DE4320893C1 - Verfahren zur Oberflächenbeschichtung von Holzformteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbe­ schichtung von Holzformteilen.

Derartige Holzformteile mit einer Holzoberfläche werden bei­ spielsweise zur Innenausstattung von Kraftfahrzeugen verwen­ det. Dabei wird die Oberfläche derartiger Holzformteile, die als massive Teile oder als Sperrholzformteile ausgebildet sein können, die aber auch eine furnierte Oberfläche haben können, mit einem durchsichtigen Lack oder einem anderen durchsichtigen Oberflächenbeschichtungsmaterial versehen, so daß einerseits eine gegebenenfalls glänzende und strapazier­ fähige Oberfläche entsteht, während andererseits durch diese üblicherweise als transparente Lackierung bezeichnete durch­ sichtige Oberflächenbeschichtung die Struktur des Holzes nicht nur sichtbar bleibt, sondern sogar noch hervorgehoben wird.

Bei herkömmlichen Herstellungsverfahren sind die verwendeten Oberflächenbeschichtungsmaterialien auf die zu beschichtenden Oberflächen aufgespritzt oder auflackiert worden. Damit die Oberflächen einschlußfrei und völlig gleichmäßig ausfallen, ist es dazu notwendig, erhöhte Vorsichtsmaßnahmen zu ergrei­ fen, teilweise müssen Lackschichten in mehreren Stufen nach­ einander aufgebracht werden. Derartige Verfahren sind teuer, außerdem läßt sich nicht vermeiden, daß dabei durch Ein­ schlüsse und andere Störungen Ausschußteile produziert werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren so auszuführen, daß die Oberflächenbeschichtung vom Vorgang her vereinfacht wird und daß gleichzeitig die Qualität der Oberflächenbeschichtung verbessert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschrie­ benen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man das an der Oberfläche zu beschichtende Holzformteil in einen Hohlraum einlegt, dessen Innenwand von dem Holzformteil im Bereich der zu beschichtenden Oberfläche einen geringen Abstand aufweist und dadurch zwischen der Innenwand und der zu beschichtenden Oberfläche einen sich über die gesamte zu beschichtende Ober­ fläche erstreckenden Spaltraum mit im wesentlichen konstanter Dicke ausbildet, daß man den Hohlraum zumindest teilweise evakuiert, daß man während des Evakuierens oder danach ein flüssiges Oberflächenbeschichtungsmaterial in den Hohlraum einfüllt und daß man nach vollständiger Füllung des Spaltrau­ mes das flüssige Material im Innern des Hohlraumes aushärtet.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Techniken der Oberflächenbe­ schichtung, bei denen das Material auf die freie Oberfläche aufgetragen wird, wird hier das Formteil in einem Hohlraum gleichsam eingebettet in das flüssige Beschichtungsmaterial, wobei das Beschichtungsmaterial den Spaltraum zwischen zu be­ schichtender Oberfläche und Innenwand des Hohlraumes voll­ ständig ausfüllt, so daß die Geometrie dieses Spaltraumes der Geometrie der aufgebrachten Oberflächenschicht entspricht. Durch das Evakuieren des Hohlraumes wird dafür Sorge getra­ gen, daß in die Oberflächenschicht keinerlei Gasblasen einge­ bettet werden, die Evakuierung führt außerdem dazu, daß das eingefüllte flüssige Material sich vollständig gleichmäßig in alle freibleibenden Bereiche des Spaltraumes ergießt und die­ sen vollständig homogen komplett ausfüllt. Dies wiederum ge­ währt eine homogene und unterbrechungsfreie Qualität der Oberflächenbeschichtung.

Diese Füllung kann noch dadurch verbessert werden, daß man das flüssige Oberflächenbeschichtungsmaterial unter erhöhtem Druck in den Hohlraum einfüllt, also praktisch in den Spalt­ raum einpreßt.

Die Härtung des eingefüllten, flüssigen Oberflächenmaterials kann in verschiedener Weise erfolgen, es sind chemische oder physikalische Härtungsvorgänge möglich, beispielsweise durch Erwärmen. Besonders günstig ist es, wenn man das flüssige Oberflächenmaterial nach dem Füllen des Hohlraumes durch die strahlungsdurchlässig ausgebildeten Wände des Hohlraumes hin­ durch mit einer die Härtung des flüssigen Oberflächenma­ terials fördernden Strahlung beaufschlagt, insbesondere, wenn die Strahlung eine elektromagnetische Strahlung im Uv-Bereich ist. Es werden dann Formen mit Hohlraum verwendet, die für diese Strahlung durchlässig sind, beispielsweise Glasformen.

Als flüssiges Oberflächenbeschichtungsmaterial kann man vor­ zugsweise Kunstharze auf Polyurethan-, Polyester- oder Acryl­ basis verwenden.

Das Verfahren läßt sich auch dadurch ganz besonders ökono­ misch durchführen, daß man das beschichtete Holzformteil nach dem Aushärten aus dem Hohlraum entnimmt und ohne ohne weitere Oberflächenbearbeitung läßt. Dies ist insbesondere dann mög­ lich, wenn die Innenwand des Hohlraumes vollständig glatt ist, man erhält dann eine hochglänzende Oberfläche der Ober­ flächenbeschichtung.

Andererseits ist es auch möglich, daß man einen Hohlraum mit einer strukturierten Innenwand verwendet, so daß man eine Be­ schichtung mit einer entsprechenden Oberflächenstruktur er­ reicht, beispielsweise eine mattierte Oberfläche oder eine geriffelte Oberfläche.

Bei einer ersten Ausführungsform des beschriebenen Verfahrens kann vorgesehen sein, daß man das Holzformteil so in dem Hohlraum anordnet, daß allseitig zwischen der Oberfläche des Holzformteiles und der Innenwand des Hohlraumes ein Spaltraum ausgebildet wird. Man erhält damit eine allseitige und voll­ ständig gleichmäßige Beschichtung des eingelegten Holzform­ teils, sozusagen eine vollständige Ummantelung.

Es ist aber bei einem anderen Ausführungsbeispiel auch mög­ lich, daß man das Holzformteil bereichsweise flächig unmit­ telbar an die Innenwand des Hohlraumes anlegt, so daß nur in den übrigen Oberflächenbereichen ein Spaltraum zwischen der zu beschichtenden Oberfläche und der Innenwand des Hohlraumes angeordnet ist. Dadurch läßt sich auch bereichsweise eine Be­ schichtung erzielen. In vielen Fällen reicht es bei Innenver­ kleidungsteilen von Kraftfahrzeugen beispielsweise aus, wenn die zum Innenraum zugekehrte Oberfläche entsprechend be­ schichtet ist, die Rückseite derartiger Holzformteile kann im wesentlichen unbeschichtet bleiben. Selbstverständlich sind auch Zwischenformen denkbar, wobei die Beschichtung auf der nach außen gekehrten Seite dicker ist als die Beschichtung auf der abgewandten Seite. Dies läßt sich durch eine entspre­ chend unsymmetrische Anordnung des Holzformteiles in dem Hohlraum erreichen.

Die beschriebene Erfindung erstreckt sich selbstverständlich nicht nur auf das Verfahren, sondern auch auf Formteile, die unter Verwendung dieses Verfahrens hergestellt sind.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der nä­ heren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine Form mit einem Hohlraum und einem eingelegten Formteil mit einem das Formteil allseitig umgebenden Spalt­ raum;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs Linie 2-2 in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 mit einem einsei­ tig flächig an der Innenwand des Hohlraumes anliegenden Formteil.

In der Zeichnung ist eine Form 1 gezeigt, die einen allseits geschlossenen Hohlraum 2 umgibt. In diesen Hohlraum 2 ist ein Formteil 3 eingelegt, beispielsweise ein Formteil aus Massiv­ holz oder aus Sperrholz oder ein Holzpreßteil mit einer fur­ nierten Oberfläche. Die Form des Hohlraumes 2 ist so gewählt, daß sie an die Form des Formteiles 3 angepaßt ist. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umgibt die Innen­ wand 4 des Hohlraumes 2 die Oberfläche 5 des Formteiles 3 allseits in einem gleich großen, insgesamt geringen Abstand, so daß zwischen der Oberfläche 5 einerseits und der Innenwand 4 andererseits ein das Formteil 3 allseits umgebender Spalt­ raum 6 ausgebildet wird. Die Dicke des Spaltraumes kann bei­ spielsweise zwischen 0,1 mm und 1,5 mm liegen, je nach der gewünschten Dicke der Oberflächenbeschichtung.

Zur Halterung des Formteiles 3 in dieser symmetrischen Posi­ tion, bei der die Oberfläche 5 allseits von der Innenwand 4 entfernt ist, sind in der Form 1 Haltestifte 7 angeordnet (Fig. 2). Diese erzeugen nur ganz geringfügige Unter­ brechungen in der Beschichtung, die ohne weiteres akzeptabel sind, insbesondere wenn sie an den Rändern des Formteiles an­ geordnet sind, deren Oberflächen nicht nach außen hin in Er­ scheinung treten.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Form ist zweiteilig gestaltet, so daß durch Trennen der beiden Teile der Hohlraum 2 zum Einlegen und Entnehmen des Formteiles 3 zugänglich ist. Diese Zweiteiligkeit ist in der Zeichnung nur sehr schema­ tisch dargestellt, beispielsweise können die Trennlinien auch parallel zur Mittelebene des Formteiles 3 verlaufen.

Der Hohlraum 2 steht über einen Sauganschluß 8 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Saugquelle in Verbindung, beispielsweise mit einer Pumpe. Der Sauganschluß 8 ist vor­ zugsweise am unteren Ende des Hohlraumes 2 angeordnet.

Am oberen Ende mündet in den Hohlraum 2 ein Füllanschluß 9 ein, der mit einem Vorratsbehälter in Verbindung steht, in dem das verwendete Oberflächenbeschichtungsmaterial in flüssiger Form aufbewahrt wird. Es kann sich dabei beispiels­ weise um Kunstharze auf Polyurethanbasis, auf Polyesterbasis oder auf Acrylbasis handeln, die vorzugsweise durchsichtig sind.

Zur Beschichtung eines Formteiles 3 wird dies in den Hohlraum 2 eingelegt, der nach dem Verschließen der Form 1 über den Sauganschluß 8 evakuiert wird. Dabei wird der Druck im Hohl­ raum 2 abgesenkt.

Bereits während dieses Absaugens oder unmittelbar danach wird über den Füllanschluß 9 flüssiges Oberflächenbeschichtungs­ material in den Hohlraum 2 eingefüllt, vorzugsweise unter er­ höhtem Druck, beispielsweise mit Hilfe einer Förderpumpe. Dieses flüssige Oberflächenmaterial füllt den Spaltraum 6 vollständig und homogen aus.

Sobald der Spaltraum 6 vollständig gefüllt ist, härtet man das flüssige Oberflächenbeschichtungsmaterial aus, beispiels­ weise durch Erwärmen der Form oder durch Bestrahlen, vorzugs­ weise mit UV-Strahlung. Zu diesem Zweck werden Formen verwen­ det, deren Material für die verwendete Strahlung durchlässig ist, beispielsweise Formen aus Glas, Silikon oder einem transparenten Kunststoff. Wenn andere Aushärtungsmethoden verwendet werden, können die Formen beispielsweise auch aus Stahl, aus Aluminium oder aus nicht transparenten Kunstharzen bestehen.

Nach dem Aushärten des Oberflächenbeschichtungsmaterials wird die Form geöffnet, das oberflächenbeschichtete Formteil 3 kann dann aus dem Hohlraum entnommen werden. In vielen Fällen zeigt es sich, daß eine Nachbearbeitung der Oberfläche nicht mehr notwendig ist, bei entsprechender Beschaffenheit der In­ nenwand 4 kann die Oberfläche des beschichteten Formteils un­ mittelbar für das Endprodukt verwendet werden.

Die Innenwand 4 kann dabei vollständig glatt ausgebildet sein, so daß man eine hochglänzende Oberfläche erhält, es sind aber auch Strukturierungen möglich, so daß beispiels­ weise eine matte Oberfläche oder eine geriffelte Oberfläche entsteht.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umgibt der Spaltraum 6 das Formteil 3 allseits, so daß eine allsei­ tige Oberflächenbeschichtung erfolgt.

Im Gegensatz dazu ist das Formteil bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 so in den Hohlraum 2 eingelegt, daß es einseitig flächig an der Innenwand 4 anliegt und nur auf der gegenüber­ liegenden Seite ein Spaltraum 6 ausgebildet ist. Sonst ist der Aufbau gleich. Beim Befüllen des Hohlraumes 2 mit dem flüssigen Oberflächenbeschichtungsmaterial gelangt dieses da­ durch nur auf einer Seite des Formteiles auf dessen Oberflä­ che, man erhält also eine einseitige Oberflächenbeschichtung. Sonst verläuft der Vorgang genau gleich.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß bei dem beschriebenen Verfahren gegenüber herkömmlichen Verfahren der Auftragung Materialeinsparungen am Beschichtungsmaterial von über 50% erreicht werden können. Außerdem ist es möglich, umweltbelastende Lösemittel zu vermeiden, so daß dieses Verfahren die großen Probleme der Lösemittel-Nachverbrennung und -Beseitigung auf einfachste Weise löst.

Claims (9)

1. Verfahren zur Oberflächenbeschichtung von Holzformteilen, dadurch gekennzeichnet, daß man das an der Ober­ fläche zu beschichtende Holzformteil in einen Hohlraum einlegt, dessen Innenwand von dem Holzformteil im Be­ reich der zu beschichtenden Oberfläche einen geringen Abstand aufweist und dadurch zwischen der Innenwand und der zu beschichtenden Oberfläche einen sich über die gesamte zu beschichtende Oberfläche erstreckenden Spaltraum mit im wesentlichen konstanter Dicke ausbil­ det, daß man den Hohlraum zumindest teilweise eva­ kuiert, daß man während des Evakuierens oder danach ein flüssiges Oberflächenbeschichtungsmaterial in den Hohlraum einfüllt und daß man nach vollständiger Fül­ lung des Spaltraumes das flüssige Material im Innern des Hohlraumes aushärtet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das flüssige Oberflächenbeschichtungsmaterial un­ ter erhöhtem Druck in den Hohlraum einfüllt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß man das flüssige Oberflächenmaterial nach dem Füllen des Hohlraumes durch die strahlungsdurchlässig ausgebildeten Wände des Hohlraumes hindurch mit einer die Härtung des flüssigen Oberflächenmaterials för­ dernden Strahlung beaufschlagt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung eine elektromagnetische Strahlung im UV-Bereich ist.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß man als flüssiges Oberflä­ chenbeschichtungsmaterial Kunstharze auf Polyurethan-, Polyester- oder Acrylbasis verwendet.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß man das beschichtete Holz­ formteil nach dem Aushärten aus dem Hohlraum entnimmt und ohne weitere Oberflächenbearbeitung läßt.

7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß man einen Hohlraum mit einer strukturierten Innenwand verwendet.

8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß man das Holzformteil so in dem Hohlraum anordnet, daß allseitig zwischen der Oberfläche des Holzformteiles und der Innenwand des Hohlraumes ein Spaltraum ausgebildet ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das Holzformteil bereichsweise flächig unmittelbar an die Innenwand des Hohlraumes anlegt, so daß nur in den übrigen Oberflächenbereichen ein Spaltraum zwischen der zu beschichtenden Oberflä­ che und der Innenwand des Hohlraumes angeordnet ist.