DE102008033248A1

DE102008033248A1 - Verfahren zum Lackieren eines Substrats mit einem strahlungshärtenden Lack

Info

Publication number: DE102008033248A1
Application number: DE102008033248A
Authority: DE
Inventors: Uwe Wagner
Original assignee: Duespohl Maschinenbau GmbH
Current assignee: Duespohl Maschinenbau GmbH
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2010-01-28
Also published as: EP2149402A1

Abstract

Verfahren zum Lackieren eines Substrats (14) mit einem strahlungshärtenden Lack (16), dadurch gekennzeichnet, daß der Lack (16) mit einer Schlitzdüse (22) auf das Substrat (14) aufgetragen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lackieren eines Substrats mit einem strahlungshärtenden Lack.
Wenn Profile wie beispielsweise Zierprofile für die Möbelindustrie und dergleichen mit einem Furnier, Papier, einer Folie oder dergleichen ummantelt werden, so wird häufig die Ummantelungsschicht nach dem Aufkleben auf das Profil mit einem strahlungshärtenden Lack, insbesondere einem UV-härtenden Lack lackiert. Der Lack wird dann beispielsweise mit einer Sprühdüse auf das ummantelte Profil aufgesprüht.
Bei einem anderen bekannten Verfahren, wird eine Lackschicht mit einer Walze auf die Oberfläche des Ummantelungsmaterials aufgerollt, bevor dieses Material auf das Profil aufgeklebt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das eine rationelle Herstellung dickerer Lackschichten mit hoher Oberflächengüte erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Lack mit einer Schlitzdüse auf das Substrat aufgetragen wird.
Wenn UV-härtende Lacke mit einer Walze auf das Substrat aufgetragen werden, so wird mit zunehmender Dicke der Lackschicht die Oberfläche der Lackschicht unebener, und diese Oberfläche nimmt eine Struktur an, die einer Apfelsinenhaut ähnelt. Um eine ästhetisch befriedigende glatte Oberfläche zu erhalten, müssen deshalb bisher mehrere verhältnismäßig dünne Lackschichten nacheinander aufgetragen werden, bis man die gewünschte Gesamtdicke erhält. Nach jedem Auftragschritt ist eine Strahlungsbehandlung erforderlich, damit die aufgetragene Schicht aushärten kann, bevor die nächste Schicht aufgetragen wird. Das herkömmliche Verfahren ist deshalb zeitraubend und kostspielig.
Die Erfindung hat demgegenüber den Vorteil, daß mit Hilfe der Schlitzdüse auch eine dickere Lackschicht in einem einzigen Lackiervorgang aufgetragen werden kann. Überraschenderweise hat sich nämlich gezeigt, daß bei Verwen dung einer Schlitzdüse auch bei dickeren Lackschichten kein ”Apfelsinenhauteffekt” eintritt. Die Erfindung erlaubt so eine rationelle Herstellung von verhältnismäßig dicken Lackschichten mit einer hohen Oberflächenqualität.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Wenn es sich bei dem zu lackierenden Substrat um ein Ummantelungsmaterial handelt, beispielsweise eine thermoplastische Folie, ein Papier oder ein Furnier, mit dem ein Profil ummantelt werden soll, so kann die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte, verhältnismäßig dicke Lackschicht dazu beitragen, das Ummantelungsmaterial zu stabilisieren. Durch geeignete Wahl der Lackrezeptur und/oder der Strahlungsbehandlung beim Aushärten der Lackschicht lassen sich die mechanischen Eigenschaften der Lackschicht so einstellen, daß das dünne Substrat eine hohe Reiß-, Bruch- und Kratzfestigkeit und eine im Hinblick auf das zu ummantelnde Profil optimale Biegesteifigkeit erhält.
Dadurch wird der Bereich der Anwendungsfälle erweitert, in denen zunächst der Lack auf das folien- oder furnierartige Substrat aufgetragen und durch Strahlungsbehandlung gehärtet werden kann, bevor die Profile mit dem lackierten Substrat ummantelt werden. Wenn die Profile auf zwei oder mehr Seiten zu ummanteln sind, die an einer scharfen oder verrundeten Kante aneinandergrenzen, oder wenn die zu ummantelnde Profiloberfläche ein Relief aufweist, erlaubt es die Flexibilität der Lackschicht, daß sich das Ummantelungsmaterial an die Profiloberfläche anpaßt, ohne daß Risse oder Brüche in dem Substrat oder der Lackschicht auftreten.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Lackieren eines Substrats; und
2 eine Detailansicht einer Schlitzdüse in der Anlage nach 1.
In 1 ist schematisch eine kombinierte Lackier- und Schneidvorrichtung 10 gezeigt die dazu dient, ein als Endlosbahn von einer Rolle 12 abgezogenes Substrat mit einem UV-härtenden Lack 16 zu lackieren und dann im gleichen Arbeitsgang der Länge nach in mehrere Streifen 18 aufzuteilen, die dann auf separate Rollen 20 aufgewickelt und für die weitere Verwendung zwischengelagert werden.
Bei dem Substrat 14 kann es sich beispielsweise um ein Ummantelungsmaterial wie etwa eine thermoplastische Folie, ein Furnier oder auch Papier handeln, mit dem Möbelprofile, Türzargenprofile oder dergleichen in einem nicht gezeigten späteren Schritt ummantelt werden sollen.
In der in 1 gezeigten Anlage passiert das von der Rolle 12 abgezogene Substrat 14 zunächst eine Schlitzdüse 22, die zum Auftragen des Lackes 16 auf das Substrat dient, und anschließend eine Bestrahlungsstation 24, in der die Lackschicht durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht zum Aushärten gebracht wird. Anschließend durchläuft das lackierte Substrat eine an sich bekannte Schneidstation 26, in der es in mehrere parallele Streifen 18 aufgeteilt wird. Obgleich im gezeigten Beispiel nur zwei Streifen 18 gezeigt sind, ist es in der Praxis selbstverständlich möglich, das Substrat nach dem Lackieren in eine größere Anzahl paralleler Streifen aufzuteilen, deren Breite jeweils an die Abmessungen der zu ummantelnden Profile angepaßt sind. Das ursprünglich von der Rolle 12 abgezogene Substrat 14 kann dabei eine relativ große Breite haben, beispielsweise eine Breite von 1300 mm.
In 2 ist der mit Hilfe der Schlitzdüse 22 ausgeführte Lackiervorgang näher dargestellt. Diese Schlitzdüse hat einen Schlitz 28, der sich quer über die gesamte Breite des Substrats 14 erstreckt und dessen Mündung auf die zu lackierende Oberfläche des Substrats gerichtet ist. Mit einer Pumpe 30 wird der flüssige Lack zu dem Schlitz 28 zugeführt. Die Dicke der Lackschicht wird maßgeblich durch den Durchsatz der Pumpe 30 bestimmt.
Die Schlitzdüse 22 ist so orientiert, daß der aus dem Schlitz 28 auftretende Lack annähernd rechtwinklig auf die Oberfläche des Substrats 14 austritt. Vorzugsweise ist die Schlitzdüse winkelverstellbar montiert, so daß die Austrittsrichtung leicht, beispielsweise in einem Bereich von ±5° um die Oberflächennormale des Substrats variiert werden kann, um die Austrittsbedingun gen besser an die Viskosität des Lackes, die Dicke der Lackschicht und die Transportgeschwindigkeit des Substrats anzupassen.
Wie in 2 zu erkennen ist, bildet die Schlitzdüse 22 auf der in Transportrichtung des Substrats 14 gesehen stromabwärtigen Seite des Schlitzes 28 eine Lippe 32, die dazu dient, den aus dem Schlitz 28 austretenden und durch Reibungs- und Adhäsionskräfte von dem durchlaufenden Substrat 14 mitgenommenen Lack zu verstreichen. Dadurch wird eine hohe Oberflächenqualität der Lackschicht erreicht. Auf der stromaufwärtigen Seite des Schlitzes 28 bildet sich dabei eine leichte Lackflotte 34, die jedoch durch die Bewegung des Substrats 14 daran gehindert wird, sich entgegen der Transportrichtung des Substrats weiter auszubreiten. In dem noch flüssigen Lack an der Mündung des Schlitzes 28 wird dadurch ein gewisser Druck aufrechterhalten, so daß der Lack in der Lage ist, die Bahn des Substrats 14 etwas auszulenken und von der Lippe 32 wegzudrücken, bis ein Gleichgewicht zwischen der aus dem Schlitz 28 austretenden Lackmenge und der als gleichmäßige Oberflächenschicht mit dem Substrat abtransportierten Lackmenge erreicht ist.
Die Schlitzdüse 22 kann folglich so gegen das Substrat 14 angestellt werden, daß die Bahn des Substrats etwas ausgelenkt wird und die Mündung der Schlitzdüse leicht umschlingt, wie in 2 zu erkennen ist.
Die Dicke der durch den Lack 16 auf dem Substrat gebildeten Schicht kann wesentlich größer sein als die Schichtdicke, die mit einem herkömmlichen Walzenauftragverfahren erreichbar ist, ohne daß die Oberflächenqualität der Lackschicht leidet. So lassen sich beispielsweise Lackschichten mit einem Flächengewicht von deutlich mehr als 30 g/m², beispielsweise 100 g/m² in einem einzigen Auftragvorgang erreichen. Durch die Lippe 32 der Schlitzdüse 22 wird dabei die obere Oberfläche der Lackschicht sauber verstrichen, so daß man eine äußerst ebene und glatte Lackoberfläche erhält.
Aufgrund der relativ großen Breite des Substrats 14 und der Schlitzdüse 22 und mit Hilfe der unmittelbar nachgeschaltete Schneidstation 26 ist es möglich mehrere Streifen 18 auf effiziente Weise zu lackieren und zuzuschneiden. Zugleich werden so Störungen in der Lackschicht minimiert, die leicht an den Rändern der Substratbahn auftreten könnten.
Die Strahlungsquellen in der Bestrahlungsstation 24 müssen auf beiden Seiten etwas über die Bahn des Substrats überstehen, damit der Lack 16 auch in den Randzonen vollständig ausgehärtet wird. Dadurch, daß zunächst ein relativ breites Substrat lackiert und bestrahlt wird und erst dann das Substrat in mehrere Streifen 18 mit der tatsächlich gewünschten Breite aufgeteilt wird, kann das Ausmaß der Überstände insgesamt reduziert und somit auch die Energie der UV-Strahlungsquellen effizienter genutzt werden.
Die auf die Rollen 20 aufgewickelten Streifen 18 des Substrats können später in einem besonderen Arbeitsgang auf zu ummantelnde Profile aufgeklebt werden. Die verhältnismäßig dicke Lackschicht erhöht bei dem eigentlichen Ummantelungsvorgang die mechanische Stabilität des Substrats und erleichtert damit die Handhabung des Substrats während des Ummantelungsprozesses.
Als Ergebnis erhält man so ein ummanteltes und lackiertes Profil, dessen Oberfläche durch den – beispielsweise transparenten – Lack 16 gebildet wird. Die Dicke und die durch Wahl der Rezeptur und der Bestrahlungsbedingungen einstellbare Härte der Lackschicht verleiht dem ummantelten und lackierten Profil eine hohe Abrieb- und Kratzfähigkeit sowie erforderlichenfalls eine hohe Feuchtigkeits- und/oder Chemikalienbeständigkeit. Da sich mit der Schlitzdüse 22 eine sehr glatte Oberfläche erzielen läßt, kann die Lackschicht dem Profil darüber hinaus einen dekorativen Glanzeffekt verleihen.

Claims

Verfahren zum Lackieren eines Substrats (14) mit einem strahlungshärtenden Lack (16), dadurch gekennzeichnet, daß der Lack (16) mit einer Schlitzdüse (22) auf das Substrat (14) aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Substrat (14) als Endlosmaterial an der stationären Schlitzdüse (22) vorbei bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die auf das Substrat (14) aufgetragene Lackschicht mit einer Lippe (32) der Schlitzdüse (22) verstrichen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Substrat (14) ein endloses Bahnmaterial ist und die Schlitzdüse (22) so gegen das Substrat angestellt wird, daß sie von diesem umschlungen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Lack (16) ein UV-härtender Lack ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Substrat (14) ein Furnier ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Substrat (14) eine thermoplastische Folie ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Substrat (14) ein Papier ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (14) fortlaufend über die Schlitzdüse (22) und eine anschließende Bestrahlungsstation (24) zu einer Schneidstation (26) transportiert wird, wo es in einem Zuge der Länge nach in mehrere Streifen (18) aufgeteilt wird.
Verfahren zur Herstellung eines mit einem Ummantelungsmaterial ummantelten und lackierten Profils, dadurch gekennzeichnet, daß das Ummantelungsmaterial im flachen Zustand, bevor es auf das Profil aufgebracht wird, in einem Verfahren nach einen der vorstehenden Ansprüche lackiert wird.