EP4045305B1 - Presswerkzeug - Google Patents

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EP4045305B1
EP4045305B1 EP20792605.6A EP20792605A EP4045305B1 EP 4045305 B1 EP4045305 B1 EP 4045305B1 EP 20792605 A EP20792605 A EP 20792605A EP 4045305 B1 EP4045305 B1 EP 4045305B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wear layer
pressing
metal
layer
wear
Prior art date
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Active
Application number
EP20792605.6A
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English (en)
French (fr)
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EP4045305A1 (de
Inventor
Thorsten Hagedorn
Berthold Thölen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hueck Rheinische GmbH
Original Assignee
Hueck Rheinische GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hueck Rheinische GmbH filed Critical Hueck Rheinische GmbH
Publication of EP4045305A1 publication Critical patent/EP4045305A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4045305B1 publication Critical patent/EP4045305B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/06—Platens or press rams
    • B30B15/062—Press plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/06—Platens or press rams
    • B30B15/065—Press rams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B3/00—Presses characterised by the use of rotary pressing members, e.g. rollers, rings, discs
    • B30B3/005—Roll constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44B—MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B5/00—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/02—Dies; Accessories
    • B44B5/026—Dies

Definitions

  • the invention relates to a pressing tool.
  • Press tools e.g. in the form of press plates, endless belts or embossing rollers, are used in the wood processing industry to produce workpieces such as furniture, laminates or panels, i.e. workpieces in general.
  • the workpieces are pressed with the pressing surface of the press tool so that the workpieces receive surfaces corresponding to the pressing surface.
  • the WO 2009/062488 A2 discloses a press plate with a structured press surface.
  • the structured press surface comprises a structure that has a mountain-like surface with valleys and peaks.
  • the structured press surface is produced by deep etching and comprises a full-surface chrome layer that rests against the material plate during pressing.
  • the EN 20 2015 006023 U1 describes a mold for producing molded blocks, wherein the mold has one or more mold cavities with mold cavity walls that can be filled with molded block mass, wherein the mold cavity walls have a coating that comprises an anti-wear matrix and a non-stick component, and wherein the anti-wear matrix is selected from nickel-phosphorus alloy, sol-gel ceramic, silicon carbide (SiC), nanocrystalline hard materials, titanium nitride, silicon nitride, tungsten carbides, DLC, zinc oxides, TiAlCN, AICrN, AlTiCrN and/or ZrCrN.
  • the mold has one or more mold cavities with mold cavity walls that can be filled with molded block mass, wherein the mold cavity walls have a coating that comprises an anti-wear matrix and a non-stick component, and wherein the anti-wear matrix is selected from nickel-phosphorus alloy, sol-gel ceramic, silicon carbide (SiC), nanocrystalline hard materials, titanium nitride, silicon nitride,
  • the EP 1 637 314 A1 describes a hot-press film with a film-shaped base material and a release film applied thereto, which comprises a resin composition and 5 wt.% or more of organic powder and 5 wt.% or more of inorganic powder.
  • the resulting mixture of 5 to 55 wt.% of the organic powder and 5 to 55 wt.% of the inorganic powder amounts to a total of 30 to 60 wt.% of the film.
  • the document EP 1 637 314 A1 discloses a pressing tool according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to provide an improved pressing tool with a pressing surface.
  • the object of the invention is achieved by a pressing tool for producing a workpiece, having a base structure, a pressing surface and a wear layer arranged on the base structure and at least partially forming the pressing surface, which is in contact with the workpiece during the production of the workpiece by pressing and in which a release agent is embedded, which at least reduces adhesion of the wear layer to the workpiece during pressing.
  • the wear layer is a full-surface wear layer applied to the base structure, on which a partial wear layer with a release agent embedded therein is arranged, so that the full-surface and the partial wear layers form the pressing surface.
  • the full-surface wear layer has a first degree of gloss and the partial wear layer has a second degree of gloss different from the first degree of gloss.
  • the pressing tool therefore includes the full-surface and the partial wear layer arranged on top of it, in each of which the release agent is embedded. This makes it possible, for example, to provide the pressing surface with areas of different gloss levels.
  • the different gloss levels of the wear layers designed as paint or plastic layers can be achieved, for example, by hardening the wear layers, e.g. by UV radiation, electron beam or laser hardening, or by exposing them to different temperatures.
  • the wear layer is made of metal or plastic, for example, or is a paint wear layer.
  • the pressing tool with the wear layer can be manufactured, for example, by applying a metal, plastic or lacquer layer to the base structure with the addition of the release agent in order to obtain the wear layer which at least partially forms the pressing surface.
  • the pressing tool is preferably made by applying the plastic layer to the base structure with the addition of the Release agent is produced by printing. This type of production is relatively environmentally friendly.
  • the plastic preferably comprises polyetheretherketone or consists of polyetheretherketone.
  • the pressing tool is preferably produced by applying the metal layer to the base structure with the addition of the release agent by galvanic or chemical coating.
  • the metal of the metal layer is preferably chromium-free.
  • the metal layer is a nickel layer, the production of which is relatively environmentally friendly.
  • the press tool is preferably produced by applying the paint layer to the base structure by printing or powder coating. This can also be done in a relatively environmentally friendly way.
  • a pressing tool for producing a workpiece having a pressing surface with a structure of elevations and depressions and several metal or plastic layers superimposed in layers, wherein during the production of the workpiece by pressing the pressing surface is in contact with the workpiece and a release agent is embedded in the metal, plastic or lacquer layers superimposed in layers, which at least reduces adhesion of the pressing surface to the workpiece during pressing.
  • the plastic preferably comprises polyetheretherketone or consists of polyetheretherketone.
  • the pressing tool according to the invention is, for example, an endless belt, an embossing roller or preferably a pressing plate and comprises the pressing surface.
  • the pressing surface can be smooth or preferably have a structure of elevations and depressions i.e. a structured pressing surface. This gives the workpiece a structured surface corresponding to the structure of the pressing surface.
  • the workpiece is, for example, a material board.
  • a material board This includes, for example, a carrier, e.g. an MDF board or a chipboard, which is pressed using the pressing tool with a resin or plastic coated or impregnated carrier, e.g. in the form of paper.
  • the material board can also be a so-called luxury vinyl tile (LVT).
  • the pressing tool includes the pressing surface with which the workpiece is produced by pressing. During pressing, the pressing surface lies against the material or is in contact with it, so that the workpiece has a surface that corresponds to the pressing surface.
  • the release agent is embedded in the wear layer that at least partially forms the pressing surface.
  • Release agents as such are intended to keep materials lying next to one another separable, i.e. in this case at least reduce the adhesion of the wear layer and thus the adhesion of the pressing surface to the workpiece. This can increase the quality of the workpiece. Since the release agent is already embedded in the wear layer, the addition of an additional release agent during pressing can be dispensed with, which makes handling the pressing tool according to the invention easier.
  • the residues are in particular resin or plastic residues if the pressed workpiece is pressed with the carrier coated or impregnated with resin or plastic.
  • the release agent is preferably a particulate release agent.
  • the particulate release agent can be embedded in the wear layer in a relatively simple manner, for example by adding it to the base structure when the metal, plastic or paint layer is applied to the base structure in order to obtain the wear layer which at least partially forms the pressing surface.
  • the particles of the particulate release agent preferably have a relatively small diameter of e.g. 150 to 250 nanometers.
  • the particulate release agent is available in powder form, for example.
  • the particulate release agent comprises perfluoroalkoxy polymer particles or consists of perfluoroalkoxy polymer particles.
  • Perfluoroalkoxy polymer particles as a particulate release agent can be added to the wear layer made of metal, plastic or paint in a relatively simple manner.
  • Perfluoroalkoxy polymers (abbreviated to PFA) are in particular fully fluorinated plastics, copolymers of tetrafluoroethylene (TFE) or perfluoroalkoxy vinyl ethers, such as perfluorovinylpropyl ether.
  • Perfluoroalkoxy polymer particles as particulate release agents are suitable for the wear layer made of metal or plastic, but also for the paint wear layer.
  • the particulate release agent comprises polytetrafluoroethylene particles or consists of polytetrafluoroethylene particles.
  • Polytetrafluoroethylene (PTFE for short) is in particular an unbranched, linear, partially crystalline polymer made of fluorine and carbon.
  • Polytetrafluoroethylene particles as a particulate release agent are particularly suitable for the plastic wear layer or for the paint wear layer.
  • the release agent is a solvent-containing release agent. This is particularly suitable for use with the paint wear layer.
  • the release agent preferably comprises a volume fraction of 10 - 30%, in particular 15 - 25%, based on the volume of the wear layer.
  • the full-surface metal wear layer can be treated before applying the partial metal wear layer.
  • This treatment can be a mechanical treatment and/or galvanic and/or chemical treatment of the full-surface wear layer and/or the treatment of the full-surface wear layer can be carried out with a laser.
  • Treating the full-surface wear layer can also be a thermal treatment, e.g. tempering the full-surface wear layer in order to harden it, for example. If the full-surface wear layer is made of nickel, the thermal treatment can give it a hardness of approx. 1100 Vickers or more.
  • the partial metal wear layer can be additionally treated.
  • This treatment can include mechanical treatment and/or galvanic and/or chemical treatment of the partial metal wear layer and/or the treatment of the partial metal wear layer can be carried out with a laser.
  • the treatment of the partial metal wear layer can also be a thermal treatment, e.g. tempering of the partial metal wear layer in order to increase its wear resistance.
  • the pressing surface is in contact with the workpiece and is therefore subject to wear. In order to reduce wear, the pressing surface should therefore be relatively wear-resistant.
  • mineral particles are therefore embedded in the wear layer or the metal or plastic layers.
  • the mineral particles are optionally embedded in the full-surface wear layer and the partial wear layer arranged thereon.
  • This embodiment of the pressing plate according to the invention can be manufactured by applying a metal, plastic or paint layer to the base structure with the addition of the release agent and with the addition of the mineral particles in order to obtain the wear layer that at least partially forms the pressing surface.
  • the mineral particles are formed, for example, as mineral powder.
  • the mineral particles of the wear layer optionally the full-surface wear layer and the partial wear layer arranged thereon, have in particular a Mohs hardness of at least 8.
  • the mineral particles have a size in the nanometer or micrometer range. This allows the mineral particles to be embedded relatively homogeneously in the wear layer, optionally in the full-surface wear layer and the partial wear layer arranged thereon, which gives the wear layer a relatively homogeneous hardness over its entire surface.
  • the sizes of the individual mineral particles can be different or essentially the same.
  • the mineral particles preferably have a volume fraction of at least 50% based on the volume of the corresponding wear layer with mineral particles embedded therein. Based on the size, volume fraction and type of minerals of the mineral particles, the desired degree of hardness of the wear layer with mineral particles embedded therein can be set.
  • the mineral particles are in particular diamond particles.
  • the diamond particles are in particular industrial diamond particles, ie the diamond or mineral particles in general can be produced artificially.
  • the minerals silicon carbide, boron nitride, boron carbide, aluminum oxide and titanium oxide in particular can also be used as mineral particles.
  • the mineral particles are formed, for example, as mineral powder, in particular as diamond powder and preferably as industrial diamond powder.
  • the basic structure in particular the structured basic structure, can be treated before arranging or coating the basic structure with the wear layer, so that the wear layer preferably adheres better to the basic structure.
  • This treatment can be a mechanical treatment of the basic structure, due to which, for example, the surface of the basic structure is roughened, so that the wear layer, which is in particular designed as a paint or plastic layer, adheres better to the basic structure.
  • the treatment of the basic structure can include a galvanic, chemical and/or mechanical treatment of the basic structure and/or the treatment of the basic structure with a laser. Due to the treatment of the basic structure, the structure of the basic structure can be refined, for example.
  • the Fig.1 shows a perspective view of a press plate 1 with a pressing surface 2 as an example of a pressing tool.
  • the Fig. 2 shows a detail of a side view of a first non-inventive example of the press plate 1 in a sectional view.
  • the press plate 1 comprises a basic structure 10, e.g. made of metal or plastic.
  • the press surface 2 has a structure of depressions 3 and elevations 4, so that the basic structure 10 is structured according to the structure of the press surface 2.
  • the press surface 2 is assigned, e.g., a wood grain.
  • the basic structure 10 is preferably made of steel and was produced, for example, by deep etching.
  • a workpiece e.g. a material plate, for example a laminate
  • the workpiece After pressing, the workpiece has a surface structured according to the structure of the press surface 2.
  • the press plate 1 comprises a wear layer 11 arranged on the base structure 10.
  • the wear layer 11 can be a partial wear layer, but in the case of the present embodiment is a full-surface wear layer.
  • a release agent 12 is embedded in the wear layer 11.
  • the wear layer 11 is made of plastic or metal, for example.
  • the wear layer 11 can also be a paint layer or a paint wear layer.
  • the wear layer 11 is made of metal
  • the metal is preferably nickel.
  • the plastic preferably comprises polyetheretherketone or consists of polyetheretherketone.
  • the release agent 12 is preferably a particulate release agent.
  • the particles of the particulate release agent 12 preferably have a relatively small diameter of, for example, 150 to 250 nanometers and have a volume fraction of 10 - 30%, in particular 15 - 25%, based on the volume of the wear layer 11.
  • the particulate release agent 12 comprises, for example, perflouraloxy polymer particles or consists of perflouraloxy polymer particles.
  • the particulate release agent 12 may comprise polytetrafluoroethylene particles or consist of polytetrafluoroethylene particles.
  • mineral particles 13 are also embedded in the wear layer 11.
  • the mineral particles 13 are in particular industrial diamond particles and have a size in the nanometer or micrometer range.
  • the sizes of the individual mineral particles 13 can be different or essentially the same.
  • the mineral particles 13 preferably have a volume fraction of at least 50% based on the volume of the wear layer 11.
  • the pressing tool 1 is preferably produced by applying a plastic layer to the base structure 10 with the addition of the release agent 12 and with the addition of the mineral particles 13 by printing in order to obtain the wear layer 11 made of plastic.
  • the pressing tool 1 is preferably produced by applying a metal layer to the base structure 10 with the addition of the release agent 12 and the mineral particles 13 by galvanic or chemical coating in order to obtain the wear layer 11 made of metal.
  • the pressing tool 1 is preferably produced by applying a paint layer with the addition of the release agent 12 and the mineral particles 13 by printing or by powder coating in order to obtain the wear layer 11 designed as a paint wear layer.
  • the base structure 10 can be treated before applying the wear layer 11 so that, for example, the wear layer 11 adheres better to the base structure 10.
  • This treatment can include mechanical treatment and/or galvanic and/or chemical treatment of the base structure 10 and/or treating the base structure 10 with a laser.
  • the release agent 12 can also be a solvent-based release agent. This is particularly suitable for the wear layer 11 designed as a paint wear layer.
  • the Fig. 3 shows a section of a side view of a second
  • the Fig.3 The second embodiment shown differs from that shown in the Fig. 2 shown embodiment of the press plate 1 essentially in that a partial wear layer is applied to the full-surface wear layer 11, in which the release agent 12 and mineral particles 13 are also embedded.
  • the full-surface wear layer 11 has in particular a first degree of gloss and the partial wear layer has a second degree of gloss which differs from the first degree of gloss.
  • the different degrees of gloss can be achieved, for example, by hardening the wear layers 11, e.g. by UV irradiation, electron beam or laser hardening, or by exposing them to different temperatures.
  • the full-surface wear layer 11 made of metal can be removed before the partial wear layer is applied made of metal.
  • This treatment can comprise a mechanical treatment and/or a galvanic and/or a chemical treatment of the full-surface wear layer 11 and/or the treatment of the full-surface wear layer 11 can be carried out with a laser.
  • the treatment of the full-surface wear layer 11 can also be a thermal treatment, e.g. tempering the full-surface wear layer 11 in order to harden it, for example. If the full-surface wear layer 11 is made of nickel, the thermal treatment can give it a hardness of approx. 1100 HV or more.
  • the partial metal wear layer can be additionally treated.
  • This treatment can include mechanical treatment and/or galvanic and/or chemical treatment of the partial metal wear layer and/or the treatment of the partial metal wear layer can be carried out with a laser.
  • the treatment of the partial metal wear layer can also be a thermal treatment, e.g. tempering of the partial metal wear layer in order to increase its wear resistance.
  • the Fig.4 shows a section of a side view of an alternative example of the press plate 1.
  • the pressing surface 2 of the Fig.4 The example of the press plate 1 shown is structured and includes the structure of depressions 3 and elevations 4.
  • the press plate 1 of the alternative example comprises a base support 41 made of steel and several metal, plastic or lacquer layers 42 arranged one above the other or superimposed in layers, in each of which the release agent 12 is embedded.
  • the mineral particles 13 are embedded in the metal, plastic or lacquer layers 42.
  • the metal layers are primarily nickel layers.
  • the metal, plastic or paint layers 42 are metal layers, then they were produced, for example, by a chemical or galvanic process.
  • the press sheet 1 was preferably produced without etching by applying a mask to cover areas, applying a metal layer to the areas not covered by the mask with the addition of the release agent 12 and the mineral particles 13, and repeating this until the press surface 2 with the structure of the elevations 4 and depressions 3 was created by repeatedly applying masks and metal layers in layers with the addition of the release agent 12 and mineral particles 13.
  • the treatment of the metal layers can also be a thermal treatment, e.g. tempering, whereby the metal layers can have a hardness of at least 1100 HV.
  • the metal layers can also be treated.
  • This treatment can include mechanical treatment and/or galvanic and/or chemical treatment of the individual metal layers and/or the treatment of the metal layers can be carried out with a laser.
  • metal, plastic or lacquer layers 42 are plastic layers, they can be applied layer by layer using a printer, for example.
  • the plastic layers can also be treated.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Presswerkzeug.
  • Presswerkzeuge z.B. in Form von Pressblechen, Endlosbändern oder Prägewalzen werden z.B. in der holzverarbeitenden Industrie eingesetzt, um z.B. Möbel, Laminate oder Paneele, also allgemein Werkstücke herzustellen. Die Werkstücke werden mit der Pressoberfläche des Presswerkzeugs verpresst, sodass die Werkstücke Oberflächen entsprechend der Pressoberfläche erhalten.
  • Die WO 2009/062488 A2 offenbart ein Pressblech mit einer strukturierten Pressoberfläche. Die strukturierte Pressoberfläche umfasst eine Struktur, die eine gebirgsähnliche Oberfläche mit Tälern und Höhen aufweist. Die strukturierte Pressoberfläche wird durch Tiefätzung hergestellt und umfasst eine vollflächig ausgeführte Chromschicht, welche beim Verpressen an der Werkstoffplatte anliegt.
  • Die DE 20 2015 006023 U1 beschreibt eine Form zur Herstellung von Formsteinen, wobei die Form ein oder mehrere mit Formsteinmasse befüllbare Formnester mit Formnestwänden aufweisen, wobei die Formnestwände eine Beschichtung aufweisen, die eine Antiverschleißmatrix und eine Antihaftkomponente umfasst, und wobei die Antiverschleißmatrix aus Nickel-Phosphor-Legierung, Sol-Gel-Keramik, Siliciumcarbid (SiC), nanokristallinen Hartstoffen, Titannitrit, Siliciumnitrid, Wolframcarbiden, DLC, Zinkoxiden, TiAlCN, AICrN, AlTiCrN und/oder ZrCrN ausgewählt ist.
  • Die EP 1 637 314 A1 beschreibt eine Heißpressfolie mit einem folienförmigen Grundmaterial und einem darauf aufgebrachten Trennlackfilm, der eine Harzzusammensetzung und 5 Gew.-% oder mehr organisches Pulver und 5 Gew.-% oder mehr anorganisches Pulver umfasst. Die sich ergebende Mischung aus 5 bis 55 Gew.-% des organischen Pulvers und 5 bis 55 Gew.-% des anorganischen Pulvers beträgt insgesamt 30 bis 60 Gew.-% des Films. Das Dokument EP 1 637 314 A1 offenbart ein Presswerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Presswerkzeug mit einer Pressoberfläche anzugeben.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Presswerkzeug zum Herstellen eines Werkstücks, aufweisend eine Grundstruktur, eine Pressoberfläche und eine auf der Grundstruktur angeordnete und zumindest teilweise die Pressoberfläche bildende Verschleißschicht, welche während des Herstellens des Werkstücks durch Verpressen mit dem Werkstück in Kontakt steht und in der ein Trennmittel eingebettet ist, welches während des Verpressens ein Anhaften der Verschleißschicht an dem Werkstück zumindest verringert. Die Verschleißschicht ist eine auf der Grundstruktur aufgetragene vollflächige Verschleißschicht, auf der eine partielle Verschleißschicht mit darin eingebettetem Trennmittel angeordnet ist, sodass die vollflächige und die partielle Verschleißschichten die Pressoberfläche bilden. Die vollflächige Verschleißschicht weist einen ersten Glanzgrad und die partielle Verschleißschicht weist einen vom ersten Glanzgrad verschiedenen zweiten Glanzgrad auf.
  • Das Presswerkzeug umfasst also die vollflächige und die darauf angeordnete partielle Verschleißschicht, in die jeweils das Trennmittel eingebettet ist. Dadurch ist es z.B. möglich, die Pressoberfläche mit Bereichen unterschiedlicher Glanzgrande zu versehen. Die unterschiedlichen Glanzgrade der als Lack- oder Kunststoffschichten ausgebildeten Verschleißschichten können z.B. durch Härten der Verschleißschichten z.B. durch eine UV-Bestrahlung, ein Elektronenstrahl- oder Laserhärten, oder durch ein Aussetzen unterschiedlicher Temperaturen erreicht werden.
  • Die Verschleißschicht ist z.B. aus Metall oder aus Kunststoff oder ist eine Lackverschleißschicht.
  • Das Presswerkzeug mit der Verschleißschicht kann z.B. hergestellt werden, aufweisend ein Auftragen einer Metall-, Kunststoff- oder Lackschicht auf die Grundstruktur unter Zugabe des Trennmittels, um die die Pressoberfläche zumindest teilweise bildende Verschleißschicht zu erhalten.
  • Im Falle der Verschleißschicht aus Kunststoff wird vorzugsweise das Presswerkzeug durch ein Auftragen der Kunststoffschicht auf die Grundstruktur unter Zugabe des Trennmittels durch Drucken hergestellt. Diese Art der Herstellung ist relativ umweltverträglich.
  • Der Kunststoff umfasst vorzugsweise Polyetheretherketon oder besteht aus Polyetheretherketon.
  • Im Falle der Verschleißschicht aus Metall wird vorzugsweise das Presswerkzeug durch ein Auftragen der Metallschicht auf die Grundstruktur unter Zugabe des Trennmittels durch galvanisches oder chemisches Beschichten hergestellt. Das Metall der Metallschicht ist vorzugsweise chromfrei. Insbesondere ist die Metallschicht eine Nickelschicht, deren Herstellung relativ umweltverträglich möglich ist.
  • Ist die Verschleißschicht ein Lackverschleißschicht, dann wird vorzugsweise das Presswerkzeug durch Auftragen der Lackschicht auf die Grundstruktur durch Drucken oder durch Pulverbeschichten hergestellt. Dies kann ebenfalls relativ umweltverträglich durchgeführt werden.
  • Eine Alternative könnte realisiert werden durch ein Presswerkzeug zum Herstellen eines Werkstücks, aufweisend eine Pressoberfläche mit einer Struktur aus Erhebungen und Vertiefungen und mehrere, schichtweise überlagerte Metall- oder Kunststoffschichten, wobei während des Herstellens des Werkstücks durch Verpressen die Pressoberfläche mit dem Werkstück in Kontakt steht und in den schichtweise überlagerten Metall-, Kunststoff- oder Lackschichten ein Trennmittel eingebettet ist, welches während des Verpressens ein Anhaften der Pressoberfläche an dem Werkstück zumindest verringert.
  • Der Kunststoff umfasst vorzugsweise Polyetheretherketon oder besteht aus Polyetheretherketon.
  • Das erfindungsgemäße Presswerkzeug ist z.B. ein Endlosband, eine Prägewalze oder vorzugsweise ein Pressblech und umfasst die Pressoberfläche. Die Pressoberfläche kann glatt sein oder vorzugsweise eine Struktur aus Erhebungen und Vertiefungen umfassen, also eine strukturierte Pressoberfläche sein. Dadurch erhält das Werkstück eine strukturierte Oberfläche entsprechend der Struktur der Pressoberfläche.
  • Das Werkstück ist z.B. eine Werkstoffplatte. Diese umfasst z.B. einen Träger, z.B. eine MDF-Platte oder eine Spanplatte, die z.B. mit einem Harz oder Kunststoff beschichteten bzw. getränkten Träger z.B. in Form von Papier mittels des Presswerkzeugs verpresst wird. Die Werkstoffplatte kann auch eine sogenannte Luxuriöse Vinylfliese (LVT) sein.
  • Das Presswerkzeug umfasst die Pressoberfläche, mit der das Werkstück durch Verpressen hergestellt wird. Während des Verpressens liegt die Pressoberfläche somit am Werkstoff an bzw. steht mit diesem in Kontakt, sodass das Werkstück ein der Pressoberfläche entsprechende Oberfläche erhält.
  • Damit sich nach dem Verpressen das Presswerkzeug bzw. dessen Pressoberfläche vom Werkstück möglichst gut trennen kann und insbesondere möglichst keine Rückstände hinterlässt, ist in der die Pressoberfläche zumindest teilweise bildenden Verschleißschicht das Trennmittel eingebettet. Trennmittel als solche sollen aneinanderliegende Materialien trennbar halten, also hier das Anhaften der Verschleißschicht und somit das Anhaften der Pressoberfläche an dem Werkstück zumindest verringert. Dadurch kann die Qualität des Werkstücks erhöht werden. Da zudem das Trennmittel bereits in der Verschleißschicht eingebettet ist, kann auf die Zugabe eines zusätzlichen Trennmittels während des Verpressens verzichtet werden, wodurch sich die Handhabung des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs erleichtert. Die Rückstände sind insbesondere Harz- oder Kunststoffrückstände, sollte das verpresste Werkstück mit dem mit Harz oder Kunststoff beschichteten bzw. getränkten Träger verpresst werden.
  • Das Trennmittel ist vorzugsweise ein partikelförmiges Trennmittel. Das partikelförmige Trennmittel kann in relativ einfacher Weise in die Verschleißschicht eigebettet werden, indem es z.B. beim Auftragen der Metall-, Kunststoff- oder Lackschicht auf die Grundstruktur dieser zugegeben wird, um die die Pressoberfläche zumindest teilweise bildende Verschleißschicht zu erhalten.
  • Die Partikel des partikelförmigen Trennmittels weisen vorzugsweise einen relativ kleinen Durchmesser von z.B. 150 bis 250 Nanometer auf.
  • Das partikelförmige Trennmittel liegt z.B. in Pulverform vor.
  • Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs umfasst das partikelförmige Trennmittel perflouraloxy Polymerepartikel oder besteht aus perflouraloxy Polymerepartikeln. Perflouraloxy Polymerepartikel als partikelförmiges Trennmittel kann in relativ einfacher Weise der Verschleißschicht aus Metall, Kunststoff oder Lack zugegeben werden. Perfluoralkoxy-Polymere (abgekürzt PFA) sind insbesondere vollständig fluorierte Kunststoffe, Copolymere aus Tetrafluorethylen (TFE) oder Perfluoralkoxyvinylethern, wie z. B. Perfluorvinylpropylether. Perflouraloxy Polymerepartikel als partikelförmige Trennmittel sind für die Verschleißschicht aus Metall oder Kunststoff, aber auch für die Lackverschleißschicht geeignet.
  • Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs umfasst das partikelförmige Trennmittel Polytetrafluorethylenpartikel oder besteht aus Polytetrafluorethylenpartikeln. Polytetrafluorethylen (abgekürzt PTFE) ist insbesondere ein unverzweigtes, linear aufgebautes, teilkristallines Polymer aus Fluor und Kohlenstoff. Polytetrafluorethylenpartikel als partikelförmiges Trennmittel sind für die Verschleißschicht aus Kunststoff oder für die Lackverschleißschicht besonders geeignet.
  • Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Presswerkzeug ist das Trennmittel ein lösemittelhaltiges Trennmittel. Dieses eignet sich besonders gut bei der Verwendung der Lackverschleißschicht.
  • Das Trennmittel umfasst vorzugsweise einen Volumenanteil von 10 - 30 %, insbesondere von 15 - 25 % bezogen auf das Volumen der Verschleißschicht.
  • Die vollflächige Verschleißschicht aus Metall kann vor dem Auftragen der partiellen Verschleißschicht aus Metall behandelt werden. Dieses Behandeln kann ein mechanisches Behandeln und/oder ein galvanisches und/oder ein chemisches Behandeln der vollflächigen Verschleißschicht umfassen und/oder das Behandeln der vollflächigen Verschleißschicht kann mit einem Laser erfolgen.
  • Das Behandeln der vollflächigen Verschleißschicht kann auch eine thermische Behandlung, z.B. ein Tempern der vollflächigen Verschleißschicht sein, um diese z.B. zu härten. Handelt es sich bei der vollflächigen Verschleißschicht um eine vollflächigen Verschleißschicht aus Nickel, so kann durch das thermische Behandeln diese eine Härte von ca. 1100 Vickers oder mehr aufweisen.
  • Die partielle Verschleißschicht aus Metall kann zusätzlich behandelt werden. Dieses Behandeln kann ein mechanisches Behandeln und/oder ein galvanisches und/oder ein chemisches Behandeln der partiellen Verschleißschicht aus Metall umfassen und/oder das Behandeln der partiellen Verschleißschicht kann mit einem Laser erfolgen. Das Behandeln der partiellen Verschleißschicht aus Metall kann auch eine thermische Behandlung, z.B. ein Tempern der partiellen Verschleißschicht aus Metall sein, um deren Verschleißfestigkeit zu erhöhen.
  • Während der Herstellung des Werkstücks steht die Pressoberfläche mit dem Werkstück in Kontakt und ist daher einem Verschleiß ausgesetzt. Um den Verschleiß zu reduzieren, sollte daher die Pressoberfläche relativ verschleißfest sein. Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs sind daher in der Verschleißschicht bzw. den Metall- oder Kunststoffschichten Mineralpartikel eingebettet. Insbesondere sind gegebenenfalls in der vollflächigen und der darauf angeordneten partiellen Verschleißschicht die Mineralpartikel eingebettet. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pressblechs kann hergestellt werden, aufweisend ein Auftragen einer Metall-, Kunststoff- oder Lackschicht auf die Grundstruktur unter Zugabe des Trennmittels und unter Zugabe der Mineralpartikel, um die die Pressoberfläche zumindest teilweise bildende Verschleißschicht zu erhalten.
  • Die Mineralpartikel sind z.B. als Mineralpulver ausgebildet.
  • Durch die Verwendung der Verschleißschicht mit darin eingebetteten Mineralpartikeln kann auf eine Chromschicht verzichtet werden, deren Herstellung relativ umweltunverträglich ist. Dadurch ist die Herstellung des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs relativ umweltverträglich.
  • Minerale sind insbesondere in der Erdkruste vorkommende, meist anorganische, homogene, meist kristallisierte Substanzen. Die Mehrzahl der heute bekannten und von der International Mineralogical Association als eigenständig anerkannten Minerale sind anorganisch.
  • Die Mineralpartikel der Verschleißschicht, gegebenenfalls der vollflächigen und der darauf angeordneten partiellen Verschleißschicht weisen insbesondere eine Mohshärte von wenigstens 8 auf.
  • Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs weisen die Mineralpartikel eine Größe im Nanometer oder Mikrometerbereich auf. Dadurch können die Mineralpartikel relativ homogen in der Verschleißschicht, gegebenenfalls in der vollflächigen und der darauf angeordneten partiellen Verschleißschicht eingebettet werden, wodurch diese eine relativ homogene Härte über ihre gesamte Oberfläche erhält. Die Größen der einzelnen Mineralpartikel können unterschiedlich oder im Wesentlichen gleich sein.
  • Die Mineralpartikel weisen vorzugsweise einen Volumenanteil von wenigstens 50% bezogen auf das Volumen der entsprechenden Verschleißschicht mit darin eingebetteten Mineralpartikeln auf. Aufgrund der Größe, des Volumenanteils und der Art der Minerale der Mineralpartikel kann der gewünschte Härtegrad der Verschleißschicht mit darin eingebetteten Mineralpartikeln eingestellt werden.
  • Die Mineralpartikel sind insbesondere Diamantpartikel. Die Diamantpartikel sind insbesondere Industriediamantpartikel, d.h. die Diamant- bzw. allgemein die Mineralpartikel können künstlich hergestellt werden. Jedoch sind insbesondere die Minerale Siliziumcarbid, Bornnitrid, Borcarbid, Aluminiumoxid und Titanoxid als Mineralpartikel auch verwendbar.
  • Die Mineralpartikel sind z.B. als Mineralpulver, insbesondere als Diamantpulver und vorzugsweise als Industriediamantpulver ausgebildet.
  • Die Grundstruktur, insbesondere die strukturierte Grundstruktur kann vor dem Anordnen bzw. dem Beschichten der Grundstruktur mit der Verschleißschicht behandelt werden, sodass vorzugsweise die Verschleißschicht besser an der Grundstruktur haftet. Dieses Behandeln kann ein mechanisches Behandeln der Grundstruktur sein, aufgrund derer z.B. die Oberfläche der Grundstruktur z.B. aufgeraut wird, sodass die insbesondere als Lack- oder Kunststoffschicht ausgebildete Verschleißschicht besser an der Grundstruktur haftet. Das Behandeln der Grundstruktur kann ein galvanisches, chemisches und/oder mechanisches Behandeln der Grundstruktur umfassen und/oder das Behandeln der Grundstruktur mit einem Laser. Aufgrund des Behandelns der Grundstruktur kann z.B. die Struktur der Grundstruktur verfeinert werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Figuren dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1 ein Pressblech mit einer Pressoberfläche in einer perspektivischen Darstellung,
    • Fig. 2 einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines ersten nicht-erfindungsgemäß Beispiels des Pressblechs in geschnittener Darstellung,
    • Fig. 3 einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Pressblechs nach der Erfindung in geschnittener Darstellung, und
    • Fig. 4 einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines alternativen Beispiels des Pressblechs in geschnittener Darstellung.
  • Die Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Pressblech 1 mit einer Pressoberfläche 2 als Beispiel eines Presswerkzeugs.
  • Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines ersten nicht-erfindungsgemäß Beispiel des Pressblechs 1 in geschnittener Darstellung.
  • Das Pressblech 1 umfasst eine Grundstruktur 10 z.B. aus Metall oder aus Kunststoff. Im Falle der vorliegenden Ausführungsbeispiele weist die Pressoberfläche 2 eine Struktur aus Vertiefungen 3 und Erhebungen 4 auf, sodass die Grundstruktur 10 entsprechend der Struktur der Pressoberfläche 2 strukturiert ist. Die Pressoberfläche 2 ist z.B. einer Holzmaserung zugeordnet.
  • Die Grundstruktur 10 ist vorzugsweise aus Stahl und wurde z.B. durch Tiefätzen hergestellt.
  • Mit dem Pressblech 1 kann ein Werkstück, z.B. eine Werkstoffplatte, beispielsweise ein Laminat, durch Verpressen hergestellt werden. Nach dem Verpressen weist das Werkstück eine der Struktur der Pressoberfläche 2 entsprechend strukturierte Oberfläche auf.
  • Im Falle des in der Fig. 2 gezeigten ersten nicht-erfindungsgemäß Beispiel umfasst das Pressblech 1 eine auf der Grundstruktur 10 angeordnete Verschleißschicht 11. Die Verschleißschicht 11 kann eine partielle Verschleißschicht sein, ist aber im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine vollflächige Verschleißschicht.
  • In der Verschleißschicht 11 ist ein Trennmittel 12 eingebettet.
  • Die Verschleißschicht 11 ist z.B. aus Kunststoff oder aus Metall. Die Verschleißschicht 11 kann auch eine Lackschicht bzw. eine Lackverschleißschicht sein.
  • Ist die Verschleißschicht 11 aus Metall, dann handelt es sich bei dem Metall vorzugsweise um Nickel.
  • Ist die Verschleißschicht 11 aus Kunststoff, dann umfasst der Kunststoff vorzugsweise Polyetheretherketon oder besteht aus Polyetheretherketon.
  • Das Trennmittel 12 ist vorzugsweise ein partikelförmiges Trennmittel. Die Partikel des partikelförmigen Trennmittels 12 weisen vorzugsweise einen relativ kleinen Durchmesser von z. B. 150 bis 250 Nanometer auf und haben einen Volumenanteil von 10 - 30 %, insbesondere von 15 - 25 % bezogen auf das Volumen der Verschleißschicht 11.
  • Das partikelförmige Trennmittel 12 umfasst z.B. perflouraloxy Polymerepartikel oder besteht aus perflouraloxy Polymerepartikeln.
  • Das partikleförmige Trennmittel 12 kann Polytetrafluorethylenpartikel umfassen oder aus Polytetrafluorethylenpartikeln bestehen.
  • Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind in der Verschleißschicht 11 auch Mineralpartikel 13 eingebettet. Die Mineralpartikel 13 sind insbesondere Industriediamantpartikel und weisen eine Größe im Nanometer oder Mikrometerbereich auf. Die Größen der einzelnen Mineralpartikel 13 kann unterschiedlich oder im Wesentlichen gleich sein.
  • Die Mineralpartikel 13 weisen vorzugsweise einen Volumenanteil von wenigstens 50% bezogen auf das Volumen der Verschleißschicht 11 auf.
  • Im Falle der Verschleißschicht 11 aus Kunststoff wird vorzugsweise das Presswerkzeug 1 durch ein Auftragen einer Kunststoffschicht auf die Grundstruktur 10 unter Zugabe des Trennmittels 12 und unter Zugabe der Mineralpartikel 13 durch Drucken hergestellt, um die Verschleißschicht 11 aus Kunststoff zu erhalten.
  • Im Falle der Verschleißschicht 11 aus Metall wird vorzugsweise das Presswerkzeug 1 durch ein Auftragen einer Metallschicht auf die Grundstruktur 10 unter Zugabe des Trennmittels 12 und der Mineralpartikel 13 durch galvanisches oder chemisches Beschichten hergestellt, um die Verschleißschicht 11 aus Metall zu erhalten.
  • Handelt es sich bei der Verschleißschicht 11 um die Lackverschleißschicht, dann wird vorzugsweise das Presswerkzeug 1 durch ein Auftragen einer Lackschicht unter Zugabe des Trennmittels 12 und der Mineralpartikel 13 durch Drucken oder durch Pulverbeschichten hergestellt, um die als Lackverschleißschicht ausgeführte Verschleißschicht 11 zu erhalten.
  • Die Grundstruktur 10 kann vor dem Auftragen der Verschleißschicht 11 behandelt werden, sodass z.B. die Verschleißschicht 11 besser an der Grundstruktur 10 haftet. Dieses Behandeln kann ein mechanisches Behandeln und/oder ein galvanisches und/oder chemisches Behandeln der Grundstruktur 10 umfassen und/oder das Behandeln der Grundstruktur 10 mit einem Laser.
  • Das Trennmittel 12 kann auch ein lösemittelhaltiges Trennmittel sein. Diese eignet sich insbesondere für die als Lackverschleißschicht ausgebildete Verschleißschicht 11. Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines zweiten
  • Ausführungsbeispiels des Pressblechs 1, nach der Erfindung. Die in der Fig. 3 gezeigte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform des Pressblechs 1 im Wesentlichen dadurch, dass auf der vollflächigen Verschleißschicht 11 ein partielle Verschleißschicht aufgetragen ist, in der ebenfalls das Trennmittel 12 und Mineralpartikel 13 eingebettet sind.
  • Die vollflächige Verschleißschicht 11 weist insbesondere einen ersten Glanzgrad auf und die partielle Verschleißschicht weist einen zweiten Glanzgrad auf, der sich vom ersten Glanzgrad unterscheidet.
  • Sind die Verschleißschichten 11 aus Kunststoff bzw. aus Lack, so können die unterschiedlichen Glanzgrade z.B. durch Härten der Verschleißschichten 11 z.B. durch eine UV-Bestrahlung, ein Elektronenstrahl- oder Laserhärten, oder durch ein Aussetzen unterschiedlicher Temperaturen erreicht werden.
  • Sind die Verschleißschichten 11 aus Metall, dann kann die vollflächige Verschleißschicht 11 aus Metall vor dem Auftragen der partiellen Verschleißschicht aus Metall behandelt werden. Dieses Behandeln kann ein mechanisches Behandeln und/oder ein galvanisches und/oder ein chemisches Behandeln der vollflächigen Verschleißschicht 11 umfassen und/oder das Behandeln der vollflächigen Verschleißschicht 11 kann mit einem Laser erfolgen.
  • Das Behandeln der vollflächigen Verschleißschicht 11 kann auch eine thermische Behandlung, z.B. ein Tempern der vollflächigen Verschleißschicht 11 sein, um diese z.B. zu härten. Handelt es sich bei der vollflächigen Verschleißschicht um eine vollflächigen Verschleißschicht 11 aus Nickel, so kann durch das thermische Behandeln diese eine Härte von ca. 1100 HV oder mehr aufweisen.
  • Die partielle Verschleißschicht aus Metall kann zusätzlich behandelt werden. Dieses Behandeln kann ein mechanisches Behandeln und/oder ein galvanisches und/oder ein chemisches Behandeln der partiellen Verschleißschicht aus Metall umfassen und/oder das Behandeln der partiellen Verschleißschicht aus Metall kann mit einem Laser erfolgen. Das Behandeln der partiellen Verschleißschicht aus Metall kann auch eine thermische Behandlung, z.B. ein Tempern der partiellen Verschleißschicht aus Metall sein, um deren Verschleißfestigkeit zu erhöhen.
  • Die Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines alternativen Beispiels des Pressblechs 1.
  • Die Pressoberfläche 2 des in der Fig. 4 gezeigten Beispiels des Pressblechs 1 ist strukturiert und umfasst die Struktur aus Vertiefungen 3 und Erhebungen 4.
  • Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst das Pressblech 1 des alternativen Beispiels einen Grundträger 41 aus Stahl und mehrere, übereinander angeordnete bzw. schichtweise überlagerte Metall-, Kunststoff- oder Lackschichten 42, in denen jeweils das Trennmittel 12 eingebettet ist. Außerdem sind in den Metall-, Kunststoff- oder Lackschichten 42 die Mineralpartikel 13 eingebettet.
  • Die Metallschichten sind insbesondere Nickelschichten.
  • Handelt es sich bei den Metall-, Kunststoff- oder Lackschichten 42 um Metallschichten, dann wurden diese z.B. durch ein chemisches oder galvanisches Verfahren hergestellt. In diesem Fall wurde das Pressblech 1 vorzugsweise ätzungsfrei hegestellt, indem eine Maske aufgetragen wurde, um Bereiche abzudecken, eine Metlallschicht auf die von der Maske nicht abgedeckten Bereiche unter Zugabe des Trennmittels 12 und der Mineralpartikel 13 aufgetragen wurde, und dies wiederholt wurde, bis die Pressoberfläche 2 mit der Struktur aus den Erhebungen 4 und Vertiefungen 3 durch mehrmaliges, schichtweises Auftragen von Masken und Metallschichten unter Zugabe des Trennmittels 12 und von Mineralpartikeln 13 entstanden ist. Das Behandeln der Metallschichten kann auch eine thermische Behandlung z.B. ein Tempern sein, wodurch die Metallschichten eine Härte von wenigstens 1100 HV aufweisen können.
  • Die Metallschichten können auch behandelt werden. Dieses Behandeln kann ein mechanisches Behandeln und/oder ein galvanisches und/oder ein chemisches Behandeln der einzelnen Metallschichten umfassen und/oder das Behandeln der Metallschichten kann mit einem Laser erfolgen.
  • Handelt es sich bei den Metall-, Kunststoff- oder Lackschichten 42 um Kunststoffschichten, dann können diese z.B. mit einem Drucker schichtweise aufgetragen werden. Die Kunststoffschichten können auch behandelt werden.

Claims (6)

  1. Presswerkzeug zum Herstellen eines Werkstücks, aufweisend eine Grundstruktur (10), eine Pressoberfläche (2) und eine auf der Grundstruktur (10) angeordnete und zumindest teilweise die Pressoberfläche (2) bildende Verschleißschicht (11), welche während des Herstellens des Werkstücks durch Verpressen mit dem Werkstück in Kontakt steht und in der ein Trennmittel (12) eingebettet ist, welches während des Verpressens ein Anhaften der Verschleißschicht (11) an dem Werkstück zumindest verringert , dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verschleißschicht eine auf der Grundstruktur (10) aufgetragene vollflächige Verschleißschicht (11) ist, auf der eine partielle Verschleißschicht mit darin eingebettetem Trennmittel (12) angeordnet ist, sodass die vollflächige und die partielle Verschleißschichten (11) die Pressoberfläche (2) bilden, und
    dass die vollflächige Verschleißschicht (11) einen ersten Glanzgrad und die partielle Verschleißschicht einen vom ersten Glanzgrad verschiedenen zweiten Glanzgrad aufweist.
  2. Presswerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Verschleißschicht (11) aus Metall oder aus Kunststoff ist oder eine Lackverschleißschicht ist, und/oder in der Verschleißschicht (12) Mineralpartikel (13) eingebettet sind, und/oder die Pressoberfläche (2) eine Struktur aus Erhebungen (4) und Vertiefungen (3) aufweist.
  3. Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das Trennmittel (12) ein partikelförmiges Trennmittel ist.
  4. Presswerkzeug nach Anspruch 3, wobei das partikelförmige Trennmittel (12) perflouraloxy Polymerepartikel und/oder Polytetrafluorethylenpartikel umfasst, und/oder die Partikel des partikelförmigen Trennmittels (12) einen Durchmesser von 150 bis 250 Nanometer aufweisen.
  5. Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das Trennmittel (12) ein lösemittelhaltiges Trennmittel ist.
  6. Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Trennmittel (12) einen Volumenanteil von 10 - 30 % aufweist.
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