Praxisorientierte Methode zur Bewertung von

FORSCHUNGSPROJEKTE
Praxisorientierte Methode
zur Bewertung von Feinspanplatten
hinsichtlich Lackierbarkeit
MÖBEL, BAUELEMENTE, OBERFLÄCHE
Projektleiter:
Dr.-Ing. Ingrid Fuchs
Bearbeiter:
Dr.-Ing. Ingrid Fuchs, Dipl.-Ing. Anissa Ghozzi
Förderinstititution: BMWi / Inno-KOM / Euronorm
Aufgabenstellung
In der Möbelindustrie werden zunehmend direkt
bedruckte Holzwerkstoffe, z. B. mit Feinspanplatten als Substrat, eingesetzt. Um ein gutes Druckbild zu erzeugen, müssen diese Platten mit einem
geeigneten Druckgrund versehen werden. Die Ausprägung des Druckgrundes wird von der Oberfläche
der Rohspanplatten beeinflusst. Bisher existieren
keine Verfahren, um die Oberflächenqualität der
Feinspanplatten bezüglich ihrer Eignung für einen
Direktdruck zu beschreiben. In der Praxis beweist
sich die Eignung/Nichteignung einer Feinspanplatte in der Regel nach erfolgtem Druck. Diese Lösung
ist aus wirtschaftlichen Gründen für die Möbelhersteller nicht akzeptabel. Es galt deshalb, Verfahren
zu finden, die eine Beschreibung der Oberflächen
von Feinspanplatten erlauben und aus denen auf
die Eignung dieser Platten für den Direktdruck geschlossen werden kann.
Lösungsweg
In Zusammenarbeit mit einem Holzwerkstoff- und
einem Möbelhersteller wurden unter Verwendung
eines breiten Sortimentes von Feinspanplatten (19
Varianten) Druckversuche an einer Industrieanlage
durchgeführt und die Ergebnisse dieser Versuche
bewertet. Parallel dazu wurden die Eigenschaften
der Feinspanplatten, speziell die Oberflächeneigenschaften (Topographie, Oberflächenspannung,
pH-Wert) bestimmt und Korrelationen zwischen
den Platteneigenschaften und der Druckqualität
hergestellt.
Außerdem erfolgten in Anlehnung an den Pastentest nach Flemming Untersuchungen, um das Aufnahmevermögen der Plattenmaterialien in Bezug
auf Beschichtungsmaterialien zu bestimmen.
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Ergebnisse
Die Druckqualität (indirekter Tiefdruck) wurde von
Probanden bewertet, die bei definierten Randbedingungen (Lichtart, Betrachtungswinkel und
-abstand) eine Einschätzung unter den Gesichtspunkten optischer Eindruck, nichtbedruckte Fläche
und Krater vornahmen. Diese Bewertung erlaubte
eine Einteilung der untersuchten Feinspanplatten
in 4 Gruppen, wovon die 1. Gruppe sehr gut für den
Direktdruck geeignet ist, die 2. Gruppe für Drucke
mit reduzierten Qualitätsanforderungen (Möbelinnenseiten) und die beiden anderen Gruppen nicht
geeignet sind.
Diese Bewertungen wurden mit den ermittelten
Platteneigenschaften verglichen. Zwischen Eigenschaften wie Rohdichte oder 24-h-Quellung und
der Druckqualität konnten keine Zusammenhänge nachgewiesen werden, selbst zur Rohdichte
an der Plattenoberseite wurde kein Bezug hergestellt. Deutlichere Zusammenhänge ergaben sich
zwischen den Rauheitsparametern – speziell Sz,
Sk, Spk, Svk – und der visuellen Bewertung der
bedruckten Oberfläche. Für die Bestimmung der
topografischen Parameter stand ein optoelektronisches Rauheitsmessgerät vom Typ MikroCAD zur
Verfügung, das die Rauheitsparameter auf Grundlage der Streifenlichtprojektion bestimmt. Um die
reale Belastung der Oberfläche beim Beschichten
mit wässrigen Materialien nachzustellen, wurde
eine Prüfmethode entwickelt, bei der die Oberflächen kurzzeitig definiert befeuchtet werden. Vor
und nach der Befeuchtung erfolgt die Bestimmung
der Rauheitsparameter. Aus den Unterschieden der
Rauheitsparameter vor und nach der Befeuchtung
kann ebenfalls auf die Eignung bezüglich Lackierbarkeit geschlossen werden (siehe Abb. 1).
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MÖBEL, BAUELEMENTE, OBERFLÄCHE
Weiterhin erfolgte die Charakterisierung der Oberflächen der Feinspanplatten mittels Randwinkel- und pH-Wert-Bestimmung. Die Randwinkel
wurden jeweils nach 1 s, 10 s und 60 s bestimmt.
Allerdings war weder zwischen pH-Wert oder dem
Randwinkel bzw. den Randwinkeldifferenzen und
der Lackierbarkeit ein gesicherter Zusammenhang
nachweisbar.
Zusätzlich wurde in Anlehnung an den Pastentest
nach Flemming eine Methode zur Charakterisierung des Materialaufnahmevermögens von Feinspanplatten abgeleitet. Dazu wurde eine definierte
Menge eines Walzgrundes mit einer motorischen
Rakelvorrichtung auf die Oberfläche der Feinspanplatten aufgebracht und die Größe der markierten
Fläche ermittelt. Ein Zusammenhang zwischen
Größe der markierten Flächen und Lackierbarkeit
existiert (siehe Abb. 2), es gibt aber auch Ausnahmen. Diese Methode besitzt das Potenzial für ein
Praxisverfahren.
Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass für
die Bewertung der Lackierbarkeit einer Feinspanplatte eine Kenngröße nicht ausreicht. Aus dem
Vergleich von Rauheitsparametern, Randwinkeländerung und Materialaufnahmevermögen können
Schlussfolgerungen hinsichtlich Lackierbarkeit getroffen werden.
Abb. 1: Zusammenhang zwischen Rauheit vor (Sz)
und nach (Sz12) der Befeuchtung und der visuellen
Bewertung
Abb. 2: Zusammenhang zwischen der Größe der durch
Walzgrund markierten Fläche und der visuellen Bewertung
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