenn vor der Beschichtung noch kein Bild auf dem Werkstück war. In diesem Fall kann die Lackschicht 4.3 auch eingefärbt sein, beispielsweise weiß. Andernfalls kann ein bestehendes Bild ergänzt bzw. verändert werden.
  • Auf die jetzt ausgehärtete Lackschicht 4.3 mit oder ohne die farbige Dekordruckschicht 4.4 wird in einer weiteren Beschichtungsstation mittels einer glatten Gummiwalze eine weitere flüssige Lackschicht 4.5 aufgetragen.
  • Anschließend wird das Werkstück 4.1 einer digitalen Druckstation 4.6 zugeführt, wo in die noch flüssige Lackschicht 4.5 nach einer digitalen Bildvorlage eine Vielzahl von Tröpfchen 4.7 aufgebracht werden, die die noch flüssige Lackschicht 4.5 mit einer feinen Strukturierung versehen. Dabei ist die digitale Bildvorlage auf das vorher aufgedruckte Dekorbild, beispielsweise Eiche rustikal, so abgestimmt, dass die optisch erkennbaren Bildbestandteile, wie ein Astloch, oder ein schwarz gedruckter Riss im Holz, genau räumlich übereinstimmen mit der in die flüssige Pore gedruckten Struktur. Damit kann der Endnutzer das optisch gedruckte Astloch auch fühlen. Gleichzeitig liegt über allem aber auch noch die sehr tiefe und grobe Struktur aus der Lackschicht 4.3, die den rustikalen Charakter der Eichennachbildung hervorhebt.
  • Nachfolgend werden weitere Aspekte erläutert.
  • Ein erster Aspekt ist ein Verfahren zur Herstellung einer dekorativen Oberfläche mit unterschiedlichen Glanzgraden mit folgenden Schritten:
    • Zuführung eines Werkstückes 1.0 zu einer Vorrichtung zum Lackauftrag;
    • Beschichtung des Werkstückes 1.0 mit mindestens einer ersten Lackschicht 1.4;
    • Zuführung des Werkstückes zu einer digitalen Druckstation;
    • Bereitstellung von digitalen Steuerungsdaten für die digitale Druckstation;
    • Digitales Aufspritzen von Tröpfchen auf Teilflächen der ersten Lackschicht 1.4 auf dem Werkstück 1.0 mit einem zumindest teilweise transparenten Lack zum Aufbringen einer zweiten Lackschicht 1.5 auf die erste Lackschicht 1.4, wobei die zweite Lackschicht 1.5 nach der Aushärtung einen anderen Glanzgrad als die erste Lackschicht 1.4 hat, und
    • physikalische Trocknung und/oder chemische Aushärtung der aufgebrachten Lackschichten 1.4, 1.5.
  • Ein zweiter Aspekt des oben beschriebenen Verfahrens ist, dass das Werkstück 1.0 vor der Zuführung zu einer Vorrichtung zum Lackauftrag bereits mit einem dekorativen Bild bedruckt ist, oder dass das Werkstück 1.0 nach der Zuführung zu einer Vorrichtung zum Lackauftrag und vor der Beschichtung mit mindestens einer ersten Lackschicht 1.4 mit einem Digitaldrucker mit mindestens zwei unterschiedlichen Farben bedruckt wird.
  • Ein dritter Aspekt des Verfahrens nach einem der beiden vorangegangenen Aspekte ist, dass die für das dekorative Bild auf dem Werkstück vorliegenden digitalen Druckdaten in identischer Form oder in durch ein digitales Manipulationsverfahren abgewandelter Form als Basis für die bereitgestellten digitalen Daten verwendet werden.
  • Ein vierter Aspekt des Verfahrens nach einem der drei vorangegangenen Aspekte ist, dass die zur Beschichtung des Werkstücks 1.0 aufgebrachte Lackschicht 1.4 bereits vor dem digitalen Aufspritzen von Tröpfchen in einem zusätzlichen Verfahrensschritt mindestens teilweise ausgehärtet wird.
  • Ein fünfter Aspekt des Verfahrens nach einem der vier vorangegangenen Aspekte ist, dass der Glanzgrad der ersten Lackschicht 1.4 um mindestens 10 Glanzeinheiten, vorzugsweise mindestens 20 Glanzeinheiten, von dem Glanzgrad der zweiten Lackschicht 1.5 abweicht, wobei die Glanzeinheiten nach DIN EN ISO 2813:2015-02 bei einem Winkel von 60° gemessen werden.
  • Ein sechster Aspekt des Verfahrens nach einem der fünf vorangegangenen Aspekte ist, dass bei dem digitalen Aufspritzen der Tröpfchen, die Tröpfchen mit einer Tröpfchengröße kleiner als 10 pL, insbesondere kleiner als 6 pL, aufgespritzt werden.
  • Ein siebter Aspekt des Verfahrens nach einem der sechs vorangegangenen Aspekte ist, dass die Oberfläche des Werkstückes 1.0 vor dem Aufbringen der zweiten Lackschicht eine Struktur mit einer Strukturtiefe von 5 bis 300 µm (Mikrometer), bevorzugt 10 bis 90 µm (Mikrometer) aufweist.
  • Ein achter Aspekt des Verfahrens nach einem der sieben vorangegangenen Aspekte ist, dass mit der ersten Lackschicht 1.4 eine transparente Lackschicht auf ein schon vorhandenes Dekorbild aufgebracht wird.
  • Ein neunter Aspekt des Verfahrens nach einem der acht vorangegangenen Aspekte ist, dass auf eine Oberfläche des beschichteten oder unbeschichteten Werkstückes 1.0 eine flüssige Grundschicht 1.2 aufgebracht wird und in die noch flüssige Grundschicht 1.2 eine Struktur mittels digitalen Druckköpfen eingebracht wird, die anschließend fixiert wird, wobei die strukturierte Grundschicht die erste Lackschicht 1.4 ist oder die erste Lackschicht 1.4 auf die strukturierte Grundschicht aufgebracht wird.
  • Ein zehnter Aspekt des Verfahrens nach dem neunten Aspekt ist, dass nur die mit einer Struktur versehenen Bereiche oder nur die Bereiche ohne Struktur mit der zweiten Lackschicht 1.5 bedruckt werden.
  • Ein elfter Aspekt des Verfahrens nach einem der zehn vorangegangenen Aspekte ist, dass die beiden Lackschichten 1.4, 1.5 aus einem mindestens teilweise transparenten Lack aufgebracht werden, so dass ein darunter angeordnetes Dekorbild durch die beiden Lackschichten 1.4, 1.5 optisch erkannt werden kann.
  • Ein zwölfter Aspekt des Verfahrens nach einem der elf vorangegangenen Aspekte ist, dass durch die zweite Lackschicht 1.5 eine glänzende oder hochglänzende Oberfläche oder eine matte oder weniger glänzende Oberfläche hergestellt wird.
  • Ein dreizehnter Aspekt des Verfahrens nach einem der zwölf vorangegangenen Aspekte ist, dass der erste und/oder zweite Lack Mattierungsmittel enthält, vorzugsweise in einem Gewichtsanteil zwischen 2% und 6%, insbesondere zwischen 3% und 5%.
  • Ein vierzehnter Aspekt ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der zuvor beschriebenen Aspekte, mit einer ersten Druckvorrichtung zum Aufbringen einer ersten Lackschicht 1.4 und einer zweiten digitalen Druckvorrichtung zum Aufbringen einer zweiten Lackschicht 1.5 auf die erste Lackschicht 1.4, wobei die zweite Lackschicht 1.5 nach der Aushärtung einen anderen Glanzgrad als die erste Lackschicht 1.4 hat.
  • Ein fünfzehnter Aspekt ist ein Verfahren zur Herstellung eines dekorativen Werkstückes mit einer strukturierten Oberfläche mit folgenden Schritten:
    • Zuführung des Werkstückes zu einer Beschichtungsstation;
    • vollflächiger Auftrag eines ersten flüssigen Lackes mit einer groben Strukturierung, bei der ein Dickenunterschied zwischen dickeren Bereichen und dünneren Bereichen mindestens 50 µm, insbesondere mindestens 100 µm beträgt;
    • mindestens teilweise Aushärtung des aufgetragenen ersten Lackes;
    • Aufbringen eines Dekorbildes durch einen mehrfarbigen Druck vor dem Auftrag des ersten flüssigen Lackes oder nach der mindestens teilweisen Aushärtung des aufgetragenen ersten Lackes;
    • Aufbringen eines zweiten flüssigen, zumindest teilweise transparenten Lackes zum bereichsweise Erzeugen einer feinen Strukturierung;
    • Aushärten des zweiten Lackes, wobei der Dickenunterschied im Bereich der feinen Strukturierung an der zweiten Lackschicht kleiner 50 µm, insbesondere kleiner 30 µm ist.
  • Ein sechzehnter Aspekt des Verfahrens nach dem fünfzehnten Aspekt ist, dass der Glanzgrad im Bereich der feinen Strukturierung um mindestens 10 Glanzeinheiten unterschiedlich ist als an in der groben Strukturierung.
  • Ein siebzehnter Aspekt des Verfahrens nach dem fünfzehnten oder sechzehnten Aspekt ist, dass der Auftrag des ersten Lackes mit mindestens einer Druckwalze erfolgt, die an einer Oberfläche des Werkstückes abrollt.
  • Ein achtzehnter Aspekt des Verfahrens nach einem der Aspekte fünfzehn bis siebzehn ist, dass der Auftrag des zweiten Lackes durch mindestens einen digitalen Druckkopf erfolgt.
  • Ein neunzehnter Aspekt des Verfahrens nach einem der Aspekte fünfzehn bis achtzehn ist, dass das Material für den ersten und den zweiten Lack identisch ist.
  • Ein zwanzigster Aspekt des Verfahrens nach einem der Aspekte fünfzehn bis neunzehn ist, dass zur Erzeugung der zweiten Lackschicht zunächst ein flüssiger Lack aufgebracht wird und dann Lacktröpfchen der zweiten Lackschicht in das noch flüssige Material zur Erzeugung einer feinen Strukturierung aufgespritzt werden.
  • Ein einundzwanzigster Aspekt des im vorhergehenden Absatz beschriebenen Verfahrens ist, dass die Lacktröpfchen aus dem gleichen Material wie die flüssige Schicht bestehen, und/oder dass das Aufbringen einer Vielzahl von Lacktröpfchen in die noch flüssige Lackschicht mit digitalen Druckköpfen erfolgt, wobei jedes Lacktröpfchen ein Volumen von weniger als 10 pL hat, und die Geschwindigkeit jedes Lacktröpfchens beim Auftreffen auf die noch flüssige Lackschicht größer als 1 m/s ist. Ein alternativer Aspekt zu den im vorhergehenden Absatz beschriebenen Verfahren ist, dass die Lacktröpfchen aus einem anderen Material bestehen als der flüssige Lack und nach dem Auftreffen eine chemische Reaktion mit dem flüssigen Lack eingehen, die die Oberfläche an den Stellen optisch oder haptisch verändert, und/oder sich nach einer physikalischen Reaktion durch das Auftreffen auf den flüssigen Lack sich innerhalb von weniger als fünf Minuten durch Verdunsten verflüchtigen.
  • Ein weiterer Aspekt des Verfahrens nach einem der vorangegangenen acht Absätze ist, dass zwischen dem Werkstück und der ersten Lackschicht noch mindestens ein Auftrag einer Zwischenbeschichtung erfolgt.
  • Ein weiterer Aspekt ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Aspekte, mit:
    • einer Beschichtungsstation und einer Einrichtung zur Zuführung des Werkstückes zu der Beschichtungsstation;
    • eine erste Druckstation zum vollflächigen Auftrag eines ersten flüssigen Lackes auf das Werkstück mit einer groben Strukturierung, bei der ein Dickenunterschied zwischen dickeren Bereichen und dünneren Bereichen mindestens 50 µm, insbesondere mindestens 100 µm beträgt;
    • einer Station zum zumindest teilweisen Aushärten des ersten Lackes;
    • einer Station zum Aufbringen eines zweiten flüssigen, zumindest teilweise transparenten Lackes zum bereichsweisen Erzeugen einer feinen Strukturierung, und
    • einer Station zum Aushärten des zweiten Lackes, wobei der Dickenunterschied im Bereich der feinen Strukturierung an der zweiten Lackschicht kleiner 50 µm, insbesondere kleiner 30 µm ist.
  • Die hier beschriebenen Aspekte und Ausführungsbeispiele der Erfindung wirken nicht beschränkend auf den Gegenstand der Erfindung. Vielmehr lassen sich weitere Gegenstände, welche ebenfalls in den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche fallen, durch Kombination einzelner Merkmale der Ausführungsbeispiele und der Aspekte bilden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1.0
    Werkstück
    1.1
    erste Grundschicht
    1.2
    zweite Grundschicht
    1.3
    digital aufgespritzte Tröpfchen (dritte Lackschicht)
    1.4
    erste Lackschicht
    1.5
    digital aufgespritzte Tröpfchen (zweite Lackschicht)
    2.4
    gemaserte Holzbereiche
    2.5
    Holzpore
    3.0
    Werkstück
    3.1
    helle Mosaikfliesen
    3.2
    dunklere Mosaikfliesen
    3.3
    Zwischenräumen
    4.1
    Werkstück
    4.2
    Zwischenlackschicht, z.B. Haftgrund / Primer
    4.3
    analog aufgetragener Strukturlack
    4.4
    digitaler Dekordruck
    4.5
    flüssige Lackschicht
    4.6
    digitale Druckstation
    4.7
    Tröpfchen

Claims (14)

  1. Verfahren zur Herstellung einer dekorativen und strukturierten Oberfläche mit unterschiedlichen Glanzgraden aufweisend folgende Schritte:
    - Zuführung eines Werkstückes (1.0) zu einer Vorrichtung zum Lackauftrag,
    - Auftrag einer ersten flüssigen Lackschicht (1.4) mit einer groben Strukturierung, bei der ein Dickenunterschied zwischen dickeren Bereichen und dünneren Bereichen mindestens 50 µm, insbesondere mindestens 100 µm, beträgt,
    - Zuführung des Werkstückes (1.0) zu einer digitalen Druckstation,
    - Bereitstellung von digitalen Steuerdaten für die digitale Druckstation,
    - digitales Aufspritzen von Tröpfchen auf Teilflächen der ersten Lackschicht (1.4) auf dem Werkstück (1.0) mit einem Lack zum Aufbringen einer zweiten Lackschicht (1.5) auf die erste Lackschicht (1.4),
    - zumindest teilweises, insbesondere digitales, Aufbringen einer dritten, flüssigen, Lackschicht (1.3) zum bereichsweisen Erzeugen einer feinen Strukturierung, wobei
    die zweite Lackschicht (1.5) nach einer Aushärtung einen anderen Glanzgrad als die erste Lackschicht (1.4) hat, und
    der Auftrag der zweiten Lackschicht (1.5) durch mindestens einen digitalen Druckkopf erfolgt, wobei
    zur Erzeugung der dritten Lackschicht (1.3) zunächst ein flüssiger Lack aufgebracht wird und dann Lacktröpfchen der dritten Lackschicht (1.3) in das noch flüssige Material zur Erzeugung einer feinen Strukturierung aufgespritzt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, aufweisend einen weiteren Schritt:
    - Beschichten des Werkstückes (1.0) mit mindestens einer Grundschicht (1.1, 1.2), und/oder
    - Strukturieren mindestens einer Grundschicht (1.1, 1.2), und/oder
    - mindestens teilweise Aushärtung der aufgetragenen ersten Lackschicht (1.4).
  3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, aufweisend einen weiteren Schritt:
    - Aushärtung der aufgebrachten Lackschichten (1.3, 1.4, 1.5), insbesondere durch physikalische Trocknung und/oder chemische Aushärtung.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei
    das Werkstück (1.0) vor Durchführung des Verfahrens mit einem dekorativen Bild bedruckt ist, und/oder
    die mindestens eine Grundschicht (1.1, 1.2) oder die erste Lackschicht (1.4) eine grobe Strukturierung mit einem Dickenunterschied zwischen dickeren Bereichen und dünneren Bereichen von mindestens 50 µm, vorzugsweise mindestens 80 µm, besonders bevorzugt mindestens 125 µm aufweist, und/oder
    der Lack der zweiten Lackschicht (1.5) zumindest teilweise transparent ist, und/oder
    der Auftrag der ersten flüssigen Lackschicht (1.4) vollflächig erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, aufweisend einen weiteren Schritt:
    - Bedrucken mindestens einer der aufgebrachten Lackschichten und/oder des Werkstückes (1.0) mit einem dekorativen Bild.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei
    die für das dekorative Bild vorliegenden digitalen Druckdaten in identischer Form oder in durch ein digitales Manipulationsverfahren abgewandelter Form als Basis für die bereitgestellten digitalen Steuerdaten verwendet werden.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei
    der Auftrag der ersten Lackschicht (1.4) mit mindestens einer Druckwalze erfolgt, die an einer Oberfläche des Werkstückes (1.0) oder an einer auf dem Werkstück (1.0) aufgebrachten Schicht, insbesondere einer Grundschicht (1.1, 1.2), abrollt.
  8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei
    der Auftrag der dritten Lackschicht (1.3) durch mindestens einen digitalen Druckkopf erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei
    die aufgebrachten Lacktröpfchen aus einem anderen Material bestehen als der flüssige Lack, und/oder
    nach dem Auftreffen eine chemische Reaktion mit dem flüssigen Lack eingehen, die die Oberfläche an den Stellen optisch und/oder haptisch verändert, und/oder
    nach einer physikalischen Reaktion durch das Auftreffen auf den flüssigen Lack sich innerhalb von weniger als fünf Minuten, bevorzugt innerhalb von weniger als einer Minute, durch Verdunsten verflüchtigen.
  10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei
    mindestens eine der Lackschichten (1.3, 1.4, 1.5) aus einem mindestens teilweise transparenten Lack aufgebracht wird, so dass insbesondere ein darunter angeordnetes Dekorbild durch die Lackschichten (1.3, 1.4, 1.5) optisch erkannt werden kann.
  11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zwischen dem Werkstück (1.0) und der ersten Lackschicht (1.4) noch mindestens ein Auftrag einer Zwischenbeschichtung erfolgt.
  12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zur Trocknung und/oder Aushärtung folgendes verwendet wird:
    - eine elektromagnetische Strahlenquelle mit einer bevorzugten Wellenlänge von 172nm, und/oder
    - eine UV-Lichtquelle, und/oder
    - eine IR-Lichtquelle, und/oder
    - eine Elektronenstrahlquelle, und/oder
    - ein Gebläse, das Luft auf das Werkstück (1.0) bzw. dessen Lackschichten bläst.
  13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, aufweisend:
    - eine Station zum Lackauftrag mit
    - einer ersten Druckstation zum vollflächigen Auftrag eines ersten flüssigen Lackes (1.4) auf das Werkstück (1.0) mit einer groben Strukturierung bei der ein Dickenunterschied zwischen dickeren Bereichen und dünneren Bereichen mindestens 50 µm beträgt;
    - einer zweiten digitalen Druckvorrichtung zum Aufbringen einer zweiten Lackschicht (1.5) auf die erste Lackschicht (1.4); und
    einer Einrichtung zur Zuführung des Werkstückes zu der Station zum Lackauftrag;
    - einer Station zum Aufbringen einer dritten, flüssigen, zumindest teilweise transparenten Lackschicht zum bereichsweisen Erzeugen einer feinen Strukturierung; und
    - mindestens einer Druckwalze, die an einer Oberfläche des Werkstückes abrollt und zur Aufbringung der groben Strukturierung in die erste Lackschicht (1.4) ausgebildet ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, weiterhin aufweisend:
    - mindestens eine Station zum zumindest teilweisen Aushärten der aufgetragenen Lackschichten (1.3, 1.4, 1.5), und/oder
    - eine Station, die zum Auftrag mindestens einer flüssigen Grundschicht (1.1, 1.2) ausgebildet ist, und/oder
    - eine Station die zum Strukturieren mindestens einer Grundschicht (1.1, 1.2) ausgebildet ist,
    - eine Station zur Trocknung und/oder Aushärtung mindestens eines aufgetragenen Lackes, insbesondere eine elektromagnetische Strahlenquelle, vorzugsweise mit einer Wellenlänge von 172nm, und/oder eine UV-Lichtquelle, und/oder eine IR-Lichtquelle, und/oder eine Elektronenstrahlquelle, und/oder ein Gebläse, das dazu ausgebildet ist, Luft auf das Werkstück (1.0), insbesondere auf die aufgebrachten Lackschichten (1.3, 1.4, 1.5) zu blasen.
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