EP3680028B1 - Walzenauftrag von lacken auf holzoberflächen - Google Patents

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EP3680028B1
EP3680028B1 EP19150746.6A EP19150746A EP3680028B1 EP 3680028 B1 EP3680028 B1 EP 3680028B1 EP 19150746 A EP19150746 A EP 19150746A EP 3680028 B1 EP3680028 B1 EP 3680028B1
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EP
European Patent Office
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roller
sealing layer
substrate
die
wood
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EP19150746.6A
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Dirk Conrad
Marcel Dülge
Tim Lohrsträter
Didier Noreillie
Stefan Rose
Pawel Salamonowicz
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Hesse & Co KG GmbH
Original Assignee
Hesse & Co KG GmbH
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Publication date
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    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F15/00—Flooring
    • E04F15/02—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements
    • E04F15/04—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements only of wood or with a top layer of wood, e.g. with wooden or metal connecting members

Definitions

  • the present invention relates to a method for applying paints to wooden surfaces with rollers.
  • Dosing is done using a dosing roller and/or by adjusting the contact pressure of the rubber roller or the gap width between the dosing and applicator rollers.
  • the paint application can be carried out in a parallel or countercurrent manner. Both systems can also be used in combination.
  • the lacquer is applied to the substrate so that the wood pores and veneer joints in particular are filled.
  • the applied paint layer is optimally smoothed so that high-quality, structure-free, smooth surfaces are obtained.
  • the pamphlet WO 2005/025 826 A1 discloses a method and system for the industrial manufacture of a pre-oiled wood plank.
  • the method includes, as method steps, sanding the wooden plank with sandpaper, applying an impregnating oil coating to the sanded wooden plank and drying the impregnating oil coating until a first predetermined drying level is reached.
  • a finishing oil coating is then applied to the wooden plank and this finishing oil coating is dried until a second predetermined drying level is reached. Finally, the wooden plank is polished.
  • the pamphlet U.S. 2009/0 165 937 A1 discloses a liquid application device having a rotary coating cylinder having a peripheral surface onto which an application liquid is supplied at a lower portion of the rotary coating cylinder, and a base member formed as a continuously circulating belt and having an upper portion of the peripheral surface of the rotary Coating cylinder comes into contact to pick up coating material applied thereto. Furthermore, a multiplicity of prestressing devices are provided. Finally, in order to apply the application liquid to a substrate, the substrate is pressed against the base element, with the surface of the base element being guided along the entire surface of the substrate.
  • the pamphlet shows DE 10 2004 007 503 B3 a process for coating elements made of materials containing natural and/or wood fibers with lacquer systems, in which a base lacquer system and then a top lacquer system are applied to the element.
  • the element coated with the base coat system is first rolled by a calender to press down the erected fibers of the element and then brushed by a brushing device to remove at least some of the fibers that are still protruding and to smooth the surface of the base coat system.
  • a top coat system is applied to the element's base coat system prepared in this way.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method for coating wood or wood-based materials with open pores and/or structuring, in which the pore structure or structuring is optically visible even after coating remains, although the pores are sealed by a closed film of paint and protected against the ingress of moisture or dirt, or all areas of the structured surface are sealed with a closed film of paint.
  • the present invention relates to the coating of substrates with open pores, whereby the pores are filled with paint in such a way that they meet the requirements for a painted wood surface (e.g. DIN EN 68861-1 furniture surfaces, behavior under chemical stress), but still have a visual appearance open pore structure remains visible.
  • FIGS 1 a) and 1 b ) schematically show partial areas of a paint application device suitable for carrying out the method according to the invention.
  • the invention thus provides a method for coating substrates (wood or wood-based materials) as defined in claim 1.
  • substrates wood or wood-based materials
  • Preferred configurations are specified in the subclaims and the following description.
  • Possible applications are the coating of board-shaped materials with a structured or porous surface, such as parquet, veneered chipboard or fibreboard (MDF or HDF boards).
  • MDF or HDF boards a structured or porous surface
  • the wood material of the surface to be coated is oak or ash.
  • the method according to the invention is particularly suitable for coating oak parquet and oak veneers.
  • the amount of material to be applied for the sealing layer depends on the viscosity of the paint, the feed speed of the rollers and the absorbency or porosity of the substrate.
  • a person skilled in the art can determine the settings and process parameters required according to the invention by means of simple preliminary tests in order to achieve a seal according to the invention on different substrates.
  • Essential, as already mentioned and also demonstrated by the following example, is the use of roller C to remove material that has penetrated the pores for the sealing layer before curing, in order to make the structure/open pores visible without adversely affecting the sealing affect.
  • roller C is critical (and not the ultimately remaining application quantity), since, for example, comparative investigations were carried out only with roller A and/or with rollers A and B (with the same remaining application amount) does not show the effect of the invention.
  • Suitable materials for providing a roller A with a Shore A hardness of less than 80, preferably less than 20, particularly preferably less than 10, are, for example, elastomers or thermoplastics, optionally adapted through the use of suitable additives such as plasticizers (which can be used, see above as long as they do not disturb the application of material for the sealing layer) so as to give a sufficiently soft surface.
  • An adhesion primer (eg Hesse HUW 8831) was applied with a coating quantity of 10-15 g/m 2 to oak wood parquet (finished sanded, sanding 180, dusted), followed by complete drying.
  • a UV varnish (e.g. Hesse UG 7328) was applied with a roller A at an application rate of about 50 g.
  • a spatula roller B 10-15 g were removed, but at the same time a good penetration depth of the applied paint into the pores was ensured, so that an application amount of 35-40 g/m 2 remained, which made the pore structure partly visible, but still not to a sufficient extent.
  • a further 5-10 g were removed by using a smooth roller C, leaving a coating quantity of approx.
  • the parquet sealed in this way was evaluated with regard to sealing the pores to ensure that the parquet treated in this way not only leaves the pore structure visible, but also enables a reliable and complete sealing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auftragung von Lacken auf Holzoberflächen mit Walzen.
    • Stand der Technik
  • Lackauftrag auf Holzoberflächen (Vollholz, furnierte Holzwerkstoffe) kann durch unterschiedliche Verfahren erfolgen. Bekannt sind insbesondere im Bereich der Lackaufbringung im industriellen Maßstab sowohl Spritz-, Gieß- als auch Walzverfahren. Am häufigsten werden Spritzverfahren eingesetzt, da hierbei alle Formen und Farben verarbeitet werden können. Nachteile wie hohe Lackverluste etc. werden in Kauf genommen. Bei Gießverfahren durchlaufen im Wesentlichen ebene und wenig geformte Substrate einen Lackvorhang, um so einen gleichmäßigen Lackauftrag zu sichern. Dieses Verfahren wird beispielsweise zur Erzielung von qualitativ hochwertigen glatten Decklackaufträgen eingesetzt, beispielsweise bei der industriellen Fertigung von Türen und Möbelfronten. Walzenauftragungsverfahren werden bei der Beschichtung von planen Substraten eingesetzt. Der Lack wird dabei typischerweise mittels einer rotierenden Gummiwalze (Auftragswalze) auf das Substrat aufgetragen. Die Dosierung erfolgt mithilfe einer Dosierwalze und /oder durch Einstellung von Anpressdruck der Gummiwalze bzw. Spaltbreite zwischen Dosier- und Auftragswalze. Der Lackauftrag kann bei Walzenauftragungsverfahren in gleichlaufender oder gegenlaufender Weise betrieben werden. Beide Systeme können auch in Kombination eingesetzt werden. So wird in einem ersten gleichlaufenden Walzenauftragungsschritt der Lack auf das Substrat aufgebracht, so dass sich insbesondere Holzporen und Furnierfugen gefüllt werden. Im darauffolgenden gegenlaufenden Walzenauftragungsschritt wird die aufgetragene Lackschicht optimal geglättet, so dass hochwertige, strukturfreie, glatte Oberflächen erhalten werden.
  • Die Druckschrift WO 2005 / 025 826 A1 offenbart ein Verfahren und ein System zur industriellen Herstellung einer vorgeölten Holzplanke. Das Verfahren umfasst dabei als Verfahrensschritte ein Schleifen der Holzplanke mit Sandpapier, ein Aufbringen einer imprägnierenden Ölbeschichtung auf die geschliffene Holzplanke und ein Trocknen der Imprägnierölbeschichtung bis ein erstes vorbestimmtes Trocknungsniveau erreicht ist. Anschließend wird eine Finishing-Ölbeschichtung auf die Holzplanke aufgebracht und diese Finishing-Ölbeschichtung getrocknet bis ein zweites vorbestimmtes Trocknungsniveau erreicht ist. Schließlich wird die Holzplanke poliert.
  • Die Druckschrift US 2009 / 0 165 937 A1 offenbart eine Flüssigkeitsapplikationsvorrichtung mit einem drehbaren Beschichtungszylinder, der eine Umfangsfläche aufweist, auf die eine Auftragsflüssigkeit an einem unteren Abschnitt des drehbaren Beschichtungszylinders zugeführt wird, sowie mit einem Basiselement, das als ein kontinuierlich umlaufendes Band gebildet ist und dabei mit einem oberen Abschnitt der Umfangsfläche des drehbaren Beschichtungszylinders in Kontakt kommt, um darauf aufgebrachtes Beschichtungsmaterial aufzunehmen. Weiterhin ist eine Vielzahl von Vorspannvorrichtungen vorgesehen. Zum Auftrag der Auftragsflüssigkeit auf ein Substrat wird schließlich das Substrat an das Basiselement angepresst, wobei die Oberfläche des Basiselements entlang der gesamten Oberfläche des Substrats geführt wird.
  • Schließlich zeigt die Druckschrift DE 10 2004 007 503 B3 ein Verfahren zur Beschichtung von Elementen aus natur- und/oder holzfaserhaltigen Werkstoffen mit Lacksystemen, in dem auf das Element ein Grundlacksystem und nachfolgend ein Decklacksystem aufgetragen wird. Dabei wird das mit dem Grundlacksystem beschichtete Element zunächst von einem Kalander zum Niederdrücken der aufgerichteten Fasern des Elementes gewalzt und anschließend zum Entfernen zumindest eines Teils der noch hervorstehenden Fasern und zum Glätten der Oberfläche des Grundlacksystems von einer Bürstvorrichtung gebürstet. Schließlich wird auf das so vorbereitete Grundlacksystem des Elementes ein Decklacksystem aufgetragen.
  • Holzoberflächen sollen heute wie unbehandeltes Holz aussehen, jedoch die Beständigkeit und die Güte von lackierten oder von Kunststoffoberflächen aufweisen. Dieses kann nur erreicht werden, wenn die verwendeten Lacke einen hohen Mattgrad aufweisen und die Holzoberfläche fehlerfrei und vollständig umschließen. Bei der Beschichtung von offenporigem Holz (insbesondere gebürstete Eiche) ist die Beschichtung der tiefen Poren problematisch. Entweder ist die Pore in der Tiefe auch nach der Lackierung nicht benetzt und damit ungeschützt, oder die Pore ist vollständig mit Lack gefüllt und die Holzoberfläche lässt keine Porenstruktur mehr erkennen. Ähnliches gilt auch bei strukturierten Oberflächen, bei denen konventionelle Lackauftragungen dazu führen können, dass entweder Teilbereiche nicht oder nur ungenügend mit Lack bedeckt werden oder durch einen übermäßig starken Lackauftrag die Strukturierung der Oberfläche verlorengeht.
    • Ziel der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt sich also die Aufgabe, ein Verfahren zur Beschichtung von Holz oder Holzwerkstoffen, mit offenen Poren und/oder Strukturierung zur Verfügung zu stellen, bei dem auch nach dem Beschichten die Porenstruktur bzw. die Strukturierung optisch sichtbar bleibt, obwohl die Poren durch einen geschlossenen Lackfilm versiegelt und gegen Eindringen von Feuchtigkeit oder Schmutz geschützt sind bzw. alle Bereiche der strukturierten Oberfläche mit einem geschlossenen Lackfilm versiegelt sind. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Beschichtung von Substraten mit offenen Poren, wodurch die Poren so mit Lack gefüllt werden, dass sie den Anforderungen an eine lackierte Holzoberfläche (z.B. DIN EN 68861-1 Möbeloberflächen, Verhalten bei chemischer Beanspruchung) genügen, aber trotzdem eine optisch offene Porenstruktur sichtbar bleibt.
    • Kurze Beschreibung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen 2 bis 14 sowie in der nachfolgenden Beschreibung.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Figuren 1 a) und 1 b) zeigen schematisch Teilbereiche einer Lackauftragungsvorrichtung, geeignet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung stellt also ein Verfahren zur Beschichtung von Substraten (Holz- oder Holzwerkstoffe) zur Verfügung, wie in Anspruch 1 definiert. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben. Anwendungsmöglichkeiten sind die Beschichtung plattenförmiger Werkstoffe mit einer strukturierten oder porenhaltigen Oberfläche, wie z.B. Parkett, furnierte Spanplatten oder Faserplatten (MDF- oder HDF-Platten). Häufig ist das Holzmaterial der zu beschichtenden Oberfläche Eiche oder Esche. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Beschichtung von Eichenparkett und Eichenfurnieren.
  • In Ausführungsformen kann dieses Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfassen:
    1. a) Bereitstellen eines Substrats (z.B. in der Form einer Trägerplatte aus Holz oder Holzwerkstoff) mit offenen Poren und/oder einer strukturierten Oberfläche. Mit einer Beschichtungsvorrichtung zum Auftrag von Lack, wie schematisch in Figur 1 a) gezeigt, kann auf ein derartiges Substrat eine Versiegelungsschicht aufgebracht werden. Der Ausdruck Versiegelungsschicht bezeichnet dabei z.B. eine Lackschicht, die das Substrat vollständig beispielsweise gegenüber dem Einfluss von Wasser schützt. Aufgetragen wird dabei üblicherweise eine Formulierung geeigneter Zusammensetzung, die nach einer zusätzlichen Behandlung, wie einer Aushärtung die endgültige Versiegelungsschicht ergibt.
    2. b) Aufbringen einer Versiegelungsschicht (z.B. ein UV härtender Lack) mittels einer Walze A. Dazu wird beispielsweise, wie in Figur 1 a) schematisch gezeigt, das Substrat in der durch den Pfeil gezeigten Transportrichtung mit der Auftragswalze A in Kontakt gebracht. Die Dosierung des Materials für die Versiegelungsschicht kann durch die ebenfalls gezeigte Dosierwalze (in der Figur links neben der Walze A) erfolgen.
    3. c) Verteilen der Versiegelungsschicht mittels einer Walze B. (dies kann die Benetzung der Holzpore bis in die Tiefe durch überschüssiges Versiegelungsmaterial verbessern). In Figur 1 a) ist diese Spachtelwalze B rechts neben der Auftragungswalze gezeigt. Diese Walze ist, wie schematisch gezeigt, vorzugsweise in unmittelbarer Nähe zur Walze A vorgesehen. Diese Walze kann auch dazu dienen, bereits einen Teil des aufgebrachten Materials der Versiegelungsschicht zu entfernen. Geeignete Ausgestaltungen sowohl der Walze A als auch der Walze B sind dem Fachmann bekannt. Die Kombination von Auftragswalze, Walze A und B ist auch als Spachtelmaschine bekannt. Ebenso kann eine Reversmaschine an dieser Stelle verwendet werden.
    4. d) Teilweises Entfernen der Versiegelungsschicht aus den Poren mittels einer Walze C (hierdurch wird die Poren-Struktur des Holzes wieder sichtbar). Diese Walze, gezeigt in Figur 1 b) ist erfindungsgemäß als Glattwalze ausgestaltet. Auch hier kann vorzugsweise erneut eine Dosierwalze in Kombination mit der Walze C vorgesehen werden, wobei die Auftragungsmenge des Materials für die Versiegelungsschicht hier so eingestellt ist, dass lediglich ein Minimalauftrag erfolgt, so dass in Summe Material entfernt wird. Auch in Figur 1 b) ist die Transportrichtung des Substrats durch den Pfeil angegeben.
    5. e) Behandlung der Versiegelungsschicht mit einer Bürstenwalze. Diese Behandlung kann bei allen Varianten der Verfahrensführung gemäß Anspruch 1 durchgeführt werden. Diese ist allerdings nicht zwingend notwendig. Diese zusätzliche Behandlung führt zu einer Egalisierung der Versiegelungsschicht durch eine weitere Verteilung des Materials der Versiegelungsschicht auf der Oberfläche, so dass kleinere "Unebenheiten" nivelliert werden. Dadurch wird insbesondere das Bild der Porenstruktur besonders gleichmäßig. Geeignete Bürstenwalzen sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Lackauftragung bekannt. Eine bevorzugte Bürstenwalze ist eine Sisalbürste.
    6. f) Aushärten der Versiegelungsschicht, z.B. mit UV-Licht.
  • Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch den Einsatz einer zusätzlichen Walze C ein Teil der in die Poren eingedrungene Lackmenge vor der Aushärtung einfach wieder entfernt werden kann, ohne dass die Versiegelung der Poren als solches beeinträchtigt wird, so dass die gewünschte offenporige Struktur erhalten wird. Nach Aushärten der Versiegelungsschicht ist die Pore zwar in der Tiefe benetzt und damit wasserdicht beschichtet, trotzdem ist die Porenstruktur sichtbar und entspricht optisch einer natürlichen Holzoberfläche. Die oben genannte Aufgabe wird also durch die Verwendung einer zusätzlichen Walze im Beschichtungsverfahren gelöst. Diese Walze entfernt überschüssigen Lack aus der Holzpore nachdem diese vollständig mit Lack gefüllt wurde. Erfindungsgemäß kann eine Walze C oder mehrere, also 2 oder mehr, zum Einsatz kommen.
  • Die aufzubringenden Mengen an Material für die Versiegelungsschicht hängen von der Viskosität des Lackes, der Vorschubgeschwindigkeit der Walzen, sowie der Saugfähigkeit bzw. Porosität des Untergrundes ab. Ein Fachmann kann die erfindungsgemäß notwendigen Einstellungen und Verfahrensparameter durch einfache Vorversuche ermitteln, um eine erfindungsgemäße Versiegelung auf unterschiedlichen Substraten zu erreichen. Wesentlich, wie bereits ausgeführt und auch durch das nachfolgende Beispiel belegt, ist der Einsatz der Walze C, um in die Poren eingedrungenes Material für die Versiegelungsschicht vor der Aushärtung zu entfernen, um so die Struktur/Offenporigkeit sichtbar zu machen, ohne die Versiegelung nachteilig zu beeinträchtigen. Im Rahmen der zur vorliegenden Erfindung führenden Untersuchungen hat sich in diesem Zusammenhang gezeigt, dass der Einsatz der Walze C kritisch ist (und nicht die letztendlich verbleibende Auftragungsmenge), da beispielsweise Vergleichsuntersuchungen lediglich mit Walze A und/oder mit Walze A und B (bei gleicher verbleibenden Auftragungsmenge) nicht den erfindungsgemäßen Effekt zeigt.
  • Geeignete Materialien zur Bereitstellung einer Walze A mit einer Shore A- Härte von kleiner 80, bevorzugt kleiner 20, besonders bevorzugt kleiner 10, sind beispielsweise Elastomere oder Thermoplaste, ggf. adaptiert durch den Einsatz geeigneter Additive, wie Weichmacher (die eingesetzt werden können, so lange sie den Auftrag an Material für die Versiegelungsschicht nicht stören), um so eine ausreichend weiche Oberfläche zu ergeben.
  • Für die einzelnen oben genannten oder in den Ansprüchen aufgeführten Verfahrensschritte können folgende Ausführungsformen insbesondere Anwendung finden (jeweils einzeln oder in Kombination):
    1. a) Das bereitgestellte Substrat ist bevorzugt aus Eiche oder ein Holzwerkstoff mit einer Holzoberfläche aus Eiche (Furnier). Vor dem Lackauftrag kann dieses bevorzugt aber auch jedes andere hier beschriebene Substrat bekannten Oberflächenbehandlungen unterworfen werden, wie einer Schleifbehandlung (z.B. Rohholzschliff z. B. 120, 150, 180). Die zu beschichtende Oberfläche kann auch mit einem Haftprimer oder einer Beize vorbehandelt sein.
    2. b) Das Aufbringen einer Versiegelungsschicht (z.B. ein UV härtender Lack), bevorzugt mit einer typischen Lackauftragungsmenge von 10-200 g/m2, stärker bevorzugt 60 bis 120 g/m2, kann mittels einer Spachtelmaschine erfolgen (Auftragswalze A und Spachtelwalze B) oder ähnlichem Verfahren (Reversmaschine). Dieser Materialauftrag wird hier auch als Auftrag eines Materials für die Versiegelungsschicht bezeichnet. Hierdurch wird mit viel überschüssigem Material (Lack) die Oberfläche beschichtet, so dass die Versieglung der Pore gesichert ist. Insbesondere wird durch die zweite Walze B gesichert, dass eine ausreichende Menge des Lacks in die Poren eindringt. In einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform dient diese zweite Walze lediglich dazu, das Eindringen des Materials für die Versiegelungsschicht in die Poren des Substrats zu sichern. Erfindungsgemäß wird diese Behandlung allerdings so durchgeführt, dass gleichzeitig bereits eine gewisse Menge des aufgebrachten Lacks wieder entfernt wird. Dem Fachmann sind die dazu notwendigen Einstellungen für die zweite Walze bekannt, bzw. er kann diese durch einfache Vorversuche herausfinden. In dieser Ausführungsform werden optional etwa 10 bis 40%, bevorzugt 15 bis 25% der durch die Walze A aufgetragenen Beschichtungsmenge wieder entfernt. So kann eine ausreichende Benetzung der Poren gesichert aber gleichzeitig die erfindungsgemäß gewünschte lebendige Struktur des beschichteten Substrats gesichert werden. Eine derartige Entfernung einer gewissen Menge an Lack kann durch eine Spachtelwalze erfolgen (die auch geeignet ist das Eindringen des Materials für die Versiegelungsschicht in die Poren zu erreichen), die optional mit geeigneten weiteren Vorrichtungen ausgestaltet ist, um die entfernte Lackmenge (Material für die Versiegelungsschicht) aufzunehmen (also zu verhindern, dass diese wieder mit dem Substrat in Kontakt kommt).
    3. c) In einer bevorzugten Verfahrensvariante mit einer weichen Walze A mit einer Shore A Härte von 80 oder weniger, wie vorstehend beschrieben, ist die Aufgabemenge an Material für die Versiegelungsschicht wie vorstehend unter b) beschrieben. Dies gilt auch für die erfindungsgemäße Variante b2), bei der die Gesamtauftragsmenge durch die unterschiedlichen Walzen A sowie ggf. auch Walze B aufgebracht wird.
    4. d) Das weitere, d.h. zusätzlich zur Entfernung durch Walze B, teilweise Entfernen der Versiegelungsschicht aus den Poren erfolgt erfindungsgemäß mittels mindestens einer Glattwalze C. Diese ist typischerweise so eingestellt, dass sie das gleiche Material (z.B. ein UV härtender Lack) wie die Auftragungswalze (z.B. die Spachtelmaschine) aufträgt, aber auf minimalste Auftragsmenge eingestellt ist. Effektiv wird dadurch nun überschüssiges Material aus den Poren wieder entfernt und die Poren-Struktur des Holzes wieder sichtbar. In einer bevorzugten Ausführungsform werden dabei etwa 5 bis 30% der ursprünglichen Auftragsmenge (Walze A), bevorzugt 10 bis 20% entfernt. Auch hier sind die spezifische Ausgestaltung des Verfahrens und die Ausgestaltung der notwendigen Vorrichtung (beispielsweise der Glattwalze) dem Fachmann bekannt bzw. er kann diese durch einfache Vorversuche einstellen. Wurde durch die Walze B kein Material entfernt kann die durch die Walze C zu entfernende Materialmenge auch höher sein (durch geeignete Einstellungen). Geeignete prozentuale Werte für die Materialentfernung sind 15 bis 70%, bevorzugt 25 bis 45%. Alternativ kann auch eine zweite Walze C vorgesehen werden, wobei die durch die Walzen C jeweils zu entfernenden Materialmengen gleich oder verschieden sein können. Kommen beispielsweise 2 Walzen C zum Einsatz so werden diese bevorzugt so eingestellt, dass die prozentualen Werte für die Materialentfernung kumuliert wie vorstehend beschrieben sind. Die Walzen C können so eingestellt, werden, dass jeweils gleiche Mengen entfernt werden, es ist allerdings auch möglich, dass unterschiedliche Mengen entfernt werden. Dabei ist es bevorzugt, wenn die erste Walze C mehr Material entfernt als die zweite Walze C.
    5. e) Zusätzlich zur Versiegelungsschicht kann auch die Auftragung weiterer Schichten erfolgen, wie beispielsweise Decklackschichten, Effektlackschichten etc. Diese werden bevorzugt nach vollständiger Aushärtung der Versiegelungsschicht aufgebracht. Geeignete Materialien und Aufbringungsweisen sind dem Fachmann bekannt.
    6. f) Sowohl die Versiegelungsschicht als auch die optionalen weiteren Schichten können zusätzlichen Behandlungen unterworfen werden. Ein Beispiel dafür ist eine Mattierbehandlung, die vorzugsweise vor der vollständigen Aushärtung der Schicht durchgeführt wird. Diese wird bevorzugt unter Einsatz eines 172 nm Excimerlasers durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass ohne den Einsatz von Mattieradditiven eine Mattierung erfolgt, die auf der Mikrostrukturierung der Oberfläche der behandelten Schicht beruht. Geeignet ist eine derartige Mattierungsbehandlung bei Materialien, z.B. für die Versiegelungsschicht, die gegenüber dem Laser reaktiv sind, beispielsweise Acrylate, die bei einer derartigen Behandlung eine Vernetzungsreaktion zeigen. Die Mattierung mit einem Excimerlaser hat darüber hinaus den Vorteil, dass dieser Schritt gut mit einer Aushärtung durch UV-Bestrahlung etc. kombiniert werden kann. Derartige Mattierungen ergeben zudem sehr gut reproduzierbare, identische Oberflächeneigenschaften. Die erhaltenen mattierten Oberflächen sind häufig besonders angenehm im Hinblick auf ihre Haptik, vorteilhaft im Hinblick auf Anti-fingerprint Eigenschaften und es lassen sich sehr gute Mattierungseffekt einstellen, bei sehr niedrigen Glanzgraden.
    7. g) Das Aushärten der Versiegelungsschicht erfolgt in konventioneller Art und Weise, z.B mit UV-Licht (meistens Quecksilberdampflampe, 80-120 W/cm) bei Einsatz eines UVhärtbaren Lacks. Derartige Lacke und damit die Aushärtung mit UV-Licht ist erfindungsgemäß bevorzugt, da so sehr schnell ein strapazierbarer fester Lackfilm erhalten werden kann. Die Aushärtung kann bei Einsatz anderer Lacktypen variieren, so können thermisch aushärtende Lacke beispielsweise mittels IR-Bestrahlung ausgehärtet werden. Der Fachmann kann dabei auf sein allgemeines Fachwissen zurückgreifen.
  • Besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens sind wie folgt:
    1. (1) Auftrag mit einer Walze A mit einer Shore A Härte von 80 oder weniger und Einsatz einer Walze B.
    2. (2) Auftrag mit zwei Walzen A und B und Einsatz einer Bürstenwalze.
    3. (3) Wie (1) mit einem Einsatz einer Bürstenwalze.
    4. (4) Wie (1), (2) oder (3), zusätzlich mit einer Mattierbehandlung für die Versiegelungsschicht mit einem 172 nm Excimerlaser.
    5. (5) Wie (1), (2), (3) oder (4), zusätzlich mit der Aufbringung mindestens einer weiteren Schicht auf die Versiegelungsschicht.
    Beispiel
  • Auf Eichenholzparkett (fertig geschliffen, Schliff 180, entstaubt) wurde ein Haftprimer (z.B. Hesse HUW 8831) mit einer Beschichtungsmenge von 10-15 g/m2 aufgebracht, anschließend wurde vollständig getrocknet. Durch eine Walze A wurde ein UV-Lack (z. B. Hesse UG 7328) bei einer Aufbringmenge von ca 50 g aufgebracht. Durch Einsatz einer Spachtelwalze B wurden 10-15 g entfernt aber gleichzeitig eine gute Eindringtiefe des aufgetragenen Lacks in die Poren gesichert, so dass eine Auftragungsmenge von 35-40 g/m2 verblieb, was die Porenstruktur teilweise sichtbar machte, jedoch noch nicht in einem ausreichenden Maß. Durch den Einsatz einer Glattwalze C wurden weitere 5-10 g entfernt, so dass eine Beschichtungsmenge von ca 30 g/m2 verblieb. Anschließend wurde die Schicht mit einer Sisalwalze behandelt. Die Porenstruktur war gut sichtbar. Anschließend erfolgt eine Aushärtung durch UV Bestrahlung (3 Hg-Strahler 80 W/cm) bei 18m/min Vorschub. Es wurde eine qualitativ hochwertige Lackbeschichtung erhalten, die Poren waren versiegelt aber die Porenstruktur, wie erwünscht sichtbar. Ein Vergleichsbeispiel mit einem Lackauftrag von 30 g/m2 in einem Verfahren ohne Einsatz einer Glattwalze (gleiche Beschichtungsmenge) ergab eine unzureichende und ungleichmäßige Lackbeschichtung. Es konnte keine sichere Versiegelung der Poren erreicht werden und die offenporige Struktur war nicht wie gewünscht gleichmäßig sichtbar (teilweise vollständig glatter Lackfilm, der keine Porenstruktur sichtbar ließ).
  • Das derart versiegelte Parkett wurde im Hinblick auf Versiegelung der Poren evaluiert, um sicherzustellen, dass das so behandelte Parkett nicht nur die Porenstruktur sichtbar lässt, sondern auch eine zuverlässige und vollständige Versiegelung ermöglicht.
  • Testergebnisse:
    • keine Anfärbung der Pore durch Methylenblau-Lösung
    • keine Verfärbung (Benetzung) des Holzes nach Wassertest, z.B. für 16 h
    • Dies beweist die zuverlässige und vollständige Versiegelung bis in die Tiefen der Poren hinein.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Beschichtung von Substraten mit offenen Poren und/oder Substraten mit einer strukturierten Oberfläche, mit den folgenden Verfahrensschritten:
    a) Bereitstellen eines Substrats mit offenen Poren und/oder einer strukturierten Oberfläche,
    b) Aufbringen eines Materials für eine Versiegelungsschicht mittels einer ersten Walze A auf das Substrat,
    c) Verteilen des aufgebrachten Materials der Versieglungsschicht und Entfernen eines Teils des aufgebrachten Materials der Versieglungsschicht mittels einer zweiten Walze B, und nachfolgend
    d) teilweises Entfernen der aufgebrachten Menge des Materials der Versiegelungsschicht aus den Poren und/oder von der strukturierten Oberfläche mittels mindestens einer dritten Walze C, um in die Poren eingedrungenes Material für die Versiegelungsschicht vor einem Aushärten zu entfernen und so die Struktur und/oder Offenporigkeit sichtbar zu machen, wobei die Walze C eine Glattwalze ist, und
    e) Behandeln des aufgebrachten Materials der Versiegelungsschicht mit einer Bürstenwalze.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das teilweises Entfernen der aufgebrachten Menge des Materials der Versiegelungsschicht mittels der dritten Walze C sowie das Behandeln des Materials der Versiegelungsschicht mit der Bürstenwalze vor einem Aushärten erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Menge an Material für die Versiegelungsschicht mittels einer Dosierwalze gesteuert wird, die nicht mit dem Substrat in Kontakt gelangt.
  4. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Versiegelungsschicht aus einem UV-härtenden Lack gebildet ist.
  5. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Walze A zum Aufbringen der Versiegelungsschicht zum Einsatz kommt, wobei diese Walze A eine Oberflächenhärte Shore A von 80 oder weniger aufweist.
  6. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zwei Walzen C verwendet werden.
  7. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Substrat ausgewählt ist aus Parkett, furnierten Spanplatten oder Faserplatten, MDF- oder HDF-Platten und/oder wobei das Substrat ein Holz oder Holzwerkstoff mit offenen Poren ist und/oder wobei das Substrat eine Oberfläche aus Eichenholz oder Eschenholz aufweist.
  8. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die aufgebrachte Menge des Materials der Versiegelungsschicht von 10 bis 200 g/m2 beträgt.
  9. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Substrat vor der Bereitstellung einer Vorbehandlung unterworfen wird, ausgewählt aus einem Primerauftrag und/oder einem Beizeauftrag und/oder einer Grundierung und/oder einer Schleifbehandlung.
  10. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei durch Walze B bereits 10 bis 40% der aufgebrachten Menge des Materials für die Versiegelungsschicht wieder entfernt werden.
  11. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei durch die Walze(n) C von 5 bis 30% der aufgebrachten Menge des Materials für die Versiegelungsschicht wieder entfernt werden.
  12. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bürstenwalze eine Sisalbürste ist.
  13. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend die Auftragung weiterer Schichten auf die Versiegelungsschicht nach dem Aushärten der Versiegelungsschicht.
  14. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend die Behandlung der Versiegelungsschicht und/oder der weiteren Schichten oder von Decklackschichten mit einem Excimerlaser.
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