EP3288688A1 - Verfahren zur herstellung von strukturierten oberflächen und derart strukturierte gegenstände - Google Patents

Verfahren zur herstellung von strukturierten oberflächen und derart strukturierte gegenstände

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EP3288688A1
EP3288688A1 EP16723263.6A EP16723263A EP3288688A1 EP 3288688 A1 EP3288688 A1 EP 3288688A1 EP 16723263 A EP16723263 A EP 16723263A EP 3288688 A1 EP3288688 A1 EP 3288688A1
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EP
European Patent Office
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embossing
support surface
layer
reactive melt
structured
Prior art date
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EP16723263.6A
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EP3288688B1 (de
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Klaus Becker-Weimann
Jens Fandrey
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Kleiberit SE and Co KG
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Klebchemie MG Becker GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B05D3/12—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by mechanical means
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    • B05D7/52—Two layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2503/00—Polyurethanes

Definitions

  • the present invention relates to a process for producing structured surfaces on a carrier surface coated by means of a hot coating process, and to corresponding products.
  • material plates which are for example printed or coated with resin-impregnated papers, to be structured or textured so that a topmost uncured resin or lacquer layer is brought into contact with a pattern roll, press plates or press rolls, wherein the lacquer or the resin hardens, so that a three-dimensional surface structure remains.
  • Curing can be by heat or radiation through a followed by the embossing die is removed from the substrate, so that the cured resin or the cured lacquer has a structuring corresponding to a negative image of the surface structure of the embossing die.
  • a largely regular embossing of a floor covering can improve its soiling behavior.
  • a uniform embossing i. a regular pattern of elevations and depressions while maintaining a certain groove spacing and a certain height of the elevations, can structure a topmost surface, so that the so-called lotus effect can be effective.
  • a corresponding embossing can be effected by means of an embossing roller, wherein an uppermost surface of a cover layer or a base layer are embossed, which is covered with a cover layer.
  • the structure obtained does not have the texture and depth of a mechanically embossed structure.
  • the pores present in natural materials ie depressions, are simulated by elevations, so that virtually an inverse natural wood surface structure is produced, which can not be distinguished by the human eye and the sense of touch up to an order of magnitude of 100 ⁇ m.
  • these structures are of shallow depth, in particular up to 5 ⁇ .
  • the present invention seeks to propose a simple process for producing a deeply textured surface in the course of a wet coating or a HotCoatings, which achieves improved feel and appearance.
  • a method for the production of structured surfaces is proposed, wherein in a first step a) a layer of a reactive hotmelt based on polyurethane is applied to at least part of a carrier surface, possibly followed by an application of at least one lacquer layer. On the applied layer structure, in a subsequent step b), a structured surface is produced by means of an element with a textured surface.
  • a lacquer layer can also be applied after the actual embossing step, it also being possible to apply different lacquers before and after the embossing step.
  • a lacquer layer is applied to a layer of reactive hotmelt based on polyurethane, which is, for example, a UV-curing lacquer.
  • a layer of reactive hotmelt based on polyurethane which is, for example, a UV-curing lacquer.
  • the UV varnish is not fully cured prior to the subsequent step, but only partially reacts, the paint occupies a gelled consistency. So a certain flexibility is maintained, which favors the embossing.
  • the method according to the invention for producing structured surfaces on a carrier surface comprises the steps: a) applying a layer of reactive melt based on a polyurethane on at least part of a surface of the support surface; b) embossing the surface of the applied in a previous step layer having a stamping die, which has a negative shape of a generated on the support surface three-dimensional structure.
  • a step c) may be encompassed, in which a lacquer layer is applied to the carrier surface occupied by the reactive enamel, step c) being carried out subsequently to step a) and before step b) and / or subsequently to step b) can.
  • step c) takes place after step b).
  • Another aspect of the present invention relates to an article having a structured surface on at least a portion of a support surface obtainable by the method of the invention.
  • a hot coating layer of a reactive melt is provided, which is embossed in a corresponding step on a surface with a three-dimensional structuring.
  • the reactive melt is a reactive melt based on polyurethane, which normally reacts and cures by means of moisture present in the room air.
  • radiation-curable or radiation-reactive polyurethane-based enamels are also suitable, with a suitable melt based on a moisture-crosslinking polyurethane in this case containing a polymerizable by electron or UV radiation component, a photoinitiator and optionally additives.
  • a preferred method according to the invention is characterized in that the reactive melt based on a polyurethane in step a) a radiation-curable enamel composition containing at least one radiation-polymerizable functional group.
  • Suitable irradiation-curable reactive hotmelts are described for example in US 8,153,264 B2 or WO 2006/106143 A1.
  • the polyurethane-based reactive melt can be both one-component and multi-component, in particular two-component. Preference is given to a one-component reactive melt compound.
  • the one-component polyurethane-based reactive melt is known in the art, for example in WO 2006/056472 A1 or WO 2012/084823 A1.
  • one component contains a mixture of one or more polyols and optionally additives and the other component one or more polyisocyanates and optionally additives.
  • the two components are usually mixed just prior to use of the reactive melt.
  • the layer system described above may in particular comprise further layers which favor, for example, a connection of the layer system to the carrier surface.
  • a reactive melt on a polyurethane basis is characterized by good adhesive properties on a variety of support surfaces.
  • support surfaces of wood, wood-like material, iron, non-ferrous metal, plastic, paper, decorative paper, cardboard, papier mache, glass, linoleum, inorganic non-ores or a mineral substance may at least partially exist.
  • the support surface is the surface of a wood-based panel, inorganically bonded panel, plastic panel, compact panel, sandwich panel, lightweight panel and / or linoleum.
  • the polyurethane-based reactive melt can in one embodiment be applied to a support surface, for example made of paper, provided as a web or as a sheet.
  • This carrier surface thus occupied can be patterned before or during or subsequent to a lamination of this layer structure on a further carrier substrate or carrier plate by means of an embossing step. Accordingly, an overlay or a Laminating material is provided, which can be laminated with a carrier substrate or a carrier plate.
  • a support surface to be coated is provided on which an optical image of a surface to be imaged is printed, for example an image of a wood surface.
  • the print can be applied directly to the support surface so that it becomes largely a part of the support surface.
  • the support surface can be covered with a web, for example made of paper or foil, which is printed with a corresponding decor.
  • a layer of dyed HotCoating can be produced on the support surface, which can also be used as a web product.
  • Printing methods are known in which a multicolor image is produced on a carrier surface by means of a processor-controlled inkjet printer with stationary or single-pass or movable or multi-pass print heads.
  • the support surface may in particular be pretreated with a sealing layer and coated with protective layers after printing.
  • a preferred embodiment relates to a method in which a decoration, for example in the form of a decorated with a decor, is applied to the support surface before applying the reactive melt in step a).
  • the decor can be printed directly or digitally on at least part of the surface of the support surface.
  • the three-dimensional structure produced by embossing in step b) is synchronized with the applied decoration.
  • a further preferred embodiment comprises a method according to the invention in which a dyed hot coating coating is applied to the carrier surface before the reactive melt mass is applied in step a).
  • a reactive polyurethane-based melt which is applied to such a printed carrier surface in the course of the hot coating system, has the advantage that a single application is possible even with high layer thicknesses.
  • Layer thicknesses in the range of 50 ⁇ to 800 ⁇ are feasible.
  • the layer thickness is 50 ⁇ to 300 ⁇ , more preferably 50 ⁇ to 200 ⁇ .
  • the varying layer thicknesses over a wide range can be generated by a single application, which represents an advantageous time savings. This is in contrast to conventional paint coatings, which are applied in several layers with appropriate intermediate sanding and drying steps.
  • different stress classes for example Stress class 21 (living / moderate) to stress class 33 (commercial / strong) for floor elements in accordance with DIN EN 13329 (01/2009).
  • the polyurethane-based reactive enamel is a solid product at room temperature, free of emissions and solvents.
  • the temperature at which the reactive melt is applied is in the range from 60 ° C to 150 ° C, preferably from 100 ° C to 140 ° C, the product having a BROOKFIELD viscosity at 120 ° C in the range of 1. 000 mPas to 30,000 mPas, preferably 4,000 mPas to 10,000 mPas.
  • the density of the reactive melt is usually 1, 1 g / m 2 .
  • the layer of reactive polyurethane-based melt can, for example, be doctored, rolled on, sprayed on or applied by means of nozzles or slot dies, or by curtain coating or by fibers (thread application).
  • the reactive melt layer even in the cured state to a certain residual elasticity.
  • the curing takes place in addition to a physical solidification at least partially - in particular exclusively - by moisture curing using the humidity.
  • the reactive melt composition may include additives, auxiliaries and / or fillers, wherein particles of a filler component can be varied within a wide range in terms of material, particle size, shape and weight. Due to the good integration of the particles of the filler component in the reactive melt with high viscosity and special rheology, the particles remain largely evenly distributed even at a higher processing temperature, so that no additional mixing is necessary.
  • the not yet fully cured reactive melt layer can be coated with a lacquer layer, wherein the lacquer layer is a protection and at the same time a surface effect.
  • the paint application may be provided before the actual embossing step, after the embossing step or both before and after the embossing step.
  • a complete curing of the applied reactive melt on the basis of polyurethane and optionally the applied lacquer layer are not required.
  • the lacquer or lacquers used can be any lacquer, advantageously the lacquer is characterized by a short curing time.
  • 2-component polyurethane paints, nitro paints or water-based paints are mentioned.
  • the paint can be applied by a conventional coating method, wherein a coating layer has thicknesses of 5 ⁇ to 25 ⁇ .
  • a combined reactive enamel / lacquer layer combines the positive properties of the individual layers.
  • the reactive melt can cure, even if the applied paint layer prevents direct contact of the reactive melt layer with the surrounding air.
  • An improvement can be achieved by smoothing the layer after the reactive melt has been applied to the support surface, wherein the heat is advantageously smoothed using, for example, a smoothing roll or a smoothing strip.
  • a corresponding smoothing step is known, for example, from WO 2006/066954 A1.
  • step a a step is provided in which the layer of reactive polyurethane-based hot melt applied to the carrier surface is smoothed.
  • embossing The generation of a structured surface, also referred to as embossing, is promoted by the HotCoating system in that a coated layer system is also possible with a large layer thickness, in particular since the curing according to the principle of moisture crosslinking is not limiting.
  • the layer thickness is directly related to the tread depth of the embossed structure.
  • the inventive method offers the possibility of the high layer thickness to produce a clear depth structure, even if the support surface itself is not coined.
  • layer thicknesses of 50 to 200 ⁇ and - as stated above - even greater thicknesses are applied.
  • the embossing may also include embossing of the provided carrier surface, in particular if the carrier surface consists at least partially of the material cork.
  • the known processes for the production of structured surfaces by means of a topcoat layer and a paint structure applied or produced thereon in the context of a further paint layer are in contrast to the process according to the invention, which advantageously utilizes the properties of the hot coating system.
  • the reactive melt based on polyurethane cures by chemical crosslinking with the moisture present in the environment, wherein an applied and therefore covering paint layer does not preclude the curing.
  • An embossing of a combined layer system is possible in a simple manner, wherein an embossing both inline or to later or offline.
  • the embossing can take place, for example, with an embossing roller or calendering roller which has a surface structure, a negative image of the surface structure of the embossing roller being produced on the uppermost surface of the coated carrier surface.
  • embossing rollers made of plastic, wood or textile can be used.
  • an embossing die designed as an embossing roll is preferably used in embossing in step b), which consists of a material selected from metal, plastic, wood, rubber and textile.
  • embossing in step b which consists of a material selected from metal, plastic, wood, rubber and textile.
  • the production of the embossed surface structure by means of a short-cycle press with an embossing tool in the form of a press plate or an endless belt, also referred to as a structured transfer film can be produced.
  • metal stamping dies have been used wherein a printed sheet pretreated with a mask is etched such that the areas not covered by the mask are etched. To create a deep structure several steps are required.
  • embossing dies In addition to metallic embossing dies, the use of PET foils as embossing dies is known, with partial removal of material in the form of depressions by etching. Suitable embossing or pressing molds have a surface roughness of up to 1000 ⁇ . Embossing molds can be designed as matrices made of metal, plastic, wood, rubber, stone or textile.
  • the embossing in step b) can take place with an embossing roller or a flat embossing mold.
  • a structured transfer film can be used as a stamping mold, in particular of metal, plastic or textile.
  • the method according to the invention for the production of structured surfaces on a carrier surface coated by means of a hot coating process comprises, after the application of a reactive melt-mass layer and possibly a lacquer layer, the actual embossing of the uppermost surface.
  • further layers can be provided for the production of a layer system, whereby the layer thickness to be embossed increases and accordingly larger profile depths are achieved.
  • some parameters can be varied.
  • an engraving depth to be achieved of the generated surface structure is in Connection to the time interval between the application of the reactive melt and the possible paint layer and the embossing step, which can also be referred to as crystallization or curing time.
  • the more crosslinked the applied reactive melt is, ie the more advanced the cure, the higher the temperature and pressure for the embossing step to choose, or the flatter and fuzzier is a three-dimensional structure to achieve.
  • embossing in step b) can take place immediately without a time delay. Typically, however, there is a time delay of 20 seconds to 72 hours.
  • the crystallization or hardening time to be maintained in an in-line process is between 30 s and 4 h.
  • the crystallization or curing time can be extended up to 24 h or 72 h, whereby ideal embossing results are achieved and the applied coating system hardens before, during and / or after the embossing step , It is particularly advantageous that even a small crystallization or hardening time is possible before the embossing step, without losing the generated three-dimensional surface structure by resetting effects on sharpness and / or depth.
  • the three-dimensional structure produced by embossing in step b) can only extend into the layer or layers applied to the carrier surface or into the carrier surface. Furthermore, the temperature prevailing during the embossing process is important. Preferred is a temperature range of 20 ° C to 180 ° C. If the temperature is too high, color changes may occur in the applied layer (s). It should be noted that certain materials of the embossing mold have an insulating effect, so that the temperature at the surface to be structured is different than that of the embossing mold. In this case, the embossing mold is preferably heated.
  • the embossing in step b) is preferably carried out at a temperature in the range of 20 ° C to 180 ° C, wherein the embossing mold is heated.
  • Another parameter of the embossing process is the contact pressure and the contact time. According to the invention, depending on the embossing or pressing tool, a contact pressure be applied from 30 bar to 150 bar, with a contact pressure of 5 seconds to 20 seconds is maintained.
  • a particular advantage of the method according to the invention for producing structured surfaces on a carrier surface coated by means of hot coating is to produce identical structures in a simple, cost-saving and time-saving manner, as they are known from nature, which have a particularly attractive appearance and feel .
  • the process offers the opportunity to meet the high resistance requirements for a variety of applications, from furniture parts to floor elements.
  • the physical and chemical properties of the reactive polyurethane-based melt with a combined coating application in the course of HotCoatings prove to be advantageous in terms of embossing, since largely no recovery effects are to be expected.
  • the surface structures obtained by embossing are retained as they are immediately after embossing.
  • FIG. 1 shows a device or plant for the production of plate-shaped products with a decor and a structuring surface having.
  • FIG. 1 shows a device 1 or system for producing plate-shaped products with a decoration, for example furniture boards, floor elements, wall or ceiling panels.
  • support surfaces 2 shown in Figure 1 as plate-shaped products are arranged on a transport device 4, which are successively different processing stations 6, 8, 10, respectively.
  • the transport device 4 may be formed as a conveyor roller conveyor with conveyor rollers.
  • the transport direction of the support surface 2 is indicated by an arrow 3. It is also conceivable that a single large-area support surfaces 2 or a machined endless workpiece, which are separated at a later date.
  • the support surface 2 may also be referred to as a carrier substrate.
  • the support surface 2 may be wood-based, for example chipboard, medium density fiberboard, high density fiberboard or hardboard, or cork. Also suitable are inorganic bonded plates (e.g., gypsum, gypsum fiber, cement), plastic (e.g., PVC, acrylic, PP, etc.), compact plates (e.g., resin impregnated papers), sandwich constructions, lightweight panels (e.g., a honeycomb core with conformal liners), and / or linoleum.
  • inorganic bonded plates e.g., gypsum, gypsum fiber, cement
  • plastic e.g., PVC, acrylic, PP, etc.
  • compact plates e.g., resin impregnated papers
  • sandwich constructions e.g., a honeycomb core with conformal liners
  • lightweight panels e.g., a honeycomb core with conformal liners
  • the support surface 2 (not shown) in a processing station with a decor, for example digitally printed.
  • a film or paper provided with a decor may be laminated to the support surface 2.
  • the decor such as a wood, natural stone or other decor can be printed by means of one or more printing rollers or a digital printing device, which post-processing devices, for example, for drying or partial drying of the printed decor image, can follow.
  • a subsequent processing station 6, which is also referred to as an application station the thus occupied or printed carrier surface 2, which may be preheated, is coated with a reactive melt based on polyurethane by means of a HotCoating process.
  • the application station 6 comprises a metering roller 12, which is in contact with an applicator roller 14, therebetween is the reactive melt (not shown).
  • the applicator roll 14 runs in a direction indicated by arrow 15 direction.
  • the application roller 14 is applied reactive melt on a surface 16 of the support surface 2 in a certain layer thickness.
  • the reactive melt is heated and used in a liquid-viscous state, whereby heating by means of the metering roll 12 can be provided.
  • a smoothing station 18 for smoothing the applied reactive melt, wherein a smoothing roll 20 circulates counter to the transport direction 3 of the support surface 2, indicated by arrow 22.
  • the smoothing roll 20 follows closely arranged on the applicator roll 14, or is in contact with this.
  • the smoothing roller 20 contacts the carrier surface 2 via the area occupied by the reactive melt area of the surface 16.
  • With 24 is a doctor device referred to, which is arranged on the smoothing roller 20 in order to strip off the adhering to the smoothing roll 20 reactive melt.
  • Other embodiments of the smoothing station 18 are conceivable, for example a heat supply, the use of a smoothing belt instead of a smoothing roll 20.
  • the carrier surface 2 thus occupied passes through a processing station 8 in which a coating is applied, preferably in a so-called wet-on-wet process. Since, surprisingly, a complete curing of the applied reactive melt layer is not required, the application of the paint can take place directly, in particular before complete curing of the reactive melt layer.
  • the paint used may be any paint, preferably a UV-curing paint.
  • the processing station 8 is designed, for example, for a roller application, as indicated in FIG. 1, for a spray application or for a curtain coating process. A subsequent curing process can be carried out for example by means of a device 26, wherein UV light or UV lamps can be used.
  • an embossing with a stamping mold 28 of the carrier surface 2 coated in such a way to produce a three-dimensional Structure of the surface in FIG. 1, it is indicated that the processing station 10, also referred to as an embossing station, comprises an embossing mold 28 designed as a pair of rollers with a pressure cylinder and an impression cylinder 30, 32.
  • the printing cylinder 30 has a casing, on the surface of elevations and depressions are formed, which are impressed when rolling on the surface of the thus coated support surface 2 as a negative mold.
  • the elevations and depressions are designed both in their distribution and in their depth and shape in such a way that a natural haptic is imaged.
  • the embossing can take place by means of a stamping mold 28 designed as a press sheet by means of a short-cycle press.
  • the embossing mold 28 can be heated by a corresponding heating device, wherein advantageously the curing of the previously applied layers is achieved connected with an increased adhesion.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von strukturierten Oberflächen durch Aufbringen einer Schicht aus Reaktiv-Schmelzmasse und anschließendem Prägen der Oberfläche sowie einen auf diese Weise erzeugten Gegenstand.

Description

Verfahren zur Herstellung von strukturierten Oberflächen und derart strukturierte
Gegenstände
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von strukturierten Oberflächen auf einer mittels eines HotCoating-Verfahrens beschichteten Trägerfläche sowie entsprechende Produkte.
Für Fußbodenelemente und für die Möbelindustrie bzw. in der Innenarchitektur ist eine täuschend echte Nachbildung von Naturmaterialien ein an Bedeutung zunehmendes Gestaltungselement. Das optische Erscheinungsbild von Holzwerkstoffplatten, die Echtholzplatten, Paneele oder Dielen ersetzen sollen, kann beispielsweise durch einen aufwendigen Mehrfarbdruck nachgeahmt werden, welcher direkt oder auf eine aufzulaminierende Papier- oder Folienbahn, insbesondere harzgetränkte Papiere, aufgedruckt wird. Zum Schutz eines derartigen Drucks werden üblicherweise eine oder mehrere transparente Decklackschichten anschließend aufgetragen und ausgehärtet.
Auch wenn die Oberfläche eine täuschend echte Nachahmung einer Naturproduktoberfläche ist, erscheint diese Oberfläche im Gegenlicht und bei Berührung unmittelbar als Nachbildung. Die bei Gegenlicht entstehenden optischen Reflexe und die Haptik der Lackoberflächen stehen im Gegensatz zu natürlichen Oberflächen. Um Naturmaterialien nachzuahmen, insbesondere Holz, Stein oder Kork, ist neben der Optik auch deren Haptik und Textur zu imitieren. Beispielsweise können Papiere verwendet werden, welche bereits während ihrer Herstellung strukturiert worden sind.
Eine weitere Annäherung an die optischen und haptischen Eigenschaften einer Naturmaterialoberfläche kann demnach nur erzielt werden, wenn die Oberfläche strukturiert wird, idealerweise deckungsgleich mit der aufgedruckten optischen Struktur. So ist bekannt, Werkstoff platten, welche beispielsweise bedruckt oder mit harzgetränkten Papieren belegt sind, derart zu strukturieren bzw. zu texturieren, dass eine oberste nicht ausgehärtete Harzoder Lackschicht mit einer Strukturwalze, Pressblechen oder Presswalzen in Kontakt gebracht wird, wobei der Lack oder das Harz aushärtet, so dass eine dreidimensionale Oberflächenstruktur verbleibt. Die Aushärtung kann durch Wärme oder Strahlung durch eine transparente Prägematrize hindurch erfolgen, wobei nachfolgend die Prägematrize von dem Substrat abgezogen wird, so dass das ausgehärtete Harz bzw. der ausgehärtete Lack eine Strukturierung entsprechend einem Negativbild der Oberflächenstruktur der Prägematrize aufweist.
Neben der Nachahmung von Naturmaterialen kann eine weitgehend regelmäßige Prägung eines Bodenbelags dessen Anschmutzungsverhalten verbessern. Eine gleichmäßige Prägung, d.h. ein regelmäßiges Muster von Erhebungen und Vertiefungen unter Einhaltung eines bestimmten Rillenabstandes und einer gewissen Höhe der Erhebungen, kann eine oberste Oberfläche strukturieren, so dass der sogenannte Lotuseffekt wirksam werden kann. Eine entsprechende Prägung kann mittels einer Prägewalze erfolgen, wobei eine oberste Oberfläche einer Deckschicht oder eine Grundschicht geprägt werden, welche mit einer Deckschicht belegt wird. Aus EP 1 645 339 A1 ist bekannt, auf einer Werkstoffplatte, bedruckt mit einem Dekor und belegt mit einer insbesondere transparenten Decklackschicht, eine strukturierte Oberfläche zu erzeugen, dadurch dass noch vor dem Aushärten der Decklackschicht eine weitere Lackschicht aufgebracht wird, welche sich mit der glatten, noch nicht ausgehärteten Decklackschicht zu einer mehr oder weniger einheitlichen Schicht verbindet. Hierbei kann mittels einer ganzflächig mit Lack belegten Prägewalze mit gestalteter Walzenoberflächenstruktur auf die Decklackschicht entsprechend der Erhöhungen und Vertiefungen der Walzenoberfläche variierende Mengen an Lack aufgebracht werden. Alternativ kann eine strukturierte Oberflächenstruktur durch einen direkten Lackauftrag mittels digitaler Druckköpfe erzeugt werden, z.B. nach dem Prinzip eines Tintenstrahldruckers, wobei allerdings die erzielte Struktur nicht die Textur und Tiefe einer mechanisch geprägten Struktur aufweist. Bei diesem Verfahren werden die in natürlichen Materialien vorhandene Poren, also Vertiefungen, durch Erhöhungen simuliert, so dass quasi eine inverse Naturholzoberflächenstruktur erzeugt wird, welche bis zu einer Größenordnung von 100 μηη durch das menschliche Auge und den Tastsinn nicht unterschieden werden kann. Diese Strukturen sind allerdings von geringer Tiefe, insbesondere bis zu 5 μηη.
In der Möbel- und Fußbodenindustrie werden neben den optischen und haptischen Effekten der Oberflächen hohe Anforderungen hinsichtlich der Resistenzen und Festigkeiten gestellt, wie beispielsweise Kratzfestigkeit, Abriebs- oder Scheuerfestigkeit, UV-Stabilität, Feuerfestigkeit und Chemikalienresistenz der Oberflächen. Dies kann durch das Auftragen von Lacksystemen erzeugt werden. Allerdings ist hiermit eine mechanische und tiefe Prägung nur mit großem Aufwand möglich. Derartige Lacksysteme erweisen sich nach der Aushärtung als zu hart und zu spröde und die geringen Schichtstärken verhindern eine tiefe Prägung.
Um die weiterhin steigenden Anforderungen der Möbelindustrie und der Fußbodenindustrie zu befriedigen, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zur Herstellung einer tief strukturierten Oberfläche im Zuge einer Nasslackierung bzw. eines HotCoatings vorzuschlagen, welches eine verbesserte Haptik und Optik erzielt.
Mit dem vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Verfahren wird eine naturgemäße Strukturierung erreicht, wobei die Strukturierung im Gegensatz zu derjenigen mit einem Lackauftrag steht, da bei letzterem Vertiefungen als Erhebungen nachgeahmt werden, den sogenannten„Positivporen".
Insbesondere können mit dem vereinfachten Verfahren hohe Schichtstärken und damit Strukturtiefen bei nur einmaligem Auftrag erzeugt werden, welche darüber hinaus extrem hohe Abrieb- und Stoßfestigkeiten aufweisen. Ferner unterliegt eine einmal geprägte Oberfläche keinen Rückstellphänomen, wobei eine einmal geprägte HotCoating-Oberfläche ihre Formgebung beibehält und sich nicht über die Zeit zurückstellt. Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung von strukturierten Oberflächen vorgeschlagen, wobei in einem ersten Schritt a) auf zumindest einem Teil einer Trägerfläche eine Schicht aus einer Reaktiv-Schmelzmasse auf Basis von Polyurethan aufgebracht wird, eventuell gefolgt von einem Auftrag mindestens einer Lackschicht. An dem aufgetragenen Schichtaufbau wird in einem nachfolgenden Schritt b) eine strukturierte Oberfläche mittels eines Elements mit einer texturierten Oberfläche erzeugt. Alternativ oder zusätzlich kann eine Lackschicht auch nach dem eigentlichen Prägeschritt aufgetragen werden, wobei auch unterschiedliche Lacke vor und nach dem Prägeschritt aufgetragen werden können.
In einer Ausführungsform wird eine Lackschicht auf eine Schicht aus Reaktiv-Schmelzmasse auf Basis von Polyurethan aufgebracht, wobei es sich beispielsweise um einen UV- härtenden Lack handelt. Erfindungsgemäß wird der UV-Lack vor dem nachfolgenden Schritt nicht vollständig gehärtet, sondern reagiert lediglich partiell aus, wobei der Lack eine gelierte Konsistenz einnimmt. So bleibt eine gewisse Flexibilität erhalten, welche die Prägung begünstigt.
Dementsprechend umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von strukturierten Oberflächen auf einer Trägerfläche die Schritte: a) Aufbringen einer Schicht aus Reaktiv-Schmelzmasse auf Basis eines Polyurethans auf mindestens einen Teil einer Oberfläche der Trägerfläche; b) Prägen der Oberfläche der in einem vorherigen Schritt aufgebrachten Schicht mit einer Prägeform, welche eine Negativform einer auf der Trägeroberfläche zu erzeugenden dreidimensionalen Struktur aufweist.
Hierbei kann weiterhin ein Schritt c) umfasst sein, in welchem eine Lackschicht auf der mit der Reaktiv-Schmelzmasse belegten Trägerfläche aufgebracht wird, wobei der Schritt c) nachfolgend auf Schritt a) und vor Schritt b) und/oder nachfolgend auf Schritt b) erfolgen kann. Vorzugsweise erfolgt Schritt c) nach Schritt b).
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Gegenstand mit einer strukturierten Oberfläche auf mindestens einem Teil einer Trägerfläche, welcher gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich ist.
Derartige Produkte zeigen nach einer finalen Vernetzung überraschender Weise eine samtige, weiche und sehr angenehme Haptik, welcher auch mit dem Begriff „soft touch" umschrieben werden kann.
Die nachfolgend ausgeführten Merkmale und bevorzugten Merkmale werden vereinfachend im Zusammenhang des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert und gelten jedoch entsprechend ebenso für den erfindungsgemäßen Gegenstand.
In einer Ausführungsform wird zunächst eine HotCoating-Schicht aus einer Reaktiv- Schmelzmasse bereitgestellt, welche in einem entsprechenden Schritt an einer Oberfläche mit einer dreidimensionalen Strukturierung geprägt wird. Bei der Reaktiv-Schmelzmasse handelt es sich um eine Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis, wobei diese normalerweise durch mit Hilfe der in der Raumluft vorhandener Feuchtigkeit reagiert und aushärtet. Aber auch strahlenhärtbare oder strahlungs-reaktive Schmelzmassen auf Polyurethanbasis sind geeignet, wobei eine geeignete Schmelzmasse auf Basis eines feuchtigkeitsvernetzenden Polyurethans hierbei eine durch Elektronen oder UV-Strahlung polymerisierbare Komponente, einen Fotoinitiator sowie gegebenenfalls Zusatzstoffe enthält.
Dementsprechend zeichnet sich ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren dadurch aus, dass die Reaktiv-Schmelzmasse auf Basis eines Polyurethans in Schritt a) eine strahlenhärtbare Schmelzmasse ist, welche mindestens eine durch Bestrahlung polymerisierbare funktionelle Gruppe enthält.
Geeignete durch Bestrahlung härtbare Reaktiv-Schmelzmassen sind beispielsweise in US 8,153,264 B2 oder WO 2006/106143 A1 beschrieben.
Die Reaktivschmelzmasse auf Polyurethanbasis kann sowohl einkomponentig als auch mehrkomponentig, insbesondere zweikomponentig sein. Bevorzugt ist eine einkomponentige Reaktivschmelzmasse.
Die einkomponentige Reaktivschmelzmasse auf Polyurethanbasis ist im Stand der Technik, beispielsweise in WO 2006/056472 A1 oder WO 2012/084823 A1 .
Im Falle einer zweikomponentigen Schmelzmasse enthält vorzugsweise die eine Komponente eine Mischung eines oder mehrerer Polyole sowie ggf. Additive und die andere Komponente ein oder mehrere Polyisocyanate sowie ggf. Additive. Zur Mischung der beiden Komponenten werden dabei 2-Komponenten-Misch- und Dosieranlagen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, verwendet. Die beiden Komponenten werden in der Regel direkt vor der Verwendung der Reaktivschmelzmasse gemischt.
Das wie oben beschriebene Schichtsystem kann insbesondere weitere Schichten umfassen, welche beispielsweise eine Verbindung des Schichtsystems mit der Trägerfläche begünstigen. Eine Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis zeichnet sich durch gute Hafteigenschaften auf den unterschiedlichsten Trägerflächen aus. So können Trägerflächen aus Holz, holzartigem Material, Eisen, Nichteisenmetall, Kunststoff, Papier, Dekorpapier, Pappe, Pappmache, Glas, Linoleum, anorganische Nicht-Erze oder einem mineralischen Stoff zumindest teilweise bestehen. Vorzugsweise ist die Trägerfläche die Oberfläche einer Holzwerkstoffplatte, anorganisch gebundenen Platte, Kunststoffplatte, Kompaktplatte, Platte in Sandwichkonstruktion, Leichtbauplatte und/oder von Linoleum.
Die Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis kann in einer Ausführungsform auf eine Trägerfläche, beispielsweise aus Papier, bereitgestellt als Bahn oder als Sheet, aufgebracht werden. Diese derart belegte Trägerfläche kann vor oder während oder nachfolgend auf eine Laminierung dieses Schichtaufbaus auf einem weiteren Trägersubstrat bzw. Trägerplatte mittels eines Prägeschrittes strukturiert werden. Demnach wird ein Overlay oder ein Kaschier- bzw. Ummantelungsmaterial bereitgestellt, welches mit einem Trägersubstrat bzw. einer Trägerplatte laminiert werden kann.
Alternativ wird eine zu beschichtende Trägerfläche bereitgestellt, auf welche ein optisches Abbild einer nachzubildenden Oberfläche aufgedruckt ist, beispielsweise ein Abbild einer Holzoberfläche. Der Druck kann direkt auf die Trägerfläche aufgebracht werden, so dass es weitgehend ein Teil der Trägeroberfläche wird. Alternativ kann die Trägerfläche mit einer Bahnware belegt werden, beispielsweise aus Papier oder Folie, welche mit einem entsprechenden Dekor bedruckt ist. Darüber hinaus kann auf der Trägerfläche eine Schicht aus eingefärbtem HotCoating erzeugt werden, welche auch als Bahnware verwendet werden kann. Es sind Druckverfahren bekannt, wobei auf einer Trägerfläche mittels eines von einem Prozessor gesteuerten Tintenstrahldruckers mit stationären bzw. Single pass oder beweglichen bzw. multi-pass Druckköpfen eine mehrfarbige Abbildung erzeugt wird. Die Trägerfläche kann insbesondere mit einer Versiegelungsschicht vorbehandelt sein und nach dem Bedrucken mit Schutzschichten belegt werden.
Dementsprechend betrifft eine bevorzugte Ausführungsform ein Verfahren, bei dem auf die Trägerfläche vor dem Aufbringen der Reaktiv-Schmelzmasse in Schritt a) ein Dekor, beispielsweise in Form einer mit einem Dekor versehene Bahnware, aufgebracht wird. Hierbei kann das Dekor direkt oder digital auf mindestens einen Teil der Oberfläche der Trägerfläche aufgedruckt werden. Vorzugsweise wird die durch Prägen in Schritt b) erzeugte dreidimensionale Struktur mit dem aufgebrachten Dekor synchronisiert.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren, bei dem auf die Trägerfläche vor dem Aufbringen der Reaktivschmelzmasse in Schritt a) eine eingefärbte HotCoating-Beschichtung aufgebracht wird.
Eine Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis, welche im Zuge des HotCoating- Systems auf eine derartige bedruckte Trägerfläche aufgetragen wird, hat den Vorteil, dass ein einmaliges Auftragen auch mit hohen Schichtdicken möglich ist. Schichtdicken im Bereich von 50 μηη bis 800 μηη sind realisierbar. Vorzugsweise beträgt die Schichtdicke 50 μηη bis 300 μηη, weiter bevorzugt 50 μηη bis 200 μηη. Die über einen weiten Bereich variierenden Schichtdicken können durch einmaliges Aufbringen erzeugt werden, welches eine vorteilhafte Zeitersparnis darstellt. Dies steht im Gegensatz zu herkömmlichen Lackbeschichtungen, welche in mehreren Schichten mit entsprechenden Zwischenschliff- und Trocknungsschritten aufgetragen werden. Mit den in einem breiten Bereich variierbaren Schichtdicken können unterschiedliche Beanspruchungsklassen, beispielsweise Beanspruchungsklasse 21 (Wohnen/mäßig) bis Beanspruchungsklasse 33 (Gewerblich/stark) für Fußbodenelemente gemäß DIN EN 13329 (01/2009) erzeugt werden.
Die Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis ist ein bei Raumtemperatur festes Produkt, welches emissions- und lösungsmittelfrei ist. Die Temperatur bei der die Reaktiv- Schmelzmasse aufgetragen wird, liegt in einem Bereich von 60°C bis 150°C, vorzugsweise von 100°C bis 140°C, wobei das Produkt eine Viskosität nach BROOKFIELD bei 120°C im Bereich von 1 .000 mPas bis 30.000 mPas, vorzugsweise 4.000 mPas bis 10.000 mPas besitzt. Die Dichte der Reaktiv-Schmelzmasse liegt üblicherweise bei 1 ,1 g/m2. Die Schicht aus Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis kann beispielsweise aufgerakelt, aufgewalzt, aufgesprüht oder mittels Düsen oder Schlitzdüsen, bzw. mittels Curtain-Coating oder durch Fibern (Fadenauftrag) aufgebracht werden. Dabei können pro Quadratmeter zu beschichtender Oberfläche etwa 20 g bis 1200 g, vorzugsweise 20 g bis 450 g, weiter bevorzugt 20 g bis 300 g, Reaktiv-Schmelzmasse aufgetragen werden. Vorteilhaft weist die Reaktiv-Schmelzmasseschicht selbst im ausgehärteten Zustand eine gewisse Restelastizität auf. Vorzugsweise erfolgt die Aushärtung neben einer physikalischen Erstarrung zumindest teilweise -insbesondere ausschließlich- durch Feuchtigkeitshärtung mit Hilfe der Luftfeuchtigkeit. Zur Erzielung entsprechender geforderter Resistenzen kann die Reaktiv-Schmelzmasse Additive, Hilfsstoffe und/oder Füllstoffe umfassen, wobei Partikel einer Füllstoffkomponente hinsichtlich Material, Partikelgröße, -form und -gewicht in einem weiten Bereich variiert werden können. Durch die gute Einbindung der Partikel der Füllstoffkomponente in die Reaktiv-Schmelzmasse mit hoher Viskosität und spezieller Rheologie verbleiben auch bei einer höheren Verarbeitungstemperatur die Partikel weitgehend gleichmäßig verteilt, so dass keine zusätzliche Vermischung notwendig ist.
Vorteilhaft kann die noch nicht vollständig ausgehärtete Reaktiv-Schmelzmasseschicht mit einer Lackschicht überzogen werden, wobei die Lackschicht einen Schutz und gleichzeitig einen Oberflächeneffekt darstellt. Insbesondere kann der Lackauftrag vor dem eigentlichen Prägeschritt, nach dem Prägeschritt oder sowohl vor als auch nach dem Prägeschritt vorgesehen sein. Dabei sind ein vollständiges Aushärten der aufgetragenen Reaktiv- Schmelzmasse auf Polyurethanbasis und gegebenenfalls der aufgetragenen Lackschicht nicht erforderlich. Der bzw. die verwendeten Lacke können ein beliebiger Lack sein, vorteilhaft ist der Lack charakterisiert durch eine kurze Aushärtezeit. Beispielhaft sind 2-K- PUR-Lacke, Nitrolacke oder Wasserlacke genannt. Vorzugsweise kommen UV-härtende Lacke zum Einsatz. Der Lack kann mit einem üblichen Auftragsverfahren aufgetragen werden, wobei eine Lackschicht Dicken von 5 μηη bis 25 μηη aufweist.
Insbesondere vereinigt eine kombinierte Reaktiv-Schmelzmasse/Lack-Schicht die positiven Eigenschaften der einzelnen Schichten. So kann die Reaktiv-Schmelzmasse aushärten, auch dann wenn die aufgetragene Lackschicht einen direkten Kontakt der Reaktiv- Schmelzmasseschicht mit der umgebenden Luft verhindert.
Eine Verbesserung kann dadurch erzielt werden, dass nach dem Aufbringen der Reaktiv- Schmelzmasse auf die Trägerfläche die Schicht geglättet wird, wobei vorteilhaft das Glätten bei Wärme beispielsweise mittels einer Glättwalze oder eines Glättbandes erfolgt. Ein entsprechender Glättschritt ist beispielsweise aus WO 2006/066954 A1 bekannt.
Dementsprechend ist es bevorzugt, wenn in dem erfindungsgemäßen Verfahren folgend auf Schritt a) ein Schritt vorgesehen ist, in welchem die auf die Trägerfläche aufgebrachte Schicht aus Reaktiv-Schmelzmasse auf Basis eines Polyurethans geglättet wird.
Die Erzeugung einer strukturierten Oberfläche, auch als Prägung bezeichnet, wird durch das HotCoating-System dadurch begünstigt, dass ein aufgetragenes Schichtsystem auch mit einer großen Schichtdicke möglich ist, insbesondere da die Aushärtung nach dem Prinzip der Feuchtigkeitsvernetzung nicht limitierend ist. Die Schichtstärke steht in direktem Zusammenhang zur Profiltiefe der Prägestruktur. So bietet das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit durch die hohe Schichtdicke eine deutliche Tiefenstruktur zu erzeugen, auch dann wenn die Trägerfläche selbst nicht mit geprägt wird. Erfindungsgemäß können Schichtdicken von 50 bis 200 μηη und - wie oben angegeben - noch größere Dicken aufgetragen werden. In einer Ausführungsform kann die Prägung auch ein Prägen der bereitgestellten Trägerfläche umfassen, insbesondere wenn die Trägerfläche zumindest teilweise aus dem Material Kork besteht. Die bekannten Verfahren zur Herstellung von strukturierten Oberflächen mittels einer Decklackschicht und einer darauf aufgebrachten bzw. erzeugten Lackstruktur im Rahmen einer weiteren Lackschicht stehen im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Verfahren, welches die Eigenschaften des HotCoating-Systems vorteilhaft einsetzt. Die Reaktiv- Schmelzmasse auf Polyurethanbasis härtet durch chemische Vernetzung mit der in der Umgebung vorhandenen Feuchtigkeit aus, wobei eine aufgebrachte und somit abdeckende Lackschicht der Aushärtung nicht entgegensteht. Eine Prägung eines kombinierten Schichtsystems ist in einfacher Weise möglich, wobei eine Prägung sowohl inline oder zu einem späteren Zeitpunkt, bzw. offline erfolgen kann. Die Prägung kann beispielsweise mit einer Prägewalze bzw. Kalanderwalze erfolgen, welche eine Oberflächenstruktur aufweist, wobei ein Negativbild der Oberflächenstruktur der Prägewalze auf der obersten Oberfläche der beschichteten Trägerfläche erzeugt wird. Neben Walzen aus Metall können aber auch gummierte Walzen eingesetzt werden, wobei in deren Gummierung Vertiefungen eingebracht sind. Ein aus Gummi oder einem gummiartigen Material bestehende Walzenoberfläche kann darüber hinaus Unebenheiten der zu strukturierenden Oberfläche kompensieren. Ferner können aber auch Prägewalzen aus Kunststoff, Holz oder Textil eingesetzt werden.
Dementsprechend wird vorzugsweise beim Prägen in Schritt b) eine als Prägewalze ausgebildete Prägeform eingesetzt, welche aus einem Material ausgewählt aus Metall, Kunststoff, Holz, Gummi und Textil besteht. Alternativ kann die Erzeugung der geprägten Oberflächenstruktur mittels einer Kurztaktpresse mit einem Prägewerkzeug in Form eines Pressbleches oder eines Endlosbandes, auch als strukturierte Transferfilm bezeichnet, hergestellt werden. Herkömmlicherweise werden metallische Prägeformen eingesetzt, wobei ein mit einer Maske vorbehandeltes bedrucktes Blech derart geätzt wird, dass die Bereiche, welche nicht durch die Maske abgedeckt sind, geätzt werden. Um eine tiefe Struktur herzustellen sind mehrere Arbeitsschritte erforderlich. Neben metallischen Prägeformen ist der Einsatz von PET-Folien als Prägematrizen bekannt, wobei ein teilweises Abtragen von Material in Form von Vertiefungen durch Ätzen erfolgt. Geeignete Präge- bzw. Pressformen weisen eine Rauhtiefe von bis zu 1000 μηη auf. Prägeformen können als Matrizen aus Metall, Kunststoff, Holz, Gummi, Stein oder Textil ausgebildet sein.
Dementsprechend kann das Prägen in Schritt b) mit einer als Prägewalze ausgebildeten oder einer flachen Prägeform erfolgen. Ebenso kann ein strukturierter Transferfilm als Prägeform, insbesondere aus Metall, Kunststoff oder Textil, eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von strukturierten Oberflächen auf einer mittels HotCoating-Verfahrens beschichteten Trägerfläche umfasst nach dem Auftrag einer Reaktiv-Schmelzmasseschicht und eventuell einer Lackschicht die eigentliche Prägung der obersten Oberfläche. Darüber hinaus können noch weitere Schichten zur Erzeugung eines Schichtsystems vorgesehen werden, wobei sich die zu prägende Schichtdicke erhöht und demnach größere Profiltiefen erreicht werden. Für den Prägeschritt können einige Parameter variiert werden. So steht eine zu erzielende Prägetiefe der erzeugten Oberflächenstruktur in Zusammenhang zu der Zeitspanne zwischen dem Auftrag der Reaktiv-Schmelzmasse und der evtl. Lackschicht und dem Prägeschritt, welche auch als Kristallisations- bzw. Aushärtezeit bezeichnet werden kann. Je vernetzter die aufgetragene Reaktiv- Schmelzmasse ist, d.h. je fortgeschrittener die Aushärtung ist, um so höher sind Temperatur und Druck für den Prägeschritt zu wählen oder um so flacher und unschärfer ist eine zu erzielende dreidimensionale Struktur.
Grundsätzlich kann das Prägen in Schritt b) unmittelbar ohne Zeitverzögerung erfolgen. Typischerweise erfolgt jedoch eine Zeitverzögerung von 20 Sekunden bis 72 Stunden.
Vorzugsweise liegt die einzuhaltende Kristallisations- bzw. Aushärtezeit bei einem Inline- Prozess zwischen 30 s und 4h. In Abhängigkeit von den Eigenschaften der zu beschichtenden Trägerfläche und dem eingesetzten HotCoating-System kann die Kristallisations- bzw. Aushärtezeit bis zu 24h bzw. 72h ausgedehnt werden, wobei ideale Prägeergebnisse erzielt werden und das aufgetragene Beschichtungssystem vor, während und/oder nach dem Prägeschritt aushärtet. Insbesondere vorteilhaft ist, dass auch eine geringe Kristallisations- bzw. Aushärtezeit vor dem Prägeschritt möglich ist, ohne dass die erzeugte dreidimensionale Oberflächenstruktur durch Rückstelleffekte an Schärfe und/oder Tiefe einbüßt.
Die durch Prägen in Schritt b) erzeugte dreidimensionale Struktur kann sich nur in die auf die Trägerfläche aufgebrachte Schicht bzw. aufgebrachten Schichten oder bis in die Trägerfläche erstrecken. Ferner ist die beim Prägevorgang herrschende Temperatur von Bedeutung. Bevorzugt ist ein Temperaturbereich von 20°C bis 180°C. Ist die Temperatur zu hoch, können farbliche Veränderungen in der oder den aufgetragenen Schichten auftreten. Hierbei ist zu beachten, dass bestimmte Materialien der Prägeform isolierend wirken, so dass die Temperatur an der zu strukturierenden Oberfläche eine andere ist als diejenige der Prägeform. Hierbei ist vorzugsweise die Prägeform beheizt.
Dementsprechend erfolgt das Prägen in Schritt b) vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 180°C erfolgt, wobei die Prägeform beheizt ist. Ein weiterer Parameter des Prägevorgangs ist der Anpressdruck und die Anpresszeit. Erfindungsgemäß kann in Abhängigkeit des Präge- bzw. Presswerkzeugs ein Anpressdruck von 30 bar bis 150 bar angelegt werden, wobei eine Anpresszeit von 5 Sekunden bis 20 Sekunden eingehalten wird.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung strukturierter Oberflächen auf einer mittels HotCoating-Verfahren beschichteten Trägerfläche besteht darin, in einfacher, kosten- und zeitsparender weise, identische Strukturen herzustellen, wie sie aus der Natur bekannt sind, die eine besonders ansprechende Optik und Haptik aufweisen. Darüber hinaus bietet das Verfahren die Möglichkeit, den hohen Ansprüchen hinsichtlich Resistenzen für vielfältige Anwendungen von Möbelteilen bis Fußbodenelementen gerecht zu werden. Insbesondere erweisen sich die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis mit einem kombinierten Lackauftrag im Zuge des HotCoatings als vorteilhaft hinsichtlich der Prägung, da weitgehend keine Rückstelleffekte zu erwarten sind. Die durch die Prägung erzielten Oberflächenstrukturen bleiben so erhalten, wie sie direkt nach der Prägung vorliegen. Somit kann die Erscheinung natürlicher Materialien bis hin zu einer warmen und natürlich erscheinenden Haptik, einer Flexibilität und einem Glanz mit einer Glanzrate von < 10 GE (Glanzgradeinheiten) bei 60° entsprechend DIN EN 13722 (10/2014) täuschend echt nachgebildet werden. Weitere Vorteile und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigt:
Figur 1 eine Vorrichtung bzw. Anlage zur Herstellung plattenförmiger Produkte mit einer ein Dekor und eine Strukturierung aufweisenden Oberfläche.
In Figur 1 ist eine Vorrichtung 1 bzw. Anlage zur Herstellung plattenförmiger Produkte mit einem Dekor dargestellt, beispielsweise Möbelbauplatten, Fußbodenelemente, Wand- oder Deckenpaneele.
Mehrere Trägerflächen 2, in Figur 1 dargestellt als plattenformige Produkte, sind auf einer Transportvorrichtung 4 angeordnet, die hintereinander verschiedenen Bearbeitungsstationen 6, 8, 10 zugeführt werden. Die Transportvorrichtung 4 kann als Förderrollenbahn mit Förderrollen ausgebildet sein. Die Transportrichtung der Trägerfläche 2 ist mit einem Pfeil 3 angedeutet. Denkbar ist auch, dass eine einzelne großflächige Trägerflächen 2 oder ein endlos hergestelltes Werkstück bearbeitet werden, welche zu einem späteren Zeitpunkt vereinzelt werden.
Die Trägerfläche 2 kann auch als Trägersubstrat bezeichnet werden. Die Trägerfläche 2 kann holzbasiert sein, beispielsweise Spanplatten, mitteldichte Faserplatten, hochdichte Faserplatten oder Hartfaserplatten, bzw. Kork. Ferner sind anorganisch gebundene Platten (z.B. Gips, Gipsfaser, Zement), Kunststoff (z.B. PVC, Acryl, PP,etc), Kompaktplatten (z.B. harzgetränkte Papiere), Sandwichkonstruktionen, Leichtbauplatten (z.B. ein Wabenkern mit entsprechenden Decklagen) und/oder Linoleum geeignet.
Nach einer eventuellen Vorbehandlung, z.B. zum Säubern der Oberfläche, kann die Trägerfläche 2 in einer Bearbeitungsstation (nicht dargestellt) mit einem Dekor, beispielsweise digital, bedruckt werden. Alternativ kann eine mit einem Dekor versehene Folie oder ein Papier auf die Trägerfläche 2 auflaminiert werden. Das Dekor, beispielsweise ein Holz-, Naturstein- oder anderes Dekor kann mittels eines oder mehrere Druckwalzenwerke oder einer digitalen Druckvorrichtung aufgedruckt werden, wobei sich Nachbearbeitungsvorrichtungen, beispielsweise zum Trocknen bzw. Teiltrocknen des aufgedruckten Dekorbildes, anschließen können. In einer nachfolgenden Bearbeitungsstation 6, welche auch als Auftragsstation bezeichnet wird, wird die derart belegte bzw. bedruckte Trägerfläche 2, welche eventuell vorgewärmt ist, mit einer Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis mittels eines HotCoating-Verfahrens belegt. In Figur 1 ist angedeutet, dass die Reaktiv-Schmelzmasse mittels eines Walzenpaares 12, 14 aufgebracht wird, wobei das Auftragsgewicht und die Schichtdicke variiert werden kann. Die Auftragsstation 6 umfasst eine Dosierwalze 12, welche in Kontakt mit einer Auftragswalze 14 steht, dazwischenliegend befindet sich die Reaktiv- Schmelzmasse (nicht dargestellt). Die Auftragswalze 14 läuft in einer mit Pfeil 15 angedeuteten Richtung um. Mit der Auftragswalze 14 wird Reaktiv-Schmelzmasse auf eine Oberfläche 16 der Trägerfläche 2 in einer bestimmten Schichtdicke aufgebracht. Die Reaktiv- Schmelzmasse wird erwärmt und in einem flüssig-viskosen Zustand verwendet, wobei eine Erwärmung mittels der Dosierwalze 12 bereitgestellt werden kann. Unmittelbar auf die Auftragsstation 6 folgt in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Glättstation 18 zum Glätten der aufgebrachten Reaktiv-Schmelzmasse, wobei eine umfasste Glättwalze 20 entgegen der der Transportrichtung 3 der Trägerfläche 2 umläuft, angedeutet durch Pfeil 22. Die Glättwalze 20 ist dicht folgend auf die Auftragswalze 14 angeordnet, bzw. steht mit dieser in Kontakt. Die Glättwalze 20 kontaktiert die Trägerfläche 2 über den mit der Reaktiv- Schmelzmasse belegten Bereich der Oberfläche 16. Mit 24 ist eine Rakeleinrichtung bezeichnet, welche derart an der Glättwalze 20 angeordnet ist, um die an der Glättwalze 20 anhaftende Reaktiv-Schmelzmasse abzustreifen. Andere Ausführungsformen der Glättstation 18 ist denkbar, beispielsweise eine Wärmezufuhr, der Einsatz eines Glättbandes anstelle einer Glättwalze 20.
Anschließend an die Glättstation 18 durchläuft die derart belegte Trägerfläche 2 eine Bearbeitungsstation 8, in welcher ein Lackauftrag erfolgt, bevorzugt in einem sogenannten Nass-in-Nass-Verfahren. Da überraschender Weise ein vollständiges Aushärten der aufgetragenen Reaktiv-Schmelzmasseschicht nicht erforderlich ist, kann der Lackauftrag unmittelbar erfolgen, insbesondere vor dem vollständigen Aushärten der Reaktiv- Schmelzmasseschicht. Der verwendete Lack kann ein beliebiger Lack sein, vorzugsweise ein UV-härtender Lack. Die Bearbeitungsstation 8 ist beispielsweise für einen Walzenauftrag, wie in Figur 1 angedeutet, für einen Sprühauftrag oder für ein Curtain-Coating-Verfahren ausgebildet. Ein sich anschließender Aushärtevorgang kann beispielsweise mittels einer Vorrichtung 26 erfolgen, wobei UV-Licht oder UV-Lampen eingesetzt werden können.
In einer weiteren Bearbeitungsstation 10, in welche die Trägerfläche 2 entweder unmittelbar oder nach kurzer Ruhephase gefördert wird, d.h. inline, oder nach einer ausgedehnteren Ruhephase, auch als offline bezeichnet, erfolgt eine Prägung mit einer Prägeform 28 der derart beschichteten Trägerfläche 2 zur Erzeugung einer dreidimensionalen Struktur der Oberfläche. In Figur 1 ist angedeutet, dass die Bearbeitungsstation 10, auch als Prägestation bezeichnet, eine als Walzenpaar mit einem Druck- und einem Gegendruckzylinder 30, 32 ausgebildete Prägeform 28 umfasst. Der Druckzylinder 30 weist eine Ummantelung auf, an deren Oberfläche Erhebungen und Vertiefungen ausgebildet sind, welche beim Abrollen auf der Oberfläche der derart beschichteten Trägerfläche 2 als eine Negativform eingeprägt werden. Die Erhebungen und Vertiefungen sind sowohl in ihrer Verteilung als auch in ihrer Tiefe und Form derart gestaltet, dass eine natürliche Haptik abgebildet wird. Alternativ kann die Prägung mittels einer als Pressblech ausgebildeten Prägeform 28 mittels einer Kurztaktpresse erfolgen. Hierbei kann die Prägeform 28 durch eine entsprechende Heizeinrichtung erwärmt werden, wobei vorteilhaft die Aushärtung der zuvor aufgetragenen Schichten verbunden mit einer gesteigerten Haftung erzielt wird. Bezugszeichenliste
Vorrichtung
Trägerfläche
Transportrichtung
Transportvorrichtung
Bearbeitungs-/ Auftragsstation
Bearbeitungsstation
Bearbeitungs-/Prägestation
Dosierwalze
Auftragswalze
Drehrichtung Auftragswalze
Oberfläche
Glättstation
Glättwalze
Drehrichtung Gl ttwalze
Rakeleinrichtung
Aushärtevorrichtung
Prägeform
Druckzylinder
Gegendruckzylinder

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung von strukturierten Oberflächen auf einer Trägerfläche (2), die Schritte umfassend: a) Aufbringen einer Schicht aus Reaktiv-Schmelzmasse auf Basis eines Polyurethans auf mindestens einen Teil einer Oberfläche (16) der Trägerfläche (2); b) Prägen der Oberfläche der in einem vorhergehenden Schritt aufgebrachten Schicht mit einer Prägeform (28), welche eine Negativform einer auf der Trägerfläche (2) zu erzeugenden dreidimensionalen Struktur aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktiv- Schmelzmasse auf Basis eines Polyurethans in Schritt a) eine strahlenhärtbare Schmelzmasse ist, enthaltend mindestens eine durch Bestrahlung polymerisierbare funktionelle Gruppe.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass folgend auf Schritt a) ein Schritt vorgesehen ist, in welchem die auf die Trägerfläche (2) aufgebrachte Schicht aus Reaktiv-Schmelzmasse auf Basis eines Polyurethans geglättet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schritt c) umfasst ist, wobei eine Lackschicht auf die mit Reaktiv-Schmelzmasse belegte Trägerfläche (2) aufgebracht wird, wobei der Schritt c) nachfolgend auf Schritt a) und/oder nachfolgend auf Schritt b) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägen in Schritt b) unmittelbar ohne Zeitverzögerung erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägen in Schritt b) mit einer Zeitverzögerung erfolgt, welche im Bereich von 20 Sekunden bis 72 h liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägen in Schritt b) mit einer als Prägewalze ausgebildeten oder einer flachen Prägeform (28) erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägen in Schritt b) bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 180°C erfolgt, wobei die Prägeform (28) beheizt ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägen in Schritt b) mittels einer als Matrize ausgebildeten Prägeform (28) erfolgt, aus einem Material ausgewählt aus Metall, Kunststoff, Holz, Gummi, Stein und Textil.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägen in Schritt b) mittels einer als Prägewalze ausgebildeten Prägeform (28) erfolgt, aus einem Material ausgewählt aus Metall, Kunststoff, Holz, Gummi und
Textil.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägen in Schritt b) mittels einer als strukturierter Transferfilm ausgebildeten Prägeform (28) erfolgt, aus einem Material ausgewählt aus Metall, Kunststoff und
Textil.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf die Trägerfläche (2) vor dem Aufbringen der Reaktiv-Schmelzmasse in Schritt a) ein Dekor aufgebracht wird, wobei das Dekor direkt oder digital auf mindestens einen Teil der Oberfläche (16) der Trägerfläche (2) aufgedruckt ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf die Trägerfläche (2) vor dem Aufbringen der Reaktiv-Schmelzmasse in Schritt a) eine mit einem Dekor versehene Bahnware aufgebracht ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf die Trägerfläche (2) vor dem Aufbringen der Reaktiv-Schmelzmasse in Schritt a) eine eingefärbte HotCoating-Beschichtung aufgebracht ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Prägen in Schritt b) erzeugte dreidimensionale Struktur mit dem aufgebrachten Dekor synchronisiert ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfläche (2) eine Holzwerkstoffplatte, anorganisch gebundene Platte, Kunststoffplatte, Kompaktplatte, Platte in Sandwichkonstruktion, Leichtbauplatte und/oder Linoleum ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Prägen in Schritt b) erzeugte dreidimensionale Struktur sich in den auf die Trägerfläche (2) aufgebrachten Schichten erstreckt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Prägen in Schritt b) erzeugte dreidimensionale Struktur sich bis in die Trägerfläche (2) erstreckt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktivschmelzmasse einkomponentig ist.
20. Gegenstand mit einer strukturierten Oberfläche auf mindestens einem Teil einer Trägerfläche (2), erhältlich gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19.
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