DE102016200793B4

DE102016200793B4 - Verfahren zum Herstellen einer Werkzeugplatte zum Bearbeiten von Bedruckstoff

Info

Publication number: DE102016200793B4
Application number: DE102016200793.9A
Authority: DE
Inventors: Duy Linh Nguyen; Martin Schmitt-Lewen; Thorsten Euler; Simon Löprich
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2024-04-04
Anticipated expiration: 2036-01-22
Also published as: JP6719917B2; CN105856936B; CN105856936A; DE102016200793A1; JP2016147487A; US20160229089A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Werkzeugplatte (1) zum Bearbeiten von Bedruckstoff, wobei eine Masterform (2) mit einer Oberflächenstruktur (3) und ein mit einer ausgehärteten Schicht (4) beschichteter Rohling (5) der Werkzeugplatte (1) unter Einschluss einer aushärtbaren Schicht (6) zwischen sich in einem Pressspalt (7) aufeinander gepresst werden und dadurch die aushärtbare Schicht (6) auf die ausgehärtete Schicht (4) des Rohlings (5) aufgetragen und mit einem Negativ (8) der Oberflächenstruktur (3) durch deren Abformen versehen wird, wobei danach die aushärtbare Schicht (6) ausgehärtet wird, und wobei die ausgehärtete Schicht (4) und die aushärtbare Schicht (6) aus der gleichen Materialart bestehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Werkzeugplatte zum Bearbeiten von Bedruckstoff, beispielsweise einer Prägeform zum Prägen von Hologrammen.
In DD 2 39 758 A5 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Prägewalze beschrieben, bei dem auf die Oberfläche einer Narbungsvorlage ein Kunstharz als gleichmäßig dicke Schicht aufgegossen oder aufgestrichen wird und danach zu einer Prägemutter ausgehärtet wird und diese von der Narbungsvorlage abgezogen wird. Als das Kunstharz wird Silikonkautschuk verwendet.
In DE 10 2004 019 187 A1 ist eine Prägeform zum Prägen von beugungsoptischen Reliefstrukturen beschrieben, deren Veredelungsschicht zunächst auf einem Master im Aufdampfverfahren erzeugt wird. Darüber wird eine Metallschicht galvanisch aufgebaut und anschließend zusammen mit der Veredelungsschicht von dem Master abgezogen.
In DE 10 2007 062 123 A1 sind eine Prägeform zum Erzeugen einer Mikrostruktur und eine Masterfolie zur Herstellung der Prägeform beschrieben.
In WO 2014 / 054 678 A1 ist ein Herstellungsverfahren für ein optisches Substrat beschrieben, bei dem ein auf eine filmförmige Matrize aufgetragener Beschichtungsfilm mit Hilfe einer Presswalze auf ein Substrat gepresst wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Verfahren zum Herstellen einer Werkzeugplatte zum Bearbeiten von Bedruckstoff anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Werkzeugplatte bestehen die ausgehärtete Schicht und die aushärtbare Schicht aus der gleichen Materialart, z.B. aus Silikon.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Werkzeugplatten mit vergleichsweise geringem Aufwand herstellen.
In den Unteransprüchen sind Weiterbildungen genannt.
Bei einer Weiterbildung ist die Masterform eine Platte oder eine Folie.
Bei einer weiteren Weiterbildung ist die Werkzeugplatte eine Druckform oder eine Prägeform.
Bei einer weiteren Weiterbildung ist das Negativ ein nur sichtbares Mikro-Relief oder ein auch fühlbares Haptik-Relief.
Bei einer weiteren Weiterbildung ist der Pressspalt durch eine Walze und ein Gegenelement gebildet, das entweder plattenförmig oder zylinderförmig ist.
Bei einer weiteren Weiterbildung ist die Werkzeugplatte eine Prägeplatte und ist der Rohling ein Druckformrohling für den feuchtmittellosen oder wasserlosen Offsetdruck.
Bei einer weiteren Weiterbildung ist die Masterform ein Nickelmaster.
Zur Erfindung gehört auch eine Druckmaschinen-Werkzeugplatte, die eine Prägeform zum Mikroprägen in einer Druckmaschine ist und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren oder nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist.
Außerdem gehört zur Erfindung eine Prägeform zum Prägen von Hologrammen, umfassend mehrere ausgehärtete Schichten, von denen die oberste Schicht eine Silikonschicht ist und ein Mikro-Relief zum Prägen der Hologramme aufweist. Die erfindungsgemäße Prägeform ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oder einer seiner Weiterbildungen hergestellt. Die erfindungsgemäße Prägeform kann zum Mikroprägen in einer Druckmaschine eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Prägeform kann auch zum Mikroprägen in einer Prägemaschine eingesetzt werden.
Konstruktiv und funktionell vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der dazugehörigen Zeichnung.
In dieser zeigt:

1: ein Walzwerk beim Aufbringen einer Silikonschicht auf einen Werkzeugplatten-Rohling und gleichzeitigen Abformen eines Mikro-Reliefs in die Silikonschicht, und
2: die im Walzwerk hergestellte Werkzeugplatte beim nachfolgenden Aushärten der Silikonschicht.

1 zeigt ein Walzwerk mit einem Pressspalt 7, der von einer Walze 9 zusammen mit einem Gegenelement 10 gebildet wird. Das Gegenelement 10 ist eine Walze bzw. zylinderförmig. Eine Spaltweite A des Pressspalts 7 ist einstellbar, indem die Walze 9 relativ zum Gegenelement 10 oder letzteres relativ zur Walze 9 verstellt wird.
Eine Masterform 2 und ein Rohling 5 einer herzustellenden Werkzeugplatte 1 werden zusammen in den keilförmigen Einlaufzwickel des Pressspalts 7 gesteckt. Als die Masterform 2 kann eine Nickelplatte verwendet werden. Die Masterform 2 hat auf ihrer dem Rohling 5 zugewandten Seite eine Oberflächenstruktur 3. Als der Rohling 5 kann ein Druckformrohling für den feuchtmittellosen oder wasserlosen Offsetdruck verwendet werden, wobei der Rohling 5 eine Trägerschicht aufweist, auf der sich die ausgehärtete Schicht 4 befindet. Besagte Trägerschicht kann eine Polyesterschicht sein. Die Masterform 2 und der Rohling 5 sind jeweils rechteckförmige Platten oder Folien mit einem Format von 400 mm × 500 mm.
In die Spitze des trichterförmigen Innenraumes zwischen der Masterform 2 und dem Rohling 5 wird ein Fluidvolumen von 50 ml einer aushärtbaren Schicht 6 eingebracht. Die aushärtbare Schicht 6 besteht aus Silikon oder, wenn es sich um ein Zweikomponentensystem handelt, aus Silikon und Härter. In dieser Verfahrensstufe ist die aushärtbare Schicht 6 noch flüssig oder pastös. Der Rohling 5 weist auf seiner der Masterform 2 zugewandten Seite eine bereits ausgehärtete Schicht 4 auf, welche ebenfalls aus Silikon besteht.
Die Masterform 2, der Rohling 5 und die aushärtbare Schicht 6 laufen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 40 m/min gemeinsam durch den Pressspalt 7 hindurch, bezüglich 1 nach unten, und werden dabei von der Walze 9 angetrieben. Dabei werden die Masterform 2 und der Rohling 5 über ihre gesamte Länge flach aufeinander gelegt und wird die aushärtbare Schicht 6 durch Fluidverdrängung zu einem dünnen Film ausgestrichen, der sich zwischen der Masterform 2 und dem Rohling 5 befindet. Die Oberflächenstruktur 3 ist ein Relief zum Prägen des aus der aushärtbaren Schicht 6 gebildeten Films. Durch das Prägen des Films wird in diesem ein Negativ 8 (vgl. 2) der Oberflächenstruktur 3 erzeugt.
Nachdem die aus der Masterform 2, dem Rohling 5 und der aushärtbaren Schicht 6 bestehende Sandwichanordnung den Pressspalt 7 durchlaufen hat, wird die Sandwichanordnung für eine bestimmte Härtungszeit von z.B. zwei bis drei Minuten liegengelassen. In dieser Härtungszeit härtet die zum Film ausgewalzte aushärtbare Schicht 6 auf dem Rohling 5 aus.
Danach wird die Masterform 2 von dem Rohling 5 abgelöst, wobei die inzwischen ausgehärtete aushärtbare Schicht 6 auf dem Rohling 5 verbleibt und sich von der Masterform 2 ablöst. Die Adhäsion zwischen der in dieser Verfahrensstufe bereits hinreichend festen aushärtbaren Schicht 6 und dem Rohling 5 ist größer als die Adhäsion zwischen der aushärtbaren Schicht 6 und der Masterform 2, weil die aushärtbare Schicht 6 und die die Außenfläche des Rohlings 5 bildende ausgehärtete Schicht 4 aus der gleichen Materialart bestehen.
2 zeigt, dass nach dem Ablösen der Masterform 2 von dem Rohling 5 dieser auf seiner Oberfläche mit einem Film in Form der aushärtbaren Schicht 6 versehen ist, welcher mit einem geprägten Negativ 8 der Oberflächenstruktur 3 (vgl. 1) versehen ist. Die vollständige Aushärtung des durch die aushärtbare Schicht 6 gebildeten Films kann durch einen Strahler 11 unterstützt werden. Der Strahler 11 kann z.B. ein Thermoluftstrahler sein.
Gemäß einer Alternativvariante kann ein durch den Strahler 11 oder durch einen anderen Trockner, z. B. einen Ofen, unterstütztes Aushärten des Films vor dem Ablösen der Masterform 2 von dem Rohling erfolgen, so dass der Film bereits vollständig gehärtet ist, wenn die Masterform 2 von dem Rohling 5 abgelöst wird.
Das Negativ 8 auf der fertigen Werkzeugplatte 1 bildet ein Mikro-Relief zum rotativen Prägen von Hologrammen in einer Druckmaschine. Die Werkzeugplatte 1 wird in der Druckmaschine auf einen Zylinder aufgespannt und prägt in einen UV-Lack auf einem vorbeilaufenden Bedruckstoffbogen das Mikro-Relief hinein, wobei der UV-Lack nachfolgend in der Druckmaschine gehärtet wird. Dadurch wird auf dem Bedruckstoffbogen ein Hologramm erzeugt.
Die Werkzeugplatte 1 kann auch zum Herstellen von Hologrammen nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung gemäß der DE102013016117A1 verwendet werden, welche diesbezüglich in vorliegende Beschreibung einbezogen wird (incorporation by reference).
Gemäß einer zeichnerisch nicht näher dargestellten Modifikation können auf die mit der Oberflächenstruktur 3 versehene Seite der Masterform 2 zwei Führungsstreifen oder Führungslinien in Form von Klebestreifen aufgeklebt werden. Die Führungslinien verlaufen in der Nähe der Seitenkanten der Masterform 2 parallel mit diesen, wobei die eine Führungslinie in der Nähe der einen Seitenkante und die andere Führungslinie in der Nähe der anderen Seitenkante angeordnet ist. Unter den Seitenkanten werden die beim Durchlauf durch den Pressspalt 7 senkrecht zur geometrischen Rotationsachse der Walze 9 verlaufenden Kanten der Masterform 2 verstanden. Die über die gesamte Länge der Masterform 2 seitenrandnah verlaufenden Führungslinien bilden Abstandshalter, welche das Einstellen der Filmschichtdicke der aushärtbaren Schicht 6 in Pressspalt 7 unterstützen. Die Führungslinien sind wirkungsvoll, wenn sowohl die Masterform 2 als auch der Rohling 5 relativ biegesteif sind, z.B. Platten. Handelt es sich bei dem Rohling 5 um eine vergleichsweise dünne Folie, z.B. mit einer Gesamtstärke unter 0,6 mm, die nicht hinreichend biegesteif ist, ist der Einsatz der Führungslinien nicht empfehlenswert.
Bezugszeichenliste

1: Werkzeugplatte
2: Masterform
3: Oberflächenstruktur
4: ausgehärtete Schicht
5: Rohling
6: aushärtbare Schicht
7: Pressspalt
8: Negativ
9: Walze
10: Gegenelement
11: Strahler
A: Spaltweite

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Werkzeugplatte (1) zum Bearbeiten von Bedruckstoff, wobei eine Masterform (2) mit einer Oberflächenstruktur (3) und ein mit einer ausgehärteten Schicht (4) beschichteter Rohling (5) der Werkzeugplatte (1) unter Einschluss einer aushärtbaren Schicht (6) zwischen sich in einem Pressspalt (7) aufeinander gepresst werden und dadurch die aushärtbare Schicht (6) auf die ausgehärtete Schicht (4) des Rohlings (5) aufgetragen und mit einem Negativ (8) der Oberflächenstruktur (3) durch deren Abformen versehen wird, wobei danach die aushärtbare Schicht (6) ausgehärtet wird, und wobei die ausgehärtete Schicht (4) und die aushärtbare Schicht (6) aus der gleichen Materialart bestehen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Masterform (2) eine Platte oder eine Folie ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Werkzeugplatte (1) eine Druckform oder eine Prägeform ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Negativ (8) ein nur sichtbares Mikro-Relief oder ein auch fühlbares Haptik-Relief ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Pressspalt (7) durch eine Walze (9) und ein Gegenelement (10) gebildet wird, das entweder plattenförmig oder zylinderförmig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Werkzeugplatte (1) eine Prägeplatte ist und der Rohling (5) ein Druckformrohling für den feuchtmittellosen oder wasserlosen Offsetdruck ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Masterform (2) ein Nickelmaster ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Materialart Silikon ist.
Druckmaschinen-Werkzeugplatte, die eine Prägeform zum Mikroprägen in einer Druckmaschine ist und nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist.
Prägeform zum Prägen von Hologrammen, die nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist, umfassend mehrere ausgehärtete Schichten, von denen die oberste Schicht eine Silikonschicht ist und ein Mikro-Relief zum Prägen der Hologramme aufweist.