DE19819304B4

DE19819304B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate

Info

Publication number: DE19819304B4
Application number: DE1998119304
Authority: DE
Inventors: Claus Sandig
Original assignee: IHD Institut fuer Holztechnologie Dresden gGmbH
Current assignee: INSTITUT FUER HOLZTECHNOLOGIE DRESDEN GGMBH, 01217
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2018-05-01
Also published as: DE19819304A1

Abstract

Verfahren zur Trockenlackierung großporiger Substrate, dadurch gekennzeichnet, daß es
(a) das Vorwärmen des Substrates auf eine Temperatur von 40 bis 60 °C;
(b) das Auftragen eines thermoplastischen Klebfilmes auf die Oberfläche des vorgewärmten Substrates und
(c) das Andrücken des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche mittels einer rotierenden Rundbürste
unter kontinuierlicher Führung des Substrates umfaßt, wobei die Trägerfolie des thermoplastischen Klebefilmes nach dem Auftragen auf die Substratoberfläche (Schritt (b)) und vor dem Andrücken (Schritt (c)) abgezogen wird.

Description

Die Erfindung betrifft die Lackierung großporiger Substrate, insbesondere großporiger Hölzer wie beispielsweise Eichen- oder Escheholz mit trockenen, transparenten, opaken oder eingefärbten Lackfilmen.

Eine Lackierung dient dazu, einen auf der Substratoberfläche haftenden festen Film zu bilden, der eine dekorative und/oder schützende Funktion hat (Römpp, Lexikon der Chemie, Stuttgart, New York, 1995). Die Lackierung von Holzoberflächen erfolgt bisher zumeist unter Verwendung von Flüssiglacken, womit gute Lackierungsergebnisse erzielt werden können.

Allerdings ist die Lackierung mit Flüssiglacken mit zahlreichen Nachteilen verbunden. Die in den Flüssiglacken enthaltenen Lösungsmittel sind häufig gesundheitsgefährdend und/oder leicht entzündlich, so daß geeignete Sicherheitsmaßnahmen, die mit hohen Kosten verbunden sind, getroffen werden müssen. Weiterhin müssen nach der Lackierung verbleibende Rückstände kostenintensiv als Schadstoffe entsorgt werden. Zudem verursachen die Auftragung und die Trocknung der meist mehrschichtig aufgetragenen Lacke hohe Energie- und Anlagekosten.

Um diese Nachteile zu vermeiden, kann ein neuartiges Verfahren angewendet werden, das bisher zur dekorativen Beschichtung beispielsweise von Partikelwerkstoffen und Plasten verwendet wird. Dabei werden ein Druckbild, ein Lackfilm und eine heißsiegelfähige Klebschicht gleichzeitig von einer Trägerfolie auf das Substrat übertragen, wobei die recyclingfähige Trägerfolie nach dem Transfer unter Verwendung einer beheizten Walze automatisch abgezogen und aufgewickelt wird.

Durch Weglassen des Druckbildes kann dieses Verfahren zur Klarlackierung natürlicher Holzoberflächen wie Vollholz oder Furnieren verwendet werden, wobei Struktur und Farbe der Holzoberfläche erhalten bleiben. Diese Eigenschaft entspricht bevorzugt den Interessen der Möbelkäufer.

Nachteil dieser Lösung ist, daß bei der Übertragung des trockenen Lackfilmes auf die Substratoberfläche mittels einer beheizten Silikonwalze der Lackfilm nicht in die natürlichen Poren des Substrates eingedrückt wird. Die Poren werden durch den Lackfilm überspannt bzw. überbrückt, wodurch sogenannte „Silberporen" entstehen, die sich auf der Oberfläche negativ abzeichnen. Die natürliche Struktur des Substrates wird dadurch unkenntlich. Außerdem schützt der Lackfilm in diesen Bereichen das Substrat nicht dauerhaft, da er die Poren des Substrates nicht oder nicht vollständig auskleidet.

Das Verfahren der Trockenlackierung ist demnach nicht oder nur eingeschränkt geeignet, großporige Substrate, insbesondere Furniere oder Vollhölzer mit ausgeprägter Porenbildung wie beispielsweise Eiche oder Esche zu lackieren, da der so erhaltene Lack seine dekorative und/oder schützende Funktion nicht in ausreichendem Maße erfüllt.

Auch das aus DE 196 30 270 A1 bekannte Verfahren zum Vergüten von unebenen Oberflächen von Holzwerkstoffen, das durch Erwärmen des aufgetragenen und geglätteten Beschichtungsmaterial mit einem beheizbaren Metallblock charakterisiert ist, wobei sich unter der glatten Oberflächen Poren bilden, ist nicht geeignet, die Anforderungen die insbesondere die Möbelindustrie stellt, zu erfüllen, zumal es vordergründig zum Glätten und Porenbildung oder Porenbildung und Verkleben einer Dekorschicht dient.

Es ist daher Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Dabei steht die Aufgabe, ein Verfahren zur qualitätsgerechten Trockenlackierung großporiger Substrate, insbeson dere porenreicher Hölzer, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zur Verfügung zu stellen.

Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren zur Trockenlackierung großporiger Substrate gelöst, daß folgende Schritte unter kontinuierlicher Führung des Substrates umfaßt: (a) das Vorwärmen des Substrates auf eine Temperatur von 40 bis 60 °C, (b) das Auftragen eines thermoplastischen Klebfilmes auf die Oberfläche des vorgewärmten Substrates und (c) das Andrücken des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche mittels einer rotierenden Rundbürste.

Das Substrat speichert während des Vorwärmens Wärme, so daß der thermoplastische Klebfilm nicht unmittelbar nach dem Auftragen der Folie auf die Substratoberfläche (Kaschiervorgang) erstarrt und somit elastisch bleibt. Durch das Andrücken des elastischen, noch klebfähigen Filmes mittels einer rotierenden Rundbürste wird der Klebfilm in die Poren des vorgewärmten Substrates gedrückt und kleidet diese vollständig aus. Das Auftreten von „Silberporen" wird somit verhindert. Der so aufgetragene Lackfilm erfüllt auf diese Weise sowohl die dekorative Funktion, das heißt die natürliche Struktur der Substratoberfläche bleibt erhalten, als auch seine schützende Funktion, in dem der Lackfilm in allen Bereichen, insbesondere im Bereich der Poren, auf der Substratoberfläche haftet.

Das Vorwärmen des Substrates im Schritt (a) kann vorteilhafterweise mit Strahlungswärme, insbesondere Infrarotstrahlung erfolgen. Die Geschwindigkeit, mit der das Substrat die einzelnen Schritte (a, b und c) absolviert, hängt von der Geschwindigkeit des Auftragens des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche im Schritt (b) ab. Die erforderliche Verweilzeit des Substrates für das Vorwärmen (Schritt (a)) beträgt 0,75 min. Die Trägerfolie des thermoplastischen Klebfilmes wird nach dem Auftragen auf die Substratoberfläche im Schritt (b) und vor dem Andrücken im Schritt (c) abgezogen.

Demgemäß umfaßt eine Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate (a) eine Vorwärmeinheit zum Vorerwärmen des Substrates, (b) eine Kaschiermaschine zur Auftragung des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche und (c) eine zustellbare rotierende Rundbürste zum Andrücken des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche.

Dabei ist die Vorwärmeinheit mit Wärmestrahlern ausgestattet. Die Energiedichte des Strahlerfeldes der Wärmestrahler der Vorwärmeinheit (a) beträgt vorzugsweise 2 W/cm². Die rotierende Rundbürste hat eine variable Drehzahl von 500 bis 1500 min^–1. Borstenart, Borstendichte, Borstenlänge und Borstendurchmesser werden derart aufeinander abgestimmt, daß der Lackfilm, vom dem die Trägerfolie bereits abgezogen ist, in die Poren des Substrates hineingebürstet wird. Vorzugsweise bestehen die Borsten aus Naturfasern, haben eine Länge von ca. 40 mm und eine Dicke von weniger als 0,1 mm. Die Borstendichte der rotierenden Rundbürste liegt bei 50 bis 100 Borsten/cm². Die Rundbürste ist gegenüber der zu bearbeitenden Substratoberfläche einstellbar und beträgt bei 40 mm langen Borsten 30 mm. Auf diese Weise kann der elastische, noch klebfähige Lackfilm in die Poren gedrückt werden, so daß diese vollständig ausgekleidet werden und die natürliche Struktur der Substratoberfläche erkennbar bleibt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt eine Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Träger, die aus einer Vorwärmeinheit 2 mit Infrarotstrahlerfeld 3 zum Vorerwärmen des Werkstückes 1, einer Kaschiermaschine 4 mit Kaschierwalze 5 zur Auftragung des thermoplastischen Klebfilmes auf die Werkstoffoberfläche und einer zustellbaren rotierenden Rundbürste 6 zum Andrücken des thermoplastischen Klebfilmes auf die Werkstoffoberfläche. Dabei wird das zu lackierende Werkstück 1 vorgewärmt. Die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstoffes 1 hängt von der Geschwindigkeit der Auftragung der thermoplastischen Klebfolie (Kaschierung) ab und beträgt 2 m/min. Daraus ergibt sich bei einer erforderlichen Vorwärmzeit von 0,75 min eine Länge des Strahlerfeldes 3 von 1,5 m. Die Energiedichte des Strahlerfeldes 3 beträgt ca. 2 W/cm². Nach der Vorwärmung läuft das Werkstück 1 in die Kaschiermaschine 4 ein, in der der Lackiervorgang mit dem trokkenen Lackfilm erfolgt. Unmittelbar hinter der Kaschiermaschine 4 ist eine motorgetriebene, rotierende Bürstenwalze 6 angeordnet, die mit einer variablen Drehzahl zwischen 500 und 1500 min^–1 rotiert. Der Lackfilm wird auf diese Weise fest auf die Oberfläche des Werkstückes gedrückt, füllt dabei die Poren aus und haftet somit auf dem gesamten Werkstück 1.
2 zeigt den Aufbau eines trockenen Lackfilmes. Auf dem Klebstoffilm 7 befindet sich die Lackschicht 8, die wiederum die Trennschicht 9 trägt, auf der sich die Trägerfolie 10 befindet.

Claims

Verfahren zur Trockenlackierung großporiger Substrate, dadurch gekennzeichnet, daß es (a) das Vorwärmen des Substrates auf eine Temperatur von 40 bis 60 °C; (b) das Auftragen eines thermoplastischen Klebfilmes auf die Oberfläche des vorgewärmten Substrates und (c) das Andrücken des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche mittels einer rotierenden Rundbürste unter kontinuierlicher Führung des Substrates umfaßt, wobei die Trägerfolie des thermoplastischen Klebefilmes nach dem Auftragen auf die Substratoberfläche (Schritt (b)) und vor dem Andrücken (Schritt (c)) abgezogen wird.
Verfahren zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorwärmen des Substrates (Schritt (a)) mittels Strahlungswärme durchgeführt wird.
Verfahren zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorwärmen des Substrates (Schritt (a)) mittels Infrarotstrahlung durchgeführt wird.
Verfahren zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des Substrates mit einer Geschwindigkeitderarterfolgt, dass der Geschwindigkeit des Auftragens des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche (Schritt (b)) entsprochen wird.
Verfahren zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des Substrates mit einer Geschwindigkeitderarterfolgt, dass eine Verweilzeit des Substrates für das Vorwärmen (Schritt (a)) von 0,75 min bedingt wird.
Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus (a) einer Vorwärmeinheit (2) zum Vorerwärmen des Substrates (1), (b) einer Kaschiermaschine (4) zur Auftragung des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche und (c) einer gegenüber der Substratoberfläche zustellbaren rotierenden Rundbürste (6) zum Andrücken des thermoplastischen Klebfilmes auf die Substratoberfläche besteht.
Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmeinheit (a) mit Wärmestrahlern (3) ausgestattet ist.
Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiedichte des Strahlerfeldes der Wärmestrahler der Vorwärmeinheit (a) 2 W/cm² beträgt.
Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Rundbürste eine variable Drehzahl von 500 bis 1500 min^–1 ermöglicht.
Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten der rotierenden Rundbürste (6) Naturfasern sind.
Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten der rotierenden Rundbürste (6) eine Länge von 40 mm und eine Dicke von ≥ 0,1 mm haben.
Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstendichte der rotierenden Rundbürste (6) bei 50 bis 100 Borsten/cm² liegt.
Vorrichtung zur Trockenlackierung großporiger Substrate nach Anspruch 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellung der rotierenden Rundbürste (6) 30 mm beträgt.