EP4488066A1 - Verfahren und vorrichtung zum bedrucken eines plattenförmigen werkstückes - Google Patents

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EP4488066A1
EP4488066A1 EP23184314.5A EP23184314A EP4488066A1 EP 4488066 A1 EP4488066 A1 EP 4488066A1 EP 23184314 A EP23184314 A EP 23184314A EP 4488066 A1 EP4488066 A1 EP 4488066A1
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EP
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workpiece
temperature
ink
application unit
predetermined
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Sebastian Dicke
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Swiss Krono Tec AG
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Definitions

  • the invention relates to a method for printing a plate-shaped workpiece by means of a digital printing system which has at least one ink application unit for applying printing ink, wherein the printing ink has an ink temperature when it is applied to the workpiece.
  • the invention also relates to a device for carrying out such a method.
  • Printing on a plate-shaped workpiece is now standard technology for many applications and is used, for example, in the manufacture of floor panels, furniture components or worktops.
  • Wood, stone or fantasy decors are printed on plate-shaped cores, which contain, for example, a wood-based panel.
  • the digital printing systems used for this often contain primer components in order to prime the plate cores to be printed white in several steps if necessary.
  • Each individual primer layer applied is dried in the process, i.e. inline, without stopping the plates on their conveyor belts. This requires a lot of heat energy, which is introduced into the process and thus into the digital printing system.
  • the cores to be printed reach temperatures of more than 70 °C and are often fed to the ink application unit at a temperature of, for example, 55 °C.
  • the EP 2 927 003 A1 It is proposed to heat or cool the surface to be printed to a temperature within a predetermined range. Printing on paper presents further difficulties, as the moisture introduced by the warm workpiece influences the surface quality, for example the waviness, of a printing paper to a much greater extent than would be the case with a solid workpiece, for example a wood-based panel.
  • EP 2 206 605 B2 It is therefore known to create different climate zones with different room humidity in which different parts of the actual printing process take place. This results in a high level of equipment expenditure and a large energy requirement, which makes the process complicated and costly.
  • the invention is therefore based on the object of proposing a method and a device with which the disadvantages of the prior art are at least mitigated and, at best, overcome.
  • the invention solves the problem by a method according to the preamble of claim 1, which is characterized in that the workpiece is brought to a predetermined workpiece temperature in a tempering device before it is fed to the ink application unit, wherein the predetermined workpiece temperature depends on the ink temperature.
  • the invention is based on the finding that there is no absolute workpiece temperature that always delivers the optimal printing result regardless of other parameters. Rather, the predetermined workpiece temperature depends on the temperature of the ink used. In general, it has been shown that a higher ink temperature also results in a higher predetermined workpiece temperature.
  • the digital printing system used preferably has an electrical control system, for example an electronic data processing device, which is set up to process sensor data, for example from temperature sensors.
  • a temperature sensor which can also be part of the digital printing system, is used, for example, to measure the temperature of the used Printing ink.
  • the measured values recorded by the sensor are passed on to the electrical control system, which calculates a predetermined workpiece temperature from them.
  • At least one other temperature sensor which can also be part of the digital printing system, is used to determine the current workpiece temperature, i.e. the actual value of the workpiece temperature.
  • This measured value is also passed on to the electrical control system, which compares the current workpiece temperature determined in this way with the predetermined workpiece temperature and is set up to control the tempering device so that the current workpiece temperature is adjusted to the predetermined workpiece temperature.
  • the tempering device preferably has at least one heating element to increase the current workpiece temperature and/or at least one cooling element to reduce the current workpiece temperature.
  • the electrical control is designed to control these elements depending on the measured values of the sensors.
  • the ink temperature and the predetermined workpiece temperature have a difference of at most 10 °C, preferably at most 5 °C, particularly preferably at most 2 °C.
  • the ink temperature is at least 20 °C, preferably at least 25 °C, particularly preferably at least 30 °C and at most 40 °C, preferably at most 38 °C, particularly preferably at most 35 °C.
  • the digital printing system has several ink application units for applying printing ink of different colors, wherein the ink temperatures of adjacent ink application units differ by at most 1.5 °C, preferably at most 1.3 °C, particularly preferably at most 1.0 °C.
  • the predetermined workpiece temperature depends on the ink temperature of the first ink application unit or on the average of all ink temperatures.
  • At least one primer is applied to the workpiece before the workpiece is fed to the tempering device.
  • the workpiece is dried after the application of the at least one primer before it is fed to the tempering device.
  • the primer is applied in several individual layers, it is advantageous to dry the workpiece after each individual layer of primer has been applied. Regardless of how many individual layers the primer is applied in, drying the workpiece before feeding it to the tempering device reduces the amount of moisture introduced into the tempering device.
  • the workpiece is cooled in the tempering device to the predetermined workpiece temperature.
  • the predetermined workpiece temperature is a temperature range within which the current workpiece temperature must lie so that the workpiece can be fed to the paint application unit.
  • the temperature range of the predetermined workpiece temperature extends, for example, over a maximum of 5 °C, preferably over a maximum of 3 °C, particularly preferably over a maximum of 1 °C.
  • the predetermined workpiece temperature can also be an exact value, in which case the workpiece is fed to the paint application unit when the difference between the current workpiece temperature and the predetermined workpiece temperature is less than a predetermined limit value.
  • This limit value is, for example, 2.5 °C, preferably 1.5 °C, particularly preferably 0.5 °C.
  • the current workpiece temperature is considered to be "brought to the predetermined workpiece temperature" when the difference between the current workpiece temperature and the predetermined workpiece temperature is less than the predetermined limit value.
  • the workpiece is sorted out before it is passed to the at least one is fed to the ink application unit if at least one parameter measured by at least one sensor is not within a predetermined value range, wherein the workpiece is then preferably subjected to a post-treatment in order to influence the at least one parameter such that it is within the predetermined value range after the post-treatment.
  • the parameter is the moisture content of the workpiece to be printed
  • the workpiece is sorted out, for example, if the moisture content is too high to achieve a sufficiently good print image.
  • the post-treatment then includes drying the workpiece to be printed.
  • the parameter is the waviness of the surface of the workpiece to be printed, the workpiece is sorted out, for example, if the waviness is too high.
  • the post-treatment then includes smoothing the surface.
  • the invention also solves the problem by a device for carrying out a method of the type described here, wherein the device comprises a digital printing system with at least one ink application unit, a tempering device and an electrical control system which is configured to carry out a method described here.
  • the device has at least one application unit for a primer and/or the digital printing system has several color application units.
  • the device has at least one dryer, which is arranged in the process calculation behind at least one ink application unit of the digital printing system.
  • the device particularly preferably has a dryer for each ink application unit and/or for each application unit for a primer, with each dryer being arranged in the process direction behind the respective application unit. This means that the workpiece to be printed is first exposed to primer or ink in the application unit and then dried by the dryer.
  • the tempering device has at least one temperature sensor for determining a current workpiece temperature of the workpiece, wherein the sensor is configured to transmit sensor data to the electrical control.
  • the tempering device has at least one tempering element, preferably at least one heating element and/or at least one cooling element, by means of which the current workpiece temperature of the workpiece can be influenced.
  • the electrical control is designed to monitor the current workpiece temperature of the surface of the workpiece to be printed. This means in particular that the current workpiece temperature is transmitted at regular intervals from the at least one temperature sensor to the electrical control, which compares this current workpiece temperature with the predetermined workpiece temperature.
  • the at least one temperature sensor is designed to determine the current workpiece temperature in a spatially resolved manner.
  • several temperature sensors are provided for this purpose, which are arranged, for example, across the width of the workpiece and measure the current workpiece temperature in a spatially resolved manner and transmit the measurement data to the electrical control system.
  • the tempering element is designed to influence the current workpiece temperature of the workpiece in a spatially resolved manner.
  • the tempering element has several heating elements and/or several cooling elements, each of which is designed to influence the current workpiece temperature only in one area of the surface.
  • the predetermined workpiece temperature prevails within the tempering device, wherein the electrical control is configured to guide the workpiece from the tempering device to the at least one paint application unit only when a difference between the current workpiece temperature and the predetermined workpiece temperature is smaller than the predetermined limit value or the current workpiece temperature is within the range defined by the predetermined workpiece temperature.
  • the device has a sorting device for sorting out a workpiece before it is fed to the at least one paint application unit.
  • this sorting device is designed to then feed the workpiece to a further work station where further treatment can take place.
  • the device has, for example as part of the tempering device, a collecting device that enables the device to allow individual workpieces to remain in the tempering device until the predetermined workpiece temperature is reached.
  • a transport loop for example in the form of a paternoster.
  • the workpieces contained in this transport loop move in a circular manner on a closed transport path.
  • the workpiece is guided to the paint application unit when the current workpiece temperature corresponds to the predetermined workpiece temperature. Otherwise, the workpiece remains in the transport loop until the current workpiece temperature corresponds to the predetermined workpiece temperature.
  • Such a collecting device or transport loop preferably also has the task of influencing the feeding or the insertion of workpieces into the paint application unit and can be used as a workpiece buffer if a device later in the process direction, for example the paint application unit, does not have the expected throughput of workpieces due to a malfunction.
  • the electrical control of the device is preferably set up to leave the workpieces in the collecting device or the transport loop until the malfunction is eliminated and workpieces can be fed back to the paint application unit or the other device.
  • the plate-shaped workpiece has a core or consists of one.
  • the core is preferably a wood-based panel, for example an MDF, HDF, OSB, chipboard or a plywood panel. Panels that use a mixture of wood particles and plastic are also preferred designs of a core. This applies, for example, to WPC (wood plastic composite) panels.
  • the core can also be made entirely of a plastic , for example in the form of plastic panels or SPC (solid polymer core) panels. Panels that are offered, for example, under the name "Corepel" (see www.corepel.com ) and that have, for example, an inner core made of wood fibers that is surrounded by resins, preferably high-performance resins, can also be advantageous as a core.
  • the core is preferably at least 3 mm thick.
  • a manufacturer of laminate flooring uses digital printing to print wood, stone and fantasy decors on high-density wood fiber boards (HDF).
  • the boards are 2800 mm long, 2070 mm wide and have a thickness of 6 mm to 12 mm.
  • the entire system has a feed speed of 80 m/min with a gap between two consecutive workpieces of approx. 1500 mm.
  • the entire device includes an automated board feeder and all the elements necessary for the process.
  • the priming device and its drying units allow the boards to reach surface temperatures of over 70°C.
  • the device has a collecting device in the form of a paternoster, which is arranged in the process direction in front of the paint application unit and which can hold 100 boards.
  • the collecting device is part of the tempering device and has the option of cooling the plates contained therein and also heating them individually or together using radiators that emit radiation in the near infrared (NIR) range. All pre-primed and/or primed plates are taken from the system. The surface temperature of each individual plate is measured and monitored at nine points. These are positioned lengthwise along the plate at the front, middle and back, and crosswise (the width) at the left, middle and right. The mean value of these measuring points is decisive and is evaluated in this embodiment. The ink temperature and thus approximately the temperature of the print heads is 32°C (tolerance +/-1 °C).
  • the tempering device is controlled by the electrical control system in such a way that the current workpiece temperature of the plates is set to this temperature, which is used as the predetermined workpiece temperature, directly before they are fed to the ink application unit, by cooling or heating them before they are fed.
  • Another temperature monitor (also 9 measuring points) directly in front of at least one ink application unit shows an average value of 32.8°C for a plate.
  • the current workpiece temperature of this plate in the paternoster was 30.8°C directly before it was output to the ink application unit, thus a reduced temperature tolerance of 2°C.
  • the temperature monitoring and control of the electrical control system determined that the surface temperature warmed up again by 2°C from the output from the collecting device to immediately in front of the ink application unit and took this into account accordingly.
  • the temperature differences between the ink temperature, plate temperature in the paternoster and plate temperature immediately in front of the ink application unit vary due to environmental influences and are preferably constantly adjusted and kept within specified tolerances.
  • the workpieces 2 in the embodiment shown are fed to a further application unit 18 in which a primer is applied to the surface to be printed.
  • This application unit 18 is also followed by a dryer 14.
  • the workpieces prepared in this way are fed to a tempering device 20, which in the embodiment shown has a collecting device 22. This is designed as a circulating transport loop in which the individual workpieces are conveyed in a circulating manner.
  • the tempering device 20 has at least one heating element 24 and at least one cooling element 26, which in Figure 1 are only shown schematically. Preferably, several heating elements 24 and several cooling elements 26 are present, which particularly preferably influence individual workpieces 2 and can thus change the temperature.
  • the workpieces 2 can leave the tempering device 20 in two different ways. If the workpieces 2 are not suitable for further processing, they can be sorted out via the sorting device 28. Otherwise, after a temperature check 30, they are fed to at least one paint application unit 32, which in the embodiment shown is again followed by a dryer 14.
  • a cover layer is then applied to the surface printed in this way in an application unit 16, which is dried in the subsequent dryer 14 before the workpiece 2 is cooled to the final temperature in the cooling unit 34 and then made available again as a stack 4.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken eines plattenförmigen Werkstückes mittels einer Digitaldruckanlage, die wenigstens ein Farbauftragswerk zum Aufbringen von Drucktinte aufweist, wobei die Drucktinte eine Tintentemperatur aufweist, wenn sie auf das Werkstück aufgebracht wird, wobei das Werkstück in einer Temperiereinrichtung auf eine vorbestimmte Werkstücktemperatur gebracht wird, bevor es dem Farbauftragswerk zugeführt wird, wobei die vorbestimmte Werkstücktemperatur von der Tintentemperatur abhängt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken eines plattenförmigen Werkstückes mittels einer Digitaldruckanlage, die wenigstens ein Farbauftragswerk zum Aufbringen von Drucktinte aufweist, wobei die Drucktinte eine Tintentemperatur aufweist, wenn sie auf das Werkstück aufgebracht wird. Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens.
  • Das Bedrucken eines plattenförmigen Werkstückes ist für viele Anwendungen heute gängiger Stand der Technik und wird beispielsweise beim Herstellen von Fußbodenpaneelen, Möbelbauteilen oder Arbeitsplatten verwendet. Dabei werden Holz-, Stein- oder Fantasiedekore auf plattenförmige Kerne gedruckt, die beispielsweise eine Holzwerkstoffplatte beinhalten. Die Digitaldruckanlagen, die dabei zum Einsatz kommen, beinhalten oft Grundierungsbauteile, um die zu bedruckenden Plattenkerne in gegebenenfalls mehreren Schritten weiß zu grundieren. Dabei wird jede einzelne aufgebrachte Grundierungsschicht im Verfahren, also Inline, getrocknet, ohne die Platten auf ihren Transportbändern zu stoppen. Dadurch wird viel Wärmeenergie benötigt, die in das Verfahren und damit in die Digitaldruckanlage eingebracht wird. Die zu bedruckenden Kerne erreichen dabei Temperaturen von mehr als 70 °C und werden oft mit einer Temperatur von beispielsweise 55 °C dem Farbauftragswerk zugeführt. Dies hat mehrere Nachteile. Durch die warmen Platten, die oftmals mit mehreren Schichten Grundierung versehen sind, wird eine große Menge Flüssigkeit und Feuchtigkeit in die Digitaldruckanlage eingebracht. Zudem ist es beispielsweise aus der EP 2 927 003 A1 bekannt, dass die Temperatur des zu bedruckenden Werkstückes einen signifikanten Einfluss auf das Druckergebnis hat. Sie hat Einfluss auf die Viskosität der aufgebrachten Tintentröpfchen und damit auf den optischen Eindruck des hergestellten Dekors, beispielsweise die Farbsättigung und die Schärfe der hergestellten Abbildung.
  • Um zumindest die Reproduzierbarkeit des Druckergebnisses gewährleisten zu können, wird daher in der EP 2 927 003 A1 vorgeschlagen, die zu bedruckende Oberfläche auf eine Temperatur innerhalb eines vorbestimmten Wertebereiches zu erwärmen oder abzukühlen. Für das Bedrucken von Papier stellen sich weitere Schwierigkeiten, da die durch das warme Werkstück eingebrachte Feuchtigkeit die Oberflächenbeschaffenheit, beispielsweise die Welligkeit, eines Druckpapiers deutlich stärker beeinflusst, als dies bei einem festen Werkstück, beispielsweise einer Holzwerkstoffplatte, der Fall wäre. Aus der EP 2 206 605 B2 ist es daher bekannt, unterschiedliche Klimazonen mit unterschiedlicher Raum-Luftfeuchtigkeit zu erzeugen, in denen unterschiedliche Teile des eigentlichen Druckverfahrens stattfinden. Dies hat einen hohen apparativen Aufwand und einen großen Energiebedarf zur Folge, wodurch das Verfahren kompliziert und kostenintensiv wird.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit denen die Nachteile aus dem Stand der Technik zumindest abgemildert, bestenfalls überwunden werden.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welches sich dadurch auszeichnet, dass das Werkstück in einer Temperiereinrichtung auf eine vorbestimmte Werkstücktemperatur gebracht wird, bevor es dem Farbauftragswerk zugeführt wird, wobei die vorbestimmte Werkstücktemperatur von der Tintentemperatur abhängt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es keine absolute Werkstücktemperatur gibt, die unabhängig von anderen Parametern immer das optimale Druckergebnis liefert. Vielmehr hängt die vorbestimmte Werkstücktemperatur von der Temperatur der verwendeten Tinte ab. Allgemein hat sich gezeigt, dass eine höhere Tintentemperatur auch eine höhere vorbestimmte Werkstücktemperatur zur Folge hat.
  • Die verwendete Digitaldruckanlage verfügt vorzugsweise über eine elektrische Steuerung, beispielsweise eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung, die eingerichtet ist, Sensordaten, beispielsweise von Temperatursensoren, zu verarbeiten. Ein solcher Temperatursensor, der ebenfalls Teil der Digitaldruckanlage sein kann, wird beispielsweise verwendet, um die Temperatur der verwendeten Drucktinte zu bestimmen. Der vom Sensor erfassten Messwerte wird der elektrischen Steuerung übergeben, die daraus eine vorbestimmte Werkstücktemperatur errechnet. Wenigstens ein weiterer Temperatursensor, der ebenfalls Teil der Digitaldruckanlage sein kann, wird verwendet, um die aktuelle Werkstücktemperatur, also den Ist-Wert der Werkstücktemperatur, zu bestimmen. Auch dieser Messwert wird der elektrischen Steuerung übergeben, die die so ermittelte aktuelle Werkstücktemperatur mit der vorbestimmten Werkstücktemperatur vergleicht und eingerichtet ist, die Temperiereinrichtung so zu steuern, dass die aktuelle Werkstücktemperatur der vorbestimmten Werkstücktemperatur angeglichen wird.
  • Die Temperiereinrichtung verfügt vorzugsweise über wenigstens ein Heizelement, um die aktuelle Werkstücktemperatur zu erhöhen und/oder über wenigstens ein Kühlelement, um die aktuelle Werkstücktemperatur zu reduzieren. Die elektrische Steuerung ist eingerichtet, diese Elemente in Abhängigkeit der Messwerte der Sensoren zu steuern.
  • Vorzugsweise weisen die Tintentemperatur und die vorbestimmte Werkstücktemperatur eine Differenz von höchstens 10 °C, vorzugsweise von höchstens 5 °C, besonders bevorzugt höchstens 2 °C auf. Vorzugsweise beträgt die Tintentemperatur wenigstens 20°C, vorzugsweise wenigstens 25°C, besonders bevorzugt wenigstens 30 °C und höchstens 40 °C, bevorzugt höchstens 38 °C, besonders bevorzugt höchstens 35 °C.
  • Durch die geringe Temperaturdifferenz zwischen der Tintentemperatur und der vorbestimmten Werkstücktemperatur kommt es beim Aufbringen der Drucktinte innerhalb des wenigstens einen Farbauftragswerkes auf das plattenförmige Werkstück nur zu einer geringen Kondensatbildung im Bereich der Druckköpfe des wenigstens einen Farbauftragswerkes. Dies ist von Vorteil, da Kondensat an Druckköpfen einerseits die empfindliche Elektronik beeinflussen kann und andererseits eine negativen Einfluss auf den Prozess der Tröpfchenbildung der Drucktinte am Druckkopf hat.
  • Vorzugsweise weist die Digitaldruckanlage mehrere Farbauftragswerke zum Aufbringen von Drucktinte verschiedener Farben auf, wobei die Tintentemperaturen benachbarter Farbauftragswerke sich um höchstens 1,5 °C, bevorzugt höchstens 1,3 °C, besonders bevorzugt höchstens 1,0 °C unterscheiden. Vorzugsweise ist die vorbestimmte Werkstücktemperatur von der Tintentemperatur des ersten Farbauftragswerkes oder vom Durchschnitt aller Tintentemperaturen abhängig.
  • Vorteilhafterweise wird auf das Werkstück wenigstens eine Grundierung aufgebracht, bevor das Werkstück der Temperiereinrichtung zugeführt wird. Dabei wird vorzugsweise das Werkstück nach dem Aufbringen der wenigstens einen Grundierung getrocknet, bevor es der Temperiereinrichtung zugeführt wird. Für den Fall, dass die Grundierung in mehreren einzelnen Schichten aufgebracht wird, ist es von Vorteil, das Werkstück nach dem Aufbringen jeder einzelnen Schicht der Grundierung zu trocknen. Unabhängig davon, in wie vielen einzelnen Schichten die Grundierung aufgebracht wird, wird durch das Trocknen des Werkstückes vor dem Zuführen zu Temperiereinrichtung erreicht, dass die Menge der in die Temperiereinrichtung eingebrachten Feuchtigkeit reduziert wird.
  • Vorzugsweise wird das Werkstück in der Temperiereinrichtung auf die vorbestimmte Werkstücktemperatur abgekühlt.
  • Vorzugsweise ist die vorbestimmte Werkstücktemperatur ein Temperaturbereich, in dem die aktuelle Werkstücktemperatur liegen muss, damit das Werkstück dem Farbauftragswerk zugeführt werden kann. Der Temperaturbereich der vorbestimmten Werkstücktemperatur erstreckt sich beispielsweise über höchstens 5 °C, vorzugsweise über höchstens 3 °C, besonders bevorzugt über höchstens 1 °C. Alternativ dazu, die vorbestimmte Werkstücktemperatur als einen Temperaturbereich zu verstehen, kann die vorbestimmte Werkstücktemperatur auch ein exakter Wert sein, wobei das Werkstück in diesem Fall dem Farbauftragswerk zugeführt wird, wenn die Differenz zwischen der aktuellen Werkstücktemperatur und der vorbestimmten Werkstücktemperatur kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert ist. Dieser Grenzwert beträgt beispielsweise 2,5 °C, vorzugsweise 1,5 °C, besonders bevorzugt 0,5 °C. In diesem Fall gilt die aktuelle Werkstücktemperatur als "auf die vorbestimmte Werkstücktemperatur gebracht", wenn die Differenz zwischen der aktuellen Werkstücktemperatur und der vorbestimmten Werkstücktemperatur kleiner als der vorbestimmte Grenzwert ist.
  • Vorzugsweise wird das Werkstück aussortiert, bevor es dem wenigstens einen Farbauftragswerk zugeführt wird, wenn wenigstens ein durch wenigstens einen Sensor gemessener Parameter nicht in einem vorbestimmten Wertebereich liegt, wobei das Werkstück dann vorzugsweise einer Nachbehandlung unterzogen wird, um den wenigstens einen Parameter so zu beeinflussen, dass er nach der Nachbehandlung in dem vorbestimmten Wertebereich liegt. Ist der Parameter die Feuchtigkeit des zu bedruckenden Werkstückes, wird das Werkstück beispielsweise aussortiert, wenn die Feuchtigkeit zu hoch ist, um ein ausreichend gutes Druckbild zu erreichen. Die Nachbehandlung beinhaltet dann die Trocknung des zu bedruckenden Werkstückes. Ist der Parameter die Welligkeit der zu bedruckenden Oberfläche des Werkstückes, wird das Werkstück beispielsweise aussortiert, wenn die Welligkeit zu hoch ist. Die Nachbehandlung beinhaltet dann eine Glättung der Oberfläche.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe zudem durch eine Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens der hier beschriebenen Art, wobei die Vorrichtung eine Digitaldruckanlage mit wenigstens einem Farbauftragswerk, eine Temperiereinrichtung und eine elektrische Steuerung aufweist, die eingerichtet ist, ein hier beschriebenes Verfahren durchzuführen.
  • Vorzugsweise verfügt die Vorrichtung über wenigstens ein Auftragswerk für eine Grundierung und/oder die Digitaldruckanlage verfügt über mehrere Farbauftragswerke.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung verfügt die Vorrichtung über wenigstens einen Trockner, der in Prozessrechnung hinter wenigstens einem Farbauftragswerk der Digitaldruckanlage angeordnet ist. Besonders bevorzugt verfügt die Vorrichtung über einen Trockner für jedes Farbauftragswerk und/oder für jedes Auftragswerk für eine Grundierung, wobei jeder Trockner in Prozessrichtung hinter dem jeweiligen Auftragswerk angeordnet ist. Ist dies bedeutet, dass das zu bedruckende Werkstück zunächst in dem Auftragswerk mit Grundierung oder Tinte beaufschlagt wird und anschließend vom Trockner getrocknet wird.
  • Vorzugsweise verfügt die Temperiereinrichtung über wenigstens einen Temperatursensor zum Bestimmen einer aktuellen Werkstücktemperatur des Werkstückes, wobei der Sensor eingerichtet ist, Sensordaten an die elektrische Steuerung zu übermitteln.
  • Vorzugsweise verfügt die Temperiereinrichtung über wenigstens ein Temperierelement, vorzugsweise über wenigstens ein Heizelement und/oder wenigstens ein Kühlelement, durch das die aktuelle Werkstücktemperatur des Werkstückes beeinflussbar ist.
  • Die elektrische Steuerung ist eingerichtet, die aktuelle Werkstücktemperatur der zu bedruckenden Oberfläche des Werkstückes zu überwachen. Dies bedeutet insbesondere, dass in regelmäßigen zeitlichen Abständen die aktuelle Werkstücktemperatur von dem wenigstens einen Temperatursensor an die elektrische Steuerung übermittelt wird, die diese aktuelle Werkstücktemperatur mit der vorbestimmten Werkstücktemperatur vergleicht.
  • Vorzugsweise ist der wenigstens eine Temperatursensor eingerichtet, die aktuelle Werkstücktemperatur ortsaufgelöst zu bestimmen. Vorzugsweise sind dafür mehrere Temperatur so vorhanden, die beispielsweise über die Breite des Werkstückes angeordnet sind und ortsaufgelöst die aktuelle Werkstücktemperatur messen und die Messdaten an die elektrische Steuerung übermitteln.
  • Bevorzugt ist das Temperierelement eingerichtet, die aktuelle Werkstücktemperatur des Werkstückes ortsaufgelöst zu beeinflussen. Dazu ist es von Vorteil, denn das Temperierelement mehrere Heizelemente und/oder mehrere Kühlelemente aufweist, die jeweils eingerichtet sind, die aktuelle Werkstücktemperatur nur in einem Bereich der Oberfläche zu beeinflussen.
  • Vorzugsweise herrscht innerhalb der Temperiereinrichtung die vorbestimmte Werkstücktemperatur, wobei die elektrische Steuerung eingerichtet ist, das Werkstück erst dann aus der Temperiereinrichtung zu dem wenigstens einen Farbauftragswerke zu leiten, wenn eine Differenz zwischen der aktuellen Werkstücktemperatur und der vorbestimmten Werkstücktemperatur kleiner als der vorbestimmte Grenzwert ist oder die aktuelle Werkstücktemperatur innerhalb des Bereiches liegt, der durch die vorbestimmte Werkstücktemperatur definiert ist.
  • Vorzugsweise verfügt die Vorrichtung über eine Sortiereinrichtung, um ein Werkstück auszusortieren, bevor es dem wenigstens einen Farbauftragswerk zugeführt wird.
  • Vor vorzugsweise ist dieser Sortiereinrichtung eingerichtet, das Werkstück dann einer weiteren Arbeitsstation zuzuführen, in der eine Nachbehandlung stattfinden kann.
  • Besonders bevorzugt verfügt die Vorrichtung, beispielsweise als Teil der Temperiereinrichtung, über eine Auffangeinrichtung, die es der Vorrichtung ermöglicht, einzelne Werkstücke so lange in der Temperiereinrichtung verweilen zu lassen, bis die vorbestimmte Werkstücktemperatur erreicht ist. Dies kann beispielsweise durch eine Transportschleife, beispielsweise in Form eines Paternosters, erreicht werden. Die enthaltenen Werkstücke bewegen sich in dieser Transportschleife umlaufend auf einer geschlossenen Transportbahn. Bei jedem Umlauf besteht die Möglichkeit, das jeweilige Werkstück aus der Temperiereinrichtung oder der Auffangeinrichtung heraus zu leiten oder zu entnehmen und dem wenigstens einen Farbauftragswerk zuzuleiten. Dabei wird das Werkstück dem Farbauftragswerk zugeleitet, wenn die aktuelle Werkstücktemperatur der vorbestimmten Werkstücktemperatur entspricht. Anderenfalls verbleibt das Werkstück in der Transportschleife, bis die aktuelle Werkstücktemperatur der vorbestimmten Werkstücktemperatur entspricht.
  • Eine solche Auffangeinrichtung oder Transportschleife hat vorzugsweise zudem die Aufgabe, die Beschickung oder den Werkstückeinschub zum Farbauftragswerk zu beeinflussen und kann als Werkstückpuffer verwendet werden, wenn eine in Prozessrichtung spätere Einrichtung, beispielsweise das Farbauftragswerk, aufgrund einer Funktionsstörung nicht den erwarteten Durchsatz an Werkstücken aufweist. Die elektrische Steuerung der Vorrichtung ist in diesem Fall vorzugsweise eingerichtet, die Werkstücke so lange in der Auffangeinrichtung oder der Transportschleife zu belassen, bis die Störung aufgehoben ist und Werkstücke wieder dem Farbauftragswerk oder der weiteren Einrichtung zugeführt werden können.
  • Vorzugsweise verfügt das plattenförmige Werkstück über einen Kern oder besteht aus einem solchen. Der Kern ist vorzugsweise eine Holzwerkstoffplatte, beispielsweise eine MDF, HDF, OSB, Spanplatte oder eine Sperrholzplatte. Auch Platten, die eine Mischung aus Holzpartikeln und Kunststoff verwendet wird, sind bevorzugte Ausgestaltungen eines Kerns. Dies betrifft beispielsweise WPC (wood plastic composite)-Platten. Der Kern kann auch vollständig aus einem Kunststoff bestehen, beispielsweise in Form von Kunststoffplatten oder SPC (solid polymere core)-Platten. Auch Platten, die beispielsweise unter der Bezeichnung "Corepel" angeboten werden (siehe www.corepel.com) und die beispielsweise einen aus Holzfasern aufgebauten Innenkern haben, der von Harzen, vorzugsweise Hochleistungsharzen umgeben ist, können als Kern vorteilhaft sein. Der Kern ist vorzugsweise wenigstens 3 mm dick.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand eines konkreten Beispiels näher beschrieben. Bei einem Hersteller für Laminatfußbodendielen werden auf hochverdichteten Holzfaserplatten (HDF) mittels Digitaldruck Holz-, Stein- und Fantasiedekore gedruckt. Die Platten sind 2800 mm lang, 2070 mm breit und haben eine Stärke von 6 mm bis 12mm. Die Gesamtanlage hat eine Vorschubgeschwindigkeit von 80m/min bei einer Lücke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Werkstücken von ca. 1500 mm. Die gesamte Vorrichtung beinhaltet eine automatisierte Plattenbeschickung sowie alle für das Verfahren notwendigen Elemente. Durch die Grundierungseinrichtung und deren Trocknungseinheiten erreichen die Platten Oberflächentemperaturen von über 70°C. Die Vorrichtung verfügt über eine Auffangeinrichtung in Form eines Paternosters, der in Prozessrichtung vor dem Farbauftragswerke angeordnet ist und der 100 Platten aufnehmen kann. Die Auffangeinrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel Teil der Temperiereinrichtung und hat die Möglichkeit, die dort enthaltenen Platten zu kühlen sowie auch einzeln oder gemeinsam über Strahler, die Strahlung im Bereich des nahen Infrarots (NIR) aussenden, zu erwärmen. Es werden alle vorgrundierten und/oder geprimerten Platten aus der Anlage aufgenommen. Für jede einzelne Platte wird die Oberflächentemperatur an neun Punkten gemessen und überwacht. Diese sind in Längsrichtung der platte vorn, in der Mitte und hinten, sowie in Querrichtung (der Breite) links, in der Mitte und rechts positioniert. Entscheidend ist und bewertet wird der Mittelwert dieser Messpunkte in diesem Ausführungsbeispiel. Die Tintentemperatur und damit in etwa die Temperatur der Druckköpfe beträgt 32°C (Toleranz +/-1 °C). Mittels der elektrischen Steuerung wird die Temperiereinrichtung so gesteuert, dass die aktuelle Werkstücktemperatur der Platten direkt vor dem Zuleiten an das Farbauftragswerk auf diese Temperatur, die also als vorbestimmte Werkstücktemperatur verwendet wird, eingestellt, indem sie vor der Zuleitung gekühlt oder erwärmt werden.
  • Eine weitere Temperaturüberwachung (ebenfalls 9 Messpunkte) direkt vor dem wenigstens einen Farbauftragswerk zeigt im Mittelwert einer Platte 32,8°C. Die aktuelle Werkstücktemperatur dieser Platte im Paternoster betrug direkt vor der Ausgabe an das Farbauftragswerk 30,8°C, demnach eine herabgesetzte Temperaturtoleranz um 2 °C. Die Temperaturüberwachung und -steuerung der elektrischen Steuerung stellte fest, dass sich die Oberflächentemperatur von der Ausgabe aus der Auffangeinrichtung bis unmittelbar vor dem Farbauftragswerk um 2°C wieder erwärmt und hat dies entsprechend berücksichtigt. Die Temperaturdifferenzen zwischen Tintentemperatur, Plattentemperatur im Paternoster und Plattentemperatur unmittelbar vor dem Farbauftragswerk variieren aufgrund von Umwelteinflüssen und werden vorzugsweise ständig angepasst und innerhalb vorgegebener Toleranzen gehalten. Durch die genaue Überwachung und Steuerung oder Plattenoberflächentemperatur tritt im Druckbereich keinerlei Kondensat durch starke Temperaturunterschiede auf der Materialien. Außerdem hatten die vorgrundierten Platten im Paternoster Zeit auszudünsten. Durch die nahezu identischen Materialtemperaturen im Druckbereich des Farbauftragswerkes kommt zu keinen Störungen oder technischen Ausfällen in Folge von Überhitzung durch heiße Platten.
  • Mithilfe der beiliegenden Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigt
    Figur 1 - den schematischen Ablauf eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Figur 1 zeigt schematisch einen möglichen Ablauf eines Verfahrens zum Bedrucken eines plattenförmigen Werkstückes. Zunächst werden die Werkstücke 2, die in Form eines Stapels 4 angeliefert oder bereitgestellt werden, vereinzelt und der Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zugeleitet. Durch den schematisch dargestellten Computer 6, der bei fast allen Stationen, die bei dem Verfahren durchlaufen werden, dargestellt ist, wird die elektrische Steuerung dargestellt, die zur Steuerung der jeweiligen Station und vorzugsweise der gesamten Vorrichtung geeignet ist und verwendet wird.
  • Nach dem Vereinzeln der Werkstücke 2 werden diese einem Schleifer 8 zugeführt, in der die später zu bedruckende Oberfläche des Werkstücks 2 an geschliffen wird, um eine bessere Bedruckbarkeit zu erreichen. Dieser Schritt ist von Vorteil, jedoch für das Verfahren nicht notwendig. Anschließend werden die vereinzelten und an geschliffenen Werkstücke 2 in einer Heizung 10 vorgewärmt, bevor sie einem ersten Auftragswerk 12 zugeführt werden, bei dem sie mit einem transparenten Grundierauftrag versehen werden. Im anschließenden Trockner 14 wird die aufgebrachte Schicht getrocknet. Anschließend durchlaufen die Werkstücke 2 mehrere Auftragswerke 16 mit anschließenden Trockner 14, in denen im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils eine Schicht einer weißen Grundierung aufgebracht wird. Je nach Notwendigkeit können hier auch mehr oder weniger Auftragswerke durchlaufen werden.
  • Nachdem die Grundierung aufgebracht wurde, werden die Werkstücke 2 im gezeigten Ausführungsbeispiel einem weiteren Auftragswerk 18 zugeführt, in dem ein Primer auf die zu bedruckende Oberfläche aufgebracht wird. Auch diesem Auftragswerk 18 schließt sich ein Trockner 14 an.
  • Die so vorbereiteten Werkstücke werden einer Temperiereinrichtung 20 zugeführt, die im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Auffangeinrichtung 22 aufweist. Diese ist als umlaufende Transportschleife ausgebildet, in der die einzelnen Werkstücke umlaufend gefördert werden. Die Temperiereinrichtung 20 verfügt über mindestens ein Heizelement 24 und wenigstens ein Kühlelement 26, die in Figur 1 nur schematisch dargestellt sind. Vorzugsweise sind mehrere Heizelemente 24 und mehrere Kühlelemente 26 vorhanden, die besonders bevorzugt einzelne Werkstücke 2 beeinflussen und so die Temperatur verändern können. Die Werkstücke 2 können auf zwei unterschiedlichen Wegen die Temperiereinrichtung 20 verlassen. Sollten die Werkstücke 2 nicht geeignet sein, dem weiteren Verfahren zugeführt zu werden, können Sie über die Sortiereinrichtung 28 aussortiert werden. Andernfalls werden sie nach einer Temperaturkontrolle 30 dem wenigstens einen Farbauftragswerk 32 zugeführt, dem sich im gezeigten Ausführungsbeispiel wieder ein Trockner 14 anschließt.
  • Danach wird auf die so bedruckte Oberfläche im gezeigten Ausführungsbeispiel noch eine Deckschicht in einem Auftragswerk 16 aufgebracht, die mit dem anschließenden Trockner 14 getrocknet wird, bevor das Werkstück 2 in der Kühlung 34 auf die endgültige Temperatur gekühlt und anschließend wieder als Stapel 4 bereitgestellt wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Werkstück
    4
    Stapel
    6
    Computer
    8
    Schleifer
    10
    Heizung
    12
    erstes Auftragswerk
    14
    Trockner
    16
    Auftragswerk
    18
    Auftragswerk
    20
    Temperiereinrichtung
    22
    Auffangeinrichtung
    24
    Heizelement
    26
    Kühlelement
    28
    Sortiereinrichtung
    30
    Temperaturkontrolle
    32
    Farbauftragswerk
    34
    Kühlung

Claims (17)

  1. Verfahren zum Bedrucken eines plattenförmigen Werkstückes mittels einer Digitaldruckanlage, die wenigstens ein Farbauftragswerk zum Aufbringen von Drucktinte aufweist, wobei die Drucktinte eine Tintentemperatur aufweist, wenn sie auf das Werkstück aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück in einer Temperiereinrichtung auf eine vorbestimmte Werkstücktemperatur gebracht wird, bevor es dem Farbauftragswerk zugeführt wird, wobei die vorbestimmte Werkstücktemperatur von der Tintentemperatur abhängt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tintentemperatur und die vorbestimmte Werkstücktemperatur eine Differenz von höchstens 10 °C, vorzugsweise von höchstens 5°C, besonders bevorzugt höchstens 2°C aufweisen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tintentemperatur wenigstens 20°C, vorzugsweise wenigstens 25°C, besonders bevorzugt wenigstens 30 °C und höchstens 40 °C, bevorzugt höchstens 38 °C, besonders bevorzugt höchstens 35 °C beträgt.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Digitaldruckanlage mehrere Farbauftragswerke zum Aufbringen von Drucktinte verschiedener Farben aufweist, wobei die Tintentemperaturen benachbarter Farbauftragswerke sich um höchstens 1,5 °C, bevorzugt höchstens 1,3 °C, besonders bevorzugt höchstens 1,0 °C unterscheiden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Werkstücktemperatur von der Tintentemperatur des ersten Farbauftragswerkes oder vom Durchschnitt aller Tintentemperaturen abhängt.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Werkstück wenigstens eine Grundierung aufgebracht wird, bevor das Werkstück der Temperiereinrichtung zugeführt wird, wobei vorzugsweise das Werkstück nach dem Aufbringen der wenigstens einen Grundierung getrocknet wird, bevor es der Temperiereinrichtung zugeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück in der Temperiereinrichtung auf die vorbestimmte Werkstücktemperatur abgekühlt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück aussortiert wird bevor es dem wenigstens einen Farbauftragswerk zugeführt wird, wenn wenigstens ein durch wenigstens einen Sensor gemessener Parameter nicht in einem vorbestimmten Wertebereich liegt, wobei das Werkstück dann vorzugsweise eine Nachbehandlung unterzogen wird, um den wenigstens einen Parameter so zu beeinflussen, dass er nach der Nachbehandlung in dem vorbestimmten Wertebereich liegt.
  9. Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Digitaldruckanlage mit wenigstens einem Farbauftragswerk, eine Temperiereinrichtung und eine elektrische Steuerung aufweist, die eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens ein Auftragswerk für eine Grundierung aufweist und/oder die Digitaldruckanlage mehrere Farbauftragswerke aufweist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens einen Trockner aufweist, der in Prozessrichtung hinter wenigstens einem Farbauftragswerk der Digitaldruckanlage angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Trockner für jedes Farbauftragswerk und/oder für jedes Auftragswerk für eine Grundierung aufweist, wobei jeder Trockner in Prozessrichtung hinter dem jeweiligen Auftragswerk angeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinrichtung wenigstens einen Temperatursensor zum Bestimmen einer aktuellen Werkstücktemperatur des Werkstückes aufweist, der eingerichtet ist, Sensordaten an die elektrische Steuerung zu übermitteln.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinrichtung wenigstens ein Temperierelement, vorzugweise wenigstens ein Heizelement und/oder wenigstens ein Kühlelement, aufweist, durch das die aktuelle Werkstücktemperatur des Werkstückes beeinflussbar ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Temperierelement eingerichtet ist, die aktuelle Werkstücktemperatur des Werkstückes ortsaufgelöst zu beeinflussen.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Temperiereinrichtung die vorbestimmte Werkstücktemperatur herrscht und die elektrische Steuerung eingerichtet ist, das Werkstück erst dann aus der Temperiereinrichtung zu dem wenigstens einen Farbauftragswerk zu leiten, wenn eine Differenz zwischen der aktuellen Werkstücktemperatur und der vorbestimmten Werkstücktemperatur kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert ist.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Sortiereinrichtung aufweist, um ein Werkstück auszusortieren bevor es dem wenigstens einen Farbauftragswerk zugeführt wird.
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