DE102022103994A1 - Verfahren zum Herstellen bildgebender Strukturen - Google Patents

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Jochen Pecht
Carl Fridolin Weber
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Heidelberger Druckmaschinen AG
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Abstract

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen bildgebender Strukturen, mit den Schritten: Bereitstellen (10) eines Bedruckstoffs (2); Bereitstellen (12) eines ersten Fluids (3), welches wenigstens ein Metallpigment (3a) und/oder Interferenzpigment (3a) enthält; Auftragen (13) des ersten Fluids (3) wenigstens in einem ersten Bereich (2a) des Bedruckstoffs (2) mittels eines Werks für das erste Fluid; und Abformen (14) des ersten Fluids (3) mittels eines Werkes für das Abformen; zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus: Bereitstellen (17) eines zweiten Fluids (4), welches einen Brechungsindex im Bereich von 1,4 bis 1,6 aufweist; und entweder Auftragen (18) des zweiten Fluids (4) wenigstens in einem zweiten Bereich (2b) des Bedruckstoffs (2) mittels eines - dem Werk für das Abformen direkt nachgeordneten- zweiten Werks für das zweite Fluid, oder zunächst mehrfarbiges Bedrucken (16) und danach Auftragen (18) des zweiten Fluids (4) wenigstens in einem zweiten Bereich (2b) des Bedruckstoffs (2) mittels eines - dem Werk für das Abformen nachgeordneten - zweiten Werks für das zweite Fluid, wobei jeweils der zweite Bereich (2b) wenigstens teilweise mit dem ersten Bereich (2a) überlappt. Die Erfindung ermöglicht es in vorteilhafter Weise, bildgebende Strukturen kostengünstig zu erzeugen und zu schützen.

Description

  • Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen bildgebender Strukturen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
  • Gebiet der Technik
  • Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der grafischen Industrie und dort insbesondere im Bereich des Veredelns von Druckprodukten bzw. des Herstellens hochveredelter und somit hochqualitativer Druckprodukte. Im Besonderen liegt die Erfindung im Bereich des Erzeugens von hologrammartigen, diffraktiven Strukturen.
  • Stand der Technik
  • Die US 2019/0212697 A1 offenbart ein Verfahren zum Metallisieren von optischen Elementen mit Oberflächenreliefstrukturen.
  • Die EP 1 689 586 B1 offenbart ein Verfahren zum Bilden eines holografischen Beugungsgitters auf einem Substrat. Es kommt kein Metalliclack zum Einsatz.
  • Die DE 10 2013 016 117 A1 offenbart ein Verfahren zur Erzeugung und Übertragung von diffraktiven Mikrostrukturen auf einen Bedruckstoff. Es wird nicht überlackiert.
  • Die EP 2 723 576 B1 offenbart ein Verfahren zum Ausbilden einer OberflächenreliefMikrostruktur auf einem Papiersubstrat. Abschließend erfolgt ein Auftragen eines Fluides mit hohem Brechungsindex.
  • Die EP 3 242 165 B1 offenbart ein Verfahren zum Bilden einer Oberflächenreliefmikrostruktur auf einem polymeren Banknotensubstrat. Abschließend erfolgt ein Auftragen eines Fluides mit hohem Brechungsindex.
  • Die US 2006/0272534 A1 offenbart ein Verfahren zum Drucken von Oberflächenreliefstrukturen. Abschließend erfolgt ein Auftragen eines Fluides mit hohem Brechungsindex.
  • Es sind sogenannte HRI-Materialien bekannt (HRI: High Refractive Index), welche als transparenter Überdrucklack verwendet werden. Der hohe Brechungsindex dieser Materialien gegenüber transparentem UV-Casting-Lack lässt die abgeformte Struktur im darunter liegenden Lack mit einem geringeren Brechungsindex nicht verschwinden. Diese Materialien sind allerdings sehr teuer und schwer in bestehende Druckprozesstechnik zu integrieren.
  • Technische Aufgabe
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik zu schaffen, welche es insbesondere ermöglicht, bildgebende Strukturen kostengünstig zu erzeugen und zu schützen.
  • Erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
  • Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen bildgebender Strukturen, mit den Schritten: Bereitstellen eines Bedruckstoffs; Bereitstellen eines ersten Fluids, welches wenigstens ein Metallpigment und/oder Interferenzpigment enthält; Auftragen des ersten Fluids wenigstens in einem ersten Bereich des Bedruckstoffs mittels eines Werks für das erste Fluid; und Abformen des ersten Fluids mittels eines Werkes für das Abformen; zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus: Bereitstellen eines zweiten Fluids, welches einen Brechungsindex im Bereich von 1,4 bis 1,6 aufweist; und entweder Auftragen des zweiten Fluids wenigstens in einem zweiten Bereich des Bedruckstoffs mittels eines - dem Werk für das Abformen direkt nachgeordneten- zweiten Werks für das zweite Fluid, oder zunächst mehrfarbiges Bedrucken und danach Auftragen des zweiten Fluids wenigstens in einem zweiten Bereich des Bedruckstoffs mittels eines - dem Werk für das Abformen nachgeordneten - zweiten Werks für das zweite Fluid, wobei jeweils der zweite Bereich wenigstens teilweise mit dem ersten Bereich überlappt.
  • Vorteilhafte Ausbildungen und Wirkungen der Erfindung
  • Die Erfindung ermöglicht es in vorteilhafter Weise, bildgebende Strukturen kostengünstig zu erzeugen und zu schützen.
  • Das zweite Fluid weist in vorteilhafter Weise einen normalen oder niedrigen Brechungsindex und keinen hohen Brechungsindex auf. Der kostenintensive Einsatz von Fluiden mit einem hohem Brechungsindex kann somit vermieden werden.
  • Im Rahmen umfangreicher Versuche beim Drucken von Metallicfarben (hier: erstes Fluid) und deren Veredelung durch Abformen (auch „Cast and Cure“ genannt) zum Erzeugen von hologrammartigen diffraktiven Strukturen wurde überraschend gefunden, dass die Wirkung der Strukturen beim Überdrucken bzw. Lackieren erhalten bzw. ungemindert sichtbar bleibt, auch wenn das Fluid für des Überdrucken (hier: zweites Fluid) keinen hohen Brechungsindex aufweist. Bisher wurde aber davon ausgegangen, dass das Fluid für das Überdrucken einen hohen Brechungsindex aufweisen muss, also einen Brechungsindex größer als 1,6. Die Versuche lassen vermuten, dass die Metallic-Pigmente im ersten Fluid es erlauben, ein zweites Fluid mit niedrigem oder normalem, aber nicht hohem Brechungsindex zu verwenden.
  • Bevorzugt wird ein erstes Fluid bereitgestellt, welches wenigstens ein Metallpigment und insbesondere kein Interferenzpigment enthält.
  • Da das erste Fluid ein Metallpigment und/oder Interferenzpigment enthält, kann in vorteilhafter Weise vermieden werden, dass die Schicht aus erstem Fluid in einem separaten Schritt aufwändig metallisiert o.ä. werden muss.
  • Das zweite Fluid kann ein Klarlack und/oder ein Glanzlack sein, insbesondere ein mit UV-Strahlung härtbarer Lack. Der gehärtete Lack kann die darunter befindliche, empfindliche (diffraktive) Struktur effektiv vor Beschädigung, z.B. vor Kratzern, oder vor Verunreinigung, z.B. mit Fett bei Berührung mit dem Finger, schützen.
  • Weiterbildungen der Erfindung
  • Im Folgenden werden bevorzugte Weiterbildung der Erfindung (kurz: Weiterbildungen) beschrieben.
  • Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das zweite Fluid einen Brechungsindex im Bereich von 1,45 bis 1,55 aufweist oder dass das zweite Fluid einen Brechungsindex von 1,5 aufweist.
  • Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das erste Fluid eine Druckfarbe oder ein Lack oder eine Tinte ist. Eine diesbezügliche Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das erste Fluid im Offsetdruckverfahren, im Siebdruckverfahren oder im Tintendruckverfahren aufgetragen wird.
  • Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das erste Fluid ein Metallic-Lack ist. Eine diesbezügliche Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das erste Fluid im Offsetdruckverfahren oder im Flexodruckverfahren aufgetragen wird.
  • Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das erste Fluid UV-härtbar ist, insbesondere ein UV-Lack ist.
  • Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das zweite Fluid ein Lack, insbesondere ein Klarlack und/oder ein Glanzlack ist.
  • Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das zweite Fluid UV-härtbar ist, insbesondere ein UV-Lack ist. Eine diesbezügliche Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das zweite Fluid ein Dispersionslack ist. Eine weitere diesbezügliche Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das zweite Fluid ein sogenannter Varnish, insbesondere ein Offset-Varnish (welcher lithografisch verdruckt wird), oder sogenannter Duct-Coat bzw. Duct-Coating (wasserbasiertes Beschichtungsmaterial, welches flächig mittels eines Offsetwerkes ohne Feuchte appliziert wird) ist. Eine weitere diesbezügliche Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das zweite Fluid im Flexodruckverfahren oder im Offsetdruckverfahren aufgetragen wird. Eine alternative diesbezügliche Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das zweite Fluid im Tintendruckverfahren, Siebdruckverfahren, Tiefdruckverfahren, Buchdruckverfahren oder Lettersetverfahren aufgetragen wird. Eine weitere diesbezügliche Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das zweite Fluid mit UV-Strahlung gehärtet wird.
  • Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das zweite Fluid nicht UV-härtbar ist. Eine diesbezügliche Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das zweite Fluid ein lösemittelbasierter, ein ölbasierter oder ein wasserbasierter Lack ist.
  • Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das zweite Fluid als ein Schutz gegen Kratzer und/oder Schmutz aufgetragen wird.
  • Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Abformen unter Verwendung einer Folie erfolgt. Eine diesbezügliche Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Abformen unter Verwendung einer transparenten Folie erfolgt. Eine weitere diesbezügliche Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Abformen unter Verwendung von UV-Strahlung erfolgt, welche durch die transparente Folie auf den Bedruckstoff trifft. Die Folie ist bevorzugt mikrostrukturiert und deren Mikrostruktur wird beim Abformen in das erste Fluid übertragen.
  • Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die bildgebenden Strukturen diffraktive Strukturen sind. Eine diesbezügliche Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass die diffraktiven Strukturen einen Hologrammeffekt erzeugen.
  • Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass vor dem Auftragen des ersten Fluids ein Mehrfarbendruck erfolgt, insbesondere ein mehrfarbiger Offsetdruck. Eine alternative oder zusätzliche Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass zwischen dem Abformen und dem Auftragen des zweiten Fluids ein Mehrfarbendruck erfolgt, insbesondere ein mehrfarbiger Offsetdruck.
  • Eine Weiterbildung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Bedruckstoff als Bogen oder als Bahn bereitgestellt wird.
  • Die in den obigen Abschnitten Technisches Gebiet, Erfindung und Weiterbildungen sowie im folgenden Abschnitt Ausführungsbeispiele offenbarten Merkmale und Merkmalskombinationen stellen - in beliebiger Kombination miteinander - weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
  • Figurenliste
  • Die 1 bis 4 zeigen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und der Weiterbildungen. Einander entsprechende Merkmale sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Sich in den Figuren wiederholende Bezugszeichen wurden der Übersichtlichkeit teils weggelassen.
    • 1 zeigt eine Vorrichtung beim Durchführen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt eine Druckmaschine 1 zum Bedrucken eines Bedruckstoffs 2, welcher als Bahn oder als Bogen bereitgestellt werden kann. Es wird ein erstes Fluid 3 mit einem Metallpigment 3a und/oder einem Interferenzpigment 3a bereitgestellt, zum Beispiel in einem Farbkasten. Es wird ein zweites Fluid 4 bereitgestellt, zum Beispiel in einem weiteren Farbkasten. Die Druckmaschine 1 weist aufeinanderfolgend beispielhaft ein Werk 6, ein Werk 7 und ein Werk 9 auf. Im Werk 6 wird das erste Fluid 3 bereitgestellt und in einem ersten Bereich 2a des Bedruckstoffs 2 aufgetragen. Im Werk 7 wird mittels einer Folie 7a eine bildgebende Struktur 3b in das erste Fluid 3 abgeformt. Während des Abformens kann eine Strahlung 7b durch die Folie auf das erste Fluid 3 gestrahlt werden. Die Strahlung dient dabei der Härtung. Im Werk 9 wird das zweite Fluid 4 bereitgestellt und in einem zweiten Bereich 2b des Bedruckstoffs 2 aufgetragen. Nach dem Werk 9 kann eine Strahlung 9b auf das zweite Fluid 4 gestrahlt werden. Die Strahlung dient dabei der Härtung.
  • 2 zeigt eine weitere Vorrichtung beim Durchführen eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 2 zeigt eine Druckmaschine 1 zum Bedrucken eines Bedruckstoffs 2, welcher als Bahn oder als Bogen bereitgestellt werden kann. Es wird ein erstes Fluid 3 mit einem Metallpigment 3a und/oder einem Interferenzpigment 3a bereitgestellt, zum Beispiel in einem Farbkasten. Es wird ein zweites Fluid 4 bereitgestellt, zum Beispiel in einem weiteren Farbkasten. Die Druckmaschine 1 weist aufeinanderfolgend beispielhaft ein Werk 6, ein Werk 7, mehrere Druckwerk 8 und ein Werk 9 auf. Im Werk 6 wird das erste Fluid 3 bereitgestellt und in einem ersten Bereich 2a des Bedruckstoffs 2 aufgetragen. Im Werk 7 wird mittels einer Folie 7a eine bildgebende Struktur 3b in das erste Fluid 3 abgeformt. Während des Abformens kann eine Strahlung 7b durch die Folie auf das erste Fluid 3 gestrahlt werden. Die Strahlung dient dabei der Härtung. Mit den Druckwerken 8 wird auf dem Bedruckstoff 2 ein Druckbild, z.B. in CMYK, erzeugt. Im Werk 9 wird das zweite Fluid 4 bereitgestellt und in einem zweiten Bereich 2b des Bedruckstoffs 2 aufgetragen. Nach dem Werk 9 kann eine Strahlung 9b auf das zweite Fluid 4 gestrahlt werden. Die Strahlung dient dabei der Härtung.
  • 3 zeigt eine weitere Vorrichtung beim Durchführen eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 3 zeigt eine Druckmaschine 1 zum Bedrucken eines Bedruckstoffs 2, welcher als Bahn oder als Bogen bereitgestellt werden kann. Es wird ein erstes Fluid 3 mit einem Metallpigment 3a und/oder einem Interferenzpigment 3a bereitgestellt, zum Beispiel in einem Farbkasten. Es wird ein zweites Fluid 4 bereitgestellt, zum Beispiel in einem weiteren Farbkasten. Die Druckmaschine 1 weist aufeinanderfolgend beispielhaft mehrere Druckwerke 5, ein Werk 6, ein Werk 7 und ein Werk 9 auf. Mit den Druckwerken 5 wird auf dem Bedruckstoff 2 ein Druckbild, z.B. in CMYK, erzeugt. Im Werk 6 wird das erste Fluid 3 bereitgestellt und in einem ersten Bereich 2a des Bedruckstoffs 2 aufgetragen. Im Werk 7 wird mittels einer Folie 7a eine bildgebende Struktur 3b in das erste Fluid 3 abgeformt. Während des Abformens kann eine Strahlung 7b durch die Folie auf das erste Fluid 3 gestrahlt werden. Die Strahlung dient dabei der Härtung. Im Werk 9 wird das zweite Fluid 4 bereitgestellt und in einem zweiten Bereich 2b des Bedruckstoffs 2 aufgetragen. Nach dem Werk 9 kann eine Strahlung 9b auf das zweite Fluid 4 gestrahlt werden. Die Strahlung dient dabei der Härtung.
  • 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Das Verfahren weist bevorzugt folgende Verfahrensschritte auf:
    • Schritt 10: Bereitstellen des Bedruckstoffs 2.
    • Schritt 11 (optional): Mehrfarbiges Bedrucken, z.B. CMYK
    • Schritt 12: Bereitstellen des ersten Fluids 3.
    • Schritte 13, 14 und 15: Auftragen, Abformen und Härten des ersten Fluids 3.
    • Schritt 16 (optional): Mehrfarbiges Bedrucken, z.B. CMYK
    • Schritt 17: Bereitstellen des zweiten Fluids 4.
    • Schritte 18 und 19: Auftragen und Härten des zweiten Fluids 4.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Druckmaschine
    2
    Bedruckstoff
    2a
    erster Bereich
    2b
    zweiter Bereich
    3
    erstes Fluid
    3a
    Metallpigment und/oder Interferenzpigment
    3b
    bildgebende Strukturen
    4
    zweites Fluid
    5
    Druckwerke
    6
    Werk für erstes Fluid
    7
    Werk für das Abformen
    7a
    Folie
    7b
    Strahlung
    8
    Druckwerke
    9
    Werk für zweites Fluid
    9a
    Strahlung
    10
    Bereitstellen Bedruckstoff
    11
    mehrfarbiges Bedrucken
    12
    Bereitstellen erstes Fluid
    13
    Auftragen
    14
    Abformen
    15
    Härten
    16
    mehrfarbiges Bedrucken
    17
    Bereitstellen zweites Fluid
    18
    Auftragen zweites Fluid
    19
    Härten
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2019/0212697 A1 [0003]
    • EP 1689586 B1 [0004]
    • DE 102013016117 A1 [0005]
    • EP 2723576 B1 [0006]
    • EP 3242165 B1 [0007]
    • US 2006/0272534 A1 [0008]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen bildgebender Strukturen, mit den Schritten: - Bereitstellen (10) eines Bedruckstoffs (2); - Bereitstellen (12) eines ersten Fluids (3), welches wenigstens ein Metallpigment (3a) und/oder Interferenzpigment (3a) enthält; - Auftragen (13) des ersten Fluids (3) wenigstens in einem ersten Bereich (2a) des Bedruckstoffs (2) mittels eines Werks für das erste Fluid; und - Abformen (14) des ersten Fluids (3) mittels eines Werkes für das Abformen; gekennzeichnet durch die Schritte: - Bereitstellen (17) eines zweiten Fluids (4), welches einen Brechungsindex im Bereich von 1,4 bis 1,6 aufweist; und - Entweder Auftragen (18) des zweiten Fluids (4) wenigstens in einem zweiten Bereich (2b) des Bedruckstoffs (2) mittels eines - dem Werk für das Abformen direkt nachgeordneten- zweiten Werks für das zweite Fluid, oder zunächst mehrfarbiges Bedrucken (16) und danach Auftragen (18) des zweiten Fluids (4) wenigstens in einem zweiten Bereich (2b) des Bedruckstoffs (2) mittels eines - dem Werk für das Abformen nachgeordneten - zweiten Werks für das zweite Fluid, wobei jeweils der zweite Bereich (2b) wenigstens teilweise mit dem ersten Bereich (2a) überlappt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fluid (4) einen Brechungsindex im Bereich von 1,45 bis 1,55 aufweist oder dass das zweite Fluid (4) einen Brechungsindex von 1,5 aufweist.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fluid (3) ein Metallic-Lack ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fluid (3) UV-härtbar ist, insbesondere ein UV-Lack ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fluid (4) UV-härtbar ist, insbesondere ein UV-Lack ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fluid (4) ein Dispersionslack ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fluid (4) ein Varnish oder ein Duct-Coat ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fluid (4) ein lösemittelbasierter, ein ölbasierter oder ein wasserbasierter Lack ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fluid (4) als ein Schutz gegen Kratzer und/oder Schmutz aufgetragen wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bildgebenden Strukturen (3b) diffraktive Strukturen sind.
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