WO2008125261A1 - Verfahren zum herstellen eines bauteils mit einer bedruckten echtholzoberfläche sowie nach dem verfahren hergestelltes bauteil - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines bauteils mit einer bedruckten echtholzoberfläche sowie nach dem verfahren hergestelltes bauteil Download PDF

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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B44C5/00—Processes for producing special ornamental bodies
    • B44C5/04—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a component with a real wood surface, which is printed by means of an inkjet printing process such that its appearance corresponds to that of an original with a predetermined desired wood species corresponding grain and Porung and a predetermined color.
  • the invention further relates to a component produced by a method according to the invention.
  • a method for producing a sheet-like component with a predetermined surface appearance in which a sheet-like component is printed with a surface made of wood by means of a programmable with respect to the resulting appearance printing process to form a predetermined pattern whose appearance corresponds to a predetermined type of wood with a predetermined coloring.
  • DE 600 09 141 T2 describes a method for producing a decoration on surface elements, in which a segmentation pattern is formed whose segmentation has at least two decor segments on each surface element. Furthermore, for each segment, a segment decoration is selected from a group consisting of a digitized and simulated representation of different types of wood, minerals, stone, etc. Each selection is made at a terminal where a selection is made from a database visualized at the terminal. From DE 10 2004 051 828 Al a method for producing a decorative wood material is known, wherein an image of a surface of a wood material is stored, the surface of the wood material is bleached and the stored image after electronic processing, for example, the suppression of stains of the surface , is printed congruently on the bleached surface.
  • the invention has for its object to provide a method for producing a component with a real wood surface, in particular a real wood surface of a low-cost timber, which is printed by means of a Inj ekt printing process such that their appearance the appearance of a surface of a predetermined timber request , in particular a precious wood, possibly in a predetermined color corresponding to a customer request, as much as possible.
  • the claim 15 is directed to a manufactured by the process according to the invention component.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a system for producing inventive components for explaining various steps for carrying out the method according to the invention
  • Fig. 2 shows cross sections through an inventive component for explaining individual processing steps
  • Fig. 3 is a schematic representation for explaining the generation of a data set for printing a large area from a basic data set.
  • a system for producing a printed component is sketched using the method according to the invention:
  • A is a customer request template whose appearance corresponds to what a customer wants to have.
  • the appearance of the surface of a customer's request original A is substantially indicated by a grain type predetermined by the grain pattern of the wood, the pore indicating the pore size, pore density, etc., and the coloring of the surface the coloring of the brightest, the middle and the darkest areas after color and contrast, describe.
  • B denotes a supply of desired wood pattern data sets, which essentially contain grain images of different types of wood, especially types of precious wood.
  • C denotes a timber warehouse in which inexpensive wood species, for example in the form of cut or peeled veneer with a thickness between 0.25 mm to 8 mm store or in the form of to be printed components with surfaces from the timber available.
  • D denotes a station for pretreating the later to be printed timber surfaces.
  • E denotes a station for scanning the grain of the customer original A.
  • F denotes a station for detecting the coloring of the customers.
  • H denotes a computer system in which input data can be processed in accordance with well-known data processing programs in terms of coloring, contrasting, formats, etc.
  • K denotes a controlled by the computer system control device for an inkjet printing device.
  • N denotes a detection station for detecting the appearance of the surface of a sample pattern M. printed in the inkjet station L.
  • P denotes a station for assembling the components.
  • the invention can be used for substantially all components with real wood surfaces, such as lightweight panels, furniture, floors, facade or support plates, these components may consist of solid wood or contain the real wood surface in the form of applied to a base made of a variety of material veneer.
  • customer request template A would correspond in appearance to a natural or in a predetermined manner colored precious wood (wish wood).
  • a low-cost timber species is determined from a file under the following criteria:
  • the piling of the timber must be as similar as possible to the piling of the desired wood.
  • the timber should be as homogeneous as possible color and have only a small texture.
  • the natural color of the timber should not be darker than that of the desired wood. Because of their low-contrast coloring, sapwoods are preferred as useful woods.
  • a cost-effective timber is selected from the timber storage C, which can be equal to the desired wood at cost timber desired.
  • deciduous broadleaf foliage trees that grow in North America, Europe or Asia include ash (constant, low contrast, bright coloration with pronounced porosity, good hardness, fast growing), birch (very light color, low in contrast, fast growing, through Gloss stripes are particularly suitable for playing effects), linden and maple.
  • ash Constant, low contrast, bright coloration with pronounced porosity, good hardness, fast growing
  • birch very light color, low in contrast, fast growing, through Gloss stripes are particularly suitable for playing effects
  • linden and maple Broad-leaved hardwoods that grow in Africa, South America, Asia and Australia include limba, koto and eucalyptus. Due to a continuous growth and low-contrast coloring, these hardwoods are well suited as useful woods.
  • Softwoods with a light base tint are pine, spruce, fir and Douglas fir.
  • the later surfaces to be printed on the timber need not necessarily be flat, but may be curved, as it is required for automotive applications.
  • the timber can be applied over corners, curves and surfaces passing on edges.
  • the wish wood should be darker at its brightest point than the base wood.
  • the lumber can be imprinted with rosewood or zebrano as desired wood, or the Gabon timber can be printed with mahogany.
  • a darker pattern of the same type of wood on a light-colored timber for example, to print the beechwood beech on the beech wood or to print on oak as a desired wood bog oak. It is also possible to print on a timber another, dyed wood decor as desired wood, for example, to print on the birch timber a blue-colored stone pine or print on the timber ash a whitewashed pine as wish wood.
  • the timber should be a low-cost wood whose consumption is harmless from a sustainability point of view.
  • As timber it is also possible to use a wood-based veneer that is produced by gluing or bonding residual wood. is made, which are pressed in the same fiber direction to a block and then cut into cut or peeled veneers.
  • Such a wood material has a constant color with depending on the used woods specific Porung.
  • the selection of the timber can be done automatically by the relevant data of the customer request template, such as grain and / or pores are scanned, from the desired wood species is determined, from the desired wood species from a file to the desired wood species among the above-described aspects of the most suitable timber species is determined or directly on the basis of the Porung the customer request template a type of timber with a suitable pore is determined.
  • relevant data of the customer request template such as grain and / or pores are scanned
  • a corresponding component to be further processed is made available from the timber storage C and subjected to a pretreatment station D in which it is prepared for inkjet printing.
  • This pretreatment concerns the physical and chemical preparation of the timber surface for later use.
  • the following properties can be achieved by introducing liquids into the later-to-be-printed surface of the timber:
  • the pretreatment is as follows:
  • the timber is first dried so that it absorbs the functional fluid that gives it the desired properties.
  • the surface may be sandblasted or brushed in the fiber direction to aid the three-dimensionality of the wood structure.
  • the base wood can be completely saturated or treated only superficially with the functional fluid.
  • the functional fluid may be based on synthetic resin, water or other solvent (nitro) and its components giving the desired function to the lumber in dissolved or finely divided particles, e.g. also in the form of nanoparticles.
  • the wood surface After drying the functional fluid, the wood surface is finely ground in several stages, where it can be moistened before the final fine sanding, so that by the moisture pre-swelling fibers are sanded with. As a result, no fibers protrude during later inkjet printing and the surface finish is maintained. Already between the grinding steps, but mandatory after the last one
  • the surface is carefully cleaned of abrasive residues, so that the three-dimensionality of the surface is exposed and the surface has no impurities.
  • a component provided with the pretreated timber surface or at least a sample of the timber surface of the inkjet station L is supplied.
  • desired wood pattern data records B which are stored in a corresponding database B will be explained.
  • Typical request wood patterns are mahogany, teak, rosewood, makassar, gapelli, iroko kambala, framiere, sapele, amaranth, abachi, makore, wenge, bongossi, afzelia, construction kai, walnut, stone pine, bog oak, eucalyptus, olive, rose oak, etc.
  • the desired wood patterns are obtained by scanning a sample surface of the desired wood surfaces, wherein the respective desired wood surface may be present as a veneer.
  • the surface is sanded in several stages before being scanned, whereby moistening can be carried out before a final fine sanding, which can then be wet-sanded wet. Again, the sanded surface is carefully freed from abrasive residue so that the pore or three-dimensionality of the surface of the desired wood is exposed. Subsequently, the desired wood surface is scanned in, whereby the scanned data contain above all the grain of the surface in the form of the grain lines and their contrast. During scanning, preferably half and midtones of the surface are detected. For example, it is possible to work with a known SCAN program "SilverFast".
  • the respective desired wood pattern data record can be automatically selected from the data record stock B by comparing the pattern of the original A scanned in a step E by selecting a sample data record from stock B closest to the pattern of the original A.
  • Requested wooden pattern data set is processed with color data, which is obtained by acquiring reference tone values of the surface of the customer desired by means of color densitometry measurement.
  • the reference tone values may be, for example, cyan, magenta, yellow and black, their proportions measured and with which the selected desire wood pattern data set for generating a control data record for the control device K of the inkjet printing device L in accordance with generally known programs, as used in the graphic arts industry. be mixed together. For example, you can work with a known under the name "Photoshop ® " image editing program. Alternatively, it is also possible to directly use a data record for controlling the inkjet printing device which is obtained by completely scanning the customer request template.
  • a sample pattern M is printed in the inkjet process.
  • the color liquid quantities are adjusted so that the three-dimensionality of the surface of the sample pattern is maintained.
  • Fig. 2 shows schematically a cross section through a component in various of the above-described processing steps.
  • a component designated as a whole by 10 contains a main body 12, on which a veneer 14 made of timber is applied.
  • Fig. 2a shows the base body 12 in the raw state.
  • the veneer 14 or the timber is cut parallel to the grain or grain, wherein in the timber channels are both parallel to the grain as well as perpendicular to the grain.
  • the perpendicular to the grain channels extending in the radial direction, for example, a trunk and are used to supply in the radial direction, for example, in branches.
  • FIG. 2a shows an exposed pore 16 and a pore 18 present in the interior of the veneer 14 or a channel present in the interior, both pores being perpendicular to the actual grain. Naturally, pores or channels running parallel to the grain are not visible in the illustrated cutting direction.
  • Denoted at 20 are superficially exposed fibers of the timber, giving a rough surface.
  • FIG. 2b shows the veneer 14 impregnated with a functional fluid, wherein the functional fluid 22 is symbolized by small circles.
  • the functional fluid is adjusted such that the pores 16 and 18, which have a smaller capillarity than the finest-capillary fibers of the wood itself, remain open or free from functional fluid.
  • the surface of the veneer 14 is finely ground and completely freed from grinding residues, wherein the grinding depth is shown in dashed lines in Fig. 2b.
  • the surface finished and cleaned component 10 has a flat surface 24, with the exception of the now exposed pore 18, the veneer 14 being filled with the dried residues of the functional fluid so that there are no or only minimal amounts of further in its surface Liquid can penetrate.
  • the moistening step between fine grinding steps described above is not mandatory in the preparation of a timber surface for printing as well as in the preparation of an original surface for scanning when working with modern grinding machines.
  • the surface in the state according to FIG. 2c is now printed by the inkjet process, whereby, as shown in FIG. 2d, different print layer thicknesses result, namely a thin print layer thickness 26 with weak coloration, a mean print layer thickness 28 with medium coloration and a thick print layer thickness 30 with strong coloration or a thin print layer thickness 26, if only one of the base dyeing of the inkjet process is necessary, an average print layer thickness 28 with two base colors applied to the same surface elements and a thick print layer thickness 30 with three base colors. If four basic colors are used, the result is an even thicker print layer.
  • the surface is printed in such a way that the maximum print layer thickness is smaller than the greatest depth of the exposed pores, which is denoted -T in FIG. 2d. In this way, the three-dimensionality of the surface of the component 10 during inkjet printing is maintained.
  • FIG. 2e shows the printed component 10 according to FIG. 2d with an additional covering layer 32, which can likewise be applied by the inkjet method or by another method and forms, for example, a hard protective layer which additionally protects against the effects of ultraviolet light or chemical influences.
  • the cover Layer 32 may be relatively thin, as in FIG. 2e, so that it does not change the three-dimensionality of the surface. It can also be so thick that it covers the three-dimensionality and is what is desired for reflective surfaces. Such surfaces also give a three-dimensional impression when considered accordingly.
  • the sample pattern M is detected superficially in the detection station N, for example, as in the color detection station F, the color values of the customer request template A are detected, and are compared in the IT system H with the color values of the customer request template A.
  • the data record for controlling the inkjet printing device L can be modified accordingly, so that a new sample can be printed. Once the correspondence between the appearance of the surface of a printed sample sample and the appearance of the customer request template A is satisfactory, the control data set for controlling the inkjet printer L is set.
  • the Wunschholzmusterkor offers B or a record as it is used to produce a sample pattern M initially is often only for printing a predetermined limited area. If large areas are to be printed, it is necessary to generate a data record from such a data record, with which a sufficiently large area can be printed using the inkjet process. This will be explained below with reference to FIG. 3, in which a basic data record is denoted by 40, which is suitable for printing a given by him area, in the example shown a rectangle.
  • the basic data set is preferably a data set containing essentially only the grain of the desired wood.
  • the basic data record 40 is respectively mirrored and combined with the mirrored basic data records in such a way that continuous grain transitions are achieved at the edges, so that the impression arises that the entire grain of the data set 42 is obtained from a single wood surface.
  • a large-area plate 44 can be printed, which was pretreated in pretreatment station D, as described. From the large-area plate 44, individual parts can be assembled in the confectioning station N (FIG. 1), for example parquet elements 46, kitchen front elements 48, etc. The packaging can be carried out directly in accordance with customer wishes. The made-up units can give the impression that they all come from the same piece of wood, giving them an aesthetically peculiar, valuable and appealing appearance.
  • the large-area data set 42 can also be used for printing on the surfaces of cuboids 50 or other three-dimensional components, wherein the surfaces of the different sides merge into one another continuously.

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mit einer Echtholzoberfläche, die mittels eines Inkjet-Druckverfahrens derart bedruckt ist, dass ihr Aussehen dem einer Vorlage mit einer einer vorbestimmten Wunschholzart entsprechenden Maserung und Porung sowie einer vorbestimmten Färbung entspricht, enthält folgende Schritte: Bereitstellen der Vorlage, Eingeben von das Aussehen der Oberfläche darstellenden Vorlagedaten in ein EDV-System, Bereitstellen eines Bauteils mit einer Nutzholzoberfläche, deren Porung ähnlich der der vorbestimmten Edelholzart ist und Bedrucken der Nutzholzoberfläche in einem Inkjet-Druckverfahren entsprechend den Vorlagedaten derart, dass die durch die Porung bedingte dreidimensionale Oberflächenstruktur der Nutzholzoberfläche zumindest teilweise erhalten bleibt.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mit einer bedruckten Echtholzoberfläche sowie nach dem Verfahren hergestelltes Bauteil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mit einer Echtholzober- fläche, die mittels eines Inkjet-Druckverfahrens derart bedruckt wird, dass ihr Aussehen dem einer Vorlage mit einer einer vorbestimmten Wunschholzart entsprechenden Maserung und Porung sowie einer vorbestimmten Färbung entspricht. Die Erfindung betrifft weiter ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Bauteil.
Echtholzoberflächen erfreuen sich zunehmender Beliebtheit, sei es an Möbeln, Küchen, Holzapplikationen im Automobil usw.. Dabei sind Oberflächen aus Edelhölzern, insbesondere tropischen Edelhölzern, besonders beliebt. Der Verbrauch solcher im Allgemeinen langsam wachsender Hölzer führt zu schwerwiegenden ökologischen Nachteilen. Es ist daher beispielsweise aus der DE 103 23 412 Al bekannt, Bauteile mit Echtholzoberflächen aus weniger wertvollen und beispielsweise in Plantagen rasch nachwachsenden Hölzern zu versehen und mittels eines Inkjet-Druckverfahrens derart zu bedrucken, dass sie ein Aussehen erhalten, das dem einer Edelholzoberfläche entspricht.
Aus der DE 103 23 412 Al ist ein Verfahren zum Herstellen eines flächigen Bauteils mit vorgebestimmtem Oberflächenaussehen bekannt, bei dem ein flächiges Bauteil mit einer aus Holz bestehenden Oberfläche mittels eines hinsichtlich des sich ergebenden Aussehens programmierbaren Druckverfahrens zur Ausbildung eines vorbestimmten Muster bedruckt wird, dessen Aussehen einer vorbestimmten Holzart mit einer vorbestimmten Einfärbung entspricht.
In der DE 600 09 141 T2 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Dekors auf Oberflächenelementen beschrieben, bei dem ein Segmentierungsmuster ausgebildet wird, dessen Segmentierung mindestens zwei Dekorsegmente auf jedem Oberflächenelement aufweist. Weiter wird für jedes Segment ein Segmentdekor aus einer Gruppe ausgewählt, die aus einer digitalisierten und simulierten Darstellung unterschiedlicher Art von Holz, Mineralien, Stein usw. besteht. Jede Auswahl wird an einem Terminal vorgenommen, an dem eine Auswahl aus einer Datenbasis erfolgt, die an dem Terminal visualisiert wird. Aus der DE 10 2004 051 828 Al ist ein Verfahren zur Herstellung eines dekorativen Holzmaterials bekannt, bei dem ein Bild einer Oberfläche eines Holzmaterials gespeichert wird, die Oberfläche des Holzmaterials gebleicht wird und das gespeicherte Bild nach elektronischer Bearbeitung, beispielsweise der Unterdrückung von Flecken der Oberfläche, deckungsgleich auf die gebleichte Oberfläche gedruckt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mit einer Echtholzoberfläche, insbesondere einer Echtholzoberfläche aus einem preiswerten Nutzholz, zu schaffen, die mittels eines Inj ekt- Druckverfahrens derart bedruckt wird, dass ihr Aussehen dem Aussehen einer Oberfläche aus einem vorbestimmten Wunschholz, insbesondere einem Edelholz, ggf. in einer einem Kundenwunsch entsprechenden vorbestimmten Färbung, möglichst weitgehend entspricht.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
Die Unteransprüche 2 bis 14 sind auf vorteilhafte Durchführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gerichtet.
Der Anspruch 15 ist auf ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Bauteil gerichtet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
In den Figuren stellen dar:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Systems zur Herstellung erfindungsgemäßer Bauteile zur Erläuterung verschiedener Schritte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 Querschnitte durch ein erfindungsgemäßes Bauteil zur Erläuterung einzelner Bearbeitungsschritte und
Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Erzeugung eines Datensatzes zur Bedruckung einer großen Fläche aus einem Grunddatensatz. In Fig. 1 ist ein System zur Herstellung eines bedruckten Bauteils unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens skizziert:
Mit A ist eine Kundenwunschvorlage bezeichnet, deren Aussehen dem entspricht, was ein Kunde haben will. Das Aussehen der Oberfläche einer Kundenwunschvorlage A lässt sich hinsichtlich einer vorbestimmten Wunschholzart durch ihre Maserung, die im Wesentlichen durch das Linienmuster des Holzes gegeben ist, die Porung, die die Porengröße, Porendichte usw. angibt, und die Färbung der Oberfläche, angegeben im Wesentlichen durch die Färbung der hellsten, der mittleren und der dunkelsten Bereiche nach Farbe und Kontrast, beschreiben.
B bezeichnet einen Vorrat an Wunschholzmusterdatensätzen, die im Wesentlichen Maserungsbilder unterschiedlicher Holzarten, vor allem Edelholzarten, enthalten.
C bezeichnet ein Nutzholzlager, in dem preiswerte Holzarten, beispielsweise in Form von Schnitt- oder Schälfurnieren mit einer Dicke zwischen 0,25 mm bis 8 mm lagern oder in Form von zu bedruckenden Bauteilen mit Oberflächen aus dem Nutzholz vorhanden sind.
D bezeichnet eine Station zur Vorbehandlung der später zu bedruckenden Nutzholzober- flächen.
E bezeichnet eine Station zum Einscannen der Maserung der Kundenvorlage A.
F bezeichnet eine Station zum Erfassen der Färbung der Kunden vorläge.
H bezeichnet ein EDV-System, in dem eingegebene Daten entsprechend allgemein bekannten Datenverarbeitungsprogrammen hinsichtlich Färbung, Kontrastierung, Formaten usw. bearbeitet werden können.
K bezeichnet eine von dem EDV-System angesteuerte Steuereinrichtung für eine Inkjet- Druckeinrichtung. N bezeichnet eine Erfassungsstation zum Erfassen des Aussehens der Oberfläche eines in der InkJet- Station L bedruckten Probemusters M.
P bezeichnet eine Station zum Konfektionieren der Bauteile.
Im Folgenden werden Aspekte der vorgenannten Stationen und von deren Zusammenwirken erläutert. Die Erfindung kann für weitgehend alle Bauteile mit Echtholzoberflächen eingesetzt werden, wie Leichtbauplatten, Möbel, Fußböden, Fassaden- oder Trägerplatten, wobei diese Bauteile aus Massivholz bestehen können oder die Echtholzoberfläche in Form eines auf einen Grundkörper aus unterschiedlichstem Material aufgebrachten Furniers enthalten.
Es sei angenommen, die Kundenwunschvorlage A entspräche in ihrem Aussehen einem natürlichen oder in vorbestimmter Weise gefärbten Edelholz (Wunschholz).
Basierend auf der Wunschholzart, die aus der durch Einscannen (Scanstation E) erfassten Maserung der Vorlage und Vergleich mit einer Holzartmaserungsdatei ermittelt werden kann, wird eine kostengünstige Nutzholzart aus einer Datei unter folgenden Gesichtspunkten festgelegt:
Die Porung des Nutzholzes muss der Porung des Wunschholzes möglichst ähnlich sein. Weiter sollte das Nutzholz möglichst farbhomogen sein und nur eine geringe Textur haben. Die natürliche Färbung des Nutzholzes sollte nicht dunkler als die des Wunschholzes sein. Wegen ihrer kontrastarmen Durchfärbung werden Splinthölzer als Nutzhölzer bevorzugt.
Unter den vorgenannten Gesichtspunkten wird aus dem Nutzholzlager C ein kostengünstiges Nutzholz ausgewählt, das bei kostengünstigem Wunschholz dem Wunschholz gleich sein kann.
Als Nutzhölzer geeignete Laubhölzer mit heller Grundtönung, die in Nordamerika, Europa oder Asien wachsen, sind beispielsweise Esche (konstante, kontrastarme, helle Färbung mit ausgeprägter Porenrillung; gute Härte, schnelles Wachstum), Birke (sehr helle Färbung, kontrastarm, schnelles Wachstum, durch Glanzstreifen besondere Eignung für Spie- geleffekte), Linde und Ahorn. Laubhölzer mit heller Grundtönung, die in Afrika, Südamerika, Asien und Australien wachsen sind beispielsweise Limba, Koto und Eukalyptus. Bedingt durch ein kontinuierliches Wachstum und kontrastarme Färbung eignen sich diese Laubhölzer gut als Nutzhölzer.
Laubhölzer mit gedeckter Grundtönung, die in Nordamerika, Europa und Asien wachsen, sind Buche (kontrastarm, mittleres Wachstum, gute Härte, konstante regelmäßige Porenril- lung, besonders geeignet für dunkle Dekore), Eiche, Ulme, Erle, Pappel. Ein Laubholz mit gedeckter Grundtönung, das in Afrika, Südamerika, Asien und Australien wächst, ist Ga- bun, das sich durch gleichmäßige Porung und eine gedeckte homogene Farbgebung auszeichnet.
Nadelhölzer mit heller Grundtönung sind Kiefer, Fichte, Tanne und Douglasie.
Die später zu bedruckenden Oberflächen aus dem Nutzholz müssen nicht notwendigerweise eben sein, sondern können gewölbt sein, wie es beispielsweise für Applikationen im Automobil erforderlich ist. Das Nutzholz kann über Ecken, Rundungen und Flächen übergehend auf Kanten aufgebracht sein.
Das Wunschholz sollte an seiner hellsten Stelle dunkler als das Basisholz sein. Beispielsweise kann das Nutzholz Esche mit Palisander oder Zebrano als Wunschholz bedruckt werden oder das Nutzholz Gabun kann mit Mahagoni bedruckt werden.
Es ist auch möglich, auf ein helles Nutzholz ein dunkleres Muster gleicher Holzart zu dru- cken, beispielsweise auf das Nutzholz Buche das Wunschholz Rotbuche zu drucken oder auf das Nutzholz Eiche als Wunschholz Mooreiche zu drucken. Weiter ist es möglich, auf ein Nutzholz ein anderes, eingefärbtes Holzdekor als Wunschholz zu drucken, beispielsweise auf das Nutzholz Birke eine blau gefärbte Zirbelkiefer zu drucken oder auf das Nutzholz Esche eine weiß gekalkte Kiefer als Wunschholz zu drucken.
Das Nutzholz sollte ein kostengünstiges Holz sein, dessen Verbrauch unter Gesichtspunkten der Nachhaltigkeit unbedenklich ist. Als Nutzholz kann auch ein Holzwerkstoff- Furnier verwendet werden, das durch Verleimung oder Verbindung von Resthölzern her- gestellt wird, die in gleicher Faserlaufrichtung zu einem Block verpresst und anschließend zu Schnitt- oder Schälfurnieren geschnitten werden. Ein solcher Holzwerkstoff weist eine konstante Farbgebung mit je nach verwendeten Hölzern spezifischer Porung auf.
Die Auswahl des Nutzholzes kann automatisch erfolgen, indem die relevanten Daten der Kundenwunschvorlage, wie Maserung und/oder Porung, abgetastet werden, daraus die Wunschholzart ermittelt wird, aus der Wunschholzart aus einer Datei die zu der Wunschholzart unter den vorstehend geschilderten Gesichtspunkten am besten passende Nutzholzart ermittelt wird oder aber unmittelbar anhand der Porung der Kundenwunschvorlage eine Nutzholzart mit geeigneter Porung bestimmt wird.
Wenn eine mit dem Kundenwunsch kompatible Nutzholzart ausgewählt ist, wird ein entsprechendes weiter zu bearbeitendes Bauteil aus dem Nutzholzlager C bereitgestellt und in der Vorbehandlungsstation D einer Vorbehandlung unterworfen, in der es für die Inkjet- Bedruckung vorbereitet wird. Diese Vorbehandlung betrifft die physische und die chemische Vorbereitung der Nutzholzoberfläche entsprechend dem späteren Einsatzzweck. Je nach dem Einsatzzweck können durch Einbringen von Flüssigkeiten in die später zu bedruckende Oberfläche des Nutzholzes beispielsweise folgende Eigenschaften erzielt werden:
- Erhöhung der Druckbelastbarkeit durch Einschluss von härtenden Substanzen oder Zugabe von mineralhaltigen, z.B. korrundartigen Substanzen zu einer Grundflüssigkeit,
Schutz vor biotischen Einflüssen durch Zugabe entsprechender Substanzen zu der Grundflüssigkeit,
Resistenz gegen Umwelteinflüsse, insbesondere durch pH- Wert Einstellung, UV-Stabilisierung im Holzkern und der Oberfläche, insbesondere damit keine Farbveränderungen auftreten oder Lignin herausgelöst wird,
- Unterdrückung der hygroskopischen Eigenschaften durch Füllen des feinstkapilla- ren Fasermaterials mit ggf. aushärtenden Füllsubstanzen,
Stopp der Holzschwindung,
Erhöhte Biegefähigkeit durch Einbringen von nach Polymerisieren nachgiebig bleibenden Kunststoffen. Die Vorbehandlung läuft beispielsweise wie folgt ab:
Das Nutzholz wird zunächst getrocknet, damit es die Funktionsflüssigkeit, die ihm die er- wünschten Eigenschaften verleiht, gut aufnimmt.
Nach dem Trocknen kann die Oberfläche sandgestrahlt oder in Faserrichtung gebürstet werden, damit die Dreidimensionalität der Holzstruktur unterstützt wird.
Die jeweilige Funktionsflüssigkeit wird dann aufgebracht, wobei je nach erwünschten Eigenschaften das Basisholz vollständig durchtränkt werden kann oder nur oberflächlich mit der Funktionsflüssigkeit behandelt wird.
In jedem Fall ist darauf zu achten, dass die Funktionsflüssigkeit so dünnflüssig und derart geartet ist, dass sie nach ihrer Trocknung die oberflächlich frei liegenden Poren des Nutzholzes oder dessen innere Kanäle bzw. Poren nicht vollständig füllt. Die Funktionsflüssigkeit kann auf Kunstharz, Wasser oder einem anderen Lösungsmittel (Nitro) basieren und ihre dem Nutzholz die erwünschte Funktion verleihenden Bestandteile in gelöster oder in Form ausreichend feinverteilter Partikel, z.B. auch in Form von Nanopartikeln, enthalten.
Nach dem Trocknen der Funktionsflüssigkeit wird die Holzoberfläche in mehreren Stufen feingeschliffen, wobei sie vor dem letzten Feinschliff befeuchtet werden kann, so dass durch die Feuchtigkeit vorquellende Fasern mit abgeschliffen werden. Dies führt dazu, dass beim späteren Inkjet-Bedrucken keine Fasern vorstehen und die Oberflächengüte er- halten bleibt. Bereits zwischen den Schleifschritten, aber zwingend nach dem letzten
Schleif schritt wird die Oberfläche sorgfältig von Schleifresten gereinigt, so dass die Dreidimensionalität der Oberfläche freiliegt und die Oberfläche keinerlei Verunreinigungen aufweist.
Nach der Vorbehandlung wird ein mit der vorbehandelten Nutzholzoberfläche versehenes Bauteil oder zumindest eine Probe der Nutzholzoberfläche der Inkjet-Station L zugeführt. Im Folgenden wird die Erzeugung der Wunschholzmusterdatensätze B erläutert, die in einer entsprechenden Datenbank B gespeichert sind. Typische Wunschholzmuster sind Mahagoni, Teak, Palisander, Makassar, Gapelli, Iroko Kambalä, Framiere, Sapele, Ama- ranth, Abachi, Makore, Wenge, Bongossi, Afzelia, Baukirai, Nussbaum, Zirbelkiefer, Mooreiche, Eukalyptus, Olive, Roseneiche usw.. Die Wunschholzmuster werden durch Scannen einer Musteroberfläche der Wunschholzoberflächen gewonnen, wobei die jeweilige Wunschholzoberfläche als Furnier vorhanden sein kann. Die Oberfläche wird ähnlich wie die zu bedruckende Nutzholzoberfläche vor dem Scannen in mehreren Stufen feingeschliffen, wobei vor einem letzten Feinschliff eine Befeuchtung erfolgen kann, auf die hin nass in nass geschliffen werden kann. Wiederum wird die geschliffene Oberfläche sorgfältig von Schleifresten befreit, so dass die Porung bzw. Dreidimensionalität der Oberfläche des Wunschholzes freiliegt. Anschließend wird die Wunschholzoberfläche eingescannt, wobei die eingescannten Daten vor allem die Maserung der Oberfläche in Form der Maserungslinien und von deren Kontrast enthalten. Beim Einscannen werden vorzugsweise Ie- diglich Halb- und Mitteltöne der Oberfläche erfasst. Es kann beispielsweise mit einem an sich bekannten SCAN-Programm „SilverFast" gearbeitet werden.
Der jeweilige Wunschholzmusterdatensatz kann aus dem Datensatzvorrat B durch einen Vergleich der in einem Schritt E eingescannten Maserung der Vorlage A automatisch aus- gewählt werden, indem ein der Maserung der Vorlage A nächstkommender Musterdatensatz aus dem Vorrat B ausgewählt wird.
In dem EDV-System H wird somit bevorzugt mit einem Wunschholzmusterdatensatz gearbeitet, der nach dem vorstehend geschilderten Verfahren aus einer echten Wunschholz- Oberfläche nach deren Oberflächenbearbeitung durch Einscannen erzeugt wird. Dieser
Wunschholzmusterdatensatz wird mit Farbdaten verarbeitet, die durch Erfassen von Referenztonwerten der Oberfläche der Kunden wünsch vorläge A mittels Farbdensitometermes- sung ermittelt werden. Die Referenztonwerte können beispielsweise cyan, magenta, yellow und black sein, deren Anteile gemessen und mit denen der ausgewählte Wunschholzmus- terdatensatz zur Erzeugung eines Steuerdatensatzes für die Steuereinrichtung K der Inkjet- Druckeinrichtung L entsprechend allgemein bekannten Programmen, wie sie in der Grafikindustrie benutzt werden, zusammengemischt werden. Beispielsweise kann mit einem unter dem Namen „Photoshop®" bekannten Bildbearbeitungsprogramm gearbeitet werden. Alternativ kann zur Steuerung der Inkjet-Druckeinrichtung auch unmittelbar ein Datensatz verwendet werden, der durch vollständiges Einscannen der Kundenwunschvorlage erhalten wird.
Nachdem in dem EDV-System ein aus dem Wunschholzmusterdatensatz und den Farbdaten oder ein unmittelbar durch Einscannen der Kundenwunschvorlage A erzeugter Druckdatensatz verfügbar ist, wird im InkJet- Verfahren ein Probemuster M gedruckt. Dabei werden die Farbflüssigkeitsmengen derart eingestellt, dass die Dreidimensionalität der Oberfläche des Probemusters erhalten bleibt.
Fig. 2 zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein Bauteil in verschiedenen der vorstehend erläuterten Bearbeitungsschritte.
Ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Bauteil enthält einen Grundkörper 12, auf den ein Fur- nier 14 aus Nutzholz aufgebracht ist.
Fig. 2a zeigt den Grundkörper 12 im Rohzustand. Das Furnier 14 bzw. das Nutzholz ist parallel zur Faserrichtung bzw. Maserung geschnitten, wobei im Nutzholz Kanäle sowohl parallel zur Maserung verlaufen als auch senkrecht zur Maserung verlaufen. Die senkrecht zur Maserung verlaufenden Kanäle verlaufen in radialer Richtung beispielsweise eines Stammes und dienen der Versorgung in radialer Richtung, beispielsweise auch in Äste hinein. In Fig. 2a sichtbar ist eine freiliegende Pore 16 und eine im Inneren des Furniers 14 vorhandene Pore 18 bzw. ein im Inneren vorhandener Kanal, wobei beide Poren senkrecht zur eigentlichen Maserung verlaufen. Parallel zur Maserung verlaufende Poren bzw. Kanä- Ie sind in der dargestellten Schnittrichtung naturgemäß nicht sichtbar.
Mit 20 sind oberflächlich freiliegende Fasern des Nutzholzes bezeichnet, die eine raue Oberfläche ergeben.
Fig. 2b zeigt das mit einer Funktionsflüssigkeit getränkte Furnier 14, wobei die Funktionsflüssigkeit 22 durch kleine Kreise symbolisiert ist. Die Funktionsflüssigkeit ist derart eingestellt, dass die Poren 16 und 18, die eine kleinere Kapillarität aufweisen als die feinstka- pillaren Fasern des Holzes selbst, offen bzw. frei von Funktionsflüssigkeit bleiben. Noch im nassen Zustand, bevorzugt aber nach dem Trocknen, wird die Oberfläche des Furniers 14 feingeschliffen und vollständig von Schleifrückständen befreit, wobei die Schleiftiefe in Fig. 2b gestrichelt eingezeichnet ist. Gemäß Fig. 2c weist das oberflächlich fertig geschliffene und gereinigte Bauteil 10 eine mit Ausnahme der nunmehr freigelegten Pore 18 ebene Oberfläche 24 auf, wobei das Furnier 14 mit den eingetrockneten Rückständen der Funktionsflüssigkeit gefüllt ist, so dass in seiner Oberfläche keine oder nur minimale Mengen weiterer Flüssigkeit eindringen kann.
Der weiter oben geschilderte Befeuchtungsschritt zwischen Feinschleifschritten ist sowohl bei der Vorbereitung einer Nutzholzoberfläche zum Bedrucken als auch bei der Vorbereitung einer Vorlageoberfläche zum Einscannen nicht zwingend, wenn mit modernen Schleifautomaten gearbeitet wird.
Die im Zustand gemäß Fig. 2c befindliche Oberfläche wird nunmehr nach dem InkJet- Verfahren bedruckt, wobei, wie in Fig. 2d dargestellt, sich unterschiedliche Druckschichtdicken ergeben, nämlich eine dünne Druckschichtdicke 26 bei schwacher Einfärbung, eine mittlere Druckschichtdicke 28 bei mittlerer Einfärbung und eine dicke Druckschichtdicke 30 bei starker Einfärbung bzw. eine dünne Druckschichtdicke 26, wenn nur eine der Basis- färben des InkJet- Verfahrens notwendig ist, eine mittlere Druckschichtdicke 28 bei zwei auf gleiche Flächenelemente aufgetragenen Basisfarben und eine dicke Druckschichtdicke 30 bei drei Basisfarben. Wenn mit vier Basisfarben gearbeitet wird, ergibt sich entsprechend eine noch dickere Druckschicht.
Bevorzugt wird die Oberfläche derart bedruckt, dass die maximale Druckschichtdicke kleiner ist als die größte Tiefe der freiliegenden Poren, die in Fig. 2d mit -T bezeichnet ist. Auf diese Weise bleibt die Dreidimensionalität der Oberfläche des Bauteils 10 beim InkJet- Drucken erhalten.
Fig. 2e zeigt das bedruckte Bauteil 10 gemäß Fig. 2d mit einer zusätzlichen Deckschicht 32, die ebenfalls im Tintenstrahlverfahren oder auch nach einem anderen Verfahren aufgebracht werden kann und beispielsweise eine harte Schutzschicht bildet, die zusätzlich vor Einwirkungen von ultraviolettem Licht oder chemischen Einflüssen schützt. Die Deck- Schicht 32 kann wie in Fig. 2e verhältnismäßig dünn sein, so dass sie die Dreidimensionali- tät der Oberfläche nicht verändert. Sie kann auch so dick sein, dass sie die Dreidimensiona- lität überdeckt und eben ist, was für spiegelnde Flächen erwünscht ist. Auch solche Flächen ergeben bei entsprechender Betrachtung einen dreidimensionalen Eindruck.
Nach seiner Bedruckung wird das Probemuster M in der Erfassungsstation N oberflächlich erfasst, beispielsweise ähnlich wie in der Farberfassungsstation F die Farbwerte der Kun- denwunschvorlage A erfasst werden, und werden im EDV-System H mit den Farbwerten der Kundenwunschvorlage A verglichen. Bei einer Abweichung kann der Datensatz zur Steuerung der Inkjet-Druckeinrichtung L entsprechend modifiziert werden, so dass eine neue Probe bedruckt werden kann. Sobald die Übereinstimmung zwischen dem Aussehen der Oberfläche eines bedruckten Probemusters mit dem Aussehen der Kundenwunschvorlage A zufriedenstellend ist, wird der Steuerdatensatz zur Steuerung der Inkjet- Druckeinrichtung L festgelegt.
Die Wunschholzmusterdatensätze B oder auch ein Datensatz, wie er zur Herstellung eines Probemusters M verwendet wird, eignet sich zunächst häufig nur zum Bedrucken einer vorbestimmten begrenzten Fläche. Wenn große Flächen bedruckt werden sollen, ist es erforderlich, aus einem solchen Datensatz einen Datensatz zu generieren, mit dem eine aus- reichend große Fläche nach dem Tintenstrahlverfahren bedruckt werden kann. Dies wird im Folgenden anhand der Fig. 3 erläutert, in der mit 40 ein Grunddatensatz bezeichnet ist, der zum Bedrucken einer durch ihn gegebenen Fläche, im dargestellten Beispiel ein Rechteck, geeignet ist. Der Grunddatensatz ist vorzugsweise ein im Wesentlichen nur die Maserung des Wunschholzes enthaltender Datensatz. Damit mit dem Grunddatensatz 40, der eine vorbestimmte begrenzte Fläche hat, ein Datensatz 42 mit beliebig großer Erstreckung erzeugt werden kann, wird der Grunddatensatz 40 jeweils gespiegelt und mit den gespiegelten Grunddatensätzen derart zusammengefugt, dass an den Rändern jeweils stetige Maserungsübergänge erzielt werden, so dass der Eindruck entsteht, die gesamte Maserung des Datensatzes 42 sei aus einer einzigen Holzoberfläche gewonnen.
Wenn Flächen bedruckt werden sollen, die größer sind als die mit dem Grunddatensatz 40 zu bedruckende Fläche, so erfolgt die Farbbearbeitung des Grunddatensatzes erst nach Er- zeugung des großflächigen Datensatzes 42, da ansonsten keine stetigen Übergänge an den Rändern der gespiegelten Grunddatensätze gewährleistet sind.
Mit dem großflächigen und farblich fertig bearbeiteten Datensatz 42 kann eine großflächi- ge Platte 44 bedruckt werden, die in der Vorbehandlungsstation D, wie geschildert, vorbehandelt wurde. Aus der großflächigen Platte 44 können in der Konfektionierstation N (Fig. 1 ) Einzelteile konfektioniert werden, beispielsweise Parkettelemente 46, Küchenfrontele- mente 48 usw.. Die Konfektionierung kann unmittelbar entsprechend Kunden wünschen erfolgen. Die konfektionierten Einheiten können den Eindruck erwecken, dass sie alle demselben Holzstück entstammen, was ihnen ein ästhetisch eigenartiges, wertvolles und ansprechendes Aussehen verleiht. Der großflächige Datensatz 42 kann auch zum Bedrucken der Oberflächen von Quadern 50 oder sonstigen dreidimensionalen Bauteilen verwendet werden, wobei die Oberflächen der verschiedenen Seiten stetig ineinander übergehen.
Bezugszeichenliste
10 Bauteil
12 Grundkörper
14 Furnier
16 Pore
18 Pore
20 Faser
22 Funktionsflüssigkeit
24 Oberfläche
26 dünne Druckschichtdicke
28 mittlere Druckschichtdicke
30 dicke Druckschichtdicke
32 Deckschicht
40 Grunddatensatz
42 Datensatz
44 Platte
46 Parkettelement
48 Küchenfrontelement
50 Quader
A Kundenwunschvorlage
B Wunschholzmusterdatensätze
C Nutzholzlager
D Vorbehandlungsstation
E Scanstation
F Farberfassungsstation
H EDV-System
K Steuereinrichtung
L Inkj et-Druckeinrichtung
M Probemuster
N Konfektionierstation

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mit einer Echtholzoberfläche, die mittels eines Inkjet-Druckverfahrens derart bedruckt ist, dass ihr Aussehen dem einer Vorlage mit einer einer vorbestimmten Wunschholzart entsprechenden Maserung und Porung sowie einer vorbestimmten Färbung entspricht, enthaltend folgende Schritte:
Bereitstellen der Vorlage,
Eingeben von das Aussehen der Oberfläche der Vorlage darstellenden Vorlage- daten in ein EDV-System,
Bereitstellen eines Bauteils mit einer Nutzholzoberfläche, deren Porung ähnlich der der vorbestimmten Wunschholzart ist und
Bedrucken der Nutzholzoberfläche in einem Inkjet-Druckverfahren entsprechend den Vorlagedaten derart, dass die durch die Porung bedingte dreidimen- sionale Oberflächenstruktur der Nutzholzoberfläche zumindest teilweise erhalten bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vorlageoberfläche unter primärer Erfassung ihrer Halb- und Mitteltöne in das EDV-System eingescannt wird und Referenztonwerte der Vorlageoberfläche erfasst und in dem EDV-System zusammen mit den eingescannten Daten zu Steuerungsdaten für das Inkjet-Bedrucken verarbeitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Wunschholzmuster mit einer Oberfläche aus der vorbestimmten Wunschholzart bereitgestellt wird, die Oberfläche des Wunschholzmus- ters unter primärer Erfassung seiner Halb- und Mitteltöne in das EDV-System zur Erzeugung eines Wunschholzmusterdatensatzes eingescannt wird und Referenztonwerte der Vorlageoberfläche erfasst und in dem EDV-System zusammen mit den eingescannten Daten zu Steuerungsdaten für das Inkjet-Bedrucken verarbeitet werden.
4. Verfahren Anspruch 3, wobei die Oberfläche des Wunschholzmusters vor dem
Scannen feingeschliffen wird und nach dem Feinschleifen Schleifreste derart entfernt werden, dass die dreidimensionale Oberflächenstruktur der Wunschholzoberfläche freiliegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei aus einem Grunddatensatz zur Bedruckung einer Fläche vorbestimmter Größe ein Datensatz zur Bedruckung einer größeren Fläche durch Drehung und/oder Spiegelung des Grunddatensatzes und Aneinanderreihung der gedrehten und/oder gespiegelten Grunddatensätze erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Referenztonwerte eines bedruckten Musters der Nutzholzoberfläche erfasst und mit den Referenztonwerten der Vorlageoberfläche verglichen werden und die zur Steuerung der Bedruckung verwendeten Daten bei einer Abweichung der Referenztonwerte nachgesteuert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Nutzholzoberfläche die Oberfläche eines Schnitt- oder Schälfurniers ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Nutzholzoberfläche eine Grundtönung aufweist, die nicht dunkler ist als die der vorbestimmten Edelholzart.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei in die Nutzholzoberfläche vor dem Bedrucken eine Funktionsflüssigkeit derart eingebracht wird, dass deren dreidimensionale Oberflächenstruktur erhalten bleibt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Funktionsflüssigkeit dem Nutzholz wenigstens eine der folgenden Eigenschaften verleiht: erhöhte Druckbelastbarkeit, Resistenz gegen biotische Faktoren, Resistenz gegen chemische Einflüsse, Stabilität gegen UV- Bestrahlung, Verminderung der hygroskopischen Eigenschaften, Verminderung des Schwundes, Verbesserung der Elastizität, Aufhellung der Oberfläche.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Nutzholzoberfläche vor und nach dem Einbringen der Funktionsflüssigkeit getrocknet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Nutzholzoberfläche vor dem Einbringen der Funktionsflüssigkeit gebürstet oder sandgestrahlt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Nutzholzoberfläche vor dem Bedrucken feingeschliffen wird und Schleifreste entfernt werden, so dass die dreidimensionale Oberflächenstruktur freiliegt.
14. Verfahren nach Anspruch 4 oder 13, wobei das Feinschleifen in mehreren Schritten erfolgt, zu denen ein zwischen Schleifschritten liegender Schritt gehört, in dem die Oberfläche befeuchtet wird.
15. Bauteil mit einer Echtholzoberfläche, die mittels eines Inkjet-Druckverfahrens der- art bedruckt ist, dass ihre Maserung einer vorbestimmten Holzart und ihre Färbung einer vorbestimmten Färbung entspricht, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.
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