DE102008061998A1 - Method for manufacturing embossing roller for planishing tool to form diffraction effect-images, involves corroding areas of sheet metal up to pre-determined corroding depth, so that sheet metal is optionally bent to form cylinder section - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prägeplatte und -walze für die Herstellung von Beugungseffekt-Bildern, ein Verfahren zur Herstellung solcher Bilder, und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Prägeplatte bzw. -walze.The The present invention relates to a stamping plate and roll for the production of diffraction effect images, a method for producing such images, and a method for manufacturing such a stamping plate or roller.
Hologramme, Kinegramme oder ähnliche, auf Beugungseffekten beruhende Elemente stellen auf Grund ihres mit Änderung des Betrachtungswinkels auftretenden Helligkeitswechselspiels oder Farbwechselspiels sowie der Möglichkeit, betrachtungswinkelabhängig lesbare Informationen zu speichern und darzustellen, ein beliebtes Kennzeichnungsmerkmal dar, unter anderem, weil der optisch variable Effekt durch einfaches Kopieren nicht reproduziert werden kann.holograms, Kinegrams or similar, based on diffraction effects Elements set on the basis of their with changing the viewing angle occurring brightness change game or color change game as well the possibility of viewing angle dependent readable Store and display information, a popular identifier Among other things, because the optically variable effect by simple Copying can not be reproduced.
Aus
der Patentanmeldung
Aus
der deutschen Patentschrift
Die herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Prägewalzen für Zwecke der Herstellung von Beugungseffekt-Bildern werden als zu aufwändig empfunden; dies besonders in Fällen, wo vielfach wechselnde Motive in schneller Folge geprägt werden sollen, also dort, wo Beugungseffekt-Bilder vorrangig einem ästhetischen Zweck dienen, z. B. der optischen Aufwertung eines Produkts, wobei auch die Haptik angenehm sein soll.The conventional process for the production of embossing rolls for purposes of producing diffraction effect images felt too expensive; especially in cases where often changing motifs in rapid succession that is, where diffraction effect images are primarily aesthetic Serve purpose, z. B. the visual enhancement of a product, wherein also the feel should be pleasant.
Die bekannten Verfahren zur Herstellung der Beugungseffekt-Bilder selbst sind, entsprechend den Unzulänglichkeiten der verwendeten Prägewalzen, unzureichend auf den Masseneinsatz anwendbar und/oder führen zu wenig ansprechenden Produkten.The known methods for producing the diffraction effect images themselves are, according to the inadequacies of the used Embossing rollers, insufficiently applicable to mass use and / or lead to less appealing products.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Verfahren und Vorrichtungen so weiterzubilden, dass ein Masseneinsatz derselben erleichtert ist.It is therefore an object of the present invention, the known Processes and devices educate so that a mass use same is facilitated.
Dazu stellt die Erfindung die Verfahren gemäß Anspruch 1, 14 und 21, sowie die Prägewalze gemäß Anspruch 10 bereit.To the invention provides the method according to claim 1, 14 and 21, and the embossing roll according to claim 10 ready.
Unter einem ersten Aspekt weist ein Verfahren zum Herstellen einer Prägewalze für Beugungseffekt-Bilder einen Ätz-Schritt, und einen Biegeschritt des geätzten Blechs zu einem Zylinderabschnitt auf. Damit ist eine Verfahrensabfolge angegeben, die eine besonders kosteneffiziente Bereitstellung von Wechsel-Prägemustern ermöglicht. Hierbei kann auf den Biegeschritt verzichtet werden, z. B. wenn die Prägeform in einer Flachstanze benutzt werden soll.Under In a first aspect, a method of manufacturing an embossing roll is disclosed for diffraction effect images, an etching step, and a bending step of the etched sheet to a cylinder portion on. This indicates a sequence of processes that is a particular cost efficient provision of change embossing patterns allows. This can be dispensed with the bending step be, for. B. when the stamping used in a flat punch shall be.
Zum Ätzen eines Stahlblechs wird in Ausführungsformen eine salzsaure Lösung von Eisen(III)-Chlorid verwendet, wobei die Ätztiefe durch Stoppen des Ätzprozesses mit einer Lauge nach einer vorbestimmten Ätzzeit in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Ätztemperatur bestimmt wird. Das Linienmuster weist in Ausführungsformen eine Schar von Linien untereinander gleichen Abstands auf, wobei die Linien der Schar zueinander seitlich versetzte Zickzacklinien sein und ihr Abstand voneinander in einem Bereich von 0,2 bis 1 mm liegen können, wobei die Einzellinien des Linienmusters jeweils eine Breite von 0,02 bis unter 0,2 mm aufweisen.For etching a steel sheet in embodiments becomes a hydrochloric acid Solution of ferric chloride used, the etch depth by stopping the etching process with an alkali after one predetermined etching time in response to a predetermined etching temperature is determined. The line pattern has in embodiments a set of lines equidistant from each other, where the lines of the crowd to each other laterally offset zigzag lines his and her distance from each other in a range of 0.2 to 1 mm, with the individual lines of the line pattern each have a width of 0.02 to less than 0.2 mm.
Der
Beugungseffekt besteht in Ausführungsformen darin, dass
die relative reflexionswinkelbezogene Intensität von von
dem Rillenmuster reflektiertem Licht einer Bezugswellenlänge
in einer zu dem Rillenmuster senkrechten Bezugsebene wenigstens zwei
Maxima und ein zwischen den Maxima liegendes Minimum aufweist. Bei
einer unstrukturierten Fläche ist die Reflexion andererseits
in Richtung des dem Einfallswinkel gegenüberliegenden Ausfallswinkels
maximal, und nimmt zu beiden Seiten dessen ab, bezogen auf die von
Einfalls- und Ausfallsrichtung aufgespannte Ebene. Je rauer die
Fläche, desto flacher ist die Reflexionslicht-Verteilung;
aber zusätzliche Maxima treten erst durch geeignete Strukturierung
auf, nämlich durch zueinander gleichabständige Linienscharen,
die durch ihren Beugungseffekt eine Hell-/Dunkel-Variation mit mehreren
Maxima in Abhängigkeit vom in der Bezugsebene gemessenen Winkel
bewirken. In Ausführungsformen reflektiert das Muster ferner
auftreffendes Licht derart, dass in einen ersten von der Bezugsebene
begrenzten Halbraum reflektiertes Licht eine andere Ansicht bereitgestellt
wird als in einen zweiten, dem ersten gegenüberliegenden
Halbraum reflektiertes Licht. Dadurch wird zusätzlich zu
dem Hell-/Dunkel-Wechsel auch ein Wechsel zwischen zwei verschiedenen
Bildern, beispielsweise einem Firmennamen und dem Firmen-Logo, bereitgestellt,
wie dies auf anderem Wege gemäß der Druckschrift
Unter einem zweiten Aspekt weist eine Prägewalze für Beugungseffekt-Bilder eine einen Zylinderabschnitt bildende Prägeform sowie eine Aufnahme zur Halterung der Prägeform in einem vorbestimmten Abstand zur Walzenachse auf. Somit ist eine Prägewalze angegeben, die gleichfalls eine besonders kosteneffiziente Bereitstellung von Wechsel-Prägemustern ermöglicht. In Ausführungsformen beträgt der Winkel des Zylinderabschnitts wenigstens 120° oder 240°, in einigen Fällen über 320°. Auch eine nahtlose Anordnung zum Vollmantel, entsprechend einem Winkel von 360°, ist möglich.In a second aspect, an embossing effect image embossing roller has an embossing mold forming a cylinder portion and a receptacle for holding the embossing mold at a predetermined distance from the roller axis. Thus, an embossing roll is given, which also provides a particularly cost-efficient provision of Wech sel-embossing patterns allows. In embodiments, the angle of the cylinder portion is at least 120 ° or 240 °, in some cases over 320 °. A seamless arrangement to the solid shell, corresponding to an angle of 360 °, is possible.
Ferner wird unter einem dritten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung von Beugungseffekt-Bildern angegeben, bei welchem das gewünschte Linienmuster in eine Metallschicht oder metallisierte Schicht eingeprägt und die geprägte Fläche dann mit einer Kunststofffolie beklebt wird. Auch dieses Verfahren stellt besonders kosteneffizient Wechsel-Prägemuster bereit, weil die Musterprägung und Laminierung bei hohen Durchlaufgeschwindigkeiten erfolgen kann. Bevorzugt erfolgen Prägung und Laminierung in zwei Arbeitsgängen nacheinander.Further is a third aspect of a method for the production of Diffraction effect images indicated in which the desired Line pattern embossed in a metal layer or metallized layer and the embossed surface then with a plastic film is stuck. This process is also particularly cost-efficient Exchange embossing pattern ready because the pattern embossing and lamination can be done at high throughput speeds. Embossing and lamination are preferably carried out in two operations successively.
Die unbedampfte Folie ist in Ausführungsformen aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus Polystyrol, Polyvinylidenchlorid, Celluloseacetat, Polyvinylacetat oder einem Polyolefin, insbesondere aus Polypropylen oder PVC, oder einem Copolymer aus diesen gebildet.The Uncoated foil is in embodiments of a thermoplastic Plastic, in particular of polystyrene, polyvinylidene chloride, cellulose acetate, Polyvinyl acetate or a polyolefin, in particular of polypropylene or PVC, or a copolymer formed from these.
Die geprägte Folie kann einrseits eine Metallfolie sein, die keinen Kunststoff beinhaltet. Das Metall ist in Ausführungsformen Aluminium. Wenn andererseits eine metall- bzw. aluminiumbedampfte Folie verwendet wird, umfasst diese in Ausführungsformen einen Polyester oder Polystyrol, Polyvinylidenchlorid, Celluloseacetat, Polyvinylacetat oder ein Polyolefin, beispielsweise Polypropylen oder PVC, oder ein Copolymer aus diesen. In Ausführungsformen ist die Folie eine Heißfolie, die zum Aufschweißen auf ein Substrat vor dem Prägen geeignet ist. In einer weiteren Ausführungsform wird das Prägesubstrat durch einen Lack gebildet, der in gewünschten Bereichen eines Objekts, beispielsweise eines aus einem Papier- oder Kartonbogen hergestellten Substrats aufgebracht und ausgehärtet wird, so dass in den im Wesentlichen ausgehärteten Lack das Muster geprägt werden kann. Bei dem Lack handelt es sich in Ausführungsformen um einen UV-Lack, der mittels UV-Belichtung ausgehärtet wird.The embossed film may be on the one hand a metal foil, the no plastic included. The metal is in embodiments Aluminum. On the other hand, if a metal or aluminum vaporized Foil is used in embodiments includes one Polyester or polystyrene, polyvinylidene chloride, cellulose acetate, Polyvinyl acetate or a polyolefin, for example polypropylene or PVC, or a copolymer of these. In embodiments the film is a hot foil, which is for welding on a substrate before embossing is suitable. In a Another embodiment is the embossing substrate formed by a varnish in desired areas an object, for example one from a paper or cardboard sheet applied substrate is cured and cured, so that in the substantially cured lacquer the pattern can be shaped. The paint is in embodiments to a UV varnish, which cured by means of UV exposure becomes.
In Ausführungsformen umfasst das Verfahren vor dem eigentlichen Prägen das Schweißen der Folie auf ein Substrat.In Embodiments includes the method before the actual Emboss the welding of the foil on a substrate.
Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen, Details und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantageous embodiments, details and aspects of the invention result from the dependent claims, the Description and the accompanying drawings.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings explained in more detail. Show it:
Erfindungsgemäß wird ein (flachliegendes) Stahlblech zunächst mit einem Fotoresist beschichtet S1. Je nachdem, ob es sich um ein Positiv-Resist oder ein Negativ-Resist handelt, wird das gewünschte Rillenmuster oder das Stegmuster darauf belichtet S2 und der belichtete bzw. unbelichtete Lack entfernt S3. Daran anschließend erfolgt ein Ätzprozess S4, beispielsweise mit einer erwärmten, 0,04 molar-salzsauren Eisen(III)-Chlorid-Lösung (z. B. 3.2 molar). Nach Ablauf der bei der gewählten Temperatur (z. B. 40°C–90°C) für die gewünschte Ätztiefe maßgebenden Ätzzeit (z. B. 3 min) wird der Prozess mit Natronlauge gestoppt und das Blech gereinigt und getrocknet. Es wird dann auf eine Prägewalze aufgespannt, indem eine Haltevorrichtung das Blech in gebogener Form S5 so auf der Walze befestigt, dass es überall denselben Abstand von der Walzenachse aufweist S6 und somit ein einwandfreier Rundlauf ermöglicht ist. Alternativ wird eine Flachstanze verwendet, bevorzugt mit einer heizbaren flachen Aufnahmeplatte für das geätzte Blech mit dem Rillen- oder Stegmuster.According to the invention a (flat) steel sheet first with a photoresist coated S1. Depending on whether it is a positive-resist or is a negative resist, becomes the desired groove pattern or the web pattern exposed on S2 and the exposed or unexposed paint removed S3. This is done afterwards an etching process S4, for example with a heated, 0.04 molar hydrochloric acid iron (III) chloride solution (eg. 3.2 molar). After the expiration of the selected temperature (eg 40 ° C-90 ° C) for the desired etch depth decisive etching time (eg 3 min) becomes the process stopped with sodium hydroxide solution and the sheet was cleaned and dried. It is then clamped onto an embossing roll by a Holding the sheet in curved form S5 so on the roller attached, that it is everywhere the same distance from the roll axis has S6 and thus a perfect concentricity is possible. Alternatively, a flat punch is used, preferably with a heatable flat mounting plate for the etched Sheet metal with the groove or web pattern.
Übrigens sind je nach Wahl des Materials des Blechs auch andere, insbesondere außenstromlose Ätzverfahren möglich. Hier wurde rostfreier Stahl verwendet. In einer Variante wird Aluminium verwendet und mit etwa 11 molarer Phosphorsäure, unter Zusatz von je etwa 1 molarer Salpeter-, Fluss- oder Essigsäure bei 20°C bis 50°C geätzt. Es ist jeweils zweckmäßig, die Platte während des Ätzvorgang z. B. in einer Drehbewegung durch das Ätzbad zu bewegen.by the way are depending on the choice of the material of the sheet also other, in particular electroless etching possible. Here stainless steel was used. In one variant, aluminum is used and with about 11 molar phosphoric acid, with the addition of each about 1 molar nitric, hydrofluoric or acetic acid at 20 ° C to 50 ° C etched. It is respectively appropriate, the plate during the etching process z. B. to move in a rotary motion through the etching bath.
In einer Ausführungsform wird die geätzte, gereinigte und getrocknete Platte in eine flache Aufnahme oder auf eine Walze ein- bzw. aufgeschraubt. Ein Papier-Substrat wird mit einer Folie mit Reflexionsschicht laminiert und durch Druck bei einer Temperatur von z. B. 80°C geprägt. Dabei wird die Prägestruktur in die reflektierende Folie und das Papier geprägt. Danach wird das geprägte Substrat mit einer durch sichtigen Folie laminiert, wodurch ein schimmernder Effekt entsteht. Allerdings kann auf dieses abschließende Laminieren in einigen Anwendungen auch verzichtet werden, oder durch Beschichten mit einem UV-Lack ersetzt oder ergänzt werden. Als Reflexionsschicht kann eine metallisierte Schicht, oder ein Laminat aus zwei Schichten mit stark unterschiedlichem Brechungsindex verwendet werden (z. B. Δn > 0,3). In Ausführungsformen dient die z. B. mittels UV-Licht ausgehärtete Lackschicht als Reflexionsschicht.In one embodiment, the etched, cleaned and dried plate is screwed into a flat receptacle or onto a roller. A paper substrate is laminated with a film having a reflective layer and pressurized at a temperature of e.g. B. 80 ° C coined. The embossed structure is embossed into the reflective foil and the paper. Thereafter, the embossed substrate is laminated with a transparent film, resulting in a shimmering effect. However, this final lamination may be omitted in some applications, or replaced or supplemented by coating with a UV varnish. As the reflective layer, a metallized layer or a laminate of two layers having a greatly different refractive index may be used (for example, Δn> 0.3). In embodiments, the z. B. cured by UV light lacquer layer as a reflection layer.
In einer Variante wird in einem ersten Schritt eine Heißfolie, also eine partiell mit einem hitzeaktivierbaren Kleber beschichtete Folie, auf ein Substrat geschweißt S7. Die Aktivierung besorgt ein etwa 120°C heißer Messingstempel. Allerdings kann auch in einer Offsetmaschine ein Kleber in einem Druckwerk aufgedruckt und dann in einem zweiten Druckwerk die reflektierende Folie daran vorbeigeleitet werden. An den Stellen, an denen Kleber aufgedruckt ist, haftet dann die Folie. Dadurch kann nicht nur vollflächig, sondern auch partiell die reflektierende Folie aufgebracht werden. In diese Anordnung wird mit der Prägewalze oder -platte das Linienmuster eingeprägt S8, welches aus einer Abfolge von zueinander seitlich versetzten, abschnittsweise geraden Zickzackrillen oder -stegen besteht. Anschließend kann auf die geprägte Seite eine Glanzfolie aufgeklebt werden S9, wobei der Kleber in die Rillen bzw. zwischen die Stege des Prägemusters läuft. Die Außenseite des Laminats ist demzufolge glatt und bietet eine ansprechende Haptik, während das dargestellte Motiv je nach Betrachtungswinkel zwischen verschiedenen Darstellungen und/oder variierender Hell-/Dunkelverteilung changiert. Auch ein Farbwechselspiel ist bei ausreichender Präzision des Linienmusters möglich.In a variant, in a first step, a hot foil, So a partially coated with a heat-activated adhesive Foil, welded to a substrate S7. The activation worried about a 120 ° C hot brass stamp. However, even in an offset machine can be an adhesive in one Printing unit printed and then in a second printing the reflective Slide past it. In the places where glue is printed, then adheres the film. This not only allows full surface, but also partially the reflective film can be applied. In this arrangement is with the embossing roll or plate imprinted the line pattern S8, which consists of a sequence of laterally offset, partially straight zigzag grooves or webs. Subsequently, on the embossed Glued on a glossy film S9, with the adhesive in the grooves or between the webs of the embossing pattern runs. The outside of the laminate is therefore smooth and offers an appealing haptic, while the motif shown depending on the viewing angle between different representations and / or varying light / dark distribution changes. Also a Color change play is with sufficient precision of the line pattern possible.
Im Übrigen muss das Linienmuster nicht zwingend aus durchgehenden Zickzacklinien bestehen; es reicht aus, wenn in benachbarten Bereichen Linienscharen zueinander gewinkelt angeordnet sind. Jede Linienschar stellt ein ihr eigenes Reflexionsprofil bereit, nämlich eine destruktive Interferenz senkrecht zur Linienrichtung in einem Winkel, der von der Lichtwellenlänge, dem Einfallswinkel und dem Linienabstand abhängt. Der benachbarte Bereich mit anderem Linienscharwinkel (in der Fläche) und ggf. -abstand weist demzufolge ein davon verschiedenes Reflexionsprofil auf, insbesondere einen anderen Winkel, unter dem die destruktive Interferenz anhand des Intensitätsminimums erkennbar ist. Beispielsweise sind die Linienscharen so angeordnet, dass von schräg rechts betrachtet ein Firmenname zu erkennen ist, je nach Oben-/Unten-Kippwinkel hell auf dunkel oder umgekehrt; und von schräg links betrachtet das zugehörige Firmenlogo, wiederum je nach Oben-/Unten-Kippwinkel hell auf dunkel oder umgekehrt.Furthermore the line pattern does not necessarily have to consist of continuous zigzag lines consist; it is sufficient if there are crowds of people in neighboring areas arranged angled to each other. Each lineage stops their own reflection profile ready, namely a destructive Interference perpendicular to the line direction at an angle from the Wavelength of light, angle of incidence and line spacing depends. The adjacent area with another line angle (in the area) and, where appropriate, distance indicates accordingly of which different reflection profile, in particular a different angle, below that the destructive interference on the basis of the intensity minimum is recognizable. For example, the lineages are arranged so to recognize a company name from diagonally right is bright to dark, or vice versa, depending on the top / bottom tilt angle; and viewed from diagonally to the left, the corresponding one Company logo, again bright, depending on the top / bottom tilt angle bright to dark or the other way around.
Dieses
Schema ist in
In
dem Beispiel von
In
der
Die Erfindung stellt somit eine Prägeplatte bzw. -walze, ein Herstellungsverfahren für eine solche und ein Herstellungsverfahren für Beugungseffekt-basierende Bilder bereit, die wenig aufwändig und daher kostengünstig auch für kurzfristig wechselnden Motiv-Bedarf anwendbar sind. Die nachfolgenden Ansprüche sind als nicht limitierender Versuch einer Beschreibung der Erfindung in allgemeiner Form zu verstehen.The The invention thus provides an embossing plate or roller, a Manufacturing method for such and a manufacturing method ready for diffraction-effect-based images that little consuming and therefore cost-effective for short-term changing motif needs are applicable. The following Claims are intended as a non-limiting attempt of description to understand the invention in general terms.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 19627638 A1 [0003] - DE 19627638 A1 [0003]
- - DE 10146635 B4 [0004] - DE 10146635 B4 [0004]
- - GB 2306404 A [0011] GB 2306404 A [0011]
- - DE 10337452 [0011] - DE 10337452 [0011]
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DE200810061998 DE102008061998A1 (en) | 2008-12-12 | 2008-12-12 | Method for manufacturing embossing roller for planishing tool to form diffraction effect-images, involves corroding areas of sheet metal up to pre-determined corroding depth, so that sheet metal is optionally bent to form cylinder section |
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