DE2706947A1

DE2706947A1 - Verfahren und druckwalzeneinrichtung zur herstellung von praegegravuren auf formwerkzeugen fuer kunststoffplatten oder -bahnen durch auftragen einer aetzreserve

Info

Publication number: DE2706947A1
Application number: DE19772706947
Authority: DE
Inventors: Wilfried Werthmann
Original assignee: Standex International GmbH
Current assignee: Standex International GmbH
Priority date: 1977-02-18
Filing date: 1977-02-18
Publication date: 1978-08-24
Also published as: NL184207B; FR2380880B1; FR2380880A1; DE2706947B2; NL7801134A; US4294650A; US4213819A; GB1567442A; NL184207C; IT1161438B; IT7812478A0; DE2706947C3

Description

Patentanwalt Dr.-Ing. Günther Ackmann, 41 Duisburg, Claubergstraße 24

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Duisburg, den 24. Januar 1977 (22.1363/32.894/Hu)

Firma Standex International GmbH, Kölner Straße 352-354 4150 KKEPELD

Verfahren und Druckwalzeneinrichtung zur Herstellung von Prägegravuren auf Formwerkzeugen für Kunststoffplatten oder -bahnen durch Auftragen einer Ätzreserve

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Prägegravuren auf platten- oder walzenförmigen Formwerkzeugen für Kunststoffplatten oder -bahnen durch Auftragen einer dem Prägemuster entsprechenden Ätzreserve mittels einer Druckform oder eines Kopierfilmes und anschließender Ätzbehandlung sowie eine zum Auftragen einer Ätzreserve auf großformatige Preßplatten für Etagenpressen bestimmte Druckwälzeneinrichtung.

Kunststoffplatten oder -bahnen werden für verschiedene Zwecke mit einer in ihre Oberfläche mittels einer Druckform eingeformten Prägemusterung versehen. Zur Prägung weicherer Kunststoffbahnen, die beispielsweise in der Polster-, Täschner-, Schuh- oder Bekleidungsindustrie verarbeitet werden, finden zum Einformen der Prägemusterung beispielsweise in Form einer eine Lederimitation bildenden Narbung, vielfach Preßwalzen Verwendung, deren Oberfläche eine der Prägemusterung entsprechende Gravur aufweist. Die in der Möbelindustrie verwendeten Kunststoffplatten, welche eine aufgerauhte,

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gitterartige, holzartige oder ähnliche Oberflächenstruktur haben, werden in der Regel in Etagenpressen geformt, welche mit Preßblechen bestückt sind, die auf ihrer Oberfläche eine entsprechende Gravur besitzen. In allen Fällen wird verlangt, daß die Formwerkzeuge ein gleichmäßiges und absatzloses Muster auf den Kunststoffplatten oder -bahnen prägen, wobei der Natur nachgebildete Oberflächenstrukturen, wie Holz- oder Lederoberflächen möglichst naturgetreu sein sollen. Außerdem müssen Formwerkzeuge mit völlig identischem Prägemuster in einer Vielzahl herstellbar sein, um verbrauchte Formwerkzeuge ersetzen oder z.B. in Etagenpressen mehrere gleiche Preßbleche gleichzeitig benutzen zu können. Für die Herstellung der Prägegravuren auf den Formwerkzeugen sind verschiedene Verfahren bekannt. Ba eine unmittelbare Gravur durch Hand mittels Stichel oder Nadel oder mit Graviermaschinen zeitraubend und nur schwierig reproduzierbar ist, wird überwiegend die Ätzgravur angewendet, bei der auf die Oberfläche der metallischen Preßplatte oder -walze eine sogenannte Ätzreserve aufgetragen wird. Durch eine anschließende Ätzbehandlung werden die Flächenbereiche zwischen der Ätzreserve unter Bildung der erwünschten Vertiefungen angeätzt. Das Auftragen der Ätzreserve geschieht hauptsächlich entweder durch Reproduktionsphotographie oder durch Siebdruck. Bei der Reproduktionsphotographie wird die Preßplatte mit einer Beschichtung oder einer Folie aus einer lichtempfindlichen Kunststoffmasse bedeckt und darüber die Kopiervorlage in Form eines photogtaphisehen Negativs gelegt. Nach dem Belichten und einer Fixierung wird die nicht fixierte Hasse aisgewaschen und anschließend die Ätzbehandlung vorgenommen. Da die zur Zeit photographischen Filme für die Kopiervorlage nur in Breiten bis etwa 160 cm herstellbar und

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erhältlich sind, nüssen auf die Preßplatte, deren Abmessungen etwa 230 χ 6DO cm betragen, wenigstens zwei Kopiervorlagen aufgelegt werden, so daß an deren Stoßkanten Absetzungen und Unterbrechungen im Prägemuster entstehen, die einer zeitraubenden und schwierigen Nachbearbeitung durch einen versierten Graveur bedürfen, häufig aber auch durch diesen nicht beseitigt werden können. Dieser Nachteil tritt besonders bei Prägemustern in Erscheinung, welche eine feinkörnige Oberfläche bilden sollen und für welche die Kopiervorlage aus vielen feinsten Pünktchen o. dgl. besteht.

Nach einer anderen bekannten Arbeitsweise soll die Ätzreserve mittels einer Siebdruckwalze auf die Metallplatte oder -bahn aufgetragen werden. Die Siebdruckwalze erhält einen der Prägemusterung entsprechenden Schablonenmantel, z.B. aus perforiertem Blech oder Drahtgewebe sowie im Inneren eine Rakel zum Durchstreichen der Ätzreserve auf die Metallplatte. Das Muster wird ebenfalls mittels einer photosensiblen, auf einem textlien Gazeschlauch aufgebrachten Schicht gebildet, durch deren unbedeckte Bereiche die Ätzreserve durchgestrichen wird. Diese Methode hat jedoch den Nachteil, daß sich die Ätzreserve wegen ihrer Viskosität durch feine Gazegewebe mit einer Maschenzahl von 100 und mehr pro cm nicht mehr gleichmäßig hindurchstreichen läßt. Auch der aus Stabilitätsgründen benötigte Drahtstützzylinder begrenzt die Verwendung feinmaschigerer Gazegewebe.

Den bekannten Ätzgravurverfahren haftet weiterhin die Eigenart an, daß die Ätztiefe in Abhängigkeit von der Ätzbehandlung an allen Ätzbereichen im wesentlichen gleich ist, währen die ungeätzt gebliebenen Flächenbereiche vollkommen glatt sind. Eine naturgetreue Nachbildung von Holzmaserung mit ihrer verschieden hohen

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Maserstruktur und den feinsten Poren in der gesamten Oberfläche kana daher bislang nicht erzielt werden. Auch besonders "feinkörnige¹¹ Oberflächen lassen sich nicht herstellen, weil einerseits der Herstellung entsprechende detailierte Kopiervorlagen Grenzen gesetzt sind, die Viskosität der Ätzreserve solche dichten Peinstrukturen nicht zuläßt und die glatten Flächen unter der Ätzreserve verbleiben.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß der Gattungsbezeichnung derart weiterzuentwickeln, daß auf den Formwerkzeugen eine mehrstufig ausgebildete und von Absätzen und Unterbrechungen freie Prägegravur entsteht. Aufgabe der Erfindung ist weiterhin die Entwicklung einer hierfür besonders geeigneten insbesondere für die Gravur großformatiger Preßplatten bestimmten Druckwalzeneinrichtung.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Auftragen der Ätzreserve und die folgende Ätzbehandlung ein- oder mehrfach wiederholt werden.

Diese Behandlungsweise hat zunächst den Vorteil, daß durch die mehrstufige Gravur eine wesentlich mannigfaltigere Prägemusterung erhalten wird. Durch jede weitere Ätzbehandlung können Flächenbereiche, die vorher unbehandelt geblieben waren oder Ätzvertiefungen darstellen, erneut, insbesondere mit feineren Ätzvertiefungen versehen werden. Weiterhin lassen sich die nach der ersten Ätzbehandlung abgedeckt gewesenen glatten Flächenbereiche nachstrukturieren, z.B. mit einer feinstkörnigen, aufgerauhten Oberfläche oder mit feinen Poren versehen. Naturgetreue Oberflächenstrukturen von Holz lassen sich bis in die feinsten Poren nachbilden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, eine feinstkörnige äußerst gleichmäßige Oberflächenstruktur herzustellen, indem eine mit vielen feinen Pünktchen

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versehen Kopiervorlage mehrfach in versetzter Auflage rapportlos benutzt wird. Durch die Überlagerung werden sogar eventuelle vom Graveur unbeabsichtigt auf der Kopiervorlage geschaffenen Strukturen sowie Absätze oder Unterbrechungen beseitigt. Für das wiederholte Auftragen der Ätzreserve können Druckformen oder Kopierfilme mit gleichen oder anderen Prägemustern verwendet werden.

Zur Herstellung mehrstufig gravierter Prägewalzen kann die Ätzreserve mittels Flachdruckschablonen, Siebdruckwalzen oder Kopierfilme übertragen werden. Die so gefertigten, mehrstufig gravierten Prägewalzen lassen sich zu Oberflächenbemusterung von Kunststoffbahnen oder -streifen, aber auch zur Prägung von Papier, Pappe, Karton, Metallfolien oder -blechen o. dgl. verwenden.

Auch auf Preßbleche läßt sich die Ätzreserve mit Hilfe von Flachdruckschablonen, Siebdruckwalzen oder Kopierfilme übertragen. Zur Herateilung von Prägegravuren auf den großformatigen Preßplatten für Etagenpressen, deren Breite das Maß der Kopierfilme überschreitet, wird erfindungsgemäß die Ätzreserve von einer gravierten oder geätzten Klischeewalze indirekt über eine Silikonkautschukwalze auf die Preßplatte übertragen, Dieses in der Art des Offsetdruckes ausgeführte Auftragverfahren, welches ebenfalls ein- oder mehrfach wiederholt werden kann, hat den Vorteil, daß auf die Preßplatte ein völlig absatzfreies gleichmäßiges Prägemuster übertragen wird. Sowohl bei einer Klischeewalze wie auch bei einer Siebdruckwalze reicht die Breite der zur Verfügung stehenden Kopierfilme bzw. Gazebahnen aus, den Walzenmantel absatzfrei zu bedecken. Eine eventuelle Stoßstelle durch die Enden eines umgelegten Kopierfilmes verläuft auf dem Mantel achsparallel und kann von einem Graveur leicht zugänglich in kurzer Zeit nachgearbeitet werden. Ein wesentlicher

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Vorteil besteht aber auch darin, daß die Klischeewalze oder Siebdruckwalze zur Reproduktion einer Vielzahl völlig identisch geprägter Preßplatten verwendet werden kann. Nachbestellungen lassen sich deshalb mit den aufbewahrten Klischeewalzen oder Siebdruckwalzen bzw. den auf diesen aufgelegten Kopiervorlagen leicht ausführen. Verwendung für diese Auftragsweise findet eine Druckwalzeneinrichtung, welche im wesentlichen aus einer mit dem Prägemuster versehenen Klischeewalze oder einer Siebdruckwalze und einer mit einem Silikonkautschukmantel versehenen Übertragwalze besteht. Die Klischeewalze wird mittels einer Füllwalze und einer Rakeleinrichtung mit Ätzreserve versehen, die von den Vertiefungen dieser Klischeewalze aufgenommen und entsprechend dem Muster auf die Übertragwalze und von dieser auf die Preßplatte übertragen wurde. Bei der Übertragung eines überlagernden Musters auf eine bereits durch eine erste Auftrags- und Ätzbehandlung vorgravierte Preßplatte wird die Ätzreserve von dem elastischen Silikonkautschukmantel der Übertragwalze auch in die vorgravierten Vertiefungen eingedrückt, so daß auf eine besonders einfache Weise Peinstrukturen durch Grobstrukturen im Rapport oder rapportfrei überlagert werden können. Aber auch umgekehrt kann die ursprünglich glatte Preßplatte zunächst mit einer Peinstruktur, z.B. in Form einer Feinkörnung o. dgl. und anschließend mit einer Grobstruktur, z.B. einer Gitter- oder Gewebestruktur versehen werden, wobei die Feinstruktur an den von der folgenden Ätzreserve freigelassenen Stellen beim folgenden Ätzen mitgeht und die Oberfläche dieser neuen Ätzvertiefungen die Feinstruktur, wenn auch etwas egalisiert, behält.

Nachfolgend sind einige Ausführungsbeispiele näher erläutert:

1. Zur Herstellung einer Prägewalze, welche für das Prägen einev ku*<,4$ti>\{öcpi* mit einer lederartigen

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Oberflächenbemuaterung bestimmt ist, werden getrennt Kopiervorlagen für die Grob- und Feinstruktur photographisch und/oder zeichnerisch hergestellt. Die Kopiervorlage mit der z.B. narbenartigen Grobstruktur wird dann unter Zwischenlage einer Kunststoff-Folie auf die Klischeewalze aufgelegt. Nach dem Belichten findet ein Fixieren und Auswaschen der nicht fixierten Masse statt. Die verbleibende Kunststoffmasse bildet dann die dem vorgesehenen Muster entsprechende Ätzreserve. Anschließend erfolgt die Ätzbehandlung, durch welche entsprechend der Vorlage grobstrukturierte Vertiefungen entstehen. Der gleiche Vorgang wird nun mit der zweiten Kopiervorlage im Rapport wiederholt, welche die Feinstruktur, z.B. Poren, feine Risse, höhenversetzte Flächenbereiche o. dgl. wiedergibt. Die der Feinstruktur entsprechende Ätzreserve kann dabei sowohl auf einen ersten Behandlungsvorgang unbehandelt gebliebene Flächenbereiche wie auch in den im ersten Behandlungsvorgang entstandenen Vertiefungen aufliegen. Durch die zweite Ätzbehandlung entstehen der Feinstruktur entsprechende und der Grobstruktur überlagerte Vertiefungen in der Prägewalze als Nachbildung von Poren, Rissen u. dgl. Je nach der Art des Prägemusters können sich auch weitere Behandlungsvorgänge anschließen.

Die mit der vorstehend erläuterten oder anderen Arbeitsmethoden mehrstufig gravierten Prägewalzen dienen nach einer geeigneten Härtung (Verchromung) der Verformung von Kunststoffbahnen oder -streifen, können aber auch zum Prägen von Papier-, Karton-, Pappebahnen oder Metallbahnen bzw- streifen o. dgl. Verwendung finden.

Das mehrmalige Auftragen der Ätzreserve auf die Prägewalze kann auch mittels anderer Techniken, z.B. mittels Abrollen auf Flachdruck-Schablonen, durch Siebdruck oder wechselweise erfolgen. Für die Wahl der Auftrags-

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technik sind einerseits die mit ihr erzielbaren Strukturfeinheiten und andererseits die Kosten bestimmend.

2. Bei der Herstellung großformatiger Preßplatten, wie sie z.B. zur Fertigung von Hartkunststoffplatten mittels Etagenpressen benötigt werden, findet vorzugsweise eine Druckwalzeneinrichtung zum Auftragen der Ätzreserve Anwendung, wie sie in Figur 1 schematisch dargestellt ist. Sie besteht aus einer Klischeewalze 1, einer Füllwalze 2, einer Rakeleinrichtung 3 und einer Übertragwalze 4, die mit einem Silikonkautschukmantel 5 versehen ist, wobei alle Walzen eine den Preßplatten entsprechende Breite haben.

Entsprechend dem gewünschten Prägemuster werden zunächst zwei oder mehrere Klischeevorlagen mit einer Grob- oder Feinstruktur oder einer Teilstruktur gefertigt, die dann auf die Klischeewalzen oder auch Siebdruckwalzen auf verschiedene Weise übertragen werden können. Während Siebdruckwalzen nur bei einer horizontalen Lage der Preßplatten verwendbar sind, Können Klischeewalzen auch bei vertikal stehenden Preßplatten zur Anwendung kommen, um die Ätzreserve gleichzeitig beidseitig aufbringen zu können. Bevorzugt läßt sich das Ätzverfahren anwenden, wenn die Ätzreserve nach Belichtung und Fixierung aus einer photosensiblen Schicht oder Folie gebildet wird. Es entstehen also Klischeewalzen mit Gravuren, welche der Grobstruktur, Feinstruktur, Teilstruktur o. dgl. entsprechen. Im Gegensatz zu der vorstehend beschriebenen Herstellung der Prägewalzen, erfolgt das Auftragen der Ätzreserve und das Ätzen bei diesen Klischeewalzen nur einmalig. Es werden also zwei oder mehrere Klischeewalzen hergestellt, welche voneinander abweichende Strukturen haben, die dann nacheinander im Rapport zur Fertigung der mehrstufig gravierten Preßplatten zum Einsatz kommen. Die nach der Gravur

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verchromten Klischeewalzen können aber auch durch entsprechend einer Teilstrukturierung vorbereitete Siebdruckwalzen ersetzt werden.

Die vorbereiteten Klischeewalzen 1 werden dann nacheinander in die Druckwalzeneinrichtung eingesetzt. Mit Hilfe der Füllwalze 2 und der Rakeleinrichtung 3 werden die eingravierten Vertiefungen 6 mit der Ätzreserve 7 gefüllt, während die hochstehenden Teile 8 der Mantelfläche von Ätzreserve freibleiben. Beim Abrollen auf der gegenläufigen Übertragwalze 4 wird die Ätzreserve auf deren Silikonkautschukmantel 5 abgesetzt. Diese überträgt nun die Ätzreserve 7 auf die Oberfläche der Preßplatte 9 in der gewünschten Musterung. Die Preßplatte 9 kann entweder unter der Übertragwalze 4 entlanggeführt oder letztere auf der Preßplatte abgerollt werden. Nach dem Auftrag der Ätzreserve erfolgt die Ätzbehandlung der Preßplatte, wonach der Vorgang mit oder den anderen vorbereiteten Klischeewalzen im Rapport ein- oder mehrfach wiederholt wird.

Soll die Preßplatte beispielsweise ein einer Holzmaserung naturgetreu nachgebildetes Prägemuster erhalten, so kann in einem ersten Arbeitsgang eine der groben Holzstruktur entsprechende und in einem zweiten Arbeitsgang eine der Holzporosität entsprechende überlagernde Ätzgravur eingearbeitet werden. In einem dritten Arbeitsgang ließen sich noch reliefartige Abstufungen eingravieren, wie sie im geschliffenen Naturholz durch die Jahresringe verursacht werden. Beim wiederholenden Auftragen von Ätzreserve kann die Oberfläche des Silikonkautschukmantela der Übertragwalze auch dem Muster der vorangegangenen Ätzung entsprechend ausgeschnitten werden, so daß die Preßplatte nur auf bereits vorher geätzte Flächenbereiche aufgetragen wird. Ebenso ist ein Auftrag auf der Ober- und Unterfläche der Preßplatte möglich.

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Ebenso lassen sich auch mehrstufige Prägegravuren nach künstlerischen oder graphischen Gesichtspunkten herstellen, wie mehrstufige Kasettenmuster, bildhafte Darstellungen u. dgl. Ein wirtschaftlich bedeutendes Anwendungsgebiet zielt auf die Fertigung von Hartkunststoff platten mit einer mikrofeinen aufgerauhten Oberfläche. PUr diesen Zweck kann eine mit vielen kleinen pünktchenförmigen Vertiefungen versehene Klischeewalze mehrfach hintereinander rapportlos für das Auftragen der Ätzreserve auf eine Preßplatt zur Anwendung kommen. Es entsteht hierdurch eine völlig gleichmäßige feinstkörnige Gravur.

In Figur 2 ist stark schematisiert dargestellt, wie sich die Oberfläche eines Formwerkzeuges durch dreimaliges Auftragen und Ätzen verändert. Bei der ersten Ätzbehandlung sind die Flächenbereiche der ursprünglichen Oberfläche 10 mit Ätzreserve 7 abgedeckt und es entstehen die Ätzvertiefungen 11. Auf deren Oberfläche 12 und die ursprüngliche Oberfläche 10 wird dann entsprechend dem zweiten Vorlagemuster erneut Ätzreserve aufgetragen und es bilden sich, wenn der Ätzvorgang in geeigneter Weise reduziert wird, kleinere Vertiefungen 13 in der ursprünglichen Oberfläche 10 oder kleinere Vertiefungen 14 in den Oberflächen 12 der ersten Ätzvertiefungen 11. Durch einen dritten Auftrag von Ätzreserve 7 und Ätzvorgang entstehen dann Ätzvertiefungen 15» so daß die Gesamtoberfläche fünf Höhenbereiche umfaßt. Natürlich werden die Vertiefungen in der Praxis nicht so stufenförmig aussehen, wie es in Figur 2 gezeigt ist, sondern in Abhängigkeit vom Ätzvorgang unregelmäßig ausgebildet sein. In der Praxis liegen die Ätztiefen zwischen etwa 10 bis 100

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bei grob etwa zwischen 80 bis 100/^m, bei mittel etwa zwischen 50 bis 8O₇^m und bei fein bis etwa 10 /Um herab.

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Claims

Patentanwalt Dr.-Ing. Günther Ackmann, 41 Duisburg, Claubergstraße 24 Duisburg, den 24. Januar 1977 (22.1363/32.894/Hu) Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Prägegravuren auf platten- oder walzenförmigen Formwerkzeugen für Kunststoffplatten, -bahnen o. dgl. durch Auftragen einer dem Prägemuster entsprechenden Ätzreserve mittels einer Druckform oder eines Kopierfilmes und anschließender Ätzbehandlung, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragen der Ätzreserve und die folgende Ätzbehandlung ein- oder mehrfach wiederholt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das wiederholte Auftragen der Ätzreserve Druckformen oder Kopierfilme mit gleichen oder anderen Prägemustern verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2 zur Herstellung von Prägegravuren auf Preßplatten für Etagenpressen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzreserve von einer gravierten oder geätzten Klischeewalze

oder einer Siebdruckwalze indirekt über eine Silikonkautschukwalze auf die Preßplatte übertragen wird.

4. Druckwalzeneinrichtung zum Auftragen einer einem Prägemuster entsprechenden Ätzreserve auf Preßplatten für Etagenpressen, gekennzeichnet durch eine mit dem Prägemuster versehene Klischeewalze (1) oder eine

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ORIGINAL INSPECTED

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Siebdruckwalze und eine mit einem Silikonkautschukmantel (5) versehene Übertragwalze (4).

5. Druckwalzeneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine den
Preßplatten entsprechende Breite hat»

6. Druckwalzeneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klischeewalze (1) mit einer Piillwalze (2) und einer Rakeleinrichtung (3) versehen ist.

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