WO2003016034A1 - Verfahren zur bearbeitung und herstellung einer oberfläche mit einem glanzgrad - Google Patents

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WO2003016034A1
WO2003016034A1 PCT/DE2002/002947 DE0202947W WO03016034A1 WO 2003016034 A1 WO2003016034 A1 WO 2003016034A1 DE 0202947 W DE0202947 W DE 0202947W WO 03016034 A1 WO03016034 A1 WO 03016034A1
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coating
pressing tool
press
carbon
materials
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PCT/DE2002/002947
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Rolf Espe
Oliver Espe
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Hueck Engraving Gmbh
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    • B30B5/00—Presses characterised by the use of pressing means other than those mentioned in the preceding groups
    • B30B5/04—Presses characterised by the use of pressing means other than those mentioned in the preceding groups wherein the pressing means is in the form of an endless band

Definitions

  • the invention relates to a method for processing and producing a surface of a material with a reproducible degree of gloss and a pressing tool for using the method.
  • the generic method or the pressing tool required for this purpose is mainly used in the coating of plate-shaped materials, in particular wood-based materials, with, for example, aminoplast resin films.
  • the coating of the plate-shaped wood materials which are also known in practice as chipboard, MDF (Medium Density Fireboards), or HDF boards (High Density Fireboards), are usually carried out in hydraulic heating presses under pressure and temperature and for which Furniture industry needed.
  • Laminate panels are also manufactured in the same way.
  • the surfaces to be processed can be produced in a semi-gloss, glossy or high-gloss version and, if necessary, can be provided with a surface structure.
  • the pressing tools are preferably provided with a hard chrome layer, which can be up to 20 ⁇ m thick.
  • a hard chrome layer which can be up to 20 ⁇ m thick.
  • additives made of corundum or aluminum oxide Al 2 O 3 which are added to the surfaces in order to obtain the required abrasion values for floor panels. Since the required abrasion values are correspondingly high, they can be up to 15,000 Taber revolutions MEMA Standard No. LD 1991 3.01 or up to 6500 Taber revolutions according to the new standard pr EN 13329, the above substances are added to these surfaces in the finest particles.
  • AI 2 O 3 fits together its refractive index of 1.57 is particularly good in the composite of cellulose with 1, 53 and melamine resin with 1, 55 and thus achieves relatively transparent surfaces after the melamine resins have hardened.
  • the overlay film has the function of protecting the underlying decorative melamine resin film from destruction of the decorative layer.
  • the distribution of the Al 2 O 3 particles in the overlay film is very different, which is why there are also particles on the surface.
  • relative movements occur in the press system, causing the surface particles of the aluminum oxide to rub against the chrome layer and cause a change in the gloss level of the press tool surfaces and thus premature wear.
  • the existing admixtures improve the abrasion resistance of the HDF floor panels, but show the above-mentioned negative effect compared to the chrome-plated pressing tools. Due to the large differences in hardness, AI 2 O 3 has a Vickers hardness of 1,800 to 2,000 HV, while the chrome layer only has 900 to 1,000 HV, thus premature wear of the tool surface occurs and the stability is extremely reduced.
  • the invention is therefore based on the object of demonstrating a method and a pressing tool for using the method with which the stability can be increased significantly.
  • the object is achieved by using a pressing tool with a coating on the pressing tool surface, which consists of carbon with diamond-like layers and has a surface hardness above 1,800 HV according to Vickers.
  • the diamond-like layers of carbon as an additional coating significantly improve the surface hardness, so that the press tool used can withstand higher loads and there is no deterioration in the degree of gloss on the finished material.
  • Such pressing tools are therefore very well suited for machining highly abrasion-resistant surfaces which are enriched, for example, with additives such as corundum or aluminum oxide Al 2 O 3 or similar materials. It may be necessary to ensure that the surface hardness of the materials to be machined is below that of the coating of the press tool so that the service life is not impaired. call.
  • the Al 2 O 3 -containing surfaces used hardly cause abrasion on the press tool surfaces used, although during machining there is a relative movement between the material and the press tool, which is responsible for the abrasion of the press tool.
  • the service life of the pressing tools is surprisingly increased considerably and, in addition, even with a large number of pressing processes, there is only an extremely slight change in the degree of gloss in the processed material.
  • the pressing tool is used to process a flowable surface material to form a smooth or structured surface by plasticizing, shaping and solidifying within the pressing process.
  • the pressing tools are preferably used for processing large-format flat surfaces and single- or multi-layer materials, in particular plastic materials, plate-shaped wood materials, laminates with or without overlay papers or overlay foils.
  • the pressing tool is heated in a low temperature range, which is significantly below the recrystallization threshold of the pressing tool materials used and extends to the melting point of the plastics, plastic coatings or overlay films used. In this way, the surfaces to be machined can be reshaped in a low temperature range without affecting the base materials of the pressing tool, which is connected with a final hardening of the surface.
  • Thermosetting films or coatings are preferably used for the processing, which are first plasticized by the heating that takes place, as a result of which the not yet cured thermosets become liquefied and spatial structures that correspond to the desired surface structure of the pressing tool are produced by the pressing process and the subsequent polycondensation. After shaping and subsequent polycondensation of the thermosets used, solidification occurs, which leads to the desired resistant surface of the materials. Surprisingly, it has been shown that the service life of the press plates increases considerably compared to the technology previously used.
  • a press tool for flat surfaces in the form of a press plate, endless belt or a press roller with a hardened coating for surface treatment of a material, in particular of flowable materials is provided, in which the coating consists of carbon with diamond-like layers and is designed to adhere firmly to the press tool surface and has a layer thickness of 0.1 to 10 ⁇ m and a surface hardness above 1,800 HV according to Vickers, so that the pressing tools are provided with a highly abrasion-resistant protective layer and thus premature abrasion during the coating process of, for example, HDF boards with Al 2 O 3 containing overlay films is prevented even with a constantly recurring relative movement between the press tool surface and the surface to be machined.
  • the pressing tools are provided with a highly abrasion-resistant, firmly adhering coating of, for example, carbon with diamond-like layers.
  • a coating which contains carbon with diamond-like layers, can be applied to the surfaces in a plasma-activated deposition process from the gas phase (chemical vapor deposition) at relatively low temperatures below 200 ° C. The separation process takes place in a high vacuum apparatus, whereby after evacuation, gaseous hydrocarbons are introduced into the high vacuum area.
  • it can be chrome-plated beforehand.
  • the deposition be carried out in a high-frequency field in order to deposit thicker layers and, on the other hand, to ensure the reproducibility of the process.
  • the press plate should be etched beforehand for better adhesion of the coating. This is preferably done in the same apparatus in which the coating is deposited.
  • the etching is carried out by sputtering with noble gas, argon, for example, being advantageous.
  • noble gas argon, for example, being advantageous.
  • the introduction of the noble gas is interrupted as soon as the gases responsible for the coating (hydrocarbons) are introduced.
  • an intermediate layer of silicon, silicon dioxide, titanium oxyarbide can be prepared by the known methods, e.g. B. by sputtering.
  • the deposition at relatively low temperatures has also proven to be an advantage since the metal structure or structure, for example in the case of stainless steel in the exemplary embodiment below, is not influenced, since the coating temperature is clearly below the recrystallization threshold for steels. Furthermore, the warping of the press plates, as is customary at higher temperatures, is prevented.
  • An example of the coating with a highly abrasion-resistant surface of the press tool which can be designed as a press plate, endless belt or press roller, is given according to the invention in that a steel plate made of material no. DIN 1.4006 or AISI 410 is initially given a tolerance cut on both sides in order to create the required plane parallelism, then receive a fine sanding and a polish to prepare the sheet for the subsequent structuring.
  • an etching reserve is applied by roller printing, screen printing or direct coating of a photo layer.
  • the press plate prepared in this way is then structured according to the known etching processes (Elysiertechnisch - electrolytic metal removal, conventional etching with acids, etc.). The degree of gloss is then blown using glass beads or other blasting media. Then the press plate is coated with a chrome layer in a chrome plating bath. The chrome layer thickness in the present case was approximately 20 ⁇ m. A coating of carbon with diamond-like layers and a layer thickness of approx. 2.5 ⁇ m was now applied to the press plate surface in a high vacuum. The deposition takes place according to the previously described method, from the gas phase (hydrocarbon) in a plasma-activated deposition process.
  • a corresponding bias voltage of, for example, 100 V AC voltage with a frequency of 25-30 MHz is applied to the press plate.
  • an etching process using cathode sputtering with, for example, argon gas at a pressure of 0.03-0.06 Pa is used for better adhesion.
  • the hydrocarbon gas required for coating, for example ethylene is introduced into the apparatus, at the same time the supply of argon is switched off.
  • the gas pressure of the ethylene gas was 1.0-1.5 Pa.
  • a pressed sheet with a coating of carbon with diamond-like layers was obtained, the surface hardness being approximately 3000 HV. This means that the hardness of the coating or coating is significantly higher than the value of the aluminum oxide that is used in the overlay films, and there were significantly lower abrasion values compared to press plate surfaces that were only chrome-plated.
  • the invention is explained again with reference to the single figure.
  • the figure shows in an enlarged section of a pressing tool 1 with a pressing tool surface 2 made of chrome steel DIN 1.4006 / AISI 410 1 with a coating 3 made of carbon with diamond-like layers and a chrome layer 4 as an intermediate layer, which has a wood pore structure 5.
  • the pressing tools 1 are preferably used in the production of plastic-coated wood-based panels or laminate panels, which are used, for example, in the production of furniture.
  • the pressing tools 1 can have a structure 5 embossed in their surface. Such a structure 5 is impressed into the materials to be machined with the help of the pressing tools 1 in the form of large-sized pressing plates or endless belts.
  • the pressing tools 1 consist either of steel or brass sheet with a surface structuring or of a steel plate coated with copper or brass, the surface structuring being incorporated into the further coating, which is then optionally provided with hard chrome plating and is given a coating 3 according to the invention , Such pressing tools 1 are installed in a pressing device with which the plastic-coated furniture building boards, laminates or the like are produced.
  • presses with two circulating endless belts are also known, between which the material to be pressed is pressed into sheets.
  • the surfaces facing the material to be pressed can have a structure 5 which is embossed into the press laminate.
  • laminates or overlay foils which are provided with abrasion-resistant particles, for example corundum or aluminum oxide Al 2 O 3
  • the inventive design of a pressing tool 1 with a coating 3 made of carbon with diamond-like layers is used, which additionally on the existing structured surface is applied.
  • the particular advantage is that due to the existing hardness there is a significantly higher abrasion resistance compared to the surfaces to be machined, and thus the stability is increased. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung und Herstellung einer Oberfläche eines Werkstoffes mit einem reproduzierbaren Glanzgrad sowie ein Presswerkzeug (1) zur Anwendung des Verfahrens. Um die Standfestigkeit der Presswerkzeuge (1) zu erhöhen, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, ein Presswerkzeug (1) mit einer Beschichtung (3) zu versehen, die aus Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten besteht und auf der Presswerkzeugoberfläche (2) festhaftend ausgebildet ist und eine Schichtdicke von 0,1-10 νm und eine Oberflächenhärte über 1800 HV nach Vickers aufweist. Hierdurch wird der Abrieb der Presswerkzeugoberfläche (2) bei der Bearbeitung von hoch abriebfesten Werkstoffen erheblich reduziert.

Description

Verfahren zur Bearbeitung und Herstellung einer Oberfläche mit einem Glanzgrad
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung und Herstellung einer Oberfläche eines Werkstoffes mit einem reproduzierbaren Glanzgrad sowie ein Presswerkzeug zur Anwendung des Verfahrens.
Das gattungsgemäße Verfahren beziehungsweise das hierzu notwendige Presswerkzeug wird hauptsächlich bei der Beschichtung von plattenförmigen Werkstoffen, insbesondere Holzwerkstoffen, mit zum Beispiel Aminoplastharzfil- men, eingesetzt. Die Beschichtung der plattenförmigen Holzwerkstoffe, die in der Praxis auch als Span-, MDF- (Medium Density Fireboards), oder HDF-Platten (High Density Fireboards) bekannt sind, werden in der Regel in hydraulischen Heizpressen unter Druck und Temperatur vorgenommen und für die Möbelindustrie benötigt. Ebenso werden Laminatplatten auf die gleiche Weise gefertigt. Die zu bearbeitenden Oberflächen können seidenmatt, glänzend oder hochglänzend hergestellt werden und hierbei ggf. mit einer Oberflächenstruktur versehen werden. Um die relativ teueren Presswerkzeuge vor Beschädigungen der Oberfläche oder vorzeitigem Verschleiß zu schützen, werden die Presswerkzeuge vorzugsweise mit einer Hartchromschicht versehen, die bis zu 20 μm stark sein kann. Bei der Beschichtung von HDF-Platten mit abriebfesten Oberflächen, die im Fußbodenbereich verwendet werden, haben die bisher auf dem Markt befindlichen Presswerk- zeuge eine relativ kurze Lebensdauer. Bereits nach 15.000 bis maximal 25.000 Presszyklen zeigen die Presswerkzeuge, trotz vorhandener Hartverchromung, eine deutliche Veränderung des Glanzgrades, sodass die Oberflächen der Pressbleche neu bearbeitet und verchromt werden müssen. Der starke Abrieb der Presswerkzeuge ist auf Substanzen zurückzuführen, die in den zu bearbeitenden Oberflä- chen eingebettet sind. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Zusätze aus Korund beziehungsweise Aluminiumoxid AI2O3, die den Oberflächen beigesetzt werden, um die geforderten Abriebwerte für Fußbodenplatten zu erhalten. Da die geforderten Abriebwerte entsprechend hoch sind, sie können bis zu 15.000 Taber- Umdrehungen MEMA Standard Nr. LD 1991 3.01 oder bis zu 6500 Taber- Umdrehungen gemäß neuer Norm pr EN 13329 liegen, werden diesen Oberflächen die o. g. Stoffe in feinsten Partikeln beigesetzt. AI2O3 fügt sich auf Grund seines Brechungsindex von 1,57 besonders gut in den Verbund Zellulose mit 1 ,53 und Melaminharz mit 1 ,55 ein und erzielt dadurch nach der Aushärtung der Melaminharze relativ transparente Oberflächen. Hochtransparente Oberflächen werden bevorzugt angestrebt, da der Overlayfilm die Funktion hat den darunter liegenden dekorgebenden Melaminharzfilm vor Zerstörung der Dekorschicht zu schützen. Die Verteilung der AI2O3-Partikeln in dem Overlayfilm ist sehr unterschiedlich, daher finden sich auch Teilchen an der Oberfläche. Bei der Beschichtung der HDF-Platten entstehen in der Pressenanlage Relativbewegungen, wodurch die Oberflächenteilchen des Aluminiumoxids auf der Chromschicht reiben und eine Glanzgradänderung der Presswerkzeugoberflächen und damit einen vorzeitigen Verschleiß bewirken. Durch die vorhandenen Beimischungen wird die Abriebfestigkeit der HDF-Fußbodenplatten verbessert, zeigen aber gegenüber den verchromten Presswerkzeugen den o. g. negativen Effekt. Aufgrund der großen Härteunterschiede, AI2O3 besitzt eine Härte nach Vickers von 1.800 bis 2.000 HV, während die Chromschicht nur 900 bis 1.000 HV aufweist, entsteht somit ein vorzeitiger Verschleiß der Werkzeugoberfläche und die Standfestigkeit wird extrem herabgesetzt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Presswerk- zeug zur Anwendung des Verfahrens aufzuzeigen, mit dem die Standfestigkeit wesentlich erhöht werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Verwendung eines Presswerkzeuges mit einer Beschichtung auf der Presswerkzeugoberflache gelöst, die aus Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten besteht und eine Oberflächenhärte über 1.800 HV nach Vickers aufweist. Durch die diamantähnlichen Schichten aus Kohlenstoff als zusätzliche Beschichtung wird die Oberflächenhärte wesentlich verbessert, sodass das eingesetzte Presswerkzeug einer höheren Beanspruchung Stand hält und keine Verschlechterung des Glanzgrades an dem fertiggestellten Werkstoff zu beobachten ist. Derartige Presswerkzeuge sind daher sehr gut für die Bearbeitung hoch abriebfester Oberflächen, die beispielsweise mit Zusatzstoffen wie Korund beziehungsweise Aluminiumoxid AI2O3 oder ähnlichen Materialien angereichert sind, geeignet. Hierbei ist gegebenenfalls darauf zu achten, dass die Oberflächenhärte der zu bearbeitenden Werkstoffe unterhalb der der Beschichtung des Presswerkzeuges liegt, um keine Beeinträchtigung der Standzeiten hervorzu- rufen. Bei einer derartigen Beschichtung hat sich gezeigt, dass die verwendeten AI2O3 haltigen Oberflächen kaum einen Abrieb auf den eingesetzten Presswerkzeugoberflächen hervorrufen, obwohl bei der Bearbeitung eine Relativbewegung zwischen Werkstoff und Presswerkzeug entsteht, die für den Abrieb beim Presswerkzeug verantwortlich ist. Durch die Verwendung der diamantähnlichen Schichten aus Kohlenstoff wird überraschender Weise die Einsatzdauer der Presswerkzeuge somit erheblich gesteigert und zudem tritt auch bei einer großen Zahl von Pressvorgängen eine nur äußerst geringe Veränderung des Glanzgrades bei dem bearbeiteten Werkstoff ein. Mit dem Presswerkzeug erfolgt hierbei die Bearbeitung eines fließfähigen Oberflächenmaterials zur Ausbildung einer glatten oder strukturierten Oberfläche durch Plastifizierung, Formgestaltung und Verfestigung innerhalb des Pressvorgangs. Vorzugsweise werden die Presswerkzeuge für die Bearbeitung großformatiger Planflächen und von ein- oder mehrschichtigen Werkstoffen insbesondere Kunststoffmaterialien, plattenförmigen Holzwerkstoffen, Laminaten mit oder ohne Overlaypapiere oder Overlayfolien, eingesetzt. Zur Plastifizierung der zu bearbeitenden Materialien erfolgt eine Aufheizung des Presswerkzeuges in einem niedrigen Temperaturbereich, der deutlich unterhalb der Rekristallisationsschwelle der verwendeten Presswerkzeugmaterialien liegt und bis zum Schmelzpunkt der verwendeten Kunststoffe, Kunststoffbeschichtungen oder Overlayfilme reicht. Somit kann ohne Beeinträchtigung der Grundmaterialien des Presswerkzeuges in einem niedrigen Temperaturbereich eine Umformung der zu bearbeitenden Oberflächen erfolgen, die mit einer abschließenden Aushärtung der Oberfläche verbunden ist.
Vorzugsweise werden hierbei zur Bearbeitung Duroplastfolien oder Beschichtungen eingesetzt, die durch die erfolgte Erwärmung zunächst plastifiziert werden, wodurch eine Verflüssigung der noch nicht ausgehärteten Duroplaste eintritt und durch den Pressvorgang und die anschließende Polykondensation räumliche Strukturen erzeugt werden, die der gewünschten Oberflächenstruktur des Presswerkzeuges entsprechen. Nach erfolgter Formgestaltung und anschließender Polykondensation der verwendeten Duroplaste tritt eine Verfestigung ein, die zu der gewünschten widerstandsfähigen Oberfläche der Werkstoffe führt. Überraschender Weise hat sich hierbei gezeigt, dass sich die Standzeit der Pressbleche gegenüber der bisher angewendeten Technologie erheblich vergrößert. Zur Anwendung des Verfahrens ist ein Presswerkzeug für Planflächen in Form eines Pressbleches, Endlosbandes oder einer Presswalze mit einer gehärteten Beschichtung zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstoffes, insbesondere aus fließfähigen Materialien, vorgesehen, bei dem die Beschichtung aus Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten besteht und auf der Presswerkzeugoberflache festhaftend ausgebildet ist und eine Schichtdicke von 0,1 bis 10 μm und eine Oberflächenhärte über 1.800 HV nach Vickers aufweist, sodass die Presswerkzeuge mit einer hoch abriebfesten Schutzschicht versehen sind und dadurch ein vorzeitiger Abrieb bei dem Beschichtungsvorgang von zum Beispiel HDF-Platten mit AI2O3 haltigen Overlayfilmen selbst bei einer ständig wiederkehrenden Relativbewegung zwischen Presswerkzeugoberflache und der zur bearbeitenden Oberfläche verhindert wird. Die Presswerkzeuge werden hierbei nach der bekannten Oberflächenvorbehandlung, wie Toleranzschleifen, Polieren, Strukturieren und Mattieren, mit einem hoch abriebfesten, festhaftenden Überzug von zum Beispiel Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten versehen. Bei einem derartigen Überzug hat sich überraschender Weise gezeigt, dass die verwendeten AI2O3 haltigen Overlayfilme kaum einen Abrieb auf den eingesetzten Pressblechoberflächen erzeugen und daher die Einsatzdauer beziehungsweise Standzeit der Pressbleche oder Presswerkzeuge erheblich vergrößert wird. Dieser Überzug, der Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten enthält, kann in einem plasmaaktivierten Abscheidungsprozess aus der Gasphase (chemical vapour deposition) bei relativ niedrigen Temperaturen unter 200°C auf die Oberflächen aufgebracht werden. Der Abscheidungsprozess findet in einer Hochvakuumapparatur statt, wobei nach dem Evakuieren bis in den Hochvakuumbereich gasförmige Kohlen- Wasserstoffe eingeleitet werden. Zur Verbesserung der Haftung der diamantähnlichen Schichten aus Kohlenstoff auf der Werkzeugoberfläche kann diese zuvor verchromt werden.
Für die Bildung der Schicht ist es erforderlich dem Presswerkzeug z. B. Pressblech eine elektrische Vorspannung (Gleich- oder Wechselspannung) bis zu einigen kV, vorzugsweise 100 bis 800 Volt, anzulegen. Das Pressblech wird dabei auf einer Elektrode in der Vakuumapparatur angeordnet. Weiterhin ist es für die Bildung der Schichten erforderlich, dass die verwendeten Kohlenwasserstoffgase nach der Aufspaltung im Plasma einmal Kohlenstoff und zum anderen energiereiche Ionen bilden.
Es wird empfohlen, die Abscheidung in einem Hochfrequenzfeld vorzunehmen, um einmal dickere Schichten abzuscheiden und zum anderen die Reproduzierbarkeit des Prozess zu gewährleisten.
Weiterhin sollte zur besseren Haftung der Beschichtung das Pressblech vorher angeätzt werden. Dieses erfolgt vorzugsweise in derselben Apparatur, in der auch der Überzug abgeschieden wird.
Die Anätzung geschieht durch Kathodenzerstäubung mittels Edelgas, wobei zum Beispiel Argon vorteilhaft ist. Die Einleitung des Edelgases wird unterbrochen, sobald die Gase die für den Überzug verantwortlich sind (Kohlenwasserstoffe) eingeleitet werden.
Zur weiteren Verbesserung der Haftfestigkeit des Überzugs an der Pressblechoberfläche, kann eine Zwischenschicht aus Silicium, Siliciumdioxid, Titanoxicarbid nach den bekannten Verfahren, z. B. durch Kathodenzerstäubung, aufgebracht werden.
Es hat sich ebenfalls als Vorteil herausgestellt, dass die Haftfähigkeit des Überzugs durch die vorherige Verchromung der Pressblechoberfläche gesteigert wird. Edelstahlbleche mit einem hohen Chromanteil lassen sich ebenfalls ohne vorherige Zusatzverchromung mit diamantähnlichen Schichten aus Kohlenstoff überziehen. Wichtig ist dabei, dass die eingesetzten Metalle gute Carbidbildner sind. Edelstahle mit hohen Nickelanteilen lassen sich entsprechend schlechter beschichten, hier empfiehlt es sich vorher die empfohlenen Zwischenschichten aufzubringen.
Die Abscheidung bei relativ niedrigen Temperaturen hat sich ebenfalls als Vorteil herausgestellt, da die Metallstruktur oder das Metallgefüge, beispielsweise bei Edelstahl im nachstehenden Ausführungsbeispiel, nicht beeinflusst wird, da die Beschichtungstemperatur deutlich unter der Rekristallisationsschwelle für Stähle liegt. Weiterhin wird das Verwerfen der Pressbleche, wie es bei höheren Temperaturen üblich ist, verhindert. Ein Beispiel für die Beschichtung mit einer hochabriebfesten Oberfläche des Presswerkzeuges, das als Pressblech, Endlosband oder Presswalze ausgebildet sein kann, ist nach der Erfindung dadurch gegeben, dass ein Stahlblech der Werkstoff Nr. DIN 1.4006 oder AISI 410 zunächst beidseitig einen Toleranzschliff erhält, um die geforderte Planparallelität herzustellen, danach einen Feinschliff und eine Politur erhält, um das Blech für die anschließende Strukturierung vorzubereiten. Danach wird eine Ätzreserve durch Walzendruck, Siebdruck oder Direktbe- schichtung einer Fotoschicht aufgetragen. Das so vorbereitete Pressblech wird dann nach den bekannten Ätzverfahren (Elysierverfahren- elektrolytischer Metallabtrag, konventionelles Ätzen mit Säuren usw.) strukturiert. Der Glanzgrad wird anschließend mittels Glasperlen oder anderen Strahlmedien im Blasverfahren hergestellt. Danach wird das Pressblech mit einer Chromschicht in einem Verchromungsbad überzogen. Die Chromschichtdicke betrug im vorliegenden Fall ca. 20 μm. Auf der Pressblechoberfläche wurde nun eine Beschichtung aus Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten und einer Schichtdicke von ca. 2,5 μm im Hochvakuum aufgebracht. Die Abscheidung erfolgt nach dem zuvor beschriebenen Verfahren, aus der Gasphase (Kohlenwasserstoff) in einem plasmaaktivierten Abscheidungsprozess. Dem Pressblech wird eine entsprechende Vorspannung von zum Beispiel 100 V Wechselspannung mit einer Frequenz von 25 - 30 MHz angelegt. Nachdem ein Hochvakuum erzeugt wurde, wird zur besseren Haftvermittlung ein Ätzprozess mittels Kathodenzerstäubung mit zum Beispiel Argongas bei einem Druck von 0,03 - 0,06 Pa vorgeschaltet. Danach wird das zur Beschichtung benötige Kohlenwasserstoffgas zum Beispiel Äthylen in die Apparatur eingeleitet, gleichzeitig wird die Zuführung von Argon abgeschaltet. Der Gasdruck des Äthylengases betrug 1 ,0 - 1 ,5 Pa.
Es wurde ein Pressblech mit einer Beschichtung aus Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten erzielt, wobei die Oberflächenhärte ca. 3000 HV aufwies. Damit liegt der Überzug beziehungsweise die Beschichtung in seiner Härte deutlich über den Wert des Aluminiumoxids, welches in den Overlayfilmen eingesetzt wird und es ergaben sich deutlich geringere Abriebwerte im Vergleich zu Pressblechoberflächen die nur verchromt waren.
Die Erfindung wird anhand der einzigen Figur nochmals erläutert. Die Figur zeigt in einer Ausschnittsvergrößerung ein Presswerkzeug 1 mit einer Presswerkzeugoberflache 2 aus Chromstahl DIN 1.4006/ AISI 410 1 mit einer Beschichtung 3 aus Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten und einer Chromschicht 4 als Zwischenschicht, die eine Holzporenstruktur 5 aufweist.
Die Presswerkzeuge 1 werden bevorzugt bei der Herstellung von kunststoffbeschichteten Holzwerkstoff- oder Laminatplatten, die beispielsweise bei der Herstellung von Möbeln verwendet werden, eingesetzt. Zur Oberflächengestaltung können die Presswerkzeuge 1 eine in ihrer Oberfläche eingeprägte Struktur 5 aufweisen. Das Einprägen einer solchen Struktur 5 in die zu bearbeitenden Werkstoffe geschieht mit Hilfe der Presswerkzeuge 1 in Form von großformatigen Pressblechen oder Endlosbändern. Die Presswerkzeuge 1 bestehen entweder aus Stahl- oder Messingblech mit einer Oberflächenstrukturierung oder aus einer mit Kupfer oder Messing beschichteten Stahlplatte, wobei die Oberflächenstrukturie- rung in die weitere Beschichtung eingearbeitet ist, die anschließend ggf. mit einer Hartverchromung versehen wird und eine erfindungsgemäße Beschichtung 3 erhält. Solche Presswerkzeuge 1 werden in einer Pressvorrichtung eingebaut, mit der die kunststoffbeschichteten Möbelbauplatten, Laminate oder dergleichen gefertigt werden. Zur kontinuierlichen Fertigung sind hierbei auch Pressen mit zwei umlaufenden Endlosbändern bekannt, zwischen denen das Pressgut zu Platten gepresst wird. Bei beiden Ausführungen können die dem Pressgut zugewandten Flächen eine Struktur 5 aufweisen, die in das Presslaminat eingeprägt wird. Soweit Laminate oder Overlayfolien eingesetzt werden, die mit abriebfesten Partikeln, beispielsweise Korund beziehungsweise Aluminiumoxid AI2O3, versehen sind, kommt die erfindungsgemäße Ausführung eines Presswerkzeugs 1 mit einer Beschichtung 3 aus Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten zum Einsatz, die zusätzlich auf die vorhandene strukturierte Oberfläche aufgebracht wird. Der besondere Vorteil liegt darin, dass aufgrund der vorhandenen Härte eine wesentlich höhere Abriebfestigkeit gegenüber den zu bearbeitenden Oberflächen vorhanden ist und somit die Standfestigkeit vergrößert wird. Bezugszeichenliste
1 Presswerkzeug
2 Presswerkzeugoberflache 3 Beschichtung
4 Chromschicht
5 Holzporenstruktur

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bearbeitung und Herstellung einer Oberfläche eines Werkstoffes mit einem reproduzierbaren Glanzgrad,
gekennzeichnet durch die Verwendung eines Presswerkzeuges (1) mit einer Beschichtung (3) auf der Presswerkzeugoberflache (2), welche aus Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten besteht und eine Oberflächenhärte über 1800 HV nach Vickers aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch die Bearbeitung von Werkstoffen mit einer hoch abriebfesten Oberfläche durch Zusatz von Korund beziehungsweise Aluminiumoxid AI2O3 oder ähnlichen Materialien, deren Oberflächenhärte unterhalb der der Beschichtung (3) liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch die Bearbeitung eines fließfähigen Oberflächenmaterials zur Ausbildung einer glatten oder strukturierten Oberfläche durch Plastifizierung, Formgestaltung und Verfestigung.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3,
gekennzeichnet durch die Bearbeitung von ein oder mehrschichtigen Werkstoffen, insbesondere Kunststoffmaterialien, plattenförmigen Holzwerkstoffen, Laminaten mit oder ohne Overlaypapiere.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch die Aufheizung des Presswerkzeuges (1) in einem niedrigen Temperaturbereich deutlich unterhalb der Rekristallisationsschwelle der verwendeten Presswerkzeugmaterialien bis zum Schmelzpunkt der verwendeten Kunststoffe, Kunststoffbeschichtungen oder Overlaypapiere.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch die Bearbeitung großformatiger Planflächen der Werkstoffe.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
gekennzeichnet durch die Bearbeitung von Duroplasten als Werkstoff oder
Werkstoffbeschichtung.
8. Presswerkzeug (1) zur Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, für Planflächen in Form eines Pressbleches, Endlosbandes oder einer Presswalze mit einer gehärteten Beschichtung (3) zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstoffes, insbesondere aus fließfähigen Materialien,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtung (3) aus Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten besteht und auf der Presswerkzeugoberflache (2) festhaftend ausgebildet ist und eine Schichtdicke von 0,1 bis 10 μm und eine Oberflächen härte über 1800 HV nach Vickers aufweist.
9. Presswerkzeug nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtung (3) aus amorphem Kohlenstoff besteht.
10. Presswerkzeug nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zur Bearbeitung vorgesehene Presswerkzeugoberflache (2) glatt oder strukturiert ausgebildet ist.
11. Presswerkzeug nach Anspruch 8, 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Grundmaterial aus Stahl, insbesondere Edelstahl besteht oder ein
Messingwerkstoff ist.
12. Presswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Presswerkzeugoberflache (2) vor dem Auftrag der Beschichtung (3) aus Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten mit einem Edelgas mit- tels Kathodenzerstäubung angeätzt ist.
13. Presswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Beschichtung (3) aus Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten eine Zwischenschicht aus Chrom auf der Presswerkzeugoberflä- ehe (2) vorhanden ist.
14. Presswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Beschichtung (3) aus Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten eine Zwischenschicht aus Silizium, Siliziumdioxid, Titanoxicarbit durch Kathodenzerstäubung aufgebracht wird oder dass die Zwischen- schicht aus Titannitrit besteht und im Hochvakuum mittels eines Plasmalichtbogens abgeschieden wird.
15. Presswerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtung (3) aus Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten in einem plasmaaktivierten Abscheidungsprozess aus der Gasphase (che- mical vapour deposition) bei niedrigen Temperaturen unter 200°Celsius im
Hochvakuum auf der Presswerkzeugoberflache (2) erfolgt.
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