DE102006004644B4 - Tool and method for forming a layer having a microstructured outer surface on a substrate surface - Google Patents

Tool and method for forming a layer having a microstructured outer surface on a substrate surface

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DE102006004644B4 DE200610004644 DE102006004644A DE102006004644B4 DE 102006004644 B4 DE102006004644 B4 DE 102006004644B4 DE 200610004644 DE200610004644 DE 200610004644 DE 102006004644 A DE102006004644 A DE 102006004644A DE 102006004644 B4 DE102006004644 B4 DE 102006004644B4
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Abstract

Werkzeug zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche, umfassend: Tool for providing a layer having a microstructured outer surface on a substrate surface, comprising:
– eine Bahn (3) einer elastischen Matrize mit einem Negativ der zu erzeugenden Mikrostruktur, - a web (3) of an elastic mold with a negative of the to-generating microstructure,
– eine über eine Oberfläche verfahrbare elastische Andruckwalze (1) mit einer Andrückfläche zum elastischen Andrücken der Matrizenbahn (3) mit der das Negativ der zu erzeugenden Mikrostruktur umfassenden und gegebenenfalls aushärtbares Material tragenden Seite an die Substratoberfläche, - a movable across a surface elastic pressure roller (1) with the negative of the to-generating microstructure comprehensive and optionally carrying curable material having a pressing surface for elastically pressing the stencil sheet (3) side to the substrate surface,
– ein Mittel zum Einstellen und/oder Steuern und/oder Regeln der Elastizität der Andruckwalze (1) und/oder der auf die Matrizenbahn (3) wirkenden Andruckfläche der Andruckwalze (1), - a means for adjusting and / or controlling and / or regulating the elasticity of the pressure roller (1) and / or to the stencil sheet (3) acting pressure surface of the pressure roller (1),
wobei in which
Andruckwalze (1) und Matrizenbahn (3) so angeordnet sind, dass beim Verfahren der Walze über die Oberfläche die Matrizenbahn (3), gegebenenfalls mit dem darauf aufgetragenen aushärtbaren Material, in einer rollenden Bewegung zwischen Walze und Oberfläche gelangt, so dass das Negativ auf der Matrizenbahn (3) der Substratoberfläche zugewandt ist. Pressure roller (1) and the stencil sheet (3) are arranged so that the stencil sheet (3), optionally passes the process of the roller over the surface with the applied thereto curable material in a rolling motion between the roller and surface, such that the negative to the stencil sheet (3) facing the substrate surface.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche, Systeme zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche, Verfahren zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche, einen Gegenstand umfassend eine Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer mehrfach gekrümmten Substratoberfläche sowie die Verwendung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges oder eines erfindungsgemäßen Systems zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche. The present invention relates to a tool for providing a layer having a microstructured outer surface on a substrate surface, systems for producing a layer with a microstructured outer surface on a substrate surface, method of producing a layer having a microstructured outer surface on a substrate surface, an article comprising a layer having a microstructured outer surface a multi-curved substrate surface as well as the use of a tool according to the invention or a system according to the invention for producing a layer with a microstructured outer surface on a substrate surface. Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den beigefügten Zeichnungen und den Patentansprüchen. Further aspects of the present invention will become apparent from the following description, the accompanying drawings and the claims.
  • Die vorliegende Erfindung steht im engen Zusammenhang mit dem Inhalt der eigenen Veröffentlichungen WO 2005/030472 A1 sowie The present invention is closely related to the content of their own publications WO 2005/030472 A1 and DE 103 46 124 A1 DE 103 46 124 A1 bzw. or. DE 103 46 124 B4 DE 103 46 124 B4 , deren vollständiger Inhalt im Wege der Verweisung Bestandteil des vorliegenden Textes ist. , The entire contents by way of reference is part of the present text.
  • Mikrostrukturierte Oberflächen werden in zunehmendem Maße für spezielle Funktionen benötigt. Microstructured surfaces are required increasingly used for special functions. Beispielhaft zu nennen sind hier Oberflächen mit der Lotusblattstruktur oder strömungsbegünstigende Oberflächen. Notable examples are surfaces of the lotus leaf structure or flow-promotion surfaces here. Produkte, die mit strömungsbegünstigten, sogenannten „Riblet"-Oberflächen hinsichtlich Geschwindigkeit und Energieverbrauch optimiert werden können, sind grundsätzlich Objekte, die einerseits selbst bewegt werden, wie beispielsweise Flugzeuge, Schienenfahrzeuge, Automobile, Schiffe oder auch Rotorblätter von Windkraftanlagen und andererseits Objekte, um die herum oder durch die eine Bewegung stattfinden soll, wie z. B. Architekturbauwerke (z. B. Fassadenbauelemente) oder Pipelines. Zusätzlich dienen mikrostrukturierte Oberflächen dazu, Verschmutzungen oder Bewuchs (insbesondere bei Schiffen) zu vermindern. Products that can be optimized with flow-favored, so called "Riblet" surfaces in speed and power consumption are fundamentally objects that are on the one hand moves itself, such as airplanes, trains, automobiles, ships or rotor blades of wind turbines and also objects to the to around or through the place to move, such. as architectural structures (z. B. facade elements) or pipelines. Additionally, microstructured surfaces are used, contamination or fouling (in particular with ships) to decrease.
  • Derartige Oberflächenstrukturen werden häufig durch Extrusions- oder Prägeverfahren als Folien erzeugt, die anschließend auf das jeweilige Werkstück geklebt werden. Such surface structures are often produced by extrusion or embossing method as films, which are then glued onto the respective workpiece. Dieses Verfahren hat folgende Nachteile: This method has the following disadvantages:
    • – Die Klebung einer Folie auf doppelt gekrümmten Flächen (zB auf Flugzeugtragflächen oder Rotoren für Windkraftanlagen) ist schwierig bis unmöglich. - The adhesion of a film to double-curved surfaces (for example on aircraft wings or rotors for wind turbines) is difficult to impossible.
    • – Die Klebung kann sich im Betrieb ablösen. - The bond may come off during operation.
    • – Eine Folie bringt zusätzliches Gewicht auf das Werkstück. - A film brings additional weight on the workpiece. Dies wirkt der beabsichtigten Energieeinsparung beispielsweise im Falle von strömungsbegünstigten Oberflächen an Fahrzeugen entgegen. This counteracts the intended energy saving, for example in the case of flow-favored surfaces of vehicles.
    • – Zusätzlich verbraucht eine Folie auch Volumen, was im Falle von Pipelines zu einem verringerten Innenvolumen oder dem Bedarf an einem vergrößerten Außenvolumen führt. - In addition, a film also consumes volume, which in the case of pipelines resulting in a reduced internal volume, or the need for an enlarged outer volume.
  • Zur Strukturierung von Folien sind Prägeverfahren bekannt, die Folien oder folienartige Materialien in stationären Maschinen prägen. For patterning films are stamping process known characterize the films or film-like materials in stationary machines. So offenbaren Reiner Mehnert, A. Sobottka und Ch. Elsner in „Microstructured Polyacrylate Surfaces Generated by UV&EP Curing", Proc. RadTech Europe, 08.–10., Basel (2001) 603–608 eine Vorrichtung, bei der eine Folie über eine Walze geführt wird, deren Oberfläche als Matrize ausgebildet ist. Gleichzeitig mit dem Abdruck der Matrize in die Folie wird die (zukünftige) Oberfläche der Folie durch Durchstrahlen der Folie mit Elektronen oder UV-Strahlung ausgehärtet. To reveal Reiner Mehnert, A. Sobottka and Ch. Elsner in "Micro Structured polyacrylates Surfaces Generated by UV & EP Curing", Proc. RadTech Europe 08-10., Basel (2001) 603-608, a device in which a film over a roll is guided, the surface of which is formed as a template. Simultaneously with the impression of the die in the film, the (future) surface of the film is cured by irradiating the film with electron or UV radiation.
  • Eine ähnliche Vorrichtung wird auch in der A similar device is also described in DE 196 13 383 C1 DE 196 13 383 C1 offenbart, in der eine Gelatinefolienbahn zwischen zwei Walzen hindurchgeführt wird, wobei eine von den Walzen an ihrer Oberfläche eine Matrize umfasst. disclosed in which a gelatin film web is passed between two rollers, one covered by the rollers on their surface a template.
  • Die The EP 0 205 289 A1 EP 0205289 A1 offenbart ein Verfahren, in dem ebenfalls über eine Walze eine Mikrostruktur auf einer Folie angebracht wird. discloses a method in which also a micro structure is mounted on a slide via a roller.
  • Den drei genannten Verfahren bzw. Vorrichtungen ist gemein, dass das Material, dessen Oberfläche mikrostrukturiert werden soll, eine flexible Folie ist, die über die Andruckwalze geführt werden kann. Procedure referred to the three or devices have in common that the material whose surface is to be microstructured, a flexible film which can be guided over the platen roller. Keines dieser Dokumente zeigt eine Möglichkeit auf, mittels derer man mit einer Walze eine Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche, z. None of these documents shows one possibility by means of which one with a roller, a layer having a microstructured outer surface on a substrate surface, eg. B. der Oberfläche eines unflexiblen, starren Gegenstandes wie beispielsweise eines Fahrzeugbauteiles aufbringen kann. As the surface of a non-flexible, rigid object such as a vehicle part can muster. Insbesondere liefern die erwähnten Vorrichtungen oder Verfahren keinen Hinweis darauf, wie man oder dass man insoweit auf eine Folie verzichten könnte. In particular, the aforementioned devices or methods do not indicate how to, or that could be so far without a film.
  • Um keine Folie verwenden zu müssen, wäre es im Grunde günstig, einen Lack, der zB auf Fahrzeugoberflächen aufgebracht wird, direkt zu strukturieren. To avoid having to use any film, it would be beneficial basically, directly to structure a lacquer which, for example, is applied to vehicle surfaces. Eine Prägung eines noch nicht ausgehärteten Lackes durch einen kurzzeitigen Kontakt mit einem Prägewerkzeug ist aber nicht in einer für bestimmte Anwendungen (zB für eine strömungsgünstige Oberfläche) ausreichenden Qualität ohne weiteres möglich, da herkömmliche Nasslacke kein Zeitfenster bieten, innerhalb dessen der Lack noch verformbar ist und andererseits nach dem Kontakt mit dem Prägewerkzeug nicht mehr verfließt. However, embossing of a not yet hardened coating material by a brief contact with an embossing tool is not in a for certain applications (for example, a streamlined surface) of sufficient quality readily possible because conventional wet coatings offer no time window within which the paint is still deformable and on the other hand no longer elapses after the contact with the embossing tool. Darüber hinaus ist der Lack im nichtausgehärteten Zustand extrem klebrig und bleibt beim Abnehmen des Prägewerkzeugs daran kleben, auch wenn die Oberflächenenergie des Prägewerkzeugs extrem niedrig ist (zB kleiner als 25 mN/m). Moreover, the paint in the uncured state is extremely sticky and sticks to it, even when the surface energy of the stamping tool (eg less than 25 mN / m) is extremely low when removing the embossing tool.
  • Verfahren zur Nano- und Mikrostrukturierung von Lacken sind bekannt, zB um Hologramme in der Lackschicht zu erzeugen. A process for the nano- and micro-structuring of coatings are known, eg to generate holograms in the lacquer layer. So offenbart beispielsweise die WO 00/30869 A1 Verfahren zur dekorativen Gestaltung einer lackierten Substratoberfläche, bei dem ein durch UV-Strahlung vernetzbarer Lack durch eine Matrize hindurch mittels UV-Strahlung ausgehärtet wird. For example, the WO 00/30869 A1 discloses methods for the decorative design of a painted substrate surface, in which a cross-linkable by UV radiation varnish is cured through a die by means of UV radiation.
  • Auch in der bereits erwähnten Also in the aforementioned DE 196 13 383 C1 DE 196 13 383 C1 ist eine durchstrahlbare Matrize offenbart; discloses a penetrable template; die Aushärtung der mikrostrukturierbaren Oberfläche erfolgt in diesem Fall mittels UV-Strahlung durch die Matrize hindurch; the curing of the microstructured surface is in this case by means of UV radiation through the template therethrough; das offenbarte Verfahren ist jedoch nicht für größere Substratoberflächen geeignet. However, the disclosed method is not suitable for larger substrate surfaces.
  • Weiterer Stand der Technik ist in den folgenden Dokumenten offenbart: Further prior art is disclosed in the following documents: DE 299 23 870 U1 DE 299 23 870 U1 ; ; DE 101 08 469 A1 DE 101 08 469 A1 ; ; US 2002/098257 A1; US 2002/098257 A1; DE 102 03 250 C1 DE 102 03 250 C1 ; ; EP 1 003 078 A2 EP 1003078 A2 ; ; EP 1 366 888 A1 EP 1366888 A1 , . JP 03203623 A JP 03203623 A (entspricht Patent Abstracts of Japan Band 015, Nr. 473 (M-1185), 29. November 1991); (Corresponding Patent Abstracts of Japan Volume 015, No. 473 (M-1185), November 29, 1,991th); DE 42 07 210 A1 DE 42 07 210 A1 . ,
  • Wie erwähnt steht die vorliegende Erfindung jedoch in besonders engem Zusammenhang mit den Veröffentlichungen WO 2005/030472 A1 sowie As mentioned, however, the present invention is particularly closely related to the publications WO 2005/030472 A1 and DE 103 46 124 A1 DE 103 46 124 A1 bzw. or. DE 103 46 124 B4 DE 103 46 124 B4 . , Die besagten Dokumente offenbaren bereits Werkzeuge und Verfahren der eingangs genannten Art. Die offenbarten Werkzeuge und Verfahren erwiesen sich jedoch in der Praxis als noch nicht optimal ausgestaltet, und es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bereits aus, den besagten Dokumenten bekannten Verfahren und Werkzeuge weiter zu optimieren. The said documents already reveal the type mentioned tools and methods. However, the disclosed tools and methods proved in practice to be not optimally designed, and therefore it was the object of the present invention, which already made known the said documents procedures and tools to optimize on.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß einem primären Aspekt gelöst durch ein Werkzeug zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche mit den Merkmalen des Anspruches 1. According to the invention this object is in accordance with a primary aspect of the invention by a tool for providing a layer having a microstructured outer surface on a substrate surface comprising the features of claim 1.
  • Besonders bevorzugt ist dabei ein erfindungsgemäßes Werkzeug, wobei (i) im Betriebszustand zumindest auf einem Abschnitt der Bahnseite der elastischen Matrize, welche das Negativ der zu erzeugenden Grundstruktur trägt, das aushärtbare Material aufgetragen ist und (ii) die Andruckwalze so eingerichtet ist, dass sie die Matrizenbahn mit der das Negativ der zu erzeugenden Grundstruktur umfassenden und das aushärtbare Material tragenden Seite an die Substratobenfläche elastisch andrücken kann. Particularly preferred is an inventive tool, wherein (i) the pressure roller is so arranged in the operating condition at least a portion of the web side of the elastic mold carrying the negative of the to be formed basic structure, the curable material is applied and (ii) that they the stencil sheet with the negative of the structure to be produced reason complete and the curable material-carrying side can press elastically on the substrate top surface. Bei einer solchen bevorzugten Ausgestaltung sind Andruckwalze und Matrizenbahn so angeordnet, dass beim Verfahren der Walze über die Oberfläche die Matrizenbahn mit dem darauf aufgetragenen aushärtbaren Material in einer rollenden Bewegung zwischen Walze und Oberfläche gelangt, so dass das Negativ auf der Matrizenbahn der Substratoberfläche zugewandt ist. In such a preferred embodiment platen roller and the stencil sheet are arranged so that the stencil sheet passes the process of the roller over the surface with the applied thereto curable material in a rolling motion between the roller and surface, such that the negative faces on the stencil sheet of the substrate surface.
  • Ein solches Werkzeug ist im oben genannten Stand der Technik nicht offenbart. Such a tool is not disclosed in the aforementioned prior art.
  • Das erfindungsgemäße Werkzeug, insbesondere in seiner bereits erläuterten bevorzugten Ausgestaltung ist besonders gut geeignet, eine Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf eine Substratoberfläche aufzubringen. The tool according to the invention, especially in its preferred embodiment already described is particularly suitable to apply a layer with a microstructured outer surface on a substrate surface. Bei der Substratoberfläche kann es sich insbesondere um die Oberfläche unflexibler Werkstoffe handeln und die Substratoberfläche kann auch sehr großflächig sein. At the substrate surface can in particular be the surface inflexible materials and the substrate surface can also be very large area.
  • Insbesondere geeignet ist das erfindungsgemäße Werkzeug (insbesondere in seiner bevorzugten Ausgestaltung) zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche, wobei das Substrat ein Bestandteil eines Schiffes, eines Unterseebootes, eines Flugzeuges, eines Landfahrzeuges (z. B. Automobil oder Schienenfahrzeug), eines Rotorblattes, einer Pipeline oder eines Architekturbauwerkes (z. B. eines Fassadenbauelementes) ist. Particularly suitable is the tool according to the invention (especially in its preferred embodiment) to produce a layer having a microstructured outer surface on a substrate surface, wherein the substrate is a component of a ship, a submarine, an aircraft, a land vehicle (eg. As automotive or rail vehicle), is a rotor blade, a pipeline or architecture Bauwerkes (z. B. a facade component).
  • Dabei ist unter „Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche" die Erzeugung einer Schicht mit einer Oberflächentopographie zu verstehen, die eine Struktur mit Amplitudenmaxima umfasst, die voneinander einen Abstand im Bereich von 10 nm bis < 1 mm, bevorzugt 60 μm bis 200 μm besitzen. Thereby forming a layer having a surface topography is in "production of a layer with a microstructured outer surface" means that comprises a structure with amplitude maxima separated from each other a distance in the range of 10 nm to <1 mm, preferably have 60 microns to 200 microns.
  • Die genannte Topographie wird dabei durch Formen, insbesondere Prägen des aushärtbaren Materials mittels der das Negativ der zu erzeugenden Mikrostruktur tragenden Matrizenbahn und nachfolgendes Aushärten des aushärtbaren Materials erzeugt. The topography said is generated by molding, in particular embossing the curable material by means of the negative of the to be produced microstructure bearing stencil sheet and subsequently curing the curable material.
  • Unter einer „über eine Oberfläche verfahrbaren Andruckwalze" ist eine Andruckwalze zu verstehen, deren Schwerpunkt eine Bewegung auf einer (Substrat-)Oberfläche durchzuführen vermag. Dementsprechend ist unter einem „Verfahren" der Walze über eine Oberfläche das Bewegen des Schwerpunktes dieser Walze entlang der genannten Oberfläche zu verstehen, wobei sich die Walze rollend bewegt. A "over a surface movable pressure roller" is meant a pressure roller, can perform a movement on a (substrate) surface whose center of gravity. Accordingly, a "method" of the roller over a surface of moving the center of gravity of the roll along said to understand surface, wherein the roller moves rollingly. Die Walze selbst hat dabei aber keinen Kontakt mit der Subtratoberfläche, da beim Verfahren der Walze die Matrizenbahn, vorzugsweise mit dem darauf aufgetragenen aushärtbaren Material, in einer rollenden Bewegung zwischen Walze und Oberfläche gelangt, so dass das Negativ auf der Matrizenbahn der Substratoberfläche zugewandt ist und sich vorzugsweise (im Betriebszustand) zwischen Matrizenbahn und der Substratoberfläche das aushärtbare Material befindet. but the roller itself thus has no contact with the Subtratoberfläche because enters the process of the roll, the stencil sheet, preferably with the thereon coated hardenable material in a rolling motion between the roller and surface, such that the negative faces on the stencil sheet of the substrate surface and preferably is (in operation) between the stencil and the substrate surface, the curable material.
  • Unter „Aushärten" ist im Rahmen dieses Textes ein wenigstens teilweises Aushärten zu verstehen. Vorzugsweise wird erfindungsgemäß zumindest so weit ausgehärtet, dass eine Mikrostruktur auf der Außenfläche eines (zuvor „aushärtbaren") Materials so fixiert (stabilisiert) wird, dass sie in Abwesenheit mechanischer Einflüsse bei 25 °C ihre Form behält, dh insbesondere nicht verfließt. By "curing" is meant an at least partially curing in this text. Preferably according to the invention is at least cured to such an extent that a microstructure on the outer surface of a (previously "curable") material so fixed (stabilized) is that they are mechanical in the absence influences at 25 ° C retains its form, ie in particular does not flow.
  • Die in einem erfindungsgemäßen Werkzeug vorhandene Bahn der elastischen Matrize (auch „Matrizenbahn" genannt) ist dabei nicht fest mit der Andruckwalze des erfindungsgemäßen Werkzeuges verbunden, sondern ist vorzugsweise von dieser zerstörungsfei abnehmbar; sie kann aber stramm auf diese aufgezogen sein. The present invention in a tool path of the elastic mold (also referred to as "stencil sheet") is not fixed to the pressure roller of the tool according to the invention, but is preferably of this zerstörungsfei removable, but they may be tightly mounted thereto.
  • Ausgehend von einem Werkzeug, wie es in den Veröffentlichungen WO 2005/030472 A1 sowie Starting from a tool as in the publications WO 2005/030472 A1 and DE 103 46 124 A1 DE 103 46 124 A1 bzw. or. DE 103 46 124 B4 DE 103 46 124 B4 offenbart ist, haben sich einige Ausgestaltungen als besonders vorteilhaft erwiesen. disclosed, some embodiments have proven particularly advantageous. Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausgestaltungen textlich nacheinander dargestellt. Below particularly preferred embodiments are represented textually in succession. Dabei ist jedoch zu beachten, dass eine Kombination bevorzugter Ausgestaltungen zu besonders bevorzugten Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Werkzeuges führt. However, it should be noted that a combination of preferred embodiments leads to particularly preferred embodiments of a tool according to the invention. Dies gilt insbesondere für die Kombinationen, welche sich aus den beigefügten Zeichnungen und den Patentansprüchen ergeben. This is especially true for the combinations, which are apparent from the accompanying drawings and the claims. Ganz besonders bevorzugte Kombinationen von Ausgestaltungen werden in der nachfolgenden Beschreibung explizit angegeben. Especially preferred combinations of embodiments are explicitly specified in the description below.
  • 1. Elastizität der Andruckwalze; 1. Elasticity of the platen roller; Einstellen der Andruckkräfte; Adjusting the pressing forces; weitere Eigenschaften der Andruckwalze other properties of the pressure roller
  • In eigenen Untersuchungen hat sich gezeigt, dass insbesondere zur Erzeugung einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer (mehrfach) gekrümmten Substratoberfläche die Anforderungen an das erfindungsgemäße Werkzeug sehr hoch sind, insbesondere wenn die zu erzeugende Mikrostruktur nur sehr geringe Abweichungen von der Sollform aufweisen soll. In our own investigations has shown that the requirements for the inventive tool are very high in particular to produce a layer having a microstructured outer surface on a (multiple) curved substrate surface, particularly when the to-generating microstructure should have only very small deviations from the desired shape.
  • Erfindungsgemäße Werkzeuge umfassen deshalb Mittel zum Einstellen und/oder Steuern und/oder Regeln der beim elastischen Andrücken der Matrizenbahn mit der das Negativ der zu erzeugenden Mikrostruktur umfassenden und vorzugsweise bereits das aushärtbare Material tragenden Seite auf eine Substratoberfläche wirkenden Andruckkräfte. Therefore, tools of the invention comprise means for adjusting and / or controlling and / or regulation of the the negative of the to-generating microstructure comprising, preferably already bearing the curable material side acting on a substrate surface when the elastic pressing the stencil pressing forces. Derartige Mittel bestehen in einem einfachen Falle lediglich aus einer federnden Lagerung für die Andruckwalze, wobei die Federkraft der Lagerung eingestellt, gesteuert bzw. geregelt werden kann, die Mittel können jedoch alternativ auf beliebige andere Weise gestaltet sein, sofern sie das Einstellen, Steuern bzw. Regeln der Andruckkräfte gestatten. Such means consist in a simple case only of a resilient mounting for the pressure roller, wherein the spring force storage set, controlled or can be regulated, however, the means may be alternatively configured in any other manner, provided that they adjusting, controlling or permit rules of pressure forces. ZB kann das Werkzeug insgesamt mittels eines Roboters an die Substratoberfläche angedrückt und über diese verfahren werden, wobei insbesondere die Andruckkräfte über die Robotersteuerung präzise eingestellt werden können. For example, the tool can be pressed by means of a total of the robot to the substrate surface and moved over this, in particular the pressure forces on the robot controller can be precisely adjusted.
  • Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung, dass die Andruckwalze eines erfindungsgemäßen Werkzeuges elastisch ist. Particularly advantageous is the embodiment that the pressure roller of a tool according to the invention is elastic. Insbesondere in Kombination mit den vorzugsweise vorhandenen Mitteln zum Einstellen und/oder Steuern und/oder Regeln der beim elastischen Andrücken wirkenden Andruckkräfte ist es bei Einsatz einer elastischen Andruckwalze – in Kombination mit der erfindungsgemäß vorhandenen elastischen Matrizenbahn – besonders gut möglich, eine Mikrostruktur mit besonders geringer Abweichung von der Sollform zu erreichen. In particular in combination with the preferably provided means for adjusting and / or controlling and / or regulating the force acting at the elastic pressing pressure forces it is when using an elastic pressure roller - in combination with the present invention existing elastic stencil - particularly well possible to obtain a microstructure having a particularly low to achieve deviation from the desired shape.
  • Bevorzugt, insbesondere im Zusammenhang mit dem in diesem Text beschriebenen Matrizenmaterial, ist ein (Oberflächen-)Material für die Andruckwalzen, dessen Shore A-Härte im Bereich von 20–60 liegt. Preferred, particularly in connection with the matrix material described in this text, a (surface) is the material for the nip rollers whose Shore A hardness in the range of 20-60. Insbesondere in Fällen, in denen die Andruckwalze nicht gasgefüllt ist (zu gasgefüllten Andruckwalzen siehe sogleich), hat es sich in eigenen Untersuchungen als vorteilhaft erwiesen, als Material für die Andruckwalze einen Polyurethanschaum zu wählen, dessen Shore A-Härte in dem oben angegebenen Bereich liegt. Especially in cases where the pressure roller is not filled with gas (to gas-filled pressure rollers see at once), it has proven in our own investigations as advantageous to select as the material for the pressure roller a polyurethane foam, the Shore A hardness in the range indicated above ,
  • In eigenen Untersuchungen haben sich insbesondere Andruckwalzen (insbesondere solche aus Polyurethanschaum) bewährt, deren Weichheit bzw. Elastizität sich wie folgt beschreiben lässt: In our own studies, in particular, pressure rollers have proven (those made of polyurethane foam in particular) whose softness and elasticity can be described as follows:
    Eindruckhärte (bestimmt gemäß DIN EN ISO 2439): Indentation hardness (determined according to DIN EN ISO 2439):
    25 % 25% 155–205 N/322 cm 2 155-205 N / 322 cm 2
    40 % 40% 175–255 N/322 cm 2 175-255 N / 322 cm 2
    75 % 75% 330–450 N/322 cm 2 330-450 N / 322 cm 2
    Stauchhärte compressive strength
    (bestimmt gemäß DIN EN ISO 3386-1): (Determined according to DIN EN ISO 3386-1): 4,0–6,0 Kpa (bei 40 %) 4.0-6.0 kPa (at 40%)
    Druckverformungstest Compression test
    (bestimmt gemäß DIN EN ISO 1856): (Determined in accordance with DIN EN ISO 1856): 3,5–4,5 % max. 3.5-4.5% max. (bei 75 %) (At 75%)
  • Der Durchmesser der in einem erfindungsgemäßen Werkzeug vorhandenen Andruckwalze liegt vorzugsweise im Bereich von 10–50 cm, wobei ein Durchmesser im Bereich von 10–20 cm wiederum bevorzugt ist. The diameter of the present invention in a tool pressure roller is preferably in the range of 10-50 cm, with a diameter in the range of 10-20 cm again being preferred. Die Andruckwalze besitzt vorzugsweise eine Länge im Bereich von 20–200 cm, abhängig vom jeweiligen Einsatzzweck. The pressing roller preferably has a length in the range from 20-200 cm, depending on the application.
  • Vorzugsweise ist eine (elastische) Andruckwalze eines erfindungsgemäßen Werkzeuges (z. B. nach Art eines pneumatischen Reifens) gasgefüllt und (a) ihre auf die Matrizenbahn wirkende Außenfläche und/oder (b) ihre Elastizität sind durch die Mittel zum Einstellen und/oder Steuern und/oder Regeln der beim elastischen Andrücken lokal wirkenden Andruckkräfte veränderbar. Preferably is a (elastic) pressure roller of a tool according to the invention filled with gas (eg. As in the manner of a pneumatic tire), and (a) their acting on the stencil outer surface and / or (b) are its elasticity by the means for adjusting and / or controlling and / or controlling the locally acting pressing forces during the elastic pressing changeable. Insbesondere bevorzugt ist es in einem solchen Fall, wenn die Mittel zum Einstellen und/oder Steuern und/oder Regeln der beim elastischen Andrücken lokal wirkenden Andruckkräfte eine Einrichtung zum Einstellen, Steuern bzw. Regeln des Gasdrucks innerhalb der (pneumatischen) Andruckwalze umfassen. It is particularly preferred in such a case, if the means for adjusting and / or controlling and / or regulating the locally acting in elastically pressing contact forces include means for setting, controlling the gas pressure within the (pneumatic) pressure roller. Dem Fachmann ist klar, dass bei geringem Gasdruck innerhalb der Andruckwalze die auf die Matrizenbahn wirkende Andruckfläche (Auflagefläche) der Andruckwalze regelmäßig ebenfalls gering ist und bei hohem Gasdruck innerhalb der Andruckwalze auch die Andruckfläche (Auflagefläche) groß ist. The expert is clear that with low gas pressure inside the pressure roller acting on the stencil pressing surface (contact surface) of the platen roller is regularly low and also at high gas pressure inside the pressure roller and the contact surface (contact surface) is large. Dem Fachmann ist zudem klar, dass der Gasdruck innerhalb der Andruckwalze regelmäßig eine unmittelbare Auswirkung auf deren Elastizität besitzt. The expert is also clear that the gas pressure inside the pressure roller regularly has a direct effect on their elasticity. Werkzeuge mit einer Andruckwalze, deren auf die Matrizenbahn wirkende Andruckfläche in der Breite veränderbar ist, sind insbesondere bevorzugt, da sie es gestatten, eine Substratoberfläche mit einer Schicht (mit mikrostrukturierter Außenfläche) zu versehen, deren Breite variiert. Tools with a pressure roller whose pressing surface acting on the stencil sheet is variable in width, are particularly preferred because they make it possible to provide a substrate surface with a layer (having a microstructured outer surface) that varies in width.
  • Auf diese Weise kann auf bauliche Gegebenheiten der Substratoberfläche selbst Rücksicht genommen werden. In this manner, even consideration be made to structural conditions of the substrate surface.
  • Alternativ oder in Kombination mit den vorstehend erläuterten Ausgestaltungen ist ein erfindungsgemäßes Werkzeug vorzugsweise so gestaltet, dass die Andruckwalze quer zur Rollrichtung in zwei, drei oder mehr Segmente unterteilt ist, wobei die Segmente relativ zueinander beweglich sind, so dass sie in einem ersten Betriebszustand so zueinander angeordnet werden können, dass die Andruckfläche gemeinsam von sämtlichen Segmenten gebildet wird und in einem zweiten Betriebszustand so zueinander angeordnet werden können, dass ein, zwei oder mehr Segmente nicht zur Bildung der Andruckfläche beitragen. Alternatively or in combination with the above-described embodiments, an inventive tool preferably designed so that the pressure roll is divided transversely to the rolling direction in two, three or more segments, the segments being movable relative to one another so that they in a first operating state relative to each other can be arranged such that the contact surface is formed jointly by all segments and can thus in a second operating state to each other are arranged such that one, two or more segments do not contribute to the formation of the pressure surface.
  • Auch eine solche Ausgestaltung erlaubt eine besonders gute Rücksichtnahme auf die Gegebenheiten einer Substratoberfläche, welche mit einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auszurüsten ist. Also, such a configuration allows a particularly good consideration of the conditions of a substrate surface which is to be equipped with a layer having a microstructured outer surface.
  • 2. Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens des aushärtbaren Materials: 2. The device for accelerating the curing of the curable material:
  • Wie ähnlich bereits in den genannten Dokumenten WO 2005/030472 A1 How similar is already in the mentioned documents WO 2005/030472 A1 DE 103 46 124 A1 DE 103 46 124 A1 und and DE 103 46 124 B4 DE 103 46 124 B4 für das dort offenbarte Werkzeug ausgeführt, ist es generell vorteilhaft, wenn ein erfindungsgemäßes Werkzeug eine Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens des aushärtbaren Materials umfasst. carried out for the tool disclosed therein, it is generally advantageous if a tool according to the invention comprises a device for accelerating curing of the curable material. Dabei ist die Vorrichtung vorzugsweise so angeordnet, dass sie beim Verfahren der Andruckwalze über die Oberfläche deren Bewegung begleitet, vorzugsweise nachfolgt, und – vorzugsweise durch die Matrizenbahn hindurch – auf einen Teil der Oberfläche oder – vorzugsweise – des dort applizierten aushärtbaren Materials einwirkt. The apparatus is preferably arranged so that it accompanies the process of the pressure roller over the surface of the movement, preferably subsequent to, and - preferably by the stencil sheet through - acts of the applied curable material there - a part of the surface, or - preferably.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn die Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens eine Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung und/oder eine Heizeinrichtung zum Bestrahlen und/oder Beheizen des aushärtbaren Materials umfasst; It is particularly preferred when the device for accelerating the curing comprises a radiation source for electromagnetic radiation and / or heating means for irradiating and / or heating of the curable material is; das Vorhandensein einer Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung ist besonders bevorzugt. the presence of a radiation source for electromagnetic radiation is particularly preferred. Alternativ kann die Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Wechselmag netfeldes sein, z. Alternatively, the device for accelerating the curing can netfeldes be a means for generating a Wechselmag, z. B. um eine Induktionshärtung durch im aushärtbaren Material (insbesondere einem Lack) enthaltene spezielle Nanoferrite zu ermöglichen (cure on demand). As to enable induction hardening by the curable material (especially a paint) contained special nanoferrites (cure on demand). Weiter alternativ kann die Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens dazu eingerichtet sein, Luftsauerstoff vom aushärtbaren Material fernzuhalten (anaerobe Aushärtung). Further alternatively, the device may be configured to accelerate the curing to keep oxygen from the curable material (anaerobic curing). Weiter alternativ kann eine Elektronenstrahlquelle vorgesehen sein. Further alternatively, an electron beam source may be provided. Es versteht sich, dass die Vorrichtung beliebige Kombinationen der genannten Beschleunigungseinrichtungen umfassen kann, z. It is understood that the apparatus may include any combination of said acceleration means such. B. eine Strahlungsquelle in Kombination mit einer Heizeinrichtung oder eine Einrichtung zur Fernhaltung von Luftsauerstoff in Kombination mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Wechselmagnetfeldes. B. a radiation source in combination with a heating device or a device for remote maintenance of atmospheric oxygen in combination with means for generating an alternating magnetic field. Die Kombination von speziellen Vorrichtungen zum Beschleunigen des Aushärtens wird dabei natürlich immer angepasst sein an die verfügbaren Aushärtungsmechanismen (Härtungsmöglichkeiten) des eingesetzten aushärtbaren Materials. The combination of special devices for accelerating the curing will be of course always adapted to the available precipitation hardening (curing options) of the curable material employed.
  • Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens dann so angebracht, dass das Aushärten des aushärtbaren Materials durch Durchstrahlen oder Erwärmen der Matrizenbahn erfolgt. Advantageously, the device for accelerating the curing is then attached so that the curing of the curable material is carried out by irradiating or heating the stencil.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Strahlungsquelle eine Lampe für IR-, NIR-, sichtbares oder UV-Licht ist, denn solche Härtungseinrichtungen sind zur Beschleunigung des Aushärtens einer Vielzahl aushärtbarer Materialien (insbesondere Lacke und andere Kunststoffe) besonders geeignet. It is particularly advantageous if the radiation source is a lamp for IR, NIR, Visible or UV light, for such curing devices are for accelerating the curing of a wide variety of curable materials (especially varnishes and other plastics) is particularly suitable. Ganz besonders bevorzugt ist der Einsatz einer UV-Lichtquelle (UV-Lampe), da besonders viele UV-aushärtbare Lacke zur Verfügung stehen und eine Bestrahlung mit UV-Licht gut handhabbar ist. Very particularly preferred is the use of a UV light source (UV lamp), because very many UV curable coatings are available, and irradiation with UV light is easy to handle.
  • Handelt es sich bei der Strahlungsquelle um eine Quelle für IR-, NIR-, sichtbares oder UV-Licht so wird die Matrizenbahn vorzugsweise so ausgewählt, dass sie für zumindest einen Teil des von der Lampe ausgestrahlten Lichts durchlässig ist, wobei die Matrizenbahn vorzugsweise eine Transmission von zumindest 60% bei der Wellenlänge besitzt, bei der das von der Strahlungsquelle abgestrahlte Licht sein Emissionsmaximum besitzt. If it is at the radiation source is a source of IR, NIR, Visible or UV light as the stencil sheet is preferably selected to be a part of the light radiated by the lamp is transparent to at least, wherein the stencil sheet is preferably a transmission has at least 60% at the wavelength at which the light radiated from the light radiation source has its emission maximum.
  • Aus dem Vorgesagten ergibt sich, dass folgende Kombination von Ausgestaltungsmerkmalen eines erfindungsgemäßen Werkzeuges besonders vorteilhaft ist: From the foregoing, it follows that the following combination of structural characteristics of a tool according to the invention is particularly advantageous:
    • i) Die Bahn der elastischen Matrize trägt im Betriebszustand aushärtbares Material auf ihrer das Negativ der zu erzeugenden Mikrostruktur aufweisenden Bahnseite; i) The path of the elastic die bears in the operating state settable material on its the negative of the microstructure bearing to be generated web page;
    • ii) Andruckwalze und Matrizenbahn sind so angeordnet, dass beim Verfahren der Walze über die Oberfläche die Matrizenbahn zusammen mit dem aufgetragenen aushärtbaren Material in einer rollenden Bewegung zwischen Walze und Oberfläche gelangt, so dass das Negativ auf der Matrizenbahn der Substratoberfläche zugewandt ist und sich zwischen Matrizenbahn und Substratoberfläche das aushärtbare Material befindet; ii) pressure roller and the stencil sheet are arranged so that the stencil sheet passes in the method of the roller over the surface together with the applied curable material in a rolling motion between the roller and surface, such that the negative faces on the stencil sheet of the substrate surface and between stencil and the substrate surface is the curable material;
    • iii) Es ist eine Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens des aushärtbaren Materials vorgesehen, die so angeordnet ist, dass sie beim Verfahren der Andruckwalze über die Oberfläche deren Bewegung nachfolgt und durch die Matrizenbahn hindurch auf das auf die Oberfläche applizierte aushärtbare Material einwirkt (die Andruckwalze hat sich dann bereits etwas weiter in Fahrrichtung vorwärts bewegt); iii) It is a device for accelerating curing of the curable material is provided which is arranged so that it follows the process of the pressure roller over the surface of the movement thereof and acts through the stencil and onto the applied to the surface of curable material (the pressure roller has then already moved a little further in the direction of travel forward);
    • iv) Die Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens umfasst eine Quelle für IR-, NIR-, sichtbares oder UV-Licht optional in Kombination mit einer der oben genannten weiteren Einrichtungen zum Beschleunigen des Aushärtens. iv) The apparatus for accelerating the curing comprises a source of IR, NIR, visible or ultraviolet light optionally in combination with any of the above additional means for accelerating the curing.
    • v) Die Matrizenbahn ist so ausgewählt, dass sie für zumindest einen Teil des von der Lampe ausgestrahlten Lichts durchlässig ist, wobei die Matrizenbahn vorzugsweise eine Transmission von zumindest 60% bei der Wellenlänge besitzt, bei der das von der Strahlungsquelle abgestrahlte Licht sein Emissionsmaximum besitzt. v) The stencil sheet is chosen so that it has a part of the light radiated by the lamp is transparent to at least, wherein the stencil sheet preferably has a transmittance of at least 60% at the wavelength at which the light emitted by the radiation source light has its emission maximum.
  • Ein derart ausgestaltetes erfindungsgemäßes Werkzeug ist in der Lage, ein aushärtbares Material zu prägen (durch das Negativ auf der Matrizenbahn), auf eine Substratoberfläche abzulegen, dort anzupressen (durch die Andruckwalze) und das applizierte aushärtbare Material durch Bestrahlung mit Licht (durch die lichtdurchlässige Matrizenbahn hindurch) und gegebenenfalls weitere Aushärtungsmechanismen auszuhärten. One such configuration inventive tool is able to emboss a curable material (through the negative on the stencil sheet) to deposit on a substrate surface to press there ((by the nip roller) and the applied curable material by irradiation with light through the light-permeable stencil therethrough) and optionally cure more curing mechanisms.
  • Selbstverständlich ist es auch bei der vorgenannten besonders bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs vorteilhaft, Mittel zum Einstellen und/oder Steuern und/oder Regeln der beim elastischen Andrücken wirkenden Andruckkräfte vorzusehen und/oder die Andruckwalze elastisch auszugestalten etc., vergleiche insoweit die Ausführungen unter 1. weiter oben. Of course, it is also in the aforementioned particularly preferred embodiment of a tool according to the invention advantageous to provide means for adjusting and / or controlling and / or regulating the force acting at the elastic pressing pressure forces and / or the pressure roller elastically to design etc., compare far as the embodiments with the first above.
  • Besonders vorteilhaft ist es, der Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens eines aushärtbaren Materials eine Kühleinrichtung zuzuordnen, um ein Überhitzen des erfindungsgemäßen Werkzeuges zu verhindern. It is particularly advantageous to assign a cooling device of the apparatus for accelerating the curing of a curable material, in order to prevent overheating of the tool according to the invention. Eine solche Kühleinrichtung umfasst gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ein Gebläse (einen Ventilator) zum Erzeugen eines Kühlluftstromes, der die Anlage der Matrizenbahn mit der das Negativ der zu erzeugenden Mikrostruktur umfassenden und vorteilhafterweise aushärtbares Material tragenden Seite einer Substratoberfläche (a) nicht beeinflusst oder (b) verstärkt. According to a particularly preferred embodiment of such a cooling means comprises a fan (a fan) for generating a cooling air flow, the installation of the stencil sheet with the negative of the to-generating microstructure comprehensive and advantageously curable material bearing side of a substrate surface (a) does not affect or (b ) strengthened. Vorzugsweise vermieden wird somit der Einsatz von Gebläsen, welche die Anlage der Matrizenbahn an eine Substratoberfläche schwächen, z. the use of fans, which weaken the contact of the stencil to a substrate surface, such is thus preferably avoided. B. indem sie einen Unterdruck oberhalb der Matrizenbahn verursachen, der diese (nebst darauf appliziertem aushärbaren Material) wieder von der Substratoberfläche ablösen könnte. As by causing a negative pressure above the stencil, which (along with applique thereon aushärbaren material) could peel off from the substrate surface, it again. Der Einsatz einer Wasserkühlung alternativ oder additiv zu einer Lufktühlung ist in manchen Fällen vorteilhaft. The use of water cooling to a Lufktühlung is alternatively or additionally advantageous in some cases.
  • Die Erfindung betrifft auch ein System zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche, umfassend The invention also relates to a system for creating a layer having a microstructured outer surface on a substrate surface, comprising
    • – ein erfindungsgemäßes Werkzeug und - an inventive tool and
    • – ein aushärfbares Material, welches mittels der Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärfens beschleunigt aushärfbar ist. - a aushärfbares material accelerated by means of the device for accelerating the Aushärfens is aushärfbar.
  • 3. Vorrichtung zur Aufbringung des aushärtbaren Materials auf die Matrizenbahn: 3. Device for applying the curable material on the stencil sheet:
  • In eigenen Untersuchungen hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn ein erfindungsgemäßes Werkzeug eine Vorrichtung zur Aufbringung des aushärtbaren Materials auf die Matrizenbahn umfasst. In our own investigations, it has been found that it is advantageous if a tool according to the invention comprises an apparatus for applying the curable material on the stencil sheet. Selbstverständlich wird diese Vorrichtung dann regelmäßig so angeordnet, dass das aushärtbare Material auf die Negativseite der Matrizenbahn aufgetragen wird, bevor es beim Verfahren der Andruckwalze zwischen die Matrizenbahn und die Andruckwalze gelangt. Of course, this device is then arranged regularly so that the curable material is applied to the negative side of the stencil sheet before it enters the process of the platen roller between the stencil sheet and the pressure roller.
  • Die Vorrichtung zur Aufbringung des aushärtbaren Materials auf die Matrizenbahn kann eine Dosierwalze umfassen, mittels derer im Revers- oder Gleichlaufverfahren aushärtbares Material auf die Matrizenoberfläche appliziert wird. The apparatus for applying the curable material on the stencil sheet may comprise a metering roll by means of which curable in the lapel or synchronization process material is applied to the die surface. Die Vorrichtung zur Aufringung des aushärtbaren Materials entspricht dann in ihrem Aufbau dem Aufbau einer Zweiwalzanlage für das Revers- bzw. Gleichlaufverfahren, wie es etwa beschrieben ist im Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart. The apparatus for Aufringung the curable material then corresponds in its structure to the structure of a two-roll system for the lapel or synchronous method such as is described in Rompp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart. Mittels eines entsprechend eingerichteten Systems, welches eine Dosierwalze umfasst, lassen sich Schichten mit einem gleichmäßigen Dickeprofil von bis zu 100 μm herstellen, wobei Verarbeitungsviskositäten bis zu 600 mPas verwendet werden können und eine 100 %ige Materialausbeute erreicht wird. By means of an appropriately configured system, which comprises a metering roll, layers can be produced with a uniform thickness profile of up to 100 microns, wherein processing viscosities up to 600 mPas can be used and a 100% yield of material is achieved. Mittels einer derartig ausgestalteten Vorrichtung zur Aufbringung des aushärtbaren Materials lassen sich auch hochthixotrope Lacke verarbeiten. By means of such a device designed for applying the curable material can also be processed highly thixotropic paints.
  • Alternativ kann eine Vorrichtung zur Aufbringung des aushärtbaren Materials auf die Matrizenbahn einen Rakel umfassen, welcher der Matrizenbahn zugeordnet ist. Alternatively, a device for applying the curable material may comprise a doctor blade on the stencil sheet, which is assigned to the stencil sheet. Mittels Vorrichtungen, die einen Rakel umfassen, lassen sich insbesondere lösungsmittelarme und -freie Materialien applizieren, wobei Verarbeitungsviskositäten von insbesondere bis zu 800 mPas bei Scherungen von 100 s –1 möglich sind. By means of devices that comprise a blade, can be particularly low-solvent and apply -free materials, processing viscosities of, in particular up to 800 mPas at shearing of 100 s -1 are possible.
  • Weiter alternativ kann die Vorrichtung zur Aufbringung des aushärtbaren Materials auf die Matrizenbahn eine Gießeinrichtung umfassen, welche der Matrizenbahn zugeordnet ist. Further alternatively, the apparatus for applying the curable material may comprise a stencil sheet on the casting device, which is associated with the stencil. Entsprechend eingerichtete Vorrichtungen zur Aufbringung des aushärtbaren Materials umfassen vorzugsweise einen Gießkopf, der einen Austrittsschlitz oder -spalt umfasst, dessen Spaltbreite mittels einer Schlitzregulierung eingestellt werden kann. Accordingly equipped devices for applying the curable material preferably comprises a pouring head, which includes an exit slit or gap, the gap width can be adjusted by means of a slot adjustment. Bei Einsatz einer Gießeinrichtung lassen sich die Dicken des aushärtbaren Materials (insbesondere Lackschichtdicken) über die Viskosität des aushärtbaren Materials, die Spaltbreite im Gießkopf (welche über die Schlitzregulierung einstellbar ist) und die Vorschubgeschwindigkeit der Matrizenbahn einstellen. When using a casting device, the thicknesses of the curable material can be (in particular, coating thickness) over the viscosity of the hardenable material, the gap width in the casting head (which is adjustable via the adjustment slot) and adjust the feed rate of the stencil sheet. Die Viskosität des aushärtbaren Materials kann hierbei sehr hoch gewählt werden (der Einsatz hochviskoser bzw. pastenförmiger Materialien ist möglich). The viscosity of the curable material may in this case be very high (the use of highly viscous or paste-like materials is possible).
  • Weiter alternativ kann die Vorrichtung zur Aufbringung des aushärtbaren Materials auf die Matrizenbahn eine Sprüheinrichtung umfassen, wie sie zur Durchführung von Sprühverfahren eingesetzt werden kann. Further alternatively, the apparatus for applying the curable material may comprise a spraying device to the stencil sheet, as it may be used to carry out spraying. Eine derartige Sprüheinrichtung umfasst üblicherweise Sprühköpfe, welche der Matrizenbahn zugeordnet sind. Such a spraying device typically comprises spray heads which are associated with the stencil. Zur Applikation von ein- oder zweikomponentigen Nasslacken können hydraulische oder pneumatische Düsen eingesetzt werden. For application of one or two component liquid coatings hydraulic or pneumatic nozzle may be used. Zur Applikation von Zweikomponenten-Lacksystemen werden vorzugsweise Düsen eingesetzt, welche eine Innenmischung oder eine Außenmischung ermöglichen. For application of two-component coating systems are preferably used nozzles which enable internal mixing or external mixing.
  • Weiter alternativ umfasst die Vorrichtung zur Aufbringung des aushärtbaren Materials ein Mittel zur Pulverlackierung von Oberflächen, welches insbesondere nach dem Prinzip der Tribo- oder Corona-Aufladung funktioniert. Further alternatively, the apparatus for applying the curable material comprises a means for powder coating of surfaces, which operates in particular according to the principle of tribo or corona charging.
  • Es versteht sich, dass das Vorhandensein einer Vorrichtung zur Aufbringung des aushärtbaren Materials auf die Matrizenbahn vorzugsweise kombiniert ist mit den bevorzugten Ausgestaltungen, wie sie oben unter 1. und 2. erläutert sind. It is understood that the presence of a device for applying the curable material is preferably combined to the stencil sheet with the preferred embodiments, as explained above under 1 and 2.
  • 4. Anordnung von weiteren Walzen und Rollen: 4. The arrangement of further rolls and rollers:
  • Vorzugsweise besitzt ein erfindungsgemäßes Werkzeug nicht nur eine Andruckwalze, sondern zusätzlich eine Walze (Abnehmerwalze), die so eingerichtet ist, dass sie beim Verfahren des Werkzeuges über die Oberfläche die Matrizenbahn wieder abnimmt. Preferably, an inventive tool has not only a pressure roller, but also a roller (pickup roller) which is arranged such that it decreases in the process of the tool over the surface of the stencil again.
  • Wesentliche Vorteile eines solchen bevorzugten erfindungsgemäßen Werkzeugs sind, dass die durch die Rundung der Abnehmerwalze auftretenden Scherkräfte ein Ablösen der Matrize von der mikrostrukturierbaren Oberfläche unterstützen und dass in der Regel kein separater Abnahmevorgang für die Matrize mehr notwendig ist. Major advantages of such a preferred tool of the invention is that the shear forces occurring due to the rounding of the doffer support a loosening of the matrix of the microstructured surface and that, in general, no separate removal operation for the die is necessary.
  • Bei einer derartigen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges muss die Matrizenbahn somit nicht manuell oder auf andere Weise wieder von der Substratoberfläche entfernt werden, sondern das erfindungsgemäße Werkzeug übernimmt auch diese Aufgabe. In such an embodiment of a tool according to the invention, the stencil sheet thus need not be removed manually or in another way again from the substrate surface, but the inventive tool also performs this task. Es versteht sich, dass das System aus Werkzeug und aushärtbarem Material in diesem Falle vorzugsweise so eingestellt ist, dass lediglich die Matrizenbahn wieder von der Substratoberfläche abgenommen wird, nicht jedoch das aushärtbare bzw. bereits ausgehärtete Material selbst, welches ja als Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf der Substratoberfläche verbleiben soll; It is understood that the system of tool and curable material is preferably set in this case so that only the stencil is removed again from the substrate surface, but not the curable or already cured material itself, which of course as a layer having a microstructured outer surface the substrate surface is to remain; vergleiche hierzu die Anmerkungen zum Haftverhalten weiter unten. cf. the comments on the adhesion behavior below.
  • In besonders bevorzugten Ausgestaltungen, die im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen noch näher erläutert werden, sind neben den beiden bereits erläuterten Walzen noch weitere Walzen oder Rollen vorhanden, die insbesondere die Funktion von Umlenkwalzen besitzen können, vgl. In particularly preferred embodiments, which are explained in connection with the accompanying drawings in greater detail, further cylinders or rollers are provided in addition to the two previously discussed rollers which can have the function of deflecting particular, see. dazu die beigefügte Zeichnung und das Ausführungsbeispiel weiter unten. to the accompanying drawings and the embodiment below. Darüber hinaus können Rollen oder Walzen vorhanden sein, auf denen eine bzw. die Matrizenbahn bevorratet bzw. wieder aufgerollt werden (nachdem die Andruckwalze die Matrizenbahn und das darauf vorgesehene aushärtbare Material an die Substratoberfläche angedrückt hat), vgl. In addition, rollers or cylinders may be present on which stores a or the stencil or be rolled up again (after the pressure roller has pressed the stencil sheet and provided thereon a curable material to the substrate surface), see. hierzu die Dokumente WO 2005/030472 A1 sowie refer to the documents WO 2005/030472 A1 and DE 103 46 124 A1 DE 103 46 124 A1 bzw. or. DE 103 46 124 B4 DE 103 46 124 B4 . ,
  • 5. Ausgestaltung der Matrizenbahn: 5. design of the stencil:
  • Es wurde bereits erläutert, dass die Matrizenbahn eines erfindungsgemäßen Werkzeugs elastisch ist und zumindest auf einer Bahnseite ein Negativ der zu erzeugenden Mikrostruktur trägt. It has already been explained that the stencil sheet of a tool according to the invention is flexible and carries at least a negative of the microstructure to be produced on a web page. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Matrizenbahn auf beiden Bahnseiten das Negativ einer zu erzeugenden Mikrostruktur trägt, wobei die beiden Negativseiten die gleiche oder aber eine andere Mikrostruktur tragen können. It may also be provided that the stencil sheet carrying the negative of a to-generating microstructure on both sides of the web, wherein the two negative side can carry but a different microstructure, the same or different.
  • Die Matrizenbahn ist ein Element des erfindungsgemäßen Werkzeuges, welches zwar mit der Andruckwalze zusammenwirkt, nicht jedoch mit dieser Andruckwalze fest verbunden ist. The stencil sheet is an element of the tool according to the invention, which, though cooperates with the pressure roller, however, is not firmly connected to the pressure roller. Vorzugsweise ist die Matrizenbahn zerstörungsfrei von der Andruckwalze sowie gegebenenalls vorhandenen weiteren Walzen oder Rollen ablösbar und gegen eine andere Matrizenbahn austauschbar. Preferably, the stencil-destructive gegebenenalls existing from the platen roller and other rollers or rollers is removable and replaceable with a different stencil.
  • Insbesondere kann die Matrizenbahn stramm und elastisch um eine gasgefüllte (elastische) Andruckwalze gelegt sein, welche nach Art eines pneumatischen Reifens oder Ballons durch Veränderung des Gasdrucks in ihren Eigenschaften modifizierbar ist (siehe dazu oben). Specifically, the stencil sheet tightly and elastically by a gas-filled (elastic) pressure roller may be set, which can be modified in their properties in the manner of a pneumatic tire or the balloon by changing the gas pressure (see above). Bei einer derartigen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges ist die Matrizenbahn auf besonders einfache Weise von der Andruckwalze lösbar und gegen eine andere Matrizenbahn austauschbar. In such an embodiment of a tool according to the invention, the stencil is detachable and replaceable with another stencil particularly simple manner from the platen roller.
  • Vorzugsweise besitzt das die Matrizenbahn bildende Material eine Shore A-Härte im Bereich von 20–60, vorzugsweise 30–45. Preferably having the stencil-forming material has a Shore A hardness in the range of 20-60, preferably 30-45.
  • Besonders bevorzugt sind Matrizenbahnen mit einer Shore-Härte im Bereich von 30–45. Particularly preferred are Matrizenbahnen with a Shore hardness in the range of 30-45. Die mit diesen Shore A-Härten einhergehende Elastizität ist zur Mikrostrukturierung aushärtbarer Materialien besonders gut geeignet. The associated with these Shore A hardness elasticity is particularly well suited for microstructuring curable materials. In eigenen Untersuchungen hat sich gezeigt, dass Matrizenbahnen mit einer Shore-A-Härte oberhalb 60 häufig zu vergleichsweise schlechten Mikrostrukturierungsergebnissen führten, insbesondere bei der Aufbringung der Schicht des aushärtbaren Materials auf eine gekrümmte Substratoberfläche. In our own investigations has shown that Matrizenbahnen often resulted with a Shore A hardness above 60 to comparatively poor microstructure results, especially in the application of the layer of curable material onto a curved substrate surface. Eine Verringerung der Shore A-Härte unter die angegebenen Werte führt ebenfalls häufig zu einer Verschlechterung der Mikrostruktur, da hierdurch die benötigte Kraft zur Abformung (Prä gung) nicht mehr so gut auf das aushärtbare Material übertragen wird, dessen Außenfläche zu mikrostrukturieren ist. A reduction in the Shore A hardness below the given level also often leads to a deterioration of the microstructure, since this reduces the force required for molding (pre supply) is no longer so well-transferred to the curable material, whose outer surface is microstructured.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei der Matrizenbahn um eine Bahn aus Silikon. Preferably, in the stencil sheet to a sheet of silicone. Insbesondere können zweikomponentige, auf Basis von Polyaddition aushärtende Silikon-Abformmassen verwendet werden. In particular, two-component, curable based on polyaddition silicone impression materials may be used.
  • Insbesondere bevorzugt ist der Einsatz von 2K-Silikonabformmassen mit einem Mischungsverhältnis von 10 zu 1 (Komponente A zu Komponente B). Especially preferred is the use of 2-component silicone impression materials with a mixing ratio of 10 to 1 (component A to component B). Vergleiche insoweit die bereits mehrfach erwähnten Dokumente WO 2005/030472 A1 sowie Cf. in this regard have already been repeatedly mentioned documents WO 2005/030472 A1 and DE 103 46 124 A1 DE 103 46 124 A1 bzw. or. DE 103 46 124 B4 DE 103 46 124 B4 . , Insbesondere die das Matrizenmaterial betreffenden Ausführungen in den besagten Dokumente sind im Wege der Verweisung Bestandteil der vorliegenden Anmeldung; In particular, the embodiments concerned the matrix material in the said documents are incorporated by reference into the present application; die in den besagten Dokumenten offenbarten Matrizenmaterialien sind besonders gut für Matrizenbahnen erfindungsgemäßer Werkzeuge einsetzbar. those disclosed in the said document template materials are particularly suitable for Matrizenbahnen inventive tools.
  • Die Oberflächenenergie der Negativseite einer Matrizenbahn zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Werkzeug ist vorzugsweise an das einzusetzende aushärtbare Material sowie die Oberflächenenergie der Substratoberfläche angepasst, auf welche das aushärtbare Material als Schicht aufzubringen ist. The surface energy of the negative side of a stencil sheet for use in a tool according to the invention is preferably adapted to be inserted, the curable material as well as the surface energy of the substrate surface on which the curable material is applied as a layer. Die Oberflächenenergie der Matrizenbahn sollte so eingestellt werden, dass das einzusetzende aushärtbare Material unter Betriebsbedingungen im nicht ausgehärteten Zustand zwar an der Matrizenbahn haftet und diese benetzt, an der Substratoberfläche aber zumindest im ausgehärteten Zustand besser haftet als an der Matrizenbahn. The surface energy of the stencil should be adjusted so that the to be employed curable material while liable under operating conditions in the uncured state on the stencil sheet and wets it, but adhere better to the substrate surface at least in the cured state as at the stencil.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein System zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche, umfassend The present invention also relates to a system for creating a layer having a microstructured outer surface on a substrate surface, comprising
    • – ein erfindungsgemäßes Werkzeug - an inventive tool
    • – ein aushärtbares Material und - a curable material and
    • – ein Substrat mit einer zu beschichtenden, gegebenenfalls mehrfach gekrümmten Oberfläche, wobei die Matrizenbahn, die Substratoberfläche und das aushärtbare Material so gewählt sind, dass das aushärtbare Material unter Betriebsbedingungen im nichtausgehärteten Zustand an der Matrizenbahn haftet und diese benetzt, an der Substratoberfläche aber zumindest im ausgehärteten Zustand besser haftet als an der Matrizenbahn. - a substrate having to be coated, optionally multi-curved surface, the stencil sheet, the substrate surface and the curable material are selected so that the curable material is adhered under operating conditions in the uncured state on the stencil sheet and wets to the substrate surface, but at least in the cured state adheres better than to the stencil.
  • Die Matrizenbahn besitzt vorzugsweise eine Oberflächenenergie im Bereich von 17 bis 40 mN/m, vorzugsweise 20 bis 30 mN/m. The stencil sheet preferably has a surface energy in the range of 17 to 40 mN / m, preferably 20 to 30 mN / m.
  • Vorzugsweise besitzt die Matrizenbahn eine Zugfestigkeit von zumindest 2,5 N/mm 2 , vorzugsweise zumindest 2,9. Preferably, the stencil sheet has a tensile strength of at least 2.5 N / mm 2, preferably at least 2.9. Die Matrizenbahn kann durch Zusatz von beispielsweise Faser- oder Gewebematerial verstärkt sein, so dass sie die erforderliche Zugfestigkeit besitzt. The stencil sheet may be reinforced by the addition of, for example, fiber or fabric material, so that it has the required tensile strength.
  • Sofern ein erfindungsgemäßes Werkzeug eine Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens des aushärtbaren Materials umfasst, bei der es sich um eine Lichtquelle für IR-, NIR-, sichtbares oder UV-Licht handelt, wobei die besagte Vorrichtung zum Beschleunigen des Härtens so angebracht ist, dass das Aushärten des aushärtbaren Materials durch Durchstrahlen der Matrizenbahn erfolgt, wird die Matrizenbahn (bzw. das Material, aus der sie besteht) vorzugsweise so ausgewählt, dass sie für zumindest einen Teil des von der Lichtquelle ausgestrahlten Lichtes durchlässig ist, wobei die Matrizenbahn vorzugsweise ein Transmissionsmaximum im Bereich des von der Strahlungsquelle abgestrahlten Wellenlängenbereiches besitzt. If an inventive tool comprises a device for accelerating curing of the curable material, in which there is a light source for IR, NIR, visible or ultraviolet light, wherein said apparatus is mounted for accelerating the curing so that the carried curing the curable material by irradiation of the stencil sheet, the stencil sheet is (or the material from which it is made) is preferably selected so that it has a part of the light emitted from the light source is permeable to at least, wherein the stencil sheet is preferably a transmission maximum in has the range of the radiated from the radiation source wavelength range. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die wesentlichen Teile des Lichtes durch die Matrizenbahn hindurchtreten und auf das aushärtbare Material einwirken können, welches sich im Betrieb des erfindungsgemäßen Werkzeuges zwischen Matrizenbahn und Substratoberfläche befindet. In this way it is ensured that the essential parts of the light passing through the stencil and can interact with the curable material, which is located in the operation of the tool according to the invention between stencil and substrate surface. Selbstverständlich muss bei einer derartigen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges auch das einzusetzende aushärtbare Material in seinen Eigenschaften angepasst werden, siehe hierzu auch weiter unten. Of course, in such an embodiment of an inventive tool to be used and the curable material must be adjusted in its properties, see also below.
  • Vorzugsweise ist die Matrizenbahn eines erfindungsgemäßen Werkzeuges eine endlose und vorzugsweise nahtlose Matrizenbahn. Preferably, the stencil sheet of a tool according to the invention is an endless and seamless preferably stencil. Es versteht sich, dass bei Einsatz einer endlosen Matrizenbahn (wie ähnlich bei anderen Werkzeugen mit Laufbändern) die Anordnung von Andruck- und weiteren Walzen (bzw. Rollen) im erfindungsgemäßen Werkzeug so gewählt sein muss, dass die endlose Matrizenbahn beim Verfahren der Andruckwalze endlos im Werkzeug umläuft (wie entsprechend in Raupenfahrzeugen), so dass im Betrieb ein bestimmter Ort an der Oberfläche der Matrizenbahn jeweils nach einem definierten Verfahrweg wieder auf die Substratoberfläche trifft, welcher der Länge der Matrizenbahn genau entspricht. It will be appreciated that when using a continuous stencil (as similar in other tools with treadmills) the arrangement of pressing and further rollers (or rolls) must be selected in the inventive tool so that the endless stencil endlessly in the method of the platen roller in tool rotates (as according to crawler vehicles), so that in operation meets a particular location on the surface of the stencil sheet in each case after a defined traverse back to the substrate surface, which corresponds exactly to the length of the stencil. Es versteht sich, dass eine endlose, nahtlose Matrizenbahn vorteilhaft in Kombination mit sämtlichen vorstehend ausgeführten Ausgestaltungen anderer Bestandteile bzw. Aspekte eines erfindungsgemäßen Werkzeuges vorteilhaft eingesetzt werden kann. It is understood that an endless, seamless stencil configurations of other components or aspects of a tool according to the invention advantageously carried out in combination with all of the above can be used advantageously. Die Nahtlosigkeit der bevorzugt einzusetzenden endlosen Matrizenbahn führt dazu, dass auch nach komplettem Umlauf der Matrizenbahn kein Nahtabdruck der Matrizen in das aushärtbare Material übertragen wird. The seamlessness of the endless preferably used stencil sheet means that even after a complete revolution of the stencil sheet, no impression of the matrices seam is transferred to the curable material.
  • Eine nahtlose und endlose Matrizenbahn lässt sich beispielsweise unter Verwendung einer (vorzugsweise metallischen) Trommel herstellen, deren Innenwandung ein Positivmodell der Mikrostruktur trägt, welche die von dem erfindungsgemäßen Werkzeug zu erzeugende Schicht auf ihrer Außenfläche tragen soll. A seamless and endless stencil can be produced in the drum, the inner wall carries a positive model of the microstructure which is to carry the tool to be produced from the inventive layer on its outer surface, for example, using a (preferably metallic). Auf die Innenwandung der Trommel wird dann eine aushärtbare Abformmasse (vorzugsweise eine Silikon-Abformmasse, wie vorstehend erläutert) aufgebracht und die Trommel (vorzugsweise langsam und gleichmäßig) so um ihre Achse rotiert, dass sich die noch nicht oder zumindest noch nicht vollständig ausgehärtete Abformmasse gleichmäßig auf der gesamten Trommelinnenwandung verteilt. a curable impression material is applied to the inner wall of the drum then (preferably a silicone impression material, as explained above) is applied and (preferably slowly and evenly) as the drum rotates about its axis, that the not yet, or at least still not fully cured impression material uniformly distributed on the entire Trommelinnenwandung. Die Rotation der Trommel wird fortgesetzt, bis die Abformmasse ausreichend ausgehärtet ist; The rotation of the drum is continued until the impression material has hardened sufficiently; die Aushärtezeit beträgt dabei in manchen Fällen the curing time is it in some cases 12 12 oder mehr Stunden. or more hours. Nach dem Aushärten wird die so entstandene endlose und nahtlose Matrizenbahn von der Innenwandung der Trommel abgezogen; After curing, the thus formed endless and seamless stencil sheet is peeled off from the inner wall of the drum; die Außenseite der Matrizenbahn trägt nun das Negativ der Mikrostruktur, welche von dem Positivmodell auf der Innenwandung der Trommel auf die Abformmasse übertragen wurde. the outside of the stencil sheet now bearing the negative of the microstructure which has been transferred from the positive pattern on the inner wall of the drum to the impression material.
  • Die Abformmasse (vorzugsweise aus Silikon) wird vorteilhafterweise nach dem Auftragen auf die Innenwandung der Trommel mittels einer Vakuumvorrichtung entlüftet. The impression material (preferably silicone) is vented advantageously produced by the application to the inner wall of the drum by means of a vacuum device.
  • Vorzugsweise ist die Bahn der elastischen (und vorzugsweise endlosen sowie nahtlosen) Matrize mindestens 1 mm dick, denn bei geringeren Matrizenbahndicken ist die Abformgenauigkeit häufig nicht mehr ausreichend und die Rissneigung der Matrize häufig zu hoch. Preferably, the web of the elastic (and preferably endless and seamless) matrix is ​​at least 1 mm thick, because at lower Matrizenbahndicken the molding accuracy is often not sufficient, and the cracking tendency of the die often too high.
  • 6. Dicke der applizierten Schicht: 6. thickness of applied layer:
  • Vorzugsweise umfasst ein erfindungsgemäßes Werkzeug Mittel zum Einstellen und/oder Steuern und/oder Regeln der Dicke der applizierten Schicht. Preferably, an inventive tool comprises means for adjusting and / or controlling and / or regulating the thickness of the applied layer. Solche Mittel sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine Substratoberfläche zu beschichten ist, die bereits eine Struktur aufweist. Such means are particularly advantageous when a substrate surface is to be coated, which already has a structure. Bestimmte Elemente dieser Struktur können dann durch Aufbringen der Schicht vollständig abgedeckt werden, so dass sie die Eigenschaften der beschichteten Strukturoberfläche nicht mitbestimmen können. Certain elements of this structure can be completely covered then by applying the layer, so that they can not say in the properties of the coated structure surface. Die Eigenschaften der beschichteten Strukturoberfläche werden dann – wie in der Regel vorgegeben – ausschließlich durch die Schicht mit ihrer mikrostrukturierten Außenfläche bestimmt. The properties of the coated structure surface are then - as specified in a rule - determined exclusively by the layer with their microstructured outer surface. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, Vertiefungen oder Erhöhungen auf einer ansonsten glatten Substratoberfläche (zB Fugen oder Nähte) durch Variation der Beschichtungsdicke zu nivellieren. In particular, it may be advantageous to level depressions or elevations on the otherwise smooth substrate surface (for example, joints or seams) by varying the coating thickness.
  • 7. Ausgestaltung des aushärtbaren Materials: 7. design of the curable material:
  • Das aushärtbare Material, welches mittels eines erfindungsgemäßen Werkzeuges auf eine Substratoberfläche appliziert wird und dort eine Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche bilden soll, ist vorzugsweise ein Lack. The curable material which is applied to a substrate surface by means of a tool according to the invention and there is to form a layer having a microstructured outer surface, is preferably a varnish.
  • Aushärtbare Materialien (insbesondere Lacke), die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug bzw. als Teil eines erfindungsgemäßen Systems eingesetzt werden sollen, müssen eine Reihe von Anforderungen erfüllen, welche zum Teil aus den Erfordernissen des erfindungsgemäßen Werkzeuges resul tieren, zum Teil jedoch auch durch die jeweiligen Einsatzzwecke bestimmt sind. Curable materials (especially paints) which are to be used in connection with the inventive tool or as part of a system according to the invention, a number of requirements must be met, which resul in part from the requirements of the inventive tool animals, in part but also by the respective purposes of use are determined. Aus den jeweiligen Anforderungen ergeben sich bevorzugte Merkmale des aushärtbaren Materials. to preferred features of the curable material resulting from the respective requirements. Dazu nun im Einzelnen: These now are as follows:
    Das einzusetzende aushärfbare Material wird vorzugsweise so ausgewählt, dass es in der Lage ist, die Negativseite der Matrizenbahn vollständig zu benetzen, das heißt die Eigenschaften von Matrizenbahn und aushärtbarem Material (insbesondere Lack) werden insoweit aufeinander abgestimmt; The material to be used aushärfbare is preferably selected so that it is able to completely wet the negative side of the stencil, i.e., the properties of stencil and curable material (in particular lacquer) are matched to one another so far; zur Ausgestaltung der Matrizenbahn siehe oben. the design of the stencil see above.
  • Das aushärtbare Material wird vorzugsweise so ausgewählt, dass es durch die Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens innerhalb weniger Sekunden soweit ausgehärtet werden kann, dass eine eingebrachte Mikrostruktur formtreu erhalten bleibt; The curable material is preferably selected so that it can be as far as hardened by the device for accelerating the curing within a few seconds, that an introduced microstructure remains dimensionally faithful obtained; die Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens ist dabei entsprechend den Aushärtungsmechanismen ausgewählt, welche das aushärtbare Material aufweist, vergleiche hierzu die obigen Ausführungen. the device for accelerating the curing is selected in accordance with the curing mechanisms comprising the curable material, this, compare the above embodiments. Vorzugsweise wird das aushärtbare Material so ausgewählt, dass es durch Bestrahlung mit UV-Licht innerhalb von maximal 10 Sekunden, vorzugsweise innerhalb von maximal 5 Sekunden soweit ausgehärtet (fixiert) werden kann, dass die eingebrachte Mikrostruktur formtreu erhalten bleibt. Preferably, the curable material is selected so that the extent cured by irradiation with UV-light within a maximum of 10 seconds, preferably within a maximum of 5 seconds (fixed) can be, that the introduced microstructure remains dimensionally faithful obtained.
  • Das aushärtbare Material (insbesondere Lack) ist vorzugsweise so eingestellt, dass es zumindest nach Aushärtung besser an der Substratoberfläche haftet als an der Matrizenbahn, vergleiche hierzu auch die Ausführungen weiter oben. The curable material (in particular varnish) is preferably adjusted so that it at least after curing better adheres to the substrate surface than to the stencil sheet, also the explanations see above.
  • Ein entsprechendes erfindungsgemäßes System zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche umfasst: A corresponding system of the invention for producing a layer with a microstructured outer surface on a substrate surface comprising:
    • – ein erfindungsgemäßes Werkzeug (vorzugsweise eines, welches vorstehend als besonders bevorzugt gekennzeichnet ist), - an inventive tool (preferably one which is characterized above as being particularly preferred),
    • – ein aushärtbares Material (insbesondere ein aushärtbares Material, welches vorstehend als besonders bevorzugt gekennzeichnet ist) und - a curable material (in particular a curable material which is above as particularly preferred in) and
    • – ein Substrat mit einer zu beschichtenden, gegebenenfalls mehrfach gekrümmten Oberfläche, - a substrate having to be coated, if necessary several times curved surface,
    wobei in which
    die Matrizenbahn, die Substratoberfläche und das aushärtbare Material so gewählt sind, dass das aushärtbare Material unter Betriebsbedingungen im nicht ausgehärteten Zustand an der Matrizenbahn haftet, an der Substratoberfläche aber zumindest nach (teilweiser) Aushärtung besser haftet als an der Matrizenbahn. the stencil sheet, the substrate surface and the curable material are selected so that the curable material in the uncured state is liable under operating conditions on the stencil sheet, but adhere better to the substrate surface at least after (partial) curing than at the stencil.
  • Vorzugsweise ist das Substrat ein Bestandteil eines Schiffes, eines Unterseebootes, eines Flugzeugs, eines Landfahrzeugs wie Automobil oder Schienenfahrzeug, eines Rotorblatts, eines Architekturbauwerkes (z. B. eines Fassadenbauelementes) oder einer Pipeline. Preferably, the substrate is a component of a ship, a submarine, an aircraft, a land vehicle, such as automotive or rail vehicle, a rotor blade, an architecture Bauwerkes (z. B. a facade component) or a pipeline.
  • Das aushärtbare Material ist vorzugsweise so eingestellt, dass es eine ausreichende Endhärtung in Abwesenheit der Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens, das heißt insbesondere in Abwesenheit einer Lichtquelle (Lampe), gewährleistet. The curable material is preferably adjusted so that there is a sufficient final cure in the absence of the device for accelerating the curing, that is, especially in the absence of a light source (lamp) ensured.
  • Allgemein können z. General z can. B. die folgenden Lacksysteme eingesetzt werden: As the following coating systems are used:
    • – Lacke auf Basis von Polymerisationsharzen, die radikalisch oder ionisch induziert aushärten; - coatings based on polymerization resins which cure radically or ionically induced;
    • – Polyadditionsharze (z. B. Polyurethan- und Epoxidharzsysteme), die zwei- oder einkomponentig sein können. - polyaddition resins (. For example, polyurethane and epoxy resin) which may be two- or one-component. Die Hydroxylkomponente kann dabei neben den Basen Polyacrylat oder Polyester bzw. die Epoxidharzkomponente auch auf Silikon- oder Fluorharz basieren. The hydroxyl component can in this case in addition to the bases polyacrylate or polyester or the epoxy resin based on silicon or fluorine resin.
    • – Harzsysteme für die anaerobe Aushärtung, dh Lack- bzw. Harzsysteme, die nur unter Ausschluss von Sauerstoff ausgehärtet werden können. - resin systems for anaerobic curing, ie paint or resin systems that can be cured only in the absence of oxygen. Diese Harzsysteme sind technologisch den Systemen, die auch an der Luft zB mit UV-Strahlung ausgehärtet werden können, in mancherlei Hinsicht überlegen. These resin systems are technologically superior to systems that can also be cured in air, for example with ultraviolet radiation, in some respects. Derartige Lack-Harzsysteme bilden insbesondere folgende Vorteile: Such paint resin systems are in particular the following advantages:
    • – Kein Überschuss von Fotoinitiator ist notwendig, was einen Preisvorteil darstellt und zu einer höheren Dauerhaftigkeit des Lack-Harzfilms führt. - No excess of photoinitiator is necessary, which is a price advantage and leads to greater durability of the coating resin film.
    • – Es ist kein Überschuss von reaktiven Gruppen notwendig (zB Doppelbindung), was die Möglichkeit zur Formulierung von wesentlich flexibleren und weniger spröden Lack-Harzsystemen eröffnet. - There is no excess of reactive groups necessary (eg double bond), which opens up the possibility to formulate much more flexible and less brittle coating resin systems.
    • – Durch Unterbinden der Sauerstoffinhibierung wird der Lack-Harzfilm im Gegensatz zu herkömmlichen Techniken auch direkt an der Oberfläche nahezu komplett vernetzt, was zu besserer Chemikalien- und Kratzbeständigkeit führt. - By suppressing the oxygen inhibition of the coating resin film is in contrast to conventional techniques almost completely crosslinked directly on the surface, resulting in better chemical and scratch resistance.
  • Es können auch beliebige Mischungen aus den vorstehend genannten Lacksystemen eingesetzt werden, woraus im Einzelfall Vorteile resultieren können. It can also be used any mixture of the aforementioned coating systems, from which advantages can result in individual cases.
  • Die vorzugsweise eingesetzten Lacksysteme besitzen einen Festkörperanteil von 98–100 % und können entweder flüssig oder pulverförmig vorliegen. The coating systems preferably used have a solids content of 98 to 100%, and may be either liquid or powder form. Die flüssigen Systeme können einkomponentig oder zweikomponentig vorliegen. The liquid systems may be mono or bicomponent. Insbesondere sind einsetzbare Lacksysteme durch die nachfolgend genannten Verfahren aushärtbar: UV-, Elektronenstrahl, IR-, NIR-Strahlung; In particular, coating systems which can be used are curable through said following procedure: UV, electron beam, IR, NIR-radiation; (wärmeforcierte) Konvektion; (Wärmeforcierte) convection; Induktionshärtung (cure on demand z. B. mittels magnetisierbarer Nanoferrite); Induction hardening (cure on demand, for example by means of magnetizable nanoferrites.); anaerobe Aushärtung (Aushärtungsbeginn erst bei Luftausschluss). anaerobic curing (Aushärtungsbeginn only when the absence of air). Die vorstehend genannten Härtungsmethoden sind dabei frei miteinander kombinierbar. The curing methods mentioned above are combined with each other.
  • Ganz besonders bevorzugt ist der Einsatz zweikomponentiger sogenannter Dual-Cure-Lacksysteme, die eine Mischung aus zwei unterschiedlichen Aushärtungsmechanismen besitzen: Most preferably, the use of so-called two-component dual-cure coating systems that have a mixture of two different curing mechanisms is:
    • 1. UV-Härtung (radikalische/an-, kationische Polymerisation) 1. UV-curing (radical / arrival, cationic polymerization)
    • 2. Polyol-Isocyanat-Vernetzung (Polyaddition). 2. polyol-isocyanate crosslinking (polyaddition).
  • Insbesondere zur Herstellung von Schichten auf Substratoberflächen, welche auch widrigen Wetterbedingungen über einen langen Zeitraum standhalten, ist der Einsatz von Zweikomponenten-Polyurethanlacken bevorzugt, die einen Anteil eines UV-härtbaren Harzes umfassen; In particular, for the production of coatings on substrate surfaces which withstand adverse weather conditions over a long period, the use of two-component polyurethane coating is preferred, which comprise a proportion of a UV-curable resin; der Polyurethanlack umfasst dabei Polyole und Isocyanate, die wetterbeständig sind. the polyurethane coating in this case comprises polyols and isocyanates which are weather resistant. Die Menge an UV-härtbarem Harz ist vorzugsweise hoch genug, um die in den Lack (als aushärtbares Material) eingebrachte Mikrostruktur und den Lack selbst ausreichend schnell durch UV-Bestrahlung zu fixieren (anzuhärten), ist aber andererseits so niedrig wie möglich, um einen möglichst hohen Anteil der vorteilhaften Eigenschaften des Polyurethans beizubehalten, denn die Eigenschaften des Polyurethans sind für praktische Anwendungszwecke in der Regel besonders vorteilhaft. The amount of UV curable resin is preferably high enough to fix the in the paint introduced (as curable material) microstructure and the paint by UV irradiation itself sufficiently quickly (to cure), but on the other hand as low as possible, to a preserve as high proportion of the beneficial properties of the polyurethane, because the properties of polyurethane are particularly advantageous for practical applications in general. Der Anteil an UV-härtenden Harzen im Lacksystem sollte aber auch deshalb möglichst niedrig sein, um den Volumenschrumpf möglichst gering zu halten, der durch diese Harze üblicherweise verursacht wird. But the proportion of UV-curing resins in the paint system should therefore be as low as possible to keep the volume shrinkage as low as possible, which is usually caused by these resins. Ein Anteil von 20–40 Gew.-% UV-härtendem Harz in der Dual-Cure-Lackformulierung hat sich in eigenen Untersuchungen als besonders vorteilhaft erwiesen. A proportion of 20-40 wt .-% UV-curing resin in the dual-cure coating formulation has been found to be particularly advantageous in our own studies.
  • 8. Anwendungsbereiche der Erfindung; 8. Applications of the invention; erfindungsgemäße Gegenstände, Verfahren und Verwendungen: Objects of the present invention, methods and uses:
  • Ein wesentlicher Vorteil eines erfindungsgemäßen Werkzeuges ist, dass es eine problemlose und kontinuierliche Bearbeitung von großen Oberflächen gestattet. A significant advantage of a tool according to the invention that there is a smooth and continuous processing of large surfaces permitted. Insbesondere bei Auswahl von geeignetem Matrizen- und/oder Andruckwalzenmaterial ist es dazu geeignet, auch gekrümmte, sogar mehrfach gekrümmte Oberflächen zu strukturieren. Especially with selection of suitable female and / or Andruckwalzenmaterial it is suitable to structure and curved, even multiply curved surfaces.
  • So lassen sich beispielsweise Großstrukturen wie Oberflächen oder Oberflächenabschnitte von Architekturbauwerken (z. B. Fassadenbauelementen), Flugzeugen, insbesondere deren Tragflächen und Rumpf, von Schienenfahrzeugen, insbesondere Lokomotiv- und Waggon-Karosserien, Automobilen, Schiffen, insbesondere deren Rümpfe und Antriebsschrauben, Windenergieanlagen, insbesondere deren Rotorblätter, Turbinen, insbesondere deren Rotor- und Staturblätter, und von Rohr-Innenoberflächen, insbesondere für Pipelines auch in Bereichen doppelt gekrümmter Flächen mit einer gleichmäßigen Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche versehen. Thus, for example, large structures, such as surfaces or surface portions of architectural structures (for. Example, façade elements), aircraft, in particular the wings and fuselage, of rail vehicles, especially locomotive and car bodies, automobiles, ships, particularly their hulls and propellers, wind turbines, provided in particular their blades, turbines, in particular the rotor and stature leaves, and tube inner surfaces, in particular for pipelines in areas doubly curved surfaces with a uniform layer having a microstructured outer surface.
  • Die eingangs beschriebenen Nachteile herkömmlicher Verfahren zum Bekleben der soeben genannten Oberflächen oder Oberflächenabschnitte können somit vermieden oder verringert werden. The disadvantages of conventional methods for pasting the just mentioned surfaces or surface portions described above can be avoided or reduced.
  • Mehrfach gekrümmte Oberflächen sind im Zusammenhang dieses Textes solche Oberflächen, die nicht faltenfrei von einer durchgehenden, eben ausbreitbaren, mikrostrukturierten Folie nach dem Stand der Technik die gesamte Oberfläche berührend bedeckt werden können. Multiple curved surfaces are in the context of this text such surfaces, the entire surface may be covered touching not wrinkle-free by a continuous, single spreadable, microstructured film according to the prior art.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfäche umfasst die folgenden Schritte: An inventive method for producing a layer with a microstructured outer surface on a substrate surface comprising the steps of:
    • a1) Bereitstellen eines aushärtbaren, mikrostrukturierbaren Materials, a1) providing a curable material can be microstructured,
    • a2) Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Werkzeuges (insbesondere eines vorstehend als bevorzugt gekennzeichneten Werkzeuges), a2) providing a tool according to the invention (in particular a above as preferred tool),
    • a3) Erzeugen der Schicht aus dem aushärtbaren, mikrostrukturierbaren Material mittels des Werkzeuges auf der Substratoberfläche, a3) forming the layer of the curable material can be microstructured by means of the tool on the substrate surface,
    • a4) Aushärten der Schicht des aushärtbaren, mikrostrukturierbaren Materials auf der Substratoberfläche (vorzugsweise mittels einer Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens, die an die Aushärtemechanismen des aushärtbaren Materials angepasst ist) a4) curing the layer of curable microstructured material on the substrate surface (preferably by means of a device for accelerating the curing, which is adapted to the curing mechanisms of the curable material)
    oder or
    • b1) Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Systems (umfassend erfindungsgemäßes Werkzeug, aushärtbares Material und Substrat), b1) providing a system according to the invention (comprising inventive tool curable material and substrate)
    • b2) Erzeugen der Schicht aus dem aushärtbaren, mikrostrukturierbaren Material mittels des Werkzeuges auf der Substratoberfläche, b2) forming the layer of the curable material can be microstructured by means of the tool on the substrate surface,
    • b3) Aushärten der Schicht des aushärtbaren, mikrostrukturierbaren Materials auf der Substratoberfläche (vorzugsweise mittels einer Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens, die an die Aushärtemechanismen des aushärtbaren Materials angepasst ist). b3) curing the layer of curable microstructured material on the substrate surface (preferably by means of a device for accelerating the curing, which is adapted to the curing mechanisms of the curable material).
  • Weitere Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den vorstehenden Erläuterungen zu dem erfindungsgemäßen Werkzeug und den erfindungsgemäßen Systemen, aus der nachfolgenden Beschreibung, den beigefügten Zeichnungen und den Patentansprüchen. Further aspects of the method according to the invention will be apparent from the above explanations to the tool according to the invention and the systems according to the invention, from the following description, the accompanying drawings and the claims.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Gegenstand umfassend eine Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer mehrfach gekrümmten Substratoberfläche, wobei die Mikrostruktur im Bereich der Mehrfachkrümmung mittels Another aspect of the present invention relates to an article comprising a layer having a microstructured outer surface on a multi-curved substrate surface, wherein the microstructure in the area of ​​multi-curvature by means of
    • – eines erfindungsgemäßen Werkzeuges, - a tool according to the invention,
    • – eines erfindungsgemäßen Systems oder - an inventive system or
    • – eines erfindungsgemäßen Verfahrens - an inventive method
    erzeugt werden kann. can be generated. Ein solcher erfindungsgemäßer Gegenstand ist vorzugsweise ein Schiff, ein Unterseeboot, ein Flugzeug, ein Landfahrzeug, ein Automobil oder Schienenfahrzeug, ein Rotorblatt, ein Architekturbauwerk (z. B. Fassadenbauelement), eine Pipeline oder ein Teil eines dieser Gegenstände. Such an inventive article is preferably a ship, a submarine, an aircraft, a land vehicle, an automobile or the rail vehicle, a rotor blade, a Architecture (z. B. façade component), a pipeline or a part of these objects.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges oder eines erfindungsgemäßen Systems zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche (wie oben weiter ausgeführt). Another aspect of the present invention relates to the use of a tool according to the invention or a system according to the invention for producing a layer with a microstructured outer surface on a substrate surface (as above continues to run). Durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges bzw. eines erfindungsgemäßen Systems zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche können besonders gut strömungsbegünstigte und/oder schmutz- oder bewuchsabweisende Oberflächen hergestellt werden, wobei die eingangs für herkömmliche Mikrostrukturierungsverfahren beschriebenen Nachteile vermieden oder verringert werden können. By using a tool of the invention or a system according to the invention for producing a layer with a microstructured outer surface on a substrate surface particularly well flow favored and / or dirt or anti-fouling surfaces can be produced, whereby the disadvantages described at the outset for conventional micro-structuring processes can be avoided or reduced. Mit der Verwendung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs zum Erzeugen einer mikrostrukturierten Oberfläche können insbesondere die oben zu bevorzugten Ausführungsformen und Aspekten des erfindungsgemäßen Werkzeugs beschriebenen Vorteile erzielt werden. With the use of a tool according to the invention for producing a micro-structured surface, the above-described advantages to the preferred embodiments and aspects of the inventive tool can be achieved in particular.
  • Die erfindungsgemäßen Werkzeuge (insbesondere in ihren bevorzugten Ausführungsformen) eignen sich besonders für eine solche Verwendung, da mit ihnen in einem kontinuierlichen Prozess große Flächen mit einer mikrostrukturierten Schicht versehen werden können, die auch doppelt gekrümmte Flächen umfassen können. The tools of the invention (especially in its preferred embodiments) are particularly suitable for such use because large areas with a microstructured layer can be provided with them in a continuous process, which may include double-curved surfaces. Die wird insbesondere ermöglicht durch eine geeignete Auswahl des Matrizenmaterials und des Materials für die Andruckwalze (siehe oben). Which is in particular made possible by a suitable selection of the matrix material and the material for the pressure roller (see above). Das Werkzeug kann den für das Mikrostrukturieren des aushärtbaren Materials benötigten Druck durch sein Eigengewicht ausüben. The tool may apply the pressure required for the micro-patterning of the curable material by its own weight. Vorteilhafterweise sind jedoch, wie oben erläutert, Mittel zum Einstellen und/oder Steuern und/oder Regeln der beim elastischen Andrücken wirkenden Andruckkräfte vorhanden. Advantageously, however, means for adjusting and / or controlling and / or regulating the pressing pressure forces acting at the resilient as explained above, present. Für die Erzeugung großer mikrostrukturierter Außenflächen ist insoweit der Einsatz von Robotern vorteilhaft, wie sie ähnlich beim Sprühauftrag von Lack auf z. For the generation of large microstructured outer surfaces of the use of robots is advantageous as similar to that in spray painting z. B. Automobil-, Flugzeug- und Schiffsoberflächen eingesetzt werden. As automotive, aircraft and marine surfaces are used.
  • Derartige Roboter können auch auf Fahrzeugen aufgebaut sein, wie sie bereits z. Such robots can be constructed on vehicles as they already z. B. in Trockendocks zur großflächigen Schiffsrumpflackierung eingesetzt werden. As are used in dry docks for large-scale hull paint.
  • Ein gewisser fester Andruck ist insbesondere vorteilhaft, um die gegebenenfalls an der Grenzschicht zwischen Werkzeug (Matrize) und mikrostrukturierbarem Material entstehenden Luftblasen zu entfernen. A certain fixed contact pressure is particularly advantageous to remove the optionally substituted at the interface between tool (die) and mikrostrukturierbarem material resulting air bubbles.
  • Dadurch, dass das erfindungsgemäße Werkzeug verfahrbar ist, ist es möglich, durch die Wahl der Vorschubgeschwindigkeit vorteilhafte Präge- und/oder Aushärtebedingungen für das jeweilis gewählte aushärtbare Material, das die Mikro struktur tragen soll, zu wählen. Because the inventive tool can be moved, it is possible to choose by selecting the feed rate advantageous embossing and / or curing conditions for the jeweilis selected curable material to support the micro-structure. Dabei kann das Verfahren des Werkzeuges über die mikrostrukturierbare Oberfläche kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Thereby, the method of the tool about the mikrostrukturierbare surface can be continuous or discontinuous. Insbesondere bei Verwendung eines geeigneten Matrizenmaterials ist darüber hinaus die Mehrfachverwendung des Werkzeuges möglich, welches bevorzugt so gestaltet ist, dass die Matrize austauschbar ist. Particularly when using a suitable template material, the multiple use of the tool is moreover possible, which is preferably designed so that the die is interchangeable.
  • 9. Spezielle Weiterbildungen 9. Special developments
  • 9.1 Nahtloser Auftrag von Schichten auf große Oberflächen: 9.1 Seamless order of layers on large surfaces:
  • Zum gleichmäßigen und zumindest im Wesentlichen nahtlosen Applizieren einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer großen Substratoberfläche wird ein erfindungsgemäßes Werkzeug oder eine Anzahl erfindungsgemäßer Werkzeuge vorzugsweise so eingesetzt, dass zueinander im Wesentlichen parallele Bahnen von Schichten mit jeweils mikrostrukturierter Außenfläche auf die Substratoberfläche appliziert werden. For uniform and at least substantially seamless applying a layer with a microstructured outer surface of a major substrate surface, an inventive tool or a number of inventive tools is preferably used so that substantially mutually parallel paths of layers are applied, each having a microstructured outer surface to the substrate surface. Damit zwischen parallelen Bahnen der applizierten Schichten keine Naht entsteht, werden die Bahnen vorzugsweise entweder überlappend appliziert, oder das erfindungsgemäße Werkzeug wird so eingerichtet, dass scharfe Bahnkanten gebildet werden, wobei benachbarte Bahnkanten zueinander paralleler Bahnen nahtlos aneinander gefügt werden. Thus, no seam is formed between parallel lines of the applied layers, the sheets are preferably applied either overlapping or tool of the invention is set up so that sharp edges are formed track, wherein adjacent web edges mutually parallel webs are seamlessly joined together.
  • Vorzugsweise können Roboter eingesetzt werden, um ein erfindungsgemäßes Werkzeug bzw. eine Anordnung erfindungsgemäßer Werkzeuge präzise so über eine Substratoberfläche zu führen, dass die gewünschte nahtlose Verlegung der parallelen Bahnen in gewünschter Weise erfolgt. Preferably, robots can be used to make a tool according to the invention or an arrangement according to the invention so precise tools to cause the desired seamless relocation of parallel paths takes place in a desired manner on a substrate surface.
  • 9.2 Applikation mehrer Schichten aushärtbaren Materials: 9.2 Application of several layers of curable material:
  • Im Einzelfall kann es zweckmäßig sein, die Oberfläche eines Gegenstandes mit einer ersten Beschichtung zu versehen, welche eine mikrostrukturierte Außenfläche trägt oder nicht trägt. In individual cases, it may be expedient to provide the surface of an object with a first coating which carries a microstructured outer surface, or not wearing. Auf diese erste Schicht können dann ein oder mehrere weitere Schichten aufgetragen werden, wobei die äußerste Schicht eine mikrostrukturierte Außenfläche trägt. In this first layer comprises one or more additional layers can then be applied, wherein the outermost layer carries a microstructured outer surface. Zur Applikation einer ersten Schicht, welche keine mikrostrukturierte Außenfläche besitzt, kann ein geringfügig modifiziertes Werkzeug eingesetzt werden, welches bei ansonsten gleicher Ausgestaltung wie ein erfindungsgemäßes Werkzeug eine Matrizenbahn besitzt, welche auf ihrer Andruckseite kein Negativ der zu erzeugenden Mikrostruktur umfasst. For application, a first layer having no microstructured outer surface, a slightly modified tool can be used which has a stencil sheet with otherwise the same configuration as an inventive tool comprising on its Andruckseite no negative of the to-generating microstructure. Es versteht sich, dass die Oberfläche einer ersten Schicht, welche selbst keine mikrostrukturierte Außenfläche trägt, auf der jedoch eine Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche (als zweite oder weitere Schicht) angeordnet werden soll, im Sinne des vorliegenden Textes als Substratoberfläche aufzufassen ist. It is understood that the surface of a first layer, which itself bears no microstructured outer surface, however, on which a layer having a microstructured outer surface intended to be placed (as a second or more layer) is to be understood within the meaning of the present text as the substrate surface.
  • 9.3 Gestaltung der Innenfläche des aushärtbaren Materials: 9.3 Design of the inner surface of the curable material:
  • In manchen Fällen ist es vorteilhaft, die im fertigen Zustand dem Substrat zugewandte Innenfläche der zu erzeugenden Schicht (welche auf ihrer Außenfläche mikrostrukturiert ist) zu kennzeichnen oder sonstwie zu modifizieren. In some cases it is advantageous, which faces the substrate in the finished state of the inner surface layer to be produced (which is microstructured on its outer surface) to be marked or to modify in any way. Insbesondere sind Verfahren vorteilhaft, in denen die Innenfläche der besagten Schicht mit wird einer Farbe oder Tinte gekennzeichnet oder bedruckt wird. In particular, methods are advantageous, in which the inner surface of said layer with a color or ink will be marked or printed. Hierzu sind in einem erfindungsgemäßen Werkzeug vorteilhafterweise entsprechende Einrichtungen vorgesehen, welche es gestatten, auf die Innenfläche der zu applizierenden Schicht einzuwirken, welche beispielsweise über die Vorrichtung zur Aufbringung des aushärtbaren Materials (z. B. Ink-Jet-Druckköpfe) auf die Matrizenbahn aufgebracht wurde und dort zunächst nach außen weist. For this purpose, advantageously, appropriate means are provided in an inventive tool, which allow it to act on the inner surface of the to be applied layer (for example, ink-jet printheads.) Was applied to the stencil sheet, for example, via the apparatus for applying the curable material and there first facing outward.
  • Auf entsprechende Weise kann auf die Innenseite der zu applizierenden Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche ein Hologramm oder ein anderes Erkennungs- oder Sicherheitsmerkmal appliziert werden. In a corresponding way, a hologram, or other identification or security feature can be applied to the inside of the layer to be applied with a microstructured outer surface.
  • 9.4 Einsatz von Robotersystemen: 9.4 of robotic systems:
  • Es wurde bereits erwähnt, dass Robotersysteme eingesetzt werden können, um ein erfindungsgemäßes Werkzeug präzise und mit dem gewünschten Anpressdruck über eine Substratoberfläche zu verfahren. It has already been mentioned that robotic systems are used to process an inventive tool and with precisely the desired contact pressure over a substrate surface. Insbesondere geeignet ist der Einsatz von Robotern, vorzugsweise von solchen mit langen Führungsarmen, wenn beispielsweise die Außenhaut von Schiffsrümpfen oder Flugzeugen mittels eines erfindungsgemäßen Werkzeuges beschichtet werden sollen. Particularly suitable is the use of robots, preferably those with long guide arms, for example if the outer skin of ship hulls or aircraft according to the invention by means of a tool are to be coated.
  • Es wurde bereits erwähnt, dass derartige Roboter auch auf Fahrzeugen aufgebaut sein können, wie sie bereits z. It has been mentioned that such robots can be constructed on vehicles as they already z. B. in Trockendocks zur großflächigen Schiffsrumpflackierung eingesetzt werden. As are used in dry docks for large-scale hull paint.
  • 10. Auftragen gleichmäßiger Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf große Substratoberflächen: 10. Applying a uniform layer having a microstructured outer surface on large substrate surfaces:
  • Es ist in manchen Fällen vorteilhaft, mehrere erfindungsgemäße Werkzeuge parallel zueinander auszurichten und miteinander so zu verbinden, dass sie gleichzeitig über die Substratoberfläche verfahren werden können. It is advantageous in some cases to align a plurality of tools according to the invention parallel to each other and connect with each other so that they can be moved simultaneously across the substrate surface. Vorzugsweise werden die parallelen Werkzeuge dabei gelenkig miteinander verbunden, so dass sich eine Gruppe miteinander verbundener erfindungsgemäßer Werkzeuge quer zu ihrer Fahrtrichtung an die Krümmung einer Substratoberfläche anpassen kann. Preferably, the parallel tools are thereby connected in an articulated manner, so that a group of interconnected tools according to the invention can adapt transversely to its direction of travel to the curvature of a substrate surface.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. The invention is explained below by means of embodiments with reference to the accompanying figures.
  • Es stellen dar: , In which:
  • 1 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges, bei dem die Matrize als Endlosband um die Andruckwalze und zwei weitere Walzen läuft, von denen eine als Abnehmerwalze fungiert. a schematic representation of a tool according to the invention, in which the die is running as an endless band around the pressure roller and two rollers, one of which acts as a doffer roll.
  • 2 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges, bei dem die Matrize eine einzelne (Andruck-)Walze stramm umschließt, wobei eine Vorrichtung zum Aufbringen des aushärtbaren Materials auf die Matrizenbahn sowie eine Druckluftzufuhr vorgesehen sind. a schematic representation of a tool according to the invention, in which the matrix enclosing a single (press contact) tightly roller, wherein a device for applying the curable material on the stencil sheet and a pressurized air supply are provided.
  • 1 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Werkzeug mit einer Andruckwalze shows an inventive tool with a pressure roller 1 1 , einer endlosen Matrizenbahn , An endless stencil 3 3 , einer Walze , A roller 7 7 , die gleichzeitig als Abnehmerwalze fungiert, einer Walze Which simultaneously functions as a doffer roll, a roll 9 9 , welche die Funktion einer Umlenkwalze ausübt, einer Lichtquelle (Härtungsvorrichtung) , Which performs the function of a guide roller, a light source (curing) 5 5 sowie einer Vorrichtung and a device 11 11 zum Auftragen aushärtbaren Materials (nicht dargestellt) auf die Matrizenbahn for applying the curable material (not shown) onto the stencil sheet 3 3 . ,
  • Im Betrieb des in During operation of the in 1 1 dargestellten Werkzeugs wird dieses in Richtung des Pfeiles A verfahren. Tool shown this is moved in the direction of arrow A. Gleichzeitig wird mittels der Vorrichtung Simultaneously, by means of the device 11 11 aushärtbares Material auf die Matrizenbahn curable material on the stencil sheet 3 3 aufgebracht, die sich um die insgesamt drei Walzen applied, which is the total of three rolls 1 1 , . 7 7 und and 9 9 herum erstreckt. extends around. Da die Andruckwalze Since the pressure roller 1 1 in Richtung des Pfeiles A verfahren wird, gelangt die Matrizenbahn is moved in the direction of arrow A, passes the stencil 3 3 in einer rollenden Bewegung zwischen die Andruckwalze in a rolling movement between the pressure roller 1 1 und die überfahrene Substratoberfläche (nicht dargestellt). and run over the substrate surface (not shown). Die Matrizenbahn the stencil 3 3 trägt auf ihrer von den Walzen carries on its from the rolls 1 1 , . 7 7 , . 9 9 abgewandten Seite das Negativ einer Mikrostruktur, welches in das aufgetragene aushärtbare Material übertragen wird, das die Negativ-Seite der Matrizenbahn vollständig benetzt und an ihr anhaftet. side facing away from the negative of a microstructure which is transmitted in the deposited curable material which completely wets the negative side of the stencil sheet and adheres to it. Sobald das Werkzeug eine hinreichende Strecke in Richtung des Pfeiles A verfahren ist, erreicht aushärtbares Material auf der Negativ-Seite der Matrizenbahn den Bereich der Andruckwalze Once the tool is moved a sufficient distance in the direction of the arrow A, reaches curable material on the negative side of the stencil sheet to the region of the pressure roller 1 1 und gelangt dort schließlich zwischen Matrizenbahn and finally arrives there between stencil 3 3 und die Substratoberfläche. and the substrate surface.
  • Bei weiterem Verfahren des Werkzeuges in Richtung des Pfeiles A gelangt das auf die Substratoberfläche aufgedrückte aushärtbare Material in den Wirkungsbereich der Lichtquelle On further moving the tool in the direction of arrow A which reaches to the substrate surface be expressed curable material into the effective range of the light source 5 5 , welche durch das Matrizenmaterial hindurch, das in seinen Transmissionseigenschaften an die Lichtquelle angepasst ist, auf das aushärtbare Material einwirkt. Which acts through the matrix material therethrough which is adapted in its transmission characteristics to the light source to the curable material. Das aushärtbare Material ist so gewählt, dass die durch die Matrizenbahn hindurchdringende Strahlung die Aushärtung des aushärtbaren Materials initiiert. The curable material is chosen such that the passing through the stencil sheet urgent radiation initiates the curing of the curable material. Bei dem aushärtbaren Material handelt es sich vorzugsweise um einen Dual-Cure-Lack (siehe oben), dessen Fotoinitiatoren durch Licht aktiviert werden, welches von der Strahlungsquelle emittiert wird und durch die Matrizenbahn When the curable material is preferably a dual-cure coating (see above), the Photoinitiators are activated by light that is emitted from the radiation source and through the stencil 3 3 hindurchtreten kann. can pass. Während somit das Werkzeug in Richtung des Pfeiles A weiter verfahren wird, härtet das aushärtbare Material (zumindest teilweise) aus. Thus, while the tool is moved further in the direction of the arrow A, the curable material (at least partially) cured. Schließlich erreicht die Abnehmerwalze Finally, the take-off roll reached 7 7 den Bereich des nun (teilweise) ausgehärteten Materials und nimmt die Matrizenbahn the area of ​​the now (partly) cured material and takes the stencil 3 3 von dem ausgehärteten Material ab, welches auf der Substratoberfläche verbleibt. from the cured material from remaining on the substrate surface. Das ausgehärtete Material haftet an der Substratoberfläche besser als an der Matrizenbahn. The cured material adheres to the substrate surface better than in the stencil sheet.
  • Bei fortgesetztem Verfahren des Werkzeugs in Richtung des Pfeiles A wird kontinuierlich weiteres aushärtbares Material über die Matrizenbahn While continuing the process of the tool in the direction of arrow A continuously further curable material on the stencil sheet is 3 3 in den Wirkungsbereich der Andruckwalze in the range of action of the pressure roll 1 1 gefördert, von der Andruckwalze an die Substratoberfläche angedrückt und anschließend mittels der Lichtquelle conveyed, pressed by the pressure roller to the substrate surface and then by means of the light source 5 5 ausgehärtet. hardened.
  • 2 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Werkzeug mit einer gasgefüllten Andruckwalze und einer stramm auf diese Andruckwalze aufgezogenen endlosen Matrizenbahn shows an inventive tool with a gas-filled pressure roller and a nip roller tightly drawn onto this stencil endless 23 23 ; ; in in 2 2 ist die Andruckwalze selbst nicht zeichnerisch dargestellt, ihre Position jedoch durch die der strukturierten Matrize angegeben. the pressure roller is shown graphically itself does not, however, given its position by the structured template. Die Andruckwalze ist durch eine in The pressure roller is by in 2 2 schematisch dargestellte Druckluftzufuhr Compressed air supply schematically illustrated 27 27 mit Druckluft befüllbar. filled with compressed air. Die Druckluftzufuhr umfasst zeichnerisch nicht dargestellte Mittel zur Einstellung des Gasdruckes innerhalb der Andruckwalze. The compressed air supply means comprises drawing is not shown to the gas pressure adjustment within the pressure roll.
  • Das in This in 2 2 dargestellte Werkzeug umfasst zudem eine Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens eines aushärtbaren Materials (Härtungseinheit) Tool shown also a device for accelerating the curing of a curable material comprises (curing) 25 25 ; ; hierbei handelt es sich den Eigenschaften (verfügbaren Härtungsmechanismen) des aushärtbaren Materials (Lacks) entsprechend beispielsweise um eine Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung, eine Heizeinrichtung zum Bestrahlen und/oder Beheizen des aushärtbaren Materials, eine Einrichtung zur Erzeugung eines Wechselmagnetfeldes oder z. These are the characteristics (curing mechanisms available) of the curable material (resist) corresponding to for example a radiation source for electromagnetic radiation, a heating device for irradiating and / or heating of the curable material, means for generating an alternating magnetic field or z. B. eine Elektronenstrahlquelle. As an electron beam source. Alternativ oder zusätzlich kann eine Einrichtung zur Fernhaltung von Luftsauerstoff vorhanden sein, vergleiche hierzu die obigen Ausführungen. Alternatively or additionally, a device used to control air oxygen present purpose compare the above statements. Selbstverständlich kann auch eine Kombination der genannten Elemente vorgesehen sein, um aushärtbare Materialien auszuhärten, welche mehrere Härtungsmöglichkeiten anbieten. Of course, a combination of the aforementioned elements may be provided to cure curable materials that offer several curing options.
  • Das in This in 2 2 dargestellte Werkzeug umfasst des Weiteren eine Vorrichtung zur Aufbringung des aushärtbaren Materials auf die Matrizenbahn (Lackdosiereinheit) Illustrated tool further includes an apparatus for applying the curable material on the stencil sheet (Lackdosiereinheit) 31 31 , welche nach Art einer Dosierwalze eingerichtet ist, wie sie aus Zweiwalzanlagen für das Revers- bzw. Gleichlaufverfahren bekannt ist, vergleiche insoweit die obigen Ausführungen. Which is set up in the manner of a metering roller as is known from two-roll systems for the lapel or synchronization method, so far compare the above embodiments.
  • Das in This in 2 2 dargestellte Werkzeug umfasst schließlich auch noch ein Gehäuse Finally tool illustrated also includes a housing 33 33 , welches die Anordnung aus Andruckwalze/Matrizenbahn, Lackdosiereinheit, Härtungseinheit und Druckluftzufuhr nahezu vollständig umschließt, jedoch auf seiner Unterseite eine Aussparung besitzt, durch welche die Andruckwalze/Matrizenbahn vorspringt, so dass die Applikation aushärtbaren Materials, welches über die Lackdosiereinheit auf die strukturierte Matrize aufgegeben werden kann, auf eine zu beschichtende Substratoberfläche möglich ist. Which almost completely surrounds the assembly of platen roller / stencil, Lackdosiereinheit, curing and compressed air supply, but on its underside has a recess through which the pressure roller / stencil sheet protrudes, so that the application curable material which fed via the Lackdosiereinheit on the structured die may be, is possible on a substrate to be coated surface. Eine Substratoberfläche A substrate surface 35 35 ist in is in 2 2 dargestellt. shown.
  • Die Druckluftzufuhr mit den zugeordneten Mitteln, welche die Einstellung des Luftdrucks in der Andruckwalze ermöglichen, stellt Mittel dar zum Einstellen der beim elastischen Andrücken der Matrizenbahn (mit der das Negativ der zu erzeugenden Mikrostruktur umfassenden und gegebenenfalls aushärtbares Materials tragenden Seite) an die Subtratoberfläche. The compressed air supply with the associated means, which allow adjustment of the air pressure in the pressure roller, constitutes means for adjusting the in elastically pressing the stencil sheet (with the negative of the to-generating microstructure comprehensive and optionally curable material bearing side) to the Subtratoberfläche.
  • Hinsichtlich der Ausgestaltung der Matrizenbahn With regard to the embodiment of the stencil 23 23 gilt das zu applies to the 1 1 (Matrizenbahn (stencil 3 3 ) Gesagte entsprechend. ) Applies correspondingly.
  • Im Betrieb des in During operation of the in 2 2 dargestellten Werkzeuges wird dieses auf der Substratoberfläche Tool shown is this on the substrate surface 35 35 verfahren. method. Gleichzeitig wird mittels der Vorrichtung Simultaneously, by means of the device 31 31 (Lackdosiereinheit) aushärtbares Material auf die Matrizenbahn (Lackdosiereinheit) curable material on the stencil sheet 23 23 aufgebracht, die stramm auf die nicht separat dargestellte Andruckwalze aufgespannt ist. applied, which is tightly mounted on the not illustrated separately platen roller. Da die Andruckwalze (mit Matrizenbahn Since the pressure roller (with stencil 23 23 ) auf der Substratoberfläche verfahren wird, gelangt die Matrizenbahn ) Is moved on the substrate surface, passes the stencil 23 23 in einer rollenden Bewegung zwischen die Andruckwalze und die überfahrene Substratoberfläche in a rolling movement between the pressure roller and the driven over the substrate surface 35 35 . , Die Matrizenbahn the stencil 23 23 trägt entsprechend der Ausgestaltung gemäß transmits in accordance with the embodiment according to 1 1 auf ihrer von der Walze abgewandten Seite das Negativ einer Mikrostruktur, welches in das aufgetragene aushärtbare Material übertragen wird, das die Negativseite der Matrizenbahn vollständig benetzt und an ihr anhaftet. on its side facing away from the roller side, the negative of a microstructure which is transmitted in the deposited curable material which completely wets the negative side of the stencil sheet and adheres to it. Sobald das Werkzeug eine hinreichende Strecke auf der Substratoberfläche Once the tool a sufficient distance on the substrate surface 35 35 verfahren ist, erreicht aushärtbares Material auf der Negativ-Seite der Matrizenbahn die Oberfläche A process reaches curable material on the negative side of the stencil, the surface 35 35 des Substrats und gelangt zwischen Matrizenbahn of the substrate and passes between stencil 23 23 und Substratoberfläche and the substrate surface 35 35 . , Gleichzeitig oder etwas früher gelangt das auf die Substratoberfläche At the same time or a little earlier that reaches the substrate surface 35 35 aufgedrückte aushärtbare Material auch in den Wirkungsbereich der Härtungseinheit be expressed curable material in the area of ​​influence of the curing unit 25 25 , welche durch das Matrizenmaterial hindurch auf das aushärtbare Material einwirkt. Which acts through the matrix material through to the curable material. Während somit das Werkzeug weiter auf der Substratoberfläche Thus, while the tool continues on the substrate surface 35 35 verfahren wird, härtet das aushärtbare Material (zumindest teilweise) aus. The procedure is, the curable material (at least partially) cured. Die Andruckwalze selbst nimmt schließlich die Matrizenbahn The pressure roller itself finally takes the stencil 23 23 von dem ausgehärteten Material ab, welches auf der Substratoberfläche from the cured material from that on the substrate surface 35 35 verbleibt. remains. Das ausgehärtete Material haftet an der Substratoberfläche The cured material adheres to the substrate surface 35 35 besser als an der Matrizenbahn better than at the stencil 23 23 . , Bei fortgesetztem Verfahren des Werkzeuges auf der Substratoberfläche wird kontinuierlich weiteres aushärtbares Material aus der Lackdosiereinheit While continuing the process of the tool on the substrate surface continuously further curable material from the Lackdosiereinheit is 31 31 auf die Matrizenbahn the stencil 23 23 appliziert und über die Matrizenbahn applied and the stencil 23 23 in Kontakt mit der Substratoberfläche in contact with the substrate surface 35 35 gebracht, wird dort von der Andruckwalze an die Substratoberfläche placed, there is from the platen roller to the substrate surface 35 35 angedrückt und sogleich mittels der Härtungseinheit and pressed at once by means of the curing unit 25 25 ausgehärtet. hardened.

Claims (23)

  1. Werkzeug zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche, umfassend: – eine Bahn ( Tool for providing a layer having a microstructured outer surface on a substrate surface, comprising: - a web ( 3 3 ) einer elastischen Matrize mit einem Negativ der zu erzeugenden Mikrostruktur, – eine über eine Oberfläche verfahrbare elastische Andruckwalze ( ) An elastic mold with a negative microstructure of generated, - a movable across a surface elastic pressure roller ( 1 1 ) mit einer Andrückfläche zum elastischen Andrücken der Matrizenbahn ( ) (With a pressing surface for elastically pressing the stencil sheet 3 3 ) mit der das Negativ der zu erzeugenden Mikrostruktur umfassenden und gegebenenfalls aushärtbares Material tragenden Seite an die Substratoberfläche, – ein Mittel zum Einstellen und/oder Steuern und/oder Regeln der Elastizität der Andruckwalze ( ) With the negative of the to-generating microstructure comprising curable material and optionally bearing side to the substrate surface, - a means for adjusting and / or controlling and / or regulating the elasticity of the pressure roller ( 1 1 ) und/oder der auf die Matrizenbahn ( ) And / or (on the stencil 3 3 ) wirkenden Andruckfläche der Andruckwalze ( ) Acting pressure surface of the pressure roller ( 1 1 ), wobei Andruckwalze ( (), Said pressure roller 1 1 ) und Matrizenbahn ( (), And stencil 3 3 ) so angeordnet sind, dass beim Verfahren der Walze über die Oberfläche die Matrizenbahn ( ) Are arranged so that when moving the roller across the surface of the stencil ( 3 3 ), gegebenenfalls mit dem darauf aufgetragenen aushärtbaren Material, in einer rollenden Bewegung zwischen Walze und Oberfläche gelangt, so dass das Negativ auf der Matrizenbahn ( ) Optionally engages with the thereon coated hardenable material in a rolling motion between the roller and surface, such that the negative (on the stencil 3 3 ) der Substratoberfläche zugewandt ist. ) Faces the substrate surface.
  2. Werkzeug nach Anspruch 1, umfassend – Mittel zum Einstellen und/oder Steuern und/oder Regeln der beim elastischen Andrücken wirkenden Andruckkräfte. Tool according to claim 1, comprising - means for adjusting and / or controlling and / or regulating the pressing pressure forces acting during elastic.
  3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Andruckwalze ( Tool according to claim 1 or 2, wherein the pressure roller ( 1 1 ) gasgefüllt ist und (a) ihre auf die Matrizenbahn ( ) Is filled with gas, and (a) its (on the stencil 3 3 ) wirkende Andruckfläche und/oder (b) ihre Elastizität durch die Mittel zum Einstellen und/oder Steuern und/oder Regeln der beim elastischen Andrücken lokal wirkenden Andruckkräfte veränderbar sind. ) Pressure surface acting and / or (b) its elasticity can be varied by the means for adjusting and / or controlling and / or regulating the locally acting at the elastic pressing pressure forces.
  4. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Andruckwalze ( Tool according to one of the preceding claims, wherein the pressure roller ( 1 1 ) quer zur Rollrichtung in zwei, drei oder mehr Segmente unterteilt ist, wobei die Segmente relativ zueinander beweglich sind, so dass sie in einem ersten Betriebszustand so zueinander angeordnet werden können, dass die Andruckfläche gemeinsam von sämtlichen Segmenten gebildet wird und in einem zweiten Betriebszustand so zueinander angeordnet werden können, dass ein, zwei oder mehr Segmente nicht zur Bildung der Andruckfläche beitragen. ) Is divided transversely to the rolling direction in two, three or more segments, the segments being movable relative to each other so that they can each other in a first operating condition be arranged so that the contact surface is formed jointly by all segments, and in a second operating state so can not contribute to the formation of the pressure surface are arranged to each other, that one, two or more segments.
  5. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens eines aushärtbaren Materials, die so angeordnet ist, dass sie beim Verfahren der Andruckwalze ( Tool according to one of the preceding claims, with a device for accelerating the curing of a curable material that is arranged so that it (the method of the pressure roller 1 1 ) über die Oberfläche deren Bewegung begleitet, vorzugsweise nachfolgt, und auf einen Teil der Oberfläche und/oder des dort applizierten aushärtbaren Materials einwirkt. ) Follows its movement over the surface, preferably subsequent to, and acts on a part of the surface and / or the applied there curable material.
  6. Werkzeug nach Anspruch 5, wobei die Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens eine Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung und/oder eine Heizeinrichtung zum Bestrahlen und/oder Beheizen des aushärtbaren Materials und/oder eine Einrichtung zur Erzeugung eines Wechselmagnetfeldes und/oder eine Einrichtung zum Fernhalten von Luftsauerstoff vom aushärtbaren Material und/oder eine Elektronenstrahlquelle umfasst. Tool according to claim 5, wherein the device for accelerating the curing of a radiation source for electromagnetic radiation and / or heating means for irradiating and / or heating of the curable material and / or a means for generating an alternating magnetic field and / or a device for keeping atmospheric oxygen from the includes curable material and / or an electron source.
  7. Werkzeug nach Anspruch 6, wobei die Strahlungsquelle eine Lampe ( Tool according to claim 6, wherein the radiation source (a lamp 5 5 ) für IR-, NIR-, sichtbares oder UV-Licht ist. is) for IR, NIR, visible or UV light.
  8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens so angebracht ist, dass das Aushärten des aushärtbaren Materials durch Durchstrahlen oder Erwärmen der Matrizenbahn ( Tool according to one of claims 5 to 7, wherein the device is attached for accelerating the curing so that the curing of the curable material by irradiating or heating the stencil ( 3 3 ) erfolgt. ) he follows.
  9. Werkzeug nach Anspruch 8, wobei – die Strahlungsquelle eine ( Tool according to claim 8, wherein - the radiation source is an ( 5 5 ) für IR-, NIR-, sichtbares oder UV-Licht ist und – die Matrizenbahn ( ) Is for IR, NIR, visible or UV light and - the stencil ( 3 3 ) so ausgewählt ist, dass sie für zumindest einen Teil des von der Lampe ( ) Is selected so that it at least a part of (for by the lamp 5 5 ) ausgestrahlten Lichts durchlässig ist, wobei die Matrizenbahn ( is permeable) emitted light, wherein the stencil ( 3 3 ) vorzugsweise eine Transmission von zumindest 60% bei der Wellenlänge besitzt, bei der das von der Strahlungsquelle abgestrahlte Licht sein Emissionsmaximum besitzt. ) Preferably has a transmission of at least 60% has at the wavelength at which the light radiated from the light radiation source has its emission maximum.
  10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei der Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens eines aushärtbaren Materials eine Kühleinrichtung zugeordnet ist, um ein Überhitzen des Werkzeugs zu verhindern. Tool according to one of claims 5 to 9, wherein the device for accelerating the curing of a curable material is associated with a cooling device to prevent overheating of the tool.
  11. Werkzeug nach Anspruch 10, wobei die Kühleinrichtung ein Gebläse zum Erzeugen eines Kühlluftstromes umfasst, der die Anlage der Matrizenbahn ( A tool according to claim 10, wherein the cooling means comprises a fan for generating a cooling air stream (the system of the stencil 3 3 ) mit ihrer das Negativ der zu erzeugenden Mikrostruktur umfassenden und gegebenenfalls aushärtbares Material tragenden Seite an der Substratoberfläche nicht beeinflusst oder verstärkt. ) With their bearing the negative of the to-generating microstructure comprehensive and optionally curable material side at the substrate surface does not affect or enhanced.
  12. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Werkzeug eine Vorrichtung ( Tool according to one of the preceding claims, wherein the tool (apparatus 11 11 ) zur Aufbringung des aushärtbaren Materials auf die Matrizenbahn ( ) For applying the curable material (on the stencil 3 3 ) umfasst. ) Includes.
  13. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Walze ( Tool according to one of the preceding claims, (with a roll 7 7 ), die so eingerichtet ist, dass sie beim Verfahren des Werkzeuges über die Oberfläche die Matrizenbahn ( ), Which is adapted to over the surface of the stencil sheet (in the method of the tool 3 3 ) wieder abnimmt. ) Decreases again.
  14. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das die Matrizenbahn ( Tool according to one of the preceding claims, wherein the (the stencil 3 3 ) bildende Material eine Shore A-Härte von 20–60, vorzugsweise 25–45 besitzt. ) Forming material has a Shore A hardness of 20-60, preferably 25-45.
  15. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Matrizenbahn ( Tool according to one of the preceding claims, wherein the stencil ( 3 3 ) eine Oberflächenenergie im Bereich von 17–40 mN/m, vorzugsweise 20–30 mN/m besitzt. ) Has a surface energy in the range of 17-40 mN / m, preferably 20-30 mN / m.
  16. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend Mittel zum Einstellen und/oder Steuern und/oder Regeln der Dicke der applizierten Schicht. Tool according to one of the preceding claims, comprising means for adjusting and / or controlling and / or regulating the thickness of the applied layer.
  17. System zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche, umfassend – ein Werkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 11 und – ein aushärtbares Material, welches mittels der Vorrichtung zum Beschleunigen des Aushärtens beschleunigt aushärtbar ist. A system for forming a layer having a microstructured outer surface on a substrate surface, comprising: - a tool according to one of claims 5 to 11, and - a curable material which is accelerated by means of the device for accelerating the curing is curable.
  18. System zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche, umfassend – ein Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 16, – ein aushärtbares Material und – ein Substrat mit einer zu beschichtenden, gegebenenfalls mehrfach gekrümmten Oberfläche, wobei die Matrizenbahn ( A system for forming a layer having a microstructured outer surface on a substrate surface, comprising: - a tool according to one of claims 1 to 16, - a curable material, and - a substrate having to be coated, optionally multi-curved surface, the stencil ( 3 3 ), die Substratoberfläche und das aushärtbare Material so gewählt sind, dass das aushärtbare Material unter Betriebsbedingungen im nicht ausgehärteten Zustand an der Matrizenbahn ( ), The substrate surface and the curable material are selected so that the curable material (under operating conditions in the uncured state on the stencil 3 3 ) haftet und diese benetzt, an der Substratoberfläche aber zumindest nach (teilweiser) Aushärtung besser haftet als an der Matrizenbahn ( ) Adheres and wets it, but adhere better to the substrate surface at least after (partial) curing than (on the stencil 3 3 ). ).
  19. System nach Anspruch 18, wobei das Substrat ein Bestandteil eines Schiffes, eines Unterseeboots, eines Flugzeugs, eines Landfahrzeugs wie Automobil oder Schienenfahrzeug, eines Rotorblatts, eines Architekturbauwerkes oder einer Pipeline ist. System according to claim 18, wherein the substrate is a component of a ship, a submarine, an aircraft, a land vehicle, such as automotive or rail vehicle, a rotor blade, an architectural building or a pipeline.
  20. Verfahren zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche, umfassend die Schritte: a1) Bereitstellen eines aushärtbaren, mikrostrukturierbaren Materials, a2) Bereitstellen eines Werkzeuges nach einem der Ansprüche 1–16, a3) Erzeugen der Schicht aus dem aushärtbaren, mikrostrukturierbaren Material mittels des Werkzeuges auf der Substratoberfläche, a4) Aushärten der Schicht des aushärtbaren, mikrostrukturierbaren Materials auf der Substratoberfläche oder b1) Bereitstellen eines Systems nach einem der Ansprüche 17 bis 19, b2) Erzeugen der Schicht aus dem aushärtbaren, mikrostrukturierbaren Material mittels des Werkzeuges auf der Substratoberfläche, b3) Aushärten der Schicht des aushärtbaren, mikrostrukturierbaren Materials auf der Substratoberfläche. A method for producing a layer with a microstructured outer surface on a substrate surface, comprising the steps of: a1) providing a hardenable, microstructured material, a2) providing a tool according to any of claims 1-16, a3) forming the layer of the curable microstructured material by the tool on the substrate surface, a4) curing the layer of curable microstructured material on the substrate surface or b1) providing a system according to one of claims 17 to 19, b2) generating the layer of the curable microstructured material by means of the tool on the substrate surface , b3) curing the layer of curable microstructured material on the substrate surface.
  21. Gegenstand umfassend eine Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer mehrfach gekrümmten Substratoberfläche, wobei die Mikrostruktur im Bereich der Mehrfachkrümmung mittels – eines Werkzeuges nach einem der Ansprüche 1–16, – eines Systems nach einem der Ansprüche 17 bis 19 oder – eines Verfahrens nach Anspruch 20 erzeugt werden kann. An article comprising a layer having a microstructured outer surface on a multi-curved substrate surface, wherein the microstructure in the area of ​​multi-curvature by means of - a tool according to any of claims 1-16, - generating a process according to claim 20 - a system according to one of claims 17 to 19, or can be.
  22. Gegenstand nach Anspruch 21, wobei der Gegenstand ein Schiff, ein Unterseeboot, ein Flugzeug, ein Landfahrzeug wie Automobil oder Schienenfahrzeug, ein Rotorblatt, ein Architekturbauwerk, eine Pipeline oder ein Teil eines dieser Gegenstände ist. The article of claim 21, wherein the object is a ship, a submarine, an aircraft, a land vehicle, such as automotive or rail vehicle, a rotor blade, an architectural structure, a pipeline or a part of these objects.
  23. Verwendung – eines Werkzeuges nach einem der Ansprüche 1–16 oder – eines Systems nach einem der Ansprüche 17 bis 19 – zum Erzeugen einer Schicht mit mikrostrukturierter Außenfläche auf einer Substratoberfläche. Use - of a tool according to any one of claims 1-16, or - a system according to any one of claims 17 to 19 - to produce a layer having a microstructured outer surface on a substrate surface.
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