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Dokumentenidentifikation DE10322767A1 16.12.2004
Titel Verfahren zur Herstellung technischer Intarsien
Anmelder Kerle, Thomas, 86157 Augsburg, DE
Erfinder Kerle, Thomas, 86157 Augsburg, DE
Vertreter E. Tergau und Kollegen, 90482 Nürnberg
DE-Anmeldedatum 19.05.2003
DE-Aktenzeichen 10322767
Offenlegungstag 16.12.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.12.2004
IPC-Hauptklasse B27K 5/02
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung technischer Intarsien. Um auf zeitgemäße Art und Weise Intarsien zu schaffen, bei denen der Charakter des Holzes erhalten bleibt, wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem in einem ersten Schritt eine Beize auf ein Holzsubstrat aufgebracht wird und nach einer Trocknungszeit in einem weiteren Schritt ein Beizenfarbstoff auf das Holzsubstrat aufgebracht wird, der sich reaktiv mit dem Holzsubstrat und der in das Holzsubstrat eingedrungenen Beize verbindet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung technischer Intarsien.

Unter Intarsien werden üblicherweise Einlegearbeiten andersfarbigen Holzes oder anders gearteten Materials, wie beispielsweise Schildpatt, Perlmutt, Metall oder Glas, in Vertiefungen verstanden, die aus massivem Holz herausgearbeitet sind. Eine andere Intarsientechnik ist das Auflegen eines Zierturniers auf einen Holzkern, wobei das Zierturnier aus verschiedenfarbigem oder verschiedenartigem Material zugesammengesetzt ist. Im 18. Jahrhundert wurden diese Intarsientechniken von der sogenannten Intarsienmalerei abgelöst. Diese basiert darauf, dass mit Wasserfarben aufgetragene Ornamente durch einen Leim- oder Politurauftrag befestigt werden.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 26 03 114 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von intarsienartigen Drucken auf Holz. Wesentlich bei diesem Verfahren ist, dass es sich um ein Druckverfahren handelt. Mit anderen Worten wird der Eindruck einer Intarsia dadurch erzeugt, dass Druckfarbe auf die Oberfläche des zu bedruckenden Holzes aufgebracht wird. Vom Gesamteindruck her sind solche intarsienartigen Drucke nicht mit einer tatsächlichen Intarsienarbeit zu vergleichen, weshalb sich das genannte Verfahren auch nicht am Markt durchgesetzt hat.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, auf zeitgemäße Art und Weise qualitativ hochwertige technische Intarsien zu schaffen, die schnell und preiswert herstellbar sind. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch ein Holzsubstrat nach Anspruch 14 gelöst.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren bereitgestellt, bei welchem in einem ersten Schritt eine Beize auf ein Holzsubstrat aufgebracht wird. Das Holzsubstrat kann hierbei aus Vollholz oder aber aus einem kaschierten oder unkaschierten Holzwerkstoff bestehen. Unter Holzwerkstoff wird dabei beispielsweise eine Spanplatte, eine Holzfaserplatte oder Sperrholz, insbesondere eine Furnier- oder Tischlerplatte, verstanden. Die Beize kann auf das Holzsubstrat gestrichen, gepinselt, gerakelt, gerollt, gesprüht oder anderweitig, beispielsweise durch Eintauchen, aufgebracht werden. In der sich anschließenden Trocknungszeit verteilt sich die Beize im Holzsubstrat und verbindet sich mit der Holzoberfläche. Als Beize wird eine Flüssigkeit verwendet, welche in ihrer chemischen Zusammensetzung eine Reaktion mit dem Holzsubstrat und dem anschließend in einem weiteren Schritt auf das Holzsubstrat aufgebrachten Farbstoff und damit eine Färbung des Holzes ermöglicht. Das Ergebnis wird als technische Intarsia bezeichnet.

Als Farbstoffe werden sogenannte Beizenfarbstoffe verwendet, die sich völlig überraschend als besonders gut geeignet zur Herstellung technischer Intarsien herausgestellt haben. Unter Beizenfarbstoffe wird eine seit dem Mittelalter viel benutzte, heute jedoch wegen des technisch notwendigen Aufwands seltener eingesetzte Gruppe von Farbstoffen verstanden. Beizenfarbstoffe gehören verschiedenen Stoffklassen an und wurden bisher fast ausschließlich in der Textindustrie, vorwiegend zum Färben von Wolle, Seide, Zellulosefaserstoffen und anderen Eiweißfaserstoffen verwendet. Mit den vorliegend verwendeten Beizenfarbstoffen nicht zu verwechseln sind die sogenannten Farbstoffbeizen, welche als Färbemittel für Holz seit langem bekannt sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Ansprüche 2 bis 7 betreffen dabei besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, bei denen die Verwendung einer ausgewählten Beize dazu beiträgt, dass das erfindungsgemäße Verfahren besonders umweltfreundlich ist. Die verwendete Beize ist vorzugsweise ölfrei und weist keinerlei anorganische Bestandteile, wie beispielsweise Chrom, Nickel oder Silizium auf. Die Verwendung giftiger Lösemittel ist daher nicht erforderlich. Der Feststoffanteil in der Beize bewegt sich vorzugsweise im Bereich zwischen 30% und 70%. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Feststoffanteil von etwa 60 bis 65% erwiesen. Auch bei einem geringen Feststoffanteil von etwa 30% werden jedoch, je nach Anwendungsfall, noch qualitativ ausreichende Ergebnisse erzielt. Durch die Verwendung einer Beize auf Wasserbasis kann das erfindungsgemäße Verfahren auch in kritischen Anwendungsgebieten, beispielsweise im Lebensmittelbereich, angewendet werden. Die wasserlösliche Beize ist giftfrei und biologisch abbaubar, so dass insbesondere auch die Entsorgung von Restbeständen problemlos möglich ist. Besonders gute Ergebnisse werden mit Beizen erzielt, die Acrylate oder Polyacrylate als wesentliche Bestandteile enthalten. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die fertige Beize aus einem Beizenkonzentrat gewonnen, welches mit Wasser verdünnt wird. Das Beizenkonzentrat besteht dabei vorzugsweise aus 60 bis 90 Gew.-% Ethylacrylat und 10 bis 40 Gew.-% Butylacrylat gemischt mit Wasser bei einem Feststoffanteil von etwa 63%. Dieses Konzentrat wird dann vor der Anwendung im Verhältnis 1:3 bis 1:5 mit Wasser verdünnt.

Als Beizenfarbstoffe werden vorzugsweise Anthrachinon-, insbesondere Alizarin-Farbstoffe verwendet (Ansprüche 8 und 9). Von Vorteil bei diesen Farbstoffen ist es, dass sie frei von Halogenen und Aminen sind, und daher weder krebserregend noch gesundheitsgefährdend sind. Sämtliche, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzten Stoffe sind somit unter Umwelt- bzw. gesundheitlichen Gesichtspunkten unbedenklich.

Das Aufbringen des Beizenfarbstoffes auf das Holzsubstrat erfolgt vorteilhafterweise gemäß dem in den Patentansprüchen 10 bis 13 beschriebenen Verfahren. Von Vorteil ist insbesondere ein Aufdampfen des Beizenfarbstoffes, wobei der Beizenfarbstoff durch Sublimation in den gasförmigen Zustand überführt wird. Besonders vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist die Verwendung eines Zwischenträgers, insbesondere in Form eines mit dem Beizenfarbstoff versehenes, insbesondere beschichtetes Sublimationselements.

Das Aufbringen des Beizenfarbstoffes auf das Holzsubstrat erfolgt in diesen Fällen vorzugsweise mit Hilfe einer Presse, beispielsweise einer Furnierpresse, wie sie beispielsweise von Tischlern verwendet wird. Unter dem Einfluss der erforderlichen Druck- und Temperaturwerte findet eine Sublimation der Beizenfarbstoffe statt. Die Beizenfarbstoffe werden vom Sublimationselement, das zuvor auf das zu färbende Holzsubstrat gelegt wurde, gelöst und auf das Holzsubstrat aufgebracht. Das Sublimationelement dient dabei als Trägermaterial für die Beizenfarbstoffe. Gleichzeitig verdampft das Wasser aus der zuvor aufgetragenen Beize. Beize, Beizenfarbstoff und Holzsubstrat verbinden sich reaktiv derart, dass sich nach dem Abschluss des Pressvorganges der Farbstoff fest und unwiederbringlich im Holz befindet. Im Anschluss an das Aufbringen des Beizenfarbstoffes kann eine dünne Schutzschicht oder ein Lack, beispielsweise PUR auf das Holzsubstrat aufgebracht werden, um die Oberfläche gegen Umwelteinflüsse und Abnutzung zu schützen.

Durch das vorliegende Verfahren wird ein besonders umweltfreundliches und damit zeitgemäßes Färben von Holz ermöglicht. Zugleich ist das Verfahren gesundheitlich völlig unbedenklich. Im Gegensatz zu allen bisher bekannten Verfahren erfolgt keine Abdeckung oder Versiegelung der Holzoberfläche durch einen Farbdruck. Vielmehr erfolgt das Färben durch ein Eindringen der verwendeten Stoffe in das Holz, wodurch qualitativ hochwertige technische Intarsien erzeugt werden können. Ein besonderes Merkmal der Färbeergebnisse ist dabei, dass der Oberflächencharakter und die Haptik des Holzes vollumfänglich erhalten bleiben. Farb- und Lichtechtheit der so hergestellten technischen Intarsien entsprechen denen von Druckverfahren.

Mit dem vorliegenden Verfahren ist es nicht nur möglich, Holzsubstrate großflächig mit einer einheitlichen Farbgebung zu versehen. Auch das Aufbringen von Bildmotiven mit sehr feinen Motivstrukturen in der Größenordnung von wenigen Millimetern ist möglich, ohne dass ein Ineinanderfließen der Farben erfolgt. Das Verfahren ist besonders einfach durchzuführen und damit kostengünstig. Es kann unter Verwendung bereits vorhandener Arbeitsmaschinen und Vorrichtungen durchgeführt werden, wodurch eine Einführung des Verfahrens bzw. eine Umstellung von bisherigen Verfahren auf das erfindungsgemäße Verfahren ohne größere Investitionskosten möglich ist. Die optisch sehr ansprechenden Ergebnisse kommen herkömmlichen Intarsien sehr nahe, sind jedoch in ihrer Herstellung um ein vielfaches preiswerter, da eine Serienfertigung problemlos möglich ist.

Holzsubstrate mit technischen Intarsien, wie sie mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 hergestellt werden, sind preiswert herzustellen und vielseitig verwendbar. Derartige Holzsubstrate können beispielsweise bei der Herstellung von Zier- oder Gebrauchsmöbeln sowie im Baugewerbe oder in anderen Anwendungsgebieten, in denen eine gefärbte Holzoberfläche gewünscht ist, eingesetzt werden.

Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das anhand der Abbildungen näher erläutert wird. Hierbei zeigt:

1 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und

2 eine schematische Darstellung des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gefärbten Holzsubstrates.

1 zeigt ein schematisch stark vereinfachtes Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Schritt 10 wird dabei eine ölfreie, wasserlösliche Beize mit einem Feststoffanteil von 63% auf ein Holzsubstrat in Form einer Furnierplatte durch Sprühen aufgebracht. Die Beize ist frei von anorganischen Bestandteilen und wird aus einem im Verhältnis von 1:4 mit Wasser verdünnten Beizenkonzentrat gewonnen, das aus 70 Gew.-% Ethylacrylat und 30 Gew.-% Butylacrylat besteht. Nach dem Aufbringen der Beize auf das Holzsubstrat erfolgt in einem nächsten Schritt 11 ein Trocknen der in die Substratoberfläche eingedrungenen Beize. Das Trocknen erfolgt vorzugsweise bei Raumtemperatur, so dass für die Trocknung keine Energiekosten anfallen. Der Trocknungsvorgang kann alternativ dazu auch bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise im Bereich von 100°C bis 150°C stattfinden. Je nach Trocknungstemperatur beträgt die Trocknungszeit zwischen wenigen Minuten und einigen Stunden.

Nach dem Trocknen wird ein Alizarin-Farbstoff auf das Holzsubstrat aufgebracht. Das Aufbringen erfolgt in Schritt 12 unter Verwendung einer üblichen Furnierpresse. Typische Pressenparameter sind dabei beispielsweise ein Pressendruck von 5 bis 15 bar sowie eine Temperatur von beispielsweise 180°C, welche durch eine elektrische Beheizung der Presse erzielt werden kann. Anstelle einer Furnierpresse können selbstverständlich auch andere geeignete Pressen oder Vorrichtungen verwendet werden, die ein Verdampfen der Beizenfarbstoffe und eine Verdichtung der Farbstoffe in das Holzsubstrat sowie eine reaktive Verbindung zwischen der Beize, den Beizenfarbstoffen und dem Holz ermöglichen.

Anstelle der Verdampfung der Beizenfarbstoffe auf das Holzsubstrat mittels eines Zwischenträgers kann selbstverständlich auch ein direktes Aufdampfen auf das Holzsubstrat erfolgen. In einem abschließenden Schritt 13 wird schließlich eine PUR-Schutzschicht auf die gefärbte Oberfläche des Holzsubstrats aufgebracht, wobei die Oberfläche gegen Umwelteinflüsse geschützt wird.

2 zeigt schließlich eine stark vereinfachte Abbildung eines Holzsubstrates 1 in Form einer Furnierplatte, die mit technischen Intarsien versehen ist, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden.

Das Holzsubstrat besteht im Wesentlichen aus einem Furnierträger 2, auf dessen Oberseite ein Furnier 3, beispielsweise ein Ahornfurnier, auf übliche Art und Weise angebracht ist. Die im Schritt 10 bzw. 12 auf das Holzsubstrat 1 aufgebrachten Beizen bzw. Beizenfarbstoffe sind in das Furnier 3 eingedrungen und mit dem Holz eine Verbindung eingegangen. Eine scharfe Trennlinie 4 trennt dabei Furnierbereiche 5, 6 unterschiedlicher Farbe. Auf das Furnier 3 ist schließlich eine PUR-Schutzschicht 7 aufgebracht, die das Holzsubstrat 1 nach außen abschließt.

1Holzsubstrat 2Träger 3Furnier 4Trennlinie 5erster Farbbereich 6zweiter Farbbereich 7Schutzschicht 8Aufbringen der Beize 9Trocknen 10Aufbringen des Beizenfarbstoffes 11Aufbringen der Schutzschicht

Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung technischer Intarsien, bei dem in einem ersten Schritt (10) eine Beize auf ein Holzsubstrat (1) aufgebracht wird und nach einer Trocknungszeit in einem weiteren Schritt (12) ein Beizenfarbstoff auf das Holzsubstrat (1) aufgebracht wird, der sich reaktiv mit dem Holzsubstrat (1) und der in das Holzsubstrat (1) eingedrungenen Beize verbindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beize ölfrei ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beize frei von anorganischen Bestandteilen ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beize einen Feststoffanteil von unter 70% aufweist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beize einen Feststoffanteil von wenigstens 30% aufweist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beize wasserlöslich ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beize Acrylate oder Polyacrylate umfasst.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Anthrachinon-Farbstoff als Beizenfarbstoff.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Alizarin-Farbstoff als Beizenfarbstoff.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein Aufdampfen des Beizenfarbstoffes auf das Holzsubstrat (1).
  11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Zwischenträgers.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein mit dem Beizenfarbstoff versehenes Sublimationselement als Zwischenträger.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch die Verwendung einer vorzugsweise beheizbaren Presse.
  14. Holzsubstrat (1) mit technischen Intarsien, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
  15. Verwendung von Beizenfarbstoffen zum Färben von Holz oder Holzwerkstoffen.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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