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(11) | EP 2 716 462 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Vorrichtung und Verfahren zum verbesserten Direktdruck von Dekorpaneelen |
| (57) Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum verbesserten Direktdruck
von Dekorpaneelen (600), sowie ein Verfahren zum verbesserten Direktdruck von Dekorpaneelen
(600). Mit der Erfindung wird eine Paneelbedruckungsvorrichtung (100) vorgeschlagen,
welche eine Zuführeinrichtung für einen zu bedruckenden Träger (600), ein Druckwerk
(120) und eine Ableiteinrichtung (130) zur Ableitung elektrostatischer Ladungen aus
dem Träger (600) aufweist.
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[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum verbesserten Direktdruck von Dekorpaneelen, sowie ein Verfahren zum verbesserten Direktdruck von Dekorpaneelen.
[0002] Unter dem Begriff Dekorpaneel sind im Sinne der Erfindung Wand-, Decken, oder Bodenpannele zu verstehen, welche ein auf eine Trägerplatte aufgebrachtes Dekor aufweisen. Dekorpaneele werden dabei in vielfältiger Weise sowohl im Bereich des Innenausbaus von Räumen, als auch zur dekorativen Verkleidung von Bauten, beispielsweise im Messebau verwendet. Eine der häufigsten Einsatzbereiche von Dekorpaneelen ist deren Nutzung als Fußbodenbelag. Die Dekorpaneele weisen dabei vielfach ein Dekor auf, welches einen Naturwerkstoff nachempfinden soll.
[0003] Beispiele für solche nachempfundenen Naturwerkstoffe sind Holzart wie z.B. Ahorn, Eiche, Birke, Kirsche, Esche, Nussbaum, Kastanie, Wenge oder auch exotische Hölzer wie Panga-Panga, Mahagoni, Bambus und Bubinga. Darüber hinaus werden vielfach Naturwerkstoffe wie Steinoberflächen oder Keramikoberflächen nachempfunden.
[0004] Bisher werden solche Dekorpaneele vielfach als Laminate hergestellt, bei welchen auf eine Trägerplatte ein mit einem gewünschten Dekor vorbedrucktes Dekorpapier aufgebracht wird, auf welches dann wiederum ein sogenanntes Overlay aufgebracht wird. Nachdem gegebenenfalls noch auf der dem Dekorpapier gegenüberliegenden Seite der Trägerplatte ein Gegenzugpapier aufgebracht wurde, wird der erhaltene Schichtenaufbau unter Verwendung geeigneter druck- und/oder wärmeaktivierter Klebemittel fest miteinander verbunden.
[0005] In Anhängigkeit des gewünschten Einsatzbereiches der Dekorpaneele können diese aus unterschiedlichen Materialen gefertigt sein. Insbesondere kann dabei das Material des Trägers in Abhängigkeit des Einsatzbereichs gewählt sein. So kann der Träger beispielsweise aus einem Holzwerkstoff bestehen, sofern das Dekorpaneele keiner übermäßigen Feuchtigkeit oder Witterungsbedingungen ausgesetzt ist. Soll das Paneel hingegen z.B. in Feuchträumen oder im Außenbereich eingesetzt werden, kann der Träger beispielsweise aus einem Kunststoff bestehen.
[0006] Holzwerkstoffe im Sinne der Erfindung sind dabei neben Vollholzwerkstoffen auch Materialien wie z.B. Brettsperrholz, Brettschichtholz, Stabsperrholz, Funiersperrholz, Furnierschichtholz, Funierstreifenholz und Biegesperrholz. Darüber hinaus sind unter Holzwerkstoffen im Sinne der Erfindung auch Holzspanwerkstoffe wie z.B. Spanpressplatten, Strangpressplatten, Grobspanplatten (Oriented Structural Board, OSB) und Spanstreifenholz sowie auch Holzfaserwerkstoffe wie z.B. Holzfaserdämmplatten (HFD), mittelharte und harte Faserplatten (MB, HFH) , sowie insbesondere mitteldichte Faserplatten (MDF) und hochdichte Faserplatten (HDF) zu verstehen. Auch moderne Holzwerkstoffe wie Holz-Polymer-Werkstoffe (Wood Plastic Composite, WPC), Sandwichplatten aus einem leichten Kernmaterial wie Schaumstoff, Hartschaum oder Papierwaben und einer darauf aufgebrachten Holzschicht, sowie mineralisch, z.B. mit Zement, gebundene Holzspanplatten bilden Holzwerkstoffe im Sinne der Erfindung. Auch Kork stellt dabei einen Holzwerkstoff im Sinne der Erfindung dar.
[0007] Kunststoffe, welche bei der Herstellung entsprechender Paneele eingesetzt werden können, sind beispielsweise thermoplastische Kunststoffe, wie Polyvinylchlorid, Polyolefine (beispielsweise Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyamide (PA), Polyurethane (PU), Polystyrol (PS), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyetheretherketon (PEEK) oder Mischungen oder Co-Polymerisate dieser. Die Kunststoffe können übliche Füllstoffe enthalten, beispielsweise Kalziumcarbonat (Kreide), Aluminiumoxid, Kieselgel, Quarzmehl, Holzmehl, Gips. Auch können sie in bekannter Weise eingefärbt sein.
[0008] Unter dem Begriff "Direktdruck" wird im Sinne der Erfindung das Aufbringen eines Dekors direkt auf den Träger eines Paneels oder auf eine auf dem Träger aufgebrachte nicht bedruckte Faserwerkstoffschicht verstanden. Entgegen der konventionellen Verfahren, bei welchen auf einen Träger eine zuvor mit einem gewünschten Dekor bedruckte Dekorschicht aufgebracht wird, erfolgt beim Direktdruck das Aufdrucken des Dekors unmittelbar im Zuge der Paneel-Herstellung. Dabei können unterschiedliche Drucktechniken, wie beispielsweise Flexo-Druck, Offset-Druck oder Siebdruck zum Einsatz gelangen. Insbesondere können dabei Digitaldrucktechniken, wie beispielsweise Inkjet-Verfahren oder Laserdruck-Verfahren eingesetzt werden.
[0009] Im Sinne der Erfindung sind unter dem Begriff Faserwerkstoffe Materialien wie z.B. Papier und Vliese auf Basis pflanzlicher, tierische, mineralischer oder auch künstlicher Fasern zu verstehen, ebenso wie Pappen. Beispiele sind Faserwerkstoffe aus pflanzlichen Fasern sind neben Papieren und Vliesen aus Zellstofffasern Platten aus Biomasse wie Stroh, Maisstroh, Bambus, Laub, Algenextrakte, Hanf, Baumwolle oder Ölpalmenfasern. Beispiele für tierische Faserwerkstoffe sind keratinbasierte Materialien wie z.B. Wolle oder Rosshaar. Beispiele für mineralische Faserwerkstoffe sind aus Mineralwolle oder Glaswolle.
[0010] Zum Schutz der aufgebrachten Dekorschicht sind in der Regeln Verschleiß- oder Deckschichten oberhalb der Dekorschicht aufgebracht. Eine Verschleiß- und/oder Deckschicht im Sinne der Erfindung ist eine als äußerer Abschluss aufgebrachte Schicht, welche insbesondere die Dekorschicht vor Abnutzung oder Beschädigung durch Schmutz, Feuchtigkeitseinfluss oder mechanische Einwirkungen wir beispielsweise Abrieb schützt. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Verschleißschicht Hartstoffe wie beispielsweise Titannitrid, Titancarbid, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Borcarbid, Wolframcarbid, Tantalcarbid, Aluminiumoxid (Korund), Zirconiumoxid oder Mischungen dieser aufweist, um die Verschleißfestigkeit der Schicht zu erhöhen. Dabei kann es vorgesehen sein, dass der Hartstoff in einer Menge zwischen 5 Gew.-% und 40 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 15 Gew.-% und 25 Gew.-% in der Verschleißschichtzusammensetzung enthalten ist. Vorzugsweise weist der Hartstoff dabei einen mittleren Korndurchmesser zwischen 10 µm und 250 µm, weiter vorzugsweise zwischen 10µm und 100µm auf. Hierdurch wird vorteilhafter Weise erreicht, dass die Verschleißschichtzusammensetzung eine stabile Dispersion ausbildet und eine Entmischung bzw. ein Absetzten des Hartstoffes in der Verschleißschichtzusammensetzung vermieden werden kann. Zur Ausbildung einer entsprechenden Verschleißschicht ist es in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Hartstoff enthaltende und strahlungshärtbare Zusammensetzung in einer Konzentration zwischen 10 g/m2 und 250 g/m2, vorzugsweise zwischen 25 g/m2 und 100g/m2 aufgetragen wird. Dabei kann die Auftragung beispielsweise mittels Walzen, wie Gummiwalzen oder mittels Gießvorrichtungen aufgetragen werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Hartstoff zum Zeitpunkt des Auftrages der Verschleißschichtzusammensetzung nicht in der Zusammensetzung enthalten ist, sondern als Partikel auf die aufgetragenen Verschleißschichtzusammensetzung aufgestreut wird und diese im Anschluss gehärtet wird.
[0011] Vielfach ist es vorgesehen, dass in solche Verschleiß- oder Deckschichten eine mit dem Dekor übereinstimmende Oberflächenstrukturierung eingebracht ist. Unter einer mit dem Dekor übereinstimmenden Oberflächenstrukturierung ist zu verstehen, dass die Oberfläche des Dekorpaneels eine haptisch wahrnehmbare Struktur aufweist, welche ihrer Form und ihrem Muster dem aufgebrachten Dekor entspricht, um so eine möglichst originalgetreue Nachbildung eines natürlichen Werkstoffes auch hinsichtlich der Haptik zu erhalten. Dabei kann es vorgesehen sein, dass Trägerplatte bereits eine Strukturierung aufweist und eine Ausrichtung eines Druckwerkzeuges zur Aufbringung des Dekors und der Trägerplatte zueinander in Abhängigkeit mittels der mittels optischer Verfahren erfassten Strukturierung der Trägerplatte erfolgt. Zur Ausrichtung des Druckwerkzeuges und der Trägerplatte zueinander kann es dabei vorgesehen sein, dass eine zur Ausrichtung notwendige Relativbewegung zwischen Druckwerkzeug und Trägerplatte zueinander durch eine Verschiebung der Trägerplatte oder durch eine Verschiebung des Druckwerkzeugs erfolgt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Strukturierung der Dekorpaneele nach dem Auftrag der Deck- und/oder Verschleißschicht erfolgt. Hierzu kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass als Deck- und/oder Verschleißschicht eine härtbare Zusammensetzung aufgetragen wird und ein Aushärtungsprozess nur in dem Maße erfolgt, dass lediglich eine Teilhärtung der Deck- und/oder Verschleißschicht erfolgt. In die so teilgehärtete Schicht wird mittels geeigneter Werkzeuge, wie beispielsweise einer Hartmetall-Strukturwalz oder eines Stempels, eine gewünschte Oberflächenstruktur eingeprägt. Dabei erfolgt die Prägung in Übereinstimmung mit dem aufgebrachten Dekor. Zur Gewährleistung einer hinreichenden Übereinstimmung der einzubringenden Struktur mit dem Dekor kann es vorgesehen sein, dass die Trägerplatte und das Prägewerkzeug durch entsprechende Relativbewegungen zueinander ausgerichtet werden. Im Anschluss an die Einbringung der gewünschten Struktur in die teilgehärtete Deck- und/oder Verschleißschicht erfolgt eine weitere Härtung der nun strukturierten Deck- und/oder Verschleißschicht.
[0012] Ein Problem, welches beim direkten Bedrucken von Dekorpaneelen auftreten kann, ist das im Laufe des Produktionsprozesses eine Verschlechterung des Druckbildes auftritt. In Abhängigkeit des gewählten Druckverfahrens kann es während des Produktionsprozesses zu einer sichtbaren Unschärfe des Druckbildes kommen. Wird beispielsweise ein Inkjet-Verfahren bzw. Tintenstrahlverfahren zur Aufbringung des Dekors verwendet, tritt nach einem gewissen Produktionszeitrum eine deutliche Unschärfe im Dekordruck auf, welche nicht auf etwaige Verschmutzungen des Druckkopfes oder Veränderung der Druckfarbe zurückzuführen ist.
[0013] Dies berücksichtigend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche das aus dem Stand der Technik bekannte Problem zu überwinden vermögen.
[0014] Gelöst wir diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 7. Ausgestaltungen der Erfinden sich in den abhängigen Ansprüchen sowie der weiteren Beschreibung.
[0015] Mit der Erfindung wir somit eine Paneelbedruckungsvorrichtung vorgeschlagen, welche eine Zuführeinrichtung für einen zu bedruckenden Träger und ein Druckwerk aufweist, welche dadurch gekennzeichnet, dass die Paneelbedruckungsvorrichtung wenigstens eine Einrichtung zur Ableitung elektrostatischer Ladungen aus dem Träger aufweist.
[0016] Überraschender Weise hat sich gezeigt, dass das Vorsehen einer Einrichtung zur Ableitung elektrostatischer Ladungen aus den zu bedruckenden Trägern geeignet ist, das Auftreten von Unschärfen im Laufe des Produktionsprozesses zu vermeiden. Die sich im Laufe des Produktionsprozesses aufbauende elektrostatische Ladung in den zu bedruckenden Trägern führt zu einer Ablenkung der Farb- bzw. Tintentropfen auf Ihrem Weg vom Druckkopf zur zu bedruckenden Oberfläche. Dabei wird davon ausgegangen, dass das sich aufbauende elektrostatische Feld auf den Trägern die in der Regel positiv geladenen Farbpartikel ablenkt, so dass diese nicht auf dem vorgesehenen Punkt der zu bedruckenden Oberfläche auftreffen. Die so hervorgerufene Ungenauigkeit des Farbauftrags führt zu der wahrnehmbaren Unschärfe des Druckbildes. In Abhängigkeit der Produktionsgeschwindigkeit und des gewählten Trägermaterials tritt dieser Effekt in unterschiedlicher Ausprägung auf, so dass davon ausgegangen wird, dass die Träger, in Abhängigkeit des Trägermaterials, durch den Transport innerhalb der Fertigungsanlage elektrostatisch aufgeladen werden und diese Aufladung hinreichend ist, um den beobachteten Effekt hervorzurufen.
[0017] In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass Einrichtung zur Ableitung elektrostatischer Ladungen wenigstens eine Rolle, Bürste oder Lippe aus einem leitfähigen Material aufweist, welche den Träger zumindest im Bereich des Druckwerks elektrisch leitend kontaktiert und welche mit einem elektrischen Massenpotential verbunden ist. Dabei kann das elektrische Massenpotential beispielsweise durch eine Erdung bereitgestellt werden.
[0018] In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Ausleitung der elektrostatischen Aufladung über eine Rolle erfolgt, welche Bestandteile der Zuführeinrichtung zum Druckwerk ist. Hierdurch kann eine kompakte Bauweise der Vorrichtung erreicht werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es dabei vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl der zum Transport der Träger innerhalb einer Fertigungsstrecke zur Herstellung von Dekorpaneelen derart ausgeführt sind, dass über diese etwaige auftretende elektrostatische Ladungen ausgeleitet werden können.
[0019] Die Rolle, Bürste oder Lippe ist vorzugsweise zumindest im Kontaktbereich mit dem Träger aus einem Material mit einer Leitfähigkeit ≥1 *103 Sm-1 gebildet. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass der elektrische Widerstand zwischen Träger und Massenpotential ≤0,5 Ω, vorzugsweise ≤0,05 Ω ist.
[0020] Die Rolle, Bürste oder Lippe, mittels welcher der Träger kontaktiert wird kann beispielsweise im Kontaktbereich mit dem Träger aus einem elektrisch leitfähigen Metall wie Stahl, Chrom, Kupfer, Aluminium, Silber oder einer leitfähigen Legierung wie Messing oder Bronze gebildet sein. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht die Rolle, Bürste oder Lippe zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff. Beispiele für geeignete elektrisch leitfähige Kunststoffe sind Poly-3,4-ethylendioxythiophen, dotiertes Polythiophen, dotiertes Polyethin, Polyanilin und Polypyrrol. Ein Vorteil solcher leitfähiger Kunststoffe gegenüber Metallen ist, dass die Kunststoffe weicher als die Metalle sind, wodurch eine etwaige Beschädigung des Trägers durch verkratzen vermieden werden kann. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Rolle, Bürste oder Lippe zumindest an den Kontaktstellen mit dem Träger aus einem leitfähigen Gewebe besteht. Dies kann beispielsweise ein Kunststoffgewebe sein, in welches Metallfäden eingewebt sind.
[0021] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass diese eine dem Druckwerk vorgelagerte Ionisierungseinrichtung aufweist, mittels welcher ein ionisierter Luftstrahl über den zu bedruckenden Träger geleitet wird. Es hat sich gezeigt, dass die Beaufschlagung mit ionisierter Luft geeignet ist, das Auftreten von elektrostatischer Aufladung der Träger weiter zu verringern.
[0022] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Druckwerk einen Tintenstrahldruckkopf auf.
[0023] Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch Verfahren zum direkten Bedrucken von Dekorpaneelen, aufweisend die Verfahrensschritte:
- Bereitstellen eines zu bedruckenden Trägers;
- Zuführen des Trägers zu einem Druckwerk;
- Aufdrucken eines Dekors auf den Träger mittels des Druckwerks, welches dadurch gekennzeichnet, dass der Träger vor der Zuführung zum Druckwerk und/oder während des Druckvorgangs im Druckwerk mit Mittel zur Verringerung der elektrostatischen Aufladung des Trägers behandelt wird.
[0024] Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens umfassen die Mittel zur Verringerung der elektrostatischen Aufladung die elektrisch leitfähige Kontaktierung des Trägers mit einem Massenpotential. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass die Kontaktierung des Trägers mittels einer Rolle, Bürste oder Lippe aus einem Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit ≥ 1 *103 Sm-1 erfolgt.
[0025] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass der Träger vor und/oder während der Zuführung zum Druckwerk mit einem ionisierten Luftstrom beaufschlagt wird. Es hat sich gezeigt, dass die Beaufschlagung mit einem ionisierten Luftstrom geeignet ist, eine elektrostatische Aufladung in den Trägern signifikant zu verringern.
[0027] Fig. 1 zeigt eine Paneelbedruckungsvorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 weist eine Zuführeinrichtung 110 für einen zu bedruckenden Träger 600 auf, mittels welcher der Träger 600 einem Druckwerk 120 zugeführt wird. Das Druckwerk umfasst einen Tintenstrahldruckkopf, welcher über ein Rechnersystem gesteuert ein Dekorbild auf den Träger 600 aufbringt. Die Vorrichtung 100 weist eine Einrichtung 130 zur Ableitung elektrostatischer Ladungen aus dem Träger 600 aufweist. Die Einrichtung 130 ist dabei im Bereich der Zuführeinrichtung 110 angeordnet und aus einer Rolle aus einem leitfähigen Material gebildet, welche durch eine Erdung 150 mit einem Massenpotential verbunden ist. In Transportrichtung des Trägers 600 vor dem Druckwerk 120 ist eine Ionisierungseinrichtung 140 vorgesehen, in welcher ein Luftstrahl 160 ionisiert wird. Der so ionisierte Luftstrahl 160 wird auf die Träger 600 geleitet.
Bezugszeichenliste
1. Paneelbedruckungsvorrichtung (100), aufweisend eine Zuführeinrichtung (110) für einen
zu bedruckenden Träger (600) und ein Druckwerk (120), dadurch gekennzeichnet, dass die Paneelbedruckungsvorrichtung (100) wenigstens eine Einrichtung (130) zur Ableitung
elektrostatischer Ladungen aus dem Träger (600) aufweist.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Einrichtung (130) zur Ableitung elektrostatischer
Ladungen wenigstens eine Rolle, Bürste oder Lippe aus einem leitfähigen Material aufweist,
welche den Träger (600) zumindest im Bereich des Druckwerks (120) elektrisch leitend
kontaktiert und welche mit einem elektrischen Massenpotential verbunden ist.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Rolle, Bürste oder Lippe zumindest im Kontaktbereich
mit dem Träger aus einem Material mit einer Leitfähigkeit ≥1*103 Sm-1 gebildet ist.
4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Rolle, Bürste oder Lippe
zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff bestehen.
5. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diese in eine dem Druckwerk
(120) vorgelagerte Ionisierungseinrichtung (140) aufweist, mittels welcher ein ionisierter
Luftstrahl über den zu bedruckenden Träger (600) geleitet wird.
6. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Druckwerk (120) einen
Tintenstrahldruckkopf umfasst.
7. Verfahren zum direkten Bedrucken von Dekorpaneelen, aufweisend die Verfahrensschritte:
- Bereitstellen eines zu bedruckenden Trägers (600);
- Zuführen des Trägers (600) zu einem Druckwerk (120);
- Aufdrucken eine Dekors auf den Träger (600) mittels des Druckwerks (120), dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (600) vor der Zuführung zum Druckwerk (120) und/oder während des Druckvorgangs im Druckwerk (120) mit Mittel zur Verringerung der elektrostatischen Aufladung des Trägers (600) behandelt wird.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei die Mittel zur Verringerung der elektrostatischen
Aufladung die elektrisch leitfähige Kontaktierung des Trägers (600) mit einem Massenpotential
umfasst.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Kontaktierung des Trägers mittels einer Rolle,
Bürste oder Lippe aus einem Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit > 1 *103 Sm-1 erfolgt.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Träger (600) vor und/oder während
der Zuführung zum Druckwerk (120) mit einem ionisierten Luftstrom beaufschlagt wird.