Verfahren zur Herstellung von strukturierten Oberflächen und derart strukturierte

Gegenstände

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von strukturierten Oberflächen auf einer mittels eines HotCoating-Verfahrens beschichteten Trägerfläche sowie entsprechende Produkte.

Für Fußbodenelemente und für die Möbelindustrie bzw. in der Innenarchitektur ist eine täuschend echte Nachbildung von Naturmaterialien ein an Bedeutung zunehmendes Gestaltungselement. Das optische Erscheinungsbild von Holzwerkstoffplatten, die Echtholzplatten, Paneele oder Dielen ersetzen sollen, kann beispielsweise durch einen aufwendigen Mehrfarbdruck nachgeahmt werden, welcher direkt oder auf eine aufzulaminierende Papier- oder Folienbahn, insbesondere harzgetränkte Papiere, aufgedruckt wird. Zum Schutz eines derartigen Drucks werden üblicherweise eine oder mehrere transparente Decklackschichten anschließend aufgetragen und ausgehärtet.

Auch wenn die Oberfläche eine täuschend echte Nachahmung einer Naturproduktoberfläche ist, erscheint diese Oberfläche im Gegenlicht und bei Berührung unmittelbar als Nachbildung. Die bei Gegenlicht entstehenden optischen Reflexe und die Haptik der Lackoberflächen stehen im Gegensatz zu natürlichen Oberflächen. Um Naturmaterialien nachzuahmen, insbesondere Holz, Stein oder Kork, ist neben der Optik auch deren Haptik und Textur zu imitieren. Beispielsweise können Papiere verwendet werden, welche bereits während ihrer Herstellung strukturiert worden sind.

Eine weitere Annäherung an die optischen und haptischen Eigenschaften einer Naturmaterialoberfläche kann demnach nur erzielt werden, wenn die Oberfläche strukturiert wird, idealerweise deckungsgleich mit der aufgedruckten optischen Struktur. So ist bekannt, Werkstoff platten, welche beispielsweise bedruckt oder mit harzgetränkten Papieren belegt sind, derart zu strukturieren bzw. zu texturieren, dass eine oberste nicht ausgehärtete Harzoder Lackschicht mit einer Strukturwalze, Pressblechen oder Presswalzen in Kontakt gebracht wird, wobei der Lack oder das Harz aushärtet, so dass eine dreidimensionale Oberflächenstruktur verbleibt. Die Aushärtung kann durch Wärme oder Strahlung durch eine transparente Prägematrize hindurch erfolgen, wobei nachfolgend die Prägematrize von dem Substrat abgezogen wird, so dass das ausgehärtete Harz bzw. der ausgehärtete Lack eine Strukturierung entsprechend einem Negativbild der Oberflächenstruktur der Prägematrize aufweist.

Neben der Nachahmung von Naturmaterialen kann eine weitgehend regelmäßige Prägung eines Bodenbelags dessen Anschmutzungsverhalten verbessern. Eine gleichmäßige Prägung, d.h. ein regelmäßiges Muster von Erhebungen und Vertiefungen unter Einhaltung eines bestimmten Rillenabstandes und einer gewissen Höhe der Erhebungen, kann eine oberste Oberfläche strukturieren, so dass der sogenannte Lotuseffekt wirksam werden kann. Eine entsprechende Prägung kann mittels einer Prägewalze erfolgen, wobei eine oberste Oberfläche einer Deckschicht oder eine Grundschicht geprägt werden, welche mit einer Deckschicht belegt wird. Aus EP 1 645 339 A1 ist bekannt, auf einer Werkstoffplatte, bedruckt mit einem Dekor und belegt mit einer insbesondere transparenten Decklackschicht, eine strukturierte Oberfläche zu erzeugen, dadurch dass noch vor dem Aushärten der Decklackschicht eine weitere Lackschicht aufgebracht wird, welche sich mit der glatten, noch nicht ausgehärteten Decklackschicht zu einer mehr oder weniger einheitlichen Schicht verbindet. Hierbei kann mittels einer ganzflächig mit Lack belegten Prägewalze mit gestalteter Walzenoberflächenstruktur auf die Decklackschicht entsprechend der Erhöhungen und Vertiefungen der Walzenoberfläche variierende Mengen an Lack aufgebracht werden. Alternativ kann eine strukturierte Oberflächenstruktur durch einen direkten Lackauftrag mittels digitaler Druckköpfe erzeugt werden, z.B. nach dem Prinzip eines Tintenstrahldruckers, wobei allerdings die erzielte Struktur nicht die Textur und Tiefe einer mechanisch geprägten Struktur aufweist. Bei diesem Verfahren werden die in natürlichen Materialien vorhandene Poren, also Vertiefungen, durch Erhöhungen simuliert, so dass quasi eine inverse Naturholzoberflächenstruktur erzeugt wird, welche bis zu einer Größenordnung von 100 μηη durch das menschliche Auge und den Tastsinn nicht unterschieden werden kann. Diese Strukturen sind allerdings von geringer Tiefe, insbesondere bis zu 5 μηη.

In der Möbel- und Fußbodenindustrie werden neben den optischen und haptischen Effekten der Oberflächen hohe Anforderungen hinsichtlich der Resistenzen und Festigkeiten gestellt, wie beispielsweise Kratzfestigkeit, Abriebs- oder Scheuerfestigkeit, UV-Stabilität, Feuerfestigkeit und Chemikalienresistenz der Oberflächen. Dies kann durch das Auftragen von Lacksystemen erzeugt werden. Allerdings ist hiermit eine mechanische und tiefe Prägung nur mit großem Aufwand möglich. Derartige Lacksysteme erweisen sich nach der Aushärtung als zu hart und zu spröde und die geringen Schichtstärken verhindern eine tiefe Prägung.

Um die weiterhin steigenden Anforderungen der Möbelindustrie und der Fußbodenindustrie zu befriedigen, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zur Herstellung einer tief strukturierten Oberfläche im Zuge einer Nasslackierung bzw. eines HotCoatings vorzuschlagen, welches eine verbesserte Haptik und Optik erzielt.

Mit dem vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Verfahren wird eine naturgemäße Strukturierung erreicht, wobei die Strukturierung im Gegensatz zu derjenigen mit einem Lackauftrag steht, da bei letzterem Vertiefungen als Erhebungen nachgeahmt werden, den sogenannten„Positivporen".

Insbesondere können mit dem vereinfachten Verfahren hohe Schichtstärken und damit Strukturtiefen bei nur einmaligem Auftrag erzeugt werden, welche darüber hinaus extrem hohe Abrieb- und Stoßfestigkeiten aufweisen. Ferner unterliegt eine einmal geprägte Oberfläche keinen Rückstellphänomen, wobei eine einmal geprägte HotCoating-Oberfläche ihre Formgebung beibehält und sich nicht über die Zeit zurückstellt. Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung von strukturierten Oberflächen vorgeschlagen, wobei in einem ersten Schritt a) auf zumindest einem Teil einer Trägerfläche eine Schicht aus einer Reaktiv-Schmelzmasse auf Basis von Polyurethan aufgebracht wird, eventuell gefolgt von einem Auftrag mindestens einer Lackschicht. An dem aufgetragenen Schichtaufbau wird in einem nachfolgenden Schritt b) eine strukturierte Oberfläche mittels eines Elements mit einer texturierten Oberfläche erzeugt. Alternativ oder zusätzlich kann eine Lackschicht auch nach dem eigentlichen Prägeschritt aufgetragen werden, wobei auch unterschiedliche Lacke vor und nach dem Prägeschritt aufgetragen werden können.

In einer Ausführungsform wird eine Lackschicht auf eine Schicht aus Reaktiv-Schmelzmasse auf Basis von Polyurethan aufgebracht, wobei es sich beispielsweise um einen UV- härtenden Lack handelt. Erfindungsgemäß wird der UV-Lack vor dem nachfolgenden Schritt nicht vollständig gehärtet, sondern reagiert lediglich partiell aus, wobei der Lack eine gelierte Konsistenz einnimmt. So bleibt eine gewisse Flexibilität erhalten, welche die Prägung begünstigt.

Dementsprechend umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von strukturierten Oberflächen auf einer Trägerfläche die Schritte: a) Aufbringen einer Schicht aus Reaktiv-Schmelzmasse auf Basis eines Polyurethans auf mindestens einen Teil einer Oberfläche der Trägerfläche; b) Prägen der Oberfläche der in einem vorherigen Schritt aufgebrachten Schicht mit einer Prägeform, welche eine Negativform einer auf der Trägeroberfläche zu erzeugenden dreidimensionalen Struktur aufweist.

Hierbei kann weiterhin ein Schritt c) umfasst sein, in welchem eine Lackschicht auf der mit der Reaktiv-Schmelzmasse belegten Trägerfläche aufgebracht wird, wobei der Schritt c) nachfolgend auf Schritt a) und vor Schritt b) und/oder nachfolgend auf Schritt b) erfolgen kann. Vorzugsweise erfolgt Schritt c) nach Schritt b).

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Gegenstand mit einer strukturierten Oberfläche auf mindestens einem Teil einer Trägerfläche, welcher gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich ist.

Derartige Produkte zeigen nach einer finalen Vernetzung überraschender Weise eine samtige, weiche und sehr angenehme Haptik, welcher auch mit dem Begriff „soft touch" umschrieben werden kann.

Die nachfolgend ausgeführten Merkmale und bevorzugten Merkmale werden vereinfachend im Zusammenhang des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert und gelten jedoch entsprechend ebenso für den erfindungsgemäßen Gegenstand.

In einer Ausführungsform wird zunächst eine HotCoating-Schicht aus einer Reaktiv- Schmelzmasse bereitgestellt, welche in einem entsprechenden Schritt an einer Oberfläche mit einer dreidimensionalen Strukturierung geprägt wird. Bei der Reaktiv-Schmelzmasse handelt es sich um eine Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis, wobei diese normalerweise durch mit Hilfe der in der Raumluft vorhandener Feuchtigkeit reagiert und aushärtet. Aber auch strahlenhärtbare oder strahlungs-reaktive Schmelzmassen auf Polyurethanbasis sind geeignet, wobei eine geeignete Schmelzmasse auf Basis eines feuchtigkeitsvernetzenden Polyurethans hierbei eine durch Elektronen oder UV-Strahlung polymerisierbare Komponente, einen Fotoinitiator sowie gegebenenfalls Zusatzstoffe enthält.

Dementsprechend zeichnet sich ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren dadurch aus, dass die Reaktiv-Schmelzmasse auf Basis eines Polyurethans in Schritt a) eine strahlenhärtbare Schmelzmasse ist, welche mindestens eine durch Bestrahlung polymerisierbare funktionelle Gruppe enthält.

Geeignete durch Bestrahlung härtbare Reaktiv-Schmelzmassen sind beispielsweise in US 8,153,264 B2 oder WO 2006/106143 A1 beschrieben.

Die Reaktivschmelzmasse auf Polyurethanbasis kann sowohl einkomponentig als auch mehrkomponentig, insbesondere zweikomponentig sein. Bevorzugt ist eine einkomponentige Reaktivschmelzmasse.

Die einkomponentige Reaktivschmelzmasse auf Polyurethanbasis ist im Stand der Technik, beispielsweise in WO 2006/056472 A1 oder WO 2012/084823 A1 .

Im Falle einer zweikomponentigen Schmelzmasse enthält vorzugsweise die eine Komponente eine Mischung eines oder mehrerer Polyole sowie ggf. Additive und die andere Komponente ein oder mehrere Polyisocyanate sowie ggf. Additive. Zur Mischung der beiden Komponenten werden dabei 2-Komponenten-Misch- und Dosieranlagen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, verwendet. Die beiden Komponenten werden in der Regel direkt vor der Verwendung der Reaktivschmelzmasse gemischt.

Das wie oben beschriebene Schichtsystem kann insbesondere weitere Schichten umfassen, welche beispielsweise eine Verbindung des Schichtsystems mit der Trägerfläche begünstigen. Eine Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis zeichnet sich durch gute Hafteigenschaften auf den unterschiedlichsten Trägerflächen aus. So können Trägerflächen aus Holz, holzartigem Material, Eisen, Nichteisenmetall, Kunststoff, Papier, Dekorpapier, Pappe, Pappmache, Glas, Linoleum, anorganische Nicht-Erze oder einem mineralischen Stoff zumindest teilweise bestehen. Vorzugsweise ist die Trägerfläche die Oberfläche einer Holzwerkstoffplatte, anorganisch gebundenen Platte, Kunststoffplatte, Kompaktplatte, Platte in Sandwichkonstruktion, Leichtbauplatte und/oder von Linoleum.

Die Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis kann in einer Ausführungsform auf eine Trägerfläche, beispielsweise aus Papier, bereitgestellt als Bahn oder als Sheet, aufgebracht werden. Diese derart belegte Trägerfläche kann vor oder während oder nachfolgend auf eine Laminierung dieses Schichtaufbaus auf einem weiteren Trägersubstrat bzw. Trägerplatte mittels eines Prägeschrittes strukturiert werden. Demnach wird ein Overlay oder ein Kaschier- bzw. Ummantelungsmaterial bereitgestellt, welches mit einem Trägersubstrat bzw. einer Trägerplatte laminiert werden kann.

Alternativ wird eine zu beschichtende Trägerfläche bereitgestellt, auf welche ein optisches Abbild einer nachzubildenden Oberfläche aufgedruckt ist, beispielsweise ein Abbild einer Holzoberfläche. Der Druck kann direkt auf die Trägerfläche aufgebracht werden, so dass es weitgehend ein Teil der Trägeroberfläche wird. Alternativ kann die Trägerfläche mit einer Bahnware belegt werden, beispielsweise aus Papier oder Folie, welche mit einem entsprechenden Dekor bedruckt ist. Darüber hinaus kann auf der Trägerfläche eine Schicht aus eingefärbtem HotCoating erzeugt werden, welche auch als Bahnware verwendet werden kann. Es sind Druckverfahren bekannt, wobei auf einer Trägerfläche mittels eines von einem Prozessor gesteuerten Tintenstrahldruckers mit stationären bzw. Single pass oder beweglichen bzw. multi-pass Druckköpfen eine mehrfarbige Abbildung erzeugt wird. Die Trägerfläche kann insbesondere mit einer Versiegelungsschicht vorbehandelt sein und nach dem Bedrucken mit Schutzschichten belegt werden.

Dementsprechend betrifft eine bevorzugte Ausführungsform ein Verfahren, bei dem auf die Trägerfläche vor dem Aufbringen der Reaktiv-Schmelzmasse in Schritt a) ein Dekor, beispielsweise in Form einer mit einem Dekor versehene Bahnware, aufgebracht wird. Hierbei kann das Dekor direkt oder digital auf mindestens einen Teil der Oberfläche der Trägerfläche aufgedruckt werden. Vorzugsweise wird die durch Prägen in Schritt b) erzeugte dreidimensionale Struktur mit dem aufgebrachten Dekor synchronisiert.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren, bei dem auf die Trägerfläche vor dem Aufbringen der Reaktivschmelzmasse in Schritt a) eine eingefärbte HotCoating-Beschichtung aufgebracht wird.

Eine Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis, welche im Zuge des HotCoating- Systems auf eine derartige bedruckte Trägerfläche aufgetragen wird, hat den Vorteil, dass ein einmaliges Auftragen auch mit hohen Schichtdicken möglich ist. Schichtdicken im Bereich von 50 μηη bis 800 μηη sind realisierbar. Vorzugsweise beträgt die Schichtdicke 50 μηη bis 300 μηη, weiter bevorzugt 50 μηη bis 200 μηη. Die über einen weiten Bereich variierenden Schichtdicken können durch einmaliges Aufbringen erzeugt werden, welches eine vorteilhafte Zeitersparnis darstellt. Dies steht im Gegensatz zu herkömmlichen Lackbeschichtungen, welche in mehreren Schichten mit entsprechenden Zwischenschliff- und Trocknungsschritten aufgetragen werden. Mit den in einem breiten Bereich variierbaren Schichtdicken können unterschiedliche Beanspruchungsklassen, beispielsweise Beanspruchungsklasse 21 (Wohnen/mäßig) bis Beanspruchungsklasse 33 (Gewerblich/stark) für Fußbodenelemente gemäß DIN EN 13329 (01/2009) erzeugt werden.

Die Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis ist ein bei Raumtemperatur festes Produkt, welches emissions- und lösungsmittelfrei ist. Die Temperatur bei der die Reaktiv- Schmelzmasse aufgetragen wird, liegt in einem Bereich von 60°C bis 150°C, vorzugsweise von 100°C bis 140°C, wobei das Produkt eine Viskosität nach BROOKFIELD bei 120°C im Bereich von 1 .000 mPas bis 30.000 mPas, vorzugsweise 4.000 mPas bis 10.000 mPas besitzt. Die Dichte der Reaktiv-Schmelzmasse liegt üblicherweise bei 1 ,1 g/m ² . Die Schicht aus Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis kann beispielsweise aufgerakelt, aufgewalzt, aufgesprüht oder mittels Düsen oder Schlitzdüsen, bzw. mittels Curtain-Coating oder durch Fibern (Fadenauftrag) aufgebracht werden. Dabei können pro Quadratmeter zu beschichtender Oberfläche etwa 20 g bis 1200 g, vorzugsweise 20 g bis 450 g, weiter bevorzugt 20 g bis 300 g, Reaktiv-Schmelzmasse aufgetragen werden. Vorteilhaft weist die Reaktiv-Schmelzmasseschicht selbst im ausgehärteten Zustand eine gewisse Restelastizität auf. Vorzugsweise erfolgt die Aushärtung neben einer physikalischen Erstarrung zumindest teilweise -insbesondere ausschließlich- durch Feuchtigkeitshärtung mit Hilfe der Luftfeuchtigkeit. Zur Erzielung entsprechender geforderter Resistenzen kann die Reaktiv-Schmelzmasse Additive, Hilfsstoffe und/oder Füllstoffe umfassen, wobei Partikel einer Füllstoffkomponente hinsichtlich Material, Partikelgröße, -form und -gewicht in einem weiten Bereich variiert werden können. Durch die gute Einbindung der Partikel der Füllstoffkomponente in die Reaktiv-Schmelzmasse mit hoher Viskosität und spezieller Rheologie verbleiben auch bei einer höheren Verarbeitungstemperatur die Partikel weitgehend gleichmäßig verteilt, so dass keine zusätzliche Vermischung notwendig ist.

Vorteilhaft kann die noch nicht vollständig ausgehärtete Reaktiv-Schmelzmasseschicht mit einer Lackschicht überzogen werden, wobei die Lackschicht einen Schutz und gleichzeitig einen Oberflächeneffekt darstellt. Insbesondere kann der Lackauftrag vor dem eigentlichen Prägeschritt, nach dem Prägeschritt oder sowohl vor als auch nach dem Prägeschritt vorgesehen sein. Dabei sind ein vollständiges Aushärten der aufgetragenen Reaktiv- Schmelzmasse auf Polyurethanbasis und gegebenenfalls der aufgetragenen Lackschicht nicht erforderlich. Der bzw. die verwendeten Lacke können ein beliebiger Lack sein, vorteilhaft ist der Lack charakterisiert durch eine kurze Aushärtezeit. Beispielhaft sind 2-K- PUR-Lacke, Nitrolacke oder Wasserlacke genannt. Vorzugsweise kommen UV-härtende Lacke zum Einsatz. Der Lack kann mit einem üblichen Auftragsverfahren aufgetragen werden, wobei eine Lackschicht Dicken von 5 μηη bis 25 μηη aufweist.

Insbesondere vereinigt eine kombinierte Reaktiv-Schmelzmasse/Lack-Schicht die positiven Eigenschaften der einzelnen Schichten. So kann die Reaktiv-Schmelzmasse aushärten, auch dann wenn die aufgetragene Lackschicht einen direkten Kontakt der Reaktiv- Schmelzmasseschicht mit der umgebenden Luft verhindert.

Eine Verbesserung kann dadurch erzielt werden, dass nach dem Aufbringen der Reaktiv- Schmelzmasse auf die Trägerfläche die Schicht geglättet wird, wobei vorteilhaft das Glätten bei Wärme beispielsweise mittels einer Glättwalze oder eines Glättbandes erfolgt. Ein entsprechender Glättschritt ist beispielsweise aus WO 2006/066954 A1 bekannt.

Dementsprechend ist es bevorzugt, wenn in dem erfindungsgemäßen Verfahren folgend auf Schritt a) ein Schritt vorgesehen ist, in welchem die auf die Trägerfläche aufgebrachte Schicht aus Reaktiv-Schmelzmasse auf Basis eines Polyurethans geglättet wird.

Die Erzeugung einer strukturierten Oberfläche, auch als Prägung bezeichnet, wird durch das HotCoating-System dadurch begünstigt, dass ein aufgetragenes Schichtsystem auch mit einer großen Schichtdicke möglich ist, insbesondere da die Aushärtung nach dem Prinzip der Feuchtigkeitsvernetzung nicht limitierend ist. Die Schichtstärke steht in direktem Zusammenhang zur Profiltiefe der Prägestruktur. So bietet das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit durch die hohe Schichtdicke eine deutliche Tiefenstruktur zu erzeugen, auch dann wenn die Trägerfläche selbst nicht mit geprägt wird. Erfindungsgemäß können Schichtdicken von 50 bis 200 μηη und - wie oben angegeben - noch größere Dicken aufgetragen werden. In einer Ausführungsform kann die Prägung auch ein Prägen der bereitgestellten Trägerfläche umfassen, insbesondere wenn die Trägerfläche zumindest teilweise aus dem Material Kork besteht. Die bekannten Verfahren zur Herstellung von strukturierten Oberflächen mittels einer Decklackschicht und einer darauf aufgebrachten bzw. erzeugten Lackstruktur im Rahmen einer weiteren Lackschicht stehen im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Verfahren, welches die Eigenschaften des HotCoating-Systems vorteilhaft einsetzt. Die Reaktiv- Schmelzmasse auf Polyurethanbasis härtet durch chemische Vernetzung mit der in der Umgebung vorhandenen Feuchtigkeit aus, wobei eine aufgebrachte und somit abdeckende Lackschicht der Aushärtung nicht entgegensteht. Eine Prägung eines kombinierten Schichtsystems ist in einfacher Weise möglich, wobei eine Prägung sowohl inline oder zu einem späteren Zeitpunkt, bzw. offline erfolgen kann. Die Prägung kann beispielsweise mit einer Prägewalze bzw. Kalanderwalze erfolgen, welche eine Oberflächenstruktur aufweist, wobei ein Negativbild der Oberflächenstruktur der Prägewalze auf der obersten Oberfläche der beschichteten Trägerfläche erzeugt wird. Neben Walzen aus Metall können aber auch gummierte Walzen eingesetzt werden, wobei in deren Gummierung Vertiefungen eingebracht sind. Ein aus Gummi oder einem gummiartigen Material bestehende Walzenoberfläche kann darüber hinaus Unebenheiten der zu strukturierenden Oberfläche kompensieren. Ferner können aber auch Prägewalzen aus Kunststoff, Holz oder Textil eingesetzt werden.

Dementsprechend wird vorzugsweise beim Prägen in Schritt b) eine als Prägewalze ausgebildete Prägeform eingesetzt, welche aus einem Material ausgewählt aus Metall, Kunststoff, Holz, Gummi und Textil besteht. Alternativ kann die Erzeugung der geprägten Oberflächenstruktur mittels einer Kurztaktpresse mit einem Prägewerkzeug in Form eines Pressbleches oder eines Endlosbandes, auch als strukturierte Transferfilm bezeichnet, hergestellt werden. Herkömmlicherweise werden metallische Prägeformen eingesetzt, wobei ein mit einer Maske vorbehandeltes bedrucktes Blech derart geätzt wird, dass die Bereiche, welche nicht durch die Maske abgedeckt sind, geätzt werden. Um eine tiefe Struktur herzustellen sind mehrere Arbeitsschritte erforderlich. Neben metallischen Prägeformen ist der Einsatz von PET-Folien als Prägematrizen bekannt, wobei ein teilweises Abtragen von Material in Form von Vertiefungen durch Ätzen erfolgt. Geeignete Präge- bzw. Pressformen weisen eine Rauhtiefe von bis zu 1000 μηη auf. Prägeformen können als Matrizen aus Metall, Kunststoff, Holz, Gummi, Stein oder Textil ausgebildet sein.

Dementsprechend kann das Prägen in Schritt b) mit einer als Prägewalze ausgebildeten oder einer flachen Prägeform erfolgen. Ebenso kann ein strukturierter Transferfilm als Prägeform, insbesondere aus Metall, Kunststoff oder Textil, eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von strukturierten Oberflächen auf einer mittels HotCoating-Verfahrens beschichteten Trägerfläche umfasst nach dem Auftrag einer Reaktiv-Schmelzmasseschicht und eventuell einer Lackschicht die eigentliche Prägung der obersten Oberfläche. Darüber hinaus können noch weitere Schichten zur Erzeugung eines Schichtsystems vorgesehen werden, wobei sich die zu prägende Schichtdicke erhöht und demnach größere Profiltiefen erreicht werden. Für den Prägeschritt können einige Parameter variiert werden. So steht eine zu erzielende Prägetiefe der erzeugten Oberflächenstruktur in Zusammenhang zu der Zeitspanne zwischen dem Auftrag der Reaktiv-Schmelzmasse und der evtl. Lackschicht und dem Prägeschritt, welche auch als Kristallisations- bzw. Aushärtezeit bezeichnet werden kann. Je vernetzter die aufgetragene Reaktiv- Schmelzmasse ist, d.h. je fortgeschrittener die Aushärtung ist, um so höher sind Temperatur und Druck für den Prägeschritt zu wählen oder um so flacher und unschärfer ist eine zu erzielende dreidimensionale Struktur.

Grundsätzlich kann das Prägen in Schritt b) unmittelbar ohne Zeitverzögerung erfolgen. Typischerweise erfolgt jedoch eine Zeitverzögerung von 20 Sekunden bis 72 Stunden.

Vorzugsweise liegt die einzuhaltende Kristallisations- bzw. Aushärtezeit bei einem Inline- Prozess zwischen 30 s und 4h. In Abhängigkeit von den Eigenschaften der zu beschichtenden Trägerfläche und dem eingesetzten HotCoating-System kann die Kristallisations- bzw. Aushärtezeit bis zu 24h bzw. 72h ausgedehnt werden, wobei ideale Prägeergebnisse erzielt werden und das aufgetragene Beschichtungssystem vor, während und/oder nach dem Prägeschritt aushärtet. Insbesondere vorteilhaft ist, dass auch eine geringe Kristallisations- bzw. Aushärtezeit vor dem Prägeschritt möglich ist, ohne dass die erzeugte dreidimensionale Oberflächenstruktur durch Rückstelleffekte an Schärfe und/oder Tiefe einbüßt.

Die durch Prägen in Schritt b) erzeugte dreidimensionale Struktur kann sich nur in die auf die Trägerfläche aufgebrachte Schicht bzw. aufgebrachten Schichten oder bis in die Trägerfläche erstrecken. Ferner ist die beim Prägevorgang herrschende Temperatur von Bedeutung. Bevorzugt ist ein Temperaturbereich von 20°C bis 180°C. Ist die Temperatur zu hoch, können farbliche Veränderungen in der oder den aufgetragenen Schichten auftreten. Hierbei ist zu beachten, dass bestimmte Materialien der Prägeform isolierend wirken, so dass die Temperatur an der zu strukturierenden Oberfläche eine andere ist als diejenige der Prägeform. Hierbei ist vorzugsweise die Prägeform beheizt.

Dementsprechend erfolgt das Prägen in Schritt b) vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 180°C erfolgt, wobei die Prägeform beheizt ist. Ein weiterer Parameter des Prägevorgangs ist der Anpressdruck und die Anpresszeit. Erfindungsgemäß kann in Abhängigkeit des Präge- bzw. Presswerkzeugs ein Anpressdruck von 30 bar bis 150 bar angelegt werden, wobei eine Anpresszeit von 5 Sekunden bis 20 Sekunden eingehalten wird.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung strukturierter Oberflächen auf einer mittels HotCoating-Verfahren beschichteten Trägerfläche besteht darin, in einfacher, kosten- und zeitsparender weise, identische Strukturen herzustellen, wie sie aus der Natur bekannt sind, die eine besonders ansprechende Optik und Haptik aufweisen. Darüber hinaus bietet das Verfahren die Möglichkeit, den hohen Ansprüchen hinsichtlich Resistenzen für vielfältige Anwendungen von Möbelteilen bis Fußbodenelementen gerecht zu werden. Insbesondere erweisen sich die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis mit einem kombinierten Lackauftrag im Zuge des HotCoatings als vorteilhaft hinsichtlich der Prägung, da weitgehend keine Rückstelleffekte zu erwarten sind. Die durch die Prägung erzielten Oberflächenstrukturen bleiben so erhalten, wie sie direkt nach der Prägung vorliegen. Somit kann die Erscheinung natürlicher Materialien bis hin zu einer warmen und natürlich erscheinenden Haptik, einer Flexibilität und einem Glanz mit einer Glanzrate von < 10 GE (Glanzgradeinheiten) bei 60° entsprechend DIN EN 13722 (10/2014) täuschend echt nachgebildet werden. Weitere Vorteile und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigt:

Figur 1 eine Vorrichtung bzw. Anlage zur Herstellung plattenförmiger Produkte mit einer ein Dekor und eine Strukturierung aufweisenden Oberfläche.

In Figur 1 ist eine Vorrichtung 1 bzw. Anlage zur Herstellung plattenförmiger Produkte mit einem Dekor dargestellt, beispielsweise Möbelbauplatten, Fußbodenelemente, Wand- oder Deckenpaneele.

Mehrere Trägerflächen 2, in Figur 1 dargestellt als plattenformige Produkte, sind auf einer Transportvorrichtung 4 angeordnet, die hintereinander verschiedenen Bearbeitungsstationen 6, 8, 10 zugeführt werden. Die Transportvorrichtung 4 kann als Förderrollenbahn mit Förderrollen ausgebildet sein. Die Transportrichtung der Trägerfläche 2 ist mit einem Pfeil 3 angedeutet. Denkbar ist auch, dass eine einzelne großflächige Trägerflächen 2 oder ein endlos hergestelltes Werkstück bearbeitet werden, welche zu einem späteren Zeitpunkt vereinzelt werden.

Die Trägerfläche 2 kann auch als Trägersubstrat bezeichnet werden. Die Trägerfläche 2 kann holzbasiert sein, beispielsweise Spanplatten, mitteldichte Faserplatten, hochdichte Faserplatten oder Hartfaserplatten, bzw. Kork. Ferner sind anorganisch gebundene Platten (z.B. Gips, Gipsfaser, Zement), Kunststoff (z.B. PVC, Acryl, PP,etc), Kompaktplatten (z.B. harzgetränkte Papiere), Sandwichkonstruktionen, Leichtbauplatten (z.B. ein Wabenkern mit entsprechenden Decklagen) und/oder Linoleum geeignet.

Nach einer eventuellen Vorbehandlung, z.B. zum Säubern der Oberfläche, kann die Trägerfläche 2 in einer Bearbeitungsstation (nicht dargestellt) mit einem Dekor, beispielsweise digital, bedruckt werden. Alternativ kann eine mit einem Dekor versehene Folie oder ein Papier auf die Trägerfläche 2 auflaminiert werden. Das Dekor, beispielsweise ein Holz-, Naturstein- oder anderes Dekor kann mittels eines oder mehrere Druckwalzenwerke oder einer digitalen Druckvorrichtung aufgedruckt werden, wobei sich Nachbearbeitungsvorrichtungen, beispielsweise zum Trocknen bzw. Teiltrocknen des aufgedruckten Dekorbildes, anschließen können. In einer nachfolgenden Bearbeitungsstation 6, welche auch als Auftragsstation bezeichnet wird, wird die derart belegte bzw. bedruckte Trägerfläche 2, welche eventuell vorgewärmt ist, mit einer Reaktiv-Schmelzmasse auf Polyurethanbasis mittels eines HotCoating-Verfahrens belegt. In Figur 1 ist angedeutet, dass die Reaktiv-Schmelzmasse mittels eines Walzenpaares 12, 14 aufgebracht wird, wobei das Auftragsgewicht und die Schichtdicke variiert werden kann. Die Auftragsstation 6 umfasst eine Dosierwalze 12, welche in Kontakt mit einer Auftragswalze 14 steht, dazwischenliegend befindet sich die Reaktiv- Schmelzmasse (nicht dargestellt). Die Auftragswalze 14 läuft in einer mit Pfeil 15 angedeuteten Richtung um. Mit der Auftragswalze 14 wird Reaktiv-Schmelzmasse auf eine Oberfläche 16 der Trägerfläche 2 in einer bestimmten Schichtdicke aufgebracht. Die Reaktiv- Schmelzmasse wird erwärmt und in einem flüssig-viskosen Zustand verwendet, wobei eine Erwärmung mittels der Dosierwalze 12 bereitgestellt werden kann. Unmittelbar auf die Auftragsstation 6 folgt in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Glättstation 18 zum Glätten der aufgebrachten Reaktiv-Schmelzmasse, wobei eine umfasste Glättwalze 20 entgegen der der Transportrichtung 3 der Trägerfläche 2 umläuft, angedeutet durch Pfeil 22. Die Glättwalze 20 ist dicht folgend auf die Auftragswalze 14 angeordnet, bzw. steht mit dieser in Kontakt. Die Glättwalze 20 kontaktiert die Trägerfläche 2 über den mit der Reaktiv- Schmelzmasse belegten Bereich der Oberfläche 16. Mit 24 ist eine Rakeleinrichtung bezeichnet, welche derart an der Glättwalze 20 angeordnet ist, um die an der Glättwalze 20 anhaftende Reaktiv-Schmelzmasse abzustreifen. Andere Ausführungsformen der Glättstation 18 ist denkbar, beispielsweise eine Wärmezufuhr, der Einsatz eines Glättbandes anstelle einer Glättwalze 20.

Anschließend an die Glättstation 18 durchläuft die derart belegte Trägerfläche 2 eine Bearbeitungsstation 8, in welcher ein Lackauftrag erfolgt, bevorzugt in einem sogenannten Nass-in-Nass-Verfahren. Da überraschender Weise ein vollständiges Aushärten der aufgetragenen Reaktiv-Schmelzmasseschicht nicht erforderlich ist, kann der Lackauftrag unmittelbar erfolgen, insbesondere vor dem vollständigen Aushärten der Reaktiv- Schmelzmasseschicht. Der verwendete Lack kann ein beliebiger Lack sein, vorzugsweise ein UV-härtender Lack. Die Bearbeitungsstation 8 ist beispielsweise für einen Walzenauftrag, wie in Figur 1 angedeutet, für einen Sprühauftrag oder für ein Curtain-Coating-Verfahren ausgebildet. Ein sich anschließender Aushärtevorgang kann beispielsweise mittels einer Vorrichtung 26 erfolgen, wobei UV-Licht oder UV-Lampen eingesetzt werden können.

In einer weiteren Bearbeitungsstation 10, in welche die Trägerfläche 2 entweder unmittelbar oder nach kurzer Ruhephase gefördert wird, d.h. inline, oder nach einer ausgedehnteren Ruhephase, auch als offline bezeichnet, erfolgt eine Prägung mit einer Prägeform 28 der derart beschichteten Trägerfläche 2 zur Erzeugung einer dreidimensionalen Struktur der Oberfläche. In Figur 1 ist angedeutet, dass die Bearbeitungsstation 10, auch als Prägestation bezeichnet, eine als Walzenpaar mit einem Druck- und einem Gegendruckzylinder 30, 32 ausgebildete Prägeform 28 umfasst. Der Druckzylinder 30 weist eine Ummantelung auf, an deren Oberfläche Erhebungen und Vertiefungen ausgebildet sind, welche beim Abrollen auf der Oberfläche der derart beschichteten Trägerfläche 2 als eine Negativform eingeprägt werden. Die Erhebungen und Vertiefungen sind sowohl in ihrer Verteilung als auch in ihrer Tiefe und Form derart gestaltet, dass eine natürliche Haptik abgebildet wird. Alternativ kann die Prägung mittels einer als Pressblech ausgebildeten Prägeform 28 mittels einer Kurztaktpresse erfolgen. Hierbei kann die Prägeform 28 durch eine entsprechende Heizeinrichtung erwärmt werden, wobei vorteilhaft die Aushärtung der zuvor aufgetragenen Schichten verbunden mit einer gesteigerten Haftung erzielt wird. Bezugszeichenliste

Vorrichtung

Trägerfläche

Transportrichtung

Transportvorrichtung

Bearbeitungs-/ Auftragsstation

Bearbeitungsstation

Bearbeitungs-/Prägestation

Dosierwalze

Auftragswalze

Drehrichtung Auftragswalze

Oberfläche

Glättstation

Glättwalze

Drehrichtung Gl ttwalze

Rakeleinrichtung

Aushärtevorrichtung

Prägeform

Druckzylinder

Gegendruckzylinder