EP4737131A1

EP4737131A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von dekorpaneelen

Info

Publication number: EP4737131A1
Application number: EP24210360.4A
Authority: EP
Inventors: Sebastian Dicke
Original assignee: Swiss Krono Tec AG
Current assignee: Swiss Krono Tec AG
Priority date: 2024-11-01
Filing date: 2024-11-01
Publication date: 2026-05-06
Also published as: WO2026093293A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Dekorpaneelen, das die folgenden Schritte aufweist:
a. Vorbereiten einer Oberfläche einer Holzwerkstoffplatte in einer Vorbereitungseinheit, so dass eine vorbereitete Oberfläche entsteht,
b. Aufbringen eines Primers auf die vorbereitete Oberfläche mittels eines Primer-Auftragswerkes, so dass eine geprimerte Oberfläche entsteht,
c. Aufdrucken eines Dekors auf die geprimerte Oberfläche mittels einer Digitaldruckeinheit, so dass eine bedruckte Oberfläche entsteht,
d. Erfassen von Ist-Farbmesswerten des Dekors und Durchführen eines Vergleiches der Ist-Farbmesswerte mit hinterlegten Soll-Farbmesswerten mittels einer elektrischen Steuerung,
e. Ermitteln eines Ähnlichkeitsgrades aus dem Ergebnis des Vergleiches
wobei die elektrische Steuerung eingerichtet ist, die Vorbereitungseinheit, das Primer-Auftragswerk und die Digitaldruckeinheit zu steuern und auf der Grundlage des Vergleiches wenigstens einen Betriebsparameter der Vorbereitungseinheit, des Primer-Auftragswerkes und/oder der Digitaldruckeinheit zu verändern, wenn der Ähnlichkeitsgrad ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Dekorpaneelen sowie eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens.
Dekorpaneele werden seit langer Zeit beispielsweise als Fußbodenpaneele, oder als Wand- oder Deckenverkleidung verwendet. Auch als Bestandteile zur Möbelproduktion werden Dekorpaneele verwendet.
Dekorpaneele verfügen über einen Kern aus einer Holzwerkstoffplatte, beispielsweise einer MDF- oder HDF-Platte, auf dessen Oberfläche ein Dekor aufgebracht wird. Das Dekor kann direkt auf die Oberfläche der Holzwerkstoffplatte aufgedruckt werden oder in Form eines bedruckten Papieres, des sogenannten Dekorpapiers, auf die Oberfläche aufgeklebt oder mit Kunstharz auflaminiert werden. Unabhängig davon, wie das Dekor auf die Oberfläche gelangt, wird die mit dem Dekor versehene Holzwerkstoffplatte üblicherweise mit einem Kunstharz beschichtet und unter erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur in einer Presse, beispielsweise einer Kurztaktpresse, verpresst. Auch auf der Unterseite der Holzwerkstoffplatte, die der mit dem Dekor versehenen Oberfläche gegenüberliegt, können unterschiedliche Schichten aufgebracht werden, die anschließend mit verpresst werden. Diese Verfahren sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt.
Insbesondere bei der Herstellung von Fußbodenpaneelen aber auch bei anderen Dekorpaneelen ist es erwünscht und von großem Vorteil, wenn die Dekorpaneele keine farblichen Unterschiede zueinander aufweisen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn zu unterschiedlichen Zeitpunkten Paneele mit dem gleichen Dekor hergestellt werden und somit zu unterschiedlichen Zeitpunkten Holzwerkstoffplatten bedruckt werden, um das gleiche Dekor herzustellen. Um Reproduzierbarkeit und Farbtreue zu erreichen, sodass die zu unterschiedlichen Zeitpunkten und in unterschiedlichen Chargen hergestellten Dekorpaneele gemeinsam verwendet werden können, sind aus dem Stand der Technik verschiedene Verfahren bekannt.
Aus der WO 2019/234147 A1 ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei dem ein digitales Soll-Bild aus hyperspektralen digitalen Bildern erzeugt wird. Hyperspektrale Bilder sind Bilder, die Informationen nicht nur über sichtbare Farben, also Frequenzen im sichtbaren Lichtbereich, enthalten, sondern auch Informationen über einen darüberhinausgehenden Frequenzbereich. Diese so hergestellten Soll-Bilder werden dann mit Ist-Bildern verglichen, die von einem bedruckten Exemplar hergestellt werden. In der genannten Druckschrift wird das Dekor nicht direkt auf die Holzwerkstoffplatte und deren Oberfläche aufgebracht, sondern auf ein Dekor Papier gedruckt. Auch aus der EP 3 961 166 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem hyperspektrale Messdaten eines Druckergebnisses mit Referenz-Messdaten verglichen werden, um die Qualität eines Druckergebnisses zu bestimmen.
Nachteilig ist jedoch, dass dieses "Nachmustern", also das Kontrollieren und Justieren und Einstellen der verschiedenen Produktionsparameter einer Digitaldruckanlage, aufwendig und Zeit intensiv ist. Zudem weisen eine Vielzahl von Parameter einen Einfluss auf die Druckqualität auf, die gegebenenfalls nicht Parameter der Digitaldruckanlage sind. So können beispielsweise Temperatur und Luftfeuchtigkeit, die verwendete Tinte und/oder die Qualität der Oberfläche der Holzwerkstoffplatte Einfluss auf das Druckergebnis haben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile im Stand der Technik zu beheben oder zumindest abzumildern.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen von Dekorpaneelen, das die folgenden Schritte aufweist:

a. Vorbereiten einer Oberfläche einer Holzwerkstoffplatte in einer Vorbereitungseinheit, sodass eine vorbereitete Oberfläche entsteht,
b. Aufbringen eines Primers auf die vorbereitete Oberfläche mittels eines Primer-Auftragswerkes, sodass eine geprimerte Oberfläche entsteht,
c. Aufdrucken eines Dekors auf die geprimerte Oberfläche mittels einer Digitaldruckeinheit, sodass eine bedruckte Oberfläche entsteht,
d. Erfassen von Ist-Farbmesswerten des Dekors und Durchführen eines Vergleiches der Ist-Farbmesswerte mit hinterlegten Soll-Farbmesswerten mittels einer elektrischen Steuerung,
e. Ermitteln eines Ähnlichkeitsgrades aus dem Ergebnis des Vergleiches

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass viele Parameter und Eigenschaften, die nicht Teil des eigentlichen Druck-Prozesses, also des Auftrages der Drucktinte mittels der Digitaldruckeinheit, sind, einen Einfluss auf das Druckergebnis und damit beispielsweise die Farbtreue und die Reproduzierbarkeit haben. Erfindungsgemäß ist daher die elektrische Steuerung nicht nur in der Lage, die Digitaldruckeinheit zu steuern, wie dies im Stand der Technik der Fall ist. Stattdessen können weitere Elemente, Vorrichtungen und/oder Arbeitsstationen und Maschinen durch die elektrische Steuerung gesteuert werden, sodass die elektrische Steuerung eingerichtet ist, auch Betriebsparameter auch dieser Elemente, insbesondere der Vorbereitungseinheit und des Primer-Auftragswerkes, zu verändern, wenn der Vergleich zwischen den Ist-Farbmesswerten und den Soll-Farbmesswerten zu dem Ergebnis führt, dass die Abweichung zu groß ist. Das vorbestimmte Kriterium ist vorzugsweise so gewählt, dass es erfüllt ist, wenn der Ähnlichkeitsgrad zwischen den Ist-Farbmesswerten und den Soll-Farbmesswerten zu gering, die Abweichung also zu groß ist.
Die Vorbereitungseinheit wird verwendet, um die Oberfläche der Holzwerkstoffplatte für das Aufbringen des Primers und des Dekors vorzubereiten. Dies kann in mehreren Schritten geschehen, die vorzugsweise in mehreren Einheiten vorgenommen werden, die Teile der Vorbereitungseinheit sind.
Da durch die elektrische Steuerung vorzugsweise wenigstens ein Betriebsparameter der Vorbereitungseinheit verändert werden kann, wenn der Ähnlichkeitsgrad das vorbestimmte Kriterium erfüllt, ist es möglich, den Einfluss von Vorbereitungshandlungen, die an der zu bedruckenden Oberfläche vorgenommen werden, auf das fertige Dekor und dessen Farbwirkung zu korrigieren und/oder zu beeinflussen. Dies geschieht gegebenenfalls ohne, dass der eigentliche Druckprozess, der durch das Aufdrucken des Dekors auf die geprimerte Oberfläche erfolgt, verändert wird. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, zusätzlich oder alternativ zu Betriebsparametern der Vorbereitungseinheit auch Betriebsparameter der Digitaldruckanlage zu verändern, sollte der Ähnlichkeitsgrad das vorbestimmte Kriterium erfüllen.
Erfindungsgemäß wird die vorbereitete Oberfläche mit einem Primer versehen. Vorzugsweise weist das Primer-Auftragswerk eine Auftragswalze und/oder eine Rakel, zum Auftragen des Primers auf die Oberfläche auf. Dadurch kann die auf die Oberfläche aufgetragene Menge an Primer eingestellt werden. Der Abstand zwischen der Rakel und der Oberfläche einer durch das Primer-Auftragswerk hindurchgeführten Holzwerkstoffplatte und/oder eine Geschwindigkeit einer Auftragswalze und/oder die Menge an Primer, die aufgebracht wird, sind Betriebsparameter des Primer-Auftragswerkes, die durch die elektrische Steuerung veränderbar sind, wenn der Ähnlichkeitsgrad das vorbestimmte Kriterium erfüllt.
Vorzugsweise wird die mit der bedruckten Oberfläche versehen Holzwerkstoffplatte mit einem Kunstharz verpresst, bevor die Ist-Farbmesswerte erfasst werden. Die Holzwerkstoffplatte wird mit dem Kunstharz vorzugsweise in einer Kurztaktpresse verpresst. Besonders bevorzugt wird dabei eine Struktur in die Oberseite gepresst, die besonders bevorzugt zu dem Dekor korrespondierend ausgebildet ist. Vorzugsweise sind eine Temperatur, ein Druck und/oder eine Pressdauer Betriebsparameter der Kurztaktpresse, die durch die elektrische Steuerung veränderbar sind, wenn der Ähnlichkeitsgrad das vorbestimmte Kriterium erfüllt.
Vorzugsweise weist das Kunstharz wenigstens einen Zusatzstoff, beispielsweise Korund oder Glaskugeln auf. Der wenigstens eine Zusatzstoff ist dem Kunstharz vorzugweise beigemischt oder wird vor, nach oder während des Auftragens des Kunstharzes auf die bedruckte Oberfläche der Holzwerkstoffplatte auf die Oberfläche aufgestreut oder aufgetragen. Vorzugsweise sind die Menge und/oder die Verteilung des Zusatzstoffes Betriebsparameter, die durch die elektrische Steuerung veränderbar sind, wenn der Ähnlichkeitsgrad das vorbestimmte Kriterium erfüllt.
Besonders bevorzugt werden die Ist-Farbmesswerte erst nach der Fertigstellung des Dekorpaneels ermittelt. Damit lässt sich dann zwar das in diesem Arbeitsgang hergestellte Dekorpaneel nicht mehr verändern, nachfolgende Dekorpaneele können jedoch in der Herstellung verändert werden, indem wenigstens einer der genannten Betriebsparameter angepasst wird. Die Fertigstellung des Dekorpaneels ist insbesondere dann erreicht, wenn alle Arbeitsschritte abgeschlossen sind, die einen Einfluss auf die Dekorqualität, also insbesondere die Druckqualität und/oder die Farbqualität haben können. In der Regel ist dies der Fall, nachdem die Holzwerkstoffplatte die Kurztakt-Presse, in der sie mit dem Kunstharz verpresst wird, verlässt.
Vorzugsweise ist in diesem Fall die elektrische Steuerung eingerichtet, die Presse zu steuern und auf der Grundlage des Vergleiches wenigstens eine Betriebsparameter der Presse zu verändern, wenn der Ähnlichkeitsgrad ein vorbestimmtes erfüllt.
Bevorzugt beinhaltet die Vorbereitungseinheit mindestens ein Schleifaggregat zum Schleifen der Oberfläche, wobei die Betriebsparameter der Vorbereitungseinheit zumindest auch wenigstens einen Betriebsparameter des Schleifaggregates beinhalten. In dem Schleifaggregat wird die Oberfläche der Holzwerkstoffplatte, vorzugsweise der HDF-Platte, angeschliffen. Dadurch werden die Haftungseigenschaften der Oberfläche für eine Grundierung, beispielsweise den aufzubringenden Primer, verbessert. Vorzugsweise weist das Schleifaggregat mehrere Schleifelemente, beispielsweise Schleifbänder oder Schleifbürsten auf, die nacheinander eingesetzt werden. Dazu sind sie vorzugsweise so hintereinander angeordnet, dass die Holzwerkstoffplatte, die entlang einer Vorschubrichtung durch die Vorbereitungseinheit und damit auch durch das Schleifaggregat bewegt wird, nacheinander an diesen Schleifelementen entlanggeführt wird. Dadurch kann ein gleichmäßiger Anschliff der Holzwerkstoffplatte erfolgen. Vorzugsweise wird die Oberfläche der Holzwerkstoffplatte in dem wenigstens einen Schleifaggregat angeschliffen.
Vorzugsweise weist das Schleifaggregat wenigstens einen Sensor auf, mit dem die Rauigkeit der Oberfläche der Holzwerkstoffplatte und/oder deren Struktur erfassbar ist. Ein solcher Sensor kann beispielsweise ein optischer Sensor, beispielsweise eine Kamera, sein. Die Betriebsparameter, die von der elektrischen Steuerung angepasst und verändert werden können, beinhalten beispielsweise die Schleifgeschwindigkeit und/oder den Schleifdruck einzelner oder aller Schleifelemente des Schleifaggregats. Die elektrische Steuerung ist vorzugsweise auch eingerichtet, ein Signal auszugeben, wenn beispielsweise ein Schleifelement ausgewechselt werden muss, weil es beispielsweise abgenutzt ist oder eine andere Körnung benötigt wird. Auch dies wird vorliegend als eine Veränderung eines Betriebsparameters angesehen.
Vorzugsweise weist die Vorbereitungseinheit wenigstens eine Grundierungseinheit zum Grundieren der Oberfläche auf, wobei die Betriebsparameter der Vorbereitungseinheit zumindest auch wenigstens einen Betriebsparameter der Grundierungseinheit beinhalten. Vorzugsweise erfolgt in der Grundierungseinheit eine Grundierung der Oberfläche der Holzwerkstoffplatte mit einem Melaminharz oder einem anderen Kunstharz. Besonders bevorzugt ist die Oberfläche der Holzwerkstoffplatte zuvor mittels des Schleifaggregats angeschliffen worden. Das aufzutragende Harz wird in vorzugsweise aus mehreren Komponenten zusammengemischt, so dass sich beispielsweise die Viskosität des aufzutragenden Harzes einstellen lässt. Die Menge und/oder die Viskosität des aufzubringenden Harzes sind vorzugsweise Betriebsparameter der Grundierungseinheit.
Vorzugsweise wird die Oberfläche der Holzwerkstoffplatte in der Grundierungseinheit grundiert.
Bevorzugt weist die Grundierungseinheit ein Harz-Auftragswerk, beispielsweise eine Auftragswalze und/oder eine Rakel, zum Auftragen eines Kunstharzes auf die Oberfläche auf. Dadurch kann die in der Grundierungseinheit auf die Oberfläche aufgetragene Menge an Kunstharz eingestellt werden. Die Betriebsparameter der Vorbereitungseinheit beinhalten dann zumindest auch wenigstens einen Betriebsparameter des Harz-Auftragswerkes. Der Abstand zwischen der Rakel und der Oberfläche einer durch das Harz-Auftragswerk hindurchgeführten Holzwerkstoffplatte und/oder eine Geschwindigkeit einer Auftragswalze sind Betriebsparameter des Harz-Auftragswerkes. Vorzugsweise wird beim Grundieren der Oberfläche der Holzwerkstoffplatte ein Harz in dem Harz-Auftragswerk auf die Oberfläche der Holzwerkstoffplatte aufgetragen.
Vorteilhafterweise weist die Grundierungseinheit einen Trockner auf, durch den die Holzwerkstoffplatte hindurchgeführt wird, nachdem sie mit dem Kunstharz grundiert wurde. In dem Trockner wird die aufgebrachte Grundierung auf einen vorbestimmten Feuchtigkeitswert getrocknet. Der Grad der Trocknung kann beispielsweise durch eine im Trockner herrschende Temperatur und/oder durch eine Vorschubgeschwindigkeit, mit der die grundierte Holzwerkstoffplatte durch den Trockner geführt wird, angepasst werden. Die Temperatur und/oder die Vorschubgeschwindigkeit im Trockner sind vorzugsweise Betriebsparameter des Trockners und damit der Vorbereitungseinheit. Vorzugsweise wird die Holzwerkstoffplatte in dem Trockner getrocknet.
Vorzugsweise weist die Grundierungseinheit eine Waage auf. Damit wird die grundierte und vorzugsweise auch schon getrocknete Holzwerkstoffplatte gewogen, so dass aus dem so erhaltenen Wert und der bekannten Fläche der grundierten Oberfläche auf eine Auftragsmenge der Grundierung geschlossen werden kann, die in der Regel in g/m² angegeben wird.
Vorzugsweise weist die Grundierungseinheit wenigstens ein Grundierungs-Auftragswerk, besonders bevorzugt drei Grundierungs-Auftragswerke, auf. Damit wird die Oberfläche mit weißer Farbe grundiert. Vorzugsweise ist jedem Grundierungs-Auftragswerk ein separater Trockner nachgeordnet, so dass eine Holzwerkstoffplatte durch einen Trockner geführt wird, nachdem sie durch ein Grundierungs-Auftragswerk hindurchgeführt wird. Die weiße Farbe, die durch das wenigstens eine Grundierungs-Auftragswerk aufgetragen wird, wird vorzugsweise aus mehreren Komponenten zusammengemischt. Dadurch lässt sich beispielsweise die Viskosität einstellen. Die Betriebsparameter der Grundierungseinheit beinhalten vorzugsweise zumindest auch einen Betriebsparameter eines Grundierungs-Auftragswerkes. Ein Grundierungs-Auftragswerk weist vorzugsweise eine Auftragswalze und/oder eine Rakel auf, womit die Auftragsmenge der weißen Farbe eingestellt werden kann. Der Abstand zwischen der Rakel und der Oberfläche einer durch das Grundierungs-Auftragswerk hindurchgeführten Holzwerkstoffplatte und/oder eine Geschwindigkeit einer Auftragswalze sind Betriebsparameter des Grundierungs-Auftragswerkes. Vorzugsweise wird beim Grundieren der Oberfläche der Holzwerkstoffplatte weiße Farbe in dem Grundierungs-Auftragswerk auf die Oberfläche der Holzwerkstoffplatte aufgetragen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist wenigstens ein Grundierungs-Auftragswerk eingerichtet, die weiße Farbe durch die Zugabe von Pigmenten einzufärben. Vorzugsweise ist die elektrische Steuerung eingerichtet, die hinzugegebene Menge an Pigmenten und/oder die Auswahl von zugegebenen Pigmenten zu steuern. Diese Parameter sind vorzugsweise Betriebsparameter des Grundierungs-Auftragswerkes.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorbereitungseinheit wenigstens eine Plattenheizung auf, wobei die Betriebsparameter der Vorbereitungseinheit auch wenigstens einen Betriebsparameter der Plattenheizung beinhalten. Die Plattenheizung weist vorzugsweise wenigstens einen Infrarot-Strahler auf, der angeordnet und eingerichtet ist, Infrarot-Strahlung auf eine Oberfläche auf eine durch die Plattenheizung geführte Holzwerkstoffplatte zu senden. Die Plattenheizung ist vorzugsweise in Vorschubrichtung vor der Grundierungseinheit angeordnet, so dass eine Holzwerkstoffplatte, die eine Vorrichtung zum Durchführen der hier beschriebenen Verfahren durchläuft, erst durch die Plattenheizung erwärmt und dann durch die Grundierungseinheit grundiert wird. Die Temperatur, auf die die Holzwerkstoffplatte und insbesondere deren Oberfläche in der Plattenheizung erwärmt wird, ist vorzugsweise ein Betriebsparameter der Plattenheizung. Diese Temperatur ist beispielsweise von der Strahlungsleistung der Infrarot-Strahler und der Vorschubgeschwindigkeit in der Plattenheizung abhängig. Vorzugsweise sind diese Strahlungsleistung und/oder diese Vorschubgeschwindigkeit Betriebsparameter der Plattenheizung und auch Betriebsparameter der Vorbereitungseinheit. Vorzugsweise wird die Holzwerkstoffplatte in der Plattenheizung erwärmt.
Vorzugsweise weist die Vorbereitungseinheit und/oder das Primer-Auftragswerk und/oder die Digitaldruckeinheit einen Trockner auf. Vorzugsweise wird die Holzwerkstoffplatte in diesem Trockner getrocknet, wobei die Betriebsparameter der Vorbereitungseinheit und/oder die Betriebsparameter des Primer-Auftragswerkes und/oder die Betriebsparameter der Digitaldruckeinheit zumindest auch wenigstens einen Betriebsparameter des Trockners beinhalten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Einfindung wird wenigstens ein Sensor verwendet, der einen Plattenparameter, beispielsweise die Oberflächenrauheit der Oberfläche, die Temperatur der Oberfläche, die Feuchtigkeit der Oberfläche und/oder die Viskosität eines aufgebrachten Kunstharzes, einer aufgebrachten weißen Farbe und/oder eines Primers ermittelt, wobei die Steuerung eingerichtet ist, unter anderem auf der Grundlage der von dem wenigstens einen Sensor ermittelten Messwerte zu entscheiden, welcher Betriebsparameter in welcher Form anzupassen ist. Bevorzugt ist wenigstens ein Sensor in oder an jeder hier beschriebenen Fertigungsstation.
Vorzugsweise ist die elektrische Steuerung eingerichtet zum maschinellen Lernen, wobei zum Trainieren der elektrischen Steuerung die Betriebsparameter und die Ist-Farbmesswerte vorhergehender Verfahrensdurchläufe verwendet werden. Vorzugsweise werden auch die von Sensoren aufgenommenen Messwerte der vorhergehenden Verfahrensdurchläufe zum Trainieren der elektrischen Steuerung verwendet. Dabei ist es besonders vorteilhaft, Verfahrensdurchläufe mit Einstellungen der Betriebsparameter durchzuführen, die nicht zu einem befriedigenden Ergebnis des Ähnlichkeitsgrades geführt haben. So kann die elektrische Steuerung darauf trainiert werden, welche Einstellungen der Betriebsparameter zu welchen Abweichungen im Druckbild und/oder bei der Druck- und/oder Farbqualität geführt haben.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe zudem durch eine Vorrichtung zum Durchführen eines der hier beschriebenen Verfahren, die eine elektrische Steuerung aufweist, die eingerichtet ist, Ist-Farbmesswerte mit hinterlegten Soll-Farbmesswerten zu vergleichen, aus dem Vergleich einen Ähnlichkeitsgrad zu ermitteln und um auf der Grundlage des Vergleiches wenigstens einen Betriebsparameter der Vorbereitungseinheit, des Primer-Auftragswerkes und/oder der Digitaldruckeinheit zu verändern, wenn der Ähnlichkeitsgrad ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt. Die Vorbereitungseinheit weist vorzugsweise wenigstens ein Schleifaggregat, wenigstens eine Grundierungseinheit und/oder wenigstens eine Plattenheizung auf, die besonders bevorzugt in den oben beschriebenen Ausführungsformen vorhanden sind. Zum Erfassen der Ist-Farbmesswerte weist die Vorrichtung vorzugsweise ein optisches Verfassungssystem, beispielsweise eine Kamera, auf, das in der Lage ist, ein spektrales und/oder hyperspektrales Bild der mit dem Dekor versehenen Oberfläche zu erfassen und digital zu speichern. Systeme, die diese digitalen Daten verarbeiten und daraus Ist-Farbmesswerte ermitteln und diese mit Soll-Farbmesswerten vergleichen, sind prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise mit ICMS oder ACMS abgekürzt.
Die elektrische Steuerung der Vorrichtung ist vorzugsweise eingerichtet, jede Arbeitsstation der Vorrichtung zu steuern und deren Betriebsparameter zu verändern. Dies geschieht vorzugsweise vollständig automatisch, ohne dass eine Fehleranalyse oder eine Ermittlung von Korrekturmaßnahmen durch einen Menschen, beispielsweise einen Operateur, durchgeführt werden muss. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn es sich bei der Software um eine sogenannte KI ("künstliche Intelligenz") handelt, also beispielsweise um ein neuronales Netz oder eine ähnliche Software, die mit Trainingsdaten angelernt wurde, um Abweichungen zwischen den Ist-Farbmesswerten und den Soll-Farbmesswerten nicht nur zu detektieren, sondern auch entsprechende Gegenmaßnahmen zu erkennen und einzuleiten. Gegenmaßnahmen sind insbesondere die Veränderung wenigstens eines Betriebsparameters, wobei die elektrische Steuerung vorzugsweise eingerichtet ist, vollautomatisch zu entscheiden, ob und wenn ja welche Gegenmaßnahmen zu ergreifen sind. Die elektrische Steuerung entscheidet zudem, ob eine oder mehrere Gegenmaßnahmen notwendig sind.
Die Trainingsdaten, die zum Anlernen der elektrischen Steuerung verwendet werden, beinhalten vorzugsweise alle Betriebsparameter der Vorrichtung sowie besonders bevorzugt zusätzlich alle Sensordaten aller in der Vorrichtung vorhandenen Sensoren, die für verschiedene Durchläufe des Herstellungsverfahrens erfasst oder eingestellt waren. Zudem gehören zu den Trainingsdaten die jeweiligen Ist-Farbmesswerte, die bei den jeweiligen Durchläufen der Herstellungsverfahren erfasst wurden, sowie die Ähnlichkeitsgrade und Abweichungen zu den Soll-Farbmesswerten. Aus diesen Daten kann die elektrische Steuerung lernen, welche Betriebsparameter und welche Sensordaten zu welchen Ergebnissen geführt haben.
Der elektrischen Steuerung werden die eingestellten Betriebsparameter der Vorrichtung sowie die von den Sensoren der Vorrichtung erfassten Messwerte bereitgestellt, die die elektrische Steuerung verwendet, um Korrekturmaßnahmen zu ermitteln, die ergriffen werden sollen, wenn der bestimmte Ähnlichkeitsgrad das vorbestimmte Kriterium erfüllt.
Vorzugsweise verfügt die Vorrichtung über Sensoren, mit denen die Temperatur der Oberfläche der Holzwerkstoffplatte nach dem Vorbereiten, vor und/oder nach dem Aufbringen einer Grundierung, vor und/oder nach dem Aufbringen des Primers und/oder vor oder nach dem Aufdrucken des Dekors erfasst werden können. Vorzugsweise verfügt die Vorrichtung über Sensoren, mit denen die Luftfeuchtigkeit und die Temperatur des Raums, beispielsweise der Produktionshalle, in dem das Verfahren durchgeführt wird, erfasst werden. In den unterschiedlichen Arbeitsstationen der Vorrichtung sind vorzugsweise Sensoren vorhanden, mit denen das jeweilige Ergebnis der Arbeitsstationen erfasst werden kann. Bei dem Schleifaggregat beinhaltet dies vorzugsweise wenigstens einen Sensor, mit dem die Oberflächenrauheit und/oder eine Oberflächenstruktur der angeschliffenen Oberfläche erfasst wird. Bei der Grundierungseinheit beinhaltet dies vorzugsweise wenigstens einen Sensor, mit dem ein Weißwert einer aufgebrachten Grundierung und/oder eine Temperatur und/oder eine Feuchtigkeit der Grundierung erfasst werden kann. Vorzugsweise ist in der Grundierungseinheit ein Sensor vorhanden, der eingerichtet ist, die Auftragsmenge einer aufgebrachten Harz-Grundierung und/oder einer aufgebrachten Farb-Grundierung zu erfassen. Ein entsprechender Sensor ist bevorzugt in dem Primer-Auftragswerk vorhanden, sodass eine Auftragsmenge eines aufgebrachten Primers erfasst werden kann.
Bevorzugt weist die Vorbereitungseinheit wenigstens ein Schleifaggregat, wenigstens eine Plattenheizung und/oder wenigstens eine Grundiereinheit auf, wobei die Grundiereinheit vorzugsweise wenigstens ein Harzauftragswerk aufweist, wobei der wenigstens eine Betriebsparameter, der durch die elektrische Steuerung veränderbar ist, wenigstens einen Betriebsparameter des Schleifaggregates, der Plattenheizung, der Grundiereinheit und/oder des Harzauftragswerkes beinhaltet.
In einem ersten konkreten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung eine 4-Farben-CRYK Digitaldruckanlage auf, die also vier unterschiedliche Farben (Cyan, Rot, Gelb, Schwarz) drucken kann. Die Druckbreite beträgt 210 cm. Es werden Holz, Stein- und Fantasiedekore auf plattenförmige HDF-Kerne im Format 280 cm x 207 cm gedruckt. Die Vorrichtung weist eine Plattenbeschickung, eine Vorbereitungseinheit mit einem Schleifaggregat, einer Grundiereinheit mit drei Grundierungs-Auftragswerken zum Aufbringen einer weißen Farbe und einem Trockner, ein Primer-Auftragswerk mit einem Trockner in Vorschubrichtung vor der Digitaldruckeinheit, einen Trockner in Vorschubrichtung hinter der Digitaldruckeinheit, Schutzharzwerk zum Aufbringen eines Kunstharzes mit einem zusätzlichen Trockner, eine Plattenkühlvorrichtung und eine Plattenabstapelung auf. Die Digitaldruckanlage ist als indirekte Singlepass-Digitaldruckanlage ausgebildet, wobei für jede der vier Farben CRYK (Cyan, Rot, Gelb, Schwarz) eine eigene Gummiübertragungswalze und Druckköpfe vorhanden sind, die in 2 Reihen angeordnet sind. Bei der Produktion eines weißen Eichendekors für einen Laminatfußboden konnte die Beschichtung der rohen HDF-Holzwerkstoffplatte vollautomatisiert ohne Eingriff des Produktionspersonals durchgeführt werden. Alle Produktionsschritte der Vorrichtung wurden mit Kontrollvorrichtungen überwacht und innerhalb der Toleranzen automatisiert durch die elektrische Steuerung eingestellt. Die Farbe des fertigen Laminatfußbodens zu einem Referenzfarbmuster beträgt nach einem Ähnlichkeitsindex 98,6 %, was deutlich oberhalb der Toleranz von 96,0 % liegt. Die Auswertung der Daten hat ergeben, dass die elektrische Steuerung bei der Produktion im Vergleich zu vorhergehenden Durchläufen Korrekturen bei der Auftragsmenge einer Weißgrundierung vorgenommen hat, unabhängig von den Toleranzen innerhalb der Weißgrundiervorrichtung, da die farblichen Messwerte des Endproduktes ergeben haben, dass das Dekor insgesamt 2-mal etwas zu dunkel produziert wurde (Ähnlichkeitsindex 96,5 %). Durch diese Korrektur konnte ohne manuelles Eingreifen das Endprodukt automatisiert farbverbindlich verbessert zum Referenzmuster an den Kunden ausgeliefert werden.
In einem konkreten zweiten Ausführungsbeispiel wird mit der im ersten Ausführungsbeispiel definierten Vorrichtung ein dunkles Walnussdekor erzeugt. In den ersten acht Produktionen, also Durchläufen des Verfahrens zum Herstellen der Dekorpaneele, wurde 30 g/m² Weißgrundierung, 5 g/m² Primer und 8 g/m² Tinte aufgetragen. Der Ähnlichkeitswert zum Referenzmuster lag bei allen Durchläufen zwischen 96,4 - 98,9 %. Für den neunten Durchlauf ermittelt die elektrische Steuerung Korrekturen für die Produktionsschritte Weißgrundierung, Primerauftrag und das Aufdrucken des Dekors. Damit soll ein weitgehend unverändertes farbliches Endprodukt erreicht werden, bei dem die Menge der aufgebrachten Weißgrundierung, des Primers und der Drucktinte optimiert werden. Die Korrekturen haben zur Folge das 26 statt 30 g/m² Weißgrundierung, 6,5 statt 5 g/m² Primer und 6,5 statt 8 g/m² Tinte benötigt werden. Die farbliche Messung am Endprodukt ergab einen Ähnlichkeitswert von 97,9 % zum Referenzmuster. Bei gleichbleibender Farbverbindlichkeit des Endproduktes konnte automatisiert 4 g/m² Weißgrundierung und 1,5 g/m² Tinte eingespart werden, wobei die Primermenge um 1,5 g/m² gestiegen ist. Da die Tinte etwa 3-mal so teuer ist wie der Primer, konnte durch diese Korrekturen die Produktionskosten um ca. 4 Cent pro m² bei den Verbrauchsmaterialien gesenkt werden. Da insgesamt weniger Flüssigkeit auf die Oberfläche der Holzwerkstoffplatte aufgebracht wurde, konnte auch die Trocknerleistung reduziert werden. Bei einem jährlichen Volumen von 1.000.000 m² beträgt die Ersparnis 40.000 € für dieses Dekor.
In einem konkreten dritten Ausführungsbeispiel wird mit der in den ersten beiden Ausführungsbeispielen definierten Vorrichtung ein Dekor "Eiche Weiß" hergestellt. In den ersten Durchläufen des Verfahrens liegt der Ähnlichkeitsgrad beim Endprodukt immer an der farblichen Toleranzgrenze. Die Hauptursache dafür kann anhand der Messwerte der Sensoren ermittelt werden. Man fand, dass das Dekor etwas zu hell im Vergleich zum Referenzmuster produziert wurde. Das Kriterium für den Ähnlichkeitsgrad galt trotzdem als erreicht, sodass die elektrische Steuerung Korrekturmaßnahmen ermittelt und eingeleitet hat. Es wurde die Auftragsmenge der Weißgrundierung von 32 g/m² auf 31 g/m² reduziert. Der Ähnlichkeitsgrad ist damit auf 98,6 % zum Referenzmuster angestiegen. Die vorgenommene Änderung hat also eine Verbesserung der Druckqualität und gleichzeitig eine Reduzierung der Druckkosten zur Folge.
In einem konkreten vierten Ausführungsbeispiel sollte mit der in den oberen Ausführungsbeispielen definierten Vorrichtung festgestellt werden, ob es einen Einfluss auf die Farbqualität eines Laminatdekors hat, wenn es einerseits durch Produktionsanlagen verarbeitet wurde oder andererseits im Bereich der Beschichtungsanlage nach dem Digitaldruck der Vorrichtung entnommen wird und mit Overlay auf einer Laborpresse verarbeitet wird, wobei die gleiche Struktur wie in der Produktion verarbeitet wird. Das Overlay ist in beiden Fällen identisch ausgebildet und die Betriebsparameter der Presse wurden bereits optimiert. Der Ähnlichkeitsgrad der Muster aus Produktion und Labor entspricht 89,4 %, wobei das Produktionsmuster einen Ähnlichkeitsgrad von 96,4 % zum Referenzmuster aufweist und damit die Anforderungen an eine ausreichende Qualität erfüllt. Der Grund für die Abweichung ist, dass der Glanzgrad des Pressbleches der im Labor verwendeten Presse nicht mehr dem des Pressbleches der Vorrichtung entspricht und auch das Overlay bereits 6 Wochen offen lag und andere Fließeigenschaften hat das Muster aus der Produktion, das direkt verarbeitet wurde. Man erkennt, dass viele unterschiedliche Parameter Einfluss auf die Druckqualität und damit die Farbqualität und die Reproduzierbarkeit des Dekors haben können, die nicht unmittelbar ihren Ursprung in der Digitaldruckeinheit haben.

Claims

Verfahren zum Herstellen von Dekorpaneelen, das die folgenden Schritte aufweist:
a. Vorbereiten einer Oberfläche einer Holzwerkstoffplatte in einer Vorbereitungseinheit, so dass eine vorbereitete Oberfläche entsteht,

b. Aufbringen eines Primers auf die vorbereitete Oberfläche mittels eines Primer-Auftragswerkes, so dass eine geprimerte Oberfläche entsteht,

c. Aufdrucken eines Dekors auf die geprimerte Oberfläche mittels einer Digitaldruckeinheit, so dass eine bedruckte Oberfläche entsteht,

d. Erfassen von Ist-Farbmesswerten des Dekors und Durchführen eines Vergleiches der Ist-Farbmesswerte mit hinterlegten Soll-Farbmesswerten mittels einer elektrischen Steuerung,

e. Ermitteln eines Ähnlichkeitsgrades aus dem Ergebnis des Vergleiches wobei die elektrische Steuerung eingerichtet ist, die Vorbereitungseinheit, das Primer-Auftragswerk und die Digitaldruckeinheit zu steuern und auf der Grundlage des Vergleiches wenigstens einen Betriebsparameter der Vorbereitungseinheit, des Primer-Auftragswerkes und/oder der Digitaldruckeinheit zu verändern, wenn der Ähnlichkeitsgrad ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der bedruckten Oberfläche versehene Holzwerkstoffplatte mit einem Kunstharz in einer Kurztakt-Presse verpresst wird, bevor die Ist-Farbmesswerte erfasst werden, wobei bevorzugt beim Verpressen in der Kurztakt-Presse eine Struktur in die Oberseite gepresst wird, die vorzugsweise zu dem Dekor korrespondiert, wobei eine Temperatur, ein Druck und/oder eine Pressdauer ein Betriebsparameter ist, der durch die elektrische Steuerung veränderbar ist, wenn der Ähnlichkeitsgrad das vorbestimmte Kriterium erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz wenigstens einen Zusatzstoff, beispielsweise Korund oder Glaskugeln, aufweist und die Menge und/oder die Verteilung des Zusatzstoffes ein Betriebsparameter ist, der durch die elektrische Steuerung veränderbar ist, wenn der Ähnlichkeitsgrad das vorbestimmte Kriterium erfüllt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbereitungseinheit wenigstens ein Schleifaggregat zum Schleifen der Oberfläche aufweist, wobei die Betriebsparameter der Vorbereitungseinheit zumindest auch wenigstens einen Betriebsparameter des Schleifaggregates beinhalten.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbereitungseinheit wenigstens eine Grundierungseinheit zum Grundieren der Oberfläche aufweist, wobei die Betriebsparameter der Vorbereitungseinheit zumindest auch wenigstens einen Betriebsparameter der Grundierungseinheit beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundierungseinheit ein Harz-Auftragswerk zum Auftragen eines Kunstharzes auf die Oberfläche aufweist, wobei die Betriebsparameter der Vorbereitungseinheit zumindest auch wenigstens einen Betriebsparameter des Harz-Auftragswerkes beinhalten.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbereitungseinheit wenigstens eine Plattenheizung zum Erwärmen der Holzwerkstoffplatte aufweist, wobei die Betriebsparameter der Vorbereitungseinheit zumindest auch wenigstens einen Betriebsparameter der Plattenheizung beinhalten.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzwerkstoffplatte in einem Trockner getrocknet wird, wobei die Betriebsparameter zumindest auch wenigstens einen Betriebsparameter der Trocknung beinhalten.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor verwendet wird, der einen Plattenparameter, beispielsweise die Oberflächenrauheit der Oberfläche, die Temperatur der Oberfläche, die Feuchtigkeit der Oberfläche und/oder die Viskosität eines aufgebrachten Kunstharzes ermittelt, wobei die Steuerung eingerichtet ist, unter anderem auf der Grundlage der von dem wenigstens einen Sensor ermittelten Messwerte zu entscheiden, welcher Betriebsparameter in welcher Form anzupassen ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor in jeder Fertigungsstation angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Steuerung eingerichtet ist zum maschinellen Lernen, wobei zum Trainieren der elektrischen Steuerung die Betriebsparameter und die Ist-Farbmesswerte vorhergehender Verfahrensdurchläufe verwendet werden.
Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine elektrische Steuerung aufweist, die eingerichtet ist, Ist-Farbmesswerte mit hinterlegten Soll-Farbmesswerten zu vergleichen, aus dem Vergleich einen Ähnlichkeitsgrad zu ermitteln und um auf der Grundlage des Vergleiches wenigstens einen Betriebsparameter der Vorbereitungseinheit, des Primer-Auftragswerkes und/oder der Digitaldruckeinheit zu verändern, wenn der Ähnlichkeitsgrad ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbereitungseinheit wenigstens ein Schleifaggregat, wenigstens eine Plattenheizung und/oder wenigstens eine Grundiereinheit aufweist, die vorzugsweise wenigstens ein Harzauftragswerk aufweist, wobei der wenigstens eine Betriebsparameter, der durch die elektrische Steuerung veränderbar ist, wenigstens einen Betriebsparameter des Schleifaggregates, der Plattenheizung, der Grundiereinheit und/oder des Harzauftragswerkes beinhaltet.