DE102009007114B3

DE102009007114B3 - Verfahren zum Herstellen einer Oberfläche eines Bauteils, dessen Verwendung sowie Oberfläche eines Bauteils

Info

Publication number: DE102009007114B3
Application number: DE102009007114A
Authority: DE
Inventors: Guido Schulte
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-02
Filing date: 2009-02-02
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2029-02-03
Also published as: WO2010085946A1; PL2391511T5; EP2391511B2; EP2391511A1; PL2391511T3; EP2391511B1; DE102009007114C5

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Oberfläche eines Bauteils, insbesondere einer Holzoberfläche, gleichmäßigen Aussehens, wobei schadhafte Stellen auf der Oberfläche computertechnisch erfasst werden und durch Glätten des beschädigten Oberflächenbereichs ausgebessert werden. Der ausgebesserte Oberflächenbereich wird mit einem Druckbild bedruckt, wobei die optische Gestaltung des Druckbilds auf dem ausgebesserten Oberflächenbereich der optischen Gestaltung des angrenzenden Oberflächenbereichs angepasst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Oberfläche eines Bauteils, insbesondere einer Holzoberfläche, gleichmäßigen Aussehens, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Oberfläche eines Bauteils, das mit einem oder mehreren Druckbildern bedruckt ist, wobei die optische Gestaltung des Druckbildes oder der Druckbilder auf einem ausgebesserten Oberflächenbereich der optischen Gestaltung des angrenzenden Oberflächenbereichs angepasst sind, gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 10
Aus der EP 1 479 524 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit einer Oberfläche vorbestimmten Aussehens, insbesondere einer Holzmaserungsoberfläche bekannt. Hierbei wird ein Grundkörper hergestellt, dessen Gestalt der des herzustellenden Bauteils entspricht und Behandeln wenigstens zweier, einen Winkel miteinander bildender und aneinander angrenzender Oberflächenbereiche des Grundkörpers derart, dass auf ihnen mittels eines Tintenstrahldruckverfahrens vorbestimmte Muster aufgebracht werden. Die auf die aneinander angrenzenden Oberflächenbereiche aufgebrachten Muster sind derart ausgebildet, dass sie von einem Oberflächenbereich zum anderen Oberflächenbereich stetig ineinander übergehen.
Die DE 10 2005 042 658 B3 beschreibt eine Bauplatte, insbesondere eine Fußbodenpaneele aus Holz, mit einer Oberseite und einer Unterseite, bei der zumindest die Oberseite mit einer einen natürlichen Werkstoff imitierenden Dekorschicht versehen ist, mit zueinander korrespondierenden Verbindungsmitteln und umlaufenden Seitenflächen, bei der mindestens eine Seitenfläche und mindestens ein Verbindungsmittel mit einem Dekor versehen sind.
In der DE 10 2005 060 753 A1 wird ein Verfahren zum Bedrucken von mindestens einem profilierten Abschnitt eines Paneels beschrieben, bei dem die Druckfarbe durch mindestens einen ortsfest angebrachten Druckkopf auf den zu bedruckenden profilierten Abschnitt aufgebracht wird. Des Weiteren wird eine Anlage zum Bedrucken eines solchen Paneels und ein Paneel mit mindestens einem profilierten Abschnitt beschrieben, wobei mindestens ein profilierter Abschnitt mit Inkjet-Farben bedruckt ist.
Aus der WO 2008/125261 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mit einer Echtholzoberfläche bekannt, die mittels eines Inkjet-Druckverfahrens derart bedruckt ist, dass ihr Aussehen dem einer Vorlage mit einer einer vorbestimmten Wunschholzart entsprechenden Maserung und Porung sowie einer vorbestimmten Färbung entspricht. Ferner wird ein Bauteil mit einer Echtholzoberfläche beschrieben, die mittels eines Inkjet-Druckverfahrens derart bedruckt ist, dass ihre Maserung einer vorbestimmten Holzart und ihre Färbung einer vorbestimmten Färbung entspricht.
Die DE 10 2004 051 828 A1 offenbart das computertechnische erfassen einer Holzoberfläche mit schadhaften Stellen, wie zum Beispiel Flecken oder anderen Defekten, und das Ausbessern dieser schadhaften Stellen durch Bleichen. Anschließend werden die Oberflächen mit einem Druckbild bedruckt, wobei die Ausgestaltung des Druckbildes der ursprünglichen optischen Gestaltung der Holzoberfläche angepasst wird.
Die DE 203 21 344 U1 offenbart das Aufbringen von Farben oder Lacken bzw. anderen Beschichtungen auf einer gegen Harzaustritt versiegelten Holzoberfläche.
Holzoberflächen weisen häufig schadhafte Stellen (Fehlstellen) auf, wie zum Beispiel Risse oder Astlöcher.
Aus der DE 196 04 075 C2 und der DE 196 04 076 C2 sind Vorrichtungen zur Inspektion einer Holzoberfläche zwecks Feststellung von Oberflächenmerkmalen, wie Rissen, Astlöchern oder Überhöhungen und Vertiefungen bekannt.
Die DE 295 09 352 U1 offenbart ein Gesundastpflaster in runder, ovaler oder eckiger Ausführung aus unterschiedlichen Materialien, zum Beispiel Metall, Kunststoff oder Papier. Die Oberseite des Pflasters ist mit der Darstellung des Querschnitts eines gesunden Astes eines Laub- oder Nadelbaumes bedruckt, die Unterseite des Pflasters ist mit einem Klebstoff versehen.
In der DE 10 2006 004 997 A1 wird ein Paneel beschrieben, welches eine Oberflächenschicht aus Echtholz aufweist, wobei in der Oberflächenschicht zumindest ein Astloch vorhanden ist, welches mit einer Spachtelmasse befüllt ist, wobei in das Astloch ein einer Asttextur nachbildender Einleger eingefügt ist, welcher mit der Spachtelmasse im Astloch fixiert ist.
Üblicherweise werden Astlöcher oder Risse in Holzoberflächen vollflächig mit einer Spachtelmasse ausgefüllt, die auf die Farbe des Holzes abgestimmt ist. Hierdurch bleibt die ausgebesserte Stelle in der Holzoberfläche jedoch noch zu erkennen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung der Optik einer Oberfläche eines Bauteils, insbesondere einer Holzoberfläche, zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Der gegenständliche Teil der Aufgabe wird mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 10 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil der abhängigen Patentansprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Verfahrensschritte auf:

– computertechnisches Erfassen schadhafter Stellen auf der Oberfläche;
– Ausbessern des beschädigten Oberflächenbereiches;
– Bedrucken des ausgebesserten Oberflächenbereiches mit einem Druckbild, wobei die optische Gestaltung des Druckbildes auf dem ausgebesserten Oberflächenbereich der optischen Gestaltung des angrenzenden Oberflächenbereiches angepasst wird oder Bedrucken eines Trägers, wobei die optische Gestaltung des Druckbildes auf dem Träger der optischen Gestaltung des angrenzenden Oberflächenbereiches angepasst und der Träger auf die ausgebesserte Stelle aufgebracht wird.

Bauteile im Sinne der Erfindung können alle denkbaren Gegenstände sein, die eine Oberfläche aufweisen, die sichtbar ist und schadhafte Stellen aufweist, wie beispielsweise Holzpanelle, wie sie für Parkettböden oder Wandtäfelungen eingesetzt werden.
Besonders gut geeignet ist das Verfahren für die Bearbeitung von Holzoberflächen, es können aber auch Oberflächen aus anderen Materialen, wie beispielsweise Papier, Pappe, Kunststoff oder Stein, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet werden.
Gleichmäßiges Aussehen im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Oberfläche eine gleichmäßige Färbung oder Musterung aufweist. Es bedeutet aber auch, dass, wenn die Oberfläche eine Musterung oder eine Maserung aufweist, sich dieses Muster oder die (unsymmetrische) Maserung über die gesamte Oberfläche oder zumindest einen wesentlichen Teil davon erstreckt.
Computertechnisches Erfassen im Sinne der Erfindung ist das Erkennen von schadhaften Stellen, wie Verfärbungen, Risse, Abweichungen im Muster oder einer Maserung, Schäden, die durch Astlöcher oder ähnliches insbesondere bei natürlich vorkommenden Materialen auftreten. Insbesondere soll eine opto-elektronische Erfassung und Auswertung erfolgen mit einer optischen Erfassung eines auszubessernden Oberflächenbereichs und einer elektronischen Auswertung. Die Erkennung erfolgt dabei durch elektronische Geräte, wie Scanner oder Sensoren, zum Beispiel Farbsensoren. Die dabei erhaltenen Daten werden an einen Rechner weitergeleitet, der mit einer entsprechenden Software versehen ist, die dazu geeignet ist, die gesammelten Daten auszuwerten und weiterzuverarbeiten.
Zum Glätten schadhafter Stellen, werden diese je nach ihrer Ausprägung zunächst mit einer Spachtelmasse oder ähnlichem verfüllt und dann abgeschliffen. Denkbar ist es auch die schadhaften Stellen zunächst durch einen Materialabtrag zu entfernen und die dadurch entstandenen Vertiefungen anschließend wieder zu füllen. Geeignete Materialien zum Füllen sind beispielsweise Harze, Kunstharze, insbesondere 2-Komponenten-Harze, sowie Holzspachtel, und zwar wasser- oder UV-härtende System sowie Kunststoffe oder ähnliche Stoffe, die sich in eine Vertiefung einfüllen oder verspachteln lassen und dann aushärten.
Nach dem Abschleifen der Oberfläche ist diese zwar glatt, weist aber vielfach eine von der übrigen Oberfläche abweichende Optik auf. Die auf diese Weise erhaltenen ausgebesserten Oberflächenbereiche werden erfindungsgemäß mit einem Druckbild versehen, das in seinem Aussehen dem der übrigen Oberfläche angepasst ist, beziehungsweise dieser entspricht.
Vorzugsweise werden der Umriss der schadhaften Stelle und die optische Gestaltung des an die schadhafte Stelle angrenzenden Oberflächenbereichs gescannt und anhand der durch das Scannen gewonnenen Daten wird von einem Rechner das Druckbild berechnet und mittels eines Druckers gedruckt.
Als Ergebnis wird eine Oberfläche erhalten, auf der die ausgebesserten Oberflächenbereiche nicht mehr oder nur schwer von der übrigen Oberfläche zu unterscheiden sind.
Der Drucker druckt vorzugsweise das Druckbild direkt auf den ausgebesserten Oberflächenbereich oder auf einen Träger, der anschließend auf den ausgebesserten Oberflächenbereich aufgebracht wird.
Vorteilhafterweise ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich eine Oberfläche partiell an vorher detektierten Stellen zu bedrucken.
Normalerweise werden die Druckbilder direkt auf die ausgebesserten Oberflächenbereiche gedruckt, es sind aber auch Anwendungen denkbar, bei denen es sinnvoll ist das Druckbild zunächst auf einem Träger, wie einem Papier oder einer Kunststofffolie, auszudrucken. Diese Träger müssen an die Form und Größe des ausgebesserten Oberflächenbereichs angepasst werden, dazu müssen sie entsprechend ausgeschnitten oder ausgestanzt werden. Auch dieser Arbeitsgang kann maschinell erfolgen.
Ein Druckbild, das auf einem Träger ausgedruckt wurde, kann durch Kleben oder ähnliche Verfahren auf dem ausgebesserten Oberflächenbereich fixiert werden.
Bevorzugt wird das Druckbild mittels Digitaldruck aufgebracht. Beim Digitaldruck wird das Druckbild direkt von einem Rechner in eine Druckmaschine übertragen. Geeignete Drucksysteme sind Laserdrucker oder Tintenstrahldrucker. Das Druckbild wird vorzugsweise in einem Arbeitsgang eingebracht. Grundsätzlich ist auch eine Mehrfachdruck möglich. Das Druckbild kann aus mehreren Druckschichten bestehen.
Insbesondere bei Holzmaserungen ist es wichtig, dass der ausgebesserte Oberflächenbereich auch haptisch der übrigen Oberfläche entspricht.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher der ausgebesserte Oberflächenbereich mit einer mechanischen Prägung versehen. Mit einer solchen Prägung kann die Struktur der übrigen Oberfläche nachempfunden werden, so dass der ausgebesserte Oberflächenbereich auch haptisch nicht oder nur schwer von der übrigen Oberfläche zu unterscheiden ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird mindestens eine weitere Schicht auf die Oberfläche aufgebracht. Die weitere Beschichtung kann zum Schutz oder zur Erzielung gewünschter Effekte über den ausgebesserten Oberflächenbereich oder auch über die gesamte Oberfläche des Bauteils aufgebracht werden. Geeignete Beschichtungen sind (transparente) Folien oder (Klar-)Lackschichten.
Besonders vorteilhaft kommt das erfindungsgemäße Verfahren bei randseitig profilierten Fußboden-, Wand- oder Deckenpaneelen zur Anwendung. Diese können entlang ihrer Längs- und/oder Kopfseiten mit einer Nut und Federverbindung, insbesondere mit einem so genannten Klicksystem profiliert sein. Die Profilierung weist mechanische Verriegelungsmittel an Rastzungen bzw. -federn auf. Diese gelangen bei in einem Belag bzw. einer Verkleidung benachbart zueinander angeordneten Bauteilen miteinander in rastenden Eingriff. Das Bedrucken der schadhaften und ausgebesserten Stellen kann vor oder nach dem Profilieren der Längs- bzw. Kopfseiten erfolgen. Zweckmäßiger Weise erfolgt die Ausbesserung vor dem finalen Lackieren.
Ferner wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch eine Verwendung des Bauteils mit der, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten, Oberflächen, als Parkettdiele oder als Holzpaneel, für Inneneinrichtungen von Gebäuden oder Fahrzeugen oder bei der Herstellung von Möbeln gelöst. Bauteile mit einer Oberfläche, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, lassen sich für die verschiedensten Anwendungen nutzen. Insbesondere bei der Herstellung von Bodenbelägen aus Holz ist es sinnvoll schadhafte Stellen vor dem Verlegen der Paneele zu entfernen. Gleiches gilt für die anderen oben genannten Anwendungen.
Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Oberfläche eines Bauteils gelöst, das mit einem oder mehreren Druckbildern bedruckt ist, wobei die optische Gestaltung des Druckbilds oder der Druckbilder auf einem ausgebesserten Oberflächenbereich der optischen Gestaltung des angrenzenden Oberflächenbereichs angepasst sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen und einer Figur näher erläutert. Es zeigt die einzige
1 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden beispielsweise beim Herstellen von Parkett schadhafte Stellen (Astlöcher oder Risse) computertechnisch erfasst. Diese werden je nach Ausgestaltung ausgebohrt und an späterer Stelle mit Hilfe einer Maschine mit Spachtelmasse befüllt oder ein noch guter Ast wird zusätzlich mit Spachtelmasse fixiert. Jedenfalls bekommt man an solchen Stellen ausgebesserte Oberflächenbereiche, die gespachtelt sind, wo also die natürliche Optik gestört ist. Diese ausgebesserten Oberflächenbereiche werden dann an späterer Stelle im Produktionsprozess in der Maschine bedruckt, so dass man wieder die natürliche Optik erhält. Zum Aufbringen des Druckbildes eignet sich ein Digitaldruck.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist daran gedacht, dass das Druckbild der jeweiligen Umgebung angepasst wird. Es wird also bei einer schadhaften Stelle bzw. bei unterschiedlichen schadhaften Stellen nicht immer das gleiche Druckbild aufgebracht, sondern es erfolgt eine Anpassung über eine Abgleichsteuerung auf die Umgebung benachbart zur schadhaften Stelle.
Ähnlich kann bei einer Verfärbung einer Echtholzauflage vorgegangen werden. Da es sich bei Holz um ein Naturprodukt handelt, kann Holz beispielsweise Braunkerneinläufen oder hellere Stellen aufweisen. Bei Ahorn gibt es so genannte Zuckereinläufe. Je nach gewünschter Verwendung und ästhetischem Empfinden sind solche Farbeinläufe gewünscht oder störend.
Entsprechend der gewünschten Optik, kann man zur Anpassung bzw. zur Anhebung der Optik zusätzliche Farbeinläufe oder Störstellen zusätzlich aufbringen, um ein gleichmäßiges Bild zu erhalten. Gleichermaßen ist die Situation bei Naturholz, welches Kernholz aufweist, und so genanntes Splintholz, also helles Holz, im Gegensatz zu dem dunkleren Kernholz. Zur Nachbesserung beziehungsweise zur Verbesserung der Optik kann auch in diesem Fall mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Oberfläche digital bedruckt werden.
Anhand der 1 wird ein typischer Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielhaft beschrieben.
Im Schritt 1 wird die Oberfläche eines Bauteils, insbesondere einer Parkettdiele mit Echtholzoberfläche, computertechnisch erfasst. Dies geschieht durch Einscannen der Oberfläche des Bauteils. Die dabei erfassten Daten, werden an einen Rechner weitergeleitet.
Im Schritt 2 werden die in Schritt 1 ermittelten Daten ausgewertet, d. h. der Rechner ermittelt die Position der detektierten schadhaften Stellen auf der Oberfläche des Bauteils.
Im Schritt 3 werden die schadhaften Stellen in der Oberfläche durch Verfüllen oder Zuspachteln von Unebenheiten ausgebessert und durch Schleifen geglättet.
Im Schritt 4 werden die Umrisse des ausgebesserten Oberflächenbereichs und die optische Gestaltung des an den ausgebesserten Oberflächenbereich angrenzenden Oberflächenbereichs computertechnisch erfasst. Die ermittelten Daten werden an den Rechner weitergeleitet.
Im Schritt 5 berechnet der Rechner die Größe und die Farbgebung des Druckbildes.
Denkbar ist auch, dem Rechner weitere Daten zur Verfügung zu stellen, um beispielsweise abweichende Farbnuancen in die Berechnung des Druckbildes einzubringen.
Im Schritt 6 wird das Druckbild direkt auf den ausgebesserten Oberflächenbereich aufgebracht. Abweichend von Schritt 6 kann das Druckbild erst auf einen Träger aufgebracht werden (Schritt 7).
Im Schritt 8 wird der Träger mit dem Druckbild auf den ausgebesserten Oberflächenbereich aufgebracht. Dieser Vorgang kann manuell oder maschinell erfolgen.
Im Schritt 9 wird der ausgebesserte Oberflächenbereich oder die gesamte Oberfläche beschichtet. Dabei wird eine transparente Lackschicht oder eine Kunststoffbeschichtung aufgetragen. Es ist auch denkbar, mehrere Beschichtungen aufzutragen. Zudem können Beschichtungen aufgetragen werden, die der Oberfläche eine Funktion verleihen, wie einen Lotus-Effekt oder einen UV-Schutz.
In einem weiteren Schritt, der in der 1 nicht gezeigt ist, kann die Oberfläche mit einer Prägung versehen werden, um die ausgebesserten Oberflächenbereiche haptisch an die Beschaffenheit der übrigen Oberfläche anzupassen. Dieser Schritt kann nach der Ausbesserung der schadhaften Stellen, direkt auf dem ausgebesserten Oberflächenbereich erfolgen oder zu einem späteren Zeitpunkt im Verfahrensablauf.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Oberfläche eines Bauteils, insbesondere einer Holzoberfläche, gleichmäßigen Aussehens, mit folgenden Verfahrensschritten: – computertechnisches Erfassen schadhafter Stellen auf der Oberfläche; – Ausbessern des beschädigten Oberflächenbereichs durch Glätten; – Bedrucken des ausgebesserten Oberflächenbereiches mit einem Druckbild, wobei die optische – Gestaltung des Druckbilds auf dem ausgebesserten Oberflächenbereich der optischen Gestaltung des angrenzenden Oberflächenbereichs angepasst wird oder Bedrucken eines Trägers, wobei die optische Gestaltung des Druckbilds auf dem Träger der optischen Gestaltung des angrenzenden Oberflächenbereichs angepasst und der Träger auf die ausgebesserte Stelle aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umriss der schadhaften Stelle und die optische Gestaltung des an die schadhafte Stelle angrenzenden Oberflächenbereichs gescannt werden und anhand der durch das Scannen gewonnenen Daten von einem Rechner das Druckbild berechnet und mittels eines Druckers gedruckt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbild mittels Digitaldruck aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgebesserte Oberflächenbereich mit einer mechanischen Prägung versehen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Schicht auf die Oberfläche aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil randseitig mit einer Profilierung versehen wird zum mechanischen Verbinden von benachbart zueinander verlegten Bauteilen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedrucken des ausgebesserten Oberflächenbereichs vor dem Profilieren der Randseiten des Bauteils erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedrucken des ausgebesserten Oberflächenbereichs nach dem Profilieren der Randseiten des Bauteils erfolgt.
Verwendung des Bauteils mit der, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, hergestellten Oberflächen, als Parkettdiele oder als Holzpaneel, für Inneneinrichtungen von Gebäuden oder Fahrzeugen oder bei der Herstellung von Möbeln.
Oberfläche eines Bauteils, die mit einem oder mehreren Druckbildern bedruckt ist, wobei die optische Gestaltung des Druckbilds oder der Druckbilder auf einem ausgebesserten Oberflächenbereich der optische Gestaltung des angrenzenden Oberflächenbereichs angepasst ist, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.