DE2141613A1

DE2141613A1 - Walzen mit Oberflächen unterschiedlicher Härtewerte sowie Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE2141613A1
Application number: DE19712141613
Authority: DE
Inventors: Jan P. West Hartford Conn. Nauta (V.St.A.)
Original assignee: Rowland Development Corp
Current assignee: Rowland Development Corp
Priority date: 1970-08-20
Filing date: 1971-08-19
Publication date: 1972-03-16
Also published as: DE2141613B2; JPS5217568A; DE2166679A1; JPS5148175B1; DE2166679C3; FR2103409B1; JPS5334217B2; GB1327181A; FR2103409A1; DE2141613C3; US3751550A; DE2166679B2

Description

Rowland Development Corporation Kensington, Connecticut, V.St.A.

Walzen mit Oberflächen unterschiedlicher Härtewerte sowie Verfahren zur Herstellung derselben.

Es wurden bereits verschiedene Techniken für die Herstellung von blattförmigem synthetischem Plastikmaterial vorgeschlagen, mit denen optische Musterwirkungen erzielt werden. In dem U.S.A.-Patent 3.357.772 von William P. Rowland, das am 12. Dezember 1967 erteilt wurde, sind synthetische Kunststoffmaterialien geoffenbart, welche ungewöhnliche und anziehende optische Muster darstellen. Diese Muster werden durch die Verwendung von Reliefstrukturen

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auf der Vorderseite und auf der Rückseite des Materials erzeugt, wobei die Reliefstrukturen auf der Vorder- bzw. auf der Rückseite in Phase oder außer Phase bezüglich ihrer axialen Ausrichtung längs wenigstens einer Achse des Materials liegen. Die Relief strukturen bzw. Erhebungen auf der Vorderseite weisen eine linsenförmige Gestalt auf, während die Relief strukturen auf der Rückfläche reflektierend ausgebildet sind und eine linsenförmige oder prismatische Form annehmen können. Die Anordnung der linsenförmigen und der reflektierenden reliefartigen Strukturen in Phase oder außer Phase bezüglich ihrer axialen Ausrichtung längs wenigstens einer Oberflächenrichtung des Materials liefert veränderliche optische Effekte, welche auf Änderungen des Lichteinfallswinkels der durch die linsenförmigen Reliefstrukturen auf die abgeschrägten Seitenwandungen der reflektierenden Reliefstrukturen fokussierten Lichtstrahlen beruhen, welche den Hauptteil der auf sie fallenden Lichtstrahlen reflektieren. Das in-Phase- oder außer-Phase-Liegen bezüglich der optischen Ausrichtung läßt sich erreichen durch eine Verwendung von Mustern der Reliefstrukturen auf den beiden Oberflächen, bei denen wenigstens eine Achse im Vergleich zu der entsprechenden Achse des anderen Musters schräg verläuft. Eine andere Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, daß die Reliefstrukturen auf den beiden Seiten unterschiedliche Mittelpunkt ab stände zwischen den einzelnen Erhebungen der Reliefstruktur aufweisen, oder daß Muster mit verschiedenen Achsen für die Reliefstrukturen verwendet werden, um damit eine Variation der Winkel zu erzeugen.

In dem genannten U. S.A.-Patent ist ein weiteres blatt- oder bogenförmiges Material von im wesentlichen gleicher Art beschrieben und beansprucht, das jedoch derart ausgebildet ist, daß die Periode, in der die linsenartigen

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und die reflektierenden Reliefstrukturen in Phase oder außer Phase, hinsichtlich der Deckung der senkrechten Achsen liegen, längs einer Achse des Musters in wenigstens einigen Bereichen des Materials größer ist als die Periode für das In- oder Außer-Phase-Liegen der Ausrichtung längs einer anderen Achse des Musters» Dies führt dazu, daß durch die Änderungen in der Periode Bereiche erzeugt werden, in denen die linsenartigen und die reflektierenden Reliefstrukturen über eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Reliefstrukturen im wesentlichen den gleichen Grad von senkrechter Achsenausrichtung längs einer Achse des Musters und in wenigstens einigen Bereichen des Materials i aufweisen. Diese Periodenänderungen und die ausgedehnten Bereiche, in denen eine Ausrichtung der senkrechten Achsen vorliegt, erzeugen Bänder von hell reflektierenden Bereichen und von nur schwach reflektierenden Bereichen, welche "bei Betrachtung ein Mo ir !-Muster "bilden. Die Abweichungen können dazu verwendet werden, um bandartige visuelle Muster, Muster in Form von offenen Knoten (open node), astlochartige Muster usw. zu erzeugen.

Bei einem Prägen von blatt- oder bogenförmigem Material, das extrudiert wird, oder von erhitztem und bereits früher geformtem bogenförmigem^ thermoplastischem Material, ist es wünschenswert _t wenigstens eine Walze mit elasti- % scher Oberfläche zu verwenden,, um den Prägevorgang auf beiden Seiten des blattförmigen Materials zu erleichtern«, Dies führt dazu, daß die bevorzugten in den oben erwähnten Rowlandschen Patenten geoffenbarten Techniken ganz allgemein einen Prägevorgaag lediglich auf einer Oberfläche des blattförmigen Materials vornehmen und anschließend zwei verschiedene Längen von blattförmigem Material laminieren^ um die zusammengesetzte Struktur zu erreichen Als eine Eerstellungsteohaik für die gewünschten Prägewalzen wurde die Herstellung von Prägemustern in aus synthetischem

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Kunststoff "bestehenden Oberflächen von Walzen mittels Gravur oder Fräsen nach dem Abwälzverfahren angesehen. Eine andere vorgeschlagene Technik besteht darin, daß die Oberfläche der Walze einem Prägevorgang unterzogen wird, wenn das synthetische Eunststoffmaterial erhärtet oder aushärtet. Ein weiterer Vorschlag ist das Gießen der Walze in Kontakt mit einer Matrize von komplementärer Ausbildung.

Ein besonders wünschenswertes Verfahren, das auf den oben erwähnten Techniken beruht, ist von der Anmelderin in der am 2. Februar 1961 angemeldeten U.S. Patentanmeldung

™ 707·005 beschrieben und beansprucht worden. In dieser Anmeldung ist ein Verfahren erläutert, in welchem von einer Patrize mit der für die Prägewalze bestimmten Oberflächengestalt ein Matrizenabdruck erzeugt wird. Nach Herstellung des Matrizenabdrucks unter Verwendung von aushärtendem synthetischem Kunstharz wird in die Matrize ein Tragelement eingeführt. Anschließend wird ein synthetisches Kunstharz auf die Oberfläche derselben gegossen, so daß ein po- \ sitiver Abdruck, der der Matrize entspricht, auf ihrer äußeren Oberfläche gebildet wird. Das Kunstharz wird anschließend ausgehärtet und die so erhaltene Walze wird dann als wenigstens die eine des Walzenpaares verwendet,

a* das auf die Oberfläche von erwärmtem thermoplastischem

• Bandmaterial einwirkt, um diesem seine Oberflächenstrukturen aufzuprägen.

Bei der Betr_aohtung der oben erwähnten Rowlandschen Patente wird man anerkennen, daß es notwendig ist, eine Abweichung in der rechtwinkeligen Anordnung der linsenartigen und der reflektierenden Heliefstrukturen längs wenigstens einer Achse des Musters erzeugen. Wenn diese Abweichung in der in dem zweiten Patent beschriebenen Weise ' variiert, erhält man ein moirl-artiges Muster. Bisher

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mußten die zusammenarbeitenden Prägewalzen unterschiedlich ausgebildet sein oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betrieben werden, um die erwünschten optischen Muster zu erzielen, wenn beide Seiten des blattförmigen Materials gleichzeitig mit Reliefstrukturen versehen wurden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Prägewalzen zu schaffen, die Bereiche variierender Festigkeit aufweisen, um eine geregelte Deformation der Prägewalzen in dem Prägewalzenspalt zu ermöglichen. f

Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein derartiges Verfahren zu schaffen, das eine künstlerische Gestaltung in den Veränderungen der optischen Musterwirkungen ermöglicht und zudem relativ einfach und wirtschaftlich ist.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen Prägeprozeß in Vorschlag zu bringen für die Herstellung von Bandmaterial, das optische Effekte aufweist und das einfach, anpassungsfähig und relativ preiswert ist.

Schließlich besteht die Aufgabe der Erfindung auch darin, ' Prägewalzen zu schaffen, welche eine Oberfläche aufweisen, die Teile unterschiedlicher Festigkeiten besitzt, um geregelte Deformationen derselben hervorzurufen«.

Es zeigte sich, daß die oben erwähnten und in sich zusammenhängenden Auf gaben leicht mit einem Verfahren zur Herstellung von Prägewalzen, welche ein Oberflächenmuster auf synthetischem Kunststoffbandmaterial erzeugen^ gelöst werden, indem man einen im allgemeinen zylindrischen Walzengrundkörper an seinem Umfang mit einer Oberflächenschicht

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aus synthetischem Kunstharz umgibt, welche Täler und Erhebungen auf der Umfangsflache aufweist, auf die man eine Oberflächenschicht von synthetischem Kunstharz aufbringt, um einen zusammengesetzten Überzug von allgemein zylindrischer Gestalt auf dem Walzengrundkörper zu erzeugen. Das Kunstharz, das auf der zuerst angebrachten Umfangsschicht aufgebracht wird, ist relativ nachgiebig und weist geringere Härtewerte auf als das Kunstharz, von dem die Umfangsoberflächenschicht gebildet ist. Eine Vielzahl von Reliefstrukturen wird auf der Oberflächenschicht gebildet, die eine größere Tiefe in den Tälern der zuerst gebildeten Oberflächenschicht als im Bereich der Erhebungen aufweist, so daß die Oberflächennachgiebigkeit der Gesamtumhüllung in dem GebjLet der Täler größer ist als in dem Gebiet der Erhebungen.

Bei einer Ausführungsform enthält der Verfahrensschritt der Bildung des Walzengrundkörpers die Bildung eines Oberflächenteiles aus synthetischem Kunststoff und mit einer im allgemeinen gleichförmigen Oberfläche auf einer Walze, wobei anschließend Teile des Oberflächenteils entfernt werden, um hierdurch an ihm die Täler und Erhebungen zu bilden. Der Herstellungsschritt zur Bildung des Walzengrundkörpers kann die Verfahrensstufe der Anordnung der Walze in einer zylindrischen Gußform enthalten, welche einen größeren Innendurchmesser als die Walze aufweist, um einen ringförmigen Raum dazwischen zu bilden und die Einführung von synthetischem Kunstharz in diesen ringförmigen Raum zu ermöglichen. Das synthetische Kunstharz wird anschließend Bedingungen ausgesetzt, die ein Erhärten des Kunstharzes auf dem Oberflächenteil des Walzengrundkörpers bewirken.

Es ist besonders vorteilhaft, die Verfahrensschritte des Abscheidens der Oberflächenschicht und die Bildung der Reliefstrukturen gleichzeitig durchzuführen, indem man

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das Kunstharz der Oberflächenschicht als Ring in eine ähnliche Gußform einbringt, welche auf ihrer inneren Oberfläche mit entsprechenden Strukturen versehen ist, um damit die Reliefstrukturen auf der Oberflächenschicht zu erzeugen. Die Reliefstrukturen sind besonders bevorzugt Ausnehmungen mit linsenförmigem Querschnitt. Die Kunstharze können beide Elastomere sein, wobei Silikonkunstharze bevorzugt werden.

Bei dem Prägeprozeß des Bandmaterials" wird die erfindungsgemäße Walze mit einer mit ihr zusammenarbeitenden Prägewalze, welche Reliefstrukturen auf ihrer Oberfläche aufweist, derart angeordnet, daß ein Walzenspalt zwischen ä ihnen entsteht. Anschließend wird eine ausgedehnte Länge vom synthetischen thermoplastischen Material bei einer erhöhten Temperatur zwischen den beiden Walzen hindurchgeführt, um linsenförmige Reliefstrukturen auf der einen Oberfläche und reflektierende Strukturen auf der anderen Seite zu erzeugen. Um eine Verformung des zusammengesetzten Oberflächenüberzugs wenigstens in den Gebieten, welche eine geringere Steifheit aufweisen, zu erzeugen, wird ein ausreichender Druck auf die Walzen und den Walzenspalt aufgebracht. Dies geschieht, um eine Verzerrung in den Abständen der die Prägung bewirkenden Anordnungen zu erzeugen und um damit eine entsprechende Verzerrung in den Abständen zwischen den hierdurch auf dem Bandmaterial gebildeten % Reliefstrukturen zu erreichen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des Prägeverfahrens weisen beide Prägewalzen eine Vielzahl von nahe nebeneinander angeordneten Ausnehmungen auf, welche in einem Muster über den Umfang derselben angeordnet sind und sich im wesentlichen radial auf diesen erstrecken. Der Querschnitt der Ausnehmungen nimmt von der Peripherie aus gesehen nach innen in allen Ebenen ab, welche den Radius enthalten, längs dem sie sich erstrecken,um hierdurch

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Seitenanordnungen zu bilden, welche von der Peripherie in Sichtung ihres Radius nach innen zusammenlaufen. Die Ausnehmungen einer der Walzen weisen eine konkave linsen- , 'förmige Gestalt auf, während die Ausnehmungen auf der anderen Walze dieselbe Gestalt oder eine andere Gestalt haben können, um Reliefstrukturen zu erzeugen, welche eine Reflexion von durch die linsenartig ausgebildeten Reliefstrukturen auf die andere Oberfläche fokussierten Strahlen ermöglichen. Die beiden Walzen erzeugen auf diese Weise gleichzeitig auf beiden Seiten der Länge des Bandmaterials Relief struktur en, die längs senkrecht zu dessen "beiden Oberflächen angeordneten Achsen vorstehen. Durch das Zusammenwirken der lins eilartigen und reflektierenden Reliefstrukturen auf den beiden Oberflächen ergibt die Abstandsänderung der durch die erfindungsgemäßen Walzen auf den Oberflächen erzeugten Relief strukturen Änderungen in der Periode, mit der die Reliefstrukturen der einen Oberfläche in Phase oder außer Phase bezüglich der Deckung von senkrechten Achsen mit den Reliefstrukturen der anderen Oberfläche liegen. ■ , -

Zur Erzielung eines maximalen Reflexionsvermögens und für Anwendungen, bei denen das geprägte Bandmaterial mit einem anderen Material oder einer Trägerschicht zusammengesetzt wird, enthält das Verfahren vorzugsweise den weiteren Arbeitsschritt des Aufbringens einer reflektierenden Überzugsschicht auf die reflektierenden Reliefstrukturen. Dieses bevorzugte Bandmaterial wird durch Verwendung einer mit der Anordnung zusammenwirkenden Walze erreicht, welche im wesentlichen eine gleiclaförmige Oberflächeiifestigkeit aufweist und im wesentlichen mit einer gleichförmigen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird»

Die "beiliegende Zeichnung dient dsr weiteren Erläuterung der Erfindung₉ darin zeigest

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eine Teilaufsicht eines Bandmaterials aus Kunststoff, das gemäß vorliegender Erfindung hergestellt ist}

Fig. 2 einen Längsschnitt in erheblich vergrößertem Maßstab an einer Stelle in Längsrichtung des in Fig. 1 gezeigten Bandmaterials { , ,

Fig. 3 eine teilweise diagrammartige Teilansicht einer Vorrichtung zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren; %

Fig. 4 eine Schnittansicht der in Fig. J gezeigten Anordnung längs der Linie 4-4 j

Fig. 5 eine geschnittene Teilansicht einer Prägewalze mit einer zusammengesetzten Überzugsschicht, welche gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, aus der jedoch die eine Prägung bewirkenden Ausnehmungen nicht ersichtlich sind§

Fig. 6 eine ähnliche Ansicht, Jedoch mit erheblich vergrößertem Maßstab, aus der die auf (| der Oberfläche der Walze angebrachten Prägeausnehmungen ersichtlich sind§

Fig. 7 eine Teilansicht des Walzenkernstücks im Schnitt, auf welchem eine einzige und gleichförmige Schicht eines Kunstharzes aufgebracht istj

Fig. 8 eine Aufsicht auf die in Fig. 7 gezeigte Walze im verkleinerten Maßstab, nachdem die Harzsohicht zur Entfernung von Teilen derselben ausgeschnitten worden istj

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Fig. 9 eine Teilansicht im Schnitt der in

Fig. 8 dargestellten Walze längs der Linie 7-7 derselben in vergrößertem Maßstab j

Fig. 10 eine Teilansicht im Teilschnitt von

zwei VaIzen und einem Stück von synthetischem Plastikmaterial, welches zwischen den Walzen geprägt wird zur schaubildartigen Erläuterung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens }

Fig. 11 eine ähnliche Ansicht, in der jedoch die

Walzen aus der in Fig. 10 gezeigten Stellung gedreht sindj

Fig. 12 eine längsgeschnitte Teilansicht in erheblich vergrößertem und übertriebenem Maßstab des durch die in der Stellung gemäß Fig. 10 befindlichen Walzen erzeugten Bandmaterials j

Fig. 13 eine ähnliche Ansicht des Bandmaterials, das erhalten wird, wenn die Walzen die in Fig. 11 gezeigte Stellung einnehmen.

Bei der folgenden ausführlichen Beschreibung wird zuerst auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Ein Stück Bandmaterial bestimmter Länge, das in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, weist optisch ein Moire-Muster auf, das durch Änderungen in der Ausrichtung der senkrechten Achsen linsenförmiger Reliefstrukturen auf den beiden Oberflächen des Bandmaterials herrührt. Aus Fig. 2, welche einen erheblich vergrößerten Querschnitt des Bandmaterials 10 von Fig. 1 darstellt, ist ersichtlich, daß die linsenförmigen Reliefstrukturen 12, 12' auf den beiden Oberflächen des

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bogenförmigen Materials 10 im allgemeinen eine kugelartige Gestalt aufweisen, wobei der Stegteil 14 zwischen ihnen zwecks klarerer Darstellung etwas übertrieben dargestellt ist. Der Abstand A zwischen den Mitten der Reliefstrukturen 12 auf einer Seite des Bandmaterials 10 ist größer als der Abstand B_ zwischen den Mitten der Reliefstrukturen 12' auf der anderen Oberfläche des Bandmaterials, und zwar in wenigstens einigen Gebieten desselben, so daß die Reliefstrukturen 12, 12' auf den beiden Oberflächen längs wenigstens einiger der Achsen des Musters der Reliefstrukturen in Phase oder außer Phase bezüglich der Ausrichtung der senkrechten Achsen Riegen. Die mangelnde Übereinstimmung in der Deckung der senkrechten Achsen wird durch die Strecke 0 an wenigstens einem Punkt von Fig. 2 dargestellt. Durch Variation der Abstände zwischen den Reliefstrukturen auf der einen Oberfläche gegenüber den Reliefstrukturen auf der anderen Oberfläche erhält man ein sich änderndes optisches Muster, das bei entsprechender Ausbildung und Streuung das moire-artige Erscheinungs"·· bild von Fig. 1 ergibt. Die Einzelheiten der Abstandsbildung und die verwendeten optischen Prinzipien sind ausführlich im U.S.A.-Patent 3.357.773 von W.P.Rowland beschrieben.

Die neue Prägewalze gemäß der vorliegenden Erfindung ist ausführlich in den Fig. 5 ^uid 6 dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen 40 bezeichnet. Ein zylindrisches Kernstück -42 aus Stahl trägt einen zusammengesetzten Überzug₉ welcher eine innere Schicht 44 enthält. Die Schicht 44 wird von einem Kunststoff mit relativ hoher Festigkeit bzw» einem hohen Härtewert (durometer) gebildet«, Über diese innere Schicht 44 erstreckt sich eine äußere Schicht 46, v;elche aus einem synthetischen Kunststoffmaterial besteht, das relativ nachgiebig ist oder einen niedrigen Härtewert aufweist_s Die äußere Schicht 45 weist eine Vielzahl von nahe nebeneinander angebrachten kleinen*, kugelförmig aus=·

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gebildeten Ausnehmungen 52 auf (s. Fig. 6), welche darin ausgebildet sind und die Anordnung der linsenförmigen Reliefstrukturen 12 des Bandmaterials 10, wie es in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, widerspiegeln.

Die innere Schicht 44 weist, wie hieraus ersichtlich, eine nicht gleichförmige Dicke und Ausbildung auf, so daß eine Seihe von Erhebungen 48 und Tälern 50 mit unterschiedlicher Höhe und Tiefe darin längs des Umfanges und über die axiale Länge der Walze 40 gebildet werden. Dies führt dazu, daß die* äußere Schicht 46 des nachgiebigeren Kunststoffmaterials eine unterschiedliche Tiefe aufweist. Hierdurch erhält der zusammengesetzte tJberzug Härtewerte 5 welche sich über die Oberfläche der Walze tob. Bereich zu Bereich ändern» Ss zeigt sich ferner, daß die Breite der Täler 50 und der Erhebungen 48 unterschiedlich ist, um Bereiche unterschiedlicher Ausdehnung mit einer gegebenen Dicke der entsprechenden Schichten 44 und 46 zu bilden. Sie Seitenflächen der Erhebungen- 48 und der Täler 50 sind im allgemeinen geneigt, 30 daß die Breite zwischen den Erhebungen 48 an der äußeren Oberfläche der Walze größer ist als die Breite der Täler 50 am Fuß der Erhebungen 48»

Wie aus EIg₈ 6 hervorgeht ₉ weist die Waise 40 eine Yielfalt Ton sehr kleinen, im nahen Abstand nebeneinander angeordneten kugelförmigen Ausnehmungen 52 auf, welche in der Oberflächenschicht 46 derselben gebildet werden mxu. welche so ausgebildet und dimensioniert sind« daß sie-die kugelförmigen Relief strukturen 12 erzeugen,, wenn das flüssige Kunstharz in sie während des Prägeproaesses hineinfließt ο Die Tiefe der Ausnehmungen 52 und die minimale Dicke der Oberflächensehieht 46 werden gemeinsam dimensioniert „ so daß die lssssiEmmgen 52 vollständig innerhalb der Oberflaehensehieht ^ei€ hei eiaes* bevorzugten tosfthrungsform der vorliegendes Erfindung angeordnet sind, was aus Gründen geschieht. _t die is einzelnen im folgenden nccsb. beschrieben werden.

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Die erfindungsgemäße Walze 40 wird zweckmäßig durch ein Verfahren hergestellt, das schematisch durch die einzelnen Walzenbearbeitungsstuf en der I¹Xg₉ 7 bis 9 dargestellt ist. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, wird ein Kunststoffmaterial mit relativ hohen Härtewerten auf das zylindrische Kernstück 42 aus Stahl aufgebracht, um eine Schicht 44 von gleichmäßiger Dicke zu bilden,, Diese Schicht wird anschließend mittels eines Messers oder einer anderen geeigneten Vorrichtung ausgeschnitten, so daß Erhebungen 48 und Täler 50 mit unterschiedlicher Breite und Tiefe sowie unterschiedlicher Gestal- ä tung, wie aus J¹Xg. 8 und 9 hervorgeht, entstehen. Das in die Schicht 44 eingeschnitzte Muster kann zufälliger Art .sein, es kann aber auch einem Muster entsprechen, das spezifisch für das gewünschte, bei der Betrachtung entstehende Muster für das fertige blattförmige und durch dieses Verfahren geprägte Produkt ist. Nach Beendigung dieses Arbeitsvorganges wird die Oberflächenschicht 46 aufgebracht, um hierdurch eine zusammengesetzte Überzugsschicht mit gleichmäßiger Dicke zu bilden, wie sie in I¹Ig* 5 gezeigt ist. Die Präge strukturen 52 in der Oberfläche der Walze 42 können als Teil dieses Verfahrensschrittes in der Oberflächenschicht 45 während deren Aufbringung gebildet werden oder anschließend durch einen % maschinell durchgeführten oder anderen geeigneten Arbeitsvorgang.

Die erfindungsgemäße Walze 40 wird, wie aus den Fig. 3 und 4 der Zeichnung hervorgeht, beispielshalber in einem kombinierten Strangpreß- und Prägeverfahren verwendet. Die hierzu verwendete Vorrichtung enthält eine stählerne Prägewalze 20 und die Walze 40 mit unterschiedlichen Härtewerten, die auf einem geeigneten und in der Zeichnung nicht gezeigten Rahmen derart befestigt sindj daß ein Walzenspalt entsteht, durch den das heiße Bandmaterial 24,

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welches aus der Düse 26 der Strangpresse 28 austritt, hindurchgeführt wird. Wenn nun das Kunststoffmaterial 24 durch den Walzenspalt passiert, wird ein Hineinfließen desselben in die kleinen Ausnehmungen 52 bewirkt, welche in den Oberflächen der Prägewalzen 20 und 40 geformt sind, um hierdurch die Relief strukturen 12, 12' auf beiden Oberflächen des Materials zu bilden. Es ist wünschenswert, daß das Bandmaterial 24 um die Umgangsfläche der stählernen. Walze 20 läuft und hierdurch eine Kühlung erfährt, ebenso wie auch in geringerem Maße durch die mit einem Metallkernstück versehene und eine nachgiebige Oberfläche aufweisende Prägewalze 40, sowie durch die Luft, nachdem das Material zur Bildung der Reliefstrukturen 12, 12' geflossen ist« Im allgemeinen werden beide Walzen 20 und 40 durch eine Kühlflüssigkeit gekühlt, die durch (nicht gezeigte) Hohlräume in den Walzen geleitet wird, und zwar durch geeignete, ebenfalls nicht gezeigte Leitungen, welche durch die Wellen 38, in denen die Walzen gelagert sind, nach außen herausführen. Die stählerne Walze 20 wird vorzugsweise von einem drehzahlverändlichen Motor angetrieben, der ebenfalls nicht dargestellt ist. Die Walze 22 mit der nachgiebigen Oberfläche wird auch durch geeignete und in der Abbildung nicht gezeigte Antriebsmechanismen angetrieben.

Das Bandmaterial 24 läuft um die Umfangsfläche einer stählernen Führungswalze 30 und anschließend über eine mit einer Gummioberfläche versehene Walze 32, so daß in dem Bandmaterial 24 die gewünschte Spannung aufrechterhalten werden kann. Der Antrieb der Walzen 30 und 32 erfolgt geeignet mit einer konstanten gleichförmigen Geschwindigkeit, die der der Walze 40 entspricht. Der Antrieb erfolgt über geeignete und in den Zeichnungen nicht gezeigte Vorrichtungen, so daß eine konstante geradlinige Abnahmegeschwindigkeit von dem Walzenspalt aufrechterhal-

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ten wird. Schließlich x-zird das Bandmaterial zwischen den Abnahmewal ζ en 34 hindurchgeführt und anschließend auf eine Aufrollwalze 56 aufgerollt₉ wobei es jedoch auch möglich ist_s daß es noch durch andere Vorrichtungen₉ wie beispielsweise Trimmer₂ Bogenschneidmaschinen (sheeters) hindurchgeführt

Die durch die Veränderung der sussmmenge setzt en Härte werte der Oberfläche der erfindungsgemäßen Prägewalzen erzeugte Wirkung ist teilschematiscii in den 3Tig_o 10 bis 13 der Zeichnungen dargestellte Wie man aus den Figo 3 und 4 ersehen kann, läuft das Kunststcaffmaterial 24 in den Walzenspalt zwischen der Walze 4-0 und einer stählernen Prä= gewalze 20. Wenn die Walze 40 eine Oberflächenbeschich» tung aufweisen t-jürde₉ welche eine gleichförmige und hohe" Härte aufweist;, xfürde der Druck an dem Ort_s an dem eine tangentiale Berührung stattfindet ₉ i-jenn überhaupt ₉ eine gleichmäßige Verformung in der zylindrischen Ausbildung der Walzenumhüllung im Bereich des Walzenspalt es hervor= rufeno hierdurch x-nirde„ 'wenn überhaupt_s eine gleichmäßige Verschiebung der Abstände zwischen den Mittelpunkten der Reliefstrukturen 12 erzeugt werdeno

Im folgenden sei zuerst auf die I¹Ig₀ 10 und 12 eingegan= gen₀ Die Stahlwalze 20 steht hier im Eingriff mit einem Teil_rder Walze 4O₅ bei dem die Dicke der Schicht 46 rela= tiv gering istc, so daß die zusammengesetzte Härte relativ groß ist. Hierdurch ergibt sich auf Grund des Zusammendrückens oder der Verformung der Oberfläche nur eine relativ geringe Abweichung vom normalen zylindrischen Wert₉ wie sie in Figo 10 gezeigt ist ο Jkias Figo 12 folgt nun₉ daß der hierbei entstehende iPeil das Bandmaterials 10 die Relief strukturen 12 mit einem Mittelpunktsabstand A be= sitzte

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Betrachtet man die Fig« 11 und 13, so sieht man, daß die Walzen 20 und 40 sich derart gedreht haben, daß die Stahlwalze 20 nun in Eingriff mit einem Teile der Walze 4-0 steht, bei dem die Dicke der Oberflächenschicht 46 relativ groß ist, so daß der zusammengesetzte Härtewert des Überzuges an dieser Steile relativ klein ist. Der im Walzenspalt auftretende Druck erzeugt eine wesentliche Yerflachung oder Verformung der Oberfläche der Schicht 46. Bs wird angenommen, daß» sobald sich das weichere Gebiet, d.h. das Gebiet mit dem geringeren Härtewert, in den Walzenspalt bewegt; eine Tergrößerung des Abstandes zwischen den Ausnehmungen 52 entsteht, so daß man einen Mittelpunktsabstand A" der Reliefstrukturen 12 in dem entsprechenden Teil des liierdirroix erzeugten. Ban&iuaterials erhält _t wie aus Fig_e 13 hervorgeht«, Ein Vergleich der Mittelpunktsabstände A und A⁹ zeigt die auf diese Weise erwirkte Verlängerung* Bei der Weitsrbewegiaig der Walzen 20 und 40 nimmt die Verlängerung in den Mittelpunktsabständen A wieder ab_? wenn sicJi die ¥alze 40 dem Erhebungsbereich 48 nähert« ' ...

Zum Erhalt der erwünschten Unterschiede im Härtewert der Oberfläcirenbesehieiitiang der Walzen keimen Terschiedene Typen von Kunstharzen verwendet werden_β Zv. diesen Materialien gehören Silikongummis ₅ Polyurstlian® ΐϋΐά synthetische Gummis wie Polyeaitadsae soxfi® Hisshpoisraierisats aus Butadien und anderen ätliyl®s,iscli -ungssättig^sn Monomeren wie Styrol j Acrylonitrile Acr-jlate wiü. Kettacr-ylater, Polyisopren, Äthyl©a^JPropyleru !Esrpol^aere uew_s Im allgemeinen sollten di© Eimstlaars® ₅. di© für dis inner© ₃ relativ harte Seiiieht Y-®x*w<ss!&®i Ws^fiaa; Eirts-aerts von 80 bis 120 ^saShor© iir-^säliali@i'ö©a, di® selatiT naofcgiebige äußess Sekickfe sollte θΙ^θσϊ HQ2r^e":7Gr& tce. *:·0 >is 80 Einheit ©a anf^eiiiQSc Bio W^SQr^y^äiLeijz ia den Harwell SvJlssSiSB, '

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heiten, bevorzugt 20 Ms 40 Einheiten betragen. In der Praxis wurde ein Silikonharz mit einer Härte von ungefähr 92 Einheiten wirksam in Kombination mit einem Silikonharz mit einer Härte von ungefähr 65 Einheiten verwendet, um die zusammengesetzte Überzugsschicht zu bilden. Die Kunstharze, welche sich als besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Lebensdauer, die erwünschte Festigkeit, das Schmelzvermögen und die Temperaturbeständigkeit erwiesen haben, sind die Silikonharze. Als Beispiel für Silikonmischungen, die verwendet wurden, seien die von Dow-Oorning und speziell die unter dem Warenzeichen Sylgard 182 sowie die von der General Electric Company hergestellten und hierbei speziell die unter der Bezeichnung ETV 615 "und TRV 630 vertriebenen genannt. Das spezielle Polymer und auch die Charakteristiken eines gegebenen Polymers ändern sich mit der gewünschten Anwendung und dem gewünschten Härtegrad.

Die Dicke des zusammengesetzten Kunstharzüberzuges, der aus den beiden Schichten besteht, kann ebenfalls variieren, wobei sich eine Gesamtdicke von ungefähr 1,6 bis 25»4 mm als wünschenswert herausgestellt hat. Die äußere, relativ nachgiebige Schicht soll wenigstens 0,4 mm Dicke aufweisen, um die Tiefe der Reliefstrukturen aufnehmen zu können λ und um eine gut abgebundene Oberflächenschicht an den Spitzen der Erhebungen zu bilden. Eine Dicke Jedoch von' über 3>2 mm oberhalb der Erhebungen führt zu einer zu stark nachgiebigen Beschaffenheit des zusammengesetzten Überzuges und überdeckt die Wirkung der festeren inneren Schicht. Als bevorzugter Wert für die Dicke der nachgiebigeren äußeren Schicht sollten 0,8 bis 1,6 mm verwendet werden. Im Formalfall beträgt die Dicke der inneren Schicht den Differenzwert zwischen der Dicke des gesamten Überzugs und der Dicke der äußeren Schicht. Auf einigen Gebieten der Walze kann jedoch die gesamte innere Schicht zur Erzeugung der erwünschten Härtecharakteristik entfernt

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werden, so daß die Dicke des gesamten Überzugs gleich der Dicke der äußeren Schicht in diesem Geriet wird.

Die Schichten des Überzuges können durch Aufsprühen, Eintauchen, Aufwalzen und auf andere Weise erzeugt werden. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, die innere Schicht dadurch zu bilden, daß man eine Gußform rund um einen äußeren Walzenkern anbringt. Die Gußform weist im Inneren eine zylindrische Form auf und hat einen Durchmesser, der größer Bb als der des Walzenkerns. Ein flüssiges Kunstharz wird in den Raum zwischen dem Walzenkern und der Wand der Gußform eingebracht und anschließend Temperaturänderungen unterworden, die ausreichen, um zu einem Aushärten und Verfestigen des Harzes zu führen. Anschließend wird die mit einem Überzug versehene Walze aus der Form entfernt. Falls erwünscht, kann die Matrize, d.h. die Gußform eine Oberflächengestalt aufweisen, welche bei dem Aushärten und Hartwerden des Überzuges in diesem die Erhebungen und Täler erzeugt.

Teile der so erzeugten Schicht werden anschließend von dem ersten Überzug entfernt, um das Muster der Einschnitte, d.h. die Täler und Erhebungen zu bilden. Das erzeugte Muster muß nicht notwendigerweise ein abstraktes sein, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, und es kann anstattdessen z.B. ein Name oder eine andere Abbildung sein. Zur Erleichterung des Schnitzvorganges kann ein Papiermuster oder ähnliches über der Oberfläche der mit einem Überzug versehenen Walze angebracht sein.

Anschließend wird eine zweite elastomere Schicht auf der geschnitzten ersten Schicht durch irgendeine beliebige Technik aufgebracht, wobei das Muster der Gebilde, welche die Reliefstrukturen erzeugen sollen, in diese Schicht durch Gießen, umgekehrte Prägung oder spanabhebende

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Bearbeitung hergestellt wird. Die äußere Schicht wird vorzugsweise durch Herstellung einer Matrize gebildet ₃ weleiie die erste durch Schnitzen veränderte ÜberzugsscMcht; und den Walzenkern rundum umgibt _o Die so erzeugte Gußform weist eine zylindrische Innenfläche auf mit einer Tielzahl von darauf angebrachten Formationen zur Herstellung einer komplementären geprägten Fläche₀ der maximale Dixrci3messer der ersten Schicht auf dem Walzenkern ist geringer als der Innendurchmesser der Matrize₉ so daß ein ringföxmiger Haum dazwischen gebildet wird«, Ein flüsssges Harz i-iird in diesen Zwischenraum zwischen die Wandungen eingebracht und Temperaturbedingungen unterxforf en₈ die zu seiner Aushärtungefuhren und eine.relativ haltbare uaä eng anpassende und allgemein zylindrische Oberfläche sat den darauf befindlichen₉ Seliefstrukturen erzeugenden Formationen bildete Die auf der äußeren Oberfläche der Ualze befindlichen Formationen zur Erzeugung der Relief= stsTuktun? können unterschiedlich ausgebildet sein ο In jedem Fall sollten sie jedoch in der Lage sein₉ in Verbindung mit den Eelief strukturen <, die auf der anderen Oberfläche des Bandmaterials durch die mit der ¥alze zusammenarbeitende Prägeiralze gebildet werden_δ für die visuelle Befeaektung ein Muster zu bilden_o Vorzugsweise sind diese Itermationen für die Erzeugung der Reliefstrukturen so ausgebildet 5 daß sie die Form von Linsen aufweisen, die gegenüber der Oberfläche des blattförmigen Materials₉ S32f der sie gebildet sind₉ enti-jeder konvex oder konkav siado Als am geeignetsten enteisen sich solche linsenasrfcigeB. Ausbildungen₅ die konvex gegenüber der Oberfläche des !blattförmigen Materials sind₀ so daß die Heliefstnskturea in der Oberfläche ₉ wie in Eigo 6- dargestellt ₉

verlauf en_o Die näliersa Einzelheit en von Mustern , Größen für diese Formationen lassen sich aus den

UoSo-Pateatschriften 3 ο 357 ο 775 ^ά eiitnehmea imd versteheno In diesen Patentschrift

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ten sind die optischen Prinzipien für die Herstellung dieser Muster für die visuelle Betrachtung detailliert "beschrieben. ■

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform eines Prägeverfahrens, bei welchem erfindungsgemäße Walzen verwendet werden, kommt die Walze mit unterschiedlichen Härtewerten in Verbindung mit einer anderen Prägewalze, welche Formationen zur Erzeugung von Reliefstrukturen aufweist, zur Anwendung. Die beiden Walzen; prägen die beiden Oberflächen des aus Kunststoff bestehenden blattförmigen Materialss das zwischen ihnen beiden hindurchgeführt wird, um eine Vielzahl von nahe nebeneinander angeordneten, im wesentlichen identischen, gekrümmten, linsenartigen Formationen, die in einem ersten Muster auf der !förderfläche angeordnet sind, zu erzeugen, sowie eine Vielfalt von nahe nebeneinander angeordneten, im wesentlichen identischen, reflektierende Formationen, die in einem zweiten Muster auf der Rückseite angeordnet sind« Die beiden fluster der Formationen erstrecken sich in Achsen senkrecht zu den Vorder- und Hückflachen«, Die Iorma/bionen auf der Hückfläche nehmen im horizontalen Querschnitt längs der vertikalen und horizontalen Achsen des Bandmatsrials ab₅ d«h«, sie nehmen im Querschnitt nach außen τοη dem Hauptteil ab, um Seitenwandungen zu bilden ₅ welehe siaeü. ianaii you dem Hauptteil in Bichtimg auf die "vertikalen Aolisen zulaufen. Die linsenförmigen 3?orma"Gioaen aind gekrümmt längs der beiden horizontalen imd irsrtikalsn Aoiisen des Bandmaterials ₉ und die reflektierend©;! loEaationsn liegen in Baase oder außer Hiasis "iasügliola dar csiaian Beskrmg mit d®n Iias®aartig@a S^säiGÄi^iisz; llEgs ^tsigs'ijgiis aiaer horisontalsn Acliis® dos H'i^izLiiüo^iulEc irii i/its optiseli® SffsfetQ au esOi^l-'^. .:λ:λ ΦίΐΐΏ'1 Ίΰ^? ifeim liafallgeials®! cl©s tgil "J=GSi liiLssniis^l^ei; auf der fe^derseit© gb>: ¹Qi^ Si^rMentLc-a S'^icp der reflektiergiades, Itesi^ioaoE fokusüier^sn

Jedes der Muster weist eine Vielzahl von Achsen auf, längs denen die Formationen angeordnet sind. Die linsenförmigen und die reflektierenden Formationen weisen in einigen Bereichen des blattförmigen Materials im wesentlichen den gleichen Grad von axialer Ausrichtung über eine Vielzahl von Formationen längs einer Achse eines Musters auf. Die Periode,mit der diese Formationen in Phase oder außer Phase hinsichtlich der axialen Deckung liegen, ist zumindest in einigen Bereichen - größer längs dieser Achse als die Periode für eine derartige Phasenübereinstimmung längs einer anderen Achse des Bandmaterials Auf diese We ise erzeugen die Änderungen hinsichtlich Periode und ausgedehnter Bereiche einer Ausrichtung Bänder mit hell reflektierenden Bereichen, welche ein visuelles Moire-Muster bilden.

Wie in dem oben erwähnten Rowlandschen Patent dargelegt ist, stellen im allgemeinen die linsenförmigen Formationen des geprägten'Bandmaterials die geeignetsten Reliefstrukturen von einer Konfiguration dar, welche im wesentlichen die von verschiedenen Richtungen hineinkommenden Lichtstrahlen fokussiert und entsprechend gekrümmte, konvexe Oberflächen und einen horizontalen Querschnitt aufweist. Wenn auch parabolische Ausbildungen noch die wirkung svolleren Fokussierungselemente darstellen, so haben sich größere Kugelsegmente, vorzugsweise annähernd Hablkugeln, auct als sehr wirkungsvoll erwiesen. Da gextfisse Verformungen der sphärischen Anordnungen vorkommen können und bei der vorliegenden Erfindung hingenommen werden können, wird hier die Bezeichnung "kugelförmig" verwendet, um sowohl eine tatsächlich kugelförmige Anordnung als auch solche Anordnungen zu beschreiben, die etwas von dieser Gestalt abweichen. Wenn auch die Relief strukturen auf der Rückfläche oder anderen Flächen prismatisch oder konisch ausgebildet sein können, so ist es doch viel vorteilhafter, konvexe, linsen-

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förmige Relief struktur en zu verwenden, um eine bemerkenswert größere optische Aktivität und ein größeres Reflexionsvermögen als auch Bückreflexion (retro-reflection) zu erhalten. Wenn linsenförmige Reliefstrukturen auf der rückwärtigen Fläche verwendet werden und ein reflektierender Überzug auf ihr angebracht ist, können die konvexen Seitenwandungen der rückwärtigen Reliefstrukturen allmählicher zusammenlaufen, um die größte Reflexion vom Zentrum der linsenartigen Reliefstrukturen bei der Bildung der Spiegel zu erhalten. Für die meisten Anwendungszwecke müssen zur Vermeidung von ungeeignet großen Knoten die Reliefstrukturen eine relativ kleine Breite haben und nahe aneinander angeordnet sein, so daß sie in relativ kurzen Abständen in Phase oder außer Phase bezüglich ihrer axialen Deckung zu liegen kommen. Im allgemeinen müssen die Reliefstrukturen eine kleinere Breite als Ί mm aufweisen, um den erwünschten Effekt zu erreichen. Vorzugsweise sollen sie kleiner sein als ungefähr 0,63mm und der Abstand sowie die Größe der Reliefstrukturen auf beiden Mustern soll im wesentlichen gleich sein mit Ausnahme der zur Erzeugung der für die visuellen Muster notwendigen "Verschiebungen.

Wenn es auch möglich ist, ein zweiachsiges Muster für das Auslegen der Reliefstrukturen zu verwenden, so findet doch als bevorzugtes Muster eine hexagonale Anordnung Verwendung, um nahe Abstände zu erhalten und um die flachen Stellenz zwischen den Reliefstrukturen so klein wie möglich zu halten, sowie um die optischen Effekte zu verbessern.

Die Dicke des Bandmaterials hängt in starkem Maße von der Brennweite der linsenartigen Reliefstrukturen auf der Vorderseite ab (und auch von der Rückseite, wenn linsenförmige Relief strukturen auch dort angebracht sind). Für rein dekorative .Effekte kann die Gesamtdicke des Materials zwischen ungefähr 1/2 bis 2 1/2 der Brennweite der linsenförmigen Reliefstrukturen auf der Vorderseite betragen. Um einen

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hohen Grad an Rückreflexionsvermögen mit linsenartigen, reflektierenden Reliefstrukturen zu erzielen₉ wird ein hoch reflektierendes Färbemittel (od. versehe Färbemittel) vorzugsweise auf den SHauptteil der Rückflache aufgebracht, wobei die Dicke des Materials im wesentlichen gleich der Brennweite der linsenartigen Keliefstrukturen auf der Vorderseite sein sollte, welche eine Fokussierung der Lichtstrahlen ungefähr in den Mittelpunkten der reflektierenden Heliistrukturen bewirken oder in einem Abstand_s der gleich der Summe der Brennweite der linsenartigen Eeliefstrukturen auf der Yorderflache und der linsenartigen "Spiegel" auf der Rückfläche ist₂ wobei der erste Wert optimal für maxi= males Rückreflexionsvermögen ist«,

Es kann jedoch ein gewisses Haß an Änderung und Abweichung bei der vorliegenden Erfindung hingenommen werden₉ da eine konstante axiale Phasenlage über die Achsen des blattförmigen Materials dazu führt₉ daß gebrochene Lichtstrahlen auftreffen und an verschiedenen Punkten längs der konvex gekrümmten Oberflächen der hinteren linsenartigen Yorsprünge von jeder Periode oder Phase so fokussiert werden₉ daß ein bemerkenswerter Anteil an Sückreflexion von einer oder mehreren Eombinatioa(en) von Relief strukturen bei verschiedenen Graden - sodLaler Deckung in einer einzelnen Phase oder Periode des Husters erhalten

Verschiedene Kunststoffe können für das blattartige Material bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden_s ifobei zu diesen Materialien Acrylsäureester vjie Methylmethaerylat₉ Zelluloseacetat j Zelluloseacetatbutyratg Zelluloseproprionat_s Vinylchlorid und Gopolymere desselben₉ Polystyrol „ Poly= carbonate_s ZellulosJxtrat_s Polypropylen und Polyäthylen gehören« Zur Erhaltung von stärker witterunge« und abrieb= festen Oberflächen kaan auch -die Verwendung von Laminaten vjüaschensi'j©rt sein₃ vie beispielsweise "bei Verwendung voa. sehr düsaea (Jberfläciienfilmen von Polyäthyleaterephthalato

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Wenn ein reflektierender überzug auf die reflektierenden Reliefstrukturen aufgebracht wird, anstatt daß man sich vollständig auf die kritischen Reflexionswinkel verläßt, ergibt sich ein noch höheres Reflexionsvermögen des Materials und es ist in optischer Hinsicht noch interessanter, da Schlaglichter (high lights) betont werden und da die Reflexion der einfallenden Lichstrahlen ebenfalls verstärkt wird.

Das In- oder Außer-Phase-Liegen hinsifchtlich der axialen Ausrichtung der Linsen oder Reflektorformationen innerhalb jedes Knotens oder jeder Phase des Musters längs wenigstens einer Achse der Muster erzeugt eine Vielfalt von Bereichen blendender Helligkeit, was auf die Reflexion von ganzen Lichtbündeln paralleler Strahlen zurückzuführen ist und auch wirkungsvoll sicherstellt, daß eine Anzahl von Linsen und Reflektorenkombinationen Lichstrahlen über einen weiten Einfallwinkel rückreflektieren.

Venn auf die hintere Fläche durch Vakuummetallabscheidung oder chemische Abscheidung ein metallischer Überzug gebildet wird, ist es sehr wünschenswert, daß dieser durch eine äußere Schutzschicht oder eine Lackschicht, einen Kunststoffilm oder ein anderes geeignetes Material geschützt wird. Für einige Anwendungsfälle kann es wünschenswert sein, diel .rückwärtige Fläche des mit einer reflektierenden Schicht überzogenen blattförmigen Materials mit einer Schicht Kunststoff oder anderen Materials zu überziehen und auf diese Weise eine Schicht mit flacher Oberfläche zu erhalten, die nicht in Wechselwirkung mit der Reflexionswirkung der reflektierenden Reliefstrukturen tritt.

Wie oben gezeigt wurde, hängt das visuell sichtbare Muster von der Herstellung von .Änderungen in den Mittelpunktsabständen der Reliefstrukturen einer Oberfläche des blattförmigen Materials ab· Die erfindungsgemäßen Walzen

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können gemeinsam mit einer mit innen zusammenarbeitenden Walze verwendet werden, welche ein anderes Muster für die Prägestrukturen oder einen anderen Mittelpunktsabstand aufweist. Diese andere Walze kann aber auch das gleiche Muster und den gleichen Abstand für die Formationen zur Erzeugung der Reliefstrukturen aufweisen, aber dafür mit einer anderen Umfangsgeschwindigkeit, die von der gemäß der vorliegenden Erfindung unterschiedlich ist,■angetrieben werden, wobei diese unterschiedliche Geschwindigkeit gleichförmig über den gesamten Arbeitszyklus sein oder auch verändert werden kann, um noch weitere Effekte zu ä

überlagern. In einer weiteren Arbeitsweise können -zwei Walzen, die in der erfindungsgemäßen Weise hergestellt sind, für den Prägevorgang der gegenüberliegenden Oberfläche des Bandmaterials verwendet werden. Um eine möglichst kontrollierbare und gleichmäßige Wiedergabe des Musters zu erhalten, das bei der Entwicklung der erfindungsgemäßen Walzen betrachtet worden ist, werden diese Walzen vorzugsweise in Verbindung mit einer mit ihnen zusammenwirkenden Walze verwendet, welche das gleiche oder ein ähnliches Muster von Reliefstrukturen hervorrufenden Formationen aufweist und mit gleichförmiger Geschwindigkeit angetrieben wird. Es ist besonders wünschenswert, daß die mit der ersten Walze zusammenarbeitende Walze einen relativ großen, gleichförmigen Härtewert für den Überzug aufweist und mit im wesentlichen der gleichen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird.

Vorstehend wurde das Prägeverfahren anhand und zusammen mit einem Strangpreßverfahren beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß das Prägeverfahren auch gemeinsam mit einem synthetischen thermoplastischen Material verwendet werden kann, das bereits vorher geformt wurde und welches so weit erwärmt -wird, daß es sich in einem thermoplastischen Zustand befindet. So wurde beispielsweise das Verfahren vorteilhadt mit einer kalanderten Polyvinylfolie

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verwendet, welche unmittelbar vor der Durchführung durch den zwischen den Prägewalzen gebildeten Walzenspalt vorgewärmt wurde.

Aus obigen Darlegungen ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren Prägewalzen liefert, welche auf ihrer Oberfläche eine Überzugsschicht aufweisen, die in ihrer Festigkeit oder in ihren Härtegraden variiert, so daß eine Verschiebung hinsichtlich des Abstandes zwischen den durch sie auf dem Bandmaterial erzeugten Relief strukturen leicht und in geregelter Weise bewirkt werden kann. Die Prägewalzen sind vorzugsweise auf ihrer Oberfläche mit linsenartigen Ausnehmungen versehen, um linsenförmige Beliefstrukturen zu erzeugen, welche mit reflektierenden Reliefstrukturen zusammenarbeiten, die auf der anderen Oberfläche des blattförmigen Materials gebildet werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß für die Betrachtung interessierende optische Musterwirkungen auf Grund der Fokussierung und Reflexion von auf das Bandmaterial auftreffenden Lichtstrahlen erzielt werden· Die Verschiebung in dem Abstand der Reliefstrukturen, welche in den Gebieten der Walzen mit geringerer Festigkeit entstehen, bewirken eine Änderung in der Periode, mit der die Relief strukturen auf beiden Oberflächen bezüglich der Deckung der senkrechten Achsen in Phase oder außer Phase liegen. Das Verfahren erweist sich als für eine künstlicherische Gestaltung von Bereichen verschiedener Härtegrade derart geeignet, daß einzigartige und hochinteressante optische Effekte erzielt werden. Das Verfahren ist darüberhinaus relativ einfach und wirtschaftlich, verglichen mit Techniken, welche ein Gravieren oder Fräsen nach dem Abwälzverfahren der Prägewalzen in dem erwünschten Muster erfordern.

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Claims

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Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Prägewalzen für die Erzeugung von Oberflächenmustern auf blattförmigem Kunststoff material, gekennzeichnet durch die Schritte:

(a) Herstellung eines im wesentlichen zylinderförmigen Walzenkerns mit einer den Umfang bedeckenden Oberflächenschicht aus Kunstharz, welche in ihrer Oberfläche Täler und Erhebungen aufweistg

(b) Aufbringen einer weiteren Oberflächenschicht aus synthetischem Kunstharz auf die Oberfläche des derart ausgebildeten Walzenkerns zur Herstellung eines zusammengesetzten Überzugs von allgemein zylindrischer Gestalt auf dem Walzenkern, wobei das Kunstharz dieser weiteren Oberflächenschicht relativ nachgiebig ist und einen geringeren Härtewert aufweist als die auf dem Umfang des Kernstücks angebrachte erste Kunstharzschicht ι

(c) Bildung einer Vielzahl von reliefartig ausgebildeten Formationen auf der Oberflächenschicht, die eine größere Tiefe im Bereich der Täler der ersten Oberflächenschicht aufweist als in dem Bereich der Erhebungen, wobei die Elastizität der Oberfläche des zusammengesetzten Überzuges im Bereich der Täler größer ist als im Bereich der Erhebungen·

2v Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zerichnet, daß der Verfahrensschritt der Herstellung des Valzenkernstücks die Bildung der ersten Oberflächenschicht aus Kunstharz in einer gleichmäßigen Aus-

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bildung auf einer Walze und ein anschließendes Entfernen von Teilen der Oberflächenschicht zur Bildung >on Tälern und Erhebungen enthält.

3. "Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Arbeitsschritte zur Ablagerung der zweiten Oberflächenschicht und zur Bildung der reliefartigen Strukturen gemeinsam durchgeführt werden, indem das synthetische Kunstharz dieser zweiten Oberflächenschicht als Ring in eine Gußmatrize gegossen wird, welche auf ihrer inneren Oberfläche Formationen auf v/eist, die die reliefartigen Strukturen auf der Oberfläche erzeugen.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet , daß die Kunstharze beide elastomere Harze sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die reliefartigen Strukturen Ausnehmungen von linsenartigem Querschnitt sind.

6. Verfahren zur Herstellung von Prägewalzen für die Bildung von Oberflächenmustern auf blattförmigem synthetischem Plastikmaterial, gekennzeichnet durch die Sphritte:

(a) Bildung eines im wesentlichen .zylinderförmigen Walzenkernstücks, dessen äußere Umfangsflache mit einer ersten Kunstharzschicht gleichmäßig umgeben ist;

(b) Entfernung von Teilen dieser ersten Oberflächenschicht zur Bildung von Tälern und Erhebungen auf derselben}

(c) Einbringen des so bearbeiteten Walzenkernstücks in den Hohlraum einer Gußmatrize, welche an ihrer inneren

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Oberfläche eine Gestaltung auf weist, die den gewünschten Ausführungsformen entspricht, wobei der Durchmesser dieses Hohlraumes größer ist als der des derart bearbeiteten Walzenkernstückes, um dazwischen einen ringförmigen Abstand zu bilden;

(d) Einbringen eines flüssigen Kunstharzes in den ringförmigen Raum zur Bildung einer Oberflächenschicht aus Kunstharz auf dem entsprechend bearbeiteten Walzenkernstück zur Bildung eines zusammengesetzten Überzugs von allgemein zylindrischer Gestalt auf dem Walzenkern, wobei das Kunstharz der zweiten Oberflä- ä chenschicht relativ nachgiebig ist und einen kleineren Härtewert aufweist als das Kunstharz der ersten auf dem Kernstück aufgebrachten Schicht, und wobei die Ausbildungen auf der Innenfläche des Hohlraumes eine Vielfalt von reliefartigen Strukturen auf dieser Oberflächenschicht bilden, die im Gebiet der Täler der ersten Oberflächenschicht eine größere Dicke aufweist als in dem Gebiet der Erhebungen der ersten Oberflächenschicht, so daß die Oberflächenelastizität des zusammengesetzten Überzugs im Bereich der Täler größer ist als im Bereich der Erhebungen.

7· Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn- ^ zeichnet , daß der Schritt der Bildung des Walzenkernstücks und/oder der Ablagerung der Oberflächenschicht durch Anbringen der Walze in einem zylindrischen Gußhohlkörper mit einem größeren Innendurchmesser zur Bildung eines ringförmigen Zwischenraumes erfolgt, wobei das Kunstharz in diesen ringförmigen Zwischenraum einführt und Bedingungen unterworfen wird, die seine Erhärtung zu der entsprechenden Schicht bewirkt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß beide Kunstharze Silikonkunstharze sind.

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9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausbildungen auf der Innenfläche der Gußmatrize Vorsprünge sind und daß die reliefartigen Strukturen auf dem Überzug Hohlräume sind, wobei sowohl die Vorsprünge als auch die Hohlräume linsenförmigen Querschnitt aufweisen.

10. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffbandmaterial mit Mustern für die visuelle Betrachtung, gekennzeichnet durch die Schritte:

(a) Herstellung einer Prägewalze mit einem zusammengesetzten Oberflächenüberzug aus Kunstharz, welcher durch äußere und innere Schichten gebildet wird, wobei die Kunstharze der inneren Schicht eine größere Dicke aufweisen und die Festigkeit des zusammengesetzten Überzugs geringer ist, und wobei der Überzug eine Vielzahl von reliefartigen Strukturen auf seiner Oberfläche aufweist;

(b) Durchführung einer ausgedehnten Länge eines synthetischen thermoplastischen Materials bei erhöhter Temperatur durch einen Walzenspalt zwischen der erstgenannten Prägewalze, die in ihrer Onerflache die reliefartigen Strukturen aufweist, und einer zweiten Prägewalze zur Prägung von linsenartigen Strukturen auf einer Oberfläche des Bandmaterials und von reflektierenden Strukturen auf der anderen Oberfläche desselben}

(c) Aufbringung eines ausreichenden Druckes auf die Walzen im Walzenspalt zur Erzeugung von Verschiebungen des Oberflächenüberzuges wenigstens in den Gebieten mit geringerer Festigkeit zur Erzielung 'einer Abstandsverschiebung zwischen den reliefartigen Strukturen auf diesem Überzug und damit auch zur lnderu$ng des Abstandes der hierdurch in dem Bandmaterial gebildeten reliefartigen Strukturen.

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11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Prägewalze eine metallene Umfangsfläche aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Prägewalze eine Oberfläche aus synthetischem Kunstharz mit gleichmäßiger Härte aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 10 bis 12, dadurch g e k e η η aeich.net , daß beiden Walzen eine Vielzahl von nahe nebeneinander angeordneten Ausnehmungen aufweisen, die in einem Muster über ihre Umfangsfläche angeordnet sind und sich im wesentlichen radial über diese erstreden, wobei die Ausnehmungen in ihrem Querschnitt nach innen von der Umfangsflache der Walzen aus gesehen in allen Ebenen, welche den Radius enthalten, längs dem sie sich erstrecken, abnehmen, um Seitenwandungeii zu bilden, welche von der Umf angsfläche in Richtung auf den Radius nach innen zusammenlaufen, wobei die Ausnehmungen auf einer der beiden Walzen eine konkave, linsenförmige Gestalt aufweisen, daß die^Walzen gleichzeitig reliefartige Strukturen auf beiden Seiten der Länge des Kunststoffmaterials erzeugen, welche längs senkrecht auf beiden Oberflächen stehenden Achsen vorspringen und Lichtstrahlen auf die zusammenlaufenden Seitenwandungen der an der anderen Oberfläche gelegenen Reliefstrukturen fokussieren, welche den Hauptteil der auf sie auffallenden Lichtstrahlen reflektieren, wobei die Änderungen im Abstand der reliefartigen Strukturen auf der Walze Änderungen in der Periode der reliefartigen Strukturen auf einer Oberfläche erzeugen, so daß diese aiit den relief art igen Strukturen auf der anderen Seite des Plastikmaterials hinsichtlich der Deckung der senkrechten Achsen in Phase oder außer Phase zu liegen kommen»

Verfahren nach Anspruch 13 _s dadurch gekennz e ichn e t , daß die Ausnehmungen auf beiden Walzen konkave, linsenartige Gestalt aufweisen«,

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15· Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß ein reflektierender Überzug auf die Oberfläche der reflektierenden Reliefstrukturen aufgebracht wird.

16. Verfahren nach Anspruch 10 bis 15» dadurch gekennzeichnet , daß die Herstellung der Prägewalzen mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 9 erfolgt,

17. Verfahren nach Anspruch 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Prägewalze im wesentlichen eine gleichförmige Oberflächenfestigkeit aufweist.

18. Verfahren nach Anspruch 10 bis 16, dadurch gekenn

zeichnet

daß die zweite Prägewalze ebenfalls

eine Walze ist, die eine Oberfläche mit unterschiedlicher Festigkeit aufweist.

I9. Verfahren nach Anspruch 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Walzen mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden.

20. Verfahren nach Anspruch 10 bis 16, dadurch

g e k

e η η -

zeichnet

daß die zweite Prägewalze eine im we

sentlichen gleichförmige Oberflächenfestigkeit aufweist und Reliefstrukturen hat, die im wesentlichen dieselben sind wie die der ersten Prägewalze, und daß die erste und die zweite Prägewalze im wesentlichen mit einer gleichen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden.

Prägewalze, gekennzeichnet durch einen zusammengesetzten Oberflächenüberzug von allgemein yzlindrischer Form_s der aus zwei Schichten von Kunstharz besteht, wobei das Kunstharz der inneren Schicht (44) eine größere Festigkeit als das d,sr äußeren. Schicht (46) aufweist, die

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innere Schicht eine ungleichmäßige Dicke (4-8, 50) hat, um damit Bereiche zu erzeugen, bei denen das Kunstharz deräußeren Schicht dicker ist und die Härte des gesamten "Überzuges geringer ist, wonei die äußere Schicht eine Vielzahl von reliefartigen Strukturen (12) aufweist, die sich im- wesentlichen über die gesamte Oberfläche derselben erstrecken und wobei das Kunstharz der äußeren Schicht relativ nachgiebig ist, so daß eine nachgiebige Verformung des zusammengesetzten Überzugs in wenigstens den Gebieten, bei denen die äußere Schicht dicker ist, ermöglicht wird, wenn ein ausreichender Druck darauf ausgeübt wird.

22. Prägewalze nach. Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß die verwendeten Kunstharze beide Elastomere sind.

23. Prägewalze nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß die Kunstharze Silikonkunstharze sind.

24. Prägewalze nach Anspruch 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet , daß die reliefartigen Strukturen (12) Ausnehmungen (52) mit linsenartigem Querschnitt sind.

25· Prägewalzen nach Anspruch 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmungen (52) sich im wesentlichen radial in die äußere Schicht (46) erstrecken und in.'ihrem Querschnitt vonjdem Umfang der Walze (40) nach innen zu in allen Ebenen abnehmen, welche den Radius enthalten, längs dem sie sich ausdehnen, um damit von dem Umfang in Richtung auf den Radius nach innen zusammenlaufenden Seitenwandungen für die Bildung von Ausnehmungen von konkaver linsenartiger Gestalt zu schaffen.

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