DE102019124309A1 - Apparatus and method for producing matting-modulated polymer layers - Google Patents

Apparatus and method for producing matting-modulated polymer layers Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung oberflächenmattierter Polymerschichten.The invention relates to a device and a method for producing surface-matt polymer layers.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gezielten Einstellung des Grades einer Oberflächenmattierung von strahlungshärtenden Polymerschichten wie bspw. Druckfarben oder Drucklacken. Derartige Polymerschichten werden industriell in unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt.The invention relates to a method and a device for the targeted adjustment of the degree of surface matting of radiation-curing polymer layers such as, for example, printing inks or printing varnishes. Such polymer layers are used industrially in various applications.

Es ist heute üblich bei unterschiedlichen Anwendungen beispielsweise im Verpackungsbereich oder bei Laminaten für Bodenbeläge oder in der Möbelindustrie oder auch bei sicherheitsrelevanten Einsatzgebieten die Oberflächen von Substraten, wie bspw. Folien, Papieren, Kartonagen, wie sie im Verpackungsbereich üblich sind, oder von Schichtstoffen, mit einer mattierten Beschichtung zu versehen, um beispielsweise die Reflexion von Umgebungslicht zu vermindern oder um über eine Mattierung veränderte haptische Eigenschaften zu erzielen.It is now common in various applications, for example in the packaging sector or in laminates for floor coverings or in the furniture industry or in safety-relevant areas of application, with the surfaces of substrates such as foils, papers, cardboard boxes, as are common in the packaging sector, or of laminates to provide a matt coating, for example to reduce the reflection of ambient light or to achieve changed haptic properties via matting.

Bei der Verwendung von strahlungshärtenden Polymeren ist es bekannt ein strahlungshärtendes Polymer, beispielsweise eine Druckfarbe oder einen Lack, schichtartig auf ein Substrat bzw. eine zu beschichtende Oberfläche aufzubringen. In weiteren Verarbeitungsschritten wird die Polymerschicht mit Licht unterschiedlicher Wellenlängen und Intensitäten bestrahlt, wodurch sich bei geeigneter Wahl der Prozessparameter flächig eine gewünschte Mattierung ergibt.When radiation-curing polymers are used, it is known to apply a radiation-curing polymer, for example a printing ink or a lacquer, in layers to a substrate or a surface to be coated. In further processing steps, the polymer layer is irradiated with light of different wavelengths and intensities, which results in a desired matting over the entire area with a suitable choice of process parameters.

Die hierbei verwendeten Polymere umfassen (bzw. bestehen aus) üblicherweise Acrylate, Epoxide, Vinylether, Styrene oder andere strahlenhärtende Komponenten oder daraus abgeleitete Hybridsysteme.The polymers used here usually comprise (or consist of) acrylates, epoxies, vinyl ethers, styrenes or other radiation-curing components or hybrid systems derived therefrom.

Neben den vernetzbaren Monomeren und Oligomeren können auch weitere Zusatzstoffe wie Farbpigmente, Farbstoffe, Verlaufsmittel, Entschäumer und Stabilisierungsmittel enthalten sein, um die für spezifische Anwendungen erforderlichen Eigenschaften zu erzielen.In addition to the crosslinkable monomers and oligomers, further additives such as color pigments, dyes, leveling agents, defoamers and stabilizers can be included in order to achieve the properties required for specific applications.

Grundsätzlich ist es zwar möglich derartige Polymere bzw. Polymerzusammensetzungen direkt mittels kurzwelliger UV-Strahlung zu vernetzen, in der Regel enthalten die verwendeten Polymere bzw. Polymerzusammensetzungen aber zusätzlich Photoinitiatoren in einem geringen prozentualen Anteil von ca. 0,1% bis 5%. Die Photoinitiatoren können die gesamte Reaktivität der Polymere erhöhen, wodurch die Verarbeitungsgeschwindigkeit gesteigert werden kann. Photoinitiatoren können auch eine vollständige Durchhärtung insbesondere dickerer Polymerschichten begünstigen.In principle, it is possible to crosslink such polymers or polymer compositions directly by means of short-wave UV radiation, but the polymers or polymer compositions used generally also contain photoinitiators in a low percentage of approx. 0.1% to 5%. The photoinitiators can increase the overall reactivity of the polymers, as a result of which the processing speed can be increased. Photoinitiators can also promote complete curing, in particular of thicker polymer layers.

Das Aufbringen der Polymerschicht erfolgt dabei üblicherweise durch Tauchen, Sprühen, Schleudern, oder mit einem Druckverfahren wie Offsetdruck, Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck oder InkJet-Druck. Andere Arten der Beschichtung sind ebenfalls denkbar. Die Beschichtung kann ganzflächig über die Oberfläche des Substrats erfolgen oder auch in lokal begrenzten Bereichen.The polymer layer is usually applied by dipping, spraying, spinning, or using a printing process such as offset printing, gravure printing, flexographic printing, screen printing or inkjet printing. Other types of coating are also conceivable. The coating can take place over the entire surface of the substrate or also in locally limited areas.

Bei bekannten Verfahren wird zunächst eine Oberflächenhärtung erzeugt. Damit ist gemeint, dass eine obere Schicht der aufgebrachten Polymerschicht durch Bestrahlung (UV-Strahlung) gehärtet wird. Es bildet sich vereinfacht ausgedrückt eine Art Haut auf der ansonsten noch flüssigen und nicht ausgehärteten Polymerschicht. Durch das Aufliegen auf einer noch mobilen (flüssigen) Schicht an Polymer bildet sich in der bereits gehärteten Schicht eine Faltung aus, die zu einer gewissen Oberflächenrauheit bzw. Struktur (im Gegensatz zu einer durch Oberflächenspannung glatten Oberfläche einer dünnen Flüssigkeitsschicht) bzw. Mikrofaltung führt. Eine weitere Ursache für die Ausbildung der Oberflächenrauheit ist, dass die Polymerisation der Polymerschicht mit einer Volumenabnahme des polymerisierten Materials (Schrumpfung) verbunden ist. Auch diese Schrumpfung verursacht die Ausbildung einer Oberflächenrauheit. Diese Oberflächenrauheit führt dazu, dass die Schicht ein mattiertes Erscheinungsbild aufweist. In einem weiteren Bestrahlungsschritt wird das Polymer anschließend durchgehärtet, so dass eine Härtung im gesamten Volumen der Polymerschicht erfolgt.In known methods, a surface hardening is first produced. This means that an upper layer of the applied polymer layer is hardened by irradiation (UV radiation). To put it simply, a kind of skin forms on the otherwise still liquid and uncured polymer layer. When it rests on a still mobile (liquid) layer of polymer, a fold is formed in the already hardened layer, which leads to a certain surface roughness or structure (in contrast to a surface of a thin liquid layer that is smooth due to surface tension) or micro-fold. Another reason for the formation of the surface roughness is that the polymerisation of the polymer layer is associated with a decrease in volume of the polymerised material (shrinkage). This shrinkage also causes surface roughness to develop. This surface roughness means that the layer has a matt appearance. In a further irradiation step, the polymer is then cured through, so that curing takes place in the entire volume of the polymer layer.

Zwischen der ersten Bestrahlung (Oberflächenhärtung) und der zweiten Bestrahlung wird typischerweise eine „Ruhezeit“ (ohne oder mit reduzierter Bestrahlung) eingehalten, um so die Ausbildung der Mikrofaltung und damit den Grad der Mattierung einzustellen oder zu optimieren. Dies kann beispielsweise durch einen in Prozessrichtung betrachtet räumlichen Abstand zwischen den Bestrahlungseinrichtungen oder durch eine gezielte Veränderung der Intensitäten der UV Bestrahlungseinheiten erfolgen oder durch eine Anpassung der Prozessgeschwindigkeit.Between the first irradiation (surface hardening) and the second irradiation, a “rest period” (with or without reduced irradiation) is typically observed in order to adjust or optimize the formation of the micro-fold and thus the degree of matting. This can be done, for example, by a spatial distance between the irradiation devices viewed in the process direction or by a targeted change in the intensities of the UV irradiation units or by adapting the process speed.

Nachteilig an den bekannten Verfahren ist, dass diese recht unflexibel sind, was die Variation der Mattierung angeht. Des Weiteren ist bei den herkömmlichen Verfahren auch häufig das erzielen von einheitlichen Mattierungen schwierig insbesondere kann die Mattierung im Laufe der Produktion variieren. Beispielsweise kann es für eine Variation der Mattierung erforderlich sein, den Abstand entlang einer Transportrichtung zwischen Oberflächenhärtung und Durchhärtung zu verändern, wenn die Produktionsgeschwindigkeit beibehalten werden soll.The disadvantage of the known processes is that they are quite inflexible with regard to the variation in matting. Furthermore, it is often difficult to achieve uniform matting with conventional methods, in particular the matting can vary in the course of production. For example, in order to vary the matting, it may be necessary to change the distance along a transport direction between surface hardening and thorough hardening if the production speed is to be maintained.

Außerdem ist es bei den meisten bekannten Prozessen nur mit hohem Aufwand möglich, gezielt nur einzelne Bereiche einer Druckfläche mit einer sich in ihrem Mattierungsgrad von ihrer unmittelbaren Umgebung unterscheidenden Mattierung zu versehen. Dies kann nach dem Stand der Technik nur durch zusätzliche Prozessschritte wie beispielweise einen weiteren Lackauftrag und eine weitere Mattierung mit unterschiedlichen Prozessparametern erfolgen. Die WO 2018/229170 A1 beschreibt das lokale Aufbringen eines UV-absorbierenden Materials, um lokal eine Oberflächenhärtung zu vermeiden oder zu reduzieren, so dass unterschiedliche Mattierungsgrade erzeugt werden. Dies erfordert einen erheblichen zusätzlichen apparativen Aufwand und/oder einen zusätzlichen Arbeitsprozess und einen erheblichen zusätzlichen Energieverbrauch, was zusätzliche Kosten bedeutet.In addition, with most of the known processes it is only possible with great effort to specifically provide only individual areas of a printing surface with a matting that differs in its degree of matting from its immediate surroundings. According to the state of the art, this can only be done through additional process steps such as, for example, a further application of paint and a further matting with different process parameters. The WO 2018/229170 A1 describes the local application of a UV-absorbing material in order to avoid or reduce surface hardening locally, so that different degrees of matting are produced. This requires a considerable additional expenditure on equipment and / or an additional work process and a considerable additional energy consumption, which means additional costs.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, um möglichst flexibel eine mattierte UV-gehärtete Polymerschicht erzeugen zu können. Diese Aufgabe wird durch die Ansprüche 1 und 10 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen genannt.The object of the present invention is to provide a device and a method in order to be able to produce a matt UV-cured polymer layer as flexibly as possible. This object is achieved by claims 1 and 10. Further developments are mentioned in the subclaims.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugungmattierungsmodulierter Polymerschichten weißt demnach eine Transportrichtung auf. Entlang der Transportrichtung wird ein zu beschichtendes Substrat durch die verschiedenen Arbeitsstationen der Vorrichtung bewegt. Dies kann beispielsweise über ein Förderband oder auch über Transportwalzen erfolgen, auf welchen das, beispielsweise als Papierbahn ausgebildete, Substrat transportiert wird. Substrate aus bzw. umfassend andere Materialien, wie Kunststoff oder Holz, sind ebenso im Sinne der Erfindung. Eine Aufbringstation ist dazu ausgebildet eine Polymerschicht auf das Substrat aufzubringen. Die Aufbringstation kann dabei ausgebildet sein, um die Polymerschicht mittels Tauchen, Sprühen, Schleudern oder ähnlichem, oder mit einem Druckverfahren wie Offsetdruck, Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck oder InkJet-Druck oder ähnlichem aufzubringen. Die Polymerschicht kann ganzflächig oder auch nur in vorgegebenen Bereichen auf das Substrat aufgebracht werden.A device according to the invention for producing matting-modulated polymer layers accordingly has a transport direction. A substrate to be coated is moved along the transport direction through the various work stations of the device. This can take place, for example, via a conveyor belt or via transport rollers on which the substrate, for example designed as a paper web, is transported. Substrates made of or comprising other materials, such as plastic or wood, are also within the meaning of the invention. An application station is designed to apply a polymer layer to the substrate. The application station can be designed to apply the polymer layer by means of dipping, spraying, spinning or the like, or with a printing method such as offset printing, gravure printing, flexographic printing, screen printing or inkjet printing or the like. The polymer layer can be applied to the substrate over the entire area or only in predetermined areas.

Die besagte Polymerschicht umfasst dabei ein photopolymerisierbares Polymer. Ein photopolymerisierbares Polymer ist ein Polymer, das durch elektromagnetische Strahlung, insbesondere UV-Strahlung, vernetzbar ist. Entsprechend wird eine Kettenbildung des Polymers durch Bestrahlung initiiert. Zur Begünstigung der Kettenbildung können sogenannte Photoinitiatoren in der Polymerschicht vorgesehen sein.The said polymer layer comprises a photopolymerizable polymer. A photopolymerizable polymer is a polymer that can be crosslinked by electromagnetic radiation, in particular UV radiation. Correspondingly, chain formation of the polymer is initiated by irradiation. So-called photoinitiators can be provided in the polymer layer to promote chain formation.

In Transportrichtung auf die Aufbringstation folgend ist eine erste Bestrahlungsstation vorgesehen. Die erste Bestrahlungsstation dient dazu, eine Oberflächenhärtung der Polymerschicht zu erzeugen. Es ist vorgesehen, dass die erste Bestrahlungsstation dazu eine Bestrahlung mit einer ersten Art UV-Strahlung mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 100nm - 250nm, insbesondere 172nm, durchführt. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Substrat, mit der darauf angeordneten Polymerschicht unter einer entsprechenden UV-Strahlungsquelle hindurchgeführt wird. In der ersten Bestrahlungsstation kann ein Eximerstrahler und/oder Quecksilberstrahler vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die verwendete Strahlungsquelle derart ausgebildet, dass sie monochromatische oder gering polychromatische Strahlung abgibt.A first irradiation station is provided following the application station in the transport direction. The first irradiation station serves to produce a surface hardening of the polymer layer. It is provided that the first irradiation station carries out an irradiation with a first type of UV radiation with an intensity maximum in the wavelength range of 100 nm-250 nm, in particular 172 nm. For this purpose it can be provided, for example, that the substrate with the polymer layer arranged thereon is passed under a corresponding UV radiation source. An eximer emitter and / or mercury emitter can be provided in the first irradiation station. The radiation source used is preferably designed in such a way that it emits monochromatic or slightly polychromatic radiation.

Es ist weiter eine in Transportrichtung nach der ersten Bestrahlungsstation angeordnete zweite Bestrahlungsstation vorgesehen. Diese wiederum ist ausgebildet, um die aufgebrachte Polymerschicht mit einer zweiten Art UV-Strahlung mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 250nm - 450nm zu bestrahlen. In diesem zweiten Bestrahlungsschritt wird die Polymerschicht durchgehärtet.A second irradiation station arranged after the first irradiation station in the transport direction is also provided. This in turn is designed to irradiate the applied polymer layer with a second type of UV radiation with an intensity maximum in the wavelength range from 250 nm to 450 nm. In this second irradiation step, the polymer layer is hardened through.

In der ersten Bestrahlungsstation erfolgt die Bestrahlung typischerweise mit einer geringeren Leistungsdichte und Dosis als in der zweiten Bestrahlungsstation. In Kombination mit der Verwendung von UV-Licht im Spektralbereich von etwa 100nm bis 250nm lässt sich so eine überwiegend lokalisierte Polymerisation an der Oberfläche der Polymerschicht erreichen, da der überwiegende Teil der Strahlung in den obersten Bereichen der Polymerschicht absorbiert wird, während tiefere Schichten nicht durch die Strahlung erreicht werden oder nur in geringem Umfang erreicht werden. In der auspolymerisierten Schicht kann sich dabei und/oder im Anschluss an die Oberflächenhärtung eine Mikrofaltung ausbilden.In the first irradiation station, the irradiation typically takes place with a lower power density and dose than in the second irradiation station. In combination with the use of UV light in the spectral range from about 100 nm to 250 nm, a predominantly localized polymerization on the surface of the polymer layer can be achieved, since the majority of the radiation is absorbed in the uppermost areas of the polymer layer, while deeper layers do not penetrate radiation can be achieved or only achieved to a limited extent. In the course of this and / or after the surface hardening, a micro-fold can form in the fully polymerized layer.

Durch die nachfolgende Bestrahlung in der zweiten Bestrahlungsstation wird die Polymerschicht durchgehärtet, also in ihrem gesamten Volumen auspolymerisiert, so dass sich die Konfiguration der Polymerschicht und damit auch die mikrogefaltete Oberflächenschicht nicht mehr verändert. Die dazu typischerweise verwendete breitbandige UV-Strahlung im Spektralbereich von 250nm - 450nm dringt tiefer in die Polymerschicht und wird auch mit höherer Dosis und typischerweise höherer Leistungsdichte zugeführt als die UV-Strahlung der ersten Art.As a result of the subsequent irradiation in the second irradiation station, the polymer layer is hardened through, that is to say fully polymerized in its entire volume, so that the configuration of the polymer layer and thus also the micro-folded surface layer no longer change. The broadband UV radiation typically used for this in the spectral range of 250nm - 450nm penetrates deeper into the polymer layer and is also supplied with a higher dose and typically higher power density than UV radiation of the first type.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Temperaturmodulationseinrichtung aufweist. Diese Temperaturmodulationseinrichtung ist ausgebildet, um der Polymerschicht eine von der Umgebungstemperatur abweichende Temperatur aufzuprägen. Beispielsweise kann die Temperaturmodulationseinrichtung ausgebildet sein, um die Polymerschicht zu erwärmen oder abzukühlen. Hierdurch kann die Viskosität der noch nicht auspolymerisierten Anteile der Polymerschicht moduliert werden. Wird die Polymerschicht erwärmt, so sinkt üblicherweise die Viskosität und die Mobilität der noch flüssigen Polymerschichtanteile steigt, sodass sich eine verstärkte Mikrofaltung und damit ein höherer Grad an Mattierung ausbilden kann. Wird im Gegensatz dazu die Polymerschicht gekühlt, so sinkt üblicherweise die Viskosität und der Grad der Mattierung reduziert sich üblicherweise ebenso. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Temperaturmodulationseinrichtung ausgebildet ist, um der Polymerschicht ein über die räumliche Erstreckung der Polymerschicht ungleichförmiges Temperaturprofil aufzuprägen. Mit anderen Worten, die Temperatur der Polymerschicht variiert bzw. verändert sich über die räumliche Erstreckung der Polymerschicht hinweg, es liegen also „wärmere“ und relativ dazu „kältere“ Bereiche der Polymerschicht vor. Mit Aufprägen ist dabei gemeint, dass die Temperaturmodulationseinrichtung Energie, die zur Erzeugung der lokalen Temperatur zu- oder abgeführt werden muss, zu- bzw. abführt.According to the invention it is now provided that the device has a temperature modulation device. This temperature modulation device is designed to impress a temperature deviating from the ambient temperature on the polymer layer. For example, the temperature modulation device can be designed to heat or cool the polymer layer. This allows the viscosity of the not yet fully polymerized portions of the polymer layer to be modulated. If the polymer layer is heated, the viscosity usually decreases and the mobility of the still liquid polymer layer components increases, so that an increased micro-fold and thus a higher degree of matting can develop. In contrast to this, if the polymer layer is cooled, the viscosity usually drops and the degree of matting is usually also reduced. In particular, it can be provided that the temperature modulation device is designed to impress a non-uniform temperature profile on the polymer layer over the spatial extent of the polymer layer. In other words, the temperature of the polymer layer varies or changes over the spatial extent of the polymer layer, so there are “warmer” and relatively “colder” areas of the polymer layer. Imprinting means that the temperature modulation device supplies or removes energy that has to be supplied or withdrawn in order to generate the local temperature.

Hierdurch kann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Durchlauf ein räumlich variierender Mattierungsgrad in der Polymerschicht erzeugt werden.As a result, a spatially varying degree of matting can be produced in the polymer layer in one pass by means of the device according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung mattierungsmodulierter Polymerschichten umfasst entsprechend mehrere Schritte.The method according to the invention for producing matting-modulated polymer layers accordingly comprises several steps.

Ein zu beschichtendes Substrat wird in einem Beschichtungsschritt zunächst mit einer Polymerschicht, die ein photopolymerisierbares Polymer umfasst, beschichtet. Dies kann mit den im Zusammenhang mit der Aufbringstation beschriebenen Methoden erfolgen. Die Polymerschicht kann Acrylat- und/oder Epoxid-basierte Monomer- und/oder Oligomermischungen umfassen. Es können zusätzliche Inhaltsstoffe wie Photoinitiatoren und/oder Verlaufsstoffe und/oder Entschäumer und/oder Farbstoffe und/oder Pigmente enthalten sein. Typischerweise ist die Viskosität des verwendeten Polymers bzw. der Polymermischung temperaturabhängig. Dies ist jedoch nicht zwingend.In a coating step, a substrate to be coated is first coated with a polymer layer comprising a photopolymerizable polymer. This can be done using the methods described in connection with the application station. The polymer layer can comprise acrylate and / or epoxy-based monomer and / or oligomer mixtures. It can contain additional ingredients such as photoinitiators and / or leveling agents and / or defoamers and / or dyes and / or pigments. The viscosity of the polymer used or the polymer mixture is typically temperature-dependent. However, this is not mandatory.

In einem Oberflächenhärtungsschritt wird das Substrat mit der darauf aufgebrachten Polymerschicht mit einer ersten Art UV-Strahlung mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 100nm - 250nm bestrahlt, um eine Oberflächenhärtung der Polymerschicht zu erzeugen.In a surface hardening step, the substrate with the polymer layer applied thereon is irradiated with a first type of UV radiation with an intensity maximum in the wavelength range from 100 nm to 250 nm in order to produce a surface hardening of the polymer layer.

Zeitlich auf die Oberflächenhärtung folgend wird das Substrat mit der darauf aufgebrachten Polymerschicht in einem Durchhärtungsschritt mit einer zweiten Art UV-Strahlung mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 250nm - 450nm bestrahlt, um die Polymerschicht durchzuhärten.Following the surface curing, the substrate with the polymer layer applied to it is irradiated in a curing step with a second type of UV radiation with an intensity maximum in the wavelength range of 250 nm - 450 nm in order to cure the polymer layer through.

Dabei wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wenigstens ein Temperaturmodulationsschritt durchgeführt, in dem der Polymerschicht eine von der Umgebungstemperatur abweichende Temperatur aufgeprägt wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ihr ein sich über die räumliche Erstreckung der Polymerschicht veränderndes Temperaturprofil aufgeprägt wird. Hierdurch kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Durchlauf ein räumlich variierender Mattierungsgrad in der Polymerschicht erzeugt werden.In the process according to the invention, at least one temperature modulation step is carried out in which the polymer layer is impressed with a temperature that differs from the ambient temperature. In particular, it can be provided that a temperature profile that changes over the spatial extent of the polymer layer is impressed on it. In this way, by means of the method according to the invention, a spatially varying degree of matting can be produced in the polymer layer in one pass.

Es kann vorgesehen sein, dass ein Kühlschritt und ein Erwärmungsschritt vorgesehen sind.It can be provided that a cooling step and a heating step are provided.

Die Temperaturmodulationseinrichtung kann eine Infrarotstrahlungsquelle umfassen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann Infrarotstrahlung zur Temperaturmodulation verwendet werden. Beispielsweise kann ein IR-Strahler vorgesehen sein, bspw. ein IR-Laser oder eine IR-LED oder eine IR-Lampe. Ein IR-Strahler kann in der Temperaturmodulationseinrichtung vorgesehen sein. Dies eignet sich insbesondere, um der Polymerschicht räumlich hochaufgelöste Temperaturprofile aufzuprägen.The temperature modulation device can comprise an infrared radiation source. In the method according to the invention, infrared radiation can be used for temperature modulation. For example, an IR radiator can be provided, for example an IR laser or an IR LED or an IR lamp. An IR radiator can be provided in the temperature modulation device. This is particularly suitable for impressing spatially high-resolution temperature profiles on the polymer layer.

Die Temperaturmodulationseinrichtung kann einen Mikrospiegelaktor (linien- oder matrix-förmig angeordnete aktuierbare Mikrospiegel, bspw. zwei versetzt zueinander angeordnete Reihen an Mikrospiegeln) und/oder eine Scannerspiegelanordnung umfassen. Dieser kann angeordnet und ausgebildet sein, um die Infrarotstrahlung der Infrarotstrahlungsquelle ortsaufgelöst auf die Polymerschicht zu leiten. Hierdurch kann das aufgeprägte Temperaturprofil sehr flexibel angepasst werden.The temperature modulation device can comprise a micromirror actuator (actuatable micromirrors arranged in a line or matrix, for example two rows of micromirrors arranged offset to one another) and / or a scanner mirror arrangement. This can be arranged and designed to guide the infrared radiation from the infrared radiation source in a spatially resolved manner onto the polymer layer. This allows the impressed temperature profile to be adapted very flexibly.

Insbesondere ist die Temperaturmodulationseinrichtung ausgebildet, um UV-strahlungsfrei (im Sinne von etwaige UV-Anteile sind derart gering gegenüber den energieeinbringenden Bereichen, dass sie keine relevante zusätzliche Polymerisation verursachen) Energie in die Polymerschicht einzubringen, so dass eine Erwärmung ohne zusätzliche Polymerisation erfolgt. Entsprechend kann im Temperaturmodulationsschritt UV-strahlungsfrei Energie in die Polymerschicht eingebracht werden.In particular, the temperature modulation device is designed to introduce energy into the polymer layer without UV radiation (in the sense that any UV components are so low compared to the energy-introducing areas that they do not cause any relevant additional polymerization), so that heating takes place without additional polymerization. Accordingly, in the temperature modulation step, energy can be introduced into the polymer layer without UV radiation.

Die Temperaturmodulationseinrichtung kann eine temperaturmodulierbare Walze umfasst. Beispielsweise kann die temperaturmodulierbare Walze zum Transport eines papierförmigen Substrats ausgebildet sein. Die Walze kann beispielsweise Kühlkanäle aufweisen, über die ein Kühlmedium, welches kühler als die Umgebungstemperatur ist, in die Walze geleitet werden kann, und so die Temperatur der Walze eingestellt werden kann. Eine Erwärmung ist auf gleiche Art und Weise erreichbar. Gerade bei Substraten von geringer Stärke (Papierbahnen, Plastikfolien u.ä.) überträgt sich die Temperatur der Walze quasi direkt auf die Polymerschicht und temperiert diese.The temperature modulation device can comprise a temperature-modulable roller. For example, the temperature-modulatable roller can be designed to transport a paper-shaped substrate. The roller can, for example, have cooling channels through which a cooling medium that is cooler than the ambient temperature can be passed into the roller, and thus the temperature of the roller can be adjusted. A warming is on same way attainable. Especially with substrates of low thickness (paper webs, plastic foils, etc.), the temperature of the roller is transferred almost directly to the polymer layer and controls the temperature.

Die Walze kann derart temperaturmodulierbar ausgebildet sein, dass ein sich über eine axiale Erstreckung der Walze veränderndes Temperaturprofil einstellbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann ein sich über eine umfängliche Erstreckung der Walze veränderndes Temperaturprofil einstellbar ist. Hierdurch können beispielsweise streifenförmige Temperaturmodulationen vorgenommen werden oder auch punktuelle Temperaturmodulationen, je nach Ausbildung der entsprechenden Walze.The roller can be designed so that it can be temperature-modulated in such a way that a temperature profile that changes over an axial extent of the roller can be set. Additionally or alternatively, a temperature profile that changes over a circumferential extension of the roller can be set. In this way, for example, strip-shaped temperature modulations or point temperature modulations can be carried out, depending on the design of the corresponding roller.

Die temperaturmodulierbare Walze kann derart angeordnet sein, dass das Substrat (mit der der Polymerschicht abgewandten Seite) auf der Walze aufliegend an der ersten Bestrahlungsstation oder der zweiten Bestrahlungsstation vorbeigeführt wird. Mit anderen Worten die temperaturmodulierbare Walze prägt das Temperaturprofil bzw. die Temperatur der Polymerschicht auf, während diese UV bestrahlt wird.The temperature-modulable roller can be arranged in such a way that the substrate (with the side facing away from the polymer layer) resting on the roller is guided past the first irradiation station or the second irradiation station. In other words, the temperature-modulable roller impresses the temperature profile or the temperature of the polymer layer while this is being UV-irradiated.

Die Temperaturmodulationseinrichtung kann angeordnet und ausgebildet sein, um kontaktbasiert substratseitig eine Temperaturmodulation in der Polymerschicht zu bewirken. Mit anderen Worten, die Temperaturmodulationseinrichtung kann ein temperierbares Element umfassen, welches angeordnet und ausgebildet ist, um auf der der Polymerschicht abgewandten Seite des Substrats mit diesem in Kontakt zu treten, und so die aufzugprägende Temperatur bzw. Temperaturprofil an das Substrat bzw. die Polymerschicht zu übertragen. Ein Beispiel hierfür wäre beispielsweise die oben genannte temperierbare Walze. Es sind aber auch bspw. ebene flächige temperierbare Elemente denkbar, über die das Substrat bewegt wird oder auf denen das Substrat bewegt.The temperature modulation device can be arranged and designed to effect a contact-based temperature modulation in the polymer layer on the substrate side. In other words, the temperature modulation device can comprise a temperature-controllable element which is arranged and designed to come into contact with the substrate on the side of the substrate facing away from the polymer layer and thus to apply the temperature or temperature profile to be impressed to the substrate or the polymer layer transfer. An example of this would be, for example, the temperature-controlled roller mentioned above. However, there are also, for example, flat, flat, temperature-controllable elements conceivable over which the substrate is moved or on which the substrate moves.

Die Temperaturmodulationseinrichtung kann alternativ oder zusätzlich auch angeordnet und ausgebildet sein, um kontaktfrei eine Temperaturmodulation in der Polymerschicht zu bewirken. Eine kontaktfreie Temperaturmodulation kann substratseitig sowie alternativ oder zusätzlich auch polymerschichtseitig erfolgen. Beispielsweise kann die Polymerschicht bzw. das Substrat mit Infrarotstrahlung bestrahlt werden. Entsprechende Verfahrensschritte können vorgesehen sein. Mit anderen Worten, es kann vorgesehen sein, dass bei dem Verfahren kontaktbasiert oder kontaktfrei eine Temperaturmodulation vorgenommen wird.As an alternative or in addition, the temperature modulation device can also be arranged and designed in order to bring about a contact-free temperature modulation in the polymer layer. Contact-free temperature modulation can take place on the substrate side and, alternatively or additionally, on the polymer layer side. For example, the polymer layer or the substrate can be irradiated with infrared radiation. Corresponding process steps can be provided. In other words, it can be provided that, in the method, a temperature modulation is carried out in a contact-based or contact-free manner.

Das Verfahren kann einen Temperaturmodulationsschritt vor dem Oberflächenhärtungsschritt umfassen. Entsprechend kann in Transportrichtung vor der ersten Bestrahlungsstation eine entsprechende Temperaturmodulationseinheit, die Teil der Temperaturmodulationseinrichtung ist, vorgesehen sein. Die Temperaturmodulationseinrichtung kann also mehrere Temperaturmodulationseinheiten umfassen.The method may include a temperature modulation step prior to the surface hardening step. Accordingly, a corresponding temperature modulation unit, which is part of the temperature modulation device, can be provided in front of the first irradiation station in the transport direction. The temperature modulation device can thus comprise several temperature modulation units.

Ein Temperaturmodulationsschritt kann während dem Oberflächenhärtungsschritt und alternativ oder zusätzlich während dem Durchhärtungsschritt erfolgen. Entsprechend können auch dort Temperaturmodulationseinheiten vorgesehen sein, also entlang der Transportrichtung gesehen an gleicher Position.A temperature modulation step can take place during the surface hardening step and alternatively or additionally during the through hardening step. Correspondingly, temperature modulation units can also be provided there, that is to say at the same position as seen along the transport direction.

Ein Temperaturmodulationsschritt kann zwischen dem Oberflächenhärtungsschritt und dem Durchhärtungsschritt erfolgen. Entsprechend können auch in Transportrichtung zwischen erster Bestrahlungsstation und zweiter Bestrahlungsstation Temperaturmodulationseinheiten vorgesehen sein. Denkbar ist beispielsweise, dass zwischen den Bestrahlungsstationen das Substrat über temperierbare Walzen transportiert oder über einen temperierten Untergrund (bspw. gekühlte oder erwärmte Platte) bewegt wird. Alternativ oder zusätzlich können Bestrahlungseinheiten vorgesehen sein, welche beispielsweise mittels Infrarotstrahlung eine Temperaturmodulation durchführen können. Beispielsweise kann von Seiten des Substrats her mittels einer temperierten Walze eine bestimmte Grundtemperatur aufgeprägt werden und zusätzlich ein ortsaufgelöstes Temperaturprofil mittels einer Infrarotstrahlungsquelle von Seiten der Polymerschicht her überlagert werden.A temperature modulation step can occur between the surface hardening step and the through hardening step. Accordingly, temperature modulation units can also be provided in the transport direction between the first irradiation station and the second irradiation station. It is conceivable, for example, that the substrate is transported between the irradiation stations over temperature-controlled rollers or moved over a temperature-controlled substrate (for example, cooled or heated plate). Alternatively or additionally, irradiation units can be provided which can perform temperature modulation, for example by means of infrared radiation. For example, a certain basic temperature can be impressed on the substrate by means of a temperature-controlled roller and, in addition, a spatially resolved temperature profile can be superimposed on the polymer layer by means of an infrared radiation source.

Kühlung und/oder Erwärmung können über temperierbare Walzen oder Platten oder andere temperierbare flächige Elemente, die das Substrat kontaktieren, erfolgen. Es kann vorgesehen sein, dass die temperierbaren flächigen Elemente (bspw. Walzen oder Platten) eine Mehrzahl von individuell temperierbaren Unterelementen umfassen.Cooling and / or heating can take place via temperature-controllable rollers or plates or other temperature-controllable flat elements which contact the substrate. It can be provided that the temperature-controllable flat elements (for example rollers or plates) comprise a plurality of individually temperature-controllable sub-elements.

Der Wärmeeintrag im Rahmen der Temperaturmodulation kann mittels Wärmestrahlern (bspw. Infrarot-Strahler) erfolgen. Es ist generell die Verwendung von Strahlung (bzw. entsprechenden Strahlern) vorgesehen, die von der Polymerschicht absorbiert wird, also einen Energieeintrag bewirkt, der zu Temperaturerhöhung führt, wobei keine oder nur eine geringe bzw. vernachlässigbare Polymerisation durch diese Strahlung erfolgt (UV-frei bzw. UV-Anteil vernachlässigbar).The heat input as part of the temperature modulation can take place by means of heat radiators (e.g. infrared radiators). In general, the use of radiation (or corresponding emitters) is provided, which is absorbed by the polymer layer, i.e. causes an input of energy that leads to an increase in temperature, with no or only little or negligible polymerization taking place through this radiation (UV-free or UV component negligible).

Ein Wärmestrahler kann bspw. ein elektrisch betriebenes Heizelement bzw. ein Heizstrahler (Lampe) sein. Um eine Kühlung zu erreichen kann ein Peltier-Element bzw. mehrere Peltier-Elemente bspw. in der Art einer Matrix- oder Array-Anordnung Verwendung finden.A radiant heater can be, for example, an electrically operated heating element or a radiant heater (lamp). In order to achieve cooling, a Peltier element or several Peltier elements, for example in find the type of matrix or array arrangement use.

Es kann ein Wärmestrahler (LED-Strahler ggf. mit individuell ansteuerbaren LEDs oder LED Modulen) vorgesehen sein, der eine Mehrzahl an einzelnen und ggf. individuell ansteuerbaren Wärmequellen umfasst.A heat radiator (LED radiator, possibly with individually controllable LEDs or LED modules) can be provided which comprises a plurality of individual and, if necessary, individually controllable heat sources.

Ein Laser ggf. eine Anordnung von mehreren ggf. individuell ansteuerbaren Lasern kann als Wärmestrahler vorgesehen sein.A laser, possibly an arrangement of several optionally individually controllable lasers, can be provided as heat radiators.

Laser der Temperaturmodulationseinrichtung können als Halbleiterlaser und/oder Festkörperlaser und/oder Gaslaser ausgebildet sein. Eine Kombination unterschiedlicher Lasertypen kann vorgesehen sein.Lasers of the temperature modulation device can be designed as semiconductor lasers and / or solid-state lasers and / or gas lasers. A combination of different laser types can be provided.

Strahlungsquellen zur Temperaturmodulation können mit zusätzlichen optischen Elementen, wie Spiegeln, Linsen, holographischen oder diffraktiven optischen Elementen, zur Strahlformung der Strahlung kombiniert sein.Radiation sources for temperature modulation can be combined with additional optical elements, such as mirrors, lenses, holographic or diffractive optical elements, for beam shaping of the radiation.

Es können mechanische oder andersartige Strahlmodulationseinrichtungen vorgesehen sein, die eine Modulation der Strahlung zur Temperaturmodulation erlauben, bspw. Shutterklappen, Blenden und/oder optische Modulatoren wie LCD Elemente oder Kippspiegel. Diese können zur Modulation der an die Polymerschicht übertragenen Wärmemenge dienen. Wärmestrahlung kann über die gesamte Polymerschichtbreite gleichartig eingebracht werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass unterschiedliche Wärmemengen an unterschiedlichen Positionen quer und/oder längs zur Transportrichtung bzw. Prozessrichtung eingebracht werden (bspw. voll ortsaufgelöst). Mechanical or other types of beam modulation devices can be provided which allow the radiation to be modulated for temperature modulation, for example shutter flaps, diaphragms and / or optical modulators such as LCD elements or tilting mirrors. These can be used to modulate the amount of heat transferred to the polymer layer. Thermal radiation can be introduced equally over the entire width of the polymer layer. It can also be provided that different amounts of heat are introduced at different positions transversely and / or longitudinally to the transport direction or process direction (for example, fully spatially resolved).

Eine Kombination unterschiedlich ausgeführter Wärmequellen kann an einer Position oder an unterschiedlichen Positionen verwendet werden (bspw. Verwendung flächige Kühlwalze in Kombination mit lokaler IR-Erwärmung (bspw. durch einen IR-Strahler bspw. einen Laser, eine LED oder eine Lampe) an im Wesentlichen gleicher Position in Transportrichtung).A combination of differently designed heat sources can be used at one position or at different positions (e.g. use of flat cooling rollers in combination with local IR heating (e.g. by means of an IR radiator, e.g. a laser, an LED or a lamp) same position in transport direction).

Die eingebrachten (Erwärmung) bzw. abgeführten (Kühlung) Wärme- bzw. Energiemengen können in Abhängigkeit der Produktionsgeschwindigkeit einstellbar und/oder regelbar bzw. eingestellt bzw. geregelt sein (Bspw. kann bei Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit die Temperatur einer Kühlwalze gesenkt werden oder die Leistung eines IR-Lasers erhöht werden). Die eingebrachten (Erwärmung) bzw. abgeführten (Kühlung) Wärme- bzw. Energiemengen können so geregelt sein, dass sie sich bei höheren Prozessgeschwindigkeiten/Transportgeschwindigkeiten erhöhen. Dadurch kann bspw. erreicht werden, dass auf gleichen Strecken, die dann schneller vom Substrat durchlaufen werden, gleiche Faltungs- bzw. Mattierungsgrade erreicht werden. Die eingebrachten (Erwärmung) bzw. abgeführten (Kühlung) Wärmemengen können auch in Abhängigkeit der verwendeten Polymere einstellbar und/oder regelbar bzw. eingestellt bzw. geregelt sein. Die eingebrachten (Erwärmung) bzw. abgeführten (Kühlung) Wärmemengen können auch in Abhängigkeit der verwendeten Polymerschichtdicke einstellbar und/oder regelbar bzw. eingestellt bzw. geregelt sein. Es kann vorgesehen sein, dass die eingebrachten (Erwärmung) bzw. abgeführten (Kühlung) Wärmemengen in Abhängigkeit eines vorgegebenen Druckbildes und/oder als sich kontinuierlich veränderbare Information beispielsweise als laufende Nummerierung oder veränderlicher Strichcode o. ä. einstellbar und/oder regelbar bzw. eingestellt bzw. geregelt sind. In der Vorrichtung kann hierzu eine jeweils entsprechend eingerichtete Steuer- bzw. Regeleinrichtung vorgesehen sein.The introduced (heating) or discharged (cooling) amounts of heat or energy can be adjusted and / or regulated or adjusted or regulated as a function of the production speed (for example, the temperature of a cooling roller can be reduced or the output can be reduced when the process speed is increased an IR laser). The introduced (heating) or discharged (cooling) amounts of heat or energy can be regulated in such a way that they increase at higher process speeds / transport speeds. As a result, it can be achieved, for example, that the same degrees of folding or matting are achieved on the same routes, which are then traversed more quickly by the substrate. The introduced (heating) or removed (cooling) amounts of heat can also be adjustable and / or controllable or adjusted or controlled as a function of the polymers used. The introduced (heating) or removed (cooling) amounts of heat can also be adjustable and / or regulatable or adjusted or regulated as a function of the polymer layer thickness used. It can be provided that the introduced (heating) or discharged (cooling) amounts of heat can be set and / or regulated or set as a function of a predetermined print image and / or as continuously changing information, for example as consecutive numbering or changing bar codes or the like or are regulated. For this purpose, a correspondingly configured control or regulating device can be provided in the device.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnung erläutert werden, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wesentlich sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird. Es zeigen:

  • 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die auch ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführt;
  • 2 eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung, die auch ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführt;
  • 3 eine Temperaturmodulationseinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 4 eine Temperaturmodulationseinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 5 eine Temperaturmodulationseinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 6 eine Temperaturmodulationseinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
  • 7 eine schematische Ablaufskizze des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Further features, possible applications and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments of the invention, which are explained with reference to the drawing, wherein the features can be essential for the invention both on their own and in different combinations without explicitly referring to them again becomes. Show it:
  • 1 a device according to the invention which also carries out a method according to the invention;
  • 2 a further device according to the invention, which also carries out a method according to the invention;
  • 3 a temperature modulation unit of a device according to the invention;
  • 4th a temperature modulation unit of a device according to the invention;
  • 5 a temperature modulation unit of a device according to the invention;
  • 6th a temperature modulation unit of a device according to the invention; and
  • 7th a schematic flow diagram of the method according to the invention.

In den folgenden Figuren tragen sich entsprechende Bauteile und Elemente gleiche Bezugszeichen. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind nicht in allen Figuren sämtliche Bezugszeichen wiedergegeben.Corresponding components and elements have the same reference symbols in the following figures. For the sake of clarity, not all reference symbols are shown in all figures.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Erzeugung mattierungsmodulierter Polymerschichten. 1 shows a device according to the invention 10 for the production of matting-modulated polymer layers.

Die Vorrichtung 10 umfasst eine Fördereinrichtung 12, die vorliegend als Transportband ausgeführt ist. Mittels der Fördereinrichtung 12 können Substrate 14 entlang einer Transportrichtung 16 durch die Vorrichtung 10 bewegt werden.The device 10 includes a conveyor 12th , which in the present case is designed as a conveyor belt. By means of the conveyor 12th can substrates 14th along a transport direction 16 through the device 10 be moved.

Die Vorrichtung 10 umfasst mehrere Arbeitsstationen, die von den mittels der Fördereinrichtung 12 transportierten Substraten 14 entlang der Transportrichtung 16 nacheinander durchlaufen werden. Eine erste Arbeitsstation ist vorliegend durch eine Aufbringstation 18 gebildet. Die Aufbringstation 18 ist dazu ausgebildet eine Polymerschicht 20, die ein photopolymerisierbares Polymer umfasst, auf das Substrat 14 bzw. Substrate 14 aufzubringen. Vorliegend ist Sprühen als Aufbringmethode angedeutet. Andere Arten der Beschichtung sind ebenfalls denkbar bspw. Tauchen, Schleudern, oder mit einem Druckverfahren wie Offsetdruck, Tiefdruck, Flexodruck, Siebdruck oder InkJet-Druck. Kombinationen unterschiedlicher Aufbringmethoden sind ebenso denkbar.The device 10 comprises several workstations operated by the means of the conveyor 12th transported substrates 14th along the direction of transport 16 are run through one after the other. In the present case, a first work station is an application station 18th educated. The application station 18th a polymer layer is formed for this purpose 20th , which comprises a photopolymerizable polymer, onto the substrate 14th or substrates 14th to raise. In the present case, spraying is indicated as an application method. Other types of coating are also conceivable, for example dipping, spinning, or using a printing process such as offset printing, gravure printing, flexographic printing, screen printing or inkjet printing. Combinations of different application methods are also conceivable.

In Transportrichtung 16 nach der Aufbringstation 18 ist eine erste Bestrahlungsstation 22 angeordnet. In Transportrichtung 16 nach der ersten Bestrahlungsstation 22 angeordnet ist eine zweite Bestrahlungsstation 24 angeordnet.In the direction of transport 16 after the application station 18th is a first irradiation station 22nd arranged. In the direction of transport 16 after the first irradiation station 22nd a second irradiation station is arranged 24 arranged.

Die Vorrichtung 10 umfasst weiter eine Temperaturmodulationseinrichtung 26. Vorliegend umfasst die Temperaturmodulationseinrichtung 26 mehrere symbolisch dargestellte Temperaturmodulationseinheiten 28a-28e (allgemein mit 28 bezeichnet), die vorliegend unterschiedlich ausgebildet sind.The device 10 further comprises a temperature modulation device 26th . In the present case, the temperature modulation device comprises 26th several symbolically represented temperature modulation units 28a-28e (generally denoted by 28), which in the present case are designed differently.

Eine erste Temperaturmodulationseinheiten 28a ist als Infrarotstrahler ausgebildet, der polymerschichtseitig Wärmeenergie in die Polymerschicht 20 einbringen kann.A first temperature modulation unit 28a is designed as an infrared radiator, the polymer layer side heat energy in the polymer layer 20th can bring.

Eine zweite, dritte und vierte Temperaturmodulationseinheit 28b, 28c, 28d ist jeweils substratseitig angeordnet. Die zweite Temperaturmodulationseinheit 28b ist dabei derart ausgebildet, dass sie kontaktbasiert eine Energieabfuhr bewirkt. Mit anderen Worten sie kühlt das Substrat 14 bzw. die darauf befindliche Polymerschicht 20. Die zweite Temperaturmodulationseinheit 28b ist in Transportrichtung 16 auf gleicher Höhe mit der ersten Bestrahlungsstation 22 angeordnet.A second, third and fourth temperature modulation unit 28b , 28c , 28d is arranged on the substrate side. The second temperature modulation unit 28b is designed in such a way that it effects a contact-based dissipation of energy. In other words, it cools the substrate 14th or the polymer layer located on it 20th . The second temperature modulation unit 28b is in the direction of transport 16 at the same height as the first irradiation station 22nd arranged.

Die dritte Temperaturmodulationseinheit 28c ist derart ausgebildet, dass sie kontaktfrei (strahlungsbasiert) eine Energiezufuhr bewirkt. Dabei prägt sie der Polymerschicht 20 ein räumlich variierendes Temperaturprofil auf. Mit anderen Worten, die eingebrachte Energie ist nicht räumlich gleichförmig verteilt.The third temperature modulation unit 28c is designed in such a way that it effects a non-contact (radiation-based) supply of energy. In doing so, it shapes the polymer layer 20th a spatially varying temperature profile. In other words, the energy introduced is not spatially uniformly distributed.

Die vierte Temperaturmodulationseinheit 28d ist derart ausgebildet, dass sie kontaktbasiert eine flächig gleichförmige Energiezufuhr bewirkt (temperierte Platte).The fourth temperature modulation unit 28d is designed in such a way that it effects a flat, uniform supply of energy on the basis of contact (temperature-controlled plate).

In Transportrichtung direkt nachfolgend ist die fünfte Temperaturmodulationseinheit 28e vorgesehen welche wiederum derart ausgebildet ist, dass sie kontaktfrei (strahlungsbasiert) eine Energiezufuhr bewirkt. Dabei prägt sie der Polymerschicht 20 ein räumlich variierendes Temperaturprofil auf. Mit anderen Worten, die eingebrachte Energie ist nicht räumlich gleichförmig verteilt. Es wird quasi ein Temperaturmuster in die Polymerschicht 20 eingebracht.Directly following in the transport direction is the fifth temperature modulation unit 28e provided which in turn is designed in such a way that it brings about an energy supply without contact (radiation-based). In doing so, it shapes the polymer layer 20th a spatially varying temperature profile. In other words, the energy introduced is not spatially uniformly distributed. There is a kind of temperature pattern in the polymer layer 20th brought in.

Die eben beschriebene Ausbildung der Temperaturmodulationseinrichtung 26 ist dabei lediglich beispielhaft zu verstehen. Es können weniger oder zusätzliche Temperaturmodulationseinheiten 28 vorgesehen sein. Die einzelnen Temperaturmodulationseinheiten 28 können auch andersartig (kontaktbasiert, kontaktfrei, substratseitig, polymerschichtseitig, strahlungsbasiert, strahlungsfrei usw.) ausgebildet sein.The design of the temperature modulation device just described 26th is only to be understood as an example. There can be fewer or additional temperature modulation units 28 be provided. The individual temperature modulation units 28 can also be designed differently (contact-based, contact-free, substrate-side, polymer-layer-side, radiation-based, radiation-free, etc.).

Die erste Bestrahlungsstation 22 ist ausgebildet, um die aufgebrachte Polymerschicht 20 mit einer ersten Art UV-Strahlung mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 100nm - 250nm zu bestrahlen, um eine Oberflächenhärtung der Polymerschicht 20 zu erzeugen.The first irradiation station 22nd is formed around the applied polymer layer 20th to irradiate with a first type of UV radiation with an intensity maximum in the wavelength range of 100nm - 250nm in order to harden the surface of the polymer layer 20th to create.

Die zweite Bestrahlungsstation 24 wiederum ist ausgebildet, um die aufgebrachte Polymerschicht 20 mit einer zweiten Art UV-Strahlung mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 250nm - 450nm zu bestrahlen und die Polymerschicht 20 durchzuhärten.The second irradiation station 24 in turn is formed around the applied polymer layer 20th to irradiate with a second type of UV radiation with an intensity maximum in the wavelength range of 250nm - 450nm and the polymer layer 20th harden through.

Die erste Bestrahlungsstation 22 umfasst hierzu eine erste UV Strahlungsquelle 30, welche eine Reflektoreinrichtung 32 umfasst, so dass auch Strahlung, die in Richtung der Reflektoreinrichtung 32 abgegeben wird in Richtung des Substrats 14 reflektiert wird.The first irradiation station 22nd includes a first UV radiation source for this purpose 30th , which is a reflector device 32 includes, so that also radiation which is directed in the direction of the reflector device 32 is released in the direction of the substrate 14th is reflected.

Die Zweite Bestrahlungsstation 24 umfasst eine zweite UV Strahlungsquelle 34, welche entsprechend eine Reflektoreinrichtung 36 umfasst.The second irradiation station 24 includes a second UV radiation source 34 which accordingly have a reflector device 36 includes.

Die erste UV Strahlungsquelle 30 und die zweite UV Strahlungsquelle 34 sind unterschiedlich ausgebildet, um UV-Strahlung mit unterschiedlichen Intensität-Maxima abgeben zu können.The first UV radiation source 30th and the second UV radiation source 34 are designed differently in order to be able to emit UV radiation with different intensity maxima.

Die erste UV Strahlungsquelle 30 kann bspw. als UV-Excimer-Strahler mit einem Intensität-Maximum im Bereich 172nm ausgebildet sein.The first UV radiation source 30th can, for example, be designed as a UV excimer lamp with an intensity maximum in the 172 nm range.

Da der Luftsauerstoff die kurzwellige UV Strahlung der ersten UV Strahlungsquelle unter Bildung von Ozon stark absorbiert, wird hierdurch die auf die Polymerschicht auftreffende Strahlungsleistung stark abgeschwächt, so dass eine Mikrofaltung nicht oder nur ungenügend erfolgen kann. Zur Vermeidung dieser Abschwächung undum die Ozonbildung (Sauerstoff und Ozon wirken polymerisationsinhibierend) zu vermeiden und eine Sauerstofffreie bzw. Sauerstoffarme Atmosphäre bereitzustellen, die möglichst durchlässig für Strahlung im relevanten Bereich ist, weist die erste Bestrahlungsstation 22 eine Inertgas-Einlaufschleuse 38 und eine Inertgas-Auslaufschleuse 40 auf, sodass der Bestrahlungsvorgang in der ersten Bestrahlungsstation 22 unter Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Stickstoff-Atmosphäre, durchgeführt werden kann.Since the atmospheric oxygen strongly absorbs the short-wave UV radiation from the first UV radiation source with the formation of ozone, the radiation power hitting the polymer layer is greatly weakened, so that micro-folding cannot take place or can only take place insufficiently. To avoid this weakening and to avoid ozone formation (oxygen and ozone have a polymerization-inhibiting effect) and to provide an oxygen-free or oxygen-poor atmosphere that is as permeable as possible to radiation in the relevant area, the first irradiation station 22nd an inert gas inlet lock 38 and an inert gas outlet sluice 40 on, so that the irradiation process in the first irradiation station 22nd can be carried out under a protective gas atmosphere, for example nitrogen atmosphere.

Eine Steuer- und Regeleinrichtung 42 ist vorgesehen, die ausgebildet und eingerichtet ist, um die Temperaturmodulationseinheiten 28 anzusteuern und deren Betrieb zu regeln.A control and regulation device 42 is provided, which is designed and set up to the temperature modulation units 28 to control and regulate their operation.

Bei der Bestrahlung der Polymerschicht 20 in der ersten Bestrahlungsstation 22 wird die Oberfläche der Schicht polymerisiert, (hier wird bspw. eine Strahlung mit Wellenlänge 172nm verwendet. Diese Strahlung wird von den typischerweise verwendeten Polymeren stark absorbiert und weist daher eine geringe Eindringtiefe auf) so dass sich eine Art ausgehärtete Haut auf der ansonsten noch nicht polymerisierten Schicht bildet. Während der Bestrahlung und während der Transportphase zur zweiten Bestrahlungsstation 24 hin, bildet sich in dieser polymerisierten oberen Schicht eine Mikrofaltung (durch Polymerisation verursachte Schrumpfung, die zur Ausbildung einer Oberflächenrauheit führt) aus. Der lokale Grad der Ausbildung dieser Mikrofaltung wird durch die lokale Temperatur der Polymerschicht 20 beeinflusst und kann durch entsprechende Ansteuerung der Temperaturmodulationseinheiten 28 eingestellt werden. Beim Durchhärten in der zweiten Bestrahlungsstation 24 bleibt diese Oberflächenbeschaffenheit erhalten und resultiert in einer entsprechenden Mattierung der Oberfläche.When the polymer layer is irradiated 20th in the first irradiation station 22nd the surface of the layer is polymerized (here, for example, radiation with a wavelength of 172 nm is used. This radiation is strongly absorbed by the typically used polymers and therefore has a low penetration depth) so that a kind of hardened skin forms on the otherwise not yet polymerized Layer forms. During the irradiation and during the transport phase to the second irradiation station 24 a micro-fold (shrinkage caused by polymerization, which leads to the formation of a surface roughness) forms in this polymerized upper layer. The local degree of formation of this micro-fold is determined by the local temperature of the polymer layer 20th influenced and can be controlled by appropriate control of the temperature modulation units 28 can be set. During curing in the second irradiation station 24 this surface quality is retained and results in a corresponding matting of the surface.

In 2 ist eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung 10 gezeigt. In dieser ist das Substrat 14 als Endlosbahn ausgeführt und wird über die Walzen bzw. Rollen 46 und 48 durch die Vorrichtung 10 geführt. In diesem Beispiel steht das Substrat 14 in direktem Kontakt mit den Rollen 46 und Walzen 48 der Fördereinrichtung 12. Eine derartige Vorrichtung 10 eignet besonders zur Beschichtung flexibler Substrate, wie Papier- oder Kunststoffbahnen, da durch die Substratführung eine geringere Baugröße erreicht werden kann. Die Vorrichtung aus 1 hingegen eignet sich zur Beschichtung von im Wesentlichen starr ausgebildeten Substraten 14. Die zweite Bestrahlungsstation 24 umfasst im vorliegenden Beispiel zwei Bestrahlungseinheiten 44, die eine Bestrahlung entlang der Krümmung der gegenüberliegenden Walze 48 ermöglicht. Die beiden den Bestrahlungsstation 22 und 24 gegenüberliegend angeordneten Walzen 48 sind als temperierbare Walzen ausgebildet. Die Walzen 48 fungieren damit als Temperaturmodulationseinheiten 28. Die Walzen 48 weisen eine temperierbare Oberfläche auf, mit der Sie das Substrat 14 kontaktieren. Dies kann beispielsweise über in der Walze 48 verlaufende Temperiermediumkanäle realisiert sein. Ein Temperiermedium (bspw. eine Kühl- oder Heizflüssigkeit) kann in die Kanäle eingeleitet werden und die Walze 48 so in ihrer Temperatur eingestellt werden.In 2 is another device according to the invention 10 shown. In this is the substrate 14th designed as a continuous web and is over the rollers or rollers 46 and 48 through the device 10 guided. In this example the substrate is standing 14th in direct contact with the roles 46 and rollers 48 the conveyor 12th . Such a device 10 particularly suitable for coating flexible substrates, such as paper or plastic webs, since the substrate guide allows a smaller overall size to be achieved. The device off 1 however, it is suitable for coating substrates that are essentially rigid 14th . The second irradiation station 24 comprises two irradiation units in the present example 44 having an irradiation along the curvature of the opposite roller 48 enables. The two of them go to the radiation station 22nd and 24 oppositely arranged rollers 48 are designed as temperature-controlled rollers. The reels 48 thus act as temperature modulation units 28 . The reels 48 have a temperature-controlled surface with which you can the substrate 14th to contact. This can be done, for example, over in the roller 48 running tempering medium channels be realized. A temperature control medium (e.g. a cooling or heating liquid) can be introduced into the channels and the roller 48 so their temperature can be adjusted.

Die Temperaturmodulationseinheiten 28g und 281 sind im Beispiel von 2 also als Walzen 48 mit temperierbarer Oberfläche ausgebildet. Sie sorgen also für kontaktbasierten Energieübertrag (Abfuhr oder Zufuhr).The temperature modulation units 28g and 281 are in the example of 2 so as rollers 48 designed with a temperature-controllable surface. So they ensure contact-based energy transfer (removal or supply).

Das Beispiel von 2 weist die weiteren Temperaturmodulationseinheiten 28f, 28h, 28i, 28j, 28k auf, welche ausgebildet sind, um kontaktfrei Energie bzw. Wärme an die Polymerschicht 20 zu übertragen.The example of 2 has the other temperature modulation units 28f , 28h , 28i , 28y , 28k which are designed to transfer energy or heat to the polymer layer without contact 20th transferred to.

Die Temperaturmodulationseinheiten 28h, 28i, 28k umfassen hierzu beispielsweise je eine Anzahl von IR-Strahlern 52, die einzeln ansteuerbar sind und beispielsweise in Form eines linearen oder flächigen Arrays angeordnet sein können (andere Ausbildungen sind ebenso möglich). Die IR-Strahler können hierzu IR-LED's, IR-Laser oder IR-Lampen o.ä. IR-Strahlungsquellen darstellen, die auch in einer gemischten Anordnung vorliegen können. Details sind hierzu je in 3 und 4 gezeigt. Die Temperaturmodulationseinheiten 28h, 28k umfassen des Weiteren je eine Strahlformungsoptik 50, die vorliegend in Form einer Linse illustriert ist, wobei andersartige Strahlformungsoptiken vorgesehen sein können. Die LED-Arrays sind jeweils auf einem Träger 56 angeordnet, der zum einen eine mechanische Befestigung und zum anderen eine Kühlung der LEDs bereitstellt.The temperature modulation units 28h , 28i , 28k for this purpose each comprise, for example, a number of IR emitters 52 which can be individually controlled and can be arranged, for example, in the form of a linear or flat array (other designs are also possible). For this purpose, the IR emitters can represent IR LEDs, IR lasers or IR lamps or similar sources of IR radiation, which can also be present in a mixed arrangement. Details are in each case in 3 and 4th shown. The temperature modulation units 28h , 28k furthermore each comprise a beam-shaping optics 50 , which is illustrated in the present case in the form of a lens, it being possible for other types of beam-shaping optics to be provided. The LED arrays are each on a carrier 56 arranged, which on the one hand provides a mechanical fastening and on the other hand a cooling of the LEDs.

Die Temperaturmodulationseinheiten 28f und 28j umfassen je einen Strahler 54 zur Abgabe von Wärmeenergie (andere Ausbildungen sind ebenso möglich). Details sind in 5 und 6 gezeigt. Mittels elektrischer Anschlüsse 58 ist der Strahler 54 mit Spannung versorgbar.The temperature modulation units 28f and 28y each include a radiator 54 for the release of thermal energy (other designs are also possible). Details are in 5 and 6th shown. By means of electrical connections 58 is the emitter 54 can be supplied with voltage.

Sowohl die LED-basierten Temperaturmodulationseinheiten 28h, 28i, 28k als auch die strahlerbasierten Temperaturmodulationseinheiten 28f und 28j umfassen je ein Gehäuse 60.Both the LED-based temperature modulation units 28h , 28i , 28k as well as the heater-based temperature modulation units 28f and 28y each include a housing 60 .

In 7 ist die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung mattierungsmodulierter Polymerschichten 20 illustriert.In 7th is the implementation of the method according to the invention for producing matting-modulated polymer layers 20th illustrated.

Das zu beschichtendes Substrat 14 wird in einem Beschichtungsschritt 100 zunächst mit einer Polymerschicht 20, die ein photopolymerisierbares Polymer umfasst, beschichtet.The substrate to be coated 14th is in one coating step 100 initially with a polymer layer 20th comprising a photopolymerizable polymer coated.

Es ist möglich während dieses Beschichtungsschritts 100 einen Temperaturmodulationsschritt 110 durchzuführen. ebenso kann im Anschluss ein Temperaturmodulationsschritt 120 durchgeführt werden.It is possible during this coating step 100 a temperature modulation step 110 perform. a temperature modulation step can also be performed afterwards 120 be performed.

Das Substrat 14 mit der darauf aufgebrachten Polymerschicht 20 wird dann einem Oberflächenhärtungsschritt 200 unterzogen. In diesem wird es mit einer ersten Art UV-Strahlung mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 100nm - 250nm bestrahlt, um eine Oberflächenhärtung der Polymerschicht 20 zu erzeugen.The substrate 14th with the polymer layer applied to it 20th then becomes a surface hardening step 200 subjected. In this it is irradiated with a first type of UV radiation with an intensity maximum in the wavelength range of 100nm - 250nm in order to harden the surface of the polymer layer 20th to create.

Es ist möglich während dieses Oberflächenhärtungsschritts 200 einen Temperaturmodulationsschritt 210 durchzuführen. Ebenso kann im Anschluss ein Temperaturmodulationsschritt 220 durchgeführt werden.It is possible during this surface hardening step 200 a temperature modulation step 210 perform. A temperature modulation step can also be performed afterwards 220 be performed.

Das Substrat 14 mit der darauf aufgebrachten Polymerschicht 20 wird dann einem Durchhärtungsschritt 300 unterzogen. In diesem wird die Polymerschicht 20 mit einer zweiten Art UV-Strahlung mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 250nm - 450nm bestrahlt, um die Polymerschicht 20 durchzuhärten.The substrate 14th with the polymer layer applied to it 20th then becomes a curing step 300 subjected. In this is the polymer layer 20th with a second type of UV radiation with an intensity maximum in the wavelength range of 250nm - 450nm irradiated around the polymer layer 20th harden through.

Es ist möglich während dieses Durchhärtungsschritts 300 einen Temperaturmodulationsschritt 310 durchzuführen.It is possible during this curing step 300 a temperature modulation step 310 perform.

Erfindungsgemäß ist die Durchführung wenigstens eines der eben genannten Temperaturmodulationsschritte 110, 120, 210, 220, 310 vorgesehen. In diesen wird der Polymerschicht 20 eine von der Umgebungstemperatur abweichende Temperatur, insbesondere ein sich über die räumliche Erstreckung der Polymerschicht 20 veränderndes Temperaturprofil, aufgeprägt. Insbesondere ist vorgesehen wenigstens einen der genannten Temperaturmodulationsschritte 110, 120, 210, 220, die dem Durchhärtungsschritt 300 vorangehen durchzuführen. Insbesondere ist vorgesehen wenigstens einen der genannten Temperaturmodulationsschritte 120, 210, 220, die dem Durchhärtungsschritt 300 vorangehen und auf den Beschichtungsschritt 100 folgen durchzuführen.According to the invention, at least one of the temperature modulation steps just mentioned is carried out 110 , 120 , 210 , 220 , 310 intended. In these is the polymer layer 20th a temperature deviating from the ambient temperature, in particular one extending over the spatial extent of the polymer layer 20th changing temperature profile, imprinted. In particular, at least one of the named temperature modulation steps is provided 110 , 120 , 210 , 220 following the curing step 300 go ahead. In particular, at least one of the named temperature modulation steps is provided 120 , 210 , 220 following the curing step 300 go ahead and on to the coating step 100 follow carry out.

Insbesondere ist vorgesehen wenigstens den Temperaturmodulationsschritt 220, der auf den Oberflächenhärtungsschritt 200 folgt und dem Durchhärtungsschritt 300 vorangeht durchzuführen.In particular, at least one temperature modulation step is provided 220 that is based on the surface hardening step 200 and the curing step 300 carry out beforehand.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2018/229170 A1 [0011]WO 2018/229170 A1 [0011]

Claims (13)

Vorrichtung (10) zur Erzeugung mattierungsmodulierter Polymerschichten, mit einer Transportrichtung (16), einer Aufbringstation (18), die dazu ausgebildet ist eine Polymerschicht (20), die ein photopolymerisierbares Polymer umfasst, auf ein Substrat (14) aufzubringen, einer in Transportrichtung (16) nach der Aufbringstation (18) angeordneten ersten Bestrahlungsstation (22), die ausgebildet ist, um die aufgebrachte Polymerschicht (20) mit einer ersten Art UV-Strahlung mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 100nm - 250nm zu bestrahlen, um eine Oberflächenhärtung der Polymerschicht (20) zu erzeugen, einer in Transportrichtung (16) nach der ersten Bestrahlungsstation (22) angeordneten zweiten Bestrahlungsstation (24), die ausgebildet ist, um die aufgebrachte Polymerschicht (20) mit einer zweiten Art UV-Strahlung mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 250nm - 450nm zu bestrahlen und die Polymerschicht (20) durchzuhärten, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Temperaturmodulationseinrichtung (26) aufweist, die ausgebildet ist, um der Polymerschicht (20) eine von der Umgebungstemperatur abweichende Temperatur, insbesondere ein über die räumliche Erstreckung der Polymerschicht (20) ungleichförmiges Temperaturprofil, aufzuprägen.Device (10) for producing matting-modulated polymer layers, with a transport direction (16), an application station (18) which is designed to apply a polymer layer (20), which comprises a photopolymerizable polymer, to a substrate (14), one in the transport direction ( 16) after the application station (18) arranged first irradiation station (22), which is designed to irradiate the applied polymer layer (20) with a first type of UV radiation with an intensity maximum in the wavelength range of 100 nm - 250 nm in order to harden the surface of the polymer layer (20) to generate a second irradiation station (24) arranged in the transport direction (16) after the first irradiation station (22), which is designed to surround the applied polymer layer (20) with a second type of UV radiation with an intensity maximum in the wavelength range of To irradiate 250nm - 450nm and to cure the polymer layer (20) through, characterized in that the Vo Device (10) has a temperature modulation device (26) which is designed to impress a temperature deviating from the ambient temperature on the polymer layer (20), in particular a temperature profile which is non-uniform over the spatial extent of the polymer layer (20). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmodulationseinrichtung (26) eine Infrarotstrahlungsquelle, insbesondere einen IR-Laser,eine IR-LED oder eine IR-Lampe, umfasst.Device according to Claim 1 , characterized in that the temperature modulation device (26) comprises an infrared radiation source, in particular an IR laser, an IR LED or an IR lamp. Vorrichtung nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmodulationseinrichtung (26) einen Mikrospiegelaktor oder eine Scannerspiegelanordnung umfasst, der angeordnet und ausgebildet ist, um die Infrarotstrahlung der Infrarotstrahlungsquelle ortsaufgelöst auf die Polymerschicht (20) zu leiten.Device according to the preceding claim, characterized in that the temperature modulation device (26) comprises a micromirror actuator or a scanner mirror arrangement which is arranged and designed to guide the infrared radiation from the infrared radiation source in a spatially resolved manner onto the polymer layer (20). Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmodulationseinrichtung (26) eine temperaturmodulierbare Walze (48) umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature modulation device (26) comprises a temperature-modulatable roller (48). Vorrichtung nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (48) derart temperaturmodulierbar ausgebildet ist, dass ein über eine axiale Erstreckung der Walze (48) ungleichförmiges Temperaturprofil einstellbar ist.Device according to the preceding claim, characterized in that the roller (48) is designed to be temperature-modulatable in such a way that a non-uniform temperature profile can be set over an axial extension of the roller (48). Vorrichtung nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (48) derart temperaturmodulierbar ausgebildet ist, dass ein über eine umfängliche Erstreckung der Walze (48) ungleichförmiges Temperaturprofil einstellbar ist.Device according to the preceding claim, characterized in that the roller (48) is designed to be temperature-modulatable in such a way that a non-uniform temperature profile can be set over a circumferential extension of the roller (48). Vorrichtung nach einem der drei vorigen Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die temperaturmodulierbare Walze (48) derart angeordnet ist, dass das Substrat (14) mit der der Polymerschicht (20) abgewandten Seite auf der Walze (48) aufliegend an der ersten Bestrahlungsstation (22) oder der zweiten Bestrahlungsstation (24) vorbeigeführt wird.Device according to one of the previous three Claims 4 to 6th , characterized in that the temperature-modulable roller (48) is arranged in such a way that the substrate (14) with the side facing away from the polymer layer (20) on the roller (48) rests on the first irradiation station (22) or the second irradiation station (24 ) is passed. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmodulationseinrichtung (26) angeordnet und ausgebildet ist, um kontaktbasiert substratseitig eine Temperaturmodulation in der Polymerschicht (20) zu bewirken.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature modulation device (26) is arranged and designed to effect a contact-based, substrate-side temperature modulation in the polymer layer (20). Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmodulationseinrichtung (26) angeordnet und ausgebildet ist, um kontaktfrei substratseitig alternativ oder zusätzlich polymerschichtseitig eine Temperaturmodulation in der Polymerschicht (20) zu bewirken.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature modulation device (26) is arranged and designed to effect a contact-free temperature modulation in the polymer layer (20) on the substrate side, alternatively or additionally on the polymer layer side. Verfahren zur Erzeugung mattierungsmodulierter Polymerschichten (20), wobei ein zu beschichtendes Substrat (14) in einem Beschichtungsschritt (100) zunächst mit einer Polymerschicht (20), die ein photopolymerisierbares Polymer umfasst, beschichtet wird, wobei das Substrat (14) mit der darauf aufgebrachten Polymerschicht (20) in einem Oberflächenhärtungsschritt (200) mit einer ersten Art UV-Strahlung mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 100nm - 250nm bestrahlt wird, um eine Oberflächenhärtung der Polymerschicht (20) zu erzeugen, wobei dass das Substrat (14) mit der darauf aufgebrachten Polymerschicht (20) in einem Durchhärtungsschritt (300) mit einer zweiten Art UV-Strahlung mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 250nm - 450nm bestrahlt wird, um die Polymerschicht (20) durchzuhärten, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Temperaturmodulationsschritt (110, 120, 210, 220, 310) vorgesehen ist, in dem der Polymerschicht (20) eine von der Umgebungstemperatur abweichende Temperatur, insbesondere ein über die räumliche Erstreckung der Polymerschicht (20) ungleichförmiges Temperaturprofil, aufgeprägt wird.Method for producing matting-modulated polymer layers (20), wherein a substrate (14) to be coated is first coated in a coating step (100) with a polymer layer (20) which comprises a photopolymerizable polymer, the substrate (14) with the one applied thereon Polymer layer (20) is irradiated in a surface hardening step (200) with a first type of UV radiation with an intensity maximum in the wavelength range of 100nm - 250nm in order to produce a surface hardening of the polymer layer (20), wherein the substrate (14) with the applied polymer layer (20) is irradiated in a curing step (300) with a second type of UV radiation with an intensity maximum in the wavelength range of 250 nm - 450 nm in order to cure the polymer layer (20) through, characterized in that at least one temperature modulation step (110, 120, 210, 220, 310) is provided, in which the polymer layer (20) is one of the surroundings temperature deviating from the temperature, in particular a temperature profile which is non-uniform over the spatial extent of the polymer layer (20). Verfahren nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturmodulationsschritt (110, 120) vor dem Oberflächenhärtungsschritt erfolgt.Method according to the previous claim, characterized in that a temperature modulation step (110, 120) takes place before the surface hardening step. Verfahren nach einem der beiden vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturmodulationsschritt (210) während dem Oberflächenhärtungsschritt (200) und alternativ oder zusätzlich während dem Durchhärtungsschritt (310) erfolgt.Method according to one of the two preceding claims, characterized in that a temperature modulation step (210) during the surface hardening step (200) and alternatively or additionally takes place during the curing step (310). Verfahren nach einem der beiden vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturmodulationsschritt (220) zwischen dem Oberflächenhärtungsschritt (200) und dem Durchhärtungsschritt (300) erfolgt.Method according to one of the two preceding claims, characterized in that a temperature modulation step (220) takes place between the surface hardening step (200) and the through hardening step (300).
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