EP4134242B1 - Method and device for applying a decoration and a surface structure to a substrate - Google Patents

Method and device for applying a decoration and a surface structure to a substrate Download PDF

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EP4134242B1
EP4134242B1 EP21190337.2A EP21190337A EP4134242B1 EP 4134242 B1 EP4134242 B1 EP 4134242B1 EP 21190337 A EP21190337 A EP 21190337A EP 4134242 B1 EP4134242 B1 EP 4134242B1
Authority
EP
European Patent Office
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carrier material
resin
surface structure
decoration
overlay
Prior art date
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Active
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EP21190337.2A
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German (de)
French (fr)
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EP4134242A1 (en
EP4134242C0 (en
Inventor
Norbert Kalwa
Georg Seidack
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Flooring Technologies Ltd
Original Assignee
Flooring Technologies Ltd
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Publication date
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Priority to PL21190337.2T priority patent/PL4134242T3/en
Priority to CN202280055119.1A priority patent/CN117836151A/en
Priority to PCT/EP2022/072329 priority patent/WO2023017024A1/en
Publication of EP4134242A1 publication Critical patent/EP4134242A1/en
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Publication of EP4134242C0 publication Critical patent/EP4134242C0/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
    • B44C1/24—Pressing or stamping ornamental designs on surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C3/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing ornamental structures
    • B44C3/02—Superimposing layers
    • B44C3/025—Superimposing layers to produce ornamental relief structures
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for applying a decoration and a surface structure to a carrier material and a device suitable for this purpose.
  • a carrier material or at least one decorative paper is printed with a decoration and a file for the surface structure is created from the digital image data of the decoration.
  • at least one layer of a resin is applied to the printed carrier material or to at least one overlay, the distribution of the resin being specified by the file for the surface structure and thus depending on the printed decoration.
  • the at least one resin layer is then pressed with the carrier material using a structured press sheet or the at least one overlay, the at least one decorative paper and a carrier material are pressed with a structured press sheet. In both cases, the structure of the pressed sheet is specified by the surface structure file and is therefore also dependent on the printed decor.
  • a surface structure is formed on the carrier material, which is synchronous with the applied decoration.
  • the wood-based panels or wood-plastic panels can also be printed directly with a decor.
  • Several liquid thermosetting resin layers (usually melamine resins) are then usually applied to the decor applied by direct printing, which in turn can contain abrasion-resistant particles to increase wear resistance.
  • an essential quality feature is the pleasing surface structure. This should not only be synchronous with the decor, but also be as accurate a replication as possible of the underlying template from nature or another product in terms of the structural depths of the structure of the decor. What is most important is that the replica has an optical and tactile impression that is as true to the original as possible. It is therefore desirable that the embossed structure is coordinated with the printed decor and thus a decor-synchronous structure or a synchronous pore is formed.
  • the die is used to apply surface structures EP 3 738 787 A1 known.
  • EP 3 738 787 A1 known.
  • the EP 2 913 199 B1 deals with the construction of haptic structures using 3D printing. This process is extremely time-consuming and cannot be used to produce large quantities in a short period of time.
  • the method of choice for Fast production of printed wood materials or printed wood-plastic materials are manufacturing processes with at least one KT press.
  • a 3D printing process cannot be used sensibly or efficiently in such a situation. The process is therefore uneconomical and is only suitable for small quantities or for producing prototypes.
  • US 2014/0023832 A1 discloses a method according to the preamble of claim 1 in the alternative wherein the resin layer is applied to an overlay.
  • EP 2 036 741 A2 discloses a method according to the preamble of claim 1 in the alternative, wherein the resin layer is applied to a directly printed support.
  • the present invention is therefore based on the object of eliminating the disadvantages of the prior art and of providing a method with which decor-synchronous structures of a variety of decors in a cycle line with at least one means for pressing onto a wood material or a wood Plastic material can be applied.
  • the invention provides a method for applying a decoration and a surface structure to a carrier material, according to claim 1.
  • the present invention further comprises a device for applying a decoration and a surface structure to a carrier material using the method according to the invention, according to claim 14.
  • a carrier material or a carrier material, at least one decorative paper and at least one overlay are provided.
  • the carrier material or at least one decorative paper is printed with a decoration.
  • the decor is preferably in digital form.
  • an analog decor must be converted into a digital decor. Possibilities for this, such as photographing with a digital camera, scanning with a color scanner or scanning with a hyperspectral scanner are known from the prior art.
  • the decor is printed onto the carrier material or at least one decorative paper using a direct printing process.
  • gravure printing and digital printing processes are used as direct printing processes.
  • the gravure printing process is a printing technique in which the elements to be depicted are present as depressions in a printing form that is colored before printing.
  • the printing ink is located primarily in the depressions and is transferred to the object to be printed, such as a carrier material, due to the contact pressure of the printing form and adhesion forces.
  • indirect gravure printing several printing rollers are used.
  • the decoration is printed onto the carrier material or at least one decorative paper using digital printing processes.
  • digital printing the printed image (decor) is transferred directly from a computer to a printing machine, such as a laser printer or inkjet printer. This eliminates the need to use a static printing form.
  • Decorative printing is carried out using the inkjet principle in a single pass, which spans the entire width of the top side to be printed, with the carrier material or at least one decorative paper being moved under the printer.
  • the carrier material it is also possible for the carrier material to be printed or the at least one decorative paper to be stopped under the printer and for it to pass over the surface at least once during printing. What is particularly advantageous when using a digital printing process for printing the carrier material or the at least one decorative paper is that the decoration is already in digital form.
  • the carrier material is selected from the group comprising wood-based panels, in particular medium-density fiber (MDF) panels, high-density fiber (HDF) boards, particle boards, coarse particle boards (OSB), plywood boards and wood-plastic boards (WPC).
  • MDF medium-density fiber
  • HDF high-density fiber
  • OSB coarse particle boards
  • WPC wood-plastic boards
  • a primer is applied to the carrier material before printing or before applying at least one decorative paper.
  • the carrier material can, for example, be provided with a primer layer made of a resin and/or a lacquer.
  • an aqueous resin solution and/or a radiation-curable filler can be applied to the side of the carrier material to be printed or to the side facing the decorative paper.
  • aqueous formaldehyde-containing resin solutions such as melamine-formaldehyde resins, urea-formaldehyde resin or melamine-urea-formaldehyde resin can be used as primers.
  • primers can also contain pigments.
  • abrasion-resistant particles and/or glass beads can also be applied to the primer.
  • Abrasion-resistant particles can be selected from a group comprising corundum (aluminum oxides), boron carbides, silicon dioxides, silicon carbides, silanized corundum particles.
  • the primer can have at least one additive and/or at least one additive.
  • Suitable additives are selected from the group comprising hardeners, wetting agents (surfactants or mixtures thereof) and release agents.
  • Suitable additives are selected from the group comprising conductive substances and cellulose.
  • the conductive substances can be selected from the group containing soot, carbon fibers, metal powder and nanoparticles, in particular carbon nanotubes.
  • a primer layer is applied to the primer, preferably as a one-time application with subsequent drying.
  • the primer layer is particularly useful in the case of a subsequent gravure printing process (with rollers), whereas it is not absolutely necessary when using a digital printing process.
  • Polyurethane-based compounds are preferably used as primers.
  • a file for the surface structure is created from the digital image data of the decoration. This is done using appropriate computer software.
  • the file for the surface structure contains the digital data of the surface structure of the decor and thus a structure depth assigned to each pixel of the decor.
  • the decor data for the individual color channels can be separated from the digital data of the decor using software such as PhotoShop, Paint or PaintShop Pro.
  • the digital data from the color channels in turn contain information about the surface structure.
  • the color channel e.g. B. that contains information about the "wood grain", i.e. dark colors, would then indicate a reduced or no resin application.
  • Each color channel therefore contains information about the structural depth of a specific image point in the decor.
  • a pore in the wood grain is then formed as a depression on the surface of the final product.
  • the digital data of the color channels contains information about the surface structure and can therefore serve as digital data of the surface structure.
  • the file for the surface structure therefore contains the digital data of the surface structure of the decoration in the form of the digital data of the color channels.
  • the digital image data of the decor is created by scanning an analog decor template.
  • the file for the surface structure can be generated directly from the digital data from the scanner. Scanners are known from the prior art that combine 2D data or data from different lighting situations and use this to calculate digital data for the surface structure of the scanned decoration. METIS Systems S.r.l., for example, provides suitable scanners for this purpose. and the company Cruse Spezialmaschinen GmbH.
  • the file for the surface structure therefore contains the digital data of the surface structure of the decoration in the form of the digital data of the surface structure, as provided by a suitable scanner.
  • the scanned digital data can also be separated into the decor data for the individual color channels using software such as PhotoShop, Paint or PaintShop Pro. This procedure has already been described in detail.
  • multiple layers of resin are applied to the printed substrate or overlay. Between 2 and 6 layers of resin, preferably between 2 and 5 layers of resin, particularly preferably between 2 and 4 layers of resin can be applied. The application of several layers may be necessary, for example, if order quantities cannot be achieved in one run. Multiple layers of resin can also be applied only in areas where a larger amount of resin is to be applied per area compared to surrounding areas.
  • the at least one resin layer After the at least one resin layer has been applied, in one embodiment it can be dried or fixed. This prevents the resin layer from running. If several layers of resin are applied, this can be allowed to dry after each layer has been applied.
  • the resin of the at least one resin layer can be applied as a powdery resin and/or as a liquid resin. If resin powder is used instead of liquid resin, there is no need to dry on at least one and every additional resin layer. This reduces system costs, exhaust air problems and space requirements in the production facility. Suitable powdered resins have a particle size between 20 and 100 ⁇ m, preferably between 40 and 89 ⁇ m.
  • a powdered resin can be applied, for example, via a digital printer.
  • the control of the digital printer i.e. the control of the order quantity depending on the location, is done using the digital data of the surface structure file.
  • the resolution of the order quantity then corresponds to the resolution of the digital printer.
  • the resolution of the application quantity describes how small adjacent areas with different application quantities of resin can be.
  • a liquid resin is used for the at least one resin layer, it preferably has a solids content of over 70% by weight.
  • the solids content influences the viscosity of the liquid resin, with a solids content of over 70% by weight preventing the resin from running after application.
  • the liquid resin can be additionally heated to further increase the viscosity of the resin. By heating the resin, it is partially but not completely polymerized, so that further crosslinking or polymerization is possible at a later processing time.
  • a liquid resin can be applied, for example, through nozzles. The nozzles are controlled, i.e. the application quantity is controlled depending on the location, using the digital data from the surface structure file. The resolution of the application quantity then corresponds to the resolution of the nozzles used. After applying a liquid resin layer, it can be dried using a circulating air dryer/IR lamp.
  • the resin can also have at least one additive and/or at least one additive.
  • the same groups of additives and additives prove to be useful as already described for the primer.
  • Liquid resins are suitable for impregnation, preferably having a solids content of less than 70% by weight, particularly preferably less than 68% by weight. exhibit. Suitable resins for impregnation are selected from the group consisting of melamine-formaldehyde, phenol, melamine-urea-formaldehyde and urea-formaldehyde resins.
  • the resin can also have at least one additive and/or at least one additive. The same groups of additives and additives prove to be useful as already described for the primer. Furthermore, additional abrasion-resistant particles and/or glass beads can be applied to the not yet dried resin during impregnation.
  • the at least one resin layer with the carrier material is pressed with a structured press sheet or the at least one overlay, the at least one decorative paper and a carrier material are pressed with a structured press sheet.
  • the structure of the pressed sheet is specified by the digital data in the surface structure file.
  • a structured pressed sheet is used, the structure of which is specified by the digital data of the file for the surface structure. Since the file for the surface structure contains the surface structure of the decor in digital form and thus a structure depth assigned to each pixel of the decor, the structure of the pressed sheet for the decor can be specified precisely using this file.
  • the structure can, for example, be milled or etched out of the pressed sheet; alternatively, it is also possible to apply additional layers of material to the pressed sheet.
  • trapezoids or similar bodies can be applied to the pressed sheet to form the desired structure.
  • the pressed sheet When pressed, the pressed sheet then structures the layer structure, with part of the structure height resulting from the application of at least one resin layer.
  • the structuring of the carrier material is created in the at least one resin layer and extends into the carrier material. In this way, structure depths can be formed which are determined by the application amount of the at least one resin layer and the structure of the pressed sheet.
  • approximately 50% of the structuring occurs through the structuring of the carrier material and 50% through the structuring of the at least one resin layer.
  • a surface structure with a structure depth greater than 200 ⁇ m, preferably greater than 300 ⁇ m, particularly preferably greater than 400 ⁇ m is formed on the carrier material at least in sections. Structures with such a structural depth could not previously be produced using the prior art processes or could only be produced at great expense (3D printing, application of lacquer layers). Furthermore, it was not possible to create such structures within a production line using short-cycle presses (KT presses). The present method eliminates these disadvantages and enables integration into existing manufacturing processes, which increases cost efficiency. In addition, integration into existing cycle lines with KT presses enables high production cycles, which brings with it an enormous economic advantage.
  • the device also has an application device for applying corundum and/or glass beads.
  • Suitable application devices for this are, for example, spreading machines.
  • Spreading devices essentially consist of a supply hopper, a rotating, structured roller and a scraper. The amount of abrasion-resistant material applied is determined by the rotation speed of the roller.
  • the spreading device preferably comprises a spiked roller.
  • the method according to the invention and the device according to the invention make it possible to work on existing production lines without investments. There is only marginal intervention in existing and established manufacturing processes. In addition, raw materials that are already available in production can be used.
  • the surface structure is essentially made possible by the application of at least one resin layer and the use of suitably structured pressed sheets. Suitable resins can be obtained inexpensively, which increases the economic efficiency of the process.
  • Figure 1 shows a layer structure in the process according to the invention during pressing.
  • An overlay 40 with a resin layer 20, the application amount of which varies, is arranged on the carrier element 10 provided with decorative paper.
  • Above the resin layer 20, the structured pressed sheet 30 is shown, its structure 31 is aligned congruently with the decor printed on the carrier element. Since both the application amount of the resin layer 20 and the structure 31 of the pressed sheet are coordinated with the decor, the resin layer 20 and the structure 31 of the pressed sheet are also coordinated with one another. So that surface structures of different depths can be formed during pressing. The surface structures of the finished pressed layer structure are then synchronous with the decor of the layer structure.
  • a melamine resin coating approximately 60 g of liquid melamine resin per m 2 with a solids content of approximately 60% by weight were applied using a roller applicator.
  • the melamine resin contained the usual auxiliary materials such as hardeners and wetting agents.
  • Approximately 12 g of corundum/m 2 (F200) and 18 g of glass beads/m 2 were successively scattered into the resin using scattering machines.
  • the glass spheres had a grain size range of 80 - 110 ⁇ m.
  • the melamine resin was flashed off over a distance of 10 m.
  • the chrome-plated pressed sheet had trapezoidal elevations that protruded approximately 500 ⁇ m above the sheet surface. These trapezoidal elevations (longitudinal and transverse) formed the cement joint in print on the pressed sheet. In the places where there were no elevations, the pressed sheet had a deckle structure. The transparency of the pressing showed no defects. After pressing, the structural depth/height difference between the cement joint and the tile pressure was determined on the panels.
  • an overlay (paper weight: 25 g/m 2 ) was impregnated on an impregnation channel with a melamine resin with a solids content of approximately 65% by weight.
  • the overlay should later be pressed together with a tile decoration in a short-cycle press.
  • the overlay had reading marks for a scanner at regular intervals in the edge area.
  • the resin application was approximately 150 g liquid/m 2 .
  • Corundum was sprinkled into the not yet dried resin in an amount of approx. 20 g/m 2 using a spreading device.
  • the grain size according to FEPA standard was F200.
  • the impregnate was then dried back in a float dryer to a residual moisture content of approx. 15% by weight.
  • Three overlays were prepared in this way.
  • a thickened melamine resin with a solids content of 70% by weight was applied to two overlays using a nozzle bar.
  • An amount of 150 g/m 2 was applied to one overlay and an amount of 285 g/m 2 to another overlay. This was done in the areas of the overlay that would later be on the tile print areas, but not in the cement grout print areas.
  • the information for controlling the nozzles came from the digital printing data for decorative printing.
  • the markings on the edge of the overlay were used for precise positioning. In addition to the distance between the markings in the longitudinal direction, this was also determined in the transverse direction.
  • the resin was then dried using another float dryer so that the moisture content of the resin was approximately 6% by weight.
  • the overlays were then separated into sheets using a clipper.
  • the three overlays were then placed on HDF panels with a decorative impregnate (tile decor), which was also marked at regular intervals in the edge area.
  • the HDF panels served as the carrier material.
  • the exact positioning of the overlay on the decorative impregnate and the positioning of the structure in the press were carried out using a camera system. To ensure tension symmetry, there was a counterweight in the form of an impregnate on the underside of the HDF panels.
  • a press plate with a tile structure was installed in the KT press for pressing. The structure was pressed in the KT press at a temperature of approximately 200°C, a pressure of approximately 40 kg/cm 2 and a pressing time of approximately 15 seconds. After pressing the three different overlays, the structure depth was determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines Dekors und einer Oberflächenstruktur auf ein Trägermaterial und eine dafür geeignet Vorrichtung. Verfahrensgemäß wird ein Trägermaterial oder mindestens eines Dekorpapiers mit einem Dekor bedruckt und eine Datei für die Oberflächenstruktur aus den digitalen Bilddaten des Dekors erstellt. Weiterhin wird mindestens eine Schicht eines Harzes auf das bedruckte Trägermaterial oder auf mindestens ein Overlay aufgetragen, wobei die Verteilung des Harzes durch die Datei für die Oberflächenstruktur vorgegeben wird und damit von dem aufgedruckten Dekor abhängt. Anschließend wird die mindestens eine Harzschicht mit dem Trägermaterial mit einem strukturierten Pressblech verpresst oder das mindestens einen Overlay, das mindestens eine Dekorpapier und ein Trägermaterial werden mit einem strukturierten Pressblech verpresst. In beiden Fällen wird die Struktur des Pressblechs durch die Datei für die Oberflächenstruktur vorgegeben und ist damit ebenfalls von dem gedruckten Dekor abhängig. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Oberflächenstruktur auf dem Trägermaterial ausgebildet, die synchron zu dem aufgebrachten Dekor ist.The invention relates to a method for applying a decoration and a surface structure to a carrier material and a device suitable for this purpose. According to the method, a carrier material or at least one decorative paper is printed with a decoration and a file for the surface structure is created from the digital image data of the decoration. Furthermore, at least one layer of a resin is applied to the printed carrier material or to at least one overlay, the distribution of the resin being specified by the file for the surface structure and thus depending on the printed decoration. The at least one resin layer is then pressed with the carrier material using a structured press sheet or the at least one overlay, the at least one decorative paper and a carrier material are pressed with a structured press sheet. In both cases, the structure of the pressed sheet is specified by the surface structure file and is therefore also dependent on the printed decor. With the method according to the invention, a surface structure is formed on the carrier material, which is synchronous with the applied decoration.

Die Verwendung von Holzwerkstoffplatten oder Holz-Kunststoffwerkstoffplatten (WPC = wood plastic composites ) in der Möbelindustrie, als Fußbodenbeläge, Tischplatten oder auch zum Verkleiden von Wänden und Decken erfordert eine Bearbeitung bzw. Veredelung der Oberfläche der Holzwerkstoffplatten oder Holz-Kunststoffwerkstoffplatten. Üblicherweise werden im Falle der genannten Anwendungsgebiete die Holzwerkstoffplatten mit einem imprägnierten Dekorpapier beschichtet. Zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit wird auf das Dekorpapier ein Overlay aufgebracht. Als Overlay werden dünne Papier verwendet, welche typischerweise mit einem Melaminharz getränkt wurden. Zusätzlich können abriebfeste Partikel, wie zum Beispiel Korundpartikel in das Harz des Overlays eingemischt sein, um die Abriebfestigkeit der Holzwerkstoffplatten oder Holz-Kunststoffwerkstoffplatten zu erhöhen.The use of wood-based panels or wood-plastic composite panels (WPC = wood plastic composites) in the furniture industry, as floor coverings, table tops or for cladding walls and ceilings requires processing or refining of the surface of the wood-based panels or wood-plastic composite panels. Usually, in the case of the areas of application mentioned Wood-based panels coated with an impregnated decorative paper. To increase wear resistance, an overlay is applied to the decorative paper. Thin paper is used as an overlay, which has typically been soaked with a melamine resin. In addition, abrasion-resistant particles, such as corundum particles, can be mixed into the resin of the overlay in order to increase the abrasion resistance of the wood-based panels or wood-plastic panels.

Alternativ können die Holzwerkstoffplatten oder Holz-Kunststoffwerkstoffplatten auch direkt mit einem Dekor bedruckte werden. Auf das im Direktdruck aufgebrachte Dekor werden anschließend üblicherweise mehrere flüssige wärmehärtbare Harzschichten (üblicherweise Melaminharze) aufgetragen, die zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit wiederum abriebfeste Partikel enthalten können.Alternatively, the wood-based panels or wood-plastic panels can also be printed directly with a decor. Several liquid thermosetting resin layers (usually melamine resins) are then usually applied to the decor applied by direct printing, which in turn can contain abrasion-resistant particles to increase wear resistance.

Bei der Herstellung von Holzwerkstoffplatten oder Holz-Kunststoffwerkstoffplatten mit Melaminharz-Beschichtung ist ein wesentliches Qualitätsmerkmal die gefällige Oberflächenstrukturierung. Diese sollte nicht nur dem Dekor synchron sein, sondern auch in Bezug auf die Strukturtiefen der Struktur des Dekors eine möglichst genaue Nachstellung der zu Grunde liegen Vorlage aus der Natur oder von einem anderen Produkt sein. Es kommt daher vor allem auf einen möglichst originalgetreuen optischen und haptischen Eindruck der Nachbildung an. Es ist daher wünschenswert, dass die aufgeprägte Struktur auf das aufgedruckte Dekor abgestimmt ist und somit eine dekorsynchrone Struktur oder auch eine Synchronpore ausgebildet wird.When producing wood-based panels or wood-plastic panels with a melamine resin coating, an essential quality feature is the pleasing surface structure. This should not only be synchronous with the decor, but also be as accurate a replication as possible of the underlying template from nature or another product in terms of the structural depths of the structure of the decor. What is most important is that the replica has an optical and tactile impression that is as true to the original as possible. It is therefore desirable that the embossed structure is coordinated with the printed decor and thus a decor-synchronous structure or a synchronous pore is formed.

Bisher standen häufig Holzreproduktionen im Mittelpunkt des Interesses der Endverbraucher. Um ein möglichst naturgetreues Ergebnis zu erzielen, wurden bei der Herstellung die Holzwerkstoffe mit einfachen Porenstrukturen versehen. Dabei bewegte sich die Strukturtiefe meist unterhalb von 100 µm, häufig sogar unter 50µm. Für spezielle Anwendungen wie Tischplatten in Büros wurden sogar flache Strukturen (Büttenstruktur) vorgeschrieben.Until now, wood reproductions have often been the focus of end-user interest. In order to achieve the most lifelike results possible, the wooden materials were provided with simple pore structures during production. The structure depth was usually below 100 µm, often even below 50 µm. For special applications such as table tops in offices, even flat structures (deck structure) were prescribed.

Durch das Aufkommen des Digitaldrucks sind nun unterschiedlichste Materialreproduktionen in das Interesse der Endverbraucher gerückt. Unter anderem sind beispielsweise Stein-, Fantasie- oder Intarsiendekore in den Fokus gerückt. Durch die neuen dekorativen Ansprüche und neue Produkte (elastische Bodenbeläge) werden nun mehr und mehr tiefe Strukturen gefordert. Dabei sind dies häufig auch großflächige Einprägungen wie z. B. für Fliesenimitationen, starkstrukturierte Hölzer oder Intarsien an der Tagesordnung.With the advent of digital printing, a wide variety of material reproductions have now become of interest to end consumers. Among other things, stone, fantasy or intarsia decors have come into focus. Due to the new decorative requirements and new products (elastic floor coverings), more and more deep structures are now required. These are often large-scale impressions such as: B. for imitation tiles, heavily structured woods or inlays are commonplace.

Hier entsteht für mit Melaminharz beschichtete Produkte im Bodenbelagsbereich aus dem Stand der Technik ein Problem, da diese Strukturierungen teilweise deutlich über eine Strukturtiefe von 100 µm hinausgehen. Zum einen wird für diese Laminat-Produkte fast ausschließlich mit HDF (Faserplatte mit hoher Rohdichte) mit Rohdichten über 800 teilweise sogar über 900 kg/m3 gearbeitet. Diese lassen sich ohne beträchtlichen Aufwand (sehr hoher Druck) nicht strukturieren, was an vielen Kurztaktpressen (KT-Pressen) älterer Bauart nicht möglich ist. Diese können mit maximal 50 kg/cm2 pressen, was für Strukturierungen mit einer Strukturtiefe größer 200 µm nicht ausreichend ist. Zum anderen wird auf der Oberseite entweder mit einem Imprägnataufbau (beharztes Overlaypapier und bedrucktes und beharztes Dekor-Papier) oder mit einem Direktdruck auf einer Farbgrundierung gearbeitet. Diese Schichten können bei tiefen Strukturierungen reißen und dann zu qualitativ nicht einwandfreien Laminat-Produkten führen.This creates a problem for products coated with melamine resin in the floor covering sector from the prior art, since these structures sometimes go well beyond a structure depth of 100 µm. On the one hand, these laminate products are made almost exclusively with HDF (fiberboard with high gross density) with gross densities over 800, sometimes even over 900 kg/m 3 . These cannot be structured without considerable effort (very high pressure), which is not possible on many older design short-cycle presses (KT presses). These can press with a maximum of 50 kg/cm 2 , which is not sufficient for structures with a structure depth greater than 200 µm. On the other hand, the top side is either worked with an impregnated structure (resinized overlay paper and printed and resinated decorative paper) or with direct printing on a color primer. These layers can crack if there is deep structuring and then lead to laminate products that are of poor quality.

Zudem hat sich gezeigt sich, dass wenn tief strukturierte Bleche, d.h. Pressbleche mit Strukturtiefen um die 600 µm, verwendet werden, Pressen mit Pressdrücken oberhalb von 50 kg/cm2 und verlängerte Presszeiten (> 20 sec) zunächst eine Komprimierung des Aufbaus erreichen und damit auch eine entsprechende Struktur eingeprägt wird. Jedoch geht diese Komprimierung und damit die dadurch entstandene Strukturierung nach dem Verpressen durch den sogenannten "spring back" Effekt zu einem großen Teil wieder verloren. Die Zusammengepressten Materialien dehnen sich dabei wieder aus und die Komprimierung wird weniger dicht bzw. kompakt.In addition, it has been shown that when deeply structured sheets, ie pressed sheets with structure depths around 600 µm, are used, presses with pressing pressures above 50 kg/cm 2 and extended pressing times (> 20 sec) initially achieve a compression of the structure and thus a corresponding structure is also impressed. However, this compression and thus the resulting structuring is largely lost again after pressing due to the so-called "spring back" effect. The compressed materials expand again and the compression becomes less dense or compact.

Es ergeben sich daher entscheidende Nachteile:

  • Die Strukturierung mit Strukturtiefen größer 200µm ist äußerst schwierig ;
  • Es müssen unter Umständen Investitionen getätigt werden, um Pressen mit höheren Pressdrücken anzuschaffen;
  • Eine einwandfreie Qualität kann nicht garantiert werden.
There are therefore decisive disadvantages:
  • Structuring with structure depths greater than 200µm is extremely difficult;
  • Investments may have to be made to purchase presses with higher pressing pressures;
  • Perfect quality cannot be guaranteed.

Aus dem Stand der Technik ist zum Aufbringen von Oberflächenstrukturen beispielsweise die Die EP 3 738 787 A1 bekannt. Diese beschreibt zwar den Auftrag pulverförmiger Harzschichten auf bedruckte Holzwerkstoffplatten, jedoch können durch den Auftrag dieser Harzschichten wie bereits ausgeführt keine Strukturen mit einer Tiefe größer 200 µm ausgebildet werden.From the prior art, for example, the die is used to apply surface structures EP 3 738 787 A1 known. Although this describes the application of powdered resin layers to printed wood-based panels, as already stated, no structures with a depth greater than 200 µm can be formed by applying these resin layers.

Die EP 2 913 199 B1 befasst sich mit dem Aufbau von haptischen Strukturen durch 3D-Druck. Dieses Verfahren ist äußerst zeitaufwendig und kann nicht für die Produktion von hohen Stückzahlen in kurzer Zeit eingesetzt werden. Das Mittel der Wahl bei der schnellen Herstellung von bedruckten Holzwerkstoffen oder bedruckten Holz-Kunststoffwerkstoffen sind dabei Herstellungsverfahren mit mindestens einer KT-Presse. In einer solchen kann ein 3D-Druckverfahren jedoch nicht sinnvoll und effizient eingesetzt werden. Das Verfahren ist daher unwirtschaftlich und höchstens für kleine Stückzahlen oder zur Herstellung von Prototypen geeignet.The EP 2 913 199 B1 deals with the construction of haptic structures using 3D printing. This process is extremely time-consuming and cannot be used to produce large quantities in a short period of time. The method of choice for Fast production of printed wood materials or printed wood-plastic materials are manufacturing processes with at least one KT press. However, a 3D printing process cannot be used sensibly or efficiently in such a situation. The process is therefore uneconomical and is only suitable for small quantities or for producing prototypes.

Die DE 10 2009 044 802 A1 offenbart ein Verfahren, in dem eine Oberflächenstruktur durch das Aufbringen von Lacktröpfchen verschiedener Größe aufgebaut wird. Um tiefe Strukturen aufzubauen, müssen mehrere Schichten von Lacktröpfchen nacheinander aufgetragen werden, wobei jede Schicht zunächst zumindest angetrocknet/angehärtet werden muss, bevor eine weitere aufgebracht wird. Das Verfahren ist damit in der Lage Strukturen mit einer Tiefe zwischen 1 µm und 3 mm zu erzeugen, die auch als Synchronporen ausgebildet sein können. Jedoch weist das Verfahren mehrere Nachteile auf:

  • Eine Lackschichten muss innerhalb kürzester Zeit getrocknet/angehärtet werden, um ein Verlaufen der Tröpfchen zu verhindern;
  • Die Eigenschaften der verwendeten Lacke müssen genau gesteuert und bekannt sein (Viskosität, Tixotropie);
  • Lack ist ein sehr preisintensiver Rohstoff, was die Wirtschaftlichkeit in der Produktion verringert;
  • Das Verfahren kann nicht in die üblichen bestehenden Produktionsprozesse eingegliedert werden. Das Aufbringen der Lackstruktur kann, ähnlich dem Aufbringen einer Struktur durch 3D-Druck, nicht in einem Herstellungsverfahren mit mindestens einer KT-Presse erfolgen. Die Produktionsdauer wird dadurch verlängert, was die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens enorm mindert.
The DE 10 2009 044 802 A1 discloses a method in which a surface structure is built up by applying paint droplets of different sizes. In order to build deep structures, several layers of paint droplets must be applied one after the other, whereby each layer must first be at least partially dried/hardened before another is applied. The process is therefore able to create structures with a depth between 1 µm and 3 mm, which can also be designed as synchronous pores. However, the process has several disadvantages:
  • A layer of paint must be dried/hardened within a very short time to prevent the droplets from running;
  • The properties of the paints used must be precisely controlled and known (viscosity, tixotropy);
  • Paint is a very expensive raw material, which reduces the cost-effectiveness of production;
  • The process cannot be integrated into the usual existing production processes. Similar to applying a structure using 3D printing, the application of the paint structure cannot be carried out in a manufacturing process with at least one KT press. This extends the production time, which enormously reduces the economic efficiency of the process.

US 2014/0023832 A1 offenbart ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in der Alternative wobei die Harzschicht auf einem Overlay aufgetragen wird. EP 2 036 741 A2 offenbart ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in der Alternative wobei die Harzschicht auf einem direkt bedruckten Träger aufgetragen wird. US 2014/0023832 A1 discloses a method according to the preamble of claim 1 in the alternative wherein the resin layer is applied to an overlay. EP 2 036 741 A2 discloses a method according to the preamble of claim 1 in the alternative, wherein the resin layer is applied to a directly printed support.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beheben und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem dekorsynchrone Strukturen von vielfältigen Dekoren in einer Taktstraße mit mindestens einem Mittel zum Verpressen auf einen Holzwerkstoff oder einen Holz-Kunstwerkstoff aufgebracht werden können.The present invention is therefore based on the object of eliminating the disadvantages of the prior art and of providing a method with which decor-synchronous structures of a variety of decors in a cycle line with at least one means for pressing onto a wood material or a wood Plastic material can be applied.

Hierfür stellt die Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen eines Dekors und einer Oberflächenstruktur auf ein Trägermaterial zur Verfügung, gemäß Anspruch 1.For this purpose, the invention provides a method for applying a decoration and a surface structure to a carrier material, according to claim 1.

Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Dekors und einer Oberflächenstruktur auf ein Trägermaterial mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, gemäß Anspruch 14.The present invention further comprises a device for applying a decoration and a surface structure to a carrier material using the method according to the invention, according to claim 14.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

Erfindungsgemäß wird ein Trägermaterial oder ein Trägermaterial, mindestens ein Dekorpapier und mindestens ein Overlay bereitgestellt.According to the invention, a carrier material or a carrier material, at least one decorative paper and at least one overlay are provided.

In einem Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Trägermaterial oder mindestens ein Dekorpapier mit einem Dekor bedruckt. Das Dekor liegt bevorzugt in digitaler Form vor. Alternativ muss ein analoges Dekor in ein digitales Dekor überführt werden. Möglichkeiten hierfür, wie beispielsweise abfotografieren mit einer Digitalkamera, einscannen mit einem Farbscanner oder abscannen mit einem Hyperspektralscanner sind aus dem Stand der Technik bekannt.In a process step of the method according to the invention, the carrier material or at least one decorative paper is printed with a decoration. The decor is preferably in digital form. Alternatively, an analog decor must be converted into a digital decor. Possibilities for this, such as photographing with a digital camera, scanning with a color scanner or scanning with a hyperspectral scanner are known from the prior art.

Das Dekor wird in einem Direktdruckverfahren auf das Trägermaterial oder mindestens ein Dekorpapier aufgedruckt. Als Direktdruckverfahren werden insbesondere Tiefdruck- und Digitaldruckverfahren verwendet. Das Tiefdruckverfahren ist eine Drucktechnik, bei der die abzubildenden Elemente als Vertiefungen in einer Druckform vorliegen, die vor dem Druck eingefärbt wird. Die Druckfarbe befindet sich vornehmlich in den Vertiefungen und wird aufgrund von Anpressdruck der Druckform und von Adhäsionskräften auf den zu bedruckenden Gegenstand, wie zum Beispiel ein Trägermaterial, übertragen. Bei der Verwendung des indirekten Tiefdrucks werden mehrere Druckwalzen eingesetzt.The decor is printed onto the carrier material or at least one decorative paper using a direct printing process. In particular, gravure printing and digital printing processes are used as direct printing processes. The gravure printing process is a printing technique in which the elements to be depicted are present as depressions in a printing form that is colored before printing. The printing ink is located primarily in the depressions and is transferred to the object to be printed, such as a carrier material, due to the contact pressure of the printing form and adhesion forces. When using indirect gravure printing, several printing rollers are used.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Dekor mittels Digitaldruckverfahren auf das Trägermaterial oder mindestens ein Dekorpapier aufgedruckt. Beim Digitaldruck wird das Druckbild (Dekor) direkt von einem Computer in eine Druckmaschine, wie um Beispiel einen Laserdrucker oder Tintenstrahldrucker, übertragen. Dabei entfällt die Verwendung einer statischen Druckform. Der Dekordruck erfolgt nach dem Inkjet-Prinzip im Single-Pass bei dem die gesamte Breite der zu bedruckenden Oberseite überspannt wird, wobei das Trägermaterial oder das mindestens eine Dekorpapier unter dem Drucker hindurch bewegt werden. Es ist aber auch möglich, dass das zu bedruckende Trägermaterial oder das mindestens eine Dekorpapier unter dem Drucker angehalten werden und dieser die Oberfläche beim Drucken mindestens einmal überfährt. Besonders vorteilhaft bei der Verwendung eines Digitaldruckverfahrens für das Bedrucken des Trägermaterials oder des mindestens einen Dekorpapiers ist, dass das Dekor bereits in digitaler Form vorliegt.In a preferred embodiment of the present invention, the decoration is printed onto the carrier material or at least one decorative paper using digital printing processes. With digital printing, the printed image (decor) is transferred directly from a computer to a printing machine, such as a laser printer or inkjet printer. This eliminates the need to use a static printing form. Decorative printing is carried out using the inkjet principle in a single pass, which spans the entire width of the top side to be printed, with the carrier material or at least one decorative paper being moved under the printer. However, it is also possible for the carrier material to be printed or the at least one decorative paper to be stopped under the printer and for it to pass over the surface at least once during printing. What is particularly advantageous when using a digital printing process for printing the carrier material or the at least one decorative paper is that the decoration is already in digital form.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Trägermaterial ausgewählt aus der Gruppe aufweisend Holzwerkstoffplatten, insbesondere mitteldichte Faser (MDF)-Platten, hochdichte Faser (HDF)-Platten, Spanplatten, Grobspanplatten (OSB), Sperrholzplatten und Holz-Kunststoffplatten (WPC).According to the present invention, the carrier material is selected from the group comprising wood-based panels, in particular medium-density fiber (MDF) panels, high-density fiber (HDF) boards, particle boards, coarse particle boards (OSB), plywood boards and wood-plastic boards (WPC).

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf das Trägermaterial vor dem Bedrucken oder vor dem Aufbringen mindestens eines Dekorpapiers eine Grundierung aufgebracht. Hierfür kann das Trägermaterial zum Beispiel durch eine Grundierungsschicht aus einem Harz und/oder einem Lack versehen sein. Dabei kann zur Grundierung eine wässrige Harzlösung und/oder eine strahlenhärtbare Spachtelmasse, auf die zu bedruckende bzw. die dem Dekorpapier zugewandte Seite des Trägermaterials aufgebracht werden. Als Grundierungsmittel sind zum Beispiel wässrige formaldehydhaltige Harzlösungen wie Melamin-Formaldehyd-Harze, Harnstoff-Formaldehyd-Harz oder Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harz einsetzbar. Es ist ebenfalls möglich, das Trägermaterial mit UV-Spachtel und/oder ESH-Spachtel vorweg zu grundieren und anschließend die Grundierungsschicht entsprechend auszuhärten. Selbstverständlich können die Grundierungen auch Pigmente enthalten.In one embodiment of the present invention, a primer is applied to the carrier material before printing or before applying at least one decorative paper. For this purpose, the carrier material can, for example, be provided with a primer layer made of a resin and/or a lacquer. For priming, an aqueous resin solution and/or a radiation-curable filler can be applied to the side of the carrier material to be printed or to the side facing the decorative paper. For example, aqueous formaldehyde-containing resin solutions such as melamine-formaldehyde resins, urea-formaldehyde resin or melamine-urea-formaldehyde resin can be used as primers. It is also possible to prime the carrier material in advance with UV filler and/or ESH filler and then cure the primer layer accordingly. Of course, the primers can also contain pigments.

Auf die Grundierung können in einer Ausführungsform zusätzlich abriebfeste Partikel und/oder Glaskugeln aufgebracht werden. Abriebfeste Partikel können dabei ausgewählt sein aus einer Gruppe aufweisend Korund (Aluminiumoxide), Borcarbide, Siliziumdioxide, Siliziumcarbide, silanisierte Korundpartikel. Durch das Aufbringen abriebfeste Partikel und/oder Glaskugeln kann die Verschleißfestigkeit eines mit einem Dekor und einer Struktur versehenen Trägermaterials erhöht werden.In one embodiment, abrasion-resistant particles and/or glass beads can also be applied to the primer. Abrasion-resistant particles can be selected from a group comprising corundum (aluminum oxides), boron carbides, silicon dioxides, silicon carbides, silanized corundum particles. By applying abrasion-resistant particles and/or glass balls, the wear resistance of a carrier material provided with a decoration and a structure can be increased.

Weiterhin kann die Grundierung mindestens ein Additiv und/oder mindestens einen Zuschlagstoff aufweist. Geeignete Additiv sind ausgewählt aus der Gruppe aufweisend Härter, Netzmittel (Tenside oder Mischungen davon) und Trennmittel. Geeignete Zuschlagsstoffe sind ausgewählt aus der Gruppe aufweisend leitfähige Substanzen und Zellulose. Die leitfähigen Substanzen können ausgewählt sein aus der Gruppe enthaltend Russ, Kohlefasern, Metallpulver und Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoffnanoröhren.Furthermore, the primer can have at least one additive and/or at least one additive. Suitable additives are selected from the group comprising hardeners, wetting agents (surfactants or mixtures thereof) and release agents. Suitable additives are selected from the group comprising conductive substances and cellulose. The conductive substances can be selected from the group containing soot, carbon fibers, metal powder and nanoparticles, in particular carbon nanotubes.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf die Grundierung eine Primerschicht, bevorzugt als Einmalauftrag mit anschließender Trocknung aufgetragen. Die Primerschicht ist insbesondere im Falle eine anschließenden Tiefdruckverfahrens (mit Walzen) sinnvoll, wohingegen diese bei Anwendung eines Digitaldruckverfahrens nicht zwingend erforderlich ist. Als Primer werden bevorzugt Verbindungen auf Polyurethanbasis verwendet.In a further embodiment of the present invention, a primer layer is applied to the primer, preferably as a one-time application with subsequent drying. The primer layer is particularly useful in the case of a subsequent gravure printing process (with rollers), whereas it is not absolutely necessary when using a digital printing process. Polyurethane-based compounds are preferably used as primers.

Aus den digitalen Bilddaten des Dekors wird erfindungsgemäß eine Datei für die Oberflächenstruktur erstellt. Dies wird durch eine geeignete Computersoftware durchgeführt. Die Datei für die Oberflächenstruktur enthält die digitalen Daten der Oberflächenstruktur des Dekors und damit für jeden Bildpunkt des Dekors zugeordnet eine Strukturtiefe.According to the invention, a file for the surface structure is created from the digital image data of the decoration. This is done using appropriate computer software. The file for the surface structure contains the digital data of the surface structure of the decor and thus a structure depth assigned to each pixel of the decor.

Liegt das Dekor bereits digital vor, können aus den digitalen Daten des Dekors in einer Ausführungsform mit Hilfe einer Software wie beispielsweise PhotoShop, Paint oder PaintShop Pro die Dekordaten für die einzelnen Farbkanäle separiert werden. Die digitalen Daten der Farbkanäle enthalten wiederum Informationen über die Oberflächenstruktur. Der Farbkanal, der z. B. die Informationen über die "Holzmaserung", also dunkle Farbtöne, enthält, würde dann einen verminderten oder gar keinen Harzauftrag indizieren. Jeder Farbkanal enthält damit eine Information über die Strukturtiefe eines bestimmten Bildpunktes im Dekor. Eine Pore der Holzmaserung ist im finalen Produkt dann als Vertiefung auf der Oberfläche ausgebildet. In den digitalen Daten der Farbkanäle sind damit die Informationen über die Oberflächenstruktur enthalten und können damit als digitale Daten der Oberflächenstruktur dienen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind daher in der Datei für die Oberflächenstruktur die digitalen Daten der Oberflächenstruktur des Dekors in Form der digitalen Daten der Farbkanäle enthalten.If the decor is already available digitally, in one embodiment the decor data for the individual color channels can be separated from the digital data of the decor using software such as PhotoShop, Paint or PaintShop Pro. The digital data from the color channels in turn contain information about the surface structure. The color channel, e.g. B. that contains information about the "wood grain", i.e. dark colors, would then indicate a reduced or no resin application. Each color channel therefore contains information about the structural depth of a specific image point in the decor. A pore in the wood grain is then formed as a depression on the surface of the final product. The digital data of the color channels contains information about the surface structure and can therefore serve as digital data of the surface structure. In one embodiment of the present invention, the file for the surface structure therefore contains the digital data of the surface structure of the decoration in the form of the digital data of the color channels.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die digitalen Bilddaten des Dekors durch das Einscannen einer analogen Dekorvorlage erstellt. Dabei kann die Datei für die Oberflächenstruktur in einer Ausführungsform direkt aus den digitalen Daten des Scanners erzeugt werden. Aus dem Stand der Technik sind hier Scanner bekannt, die 2D-Daten bzw. Daten aus verschiedenen Beleuchtungssituationen zusammensetzen und hieraus digitale Daten für die Oberflächenstruktur des eingescannten Dekors errechnen. Geeignete Scanner hierfür stellen beispielsweise die Firma METIS Systems S.r.l. und die Firma Cruse Spezialmaschinen GmbH zur Verfügung. In dieser Ausführungsform sind daher in der Datei für die Oberflächenstruktur die digitalen Daten der Oberflächenstruktur des Dekors in Form der digitalen Daten der Oberflächenstruktur enthalten, wie sie von einem geeigneten Scanner zur Verfügung gestellt werden.In one embodiment of the present invention, the digital image data of the decor is created by scanning an analog decor template. In one embodiment, the file for the surface structure can be generated directly from the digital data from the scanner. Scanners are known from the prior art that combine 2D data or data from different lighting situations and use this to calculate digital data for the surface structure of the scanned decoration. METIS Systems S.r.l., for example, provides suitable scanners for this purpose. and the company Cruse Spezialmaschinen GmbH. In this embodiment, the file for the surface structure therefore contains the digital data of the surface structure of the decoration in the form of the digital data of the surface structure, as provided by a suitable scanner.

Alternativ können die gescannten digitalen Daten aber auch mit Hilfe einer Software wie beispielsweise PhotoShop, Paint oder PaintShop Pro die Dekordaten für die einzelnen Farbkanäle separiert werden. Dieses Vorgehen ist bereits ausführlich beschrieben.Alternatively, the scanned digital data can also be separated into the decor data for the individual color channels using software such as PhotoShop, Paint or PaintShop Pro. This procedure has already been described in detail.

In einem anschließenden Verfahrensschritt wird mindestens eine Schicht Harz auf das bedruckte Trägermaterial oder auf mindestens ein Overlay aufgetragen, wobei die Verteilung des Harzes durch die digitalen Daten der Datei für die Oberflächenstruktur vorgegeben wird und damit von dem aufgedruckten Dekor abhängt.In a subsequent process step, at least one layer of resin is applied to the printed carrier material or to at least one overlay, the distribution of the resin being specified by the digital data of the file for the surface structure and thus depending on the printed decoration.

Die Festlegung in welchen Bereichen des Trägermaterials oder des Overlays welche Menge Harz pro Fläche aufgetragen wird, wird erfindungsgemäß durch die digitalen Daten der Datei für die Oberflächenstruktur vorgegeben. Da die Datei für die Oberflächenstruktur die Oberflächenstruktur des Dekors in digitaler Form und damit für jeden Bildpunkt des Dekors zugeordnet eine Strukturtiefe enthält, ist die Menge des Auftrages der mindestens einen Harzschicht genau auf das Dekor abgestimmt. In Bereichen in denen später Erhebungen im mit dem Dekor versehenen Trägermaterial vorhanden sein sollen, wird eine größere Menge Harz pro Fläche aufgetragen als in Bereichen mit flacheren Strukturen oder ohne Struktur.According to the invention, the determination in which areas of the carrier material or the overlay and which amount of resin per area is applied is determined by the digital data of the file for the surface structure. Since the file for the surface structure contains the surface structure of the decor in digital form and thus a structure depth assigned to each pixel of the decor, the amount of application of the at least one resin layer is precisely tailored to the decor. In areas where elevations are later to be present in the carrier material provided with the decoration, a larger amount of resin is applied per area than in areas with flatter structures or without structure.

In einer Ausführungsform werden mehrere Schichten Harz auf das bedruckte Trägermaterial oder das Overlay aufgetragen. Es können zwischen 2 und 6 Schichten Harz, bevorzugt zwischen 2 und 5 Schichten Harz, besonders bevorzugt zwischen 2 und 4 Schichten Harz aufgetragen werden. Der Auftrag mehrerer Schichten kann zum Beispiel notwendig sein, wenn Auftragsmengen nicht in einem Durchlauf realisierbar sind. Mehrere Schichten Harz können auch nur in den Bereichen aufgetragen werden, in denen eine größere Menge Harz pro Fläche aufgebracht werden soll im Vergleich zu Umgebenden Bereichen.In one embodiment, multiple layers of resin are applied to the printed substrate or overlay. Between 2 and 6 layers of resin, preferably between 2 and 5 layers of resin, particularly preferably between 2 and 4 layers of resin can be applied. The application of several layers may be necessary, for example, if order quantities cannot be achieved in one run. Multiple layers of resin can also be applied only in areas where a larger amount of resin is to be applied per area compared to surrounding areas.

Nach dem Auftragen der mindestens einen Harzschicht kann diese in einer Ausführungsform angetrocknet oder fixiert werden. Hierdurch wird das Verlaufende der Harzschicht verhindert. Werden mehrere Schichten Harz aufgetragen, kann jeweils nach dem Auftrag einer Schicht dies angetrocknet werden.After the at least one resin layer has been applied, in one embodiment it can be dried or fixed. This prevents the resin layer from running. If several layers of resin are applied, this can be allowed to dry after each layer has been applied.

Das Harz der mindestens einen Harzschicht kann als pulverförmiges Harz und/oder als flüssiges Harz aufgetragen werden. Wird Harzpulver anstatt Flüssigharz verwendet, entfällt das Antrocknen der mindestens einen und jeder weiteren Harzschichten. Hierdurch reduzieren sich Anlagenkosten, Abluftproblematik und Platzbedarf in der In der Produktionsanlage. Geeignete pulverförmige Harze haben eine Teilchengröße zwischen 20 bis 100 µm, bevorzugt zwischen 40 und 89 µm. Ein pulverförmiges Harz kann beispielsweise über einen Digitaldrucker aufgebracht werden. Die Steuerung des Digitaldruckers, das heißt die Steuerung der Auftragsmenge in Abhängigkeit vom Ort, erfolgt dabei mit Hilfe der digitalen Daten der Datei für die Oberflächenstruktur. Die Auflösung der Auftragsmenge ist dann entsprechend der Auflösung des Digitaldruckers. Die Auflösung der Auftragsmenge beschreibt dabei wie klein benachbarte Flächen mit voneinander unterschiedlichen Auftragsmengen an Harz sein können. Nach dem Auftrag einer Schicht eines pulverförmigen Harzes kann dieses in einer Ausführungsform, beispielsweise durch einen Infrarot-Strahler (IR-Strahler) fixiert werden.The resin of the at least one resin layer can be applied as a powdery resin and/or as a liquid resin. If resin powder is used instead of liquid resin, there is no need to dry on at least one and every additional resin layer. This reduces system costs, exhaust air problems and space requirements in the production facility. Suitable powdered resins have a particle size between 20 and 100 µm, preferably between 40 and 89 µm. A powdered resin can be applied, for example, via a digital printer. The control of the digital printer, i.e. the control of the order quantity depending on the location, is done using the digital data of the surface structure file. The resolution of the order quantity then corresponds to the resolution of the digital printer. The resolution of the application quantity describes how small adjacent areas with different application quantities of resin can be. After applying a layer of a powdery resin, in one embodiment it can be fixed, for example, by an infrared emitter (IR emitter).

Wird ein flüssiges Harz für die mindestens eine Harzschicht verwendet, weist dieses bevorzugt einen Feststoffgehalt von über 70 Gew.% auf. Durch den Feststoffgehalt wird die Viskosität des flüssigen Harzes beeinflusst, wobei durch einen Feststoffgehalt über 70 Gew.% ein Verlaufen des Harzes nach dem Auftrag verhindert wird. In einer Ausführungsform der Erfindung kann das flüssige Harz zusätzlich erwärmt werden, um die Viskosität des Harzes weiter zu erhöhen. Durch das Erwärmen des Harzes wird dieses teilweise aber nicht vollständig polymerisiert, so dass eine weitergehende Vernetzung bzw. Polymerisierung zu einem späteren Verarbeitungszeitpunkt möglich ist. Ein flüssiges Harz kann beispielsweise durch Düsen aufgebracht werden. Die Steuerung der Düsen, das heißt die Steuerung der Auftragsmenge in Abhängigkeit vom Ort, erfolgt dabei mit Hilfe der digitalen Daten der Datei für die Oberflächenstruktur. Die Auflösung der Auftragsmenge ist dann entsprechend der Auflösung der verwendeten Düsen. Nach dem Auftrag einer flüssigen Harzschicht kann diese mit einem Umlufttrockner/IR-Strahler angetrocknet werden.If a liquid resin is used for the at least one resin layer, it preferably has a solids content of over 70% by weight. The solids content influences the viscosity of the liquid resin, with a solids content of over 70% by weight preventing the resin from running after application. In one embodiment of the invention, the liquid resin can be additionally heated to further increase the viscosity of the resin. By heating the resin, it is partially but not completely polymerized, so that further crosslinking or polymerization is possible at a later processing time. A liquid resin can be applied, for example, through nozzles. The nozzles are controlled, i.e. the application quantity is controlled depending on the location, using the digital data from the surface structure file. The resolution of the application quantity then corresponds to the resolution of the nozzles used. After applying a liquid resin layer, it can be dried using a circulating air dryer/IR lamp.

Geeignete Harze sind ausgewählt aus der Gruppe aufweisend Melamin-Formaldehyd-, Phenol-, Melamin-Harnstoff-Formaldehyd- und Harnstoff-Formaldehydharze.Suitable resins are selected from the group comprising melamine-formaldehyde, phenol, melamine-urea-formaldehyde and urea-formaldehyde resins.

Das Harz kann weiterhin mindesten ein Additiv und/oder mindestens einen Zuschlagstoff aufweisen. Es erweisen sich die gleichen Gruppen von Additiven und Zuschlagstoffen als nützlich, wie bereits für die Grundierung beschrieben.The resin can also have at least one additive and/or at least one additive. The same groups of additives and additives prove to be useful as already described for the primer.

Die Auftragsmenge des mindestens einen Harzes liegt insgesamt erfindungsgemäß bevorzugt zwischen 100 und 500 g/cm2 Harz. Dabei können die entsprechenden Mengen Harz, wie bereits beschrieben, auf einmal oder auch in mehreren Schichten aufgebracht werden.According to the invention, the total amount applied of the at least one resin is preferably between 100 and 500 g/cm 2 of resin. As already described, the appropriate amounts of resin can be applied all at once or in several layers.

Wird ein Overlay verwendet, kann dieses vor dem Aufbringen der mindestens einen Harzschicht imprägniert werden. Für die Imprägnierung eignen sich flüssige Harze, die bevorzugt einen Feststoffgehalt unter 70 Gew.%, besonders bevorzugt unter 68 Gew.% aufweisen. Geeignete Harze für die Imprägnierung sind ausgewählt aus der Gruppe aufweisend Melamin-Formaldehyd-, Phenol-, Melamin-Harnstoff-Formaldehyd- und Harnstoff-Formaldehydharze. Das Harz kann weiterhin mindesten ein Additiv und/oder mindestens ein Zuschlagstoff aufweisen. Es erweisen sich die gleichen Gruppen von Additiven und Zuschlagstoffen als nützlich, wie bereits für die Grundierung beschrieben. Weiterhin können auf das noch nicht getrocknete Harz bei der Imprägnierung zusätzlich abriebfeste Partikel und/oder Glaskugeln aufgebracht werden. Abriebfeste Partikel können dabei ausgewählt sein aus einer Gruppe aufweisend Korund (Aluminiumoxide), Borcarbide, Siliziumdioxide, Siliziumcarbide, silanisierte Korundpartikel. Durch das Aufbringen abriebfeste Partikel und/oder Glaskugeln kann die Verschleißfestigkeit eines mit einem Dekor und einer Struktur versehenen Trägermaterials erhöht werden.If an overlay is used, it can be impregnated before the at least one resin layer is applied. Liquid resins are suitable for impregnation, preferably having a solids content of less than 70% by weight, particularly preferably less than 68% by weight. exhibit. Suitable resins for impregnation are selected from the group consisting of melamine-formaldehyde, phenol, melamine-urea-formaldehyde and urea-formaldehyde resins. The resin can also have at least one additive and/or at least one additive. The same groups of additives and additives prove to be useful as already described for the primer. Furthermore, additional abrasion-resistant particles and/or glass beads can be applied to the not yet dried resin during impregnation. Abrasion-resistant particles can be selected from a group comprising corundum (aluminum oxides), boron carbides, silicon dioxides, silicon carbides, silanized corundum particles. By applying abrasion-resistant particles and/or glass balls, the wear resistance of a carrier material provided with a decoration and a structure can be increased.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird die mindestens einen Harzschicht mit dem Trägermaterial mit einem strukturierten Pressblech verpresst oder das mindestens eine Overlay, das mindesten eine Dekorpapier und ein Trägermaterial werden mit einem strukturierten Pressblech verpresst. Die Struktur des Pressblechs wird durch die digitalen Daten der Datei für die Oberflächenstruktur vorgegeben.In a further method step, the at least one resin layer with the carrier material is pressed with a structured press sheet or the at least one overlay, the at least one decorative paper and a carrier material are pressed with a structured press sheet. The structure of the pressed sheet is specified by the digital data in the surface structure file.

Erfindungsgemäß wird ein strukturiertes Pressblech verwendet, dessen Struktur durch die digitalen Daten der Datei für die Oberflächenstruktur vorgegeben ist. Da die Datei für die Oberflächenstruktur die Oberflächenstruktur des Dekors in digitaler Form und damit für jeden Bildpunkt des Dekors zugeordnet eine Strukturtiefe enthält, kann anhand dieser Datei die Struktur des Pressblechs für das Dekor genau vorgegeben werden. Die Struktur kann beispielsweise aus dem Pressblech herausgefräst oder geätzt werden, alternativ ist es auch möglich zusätzliche Materialschichten auf dem Pressblech aufzubringen. Für die Ausbildung einer Fugenstruktur bei einem Fliesendekor können beispielsweise Trapeze oder ähnliche Körper auf dem Pressblech aufgebracht werden, um die gewünschte Struktur auszubilden. Selbstverständlich können durch entsprechend produzierte Pressbleche alle möglichen Geometrien realisiert werden, welche Strukturen von Ornamenten, Schriftzügen, Ästen, Poren, simulierten Benutzungsspuren oder andere Dekorstrukturen entsprechen. Prinzipiell ist jede dem Fachmann vertraute Technik einsetzbar, um das Pressblech mit der durch die digitalen Daten der Datei für die Oberflächenstruktur vorgegebenen Struktur zu versehen.According to the invention, a structured pressed sheet is used, the structure of which is specified by the digital data of the file for the surface structure. Since the file for the surface structure contains the surface structure of the decor in digital form and thus a structure depth assigned to each pixel of the decor, the structure of the pressed sheet for the decor can be specified precisely using this file. The structure can, for example, be milled or etched out of the pressed sheet; alternatively, it is also possible to apply additional layers of material to the pressed sheet. To form a joint structure in a tile decoration, for example, trapezoids or similar bodies can be applied to the pressed sheet to form the desired structure. Of course, all possible geometries can be realized using appropriately produced pressed sheets, which correspond to structures of ornaments, lettering, branches, pores, simulated signs of use or other decorative structures. In principle, any technique familiar to a person skilled in the art can be used to provide the pressed sheet with the structure specified by the digital data in the file for the surface structure.

Beim Verpressen strukturiert das Pressblech dann den Schichtaufbau, wobei ein Teil der Strukturhöhe aus dem Auftrag der mindestens einen Harzschicht entsteht. Damit wird eine Strukturierung auf dem Trägermaterial erzeugt, die auch in einem größeren Betrachtungsabstand, z.B. aufrecht auf einem Bodenbelag stehend, wahrgenommen wird. Die Strukturierung des Trägermaterials wird dabei in der mindestens einen Harzschicht erzeugt und reicht bis in das Trägermaterial hinein. Es können auf diese Weise Strukturtiefen ausgebildet werden, die durch die Auftragsmenge der mindestens einen Harzschicht und der Struktur des Pressbleches bestimmt werden. Bei der Ausbildung der Strukturen auf dem Trägermaterial gemäß der vorliegenden Erfindung, entstehen ca. 50 % der Strukturierung durch die Strukturierung des Trägermaterials und 50 % durch die Strukturierung der mindestens einen Harzschicht. Erfindungsgemäß wird daher zumindest abschnittsweise eine Oberflächenstruktur mit einer Strukturtiefe größer 200 µm, bevorzugt größer 300 µm, besonders bevorzugt größer 400 µm auf dem Trägermaterial ausgebildet. Strukturen mit einer solchen Strukturtiefe konnten bisher mit den Verfahren aus dem Stand der Technik gar nicht oder nur unter hohen Kostenaufwand (3D-Druck, Auftrag von Lackschichten) erzeugt werden. Darüber hinaus war es nicht möglich derartige Strukturen innerhalb einer Fertigungsstraße mit KurztaktPressen (KT-Pressen) zu erzeugen. Diese Nachteile behebt das vorliegende Verfahren und ermöglicht eine Einbindung in bereits bestehende Fertigungsprozesse, was die Kosteneffizienz erhöht. Zudem wird durch eine Einbindung in bestehende Taktstraßen mit KT-Pressen eine hohe Taktung in der Fertigung ermöglicht, was einen enormen wirtschaftlichen Vorteil mit sich bringt.When pressed, the pressed sheet then structures the layer structure, with part of the structure height resulting from the application of at least one resin layer. This creates a structure on the carrier material, which can also be used on a larger scale viewing distance, e.g. standing upright on a floor covering, is perceived. The structuring of the carrier material is created in the at least one resin layer and extends into the carrier material. In this way, structure depths can be formed which are determined by the application amount of the at least one resin layer and the structure of the pressed sheet. When forming the structures on the carrier material according to the present invention, approximately 50% of the structuring occurs through the structuring of the carrier material and 50% through the structuring of the at least one resin layer. According to the invention, a surface structure with a structure depth greater than 200 µm, preferably greater than 300 µm, particularly preferably greater than 400 µm is formed on the carrier material at least in sections. Structures with such a structural depth could not previously be produced using the prior art processes or could only be produced at great expense (3D printing, application of lacquer layers). Furthermore, it was not possible to create such structures within a production line using short-cycle presses (KT presses). The present method eliminates these disadvantages and enables integration into existing manufacturing processes, which increases cost efficiency. In addition, integration into existing cycle lines with KT presses enables high production cycles, which brings with it an enormous economic advantage.

Der Schichtaufbau der verpresst wird, kann erfindungsgemäß folgenden Aufbau haben:

  1. a) Trägermaterial - optional mindestens eine Grundierung - mindestens eine Harzschicht
  2. b) Trägermaterial - optional mindestens eine Grundierung - mit Dekor bedrucktes Dekorpapier - Overlay mit mindestens einer Harzschicht
According to the invention, the layer structure that is pressed can have the following structure:
  1. a) Carrier material - optionally at least one primer - at least one resin layer
  2. b) Carrier material - optionally at least one primer - decorative paper printed with decor - overlay with at least one resin layer

Im Schichtaufbau gemäß Punkt a) wurde das Dekor nach dem Aufbringen einer optionalen Grundierung direkt auf das Trägermaterial gedruckt.In the layer structure according to point a), the decor was printed directly onto the carrier material after applying an optional primer.

Die Oberflächenstruktur, die auf dem Trägermaterial ausgebildet wird, ist erfindungsgemäß synchron zu dem aufgebrachten Dekor. Vor dem Verpressen werden erfindungsgemäß das Trägermaterial und das Pressblech oder das Trägermaterial, das Dekorpapier und das Overlay zueinander so positioniert, dass Dekor und Struktur des Pressbleches oder Dekor, das Overlay mit der mindestens einen Harzschicht und das Pressblech zueinander deckungsgleich, d.h. synchron sind. Die exakte Positionierung kann beispielsweise mit Hilfe von Markierungen an Trägermaterial, Dekorpapier, Overlay und Pressblech durch ein Kamerasystem erfolgen.According to the invention, the surface structure that is formed on the carrier material is synchronous with the applied decoration. Before pressing, according to the invention, the carrier material and the pressed sheet or the carrier material, the decorative paper and the overlay are positioned relative to one another in such a way that the decor and structure of the pressed sheet or decor, the overlay with the at least one resin layer and the pressed sheet are congruent with one another, that is to say they are synchronous. The exact positioning can be done, for example, with the help of markings on the carrier material, decorative paper, overlay and press sheet using a camera system.

Wird ein Overlay verwendet, weist dieses bevorzugt Markierungen am Rand auf. Dabei wird zur Positionierung vorteilhafterweise neben dem Abstand der Markierungen in Längsrichtung auch der Abstand der Markierungen in Querrichtung ermittelt.If an overlay is used, it preferably has markings on the edge. For positioning purposes, in addition to the distance between the markings in the longitudinal direction, the distance between the markings in the transverse direction is also advantageously determined.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Verpressen der mindestens einen Harzschicht mit dem Trägermaterial mit einem Pressblech oder das Verpressen des mindestens einen Overlays, des mindestens einen Dekorpapiers und eines Trägermaterials mit einem Pressblech in einer KT-Presse (Kurztakt-Presse) durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass eine Verarbeitung von Trägermaterialien mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer hohen Taktung und damit äußerst effizient und wirtschaftlich durchgeführt werden kann.In a preferred embodiment of the present invention, the pressing of the at least one resin layer with the carrier material is carried out with a press sheet or the pressing of the at least one overlay, the at least one decorative paper and a carrier material with a press sheet is carried out in a KT press (short-cycle press). This has the advantage that processing of carrier materials using the method according to the invention can be carried out at high speeds and therefore extremely efficiently and economically.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann auf der Unterseite des Trägermaterials ein Gegenzug, z.B. aus mehreren Harzschichten oder ein Gegenzugpapier, aufgetragen werden. Hierdurch wird gewährleistet, dass die durch die auf der Dekorseite und der Unterseite aufgebrachten Schichten beim Verpressen entstehenden Zugkräfte auf das Trägermaterial sich gegenseitig aufheben. Der auf der Unterseite aufgebrachte Gegenzug entspricht in der Auftragsmenge des Harzes ungefähr der auf der Dekorseite aufgebrachten Auftragsmenge, jedoch ohne die Zugabe abriebfester Partikel und/oder Glaskugeln.In a further embodiment of the invention, a backing, for example consisting of several resin layers or a backing paper, can be applied to the underside of the carrier material. This ensures that the tensile forces on the carrier material caused by the layers applied to the decorative side and the underside during pressing cancel each other out. The amount of resin applied to the underside corresponds approximately to the amount applied to the decorative side, but without the addition of abrasion-resistant particles and/or glass balls.

Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Dekors und einer Oberflächenstruktur auf ein Trägermaterial mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, aufweisend

  • optionale mindestens eine Auftragsvorrichtung zum Auftragen von mindestens einer Grundierungsschicht;
  • optionale mindestens eine Auftragsvorrichtung zum Auftragen von mindestens einer Primerschicht;
  • mindestens eine Druckvorrichtung;
  • mindestens ein Kamerasystem;
  • ein Mittel zum Erstellen einer Datei für die Oberflächenstruktur aus den digitalen Bilddaten des Dekors;
  • mindestens eine Auftragsvorrichtung zum Auftragen der mindestens einen Harzschicht;
  • optional eine Auftragsvorrichtung zum Aufbringen von Korund und/oder Glaskugeln;
  • optional eine Vorrichtung zum Antrocknen einer aufgetragenen Harzschicht;
  • ein Mittel zum Verpressen der mindestens einen Harzschicht mit dem Trägermaterial oder des Overlays und des Dekorpapiers mit einem Trägermaterial mit einem strukturierten Pressblech;
  • wobei das strukturierte Pressblech eine Struktur aufweist, die durch die digitalen Daten der Datei für die Oberflächenstruktur vorgegeben ist.
Furthermore, the present invention comprises a device for applying a decoration and a surface structure to a carrier material using the method according to the invention
  • optional at least one application device for applying at least one primer layer;
  • optional at least one application device for applying at least one primer layer;
  • at least one printing device;
  • at least one camera system;
  • a means for creating a surface texture file from the digital image data of the decor;
  • at least one application device for applying the at least one resin layer;
  • optionally an application device for applying corundum and/or glass beads;
  • optionally a device for drying an applied resin layer;
  • a means for pressing the at least one resin layer with the carrier material or the overlay and the decorative paper with a carrier material with a structured press sheet;
  • wherein the structured pressed sheet has a structure that is specified by the digital data of the surface structure file.

Die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens treffen auch auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zu und umgekehrt.The features of the method according to the invention also apply to the device according to the invention and vice versa.

Die Auftragsvorrichtung zum Auftragen mindestens einer Grundierungsschicht und optional mindestens einer Primerschicht kann ein Walzenwerk sein.The application device for applying at least one primer layer and optionally at least one primer layer can be a roller mill.

Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Druckvorrichtung, geeignete Druckvorrichtungen, sind Druckvorrichtungen für das Tiefdruck- und das Digitaldruckverfahren. Im Digitaldruckverfahren werden bevorzugt Laserdrucker oder Tintenstrahldrucker eingesetzt.The device comprises at least one printing device, suitable printing devices are printing devices for the gravure printing and digital printing processes. Laser printers or inkjet printers are preferred for digital printing.

Weiterhin umfasst die Vorrichtung ein Kamerasystem, mit dessen Hilfe das strukturierte Pressblech und das Trägermaterial oder das strukturierte Pressblech, das Dekorpapier, das Overlay und das Trägermaterial durch Markierungen so zueinander positioniert werden können, dass das Trägermaterial, das Pressblech und ggf. das Overlay und das Dekorpapier hinsichtlich Struktur und Dekor zueinander deckungsgleich sind.Furthermore, the device comprises a camera system, with the help of which the structured pressed sheet and the carrier material or the structured pressed sheet, the decorative paper, the overlay and the carrier material can be positioned relative to one another by markings in such a way that the carrier material, the pressed sheet and possibly the overlay and that Decorative paper is congruent in terms of structure and decor.

Als Mittel zum Erstellen einer Datei für die Oberflächenstruktur, enthaltend die digitalen Daten der Oberflächenstruktur des Dekors, aus den digitalen Bilddaten des Dekors eignet sich eine Recheneinheit, dies kann ein PC, ein Tablet oder ein anderweitiges Endgerät sein, auf dem eine geeignete Computersoftware installiert ist.A suitable means of creating a file for the surface structure, containing the digital data of the surface structure of the decoration, from the digital image data of the decoration, is a computing unit, which can be a PC, a tablet or another terminal device on which suitable computer software is installed .

Die mindestens eine Auftragsvorrichtung zum Auftragen der mindestens einen Harzschicht kann, wie bereits beschrieben ein Digitaldrucker oder eine Vorrichtung mit Düsen sein, wobei die Auftragsvorrichtung eine Recheneinheit aufweist oder in Verbindung zu einer Recheneinheit steht, welche eine Computersoftware aufweist, welche die Auftragsmenge des Harzes in Abhängigkeit vom Ort steuert.The at least one application device for applying the at least one resin layer can, as already described, be a digital printer or a device with nozzles, the application device having a computing unit or being connected to a computing unit which has computer software which determines the amount of resin applied as a function controlled from location.

In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Vorrichtung zum Antrocknen einer aufgetragenen Harzschicht auf. Geeignete Vorrichtungen sind beispielsweise Infrarot-Strahler (IR-Strahler) oder Umlufttrockner.In one embodiment, the device has a device for drying an applied resin layer. Suitable devices are, for example, infrared emitters (IR emitters) or circulating air dryers.

Optional weist die Vorrichtung weiterhin eine Auftragsvorrichtung zum Aufbringen von Korund und/oder Glaskugeln auf. Geeignet Auftragsvorrichtungen hierfür sind zum Beispiel Streumaschinen. Streuvorrichtungen bestehen im Wesentlichen aus einem Vorratstrichter, einer sich drehenden, strukturierten Walze und einem Abstreifer. Dabei wird über die Rotationsgeschwindigkeit der Walze die Auftragsmenge an abriebfestem Material bestimmt. Die Streuvorrichtung umfasst bevorzugt eine Stachelwalze.Optionally, the device also has an application device for applying corundum and/or glass beads. Suitable application devices for this are, for example, spreading machines. Spreading devices essentially consist of a supply hopper, a rotating, structured roller and a scraper. The amount of abrasion-resistant material applied is determined by the rotation speed of the roller. The spreading device preferably comprises a spiked roller.

Weiterhin umfasst die Vorrichtung ein Mittel zum Verpressen der mindestens einen Harzschicht mit dem Trägermaterial oder des Overlays und des Dekorpapiers mit einem Trägermaterial mit einem strukturierten Pressblech. Besonders bevorzugt ist dieses Mittel eine Kurztakt-Presse (KT-Presse). Das in der Pressvorrichtung verwendete strukturierte Pressblech weist erfindungsgemäß eine Struktur auf, die durch die digitalen Daten der Datei für die Oberflächenstruktur vorgegeben ist.Furthermore, the device comprises a means for pressing the at least one resin layer with the carrier material or the overlay and the decorative paper with a carrier material with a structured press sheet. This means is particularly preferred: a short-cycle press (KT press). According to the invention, the structured press sheet used in the pressing device has a structure that is specified by the digital data of the file for the surface structure.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, ohne Investitionen auf bereits vorhandenen Produktionsstraßen zu arbeiten. In bereits bestehende und etablierte Fertigungsprozesse wird dabei nur marginal eingegriffen. Darüber hinaus kann auf bereits in der Produktion vorhandene Rohstoffe zurückgegriffen werden. Die Oberflächenstruktur wird im Wesentlichen durch den Auftrag der mindestens einen Harzschicht und die Nutzung geeignet strukturierter Pressbleche ermöglicht. Geeignete Harze sind kostengünstig zu erhalten, womit die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens gesteigert wird.The method according to the invention and the device according to the invention make it possible to work on existing production lines without investments. There is only marginal intervention in existing and established manufacturing processes. In addition, raw materials that are already available in production can be used. The surface structure is essentially made possible by the application of at least one resin layer and the use of suitably structured pressed sheets. Suitable resins can be obtained inexpensively, which increases the economic efficiency of the process.

Die Erfindung wird im Folgenden durch 1 Figur und 2 Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Figur 1
stellt eine Ausführungsform des Verfahrens in der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar.
The invention is explained in more detail below using 1 figure and 2 exemplary embodiments.
Figure 1
represents an embodiment of the method in the device according to the invention.

Figur 1 zeigt einen Schichtaufbau in dem erfindungsgemäßen Verfahren beim Verpressen. Auf dem mit einem Dekorpapier versehenen Trägerelement 10 ist ein Overlay 40 mit einer Harzschicht 20, deren Auftragsmenge variiert, angeordnet. Oberhalb der Harzschicht 20 ist das strukturierte Pressblech 30 dargestellt, dessen Struktur 31 deckungsgleich zum auf das Trägerelement gedruckten Dekor ausgerichtet ist. Da sowohl die Auftragsmenge der Harzschicht 20 als auch die Struktur 31 des Pressblechs auf das Dekor abgestimmt sind, sind auch die Harzschicht 20 und die Struktur 31 des Pressblechs aufeinander abgestimmt. So dass unterschiedlich tiefe Oberflächenstrukturen beim Verpressen ausgebildet werden können. Die Oberflächenstrukturen des fertig verpressten Schichtaufbaus sind dann synchron zum Dekor des Schichtaufbaus. Figure 1 shows a layer structure in the process according to the invention during pressing. An overlay 40 with a resin layer 20, the application amount of which varies, is arranged on the carrier element 10 provided with decorative paper. Above the resin layer 20, the structured pressed sheet 30 is shown, its structure 31 is aligned congruently with the decor printed on the carrier element. Since both the application amount of the resin layer 20 and the structure 31 of the pressed sheet are coordinated with the decor, the resin layer 20 and the structure 31 of the pressed sheet are also coordinated with one another. So that surface structures of different depths can be formed during pressing. The surface structures of the finished pressed layer structure are then synchronous with the decor of the layer structure.

Ausführungsbeispiel 1Example 1

Eine im Digitaldruck auf der Oberseite mit einem Fliesendekor (mit gedruckter Zementfuge) bedruckten 8 mm HDF-Platte, die zum Schutz des Drucks mit einem Melaminharzstrich (ca. 20 g Festharz/m2) versehen war, wurde in eine Produktionslinie eingeführt. Es wurden zunächst ca. 60 g Melaminharz flüssig pro m2 mit einem Feststoffgehalt ca. 60 Gew.% mit Hilfe eines Walzenauftragswerk aufgetragen. Das Melaminharz enthielt die üblichen Hilfsstoffe wie Härter und Netzmittel. In das Harz wurden nacheinander ca. 12 g Korund / m2 (F200) und 18 g Glaskugeln / m2 mit Hilfe von Streumaschinen auf- bzw. eingestreut. Die Glaskugeln hatten einen Korngrössenrange von 80 - 110 µm. Das Melaminharz wurde über eine Strecke von 10 m abgelüftet.An 8 mm HDF board, digitally printed on the top with a tile decoration (with a printed cement joint), which was provided with a melamine resin coating (approx. 20 g solid resin/m 2 ) to protect the print, was introduced into a production line. First, approximately 60 g of liquid melamine resin per m 2 with a solids content of approximately 60% by weight were applied using a roller applicator. The melamine resin contained the usual auxiliary materials such as hardeners and wetting agents. Approximately 12 g of corundum/m 2 (F200) and 18 g of glass beads/m 2 were successively scattered into the resin using scattering machines. The glass spheres had a grain size range of 80 - 110 µm. The melamine resin was flashed off over a distance of 10 m.

Danach wurden mit vier weiteren Walzenauftragswerken jeweils 30 g Melaminharz flüssig pro m2 mit einem Feststoffgehalt ca. 65 Gew.% aufgetragen. Ein Melaminharzauftrag in gleicher Menge erfolgte auch auf der Rückseite der HDF-Platte als Gegenzug. Nach jedem Auftrag erfolgte jeweils eine Heissluft-/Umlufttrocknung.30 g of liquid melamine resin per m 2 with a solids content of approximately 65% by weight were then applied using four additional roller applicators. A melamine resin application in the same amount was also applied to the back of the HDF board as a counterbalance. Hot air/circulating air drying was carried out after each application.

Auf diese Art wurden drei HDF-Platten vorbereitet. Anschließend wurde auf zwei HDF-Platten in einem letzten Auftrag mit Hilfe einer Düsenleiste ein angedicktes Melaminharz mit einem Feststoffgehalt von 70 Gew.% aufgebracht. Auf eine der HDF-Platten wurde eine Menge von 150 g/m2 in den Bereichen des Fliesendrucks, jedoch nicht in den Bereichen des Zementfugendrucks, aufgebracht. Auf die zweite HDF-Platte wurde eine Menge von 285 g/m2 in den Bereichen des Fliesendrucks, jedoch nicht in den Bereichen des Zementfugendrucks, aufgebracht. Die Informationen für die Steuerung der Düsen stammten jeweils aus den Digitaldruckdaten für den Dekordruck. Das Harz wurde danach jeweils mit Hilfe eines IR-Strahlers getrocknet, sodass die Feuchte des Harzes bei ca. 8 Gew.% lag. Anschließend wurden alle drei HDF-Platten in einer Kurztaktpresse bei ca. 200°C Presstemperatur, 50 kg/cm2 Pressdruck und 20 sec Presszeit verpresst, wobei die Positionierung der zu verpressenden Platten zum strukturierten Pressblech mit Hilfe eines Kamerasystems erfolgte, so dass Platte und Pressblech zueinander ausgerichtet waren.Three HDF panels were prepared in this way. A thickened melamine resin with a solids content of 70% by weight was then applied to two HDF boards in a final application using a nozzle strip. On one of the HDF panels, an amount of 150 g/m 2 was applied in the tile printing areas, but not in the cement joint printing areas. On the second HDF board, an amount of 285 g/m 2 was applied in the tile printing areas, but not in the cement joint printing areas. The information for controlling the nozzles came from the digital printing data for decorative printing. The resin was then dried using an IR radiator so that the moisture content of the resin was approx. 8% by weight. All three HDF panels were then pressed in a short-cycle press at a pressing temperature of approx. 200°C, 50 kg/cm 2 pressing pressure and 20 seconds of pressing time, with the positioning of the panels to be pressed to the structured press sheet being helped of a camera system so that the plate and press sheet were aligned with each other.

Das verchromte Pressblech besaß in den Bereichen, in denen sich die Zementfugen in dem Dekor befinden, trapezförmige Erhebungen, die ca. 500 µm über die Blechoberfläche herausragten. Diese trapezförmigen Erhebungen (längs und quer) bildeten auf dem Pressblech die Zementfuge im Druck ab. An den Stellen, an denen keine Erhebungen vorhanden waren, besaß das Pressblech eine Büttenstruktur. Die Transparenz der Verpressung zeigte keine Mängel. Nach der Verpressung wurde an den Platten die Strukturtiefe/Höhendifferenz zwischen der Zementfuge und dem Fliesendruck bestimmt. Probe Auftragsmenge angedicktes Melaminharz in g/m2 Strukturtiefe in µm 1 0 195 2 150 305 3 285 410 In the areas where the cement joints in the decor are located, the chrome-plated pressed sheet had trapezoidal elevations that protruded approximately 500 µm above the sheet surface. These trapezoidal elevations (longitudinal and transverse) formed the cement joint in print on the pressed sheet. In the places where there were no elevations, the pressed sheet had a deckle structure. The transparency of the pressing showed no defects. After pressing, the structural depth/height difference between the cement joint and the tile pressure was determined on the panels. sample Application quantity of thickened melamine resin in g/m 2 Structure depth in µm 1 0 195 2 150 305 3 285 410

Ausführungsbeispiel 2 - OverlayEmbodiment 2 - Overlay

An einem Imprägnierkanal wurde ein Overlay (Papiergewicht: 25 g/m2) in einem ersten Schritt mit einem Melaminharz mit einem Feststoffgehalt von ca. 65 Gew% imprägniert. Das Overlay sollte später in einer Kurztaktpresse zusammen mit einem Fliesendekor verpresst werden. Das Overlay besaß im Randbereich in regelmäßigen Abständen Lesemarkierungen für einen Scanner. Der Harzauftrag lag bei ca. 150 g flüssig/m2. In das noch nicht getrocknete Harz wurde mit Hilfe eines Streugerätes Korund in einer Menge von ca. 20 g/m2 eingestreut. Die Körnung gemäß FEPA-Standard war F200. Danach wurde das Imprägnat in einem Schwebetrocker auf eine Restfeuchte von ca. 15 Gew% zurückgetrocknet.In a first step, an overlay (paper weight: 25 g/m 2 ) was impregnated on an impregnation channel with a melamine resin with a solids content of approximately 65% by weight. The overlay should later be pressed together with a tile decoration in a short-cycle press. The overlay had reading marks for a scanner at regular intervals in the edge area. The resin application was approximately 150 g liquid/m 2 . Corundum was sprinkled into the not yet dried resin in an amount of approx. 20 g/m 2 using a spreading device. The grain size according to FEPA standard was F200. The impregnate was then dried back in a float dryer to a residual moisture content of approx. 15% by weight.

Auf diese Art wurden drei Overlays vorbereitet. In einem weiteren Auftrag wurde mit Hilfe einer Düsenleiste ein angedicktes Melaminharz mit einem Feststoffgehalt von 70 Gew.% auf zwei Overlays aufgetragen. Auf ein Overlay wurde eine Menge von 150 g/m2 aufgetragen und auf ein weiteres Overlay eine Menge von 285 g/m2. Dies erfolgte in den Bereichen des Overlays, die sich später auf den Bereichen des Fliesendrucks befinden sollten, jedoch nicht in den Bereichen des Zementfugendrucks. Die Informationen für die Steuerung der Düsen stammten aus den Digitaldruckdaten für den Dekordruck. Zur genauen Positionierung wurden die Markierungen am Rand des Overlays verwendet. Dabei wurde neben dem Abstand der Markierungen in Längsrichtung auch diese in Querrichtung ermittelt. Das Harz wurde danach mit Hilfe eines weiteren Schwebetrockners getrocknet, sodass die Feuchte des Harzes bei ca. 6 Gew.% lag. Die Overlays wurde danach mit Hilfe eines Clippers zu Bogenware aufgetrennt.Three overlays were prepared in this way. In another order, a thickened melamine resin with a solids content of 70% by weight was applied to two overlays using a nozzle bar. An amount of 150 g/m 2 was applied to one overlay and an amount of 285 g/m 2 to another overlay. This was done in the areas of the overlay that would later be on the tile print areas, but not in the cement grout print areas. The information for controlling the nozzles came from the digital printing data for decorative printing. To The markings on the edge of the overlay were used for precise positioning. In addition to the distance between the markings in the longitudinal direction, this was also determined in the transverse direction. The resin was then dried using another float dryer so that the moisture content of the resin was approximately 6% by weight. The overlays were then separated into sheets using a clipper.

Die drei Overlays wurden dann mit einem Dekorimprägnat (Fliesendekor), das ebenfalls im Randbereich in regelmäßigen Abständen mit Markierungen versehen war, auf HDF-Platten aufgelegt. Die HDF-Platten dienten dabei als Trägermaterial. Dabei wurde die exakte Positionierung des Overlays auf dem Dekorimprägnat und die Positionierung des Aufbaus in der Presse mit einem Kamerasystem durchgeführt. Zur Gewährleistung der Spannungssymmetrie befand sich auf der Unterseite der HDF-Platten ein Gegenzug in Form eines Imprägnats. Für die Verpressung war ein Pressblech mit einer Fliesenstruktur in der KT-Presse eingebaut. Der Aufbau wurde in der KT-Presse bei einer Temperatur von ca. 200°C, einem Druck von ca. 40 kg/cm2 und einer Presszeit von ca. 15 Sekunden verpresst. Nach dem Verpressen der drei verschiedenen Overlays wurde jeweils die Strukturtiefe bestimmt. Probe Auftragsmenge angedicktes Melaminharz in g/m2 Strukturtiefe in µm 1 0 150 2 150 230 3 280 330 The three overlays were then placed on HDF panels with a decorative impregnate (tile decor), which was also marked at regular intervals in the edge area. The HDF panels served as the carrier material. The exact positioning of the overlay on the decorative impregnate and the positioning of the structure in the press were carried out using a camera system. To ensure tension symmetry, there was a counterweight in the form of an impregnate on the underside of the HDF panels. A press plate with a tile structure was installed in the KT press for pressing. The structure was pressed in the KT press at a temperature of approximately 200°C, a pressure of approximately 40 kg/cm 2 and a pressing time of approximately 15 seconds. After pressing the three different overlays, the structure depth was determined. sample Application quantity of thickened melamine resin in g/m 2 Structure depth in µm 1 0 150 2 150 230 3 280 330

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010
TrägermaterialCarrier material
2020
Harzschichtresin layer
3030
PressblechPressed sheet metal
3131
Struktur des PressblechsStructure of the pressed sheet
4040
OverlayOverlay

Claims (14)

  1. Method for applying a decoration and a surface structure to a carrier material (10), comprising the following steps:
    providing a carrier material (10) or a carrier material (10), at least one decorative paper and at least one overlay (40);
    printing the carrier material (10) or the at least one decorative paper with a decoration;
    producing a file for the surface structure, containing the digital data of the surface structure of the decoration, from the digital image data of the decoration;
    applying at least one layer of resin (20) to the printed carrier material (10) or to at least one overlay (40), the distribution of the resin being dictated by the digital data of the file for the surface structure and thus being dependent on the imprinted decoration;
    pressing the at least one resin layer (20) with the carrier material (10) using a structured press platen (30), or pressing a carrier material (10), the at least one decorative paper and the at least one overlay (40) bearing the at least one resin layer (20) using a structured press platen (30), the structure of the press platen (30) being dictated by the digital data of the file for the surface structure and thus being dependent on the printed decoration;
    where a surface structure is formed on the carrier material (10) that is synchronous to the applied decoration;
    where a part of the structure height of the surface structure results from the application of the at least one resin layer;
    characterized in that
    the structuring of the carrier material (10) is generated in the at least one resin layer and extends into the carrier material (10); and
    in that, at least in portions, a surface structure having a structure depth of more than 200 µm is formed.
  2. Method according to Claim 1, characterized in that, at least in portions, a surface structure having a structure depth of more than 300 µm, particularly preferably more than 400 µm, is formed.
  3. Method according to either of the preceding claims, characterized in that multiple layers of resin (20) are applied to the printed carrier material (10) or to the overlay (40).
  4. Method according to any of the preceding claims, characterized in that pulverulent and/or liquid resin is applied.
  5. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the resin is selected from the group containing melamine-formaldehyde resins, phenolic resins, melamine-urea-formaldehyde resins and urea-formaldehyde resins.
  6. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the liquid resin is applied with a solids content of more than 70%.
  7. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the resin comprises at least one additive and/or adjuvants.
  8. Method according to Claim 7, characterized in that the at least one additive is selected from the group containing curing agent, wetting agent and release agent and/or the at least one adjuvant is selected from the group containing conductive substances and cellulose.
  9. Method according to any of the preceding claims, characterized in that between 100 and 500 g/cm2 of resin are applied.
  10. Method according to any of the preceding claims, characterized in that an undercoat is applied to the carrier material (10).
  11. Method according to any of the preceding claims, characterized in that after the application of a layer of resin it is incipiently dried or set.
  12. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the pressing of the at least one resin layer with the carrier material (10) using a press platen (30) or the pressing of the at least one overlay (40), the at least one decorative paper and a carrier material (10) using a press platen (30) is carried out in an SC press (short-cycle press).
  13. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the carrier material (10) is selected from the group containing wood-based material boards, more particularly medium-density fibreboard (MDF), high-density fibreboard (HDF), chipboard, oriented-strand board (OSB), plywood boards and wood-plastic composite (WPC) boards.
  14. Apparatus for applying a decoration and a surface structure to a carrier material (10) by a method according to any of Claims 1 to 13, comprising
    optionally at least one application apparatus for applying at least one undercoat layer;
    optionally at least one application apparatus for applying at least one primer layer;
    at least one printing apparatus;
    at least one camera system enabling positioning of the structured press platen and the carrier material or the structured press platen, the decorative paper, the overlay and the carrier material relative to one another;
    a means for producing a file for the surface structure from the digital image data of the decoration;
    at least one application apparatus for applying the at least one resin layer (20), the application apparatus comprising a computing unit or being connected to a computing unit which comprises computer software which controls the amount of resin applied as a function of location;
    optionally an application apparatus for applying corundum and/or glass beads;
    optionally an apparatus for incipiently drying an applied resin layer (20);
    a means for pressing the at least one resin layer (20) with the carrier material (10) or for pressing the overlay (40) and the decorative paper with a carrier material (10) using a structured press platen (30);
    wherein the structured press platen (30) has a structure dictated by the digital data of the file for the surface structure.
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