EP3892388A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer strukturierten oberfläche eines plattenförmigen materials - Google Patents

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EP3892388A1
EP3892388A1 EP20168151.7A EP20168151A EP3892388A1 EP 3892388 A1 EP3892388 A1 EP 3892388A1 EP 20168151 A EP20168151 A EP 20168151A EP 3892388 A1 EP3892388 A1 EP 3892388A1
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EP
European Patent Office
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film
layer
lacquer layer
lacquer
radiation
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EP3892388B1 (de
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Frank Kemmerling
Andre Wiegelmann
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Fritz Egger GmbH and Co OG
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Fritz Egger GmbH and Co OG
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    • B05D7/06—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to wood

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a structured surface of a plate-shaped material, in particular a wood-based panel, in which a lacquer layer is applied to the surface of the plate-shaped material, in which an at least partially radiation-permeable film is placed on the - not yet cured - lacquer layer and wherein the lacquer layer is at least partially cured by means of radiation passing through the film.
  • the invention also relates to a device for carrying out the method.
  • the invention therefore relates to a method which is also known as the Calander Coating Inert (CCI) method and with which surface coatings of high quality combined with visual and haptic properties can be produced.
  • CCI Calander Coating Inert
  • UV lacquers are applied using a roller process. Then a film or tape is applied, which smooths the paint surface that is still liquid. The curing takes place through the film by means of UV radiation with direct surface contact. Other types of electromagnetic radiation or particle radiation are also possible in principle. In this way, oxygen-free or inert conditions are created underneath the film, which significantly influence the quality of the curing process.
  • panels of different carrier types such as medium-density fiberboard (MDF), high-density fiberboard (HDF), raw chipboard, veneer, paper, materials coated with melamine resin can be coated with low process costs.
  • MDF medium-density fiberboard
  • HDF high-density fiberboard
  • raw chipboard raw chipboard
  • veneer paper
  • materials coated with melamine resin can be coated with low process costs.
  • high-gloss surfaces can be achieved with much less effort than with conventional painting, because Sanding effort, drying times and paint consumption can be significantly reduced.
  • the surfaces finished with inert technology are characterized by high scratch resistance and resilience.
  • the surfaces can be produced in high gloss and dull matt.
  • CCI is used in particular by panel manufacturers who produce coated (decorative) panels for kitchen and furniture fronts.
  • Structuring the surface to be cured is a particular challenge.
  • a known measure consists in that the surface of the film facing the lacquer layer to be cured is itself provided with a negative surface structure. After curing by means of radiation, this structure remains in the paint layer as a positive surface structure.
  • the structure can be embossed into the surface of the lacquer layer before, during or after partial curing.
  • the variability of the structuring is limited, especially if a frequent change of the geometry of the structuring is necessary for small lot sizes.
  • the present invention is therefore based on the technical problem of further simplifying the method and the corresponding device for producing a structured surface of a plate-shaped material.
  • a method for producing a structured surface of a plate-shaped material in particular a wood-based panel, in which a lacquer layer is applied to the surface of the plate-shaped material, in which a film that is at least partially transparent to radiation is applied to the lacquer layer is applied, in which before or after the application of the film by means of an absorber material which is at least partially impermeable to the radiation, a structured Absorber layer is applied to the film, in which radiation is subsequently applied through the film to the lacquer layer in a first curing step, the lacquer layer being at least partially and at least partially cured depending on the permeability of the structured absorber layer of the film, in which the film from the lacquer layer is lifted off and in which, in a second curing step, the lacquer layer is preferably completely cured by means of radiation.
  • the method according to the invention is therefore a modification of the Calander Coating Inert (CCI) method, in which curing in particular takes place in two steps.
  • CCI Calander Coating Inert
  • a structuring of the lacquer layer can be produced, wherein the structuring can have depressions, elevations and / or differences in the degree of gloss.
  • the method is preferably carried out with an unfilled and highly transparent lacquer, so that basically a smooth surface is created, which is then matted and / or structured in a structured form by the measures described here.
  • the penetrating radiation produces a surface hardening in the areas where the absorber layer is sufficiently transparent to the radiation due to the thin layer or lack of layer thickness.
  • a crosslinking reaction is thus initiated in these areas in the lacquer layer adjacent to the film.
  • the areas where the film has a sufficient amount of absorber material less or no radiation passes through and there is less or no crosslinking reaction.
  • the areas of the structured absorber layer which have a maximum layer thickness for the given application can still transmit part of the radiation or completely represent opaque absorber layer.
  • a structured superficial skin forms on the side of the lacquer layer facing the film.
  • the lacquer cures to different depths.
  • complete curing can occur in the unstructured areas of the absorber layer, that is to say in the areas transparent to the radiation. It is also possible that only partial hardening occurs in the first hardening step, even in the transparent areas. In this case, these areas of the lacquer layer to be hardened are also only gelled and the aforementioned superficial skin forms on the lacquer layer.
  • All at least partially opaque materials such as paints, inks or the like can be used as absorber material. Dark-colored, preferably black, pigments are preferably used.
  • the absorber material i.e. generally a coating that has pigments blocking the radiation in the first curing step
  • an ink such as UV ink, PUR ink, solvent-based ink, hybrid ink or a lacquer, in particular UV curable varnish.
  • the pigments applied with it are decisive.
  • the surface lacquer can be a radiation-curing film former (UV or EBC lacquer).
  • UV or EBC lacquer The most important classes of film formers include unsaturated polyesters, epoxy acrylates, polyester acrylates, polyether acrylates, amine-modified polyether acrylates as well as urethane and polyurethane acrylates.
  • the film former contains functional groups that polymerize under the action of UV light or ionizing radiation (EBC). This creates a three-dimensional, insoluble polymer network. In the case of UV curing, additional photoinitiator additions are required in order to start radical or ionic polymerisation.
  • UV blockers Further possibilities for influencing the curing in sections are also possible by applying UV blockers.
  • structuring for the transmission of the film can also be used with a varying film thickness, at least as a support for the structure of the absorber layer.
  • the curing that takes place at different times can create an additional structure in the surface of the varnish layer.
  • the definition of the structure of the absorber layer in the lacquer layer depends on the lacquer viscosity. This is because if there is no curing after the first curing step, depending on the viscosity of the lacquer layer, there may be more or less strong deliquescence.
  • the film is peeled off, the partially cured and skin-forming sections of the lacquer layer being retained.
  • the unhardened or only slightly hardened sections are still liquid, run and have an unstructured, smooth and preferably shiny surface.
  • a structure depth is achieved on the surface of the cured lacquer layer because matt areas of the lacquer layer are raised when the structure generator is lifted off. Varnish from non-hardened areas continues to flow, creating depressions in sections.
  • a film is used to which the varnish of the varnish layer adheres, a further structure depth can be achieved because the non-hardened varnish adheres and is also removed, i.e. lifted. This creates a further effect in which the non-gelled sections are raised compared to the gelled sections.
  • the structured surface in the lacquer layer that is present after the film has been lifted off is then cured and fixed in the second curing step. The second curing step takes place as short a time interval as possible after the film is lifted off, in order to fix this structure through the final curing of the lacquer layer.
  • the time until the second hardening step should be kept short so that the sagging is stopped as early as possible.
  • a typical period of time is less than 60 seconds; periods of between 1 and 5 minutes are also possible.
  • the film to be applied to the lacquer layer can already be provided with the absorber layer before it is applied.
  • the structure is specified and the film can possibly be reused if the existing structure is to be produced several times on a plate surface.
  • the film can also be provided with the absorber material, in particular printed, in a direct temporal connection shortly before or after it is placed on the lacquer layer. This creates a structure on the film that matches the existing colored decoration.
  • the film is therefore provided with the structured absorber layer consisting of the absorber material on the side facing away from the lacquer layer. This avoids soiling of the lacquer layer, in particular if the absorber layer itself should not yet have hardened when the film comes into contact with the lacquer layer.
  • the film can have a smooth surface on the side facing the lacquer layer, so that no further structuring of the lacquer layer to be cured takes place through the surface of the film. This is particularly advantageous if it is not established in advance at which sections a matt or a smooth surface is to be produced.
  • the lacquer layer can preferably consist of a transparent lacquer, with at least one further layer with a colored decoration being applied under the transparent lacquer layer. This creates a two-layer paint structure and only the upper transparent paint layer is structured using the method described.
  • a surface structure with alternating glossy and matt sections can be generated synchronously with the wood grain, which improves the impression of the entire decor.
  • an unstructured film can be applied to the lacquer layer and the. structured film are preferably applied to the unstructured film by means of the absorber layer.
  • the second film can preferably be duplicated on the first film or the second film is fed in via a second roll unwind.
  • the lacquer layer consists of a glossy lacquer and a structure of glossy and matt sections is produced. Furthermore, a matt lacquer can also be applied, so that a structure can be created from raised and non-raised or from more or less matt sections.
  • the lacquer layer applied to the surface of the plate-shaped material can, for example, also consist of a colored lacquer instead of a transparent lacquer, the surface of the colored lacquer layer being structured by the method. A surface structure is thus created directly on the top of the colored coating of the plate-shaped material.
  • a device for producing a structured surface of a plate-shaped material in particular a wood-based panel, with a painting device for applying a layer of paint to the plate-shaped material, with a feed device for a film that is at least partially transparent to radiation, with a first hardening device for carrying out a first hardening step, with a lifting device for lifting off the film and with a second hardening device for carrying out a second hardening step.
  • the hardening devices each have a radiation source which is used to harden the lacquer layer.
  • a radiation source preferably in the form of a light-emitting diode (LED), is used when the lacquer layer consists of a UV-curable lacquer.
  • LED light-emitting diode
  • Radiation sources with other electromagnetic radiation or particle radiation for curing corresponding paint materials are also conceivable.
  • a device for applying absorber material to the film for producing a structured absorber layer which is at least partially impermeable to radiation is preferably provided.
  • this device which can in particular be designed as a printing device, the structure of the absorber layer can be produced on the film.
  • the device or the printing device therefore enables the film to be placed on the film to be cured in a timely manner Lacquer layer taking place application or printing of the film with the absorber material.
  • the device described can be designed with a feed device for feeding two foils.
  • a conventional film can first be placed on the lacquer layer to be cured, which film has either a smooth or an already surface-structured surface that faces the lacquer layer. The further film is then already provided with the structure of the absorber material or is provided with an absorber material after it has been applied.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a device 2 for producing a structured surface of a plate-shaped material 4, which is present as
  • Wood-based panel is formed and in the Fig. 1 is fed from left to right.
  • the material can be elongated in shape to be subsequently broken down into smaller units.
  • the wood-based panel already has its final shape and is not further divided after the production of the structured surface.
  • a paint layer 12 is applied to the wood-based panel 4. If necessary, doctoring devices can also be provided for smoothing out the still liquid lacquer layer 12 or other conventional devices.
  • a feed device 14 with a supply roll 16 is provided for feeding in a film 18 which is at least partially transparent to radiation.
  • the film 18 is placed on the lacquer layer 12.
  • the film is provided with an absorber material in the form of a textured lacquer before it is rolled onto the supply roll 16, which creates a structured absorber layer on the film 18 that is at least partially impermeable to the radiation applied later.
  • a first curing step is carried out with a first curing device 22, which is arranged above the film 18 in an area in which the film 18 is in contact with the lacquer layer 12.
  • radiation for example UV radiation
  • the lacquer layer 12 is hardened to different degrees in sections, so that a superficial structure is created on the surface of the lacquer layer 12.
  • a lifting device 24 with a deflection roller 26 and a take-up roller 28 is provided, with which the film 18 is lifted from the lacquer layer 12. After that is a surface structure corresponding to the structure of the absorber layer on the film is present on the only partially cured lacquer layer 12.
  • a second curing device 30 is provided which is designed to carry out a second curing step and which emits radiation, in particular UV radiation.
  • a UV lamp with high radiation intensity or an excimer lamp can be used.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a device 2 for producing a structured surface of a wood-based panel 4, with the same reference numerals as the same elements as in FIG Fig. 1 mark.
  • the device 2 shown is a printing device 32 for printing the film 12 with the textured lacquer to produce a structured absorber layer that is at least partially impermeable to radiation.
  • the film is provided with a structured absorber layer made of a structured lacquer only after it has been placed on the lacquer layer 12.
  • the absorber layer then causes the lacquer layer 12 to harden differently in sections in the area of the first hardening device 22.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a device 2 for producing a structured surface of a wood-based panel 4, with the same reference numerals as the same elements as in FIG Fig. 1 and 2 mark.
  • a second feed device 34 is provided here for feeding a second film 36, which has a supply roll 38 and a deflection roll 40 with which the second film 36 is placed on the first film 12.
  • a second one Lifting device 42 with a deflection roller 44 and a take-up roller 46 are provided.
  • the first film 12 has no structure, while the second film 36 is printed with a textured lacquer by means of the printing device 32.
  • the first curing device 22 then cures the lacquer layer 12 partially and in sections through the second film 36 and the first film 18.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche eines plattenförmigen Materials, insbesondere einer Holzwerkstoffplatte, bei dem eine Lackschicht auf die Oberfläche des plattenförmigen Materials aufgebracht wird, bei dem auf die Lackschicht eine zumindest teilweise für Strahlung durchlässige Folie aufgelegt wird, bei dem vor oder nach dem Auflegen der Folie mittels eines für die Strahlung zumindest teilweise undurchlässigen Absorbermaterials eine strukturierte Absorberschicht auf die Folie aufgebracht wird, bei dem nachfolgend in einem ersten Härtungsschritt Strahlung durch die Folie auf die Lackschicht aufgebracht wird, wobei in Abhängigkeit von der Durchlässigkeit der strukturierten Absorberschicht der Folie die Lackschicht zumindest abschnittsweise und zumindest teilweise ausgehärtet wird, bei dem die Folie von der Lackschicht abgehoben wird und bei dem in einem zweiten Härtungsschritt die Lackschicht mittels Strahlung, vorzugsweise vollständig ausgehärtet wird. Das zugrundeliegende technische Problem besteht darin, die Herstellung einer strukturierten Oberfläche eines plattenförmigen Materials weiter zu vereinfachen. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche eines plattenförmigen Materials, insbesondere einer Holzwerkstoffplatte, bei dem eine Lackschicht auf die Oberfläche des plattenförmigen Materials aufgebracht wird, bei dem auf die - noch nicht ausgehärtete - Lackschicht eine zumindest teilweise für Strahlung durchlässige Folie aufgelegt wird und wobei die Lackschicht mittels durch die Folie hindurchtretende Strahlung zumindest teilweise ausgehärtet wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren, das auch als Calander Coating Inert (CCI) Verfahren bekannt ist und mit dem Oberflächenbeschichtungen von hoher Qualität verbunden mit visuellen und haptischen Eigenschaften erzeugt werden können.
  • Bei diesem industriellen Beschichtungs-Verfahren für die Plattenindustrie werden UV-Lacke im Walzverfahren aufgetragen. Anschließend wird eine Folie oder ein Band aufgelegt, wodurch die noch flüssige Lackoberfläche geglättet wird. Die Härtung erfolgt durch die Folie hindurch mittels UV-Strahlung bei direktem Oberflächenkontakt. Auch andere elektromagnetische Strahlungsarten oder Partikelstrahlung sind grundsätzlich möglich. Auf diese Weise schafft man unterhalb der Folie sauerstofffreie bzw. inerte Bedingungen, die maßgeblich die Qualität des Härtungsprozesses beeinflussen.
  • Als plattenförmige Materialien können Platten unterschiedlicher Trägertypen wie mitteldichte Faserplatte (MDF), hochdichte Faserplatte (HDF), Rohspanplatten, Furnier, Papier, mit Melaminharz beschichtete Werkstoffe mit niedrigen Prozesskosten lackiert werden. Beispielsweise lassen sich Hochglanzflächen mit viel geringerem Aufwand als bei der herkömmlichen Lackierung erzielen, da Schleifaufwand, Trocknungszeiten und Lackverbrauch deutlich reduziert werden können.
  • Die mit der Inert-Technologie veredelten Oberflächen zeichnen sich durch hohe Kratzfestigkeit und Widerstandsfähigkeit aus. Die Oberflächen können in Hochglanz und stumpfmatt hergestellt werden. CCI wird insbesondere von Plattenherstellern, die beschichtete (Dekor-) Platten für Küchen- und Möbelfronten produzieren, eingesetzt.
  • Eine besondere Herausforderung besteht in einer Strukturierung der auszuhärtenden Oberfläche. Eine bekannte Maßnahme besteht darin, dass die der auszuhärtenden Lackschicht zugewandte Oberfläche der Folie selbst mit einer negativen Oberflächenstruktur versehen ist. Nach dem Aushärten mittels Strahlung verbleibt in der Lackschicht diese Struktur als positive Oberflächenstruktur erhalten. Darüber hinaus kann die Struktur in die Oberfläche der Lackschicht vor, während oder nach einem teilweisen Aushärten geprägt werden.
  • Die Variabilität der Strukturierung ist jedoch eingeschränkt, insbesondere wenn ein häufiger Wechsel der Geometrie der Strukturierung bei kleinen Losgrößen erforderlich ist.
  • Daher liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde, das Verfahren und die entsprechende Vorrichtung zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche eines plattenförmigen Materials weiter zu vereinfachen.
  • Das zuvor aufgeführte technische Problem wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche eines plattenförmigen Materials, insbesondere einer Holzwerkstoffplatte, gelöst, bei dem eine Lackschicht auf die Oberfläche des plattenförmigen Materials aufgebracht wird, bei dem auf die Lackschicht eine zumindest teilweise für Strahlung durchlässige Folie aufgelegt wird, bei dem vor oder nach dem Auflegen der Folie mittels eines für die Strahlung zumindest teilweise undurchlässigen Absorbermaterials eine strukturierte Absorberschicht auf die Folie aufgebracht wird, bei dem nachfolgend in einem ersten Härtungsschritt Strahlung durch die Folie auf die Lackschicht aufgebracht wird, wobei in Abhängigkeit von der Durchlässigkeit der strukturierten Absorberschicht der Folie die Lackschicht zumindest abschnittsweise und zumindest teilweise ausgehärtet wird, bei dem die Folie von der Lackschicht abgehoben wird und bei dem in einem zweiten Härtungsschritt die Lackschicht mittels Strahlung, vorzugsweise vollständig ausgehärtet wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist also eine Abwandlung des Calander Coating Inert (CCI) Verfahrens, bei dem insbesondere das Aushärten in zwei Schritten erfolgt.
  • Mit dem beschriebenen zweistufigen Verfahren kann eine Strukturierung der Lackschicht erzeugt werden, wobei die Strukturierung Vertiefungen, Erhöhungen und/oder Glanzgradunterschiede aufweisen kann.
  • Das Verfahren wird bevorzugt mit einem ungefüllten und hochtransparenten Lack durchgeführt, so dass grundsätzlich eine glatte Oberfläche entsteht, die dann durch die hier beschriebenen Maßnahmen in strukturierter Form mattiert und/oder strukturiert wird.
  • Durch den Kontakt der mit einem Absorbermaterial versehenen Folie mit der Oberfläche der Lackschicht wird während des ersten Härtungsschrittes durch die durchdringende Strahlung eine oberflächliche Härtung an den Bereichen erzeugt, an denen die Absorberschicht aufgrund geringer Schichtdicke bzw. fehlender Schichtdicke ausreichend durchlässig für die Strahlung ist. Somit wird an diesen Bereichen in der Lackschicht angrenzend zur Folie eine Vernetzungsreaktion initiiert. An den Bereichen, an denen die Folie eine ausreichende Menge an Absorbermaterial aufweist, strahlt weniger oder keine Strahlung durch und es kommt zu weniger oder keiner Vernetzungsreaktion. Somit können die Bereiche der strukturierten Absorberschicht, die eine für die gegebene Anwendung maximale Schichtdicke aufweisen, immer noch einen Teil der Strahlung durchlassen oder eine vollständig opake Absorberschicht darstellen. In der Folge bildet sich eine strukturierte oberflächliche Haut auf der der Folie zugewandten Seite der Lackschicht.
  • Während des ersten Härtungsschrittes kommt es abhängig von der Intensität der Strahlung, von der Dicke der Absorberschicht, von der Dicke der Folie und von der Strahlungszeit zu einem Aushärten des Lackes bis zu unterschiedlichen Tiefen. Bei geeigneter Wahl der Parameter kann es in den unstrukturierten Bereichen der Absorberschicht, also den für die Strahlung transparenten Bereichen zu einer vollständigen Aushärtung kommen. Ebenso ist es möglich, dass es auch in den transparenten Bereichen im ersten Härtungsschritt nur zu einer Teilhärtung kommt. In diesem Fall sind auch diese Bereiche der auszuhärtenden Lackschicht nur angeliert und es bildet sich die genannte oberflächige Haut auf der Lackschicht.
  • Als Absorbermaterial kommen sämtliche zumindest teilweise opaken Materialien wie Lacke, Tinten oder dergleichen in Frage. Dabei sind dunkelfarbige, vorzugsweise schwarze Pigmente bevorzugt eingesetzt.
  • Das Absorbermaterial, also allgemein eine Beschichtung, die die Strahlung im ersten Härtungsschritt blockierende Pigmente aufweist, kann aus verschiedenen Stoffen bestehen, beispielsweise aus einer Tinte, wie UV-Tinte, PUR-Tinte, lösemittelbasierte Tinte, Hybrid-Tinte oder aus einem Lack, insbesondere UV härtbarer Lack. Entscheidend sind die damit aufgetragenen Pigmente.
  • Der Oberflächenlack kann dabei ein strahlenhärtender Filmbildner (UV oder ESH-Lack) sein. Zu den wichtigsten Filmbildnerklassen gehören ungesättigte Polyester, Epoxy-Acrylate, Polyester-Acrylate, Polyether-Acrylate, amin-modifizierte Polyether-Acrylate sowie Urethan und Polyurethanacrylate. Der Filmbildner enthält funktionelle Gruppen, die unter Einwirkung von UV-Licht oder ionisierender Strahlung (ESH) polymerisieren. Dabei entsteht ein dreidimensionales unlösliches Polymernetzwerk. Bei der UV-Härtung sind zusätzlich Fotoinitiator-Zugaben erforderlich, um eine radikalische oder ionische Polymerisation zu starten.
  • Weitere Möglichkeiten zur Beeinflussung der abschnittsweisen Aushärtung sind auch durch aufgebrachte UV-Blocker möglich. Darüber hinaus kann eine Strukturgebung für die Transmission der Folie auch eine variierende Folienstärke eingesetzt werden, zumindest unterstützend für die Struktur der Absorberschicht.
  • Wenn ein Schrumpflack für die Lackschicht eingesetzt wird, dann kann durch das zu unterschiedlichen Zeiten stattfindende Aushärten eine zusätzliche Struktur in die Oberfläche der Lackschicht erzeugt werden.
  • Des Weiteren ist die Abbildungsschärfe der Struktur der Absorberschicht in der Lackschicht abhängig von der Lackviskosität. Denn bei fehlender Aushärtung nach dem ersten Aushärtungsschritt kann es abhängig von der Viskosität der Lackschicht zu einem mehr oder weniger starken Zerfließen kommen.
  • Nach dem ersten Härtungsschritt wird die Folie abgezogen, wobei die teilweise gehärteten und eine Haut bildenden Abschnitte der Lackschicht erhalten bleiben. Die nicht oder nur gering gehärteten Abschnitte sind noch flüssig, verlaufen und weisen eine unstrukturierte glatte und vorzugsweise glänzende Oberfläche auf.
  • Zudem wird eine Strukturtiefe auf der Oberfläche der ausgehärteten Lackschicht erreicht, weil matte Bereiche der Lackschicht beim Abheben des Strukturgebers angehoben werden. Lack aus nicht gehärteten Bereichen fließt nach, wodurch sich abschnittsweise Vertiefungen ergeben.
  • Wird dagegen eine Folie verwendet, auf der Lack der Lackschicht anhaftet, kann eine weitere Strukturtiefe erreicht werden, weil der nicht ausgehärtete Lack haften bleibt und mit abgezogen, also angehoben wird. Somit entsteht ein weiterer Effekt, bei dem die nicht angelierten Abschnitte gegenüber den angelierten Abschnitten erhaben sind. Die nach dem Abheben der Folie vorhandene strukturierte Oberfläche in der Lackschicht wird dann im zweiten Härtungsschritt ausgehärtet und fixiert. Dabei erfolgt der zweite Aushärtungsschritt in einem möglichst kurzen zeitlichen Abstand zum Abheben der Folie, um durch das endgültige Aushärten der Lackschicht diese Struktur zu fixieren.
  • Die Zeitdauer bis zum zweiten Härtungsschritt sollte kurz gehalten werden, damit das Zerlaufen möglichst früh gestoppt wird. Eine typische Zeitdauer beträgt dabei weniger als 60 Sekunden, auch Zeitdauern zwischen 1 und 5 Minuten sind ebenfalls möglich.
  • Die auf die Lackschicht aufzubringende Folie kann bereits vor dem Aufbringen mit der Absorberschicht versehen sein. In diesem Fall ist die Struktur vorgegeben und die Folie kann möglicher Weise wiederverwendet werden, wenn die vorhandene Struktur mehrfach auf einer Plattenoberfläche hergestellt werden soll.
  • Die Folie kann aber auch in direkter zeitlicher Verbindung kurz vor oder nach dem Auflegen auf der Lackschicht mit dem Absorbermaterial versehen, insbesondere bedruckt werden. Somit eine auf das bereits vorhandene farbige Dekor abgestimmte Struktur auf der Folie erzeugt werden.
  • In bevorzugter Weise wird daher die Folie auf der der Lackschicht abgewandten Seite mit der aus dem Absorbermaterial bestehenden strukturierten Absorberschicht versehen. Somit wird ein Verschmutzen der Lackschicht vermieden, insbesondere wenn die Absorberschicht selbst noch nicht ausgehärtet sein sollte, wenn die Folie mit der Lackschicht in Kontakt kommt.
  • Weiterhin kann die Folie auf der der Lackschicht zugewandten Seite eine glatte Oberfläche aufweisen, so dass durch die Oberfläche der Folie keine weitere Strukturgebung der auszuhärtenden Lackschicht erfolgt. Das ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn nicht im Vorhinein feststeht, an welchen Abschnitten eine matte bzw. eine glatte Oberfläche erzeugt werden soll.
  • Bevorzugt kann die Lackschicht aus einem durchsichtigen Lack bestehen, wobei unter der durchsichtigen Lackschicht mindestens eine weitere Schicht mit einem farbigen Dekor aufgebracht wird. Somit wird ein zweischichtiger Lackaufbau erzeugt und nur die obere durchsichtige Lackschicht wird mit dem beschriebenen Verfahren strukturiert.
  • Aus dem Stand der Technik ist bekannt, eine haptische Strukturgebung der Oberfläche synchron mit dem farbigen Dekor auszubilden. Für das beschriene Verfahren bedeutet das den Schritt, bei dem die Folie mit einer mit dem Dekor der Lackschicht synchron verlaufenden Struktur versehen wird. Somit wird die durch die Absorberschicht gebildete Struktur, die durch den ersten Härtungsschritt auf die Oberfläche der Lackschicht übertragen wird, synchron zu einer farbigen Struktur aufgebracht. Beispielsweise kann bei einem farbigen Holzdekor eine Oberflächenstruktur mit abwechselnd glänzenden und matten Abschnitten synchron zur Holzmaserung das Dekor erzeugt werden, die den Eindruck des gesamten Dekors verbessert.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des beschriebenen Verfahrens kann eine unstrukturierte Folie auf die Lackschicht aufgebracht und die. vorzugsweise mittels der Absorberschicht, strukturierte Folie auf die unstrukturierte Folie aufgebracht werden. Die zweite Folie kann dazu in bevorzugter Weise auf der ersten Folie aufdubliert sein oder die zweite Folie wird über eine zweite Rollenabwicklung zugefahren.
  • Zuvor ist das Verfahren beschrieben worden, bei dem die Lackschicht aus einem glänzenden Lack besteht und eine Struktur aus glänzenden und matten Abschnitten erzeugt wird. Des Weiteren kann auch ein matter Lack aufgetragen werden, so dass eine Struktur aus erhabenen und nicht erhabenen oder aus mehr oder weniger matten Abschnitten erzeugt werden kann.
  • Die auf die Oberfläche des plattenförmigen Materials aufgebrachte Lackschicht kann beispielsweise auch aus einem farbigen Lack anstelle eines transparenten Lacks bestehen, wobei die Oberfläche der farbigen Lackschicht durch das Verfahren strukturiert wird. Somit wird eine Oberflächenstruktur direkt auf der Oberseite der farbigen Beschichtung des plattenförmigen Materials erzeugt.
  • Das oben aufgezeigte technische Problem wird auch durch eine Vorrichtung zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche eines plattenförmigen Materials, insbesondere einer Holzwerkstoffplatte, gelöst mit einer Lackiervorrichtung zum Aufbringen einer Lackschicht auf das plattenförmigen Material, mit einer Zuführeinrichtung für eine zumindest teilweise für Strahlung durchlässigen Folie, mit einer ersten Härteeinrichtung für die Durchführung eines ersten Härtungsschritts, mit einer Abhebeeinrichtung zum Abheben der Folie und mit einer zweiten Härteeinrichtung für die Durchführung eines zweiten Härtungsschritts.
  • Mit einer solchen Vorrichtung lässt sich das oben beschriebene Verfahren durchführen und die in diesem Zusammenhang beschriebenen Vorteile erreichen.
  • Die Härteeinrichtungen weisen jeweils eine Strahlungsquelle auf, die einem Aushärten der Lackschicht dient. So wird eine UV-Quelle, vorzugsweise in Form einer Leuchtdiode (LED), eingesetzt, wenn die Lackschicht aus einem UV-härtbaren Lack besteht. Ebenso sind Strahlungsquellen mit anderer elektromagnetischer Strahlung oder Partikelstrahlung zum Aushärten entsprechender Lackmaterialien denkbar.
  • In bevorzugter Weise ist eine Einrichtung zum Auftragen von Absorbermaterial auf die Folie zum Erzeugen einer für die Strahlung zumindest teilweise undurchlässigen strukturierten Absorberschicht vorgesehen. Mit dieser Einrichtung, die insbesondere als Druckvorrichtung ausgebildet sein kann, kann die Struktur der Absorberschicht auf der Folie hergestellt werden. Die Einrichtung bzw. die Druckvorrichtung ermöglicht also ein zeitlich nahe zum Auflegen der Folie auf der auszuhärtenden Lackschicht erfolgendes Auftragen bzw. Bedrucken der Folie mit dem Absorbermaterial.
  • Des Weiteren kann die beschriebene Vorrichtung mit einer Zuführeinrichtung zum Zuführen von zwei Folien ausgebildet sein. Somit kann auf die auszuhärtende Lackschicht zunächst eine herkömmliche Folie aufgelegt werden, die entweder eine glatte oder eine bereits oberflächenstrukturierte Oberfläche aufweist, die der Lackschicht zugewandt ist. Die weitere Folie ist dann bereits mit der Struktur des Absorbermaterials versehen oder wird zeitlich nach dem Auflagen mit einem Absorbermaterial versehen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen
    • Fig. 1
    ein erstes Beispiel einer Vorrichtung zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche eines plattenförmigen Materials,
    Fig. 2
    ein zweites Beispiel einer Vorrichtung zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche eines plattenförmigen Materials und
    Fig. 3
    ein drittes Beispiel einer Vorrichtung zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche eines plattenförmigen Materials.
  • In der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele werden Bauteile und Elemente mit gleicher Funktion und gleicher Wirkungsweise mit denselben Bezugszeichen versehen, auch wenn die Bauteile und Elemente bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen in ihrer Dimension oder Form Unterschiede aufweisen können.
  • Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 2 zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche eines plattenförmigen Materials 4, das vorliegend als
  • Holzwerkstoffplatte ausgebildet ist und in der Fig. 1 von links nach rechts zugeführt wird. Das Material kann eine längliche Form aufweisen, um nachfolgend in kleinere Einheiten aufgeteilt zu werden. Daneben ist es möglich, dass die Holzwerkstoffplatte bereits ihre endgültige Form aufweist und nach dem Herstellen der strukturierten Oberfläche nicht weiter aufgeteilt wird.
  • Mit einer Lackiervorrichtung 6, die ein Reservoir 8 für den Lack und eine Dosierwalze 10 aufweist, wird eine Lackschicht 12 auf die Holzwerkstoffplatte 4 aufgebracht. Gegebenenfalls können noch Abrakeleinrichtungen für eine Vergleichmäßigung der noch flüssigen Lackschicht 12 oder andere übliche Einrichtungen vorgesehen sein.
  • Eine Zuführeinrichtung 14 mit einer Vorratsrolle 16 ist für ein Zuführen einer zumindest teilweise für Strahlung durchlässigen Folie 18 vorgesehen. Im Bereich einer Umlenkrolle 20 wird die Folie 18 auf die Lackschicht 12 aufgelegt. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die Folie bereits vor dem Aufrollen auf die Vorratsrolle 16 mit einem Absorbermaterial in Form eines Strukturlacks versehen, der eine für die später aufgebrachte Strahlung zumindest teilweise undurchlässige strukturierte Absorberschicht auf der Folie 18 erzeugt.
  • Mit einer ersten Härteeinrichtung 22, die oberhalb der Folie 18 in einem Bereich angeordnet ist, in dem die Folie 18 mit der Lackschicht 12 in Kontakt steht, wird ein erster Härtungsschritt durchgeführt. Dazu wird Strahlung, beispielsweise UV-Strahlung, durch die Folie 18 hindurch auf die Lackschicht 12 aufgebracht. Da die Folie 18 mit der Absorberschicht aus Strukturlack versehen ist, wird die Lackschicht 12 abschnittsweise unterschiedlich stark gehärtet, so dass eine oberflächliche Struktur auf der Oberfläche der Lackschicht 12 entsteht.
  • In Transportrichtung weiter rechts in Fig. 1 nach der ersten Härteeinrichtung 22 ist eine Abhebeeinrichtung 24 mit einer Umlenkrolle 26 und einer Aufwickelrolle 28 vorgesehen, mit der die Folie 18 von der Lackschicht 12 abgehoben wird. Danach ist auf der nur teilweise ausgehärteten Lackschicht 12 eine der Struktur der Absorberschicht auf der Folie entsprechende Oberflächenstruktur vorhanden.
  • Schließlich ist eine zweite Härteeinrichtung 30 vorgesehen, die für die Durchführung eines zweiten Härtungsschritts ausgebildet ist und Strahlung, insbesondere UV-Strahlung, aussendet.
  • Für die erste Härteeinrichtung 22 und die zweite Härteeinrichtung 30 kann beispielsweise eine UV-Lampe mit hoher Strahlungsintensität oder ein Excimer-Strahler eingesetzt werden.
  • Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 2 zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche einer Holzwerkstoffplatte 4, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wie in Fig. 1 kennzeichnen.
  • Zusätzlich zu der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 2 ist eine Druckvorrichtung 32 zum Bedrucken der Folie 12 mit dem Strukturlack zum Erzeugen einer für die Strahlung zumindest teilweise undurchlässigen strukturierten Absorberschicht vorgesehen. Somit wird die Folie erst nach dem Auflegen auf die Lackschicht 12 mit einer strukturierten Absorberschicht aus einem Strukturlack versehen. Die Absorberschicht bewirkt dann im Bereich der ersten Härtungseinrichtung 22 eine in Abschnitten unterschiedliche Härtung der Lackschicht 12.
  • Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 2 zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche einer Holzwerkstoffplatte 4, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wie in den Fig. 1 und 2 kennzeichnen.
  • Zusätzlich ist hier eine zweite Zuführeinrichtung 34 zum Zuführen einer zweiten Folie 36 vorgesehen, die eine Vorratsrolle 38 und eine Umlenkrolle 40 aufweist, mit der die zweite Folie 36 auf die erste Folie 12 aufgelegt wird. Ebenso ist eine zweite Abhebeeinrichtung 42 mit einer Umlenkrolle 44 und einer Aufwickelrolle 46 vorgesehen.
  • In dieser Ausgestaltung weist die erste Folie 12 keine Struktur auf, während die zweite Folie 36 mittels der Druckvorrichtung 32 mit einem Strukturlack bedruckt wird. Die erste Härteeinrichtung 22 härtet dann die Lackschicht 12 durch die zweite Folie 36 und die erste Folie 18 hindurch teilweise und abschnittsweise aus.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche eines plattenförmigen Materials, insbesondere einer Holzwerkstoffplatte,
    - bei dem eine Lackschicht auf die Oberfläche des plattenförmigen Materials aufgebracht wird,
    - bei dem auf die Lackschicht eine zumindest teilweise für Strahlung durchlässige Folie aufgelegt wird,
    - bei dem vor oder nach dem Auflegen der Folie mittels eines für die Strahlung zumindest teilweise undurchlässigen Absorbermaterials eine strukturierte Absorberschicht auf die Folie aufgebracht wird,
    - bei dem nachfolgend in einem ersten Härtungsschritt Strahlung durch die Folie auf die Lackschicht aufgebracht wird, wobei in Abhängigkeit von der Durchlässigkeit der strukturierten Absorberschicht der Folie die Lackschicht zumindest abschnittsweise und zumindest teilweise ausgehärtet wird,
    - bei dem die Folie von der Lackschicht abgehoben wird und
    - bei dem in einem zweiten Härtungsschritt die Lackschicht mittels Strahlung, vorzugsweise vollständig ausgehärtet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    bei dem die Folie auf der der Lackschicht abgewandten Seite mit der strukturierten Absorberschicht versehen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    bei dem die Folie auf der der Lackschicht zugewandten Seite eine glatte Oberfläche aufweist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    bei dem die Lackschicht aus einem durchsichtigen Lack besteht und unter der Lackschicht mindestens eine weitere Schicht mit einem farbigen Dekor aufgebracht wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    bei dem die Folie mit einer mit dem Dekor synchron verlaufenden strukturierten Absorberschicht versehen wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    - bei dem eine unstrukturierte Folie auf die Lackschicht aufgebracht wird und
    - bei dem die mittels Absorbermaterial strukturierte Folie auf die unstrukturierte Folie aufgebracht wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    bei dem die Lackschicht aus einem farbigen Lack besteht.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    bei dem die Lackschicht aus einem glänzenden Lack aufgetragen wird.
  9. Vorrichtung zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche eines plattenförmigen Materials (4), insbesondere einer Holzwerkstoffplatte,
    - mit einer Lackiervorrichtung (6) zum Aufbringen einer Lackschicht (12) auf das plattenförmige Material (4),
    - mit einer Zuführeinrichtung (14) für eine zumindest teilweise für Strahlung durchlässige Folie (18),
    - mit einer ersten Härteeinrichtung (22) für die Durchführung eines ersten Härtungsschritts,
    - mit einer Abhebeeinrichtung (24) zum Abheben der Folie (18) von der Lackschicht (12) und
    - mit einer zweiten Härteeinrichtung (30) für die Durchführung eines zweiten Härtungsschritts.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Einrichtung (32) zum Auftragen von Absorbermaterial auf die Folie (18) zum Erzeugen einer für die Strahlung zumindest teilweise undurchlässigen strukturierten Absorberschicht vorgesehen ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zuführeinrichtung (14, 34) zum Zuführen von zwei Folien (18, 36) ausgebildet ist.
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