EP2181860B1 - Bauelement aus Holzwerkstoff mit besonderen haptischen Eigenschaften und Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements - Google Patents

Bauelement aus Holzwerkstoff mit besonderen haptischen Eigenschaften und Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements Download PDF

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EP2181860B1
EP2181860B1 EP09173162A EP09173162A EP2181860B1 EP 2181860 B1 EP2181860 B1 EP 2181860B1 EP 09173162 A EP09173162 A EP 09173162A EP 09173162 A EP09173162 A EP 09173162A EP 2181860 B1 EP2181860 B1 EP 2181860B1
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EP
European Patent Office
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surface layer
material coating
printed
microstructure
structural element
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EP2181860A3 (de
Inventor
Ansgar Wolf
Stephan Rehker
Thorsten Dietz
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Fritz Egger GmbH and Co OG
Original Assignee
Fritz Egger GmbH and Co OG
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    • B44C5/00—Processes for producing special ornamental bodies
    • B44C5/04—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers
    • B44C5/043—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers containing wooden elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C5/00—Processes for producing special ornamental bodies
    • B44C5/04—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers
    • B44C5/0469—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers comprising a decorative sheet and a core formed by one or more resin impregnated sheets of paper
    • B44C5/0476—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers comprising a decorative sheet and a core formed by one or more resin impregnated sheets of paper with abrasion resistant properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B44F—SPECIAL DESIGNS OR PICTURES
    • B44F9/00—Designs imitating natural patterns
    • B44F9/02—Designs imitating natural patterns wood grain effects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B44F—SPECIAL DESIGNS OR PICTURES
    • B44F9/00—Designs imitating natural patterns
    • B44F9/04—Designs imitating natural patterns of stone surfaces, e.g. marble

Definitions

  • the invention relates to a component, in particular a panel, of wood material, in particular for use as a furniture component or wall, ceiling or floor panel, with a surface layer and a surface layer partially covering the material order. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a device in which a surface layer is applied to a carrier plate of wood material or a carrier profile of wood material, and in which a paint-like material order is printed on the surface layer.
  • Wood-based panels with decorative coating are often used as floor panels and for the cladding of walls and ceilings or as furniture components. Such panels usually have a rectangular shape and are usually provided at least at their longitudinal edges with profiles that allow a coupling of adjacent panels to create a large-scale surface can. Wood fiber boards, preferably so-called dry-process MDF (Medium Density Fiberboard) or HDF (High Density Fiberboard) boards, are widely used for this purpose.
  • dry-process MDF Medium Density Fiberboard
  • HDF High Density Fiberboard
  • papers impregnated with a synthetic resin and predried can also be pressed directly onto the surfaces of the plates under high heat and pressure in order to produce the same to apply desired decor. Since these impregnates tend to shrink during compression, they create a tension, which is why these plates must always be provided on both sides with an impregnated paper in order to prevent a voltage-induced bending of the plates.
  • the laminate-coated wood fiber boards also directly coated panels are used for panels of the type mentioned recently.
  • panels are, for example, from the EP 1 645 339 A1 known.
  • the fiberboards are provided with liquid coating compositions, wherein a decor, for example a wood decor is printed on a colored base layer and finally one or more transparent sealing layers are applied.
  • the EP 1 645 339 A1 describes the production of a structured surface by applying a first coating and a second coating with spatially varying application amount.
  • a floor panel which has a base plate (carrier plate), which is printed on its upper side with a decorative layer, wherein on the decorative layer, a first lacquer layer and a second lacquer layer are applied.
  • the first coating layer applied to the decorative layer is harder and less elastic than the subsequent second coating layer.
  • the first lacquer layer contains abrasion-resistant particles, in particular corundum, while the second, softer and elastic lacquer layer contains significantly less, as a rule, no abrasion-resistant particles. It should be so favorable conditions in terms of Wear properties of such floor panels can be achieved.
  • the present invention has for its object to provide a component, in particular panel, wood-based material for use as a furniture component or wall, ceiling or floor panel available, which has a soft-looking surface in haptic terms and can be produced inexpensively.
  • the invention has for its object to provide a method for producing such a device or panel.
  • the component according to the invention has a carrier element, in particular in the form of a plate or a profile made of wood material, which is provided with a surface layer and a material layer arranged thereon layer, the material application does not cover the surface layer over the entire surface, but only partially and forms a microstructure, the a roughness depth in the range of 2 microns to 30 microns, wherein the material coverage covers 10 to 50% of the surface of the surface layer, and wherein the material application defined areas are irregularly limited and irregularly distributed on the surface layer.
  • a carrier element in particular in the form of a plate or a profile made of wood material, which is provided with a surface layer and a material layer arranged thereon layer, the material application does not cover the surface layer over the entire surface, but only partially and forms a microstructure, the a roughness depth in the range of 2 microns to 30 microns, wherein the material coverage covers 10 to 50% of the surface of the surface layer, and wherein the material application defined areas are irregularly limited and irregularly distributed on the surface
  • the method according to the invention provides that a surface layer is applied to a carrier board of wood-based material or a carrier profile of wood-based material, and that a paint-like material application is printed on the surface layer in such a way that it covers 10% to 50% of the surface of the surface layer and after curing forms a microstructure having a surface roughness in the range of 2 microns to 30 microns and irregularly limited and irregularly distributed on the surface layer is arranged.
  • Components made of wood material produced according to the invention have a soft-seeming surface.
  • the impression a soft surface is caused or simulated essentially or significantly by the special microstructure. Since the microstructure is produced by printing a paint-like material application, comparatively favorable production costs for the components according to the invention result.
  • continuous pressure roller machines can be used, which are known per se and very powerful.
  • the machines must be equipped with at least one pressure cylinder designed according to the invention.
  • a particularly preferred embodiment of the method according to the invention is that the material application is printed so that it covers 20-40%, particularly preferably 25-35% of the surface of the surface layer and forms after curing areas that are irregularly limited and irregularly distributed on the Surface layer are arranged.
  • the components or panels produced in this way have a surface which, in terms of haptics, gives an impression which corresponds to that of a smooth, oiled solid wood surface.
  • Such an impression arises in particular when the material application is printed according to a preferred embodiment of the method so that the microstructure has a surface roughness in the range of 5 microns to 20 microns, preferably in the range of 6.5 microns to 15 microns.
  • the material application is printed so that the microstructure formed by it comprises a plurality of separate regions whose respective surface area is in the range of 0.01 mm 2 to 0.1 mm 2 .
  • the material application is printed so that in a surface area of 1 cm 2 of the surface layer at least 200, preferably at least 400 separate microstructure regions are arranged.
  • a further preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the surface layer is a transparent sealing layer is applied or printed, that before the sealing layer, a wood decor is printed on the carrier plate or the carrier profile, and that on the microstructure forming material one formed from a lacquer Pore structure is printed.
  • a wooden surface can be imitated, and in particular also in optical terms.
  • the three-dimensional pore structure is preferably printed in concordance with the illustrated wood grain of the two-dimensional wood decor, so that the impression of real wood is very much imitated.
  • the three SEM images of the respective FIGS. 1 and 2 were recorded with different degrees of magnification.
  • the SEM image marked A shows a 50-fold each Magnification
  • the SEM image marked with B shows a 100-fold magnification
  • the SEM image marked with C shows a 1000-fold magnification, with the respective image at the lower edge, right with a size scale (200 .mu.m, 100 microns or 10 microns) is provided.
  • the panels or samples according to the invention each have a carrier plate of wood-based material, preferably an MDF or HDF plate.
  • the respective support plate is provided with a single-layer or multi-layer surface layer 1, which, viewed individually, is substantially smooth.
  • a material application 2 is printed as a kind of finishing layer.
  • the material application 2 covers the surface layer 1 only partially and forms a microstructure.
  • microstructure in the present context means a structure having a roughness R Z according to DIN 4768 in the range of 2 microns to 30 microns, preferably 5 microns to 20 microns, more preferably 6.5 microns to 15 microns.
  • the material application 2 is not present over the entire surface, but is localized. The final material application or the finishing layer 2 is therefore not applied over the entire surface.
  • the material application 2, however, is distributed so that with the naked eye can hardly or hardly be recognized, where it is applied and where not.
  • the areas defined by the material application, which form the microstructure comprise a plurality of separate areas whose respective surface area is in the range of 0.01 mm 2 to 0.1 mm 2 .
  • the areas which the Form microstructure comprise a plurality of separate regions, wherein in a surface area of 1 cm 2 of the surface layer 1 at least 200, preferably at least 400 separate microstructure regions are arranged.
  • Figures 1 and 2 show surfaces of inventive components or panels in which the material application 2 10 to 50%, preferably 20 to 40%, particularly preferably 25 to 35% of the surface of the previously applied, preferably printed surface layer 1 covered and the areas defined by the material order 2 irregularly limited and irregularly distributed on the surface layer 1 are arranged.
  • the material order 2 has irregularly large, in particular different height surveys (micro surveys). The surveys are arranged irregularly distributed.
  • the surface layer 1 below the material application 2 is here a transparent, substantially smooth sealing layer. Below the transparent sealing layer is a decor, such as a wood, tile or natural stone decor arranged.
  • the in Figures 1 and 2 The surfaces shown are very haptically smooth and feel like oiled real wood surfaces.
  • the material layer 2 forming the microstructure contains abrasion-resistant and / or scratch-resistant particles.
  • the particle size of these particles which are, for example, corundum particles and / or quartz particles, is less than 20 ⁇ m, preferably less than 15 ⁇ m. Such particles are also referred to as so-called nanoparticles.
  • Fig. 3 schematically a device for direct printing of wood-based panels is shown.
  • a plurality of plates 3 are arranged on a conveyor belt 4, which are supplied individually in series to different processing stations 5, 6, 7, 8.
  • the conveying direction is in Fig. 3 indicated by an arrow and runs from left to right.
  • a larger wood-based panel or an endlessly produced wood-based panel in the device according to Fig. 3 which is divided into individual plates according to the processing described below.
  • a multi-colored, for example, two-tone decor for example a wood decor printed by gravure printing on the plates 3. But this could also be realized in three- or four-color printing or by a digital printing process.
  • Fig. 3 is further shown that the surface of the plates 3 is provided after the imprint of the decor by means of another processing station 7 with a transparent sealing layer.
  • a substantially full surface layer (sealing layer) is applied from a paint.
  • the processing station 7 on an applicator roller 7.1, which applies a uniform, substantially smooth layer of paint on the surface of the plates 3. through a downstream post-processing device 7.2, the applied coating is at least partially dried or cured.
  • the post-processing device 7.2 for example, by means of a hot air flow or electromagnetic radiation, in particular UV radiation cause the drying and curing.
  • the processing station 7 is followed by a further processing station 8 by the application station 8 by means of an applicator roller 8.1, the previously applied surface layer (sealing layer) partially covering material applied or printed, the material application forms a microstructure on the surface layer, for example, a corresponds to the microstructured surfaces shown in Figures 1 to 4.
  • an abrasion-resistant and / or scratch-resistance-increasing particle for example corundum particles and / or quartz particles-containing varnish.
  • the microstructure of this material application 2 is essentially produced by a gravure roll (pressure cylinder roller) 8.1, in whose lateral surface a corresponding microstructure is formed.
  • the microstructured finishing layer is at least partially cured, so that the microstructure is sufficiently solidified and fixed, and does not level due to deliquescence. In this curing step, it may also lead to a possibly incomplete curing of the underneath arranged, with one of the upstream processing stations 5, 6 and / or 7 applied coating (s) come.
  • a pore structure of a lacquer can be printed on the finishing layer forming the microstructure, for example in order to imitate wood pores (depressions) on a wood surface (wood grain).
  • This paint pore structure is preferably formed as a negative pore structure, i. the depressions (pores) of a wooden surface are not formed as depressions, but as small paint elevations.
  • a backslash can be applied on the back (underside) of the support plate 3.
  • the order of the backslash which is preferably executed in color, for example, by means of applicator rolls.
  • For drying the backsheet e.g. Nozzle dryer used.
  • the microstructure of the invention forming material (finish) 2 - and possibly the backsheet - are sufficiently cured, so coated large-sized support plate 3 by means of a saw or the like divided into a plurality of panels.
  • profiles 9, 10 for the positive connection of the panel with a corresponding panel are milled into the longitudinal sides and optionally also the transverse sides of the respective panel.
  • the profiles are designed as a groove 9 and spring 10 (see. Fig. 5 ).
  • FIG. 4 two interconnected panels 3.1, 3.2 are shown, each having on its upper side a wood decor, a sealing layer 1 and a final material application, said indicated by small dots material application 2 forms a microstructure according to the invention.
  • the panels 3.1, 3.2 are designed as floor panels. Likewise, they can also be used to cover walls or ceilings.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Finishing Walls (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Floor Finish (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Bauelement, insbesondere Paneel, aus Holzwerkstoff, insbesondere zur Verwendung als Möbelbauelement oder Wand-, Decken- oder Bodenpaneel, mit einer Oberflächenschicht und einem die Oberflächenschicht teilweise bedeckenden Materialauftrag. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements, bei dem auf eine Trägerplatte aus Holzwerkstoff oder ein Trägerprofil aus Holzwerkstoff eine Oberflächenschicht aufgebracht wird, und bei dem auf die Oberflächenschicht ein lackartiger Materialauftrag aufgedruckt wird.
  • Holzwerkstoffplatten mit Dekorbeschichtung werden vielfach als Fußbodenpaneele und zur Verkleidung von Wänden und Decken bzw. als Möbelbauelemente eingesetzt. Derartige Paneele weisen zumeist eine rechteckige Form auf und sind üblicherweise zumindest an ihren Längskanten mit Profilen versehen, die eine Ankoppelung benachbarter Paneele erlauben, um einen großflächigen Belag schaffen zu können. Weit verbreitet werden dafür Holzfaserplatten, bevorzugt sogenannte, nach dem Trockenverfahren hergestellte, MDF-Platten (Medium Density Fiberboard) oder HDF-Platten (High Density Fiberboard) verwendet. Neben dem direkten Bedrucken können auch mit einem Kunstharz imprägnierte und vorgetrocknete Papiere unter hoher Hitze und Druck direkt auf die Plattenoberflächen gepresst werden, um das gewünschte Dekor aufzubringen. Da diese Imprägnate das Bestreben haben, beim Verpressen zu schrumpfen, erzeugen sie eine Spannung, weshalb diese Platten stets beidseitig mit einem imprägnierten Papier versehen werden müssen, um eine spannungsbedingte Biegung der Platten zu verhindern.
  • Neben den laminatbeschichteten Holzfaserplatten werden in jüngerer Zeit auch direkt beschichtete Platten für Paneele der genannten Art eingesetzt. Solche Paneele sind bspw. aus der EP 1 645 339 A1 bekannt. Dabei werden die Faserplatten mit flüssigen Beschichtungsmitteln versehen, wobei auf eine eingefärbte Grundschicht ein Dekor, beispielsweise ein Holzdekor gedruckt wird und abschließend ein oder mehrere transparente Versiegelungsschichten aufgetragen werden. Die EP 1 645 339 A1 beschreibt die Herstellung einer strukturierten Oberfläche durch Aufbringen einer ersten Beschichtung und einer zweiten Beschichtung mit räumlich variierender Auftragsmenge.
  • Aus der EP 1 892 352 A2 ist ein Fußbodenpaneel bekannt, das eine Basisplatte (Trägerplatte) aufweist, die auf ihrer Oberseite mit einer Dekorschicht bedruckt ist, wobei auf die Dekorschicht eine erste Lackschicht und eine zweite Lackschicht aufgebracht sind. Die auf die Dekorschicht aufgebrachte erste Lackschicht ist dabei härter und weniger elastisch als die darauf folgende zweite Lackschicht. Die erste Lackschicht enthält abriebfeste Partikel, insbesondere Korund, während die zweite, weichere und elastische Lackschicht deutlich weniger, in der Regel überhaupt keine abriebfesten Partikel enthält. Es sollen so günstige Verhältnisse hinsichtlich der Verschleißeigenschaften solcher Fußbodenpaneele erreicht werden.
  • Aus der EP 1 351 821 B1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Fußbodenpaneelen mit Laminatbeschichtung bekannt, bei dem zwischen einem Tragkern und einer dekorativen und abriebresistenten, duroplastischen Laminatschicht eine Dämpfungsfolie aus einem Elastomer angeordnet wird. Die Dämpfungsfolie und die dekorative und abriebresistente, duroplastische Laminatschicht werden dabei miteinander und mit dem Tragkern mittels Pressens verbunden. Die so hergestellten Fußbodenpaneele sollen verbesserte Trittschalleigenschaften besitzen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement, insbesondere Paneel, aus Holzwerkstoff zur Verwendung als Möbelbauelement oder Wand-, Decken- oder Bodenpaneel zur Verfügung zu stellen, das in haptischer Hinsicht eine weich anmutende Oberfläche besitzt und sich kostengünstig herstellen lässt. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements bzw. Paneels anzugeben.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12.
  • Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Bauelements bzw. Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Bauelement weist ein Trägerelement, insbesondere in Form einer Platte oder eines Profils aus Holzwerkstoff auf, das mit einer Oberflächenschicht und einem darauf schichtartig angeordneten Materialauftrag versehen ist, wobei der Materialauftrag die Oberflächenschicht nicht vollflächig, sondern nur teilweise bedeckt und eine Mikrostruktur bildet, die eine Rauhtiefe im Bereich von 2 µm bis 30 µm aufweist, wobei der Materialauftrag 10 bis 50% der Fläche der Oberflächenschicht bedeckt, und wobei vom Materialauftrag definierte Bereiche unregelmäßig begrenzt und unregelmäßig verteilt auf der Oberflächenschicht angeordnet sind.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht dementsprechend vor, dass auf eine Trägerplatte aus Holzwerkstoff oder ein Trägerprofil aus Holzwerkstoff eine Oberflächenschicht aufgebracht wird, und dass auf die Oberflächenschicht ein lackartiger Materialauftrag so aufgedruckt wird, dass er 10% bis 50% der Fläche der Oberflächenschicht bedeckt und nach Aushärtung eine Mikrostruktur bildet, die eine Rauhtiefe im Bereich von 2 µm bis 30 µm aufweist und unregelmäßig begrenzt sowie unregelmäßig verteilt auf der Oberflächenschicht angeordnet ist.
  • Überraschend ist es gelungen, bei Bauelementen bzw. Paneelen der eingangs genannten Art durch Aufdrucken respektive Aufbringen einer Abschlussbeschichtung im Tiefdruckverfahren bislang nicht erreichte haptische Eigenschaften der lackierten Oberflächen zu erzielen.
  • Erfindungsgemäß hergestellte Bauelemente aus Holzwerkstoff besitzen eine weich anmutende Oberfläche. Der Eindruck einer weichen Oberfläche wird dabei im Wesentlichen oder maßgeblich durch die spezielle Mikrostruktur hervorgerufen respektive simuliert. Da die Mikrostruktur durch Aufdrucken eines lackartigen Materialauftrages erzeugt wird, ergeben sich vergleichsweise günstige Herstellungskosten für die erfindungsgemäßen Bauelemente. Denn hierzu können kontinuierlich arbeitende Druckwalzenmaschinen verwendet werden, die an sich bekannt und sehr leistungsfähig sind. Für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens müssen die Maschinen mit mindestens einem erfindungsgemäß ausgestalteten Druckzylinder ausgestattet werden.
  • Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, dass der Materialauftrag so aufgedruckt wird, dass er 20-40%, besonders bevorzugt 25-35% der Fläche der Oberflächenschicht bedeckt und nach der Aushärtung Bereiche bildet, die unregelmäßig begrenzt und unregelmäßig verteilt auf der Oberflächenschicht angeordnet sind. Die so hergestellten Bauelemente bzw. Paneele besitzen eine Oberfläche, die in haptischer Hinsicht einen Eindruck vermittelt, der demjenigen einer glatten, geölten Massivholzoberfläche entspricht. Ein solcher Eindruck ergibt sich insbesondere dann, wenn der Materialauftrag nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens so aufgedruckt wird, dass die Mikrostruktur eine Rauhtiefe im Bereich von 5 µm bis 20 µm, vorzugsweise im Bereich von 6,5 µm bis 15 µm aufweist.
  • Vorzugsweise wird der Materialauftrag so aufgedruckt, dass die von ihm gebildete Mikrostruktur eine Vielzahl separater Bereiche umfasst, deren jeweilige Flächenausdehnung im Bereich von 0,01 mm2 bis 0,1 mm2 liegt. Insbesondere sieht das erfindungsgemäße Verfahren in einer bevorzugten Ausgestaltung vor, dass der Materialauftrag so aufgedruckt wird, dass in einem Flächenbereich von 1 cm2 der Oberflächenschicht mindestens 200, vorzugsweise mindestens 400 separate Mikrostrukturbereiche angeordnet sind.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass als Oberflächenschicht eine transparente Versiegelungsschicht aufgebracht oder aufgedruckt wird, dass vor der Versiegelungsschicht ein Holzdekor auf die Trägerplatte oder das Trägerprofil aufgedruckt wird, und dass auf dem die Mikrostruktur bildenden Materialauftrag eine aus einem Lack gebildete Porenstruktur aufgedruckt wird. Auf diese Weise lässt sich eine Holzoberfläche imitieren, und zwar insbesondere auch in optischer Hinsicht. Die dreidimensionale Porenstruktur wird dabei vorzugsweise in Konkordanz zur dargestellten Holzmaserung des zweidimensionalen Holzdekors aufgedruckt, so dass sehr weitgehend der Eindruck von Echtholz imitiert wird.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1A, 1B und 1C
    drei Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen eines Oberflächenabschnitts eines erfindungsgemäß hergestellten Paneels gemäß einer ersten Ausführungsform;
    Fig. 2A, 2B und 2C
    drei Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen eines Oberflächenabschnitts eines erfindungsgemäß hergestellten Paneels gemäß einer zweiten Ausführungsform;
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Direktbedrucken plattenförmiger Bauelemente aus Holzwerkstoff;
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung zweier miteinander verbundener Paneele, in perspektivischer Ansicht; und
    Fig. 5
    eine vergrößerte Detaildarstellung des Verbindungsbereichs der Paneele der Fig. 4, in Vorderseitenansicht.
  • Die in den Figuren 1 und 2 gezeigten Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen (REM-Aufnahmen) wurden an vier Proben erfindungsgemäß hergestellter Bauelemente bzw. Paneele aufgenommen. Die Proben wurden hierzu mittels eines Dübelschneiders aus plattenförmigen Paneelen herausgeschnitten, wobei sichergestellt wurde, dass die optisch zu messenden Oberflächen frei von Kratzern und Verunreinigungen blieben. Anschließend wurde die Oberfläche der jeweiligen kreisscheibenförmigen Probe mit einem Reiniger gesäubert, auf einen Probenhalter aufgeklebt, mit Gold bedampft und zur Ermittlung der Rauhtiefe in einem Rasterelektronenmikroskop untersucht. Die Schichtstärke des Goldauftrags betrug dabei ca. 2 Atome.
  • Die drei REM-Aufnahmen der jeweiligen Figur 1 bzw. 2 wurden mit unterschiedlichen Vergrößerungsgraden aufgenommen. Die mit A gekennzeichnete REM-Aufnahme zeigt jeweils eine 50-fache Vergrößerung, die mit B gekennzeichnete REM-Aufnahme zeigt jeweils eine 100-fache Vergrößerung, und die mit C gekennzeichnete REM-Aufnahme zeigt jeweils eine 1000-fache Vergrößerung, wobei die jeweilige Aufnahme am unteren Rand, rechts mit einem Größenmaßstab (200 µm, 100 µm bzw. 10 µm) versehen ist.
  • Die erfindungsgemäßen Paneele bzw. Proben weisen jeweils eine Trägerplatte aus Holzwerkstoff, vorzugsweise eine MDF-oder HDF-Platte auf. Die jeweilige Trägerplatte ist mit einer ein- oder mehrlagigen Oberflächenschicht 1 versehen, die für sich betrachtet im Wesentlichen glatt ausgebildet ist. Auf die Oberflächenschicht 1 ist ein Materialauftrag 2 als eine Art Abschlussschicht aufgedruckt.
  • Der Materialauftrag 2 bedeckt die Oberflächenschicht 1 nur teilweise und bildet eine Mikrostruktur. Unter dem Begriff "Mikrostruktur" wird im vorliegenden Kontext eine Struktur verstanden, die eine Rauhtiefe RZ gemäß DIN 4768 im Bereich von 2 µm bis 30 µm, bevorzugt 5 µm bis 20 µm, besonders bevorzugt 6,5 µm bis 15 µm aufweist. Der Materialauftrag 2 liegt dabei nicht über die gesamte Oberfläche vor, sondern ist örtlich begrenzt. Der abschließende Materialauftrag bzw. die Abschlussschicht 2 ist also nicht vollflächig aufgetragen. Der Materialauftrag 2 ist allerdings so verteilt, dass mit bloßem Auge nicht oder kaum erkannt werden kann, wo er aufgebracht ist und wo nicht.
  • Die von dem Materialauftrag definierten Bereiche, welche die Mikrostruktur bilden, umfassen eine Vielzahl separater Bereiche, deren jeweilige Flächenausdehnung im Bereich von 0,01 mm2 bis 0,1 mm2 liegt. Die Bereiche, welche die Mikrostruktur bilden, umfassen eine Vielzahl separater Bereiche, wobei in einem Flächenbereich von 1 cm2 der Oberflächenschicht 1 mindestens 200, vorzugsweise mindestens 400 separate Mikrostrukturbereiche angeordnet sind.
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen Oberflächen erfindungsgemäßer Bauelemente bzw. Paneele, bei denen der Materialauftrag 2 10 bis 50%, vorzugsweise 20 bis 40%, besonders bevorzugt 25 bis 35% der Fläche der zuvor aufgebrachten, vorzugsweise aufgedruckten Oberflächenschicht 1 bedeckt und die vom Materialauftrag 2 definierten Bereiche unregelmäßig begrenzt sowie unregelmäßig verteilt auf der Oberflächenschicht 1 angeordnet sind. Der Materialauftrag 2 weist unregelmäßig große, insbesondere unterschiedlich hohe Erhebungen (Mikroerhebungen) auf. Die Erhebungen sind unregelmäßig verteilt angeordnet. Die unterhalb des Materialauftrags 2 liegende Oberflächenschicht 1 ist hier eine transparente, im Wesentlichen glatte Versiegelungsschicht. Unterhalb der transparenten Versiegelungsschicht ist ein Dekor, beispielsweise ein Holz-, Fliesen- oder Natursteindekor angeordnet. Die in den Figuren 1 und 2 gezeigten Oberflächen wirken haptisch sehr glatt und fühlen sich wie geölte Echtholzoberflächen an.
  • Der die Mikrostruktur bildende Materialauftrag 2 enthält abriebfestigkeitserhöhende und/oder die Kratz- und Scheuerfestigkeit erhöhende Partikel. Die Korngröße dieser Partikel, bei denen es sich beispielsweise um Korundpartikel und/oder Quarzpartikel handelt, beträgt weniger als 20 µm, vorzugsweise weniger als 15 µm. Solche Partikel werden auch als so genannte Nanopartikel bezeichnet.
  • In Fig. 3 ist schematisch eine Vorrichtung zum Direktbedrucken von Holzwerkstoffplatten dargestellt. Mehrere Platten 3 sind auf einem Förderband 4 angeordnet, die einzeln der Reihe nach verschiedenen Bearbeitungsstationen 5, 6, 7, 8 zugeführt werden. Die Förderrichtung ist in Fig. 3 durch einen Pfeil angedeutet und verläuft von links nach rechts. Anstelle mehrerer separater Platten 3 kann auch eine größere Holzwerkstoffplatte oder eine endlos hergestellte Holzwerkstoffplatte in der Vorrichtung gemäß Fig. 3 bearbeitet werden, die nach der im Folgenden beschriebenen Bearbeitung in einzelne Platten zerteilt wird.
  • Mittels der Bearbeitungsstationen 5 und 6 wird auf die Platten 3 ein mehrfarbiges, beispielsweise zweifarbiges Dekor, beispielsweise ein Holzdekor im Tiefdruckverfahren aufgedruckt. Dieses könnte aber auch im Drei- oder Vierfarbendruck oder durch ein digitales Druckverfahren realisiert werden. Im vorliegenden Beispiel weisen die Bearbeitungsstationen 5 und 6 hierzu Auftragswalzen 5.1, 6.1 auf, die mindestens eine Gravurwalze umfassen.
  • In Fig. 3 ist weiterhin dargestellt, dass die Oberfläche der Platten 3 nach dem Aufdruck des Dekors mittels einer weiteren Bearbeitungsstation 7 mit einer transparenten Versiegelungsschicht versehen wird. In der Bearbeitungsstation 7 wird eine im Wesentlichen vollflächige Oberflächenschicht (Versiegelungsschicht) aus einem Lack aufgebracht. Dazu weist die Bearbeitungsstation 7 eine Auftragswalze 7.1 auf, die eine gleichmäßige, im Wesentlichen glatte Schicht aus Lack auf die Oberfläche der Platten 3 aufbringt. Mittels einer nachgeschalteten Nachbearbeitungsvorrichtung 7.2 wird die aufgebrachte Beschichtung zumindest teilweise getrocknet bzw. ausgehärtet. Die Nachbearbeitungsvorrichtung 7.2 kann beispielsweise mittels eines Warmluftstroms oder elektromagnetsicher Strahlung, insbesondere UV-Strahlung die Trocknung und Aushärtung bewirken.
  • Auf die Bearbeitungsstation 7 folgt eine weitere Bearbeitungsstation 8. Durch die Bearbeitungsstation 8 wird mittels einer Auftragswalze 8.1 ein lackartiger, die zuvor aufgetragene Oberflächenschicht (Versiegelungsschicht) teilweise bedeckender Materialauftrag aufgebracht bzw. aufgedruckt, wobei der Materialauftrag auf der Oberflächenschicht eine Mikrostruktur bildet, die beispielsweise einer der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten mikrostrukturierten Oberflächen entspricht. Zur Erzeugung des lackartigen Materialauftrags 2 wird vorzugsweise ein abriebfestigkeitserhöhende und/oder die Kratz- und Scheuerfestigkeit erhöhende Partikel, beispielsweise Korundpartikel und/oder Quarzpartikel enthaltender Lack verwendet. Die Mikrostruktur dieses Materialauftrags 2 wird dabei im Wesentlichen durch eine Gravurwalze (Druckzylinderwalze) 8.1 erzeugt, in deren Mantelfläche eine entsprechende Mikrostruktur ausgebildet ist.
  • In der nachgeschalteten Nachbearbeitungsvorrichtung 8.2 wird dann die zuletzt aufgebrachte Beschichtung, die mikrostrukturierte Abschlussschicht zumindest teilweise ausgehärtet, so dass die Mikrostruktur ausreichend verfestigt und fixiert ist, und sich nicht aufgrund eines Zerfließens einebnet. Bei diesem Aushärtungsschritt kann es auch zu einem ggf. noch nicht abgeschlossenen Aushärten der darunter angeordneten, mit einer der vorgeschalteten Bearbeitungsstationen 5, 6 und/oder 7 aufgebrachten Beschichtung(en) kommen.
  • Selbstverständlich können noch weitere Bearbeitungsstationen (nicht gezeigt) zu den beschriebenen Bearbeitungsstationen 5, 6, 7, 8 hinzugefügt werden. So kann beispielsweise nach einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die die Mikrostruktur bildende Abschlussschicht noch eine Porenstrukur aus einem Lack aufgedruckt werden, etwa um Holzporen (Vertiefungen) einer Holzoberfläche (Holzmaserung) nachzuahmen. Diese Lackporenstruktur wird dabei vorzugsweise als negative Porenstruktur ausgebildet, d.h. die Vertiefungen (Poren) einer Holzoberfläche werden nicht als Vertiefungen, sondern als kleine Lackerhebungen ausgebildet.
  • Besonders vorteilhaft hinsichtlich der optischen und haptischen Eigenschaften hat es sich erwiesen, auf eine Lackporenstruktur die erfindungsgemäße Mikrostruktur aufzutragen.
  • Auf die Rückseite (Unterseite) der Trägerplatte 3 kann bei Bedarf ein Rückstrich aufgetragen werden. Der Auftrag des Rückstrichs, der vorzugsweise farbig ausgeführt ist, erfolgt beispielsweise mittels Auftragswalzen. Zur Trocknung des Rückstrichs kommen z.B. Düsentrockner zum Einsatz.
  • Nachdem die Dekorbeschichtung, die Versiegelungsschicht 1 und der abschließende, die erfindungsgemäße Mikrostruktur bildende Materialauftrag (Abschlussschicht) 2 - und ggf. der Rückstrich - ausreichend gehärtet sind, wird die so beschichtete großformatige Trägerplatte 3 mittels einer Säge oder dergleichen in eine Vielzahl von Panellen unterteilt. In die Längsstoßseiten und gegebenenfalls auch die Querstoßseiten des jeweiligen Paneels werden danach Profile 9, 10 zur formschlüssigen Verbindung des Paneels mit einem entsprechenden Paneel eingefräst. Die Profile sind dabei als Nut 9 und Feder 10 ausgeführt (vgl. Fig. 5).
  • In Fig. 4 sind zwei miteinander verbundene Paneele 3.1, 3.2 dargestellt, die jeweils auf ihrer Oberseite ein Holzdekor, eine Versiegelungsschicht 1 und einen abschließenden Materialauftrag aufweisen, wobei der durch kleine Punkte angedeutete Materialauftrag 2 eine erfindungsgemäße Mikrostruktur bildet. Die Paneele 3.1, 3.2 sind als Fußbodenpaneele ausgebildet. Ebenso können sie aber auch zur Verkleidung von Wänden oder Decken eingesetzt werden.
  • Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Varianten denkbar, die auch bei abweichender Gestaltung von der in den beiliegenden Ansprüchen angegebenen Erfindung Gebrauch machen. So kann die Erfindung insbesondere auch bei Bauelementen aus Holzwerkstoff in Form von Profilen, beispielsweise bei direktbedruckten Fußleisten vorteilhaft ausgeführt werden.

Claims (20)

  1. Bauelement, insbesondere Paneel, aus Holzwerkstoff, insbesondere zur Verwendung als Möbelbauelement oder Wand-, Decken- oder Bodenpaneel (3.1, 3.2), mit einer Oberflächenschicht (1) und einem die Oberflächenschicht teilweise bedeckenden Materialauftrag (2), der eine Mikrostruktur bildet, die eine Rauhtiefe Rz gem DIN 4768 im Bereich von 2 µm bis 30 µm aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialauftrag (2) 10% bis 50% der Fläche der Oberflächenschicht (1) bedeckt, und dass vom Materialauftrag (2) definierte Bereiche unregelmäßig begrenzt und unregelmäßig verteilt auf der Oberflächenschicht (1) angeordnet sind.
  2. Bauelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostruktur eine Rauhtiefe im Bereich von 5 µm bis 20 µm, vorzugsweise im Bereich von 6, 5 µm bis 15 µm aufweist.
  3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Materialauftrag (2) definierten Bereiche, welche die Mikrostruktur bilden, eine Vielzahl separater Bereiche umfassen, deren jeweilige Flächenausdehnung im Bereich von 0,01 mm2 bis 0,1 mm2 liegt.
  4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Materialauftrag (2) definierten Bereiche, welche die Mikrostruktur bilden, eine Vielzahl separater Bereiche umfassen, wobei in einem Flächenbereich von 1 cm2 der Oberflächenschicht (1) mindestens 200, vorzugsweise mindestens 400 separate Mikrostrukturbereiche angeordnet sind.
  5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (1) eine transparente Versiegelungsschicht ist, wobei unterhalb der Versiegelungsschicht ein Dekor, vorzugsweise ein Holz-, Fliesen- oder Natursteindekor angeordnet ist.
  6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Materialauftrag (2) 20% bis 40%, vorzugsweise 25% bis 35% der Fläche der Oberflächenschicht (1) bedeckt.
  7. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (1) eine transparente Versiegelungsschicht ist, wobei unterhalb der Versiegelungsschicht ein Holzdekor angeordnet ist, und wobei auf dem die Mikrostruktur bildenden Materialauftrag (2) eine aus einem Lack gebildete Porenstruktur aufgedruckt ist.
  8. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (1) eine transparente, glatt ausgebildete Versiegelungsschicht ist.
  9. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement aus einem eine Trägerplatte aufweisenden Paneel (3.1, 3.2) besteht, wobei die Trägerplatte mit der Oberflächenschicht (1) und dem die Oberflächenschicht teilweise bedeckenden Materialauftrag (2) versehen ist, und wobei die Längs- und/oder Querstoßseiten der Trägerplatte Profile (9, 10) zur formschlüssigen Verbindung des Paneels (3.1) mit einem entsprechenden Paneel (3.2) aufweisen.
  10. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der die Mikrostruktur bildende Materialauftrag (2) abriebfestigkeitserhöhende und/oder die Kratz- und Scheuerfestigkeit erhöhende Partikel, vorzugsweise Korundpartikel und/oder Quarzpartikel enthält.
  11. Bauelement nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die abriebfestigkeitserhöhenden und/oder die Kratz- und Scheuerfestigkeit erhöhenden Partikel eine Korngröße kleiner 20 µm, vorzugsweise kleiner 15 µm aufweisen.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Bauelements, insbesondere zur Verwendung als Möbelbauelement oder Wand-, Decken- oder Bodenpaneel (3.1, 3.2), bei dem auf eine Trägerplatte aus Holzwerkstoff oder ein Trägerprofil aus Holzwerkstoff eine Oberflächenschicht (1) aufgebracht wird, und bei dem auf die Oberflächenschicht ein lackartiger Materialauftrag (2) aufgedruckt wird, der eine Rauhtiefe Rz nach DIN 4768 im Bereich von 2 µm bis 30 µm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialauftrag (2) so aufgedruckt wird, dass er 10 bis 50% der Fläche der Oberflächenschicht (1) bedeckt und nach Aushärtung eine Mikrostruktur bildet, und unregelmäßig begrenzt sowie unregelmäßig verteilt auf der Oberflächenschicht angeordnet ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Materialauftrag (2) so aufgedruckt wird, dass die Mikrostruktur eine Rauhtiefe im Bereich von 5 µm bis 20 µm, vorzugsweise im Bereich von 6, 5 µm bis 15 µm aufweist.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Materialauftrag (2) so aufgedruckt wird, dass die von ihm gebildete Mikrostruktur eine Vielzahl separater Bereiche umfasst, deren jeweilige Flächenausdehnung im Bereich von 0,01 mm2 bis 0,1 mm2 liegt.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Materialauftrag (2) so aufgedruckt wird, dass in einem Flächenbereich von 1 cm2 der Oberflächenschicht (1) mindestens 200, vorzugsweise mindestens 400 separate Mikrostrukturbereiche angeordnet sind.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Oberflächenschicht (1) eine transparente Versiegelungsschicht aufgebracht oder aufgedruckt wird, und dass vor der Versiegelungsschicht ein Dekor, vorzugsweise ein Holz-, Fliesen- oder Natursteindekor auf die Trägerplatte oder das Trägerprofil aufgedruckt wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Materialauftrag (2) so aufgedruckt wird, dass er 20 bis 40%, vorzugsweise 25 bis 35% der Fläche der Oberflächenschicht (1) bedeckt und nach der Aushärtung Bereiche bildet, die unregelmäßig begrenzt und unregelmäßig verteilt auf der Oberflächenschicht angeordnet sind.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Oberflächenschicht (1) eine transparente Versiegelungsschicht aufgebracht oder aufgedruckt wird, dass vor der Versiegelungsschicht ein Holzdekor auf die Trägerplatte oder das Trägerprofil aufgedruckt wird, und dass auf dem die Mikrostruktur bildenden Materialauftrag (2) eine aus einem Lack gebildete Porenstruktur aufgedruckt wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Oberflächenschicht (1) eine transparente, glatt ausgebildete Versiegelungsschicht aufgebracht oder aufgedruckt wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des lackartigen Materialauftrags (2) ein abriebfestigkeitserhöhende und/oder die Kratz- und Scheuerfestigkeit erhöhende Partikel, vorzugsweise Korundpartikel und/oder Quarzpartikel enthaltender Lack verwendet wird.
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