CH708805B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen einer vorgegebenen Oberflächenstruktur in einer flächigen Materialportion. - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Erzeugen einer vorgegebenen Oberflächenstruktur in einer flächigen Materialportion (1) aus einem elastischen Material wird zunächst die flächige Materialportion (1) verformt, wobei eine der herzustellenden Oberflächenstruktur entsprechende Verformung erzeugt wird. Anschliessend wird die verformte flächige Materialportion (1) durch ein materialabtragendes Verfahren und/oder ein Schneidverfahren bearbeitet, derart, dass Abschnitte der Materialportion, welche eine Bearbeitungsfläche durchdringen, von der Materialportion entfernt werden. Nach der elastischen Rückkehr der flächigen Materialportion (1) in ihre ursprüngliche Form weist die Materialportion (1) die vorgegebene Oberflächenstruktur auf. Das Verfahren ermöglicht auch das Erzeugen von Oberflächenstrukturen in elastischen Materialien, darunter solchen, welche als Nutzschicht von Bodenbelägen geeignet sind.

Description

Beschreibung Technisches Gebiet [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen einer vorgegebenen Oberflächenstruktur in einer flächigen Materialportion. Sie betrifft weiter die Anwendung eines solchen Verfahrens zum Erzeugen von Oberflächenstrukturen in der Nutzschicht eines Bodenbelags.

Stand der Technik [0002] Verschiedene Verfahren zum Strukturieren von Oberflächen, d.h. zum Erzeugen von gegenüber einer Ebene erhabenen und/oder vertieften Bereichen in der Oberfläche einer Materialportion, sind bekannt. Derartige Oberflächenstrukturen sind beispielsweise in der Nutzoberfläche von Bodenbelägen erwünscht, um eine gewisse optische Anmutung zu erreichen, die sich durch andere Techniken, wie beispielsweise Bedrucken, nicht erreichen lässt. Bei Laminatfussböden werden Oberflächenstrukturen namentlich zur Nachbildung einer gemaserten Holzoberfläche oder von Steinoberflächen eingesetzt. So kann eine Nutzoberfläche erzeugt werden, welche sich optisch nur schwer von einem Parkettboden unterscheiden lässt.

[0003] Zur Herstellung von derartigen Oberflächenstrukturen weit verbreitet sind Prägeverfahren. Ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines dekorativen Laminatbretts ist beispielsweise in der DE 10 2004 056 768 A1 (Pergo (Eu-rope) AB) beschrieben: Dabei wird zunächst ein Dekorpapier in Form eines Gewebes oder einer Materialbahn als Oberflächenlage auf einer Basislage platziert. Das Dekorpapier ist mit mehreren Dekorabschnitten versehen, von denen jeder ein Dekor eines dekorativen Panels bilden soll. Anschliessend werden das Dekorpapier und die Basislage durch Pressen unter erhöhtem Druck verbunden. Das Laminatbrett wird dann zwischen mehreren Walzen gewalzt. Die mehreren Walzen umfassen mehrere Strukturwalzen auf der Dekorseite des Laminatbretts und zumindest eine Gegenhaltewalze auf der Unterseite des Laminatbretts. Jede der Strukturwalzen prägt also einen vorbestimmten Bereich des Laminatbretts. Bekannt ist auch das Verpressen zwischen ebenen Platten.

[0004] Prägeverfahren sind gut geeignet für Materialien, welche sich aufgrund ihrer Plastizität dauerhaft verformen lassen, wie z.B. Papier, Karton, Metallbleche o.Ä. Sollen jedoch Oberflächenstrukturen in elastischen Materialien erzeugt werden, versagen herkömmliche Prägeverfahren. Das elastische Material kehrt nach der Prägung mehr oder weniger vollständig in seine ursprüngliche Form zurück, so dass die eingeprägte Struktur wieder verloren geht. Deshalb ist es beispielsweise mit den in der Laminatfussbodenherstellung verwendeten Verfahren nicht ohne weiteres möglich, Oberflächenstrukturen in anderen als Nutzschicht für Bodenbeläge geeigneten, elastischen Materialien wie Kork, Linoleum oder gewissen Kunststoffen wie PVC, Polyolefinen oder Vinyl zu erzeugen.

[0005] Die WO 01/96 689 A1 (Unilin Benheer/Flooring Industries) schlägt vor, auf einem aus harten Platten mit einer laminierten Struktur bestehenden Bodenbelag eine bedruckte dekorative Schicht mit einem Holzmuster auszubilden. Darauf wird eine transparente Schicht aus synthetischem Material aufgebracht, in welcher Vertiefungen eingeformt sind, die im Wesentlichen dem Holzmuster folgen. Das Einformen erfolgt beispielsweise mittels eines Pressverfahrens.

[0006] Grundsätzlich wäre dieses Verfahren auch bei einem Bodenbelag mit einer elastischen Nutzschicht einsetzbar. Es wird aber nicht die eigentliche Nutzschicht mit einer Oberflächenstruktur versehen, sondern eine darauf aufgebrachte plastische Schicht wird strukturiert. Das Aufbringen einer zusätzlichen Schicht ist jedoch oft nicht erwünscht und kann hinsichtlich Ästhetik und/oder Nutzeigenschaften nachteilig sein.

Darstellung der Erfindung [0007] Aufgabe der Erfindung ist es, ein dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörendes Verfahren zu schaffen, mit welchem Oberflächenstrukturen auch in einem elastischen Material erzeugt werden können.

[0008] Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung umfasst das Verfahren folgende Schritte: a) Verformen der flächigen Materialportion aus elastischem Material zur Erzeugung einer der herzustellenden Oberflächenstruktur entsprechenden Verformung; b) Bearbeitung der verformten flächigen Materialportion durch ein materialabtragendes Verfahren und/oder ein Schneidverfahren, derart, dass Abschnitte der Materialportion, welche eine Bearbeitungsfläche durchdringen, von der Materialportion entfernt werden, so dass nach elastischer Rückkehr der flächigen Materialportion in ihre ursprüngliche Form die Materialportion die vorgegebene Oberflächenstruktur aufweist.

[0009] Als flächige Materialportionen werden im Folgenden Materialstücke verstanden, deren Dicke deutlich geringer ist als die Ausdehnung in den weiteren Dimensionen. Beispielsweise beträgt die Dicke höchstens 2 % der nächst ausgedehnteren Dimension (Länge bzw. Breite). Unter der Hauptfläche der Materialportion wird im Folgenden die Fläche grösster

Ausdehnung verstanden. Im Rahmen der Erfindung bearbeitete Materialportionen können insbesondere eine konstante Dicke aufweisen. Bei konstanter Materialdicke ergeben sich zwei parallele Hauptflächen im Abstand der Materialdicke.

[0010] Elastische Materialien sind Materialien, die reversibel auf eine einwirkende Kraft reagieren, die also nach einer erfolgten Verformung (innerhalb der Elastizitätsgrenze) wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehren. Diese Rückkehr kann je nach Material mehr oder weniger Zeit in Anspruch nehmen. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für die Bearbeitung von Materialien geeignet, welche sich nicht durch übliche Prägeverfahren dauerhaft strukturieren lassen.

[0011] Die Verformung der flächigen Materialportion wird in Bezug auf die Stärke der Verformung (Amplitude) und die räumliche Verteilung so gewählt, dass nach der Bearbeitung der verformten Materialportion durch das materialabtragende Verfahren und/oder das Schneidverfahren und die Rückkehr in die ursprüngliche Form die Materialportion die vorgegebene Oberflächenstruktur aufweist. Wie weiter unten ausgeführt, sind verschiedene Schneid- bzw., materialabtragende Verfahren möglich - die Verformung muss dem verwendeten Verfahren Rechnung tragen. Ferner wird insbesondere die Amplitude der Verformung dem verwendeten Material, insbesondere dessen elastischen Eigenschaften, und dem zeitlichen Abstand zwischen Verformung und weiterer Bearbeitung angepasst.

[0012] Materialabtragende Verfahren oder Schneidverfahren umfassen u. a. Schleif-, Hobel- oder Fräsverfahren mit feststehenden, rotierend oder linear bewegten Werkzeugen und Schneidverfahren mit feststehenden oder bewegten Schneidmessern.

[0013] Bei der Bearbeitungsfläche handelt es sich um eine Fläche im Raum, in welcher die Bearbeitung durch das Schneid- oder materialabtragende Verfahren stattfindet. Die Bearbeitungsfläche ist in Bezug auf die bearbeitete Materialportion zu verstehen. Sie ist durch die Position von Werkzeug und Materialportion sowie die relative Bewegung dieser Elemente zueinander bestimmt. So kann die Bearbeitungsfläche durch die Position und Bewegung eines im Rahmen der Bearbeitung bewegten Werkzeugs oder auch durch die Position eines feststehenden Werkzeugs und die relative Bewegung der Materialportion definiert sein. Schliesslich kann sich die Bearbeitungsfläche auch erst durch das Zusammenwirken eines bewegten Werkzeugs mit der bewegten Materialportion ergeben.

[0014] Im Gegensatz zu einem Prägeverfahren lassen sich mit dem erfindungsgemässen Verfahren auch elastische Materialien, auch solche mit hoher Elastizität, bearbeiten, weil die Profilierungen durch das zumindest bereichsweise Entfernen von Material erfolgt. Das erfindungsgemässe Verfahren ist auch für die grossflächige industrielle Anwendung geeignet und lässt sich wie unten dargestellt im Rahmen eines kontinuierlichen Prozesses durchführen.

[0015] Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zum Erzeugen einer vorgegebenen Oberflächenstruktur in einer flächigen Materialportion aus einem elastischen Material umfasst a) ein Formwerkzeug zum Verformen der flächigen Materialportion zur Erzeugung einer der herzustellenden Oberflächenstruktur entsprechenden Verformung; b) eine Bearbeitungseinrichtung zur Bearbeitung der verformten flächigen Materialportion durch ein materialabtragendes Verfahren und/oder ein Schneidverfahren, derart, dass Abschnitte der Materialportion, welche eine Bearbeitungsfläche durchdringen, von der Materialportion entfernt werden, wobei die Bearbeitungseinrichtung unmittelbar folgend auf das Formwerkzeug angeordnet ist, so dass nach elastischer Rückkehr der flächigen Materialportion in ihre ursprüngliche Form die Materialportion die vorgegebene Oberflächenstruktur aufweist.

[0016] Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Vorrichtung lassen sich mit Vorteil zur Bearbeitung einer flächigen Materialportion einsetzen, die aus einem Korkmaterial besteht. Es ist bekannt, derartige Materialien als Nutzfläche von Fussbodenbelägen einzusetzen. Dazu wird Kork, z.B. Reste aus der Flaschenkorken-Herstellung, zu einem Granulat zermahlen und anschliessend zusammen mit einem Klebstoff unter Hitze verpresst. Aus den entstehenden Materialblöcken werden durch Abschälen dünne Korkschichten erzeugt, die miteinander und gegebenenfalls mit Schichten aus anderen Materialien zu einem mehrschichtigen Bodenbelag verbunden werden. Ein Kork-Bodenbelag fühlt sich aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit stets warm an und bietet aufgrund seiner Elastizität einen guten Trittkomfort.

[0017] Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Nutzschicht des Kork-Fussbodenbelags optisch zu verändern. So kann die Schicht eingefärbt und anschliessend mit einem Siegellack behandelt werden. Auch das Ölen oder Wachsen ist möglich. Trotzdem sind die Beeinflussungsmöglichkeiten beschränkt. Das erfindungsgemässe Verfahren schafft in dieser Hinsicht neue Möglichkeiten, indem es die Erzeugung von Oberflächenstrukturen in der Nutzschicht eines Bodenbelags ermöglicht, wobei die Nutzschicht u. a. aus Kork gefertigt sein kann. Das Verfahren ist aber nicht auf Strukturierungen zur Veränderung des ästhetischen Eindrucks beschränkt. Eingebrachte Strukturierungen können auch funktionelle Aspekte haben, z.B. die Verbesserung der Rutschhemmung.

[0018] Nebst Kork lassen sich auch andere Materialien mit dem erfindungsgemässen Verfahren bearbeiten, darunter auch andere als Nutzschicht von Bodenbelägen geeignete Materialien, wie z.B. Linoleum oder entsprechende Kunststoffe.

[0019] Bevorzugt ist die Bearbeitungsfläche eine parallel zu einer Hauptfläche der verformten flächigen Materialportion verlaufende Ebene. Die Verformung der Materialportion erfolgt in der Regel so, dass eine maximale Amplitude der Verfor mung geringer ist als die minimale Dicke der Materialportion. Die Hauptfläche ist somit auch nach erfolgter Verformung noch definiert, mathematisch entspricht sie einer Ebene, für welche das Flächenintegral über das Quadrat des Abstands zwischen der Ebene und der verformten Materialportion, gemessen senkrecht zur Ebene, minimal ist. Aufgrund der verhältnismässig geringen Amplitude der Verformung im Verhältnis zur flächigen Ausdehnung der Materialportion ist es in der Regel nicht notwendig, im Rahmen der praktischen Anwendung diese Definition heranzuziehen.

[0020] Der Materialabtrag bzw. der Schnitt entlang der Bearbeitungsfläche führt somit zu einer Strukturierung der Oberfläche der Materialportion, ohne dass Löcher entstehen. Bei einer Materialportion konstanter Dicke wird die maximale Amplitude so gewählt, dass sie der Differenz zwischen der ursprünglichen Materialdicke und der minimalen Materialdicke der bearbeiteten Materialportion entspricht.

[0021] Eine Bearbeitung in einer Ebene lässt sich mit Hilfe von einfachen Werkzeugen und in hoher Geschwindigkeit bewerkstelligen. Eine aufwändige Steuerung der Werkzeugposition erübrigt sich.

[0022] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bearbeitungsfläche derart gewählt, dass sie entlang einer gesamten Ausdehnung der verformten flächigen Materialportion innerhalb der verformten flächigen Materialportion liegt, so dass die Materialportion in zwei Teilportionen reduzierter Dicke zerschnitten wird. Die Materialportion wird also beispielsweise in einer Ebene parallel zu ihrer Hauptfläche, z.B. bei halber Materialdicke zerschnitten. Es ergeben sich somit zwei Teilportionen mit derselben Länge und Breite aber im Wesentlichen halbierter Dicke. Somit lässt sich in derselben Zeit die doppelte Fläche an strukturiertem Material hersteilen, wobei bei vorgegebener Dicke des bearbeiteten Materials lediglich die anfängliche Dicke der Materialportion doppelt so gross gewählt werden muss.

[0023] Alternativ erfolgt ein Schnitt bzw. ein Materialabtrag im Bereich einer Oberfläche einer Hauptfläche der Materialportion, d.h., Material wird einseitig und gegebenenfalls nur bereichsweise abgetragen.

[0024] Bevorzugt wird zum Bearbeiten der verformten flächigen Materialportion ein Schneidverfahren eingesetzt, wobei eine Schneidebene des Schneidmessers der Bearbeitungsfläche entspricht. Schneidverfahren sind zur Bearbeitung vieler elastischer Materialien, z.B. von Kork, gut geeignet.

[0025] Mit Vorteil umfasst eine entsprechende Bearbeitungseinrichtung ein Endlos-Messerband, dessen Schneidebene der Bearbeitungsfläche entspricht. Entsprechende Vorrichtungen sind beispielsweise aus der Herstellung von Kork-Bodenbelägen bekannt, bei welcher sie zum Abschälen der Korkschichten von Korkkörpern (in der Regel Blöcke oder Zylinder) eingesetzt werden. In der Regel liegt die Bewegungsrichtung des Messerbands senkrecht zu einer Förderrichtung der Korkschicht.

[0026] Alternativ können andere Bearbeitungsverfahren eingesetzt werden, bei der einseitigen Bearbeitung beispielsweise Schleifverfahren, bei welchen die Bearbeitungsfläche der durch die Schleifmittel (z.B. Bänder, Scheiben usw.) gebildeten Ebene entspricht.

[0027] Mit Vorteil erfolgt das Verformen der flächigen Materialportion durch Anpressen an eine strukturierte Fläche. Das Formwerkzeug umfasst entsprechend eine strukturierte Oberfläche sowie eine Einrichtung zum Anpressen der flächigen Materialportion an die strukturierte Oberfläche. Dadurch lässt sich eine genau definierte Verformung erreichen.

[0028] Die strukturierte Oberfläche kann Erhebungen umfassen und/oder Vertiefungen bzw. durchgehende Öffnungen. Das Anpressen kann beispielsweise durch mechanische Mittel oder durch Druckluft (mit Unter- und/oder Überdruck) erfolgen.

[0029] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die strukturierte Oberfläche auf dem Mantel einer drehbaren Trommel ausgebildet. Bei Zuführung einer endlosen (bandartigen) Materialportion ermöglicht dies auf einfache Weise eine kontinuierliche Produktion. Der Trommeldurchmesser kann der Ausdehnung des sich periodisch wiederholenden Grundmusters angepasst werden.

[0030] Alternativ wird beispielsweise eine strukturierte Platte eingesetzt. Diese kann mit einer kontinuierlich geförderten Materialportion mitlaufen, oder die Materialportion wird regelmässig gestoppt und nach erfolgter Verformung im verformten Zustand zur Bearbeitungsstation weitergefördert.

[0031] Das Anpressen kann jeweils einseitig erfolgen, oder es werden zwei komplementär strukturierte Elemente, z.B. Zylinder oder Platten, eingesetzt, welche beidseitig verformend auf die Materialportion einwirken.

[0032] Bei einer möglichen, konstruktiv einfachen und entsprechend kostengünstigen Ausführungsform der Erfindung wird eine endlose (bandartige) Materialportion mit einer ersten Hauptfläche über die Mantelfläche einer strukturierten drehbaren Trommel geführt, wobei die Mantelfläche der zu erzeugenden Struktur entsprechende Vertiefungen aufweist. Ein Schleifmittel, insbesondere ein Schleifband, wirkt mit einem gewissen Anpressdruck auf die zweite Hauptfläche der Materialportion ein. Aufgrund dieses Anpressdrucks und der Vertiefungen im Trommelmantel wird die Materialportion verformt, und es findet an verschiedenen Stellen der Materialportion ein unterschiedlicher Materialabtrag durch das Schleifmittel statt, wodurch die vorgegebene Oberflächenstruktur erzeugt wird. Es ist zu beachten, dass die Tiefe der Vertiefungen im Trommelmantel nicht zwingend der Tiefe der in der Materialportion zu erzeugenden Strukturen entsprechen muss, aufgrund der Verformbarkeit der Materialportion und der Materialspannung wird eine maximale Amplitude der Verformung auch bei grösseren Tiefen beschränkt sein.

[0033] Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Einrichtung zum Anpressen eine Vakuumeinrichtung zum Ansaugen der Materialportion an die strukturierte Oberfläche. Dadurch lässt sich auf einfache Weise die gewünschte Verformung erreichen, unabhängig davon, ob die Struktur der strukturierten Oberfläche durch Erhebungen, Vertiefungen und/oder Öffnungen gebildet ist.

[0034] Alternativ kann die Verformung auch auf andere Weise stattfinden, z.B. indem die flächige Materialportion an einer Mehrzahl von beabstandeten Angreifpunkten erfasst wird und diese Angreifpunkte anschliessend bewegt werden, um die gewünschte Verformung zu erreichen.

[0035] Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemässen Verfahrens wird nach elastischer Rückkehr der flächigen Materialportion in ihre ursprüngliche Form eine Oberfläche der Materialportion mit der erzeugten Oberflächenstruktur mit einem Muster bedruckt, wobei das Muster und die Oberflächenstruktur aufeinander ausgerichtet sind. Dadurch lässt sich die optische Wirkung steigern und es ergeben sich zusätzliche Möglichkeiten zur Beeinflussung des ästhetischen Eindrucks des bearbeiteten Materials. Beispielsweise lässt sich eine Oberflächenstruktur erzeugen, die der Struktur einer natürlichen Oberfläche entspricht, während durch das Bedrucken auch die Farben der natürlichen Oberfläche reproduziert werden.

[0036] Bevorzugt erfolgt das Bedrucken mittels eines Tintenstrahl-Druckverfahrens. Als berührungsloses Druckverfahren ist es besonders gut zum Bedrucken der mit der Oberflächenstruktur versehenen Oberfläche geeignet. Es lässt sich zudem kostengünstig und grossflächig einsetzen, wobei der Art der zu erzeugenden Bedruckung kaum Grenzen gesetzt sind.

[0037] Bevorzugt ist die Bearbeitungseinrichtung unmittelbar folgend auf das Formwerkzeug angeordnet. Die Bearbeitung kann somit erfolgen, bevor die verformte Materialportion wieder in ihre ursprüngliche Form zurückgekehrt ist. Bei der Verwendung zweier miteinander wechselwirkende drehbare, strukturierte Trommeln befindet sich das Bearbeitungswerkzeug beispielsweise unmittelbar nach derjenigen Stelle, wo die Materialportion die Verformungsstelle zwischen den Trommeln verlässt. Wird eine einzige Vakuumtrommel oder eine Vakuumplatte verwendet, kann das Bearbeitungswerkzeug, insbesondere ein einseitig einwirkendes, sogar mit der Materialportion Zusammenwirken, während diese noch an der Vakuumtrommel bzw. Vakuumplatte festgehalten ist.

[0038] Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0039] Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1,2 einen schematischen Querschnitt durch eine verarbeitete Materialportion vor und nach der Verfor mung;

Fig. 3A den Bearbeitungsschritt gemäss einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens;

Fig. 3B das Ergebnis des Bearbeitungsschritts;

Fig. 4A den Bearbeitungsschritt gemäss einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens;

Fig. 4B das Ergebnis des Bearbeitungsschritts;

Fig. 5A bis C eine Detailansicht der Schritte der zweiten Ausführungsform;

Fig. 6A, B eine schematische Draufsicht auf eine verarbeitete Materialportion im verformten und im bearbeiteten Zustand; und

Fig. 7A, B eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Erzeugen einer Oberflächenstruktur.

[0040] Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung [0041] Zwei Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens sind im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 5 dargestellt. Die Fig. 1 und 2 zeigen einen schematischen Querschnitt durch eine verarbeitete Materialportion vor und nach der Verformung. Bei der Materialportion 1 handelt es sich im dargestellten Beispiel um eine Lage aus Kork mit konstanter Dicke, z.B. 3 mm. Verwendet wird insbesondere eine Lage, welche aus Korkgranulat geringer Korngrösse hergestellt worden ist, so dass eine glatte Oberfläche resultiert, die nach der erfindungsgemässen Erzeugung von Oberflächenstrukturen bedruckbar ist und im Wesentlichen die durch die erfolgte Strukturierung erhaltene Oberfläche zeigt, ästhetisch unbeeinflusst von der Körnigkeit des Granulats.

[0042] Beide Hauptflächen 2, 3 sind eben. Durch die Verformung wird die Lage als Ganzes verformt, so dass die Dicke der Materialportion weiterhin konstant ist, während ihre Mittelebene einer bestimmten vorgegebenen, nicht ebenen Fläche folgt. Diesen Verlauf zeigen auch beide Hauptflächen 2, 3. Relativ zu einer gedachten Ebene weisen sie also erhabene und vertiefte Bereiche auf. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Amplitude der Verformung vergleichsweise klein, ihr Maximum unterschreitet 10% der Materialdicke.

[0043] Gemäss einer ersten Ausführungsform des Verfahrens wird nun, wie in der Fig. 3A dargestellt, die verformte Materialportion 1 dadurch bearbeitet, dass im Bereich einer ersten der Hauptflächen 2 ein ebener Schnitt 4 durch die gesamte Materialportion 1 ausgeführt wird.

[0044] Die Schnittposition ist so gewählt, dass die erhabenen Bereiche von der Materialportion 1 abgetrennt werden. Alternativ können die erhabenen Bereiche auch durch ein Schleifverfahren abgetragen werden. Das Ergebnis zeigt die Fig. 3B: Nach der elastischen Rückkehr der Materialportion 1 in ihre ursprüngliche Form weist diese an den zunächst erhabenen und im Rahmen des Bearbeitungsschritts abgetrennten Stellen Vertiefungen auf. Die Gesamtdicke der Materialportion 1 ist aber aufgrund der geringen Amplitude der Verformung praktisch unverändert.

[0045] Gemäss einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens wird, wie in der Fig. 4A dargestellt, die verformte Materialportion 1 dadurch bearbeitet, dass im Bereich der Mitte der Materiallage ein Schnitts durch die gesamte Materialportion 1 ausgeführt wird. Die Dicke der Materialportion 1 wird dadurch ungefähr halbiert und es resultieren wie in der Fig. 4B dargestellt zwei Materialportionen 1a, 1b mit jeweils einer Oberflächenstruktur, wobei die eine Oberflächenstruktur das Negativ der anderen darstellt.

[0046] Die Fig. 5A bis C zeigen eine Detailansicht der Schritte der zweiten Ausführungsform anhand einer anderen zu erzeugenden Geometrie. In der Fig. 5A ist wiederum die noch unverarbeitete Materialportion 1 im Querschnitt gezeigt. Sie wird nun verformt, indem sie an eine strukturierte Platte 10 angedrückt wird. Wie in der Fig. 5B dargestellt, umfasst die strukturierte Platte (hier erhabene) Strukturen 11. Sie ist zudem mit einer Vielzahl durchgehender Öffnungen 12 versehen, welche sich durch die Platte 10 hindurch von deren Rückseite bis auf deren Vorderseite erstrecken. An diese Öffnungen 12 wird ein Unterdrück angelegt, so dass die Materialportion 1 an die strukturierte Platte 10 angesaugt wird und sich entsprechend verformt.

[0047] Als Nächstes wird nun der Schnitt 5 im Bereich der Mitte der Materialdicke durchgeführt, so dass die Materialportion in zwei Teile 1 a, 1 b mit im Wesentlichen halbierter Dicke aufgetrennt wird, vgl. Fig. 5C. Die beiden Teile 1 a, 1 b weisen nach ihrer elastischen Rückkehr in die ursprüngliche Form Strukturierungen entsprechend der vor dem Auftrennen hergestellten Verformung auf.

[0048] Die verarbeitete Korkschicht lässt sich - gegebenenfalls nach einem Druckprozess - insbesondere als Nutzschicht eines Bodenbelags einsetzen. Dazu wird die Korkschicht mit weiteren, in der Regel härteren Schichten verbunden.

[0049] Die Fig. 6A zeigt eine schematische Draufsicht auf eine verarbeitete Materialportion im verformten Zustand. Die hergestellten dreidimensionalen Verformungen sind durch gestrichelte Linien angedeutet. Es handelt sich dabei beispielsweise um Erhebungen, die durch Anpressen der Materialportion 1 an eine entsprechende strukturierte Fläche erzeugt werden. Die Fig. 6B zeigt eine schematische Draufsicht auf eine verarbeitete Materialportion im bearbeiteten Zustand, d.h. nach dem Schneid- oder materialabtragenden Prozessschritt. Wo Material abgetragen wurde, bleiben Vertiefungen übrig, hier durch durchgezogene Linien angedeutet.

[0050] Verschiedenste Strukturen sind denkbar, darunter geometrische Muster wie in der Fig. 6 angedeutet, aber auch der Natur nachgebildete Oberflächenstruktur, z.B. von Schiefergestein, diversen Hölzern oder anderen Materialien.

[0051] Die Fig. 7A, 7B zeigen eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Erzeugen einer Oberflächenstruktur. In diese ist um eine horizontale Achse 21 drehbar ein Zylinder 20 aus einem Korkmaterial eingespannt. In an sich bekannter Weise wird mit einem ersten Bandmesser 30 in einem kontinuierlichen Prozess eine Korkschicht 40 vom Zylinder 20 abgeschält. Dazu wird der Zylinder 20 um seine horizontale Achse 21 gedreht. Das Bandmesser 30 ist an sich bekannt. Es umfasst ein um zwei Walzen 31, 32 gelagertes und von diesen angetriebenes endloses Messerband 33, dessen Schneidkante sich parallel zur horizontalen Achse 21 des Zylinders 20 erstreckt. Weiter umfasst das Bandmesser 30 eine Schleifvorrichtung, welche die Schneidkante des Messerbands 33 während seines Umlaufs jeweils schleift. Die Vorrichtung weist weiter eine Zustellvorrichtung auf, so dass das Bandmesser 30 und der Zylinder 20 stets in einem vorgegebenen gegenseitigen Abstand bewegt werden können.

[0052] Die Korkschicht 40 wird über Umlenkwalzen 51,52 zwischen zwei Strukturzylinder 61,62 geführt (der obere Zylinder 61 ist in der Draufsicht der Fig. 7A zugunsten einer besseren Sicht auf den unteren Zylinder 62 und weitere Elemente weggelassen). Die beiden Strukturzylinder 61, 62 weisen auf ihrer Mantelfläche Strukturierungen mit Erhebungen und Vertiefungen auf, welche so ausgebildet sind, dass Vertiefungen der Struktur des ersten Strukturzylinders 61 Erhebungen der Struktur des zweiten Strukturzylinders 62 entsprechen und umgekehrt. Die beiden Strukturzylinder 61, 62 können somit synchron, aber gegenläufig um parallele Drehachsen 63, 64 rotiert werden, wobei zwischen den Mantelflächen der Strukturzylinder 61, 62 an der benachbarten Stelle stets ein Zwischenraum mit einem vorgegebenen konstanten Ouer-schnitt gebildet wird. Der Querschnitt ist dem Materialquerschnitt der Korkschicht 40 angepasst, dieser nimmt somit beim Transport zwischen den beiden Strukturzylindern 61,62 hindurch die von diesen vorgegebene Form an.

Claims (14)

1. [0053] Unmittelbar am Ausgang, hinter der benachbarten Stelle der beiden Strukturzylinder 61, 62, ist die Schneidkante eines zweiten Bandmessers 70 angeordnet. Auch dieses umfasst ein um zwei Walzen 71,72 gelagertes und von diesen angetriebenes endloses Messerband 73, dessen Schneidkante sich parallel zu den horizontalen Achsen 63, 64 der Strukturzylinder 61,62 erstreckt. Das zweite Bandmesser 70 trennt die Korkschicht 40 in zwei ungefähr gleich dicke Teilschichten 41,42 auf. Aufgrund der unmittelbar vorangehenden Einwirkung der Strukturzylinder 61,62 hat die Korkschicht 40 ihre ursprüngliche Form noch nicht wieder eingenommen, sie wird also in verformtem Zustand aufgeteilt, beide Teilschichten 41,42 weisen eine der Verformung entsprechende Strukturierung auf. [0054] Anschliessend werden die beiden Teilschichten 41, 42 über geeignete Umlenkwalzen von der Vorrichtung abgeführt. An die Vorrichtung zum Erzeugen der Oberflächenstrukturen schliesst sich eine an sich bekannte Tintenstrahl-Druck-einrichtung 80 zum Bedrucken der Oberflächen der Teilschichten 41,42 an. [0055] Mit der in der Fig. 7 dargestellten Vorrichtung lässt sich mit einer unterschiedlichen Einstellung des zweiten Bandmessers 70 auch das Verfahren gemäss der ersten Ausführungsform betreiben, wobei in diesem Fall nur die bearbeitete Korkschicht 40 abgefördert wird und Mittel zur Verfügung stehen, um das abgeschnittene Material zu sammeln und abzuführen. [0056] Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere das Verformen der Materialschicht und die anschliessende Bearbeitung können auf unterschiedliche Weise ausgeführt werden. So können für die Verformung auch einseitige Walzen verwendet werden, auf welche die Materialschicht aufgrund einer erzeugten Materialspannung und/oder mittels Vakuumeinrichtungen angedrückt werden. Anstelle von Walzen sind auch flache Strukturplatten einsetzbar. Das zweite Bandmesser kann durch andere Bearbeitungseinrichtungen ersetzt werden, z.B. Schleifwalzen für die einseitige Bearbeitung der Materialportion. [0057] Das Abschälen der Korkschicht und die nachfolgende Strukturierung der Oberfläche müssen nicht unmittelbar aufeinanderfolgend in einem kontinuierlichen Prozess erfolgen. Die Strukturierung kann auch ausgehend von bereits fertig hergestellten Korkschichten (oder anderen Materialschichten) erfolgen. [0058] Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Erfindung ein Verfahren bereitstellt, mit welchem Oberflächenstrukturen auch in einem elastischen Material erzeugt werden können. Patentansprüche

   1. Verfahren zum Erzeugen einer vorgegebenen Oberflächenstruktur in einer flächigen Materialportion aus einem elastischen Material, umfassend folgende Schritte: a) Verformen der flächigen Materialportion zur Erzeugung einer der herzustellenden Oberflächenstruktur entsprechenden Verformung; b) Bearbeitung der verformten flächigen Materialportion durch ein materialabtragendes Verfahren und/oder ein Schneidverfahren, derart, dass Abschnitte der Materialportion, welche eine Bearbeitungsfläche durchdringen, von der Materialportion entfernt werden, so dass nach elastischer Rückkehr der flächigen Materialportion in ihre ursprüngliche Form die Materialportion die vorgegebene Oberflächenstruktur aufweist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsfläche eine parallel zu einer Hauptfläche der verformten flächigen Materialportion verlaufende Ebene ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsfläche derart gewählt ist, dass sie entlang einer gesamten Ausdehnung der verformten flächigen Materialportion innerhalb der verformten flächigen Materialportion liegt, so dass die verformte Materialportion in zwei Teilportionen reduzierter Dicke zerschnitten wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bearbeiten der verformten flächigen Materialportion ein Schneidverfahren eingesetzt wird, wobei eine Schneidebene des Schneidmessers der Bearbeitungsfläche entspricht.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformen der flächigen Materialportion durch Anpressen an eine strukturierte Fläche erfolgt.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach elastischer Rückkehr der flächigen Materialportion in ihre ursprüngliche Form eine Oberfläche der Materialportion mit der erzeugten Oberflächenstruktur mit einem Muster bedruckt wird, wobei das Muster und die Oberflächenstruktur aufeinander ausgerichtet sind.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedrucken mittels eines Tintenstrahl-Druckverfahrens erfolgt.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Materialportion aus einem Korkmaterial besteht.
9. 9. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Erzeugen von Oberflächenstrukturen in der Nutzschicht eines Bodenbelags.
10. 10. Vorrichtung zum Erzeugen einer vorgegebenen Oberflächenstruktur in einer flächigen Materialportion aus einem elastischen Material, umfassend a) ein Formwerkzeug zum Verformen der flächigen Materialportion zur Erzeugung einer der herzustellenden Oberflächenstruktur entsprechenden Verformung; b) eine Bearbeitungseinrichtung zur Bearbeitung der verformten flächigen Materialportion durch ein materialabtragendes Verfahren und/oder ein Schneidverfahren, derart, dass Abschnitte der Materialportion, welche eine Bearbeitungsfläche durchdringen, von der Materialportion entfernt werden, wobei die Bearbeitungseinrichtung unmittelbar folgend auf das Formwerkzeug angeordnet ist, so dass nach elastischer Rückkehr der flächigen Materialportion in ihre ursprüngliche Form die Materialportion die vorgegebene Oberflächenstruktur aufweist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug eine strukturierte Oberfläche umfasst sowie eine Einrichtung zum Anpressen der flächigen Materialportion an die strukturierte Oberfläche.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche auf dem Mantel einer drehbaren Trommel ausgebildet ist.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Anpressen eine Vakuumeinrichtung zum Ansaugen der Materialportion an die strukturierte Oberfläche umfasst.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung ein Endlos-Messerband umfasst, dessen Schneidebene der Bearbeitungsfläche entspricht.