WO2023237522A1 - Verfahren zum bemustern eines werkstücks - Google Patents

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WO2023237522A1
WO2023237522A1 PCT/EP2023/065065 EP2023065065W WO2023237522A1 WO 2023237522 A1 WO2023237522 A1 WO 2023237522A1 EP 2023065065 W EP2023065065 W EP 2023065065W WO 2023237522 A1 WO2023237522 A1 WO 2023237522A1
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workpiece
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printing material
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Philipp HENRY
Ludwig Albrecht
Peter Wulzinger
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Homag Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for sampling a workpiece, which preferably consists at least in sections of wood, wood material or plastic, and to a device for carrying out the method.
  • workpieces which are usually made of wood, wood-based materials, plastic or various composite materials, are usually coated and patterned on their surface.
  • the pattern can either be present on the coating material in advance or can only be applied to the coating material after or in the course of the coating process.
  • EP 1 867 488 A discloses a device for patterning the surface of workpieces, in which a printing unit prints a coating material while it is fed to a workpiece to be coated.
  • the device includes a large number of conveyor and pressure rollers.
  • the workpieces are often decorated with natural patterns that imitate a wood or stone look. There is a desire for such sampled workpieces to have an appearance that is as realistic as possible.
  • EP 1 990 204 A discloses a method and a device for influencing the degree of gloss of the patterned surface.
  • methods and devices involve a comparatively high level of effort, for example through additional components or additional process steps.
  • the invention is based on the object of providing a method and a device for sampling a workpiece which, with little effort, produces a natural or enable the desired appearance of the workpiece to be sampled.
  • a matt and therefore particularly natural appearance of the sampled workpiece can be achieved in a particularly simple and direct manner.
  • common printing processes that work according to the drop-on-demand printing principle have not yet enabled matt printing materials and therefore require complex additional measures that can be dispensed with thanks to the invention.
  • the result is a procedure for Sampling of a workpiece, which in itself enables a matt and therefore natural appearance of the sampled workpiece and reduces the process effort.
  • the degree of mattness of the printing material can be suitably selected by the person skilled in the art within the scope of the invention. However, a particularly natural appearance of the sampled workpiece results if, according to a further development of the invention, the printing material, at least in the hardened or dried state with a substantially uniform layer thickness, has a gloss level according to ISO 2813 of at most 70 GU, preferably at most 50 GU, particularly preferably at most 30 GU has.
  • the printing material has ink and/or varnish, so that a wide range of long-lasting optical effects can be achieved.
  • the method according to the invention becomes particularly variable when the printing material is transparent, since it is then possible to work with several printing layers in order to finally produce the desired mattness using a matt and transparent printing material.
  • transparent printing material can be produced particularly well as a matt printing material.
  • the printing material is hardened after printing by means of a curing unit, preferably by irradiation such as in particular by UV radiation.
  • irradiation such as in particular by UV radiation.
  • the process sequence can also be accelerated and successive process steps can be carried out in a quicker sequence.
  • the use of radiation has proven to be particularly simple and effective, especially in the case of UV radiation.
  • a first workpiece is irradiated with a first wavelength spectrum and / or intensity and a subsequent second workpiece is irradiated with a second wavelength spectrum and / or intensity, so that the printed area of the first workpiece has a different level of gloss than the printed area of the second workpiece.
  • excimer radiation is at least partially used during curing, which preferably has a wavelength in the range of 150 - 190 nm.
  • the (matt) degree of gloss of the patterned surface can be additionally influenced in a targeted manner, which further increases the variability of the method according to the invention and allows the desired degree of gloss to be set particularly precisely.
  • the hardening of the printing material after printing takes place at least partially in an inert environment, in particular in a nitrogen environment.
  • curing can be carried out particularly quickly and homogeneously, especially when using excimer radiation. Thanks to the homogeneous curing, a particularly uniform appearance with a homogeneous matting results.
  • the surface of the printing material after printing and/or is provided with a topography during printing.
  • a topography By taking this measure, among other things, I... create particularly matt surfaces.
  • the surface can also have haptic properties.
  • the topography is carried out by irradiation and/or mechanical processing of the surface of the printing material.
  • the coating material is printed several times in succession with a printing material according to the drop-on-demand printing principle and that matt printing material is used in at least one printing process, in particular the last printing process.
  • This process allows special visual effects and a particularly high-quality appearance to be created.
  • the first printing process can be carried out with a particularly high-quality, highly pigmented and possibly glossy printing material in order to provide the desired colors with high intensity.
  • matt and preferably transparent printing material is used in order to give the previously applied printed image a matt appearance.
  • a device for carrying out the method according to the invention is the subject of independent patent claim 11. By using this device, the advantages described above can be achieved particularly effectively.
  • the device has a curing unit for curing the printing material printing on which preferably emits radiation, such as UV radiation in particular.
  • the device has a joining device for attaching the coating material to the workpiece.
  • a joining device for attaching the coating material to the workpiece.
  • the device has at least two printing units which are set up to print the coating material one after the other, with at least the printing unit set up for the last printing process having access to matt printing material.
  • the device has a detection unit which is set up to detect at least the degree of gloss of the printed and preferably at least partially cured coating material. This makes it possible Reliably check the sampling result, for example with regard to the actual level of gloss achieved, so that appropriate measures can be taken on this basis if necessary.
  • the device has a control device which is connected to the at least one printing unit and the detection unit and is set up to control the at least one printing unit on the basis of a detection result of the detection unit.
  • a control device which is connected to the at least one printing unit and the detection unit and is set up to control the at least one printing unit on the basis of a detection result of the detection unit.
  • Fig. 1 shows schematically a top view of a device for sampling a workpiece according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 schematically illustrates a device 1 for sampling a workpiece 2 in a top view.
  • the workpiece 2 can be plate-shaped or strip-shaped and consist, for example, of wood, wood material, plastic or other comparable materials. Such workpieces are widely used in the furniture and component industry, for example as body parts, furniture fronts, doors, etc. As in Fig. 1, such workpieces 2 are often provided with a coating material 4, which can also consist of wood, wood material or plastic, but also of other suitable materials such as metal, etc. Such coating materials 4 are used particularly frequently in the area of the narrow surface of the workpiece 2 and are then usually referred to as the edge. In the present embodiment, the device 1 serves to pattern the coating material 4, but is in principle also suitable for patterning various other surfaces of the workpiece 2.
  • the device 1 comprises two printing units 10, 20 for printing the coating material 4 with a printing material, which are described in more detail below.
  • the device 1 comprises a conveyor unit 6, which conveys the workpiece 2 and possibly subsequent workpieces 2' along the print heads 10, 20 in a flow direction (from right to left in FIG. 1).
  • the conveyor device 6 can have, for example, conveyor troughs, conveyor chains and various other conveyor elements.
  • the conveyor device 6 can also serve to guide the printing units 10, 20 and possibly other units along a stationary workpiece 2.
  • the printing units 10, 20 and optionally further units can be arranged on a carrier which can be moved in the plane of the workpiece 2 and rotated about an axis running perpendicular to the plane of the workpiece.
  • Mixed forms of both concepts are also possible within the scope of the invention.
  • the printing units 10, 20 each have a print head 12, 22. These work according to the drop-on-demand printing principle, in which individual drops of printing material can be ejected as required.
  • piezo print heads, thermal print heads or other suitable print heads can be used.
  • the printing units 10, 20 each have a printing material supply 14, 24 in which suitable printing material is stored and the print heads 12 and . 22 is supplied. At least the supply 24 of the second printing unit 20 contains a printing material that has matt properties.
  • the supply 14 of the first printing unit 10 can also contain corresponding printing material or other types of printing material, possibly glossy. It should also be noted that the respective stock 14 or 24 can also contain several similar or different printing materials, for example different colors such as preferably cyan, magenta, yellow and black or also transparent printing materials.
  • the printing materials can be, for example, inks, varnishes and a variety of other printing materials that can have different colors and can be both transparent and opaque. In any case, the printing material stored in the second print supply is preferably matt and transparent.
  • the matt printing material in the cured or dried state with a substantially uniform layer thickness, has a gloss level according to ISO 2813 of at most 70 GU, although, depending on the application, significantly lower gloss levels of, for example, at most 50 GU up to values of below 30 GU can be useful.
  • the uniform layer thickness to determine the level of gloss inherent in the printing material can be achieved, for example, by applying the printing material to a substrate using a squeegee is applied, then fully or partially cured or dried and the gloss level is determined according to ISO 2813.
  • the uniform layer thickness can also be achieved by setting the printing process to be as uniform as possible and then carrying out a measurement according to ISO 2813 and determining the level of gloss.
  • the matt printing material is therefore a material that has a low gloss level of, for example, a maximum of 70 GU according to ISO 2813, even without additional measures - such as roughening, targeted topography or the like.
  • the printing material can, for example, have the largest possible particles, which lead to a matt material property of the printing material due to their reduced reflection behavior compared to small particles.
  • the particles should not become too large so that the printing material can continue to be processed using the drop-on-demand printing process, which is usually based on a small droplet size and small nozzle outlet openings.
  • the device 1 in the present embodiment comprises a curing unit 30 for curing the printing material after printing, which in the present embodiment has one or more UV emitters.
  • the curing device 30 and the adjacent area in which the curing process takes place can be shielded by an enclosure 32, within which there is a nitrogen environment or another suitable inert environment.
  • the residual oxygen content in the inert environment can, for example, be at most 1%, preferably at most 0.5%.
  • the printing material applied by the printing units 10, 20 can be hardened by simple irradiation with UV radiation.
  • the curing unit 30 can also be used with different wavelengths or Wavelength spectra and, if necessary, also operated with different intensities, so that the degree of gloss of the printed area of successive workpieces 2, 2 'can be specifically influenced by different operating parameters of the curing unit 30.
  • the curing unit 30 can also be set up to allow various other radiations to act on the printing material.
  • excimer radiation can also be used, which can have a wavelength of 172 nm, for example.
  • the excimer radiation can be used to harden a surface layer of the applied printing material and, in the subsequent step, to harden the entire printing material using UV light. This measure results in a different deformation behavior in the surface layer than in the underlying layers, which leads to a topography in the top layer and thus to a reduced level of gloss. In this way, the (matt) gloss level of the applied printing material can be further reduced and influenced in a targeted manner.
  • the device 1 in the present embodiment further comprises a joining device 40 for attaching the coating material 4 to the workpiece 2.
  • the Joining device 40 is optional and can also be provided in a separate device, for example.
  • the joining device 40 includes a pressure roller 42 and an energy source 44, such as a hot air source, a laser, an infrared source, a microwave source, a plasma source or the like.
  • the energy source 44 can serve to activate (make adhesive) the side of the coating material 4 facing the energy source 44.
  • the coating material 4 can be pre-coated with a corresponding adhesive or consist of a suitable material that develops adhesive properties when energy is applied.
  • the joining device 40 can also have an adhesive application roller 46, by means of which an adhesive such as hot melt can be applied to the side of the coating material 4 facing the workpiece 2 '.
  • the energy source 44 can then either be passive or can be used to keep the applied adhesive activated or to further activate it.
  • the pressure roller then serves to press the coating material 4 supplied with an activated adhesive onto the workpiece 2 'and thus attach it.
  • the device 1 in the present embodiment also includes a detection unit 50 for detecting the degree of gloss of the printed and at least partially cured coating material 4.
  • the detection unit 50 can be, for example, a camera or a sensor that is suitable for determining parameters such as the level of gloss, the color spectrum, etc. of the printed coating material 4.
  • the detection unit 50 is connected to a control device 60, for example a machine control, which in turn is also connected to the conveyor unit 6, the printing units 10, 20 and the curing unit 30 can be connected.
  • the control device 60 is enabled to control the printing units 10 , 20 based on a detection result of the detection unit 50 .
  • This makes it possible not only to record the actual gloss levels or color spectra of the sampled coating material 4, but also to act on at least one of the printing units 10, 20 and/or the curing unit 20 in the event of target/actual deviations. If necessary, other machine parameters can also be corrected, such as the conveying speed of the conveying unit 6.
  • a workpiece 2 can therefore be conveyed into the device according to the invention by means of the conveyor unit 6 and provided with a coating material 4 in the area of the joining unit 40.
  • the workpiece 2 then reaches the printing units 10, 20 and is patterned there in the area of the coating material 4 with one or more printing materials, with at least the second (last) printing unit 20 outputting a matt and preferably transparent printing material.
  • the applied printing material is then cured or cured in the area of the curing unit 30. dried, whereupon, for example, the level of gloss of the applied printing material is recorded by means of the detection unit 50.
  • the detection result of the detection unit 50 is passed on to the control unit 60, which controls the further operation of the device 1 on this basis.
  • a subsequent workpiece 2' basically goes through the same process, whereby other parameters can be used as required in order to give the subsequent workpiece 2' the desired pattern. For example, you can work with other printing materials, or if necessary, you can only work with the first printing unit 10, so that shiny patterns can also be applied if necessary. Furthermore, the
  • Curing unit works with different operating parameters in order to achieve different properties such as, in particular, gloss levels for different workpieces and, if necessary, within individual workpieces.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bemustern eines Werkstücks (2), das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoff oder Kunststoff besteht, mit den Schritten: Bereitstellen eines Werkstücks (2) und eines Beschichtungsmaterials (4), Anbringen des Beschichtungsmaterials (4) an dem Werkstück (2), insbesondere im Bereich einer Schmalfläche (2') des Werkstücks (2), und Bedrucken des Beschichtungsmaterials (4) mit einem Druckmaterial mittels mindestens einer Druckeinheit (10, 20), die nach dem Drop-on-Demand-Druckprinzip arbeitet, wobei das Druckmaterial matte Eigenschaften besitzt.

Description

Verfahren zum Bemustern eines Werkstücks
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bemustern eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoff oder Kunststoff besteht, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
Im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie werden Werkstücke, die meist aus Holz, Holzwerkstoff, Kunststoff oder verschiedenen Verbundmaterialien bestehen, an ihrer Oberfläche in der Regel beschichtet und bemustert. Die Bemusterung kann entweder vorab auf dem Beschichtungsmaterial vorhanden sein oder erst nach oder im Zuge des Beschichtungsvorgangs auf das Beschichtungsmaterial aufgebracht werden.
Zu diesem Zweck sind verschiedene Vorrichtungen zum Bedrucken von Werkstücken bekannt. So offenbart beispielsweise die EP 1 867 488 A eine Vorrichtung zum Bemustern der Oberfläche von Werkstücken, bei der eine Druckeinheit ein Beschichtungsmaterial bedruckt, während dieses zu einem zu beschichtenden Werkstück zugeführt wird. Die Vorrichtung umfasst eine Vielzahl von Förder- und Andrückwalzen.
Häufig werden die Werkstücke auch mit natürlichen Mustern versehen, die etwa eine Holz- oder Steinoptik nachbilden. Dabei besteht der Wunsch, dass solche bemusterte Werkstücke ein möglichst wirklichkeitsnahes Erscheinungsbild besitzen .
Zu diesem Zweck of fenbart die EP 1 990 204 A ein Verfahren und einer Vorrichtung zur Beeinflussung des Glanzgrades der bemusterten Oberfläche . Allerdings hat sich gezeigt , dass derartige Verfahren und Vorrichtungen einen vergleichsweise hohen Aufwand mit sich bringen, etwa durch zusätzliche Bauteile oder zusätzliche Verfahrensschritte .
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bemustern eines Werkstücks bereitzustellen, die mit geringem Aufwand ein natürliches bzw . gewünschtes Aussehen des zu bemusternden Werkstücks ermöglichen .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Bemustern eines Werkstücks nach Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11 gelöst . Besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben .
Durch den erfindungsgemäßen Einsatz eines matten Druckmaterials lässt sich auf besonders einfache und unmittelbare Weise ein mattes und somit besonders natürliches Aussehen des bemusterten Werkstücks erreichen . Es resultiert somit ein insgesamt mattes Erscheinungsbild des bemusterten Werkstücks , was dem natürlichen Aussehen der meisten Naturmaterialien wie Hol z oder Stein am meisten entspricht . Demgegenüber ermöglichen gängige Druckverfahren, die nach dem Drop-on-Demand-Druckprinzip arbeiten, bisher keine matten Druckmaterialien und benötigen somit aufwändige Zusatzmaßnahmen, auf die Dank der Erfindung verzichtet werden kann . Im Ergebnis resultiert somit ein Verfahren zum Bemustern eines Werkstücks , das aus sich heraus ein mattes und somit natürliches Aussehen des bemusterten Werkstücks ermöglicht und den Verfahrensaufwand verringert .
Der Mattheitsgrad des Druckmaterials kann im Rahmen der Erfindung vom Fachmann geeignet ausgewählt werden . Ein besonders natürliches Aussehen des bemusterten Werkstücks ergibt sich j edoch, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das Druckmaterial zumindest im ausgehärteten oder getrockneten Zustand bei im Wesentlichen gleichmäßiger Schichtdicke einen Glanzgrad nach ISO 2813 von höchstens 70 GU, bevorzugt höchstens 50 GU, besonders bevorzugt höchstens 30 GU aufweist .
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Druckmaterial Tinte und/oder Lack aufweist , sodass sich viel fältige und dauerhafte optische Ef fekte erzielen lassen . Besonders variabel wird das erfindungsgemäße Verfahren, wenn das Druckmaterial transparent ist , da dann mit mehreren Druckschichten gearbeitet werden kann, um abschl ießend mittels eines matten und transparenten Druckmaterials die gewünschte Mattheit zu erzeugen . Hinzu kommt , dass sich transparentes Druckmaterial besonders gut als mattes Druckmaterial herstellen lässt .
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird das Druckmaterial nach dem Bedrucken mittels einer Aushärteeinheit ausgehärtet , bevorzugt durch Bestrahlung wie insbesondere durch UV-Strahlung . Hierdurch ergibt sich einerseits eine hohe Dauerhaftigkeit des aufgebrachten Druckmaterials , andererseits kann aber auch der Verfahrensablauf beschleunigt werden und nacheinander folgende Verfahrensschritte können in schnellerer Abfolge durchgeführt werden . Der Einsatz von Bestrahlung hat sich dabei als besonders einfach und wirksam erwiesen, insbesondere im Falle von UV-Strahlung . Obgleich die vorliegende Erfindung ein natürliches und mattes Aussehen des bemusterten Werkstücks bereits durch die Auswahl des Druckmaterials ermöglicht , können im Rahmen der Erfindung zusätzlich auch weitere Maßnahmen zum Einsatz kommen, welche die Mattheit des bemusterten Werkstücks unterstützen oder die Variabilität der Mattheit erhöhen . Vor diesem Hintergrund ist gemäß einer Weiterbildung der Erf indung vorgesehen, dass ein erstes Werkstück mit einem ersten Wellenlängenspektrum und/oder Intensität bestrahlt wird und ein nachfolgendes zweites Werkstück mit einem zweiten Wellenlängenspektrum und/oder Intensität bestrahlt wird, sodass der bedruckte Bereich des ersten Werkstücks einen anderen Glanzgrad aufweist als der bedruckte Bereich des zweiten Werkstücks .
Darüber hinaus ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass beim Aushärten zumindest teilweise Excimerstrahlung verwendet wird, die bevorzugt eine Wellenlänge im Bereich von 150 - 190 nm aufweist . Durch den Einsatz von Excimerstrahlung lässt sich der (matte ) Glanzgrad der bemusterten Oberfläche zusätzlich gezielt beeinflussen, wodurch die Variabilität des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter erhöht wird, und sich der gewünschte Glanzgrad besonders präzise einstellen lässt .
Ferner ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Aushärten des Druckmaterials nach dem Bedrucken zumindest teilweise in einer inerten Umgebung stattfindet , insbesondere in einer Stickstof fumgebung . Hierdurch lässt sich das Aushärten, insbesondere auch bei Einsatz von Excimerstrahlung, besonders schnell und homogen durchführen . Dank des homogenen Aushärtens ergibt sich ein besonders gleichmäßiges Erscheinungsbild mit homogener Mattierung .
Um den Glanzgrad zusätzlich gezielt beeinflussen zu können, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, das s die Oberfläche des Druckmaterials nach dem Bedrucken und/oder während des Bedruckens mit einer Topographie versehen wird . Durch diese Maßnahme lassen s ich u .A. besonders matte Oberflächen erzeugen . Zusätzlich kann die Oberfläche auch haptische Eigenschaften erhalten .
Dabei ist es besonders bevorzugt , dass die Topographie durch Bestrahlung und/oder mechanische Bearbeitung der Oberfläche des Druckmaterials erfolgt .
Gemäß einer Weiterbildung der Erf indung ist vorgesehen, das s das Beschichtungsmaterial mehrfach nacheinander mit einem Druckmaterial nach dem Drop-on-Demand-Druckprinzip bedruckt wird und bei zumindest einem Druckvorgang, insbesondere dem letzten Druckvorgang, mattes Druckmaterial verwendet wird . Durch dieses Verfahren lassen sich besondere visuelle Ef fekte und ein besonders hochwertiges Erscheinungsbild erzeugen . So kann beispielsweise der erste Druckvorgang mit einem farblich besonders hochwertigen, stark pigmentierten und gegebenenfalls glänzenden Druckmaterial durchgeführt werden, um die gewünschten Farben mit hoher Intensität vorzusehen . Anschließend kann beispielsweise in einem zweiten bzw . letzten Druckvorgang mattes und bevorzugt transparentes Druckmaterial zum Einsatz kommen, um dem zuvor auf getragenen Druckbild ein mattes Erscheinungsbild zu verleihen . Somit lassen sich die Vorteile unterschiedlicher Druckkonzepte vereinen, wobei ein erstes Druckkonzept beispielsweise eine besonders hohe Auflösung, Farbbrillanz oder dergleichen einbringen kann, während das andere Druckverfahren abschließend für den gewünschten (matten) Glanzgrad sorgt .
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 11 . Durch den Einsatz dieser Vorrichtung lassen sich die oben beschriebenen Vorteile besonders wirksam erreichen .
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Aushärteeinheit zum Aushärten des Druckmaterials nach dem Bedrucken auf , die bevorzugt Strahlung, wie insbesondere UV-Strahlung ausgibt . Die hieraus resultierenden Vorteile wurden bereits oben beschrieben .
Alternativ oder zusätzlich ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Fügeeinrichtung zum Anbringen des Beschichtungsmaterials an dem Werkstück aufweist . Somit ergibt sich ein integriertes Maschinenkonzept , bei welchem rohe Werkstücke auf einer Maschine sowohl beschichtet als auch bemustert werden können, wodurch die Anzahl der benötigten Vorrichtungen reduziert und der Durchsatz erhöht werden kann . Dabei kann das Bedrucken des Beschichtungsmaterial vor, während und/oder nach dem Beschichtungsvorgang mittels der Fügeeinrichtung erfolgen .
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die Vorrichtung mindestens zwei Druckeinheiten aufweist , die eingerichtet sind, das Beschichtungsmaterial nacheinander zu bedrucken, wobei zumindest die für den letzten Druckvorgang eingerichtete Druckeinheit Zugri f f auf mattes Druckmaterial besitzt . Hierdurch lassen sich zunächst die Vorteile erzielen, die vorstehend für die Durchführung mehrerer Druckvorgänge nacheinander beschrieben wurden . Darüber hinaus ermöglicht das Vorsehen mehrerer Druckeinheiten j edoch eine noch höhere Flexibilität , da neben matten Bemusterungen beispielsweise auch glänzende Bemusterungen vorgenommen werden können, etwa in dem für glänzende Bemusterungen nur mit einer Druckeinheit gearbeitet wird, während die andere Druckeinheit , die mit mattem Druckmaterial arbeitet , in diesem Falle deaktiviert bleibt .
Ferner ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Erfassungseinheit aufweist , die eingerichtet ist , zumindest den Glanzgrad des bedruckten und bevorzugt zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtungsmaterials zu erfassen . Hierdurch lässt sich das Bemusterungsergebnis zuverlässig überprüfen, beispielsweise im Hinblick auf den tatsächlich erreichten Glanzgrad, sodass auf dieser Grundlage bei Bedarf geeignete Maßnahmen getrof fen werden können .
In dieser Hinsicht ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Steuereinrichtung aufweist , die mit der mindestens einen Druckeinheit und der Erfassungseinheit verbunden und eingerichtet ist , die mindestens eine Druckeinheit auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses der Erfassungseinheit zu steuern . Somit lässt sich der Druckvorgang besonders präzise steuern bzw . regeln, wodurch besonders hochwertige Werkstücke produziert werden können und der Ausschuss minimiert werden kann .
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig . 1 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Vorrichtung zum Bemustern eines Werkstücks gemäß einer Aus führungs form der Erfindung .
Aus führliche Beschreibung bevorzugter Aus führungs formen
Bevorzugte Aus führungs formen der Erfindung werden nachfolgend aus führlich unter Bezugnahme auf Fig . 1 beschrieben, die eine Vorrichtung 1 zum Bemustern eines Werkstücks 2 schematisch in einer Draufsicht veranschaulicht .
Das Werkstück 2 kann platten- oder leistenförmig ausgebildet sein und beispielsweise aus Hol z , Hol zwerkstof f , Kunststof f oder anderen vergleichbaren Materialien bestehen . Derartige Werkstücke kommen im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie verbreitet zum Einsatz , beispielsweise als Korpusteile , Möbel fronten, Türen, etc . Wie in Fig . 1 zu erkennen ist , werden derartige Werkstücke 2 häufig mit einem Beschichtungsmaterial 4 versehen, das ebenfalls aus Hol z , Hol zwerkstof f oder Kunststof f bestehen kann, aber auch aus anderen geeigneten Materialien wie etwa Metall , etc . Besonders häufig kommen derartige Beschichtungsmaterialien 4 im Bereich der Schmal fläche des Werkstücks 2 zum Einsatz und werden dann üblicherweise al s Kante bezeichnet . Die Vorrichtung 1 dient in der vorliegenden Aus führungs form zum Bemustern des Beschichtungsmaterials 4 , eignet sich j edoch prinzipiell auch zum Bemustern verschiedener anderer Oberflächen des Werkstücks 2 .
Die Vorrichtung 1 umfasst in der vorliegenden Aus führungs form zwei Druckeinheiten 10 , 20 zum Bedrucken des Beschichtungsmaterials 4 mit einem Druckmaterial , die unten stehend noch näher beschrieben werden .
Ferner umfasst die Vorrichtung 1 eine Fördereinheit 6 , welche das Werkstück 2 und gegebenenfalls nachfolgende Werkstücke 2 ' in einer Durchlaufrichtung (von rechts nach links in Fig . 1 ) an den Druckköpfen 10 , 20 entlangfördert . Die Fördereinrichtung 6 kann zu diesem Zweck beispielsweise Förderrinnen, Förderketten und verschiedene andere Förderelemente aufweisen .
Obgleich in Fig . 1 nicht gezeigt , kann die Fördereinrichtung 6 auch dazu dienen, die Druckeinheiten 10 , 20 und gegebenenfalls weitere Einheiten an einem stationären Werkstück 2 entlangzuführen . Zu diesem Zweck können die Druckeinheiten 10 , 20 und gegebenenfalls weitere Einheiten auf einem Träger angeordnet sein, der in der Ebene des Werkstückes 2 verfahrbar und um eine senkrecht zur Ebene des Werkstücks verlaufende Achse drehbar ist . Auch Mischformen beider Konzepte sind im Rahmen der Erfindung möglich . Die Druckeinheiten 10 , 20 weisen j eweils einen Druckkopf 12 , 22 auf . Diese arbeiten nach dem Drop-on-Demand-Druckprinzip, bei welchem einzelne Druckmaterialtropf en j e nach Bedarf ausgestoßen werden können . Zu diesem Zweck können beispielsweise Piezo-Druckköpf e , Thermo-Druckköpfe oder andere geeignete Druckköpfe zum Einsatz kommen .
Ferner weisen die Druckeinheiten 10 , 20 j eweils einen Druckmaterialvorrat 14 , 24 auf , in denen geeignetes Druckmaterial gespeichert ist und den Druckköpfen 12 bzw . 22 zugeführt wird . Dabei enthält zumindest der Vorrat 24 der zweiten Druckeinheit 20 ein Druckmaterial , das matte Eigenschaften besitzt . Der Vorrat 14 der ersten Druckeinheit 10 kann ebenfalls entsprechendes Druckmaterial oder auch andersartiges , gegebenenfalls glänzendes Druckmaterial enthalten . Ferner ist zu beachten, dass der j eweilige Vorrat 14 bzw . 24 auch mehrere gleichartige oder unterschiedliche Druckmaterialien enthalten kann, beispielsweise unterschiedliche Farben wie vorzugsweise cyan, magenta, gelb und schwarz oder auch transparente Druckmaterialien . Ferner kann es sich bei den Druckmaterialien beispielsweise um Tinte , Lacke und viel fältige andere Druckmaterialien handeln, die verschiede Farben besitzen können und sowohl transparent als auch opak sein können . Vorzugsweise ist j edenfalls das in dem zweiten Druckvorrat gespeicherte Druckmaterial matt und transparent .
Das matte Druckmaterial besitzt bei der vorliegenden Aus führungs form im ausgehärteten oder getrockneten Zustand bei im Wesentlichen gleichmäßiger Schichtdicke einen Glanzgrad nach ISO 2813 von höchstens 70 GU, wobei j e nach Anwendungs fall auch deutlich niedrigere Glanzgrade von beispielsweise höchstens 50 GU bis hin zu Werten von unter 30 GU sinnvoll sein können . Die gleichmäßige Schichtdicke zur Feststellung des dem Druckmaterial innewohnenden Glanzgrades kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass das Druckmaterial mittels eines Rakels auf ein Substrat aufgetragen wird, anschließend ganz oder teilweise ausgehärtet oder getrocknet wird und der Glanzgrad nach ISO 2813 bestimmt wird . Alternativ kann die gleichmäßige Schichtdicke auch durch einen möglichst gleichmäßig eingestellten Druckvorgang erzielt werden, um anschließend eine Messung nach ISO 2813 durchzuführen und den Glanzgrad zu bestimmen . Bei dem matten Druckmaterial handelt es sich somit um ein Material , das auch ohne zusätzliche Maßnahmen - wie etwa Aufrauhungen, gezielte Topographie oder dergleichen - einen geringen Glanzgrad von beispielsweise höchstens 70 GU nach ISO 2813 aufweist .
Um diese Materialeigenschaft des Druckmaterials zu erreichen, kann das Druckmaterial beispielsweise möglichst große Partikel aufweisen, die aufgrund ihres im Vergleich zu kleinen Partikeln reduzierten Reflexionsverhaltens zu einer matten Materialeigenschaft des Druckmaterials führen . Gleichzeitig sollten die Partikel nicht zu groß werden, sodass das Druckmaterial weiterhin nach dem Drop-on-Demand- Druckverf ahren, das in der Regel auf einer geringen Tröpfchengröße und kleinen Düsenaustrittsöf fnungen beruht , gearbeitet werden kann .
Ferner umfasst die Vorrichtung 1 in der vorliegenden Aus führungs form eine Aushärteeinheit 30 zum Aushärten des Druckmaterials nach dem Bedrucken, die in der vorliegenden Aus führungs form einen oder mehrere UV-Strahler aufweist . Die Aushärteeinrichtung 30 und der angrenzende Bereich, in welchem der Aushärtevorgang stattfindet , kann durch eine Umhausung 32 abgeschirmt sein, innerhalb derer eine Stickstof fumgebung oder eine andere geeignete inerte Umgebung herrscht . Dabei kann der Restsauerstof fanteil in der inerte Umgebung beispielsweise höchstens 1 % , bevorzugt höchstens 0 , 5 % betragen .
Das Aushärten des durch die Druckeinheiten 10 , 20 auf getragenen Druckmaterials kann durch einfache Bestrahlung mit UV-Strahlung erfolgen . Dabei kann die Aushärteeinheit 30 bei Bedarf auch mit unterschiedlichen Wellenlängen bzw . Wellenlängenspektren und gegebenenfalls auch mit unterschiedlichen Intensitäten betrieben werden, sodass durch unterschiedliche Betriebsparameter der Aushärteeinheit 30 der Glanzgrad des bedruckten Bereichs von nacheinander folgenden Werkstücken 2 , 2 ' gezielt beeinflusst werden kann .
Alternativ oder zusätzlich kann die Aushärteeinheit 30 auch eingerichtet sein, verschiedene andere Strahlungen auf das Druckmaterial einwirken zu lassen . Dabei kann beispielsweise auch Excimerstrahlung zum Einsatz kommen, die beispielsweise eine Wellenlänge von 172 nm aufweisen kann . So kann die Excimerstrahlung etwa dazu dienen, eine Oberflächenschicht des aufgebrachten Druckmaterials aus zuhärten und im nachfolgenden Schritt das gesamte Druckmaterial mittels UV- Licht aus zuhärten . Durch diese Maßnahme stellt sich in der Oberflächenschicht ein anderes Verformungsverhalten ein als in den darunterliegenden Schichten, was zu einer Topographie in der Deckschicht und somit zu einem verminderten Glanzgrad führt . Auf diese Weise kann der (matte ) Glanzgrad des auf getragenen Druckmaterials weiter reduziert und gezielt beeinflusst werden .
Im Rahmen der Erfindung sind darüber hinaus auch andere Maßnahmen zur Beeinflussung des Glanzgrades bzw . zur Erzielung einer Topographie des aufgebrachten Druckmaterials möglich, beispielsweise auch andersartige Bestrahlungen, mechanische Einwirkung oder auch ein gezieltes Betreiben der Druckeinheiten 10 oder 20 derart , dass sich eine Topographie einstellt . Derartige Einstellungen sind insbesondere dann sinnvoll , wenn besonders niedrige Glanzgrade erwünscht sind .
Wie in Fig . 1 zu erkennen ist , umfasst die Vorrichtung 1 in der vorliegenden Aus führungs form ferner eine Fügeeinrichtung 40 zum Anbringen des Beschichtungsmaterials 4 an dem Werkstück 2 . Es ist j edoch zu beachten, dass die Fügeeinrichtung 40 optional ist und beispielsweise auch in einer separaten Vorrichtung vorgesehen sein kann . Die Fügeeinrichtung 40 umfasst in der vorliegenden Aus führungs form eine Andruckrolle 42 sowie eine Energiequelle 44 , wie etwa eine Heißluftquelle , einen Laser, eine Infrarotquelle , eine Mikrowellenquelle , eine Plasmaquelle oder dergleichen . Die Energiequelle 44 kann dazu dienen, die der Energiequelle 44 zugewandten Seite des Beschichtungsmaterials 4 zu aktivieren (haftend zu machen) . Zu diesem Zweck kann das Beschichtungsmaterial 4 mit einem entsprechenden Haftmittel vorbeschichtet sein oder aus einem geeigneten Material bestehen, das durch Energiebeaufschlagung haftende Eigenschaften entfaltet .
Alternativ oder zusätzlich kann die Fügeeinrichtung 40 auch eine Haftmittelauftragsrolle 46 aufweisen, mittels der ein Haftmittel wie beispielsweise Hotmelt auf die dem Werkstück 2 ' zugewandte Seite des Beschichtungsmaterials 4 aufgetragen werden kann . Die Energiequelle 44 kann dann entweder passiv sein oder dazu verwendet werden, das aufgetragene Haftmittel aktiviert zu halten oder noch weiter zu aktivieren . Die Andruckrolle dient dann dazu, das mit einem aktivierten Haftmittel zugeführte Beschichtungsmaterial 4 an das Werkstück 2 ' anzudrücken und somit anzubringen .
Ferner umfasst die Vorrichtung 1 in der vorliegenden Aus führungs form noch eine Erfassungseinheit 50 zum Erfassen des Glanzgrades des bedruckten und zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtungsmaterials 4 . Bei der Erfassungseinheit 50 kann es sich beispielsweise um eine Kamera oder um einen Sensor handeln, der geeignet ist , Parameter wie den Glanzgrad, das Farbspektrum, etc . des bedruckten Beschichtungsmaterials 4 zu erfassen .
Die Erfassungseinheit 50 ist mit einer Steuereinrichtung 60 , beispielsweise einer Maschinensteuerung, verbunden, die ihrerseits auch mit der Fördereinheit 6 , den Druckeinheiten 10 , 20 und der Aushärteeinheit 30 verbunden sein kann . Auf diese Weise wird die Steuereinrichtung 60 in die Lage versetzt , die Druckeinheiten 10 , 20 auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses der Erfassungseinheit 50 zu steuern . Somit wird ermöglicht , nicht nur die tatsächlich erreichten Glanzgrade oder Farbspektren des bemusterten Beschichtungsmaterials 4 zu erfassen, sondern bei Soll-/ I st- Abweichungen auch auf mindestens eine der Druckeinheiten 10 , 20 und/oder die Aushärteeinheit 20 einzuwirken . Gegebenenfalls können auch andere Maschinenparameter korrigiert werden, wie beispielsweise die Fördergeschwindigkeit der Fördereinheit 6 .
Insgesamt kann somit ein Werkstück 2 bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mittels der Fördereinheit 6 eingefördert und im Bereich der Fügeeinheit 40 mit einem Beschichtungsmaterial 4 versehen werden . Anschließend erreicht das Werkstück 2 die Druckeinheiten 10 , 20 und wird dort im Bereich des Beschichtungsmaterials 4 mit einem oder mehreren Druckmaterialien bemustert , wobei zumindest die zweite ( letzte ) Druckeinheit 20 ein mattes und bevorzugt transparentes Druckmaterial ausgibt . Anschließend wird das aufgebrachte Druckmaterial im Bereich der Aushärteeinheit 30 ausgehärtet bzw . getrocknet , woraufhin beispielsweise der Glanzgrad des aufgebrachten Druckmaterials mittels der Erfassungseinheit 50 erfasst wird . Das Erfassungsergebnis der Erfassungseinheit 50 wird an die Steuereinheit 60 weitergegeben, die auf dieser Grundlage den weiteren Betrieb der Vorrichtung 1 steuert .
In einem nächsten Schritt durchläuft ein nachfolgendes Werkstück 2 ' prinzipiell denselben Ablauf , wobei j e nach Bedarf mit anderen Parametern gearbeitet werden kann, um dem nachfolgenden Werkstück 2 ' die gewünschte Bemusterung zu verleihen . So kann beispielsweise mit anderen Druckmaterialien gearbeitet werden, oder es kann bei Bedarf auch nur mit der ersten Druckeinheit 10 gearbeitet werden, sodass gegebenenfalls bei Bedarf auch glänzende Bemusterungen auf getragen werden können . Ferner kann auch die
Aushärteeinheit mit unterschiedlichen Betriebsparametern arbeiten, um bei unterschiedlichen Werkstücken und bei Bedarf auch innerhalb einzelner Werkstücke unterschiedliche Eigenschaften wie insbesondere Glanzgrade zu bewirken .

Claims

ANSPRÜCHE Verfahren zum Bemustern eines Werkstücks (2) , das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoff oder Kunststoff besteht, mit den Schritten:
Bereitstellen eines Werkstücks
Figure imgf000017_0001
eines
Beschichtungsmaterials (4) ,
Anbringen des Beschichtungsmaterials (4) an dem Werkstück (2) , insbesondere im Bereich einer Schmalfläche (2' ) des
Werkstücks (2) , und
Bedrucken des Beschichtungsmaterials (4) mit einem Druckmaterial mittels mindestens einer Druckeinheit (10, 20) , die nach dem Drop-on-Demand-Druckprinzip arbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmaterial matte Eigenschaften besitzt. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Druckmaterial zumindest im ausgehärteten oder getrockneten Zustand bei im wesentlichen gleichmäßiger Schichtdicke einen Glanzgrad nach ISO 2813 von höchstens 70 GU, bevorzugt höchstens 50 GU, besonders bevorzugt höchstens 30 GU aufweist . Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Druckmaterial Tinte und/oder Lack aufweist und bevorzugt transparent ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Druckmaterial nach dem Bedrucken mittels einer Aushärteeinheit (30) ausgehärtet wird, bevorzugt durch Bestrahlung, insbesondere durch UV-Strahlung. Verfahren nach Anspruch 4 , bei dem ein erstes Werkstück
( 2 ) mit einem ersten Wellenlängenspektrum und/oder Intensität bestrahlt wird und ein nachfolgendes zweites Werkstück ( 2 ' ) mit einem zweiten Wellenlängenspektrum und/oder Intensität bestrahlt wird, so dass der bedruckte Bereich des ersten Werkstücks ( 2 ) einen anderen Glanzgrad aufweist als der bedruckte Bereich des zweiten Werkstücks ( 2 ’ ) . Verfahren nach Anspruch 4 oder 5 , bei dem beim Aushärten zumindest teilweise Excimerstrahlung verwendet wird, die bevorzugt eine Wellenlänge im Bereich von 150 bis 190 nm aufweist . Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 , bei dem das Aushärten des Druckmaterials nach dem Bedrucken zumindest teilweise in einer inerten Umgebung stattfindet , insbesondere in einer Stickstof fumgebung . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei dem die Oberfläche des Druckmaterials mit einer
Topographie versehen wird, um deren Glanzgrad zu vermindern und/oder Haptik zu beeinflussen . Verfahren nach Anspruch 8 , bei dem die Topographie durch Bestrahlung und/oder mechanische Bearbeitung der Oberfläche des Druckmaterials erfolgt . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , bei dem das Beschichtungsmaterial ( 4 ) mehrfach nacheinander mit einem Druckmaterial nach dem Drop-on-Demand- Druckprinzip bedruckt wird und bei zumindest einem Druckvorgang, insbesondere dem letzten Druckvorgang, mattes Druckmaterial verwendet wird . Vorrichtung ( 1 ) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche , die aufweist : mindestens eine Druckeinheit (10, 20) zum Bedrucken des Beschichtungsmaterials (4) mit einem Druckmaterial, die nach dem Drop-on-Demand-Druckprinzip arbeitet, eine Fördereinheit (6) zum Herbeiführen einer
Relativbewegung zwischen der mindestens einen
Druckeinheit (2) und dem Beschichtungsmaterial (4) , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Druckeinheit (20) einen Vorrat (24) an Druckmaterial aufweist, das von der Druckeinheit (20) zum Bedrucken verwendbar ist und matte Eigenschaften besitzt. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der eine Aushärteeinheit (30) zum Aushärten des Druckmaterials nach dem Bedrucken vorgesehen ist, die bevorzugt Strahlung, insbesondere UV-Strahlung, ausgibt. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei der eine
Fügeeinrichtung (40) zum Anbringen des
Beschichtungsmaterials (4) an dem Werkstück (2) vorgesehen ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei der mindestens zwei Druckeinheiten (10, 20) vorgesehen sind, die eingerichtet sind, das Beschichtungsmaterial (4) nacheinander zu bedrucken, wobei zumindest die für den letzten Druckvorgang eingerichtete Druckeinheit (20) Zugriff auf mattes Druckmaterial besitzt. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der eine Erfassungseinheit (50) vorgesehen ist, die eingerichtet ist, zumindest den Glanzgrad des bedruckten und bevorzugt zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtungsmaterials (4) zu erfassen. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei der eine Steuereinrichtung (60) vorgesehen ist, die mit der mindestens einen Druckeinheit (10, 20) und der Erfassungseinheit (50) verbunden und eingerichtet ist, die mindestens eine Druckeinheit (10, 20) auf der
Grundlage eines Erfassungsergebnisses der
Erfassungseinheit (50) zu steuern.
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