EP3482937A1 - Verfahren zum strukturieren einer oberfläche, tiefdruckform oder prägewerkzeug sowie verwendung - Google Patents

Verfahren zum strukturieren einer oberfläche, tiefdruckform oder prägewerkzeug sowie verwendung Download PDF

Info

Publication number
EP3482937A1
EP3482937A1 EP17200585.2A EP17200585A EP3482937A1 EP 3482937 A1 EP3482937 A1 EP 3482937A1 EP 17200585 A EP17200585 A EP 17200585A EP 3482937 A1 EP3482937 A1 EP 3482937A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stencil layer
stencil
layer
structuring
embossing tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17200585.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Kesper
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AKK GmbH
Original Assignee
AKK GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AKK GmbH filed Critical AKK GmbH
Priority to EP17200585.2A priority Critical patent/EP3482937A1/de
Publication of EP3482937A1 publication Critical patent/EP3482937A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
    • B41C1/00—Forme preparation
    • B41C1/02—Engraving; Heads therefor
    • B41C1/025—Engraving; Heads therefor characterised by means for the liquid etching of substrates for the manufacturing of relief or intaglio printing forms, already provided with resist pattern
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41N—PRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
    • B41N1/00—Printing plates or foils; Materials therefor
    • B41N1/003—Printing plates or foils; Materials therefor with ink abhesive means or abhesive forming means, such as abhesive siloxane or fluoro compounds, e.g. for dry lithographic printing

Definitions

  • the invention relates to a method for structuring a surface for a gravure mold or an embossing tool. Furthermore, the invention relates to a gravure mold or an embossing tool having a surface, wherein the surface has been structured at least partially with a method according to the invention and a use of laser radiation for structuring a surface for a gravure mold or an embossing tool.
  • the surfaces of gravure printing plates are structured with wells for receiving ink.
  • the ink is applied to the textured surface and into the wells of the gravure form. Excess ink is removed from the surface by means of a doctor, in particular a squeegee. This leaves the ink predominantly only in the wells.
  • a doctor in particular a squeegee. This leaves the ink predominantly only in the wells.
  • the printed image formed by the ink in the wells can be transferred directly to the material to be printed.
  • the wells can not be made arbitrarily large, otherwise ink is removed from the wells when scraping. Therefore, wider areas to be printed are formed by a plurality of wells with intermediate webs, the webs must be designed very fine for high print quality. Further, it may be necessary for the coloring to equip the wells with different depths, so that depending on the depth of more or less ink is absorbed by the respective wells. Finally, the surface of the gravure form is subject to wear by the printing process and, in particular, ink stripping.
  • the shape of the cups also affects the coloring when printing.
  • the ink taken up by the intaglio printing plate or the cups should be dispensed as completely as possible when printing onto the material to be printed, so that the printed image is completely dispensed and also no residues of the ink remain in the intaglio printing form.
  • embossing tools are patterned with depressions to provide an embossed image.
  • the depressions must have a certain resolution for the embossed image and also have a shape or a depth profile which allows embossing on different materials.
  • the recesses of embossing tools are usually complex shaped, i. the depressions have a profile or depth profile, which changes with the distance to the original surface, for example tapered, in order to ensure process-reliable embossing.
  • etching techniques can be used.
  • a nationwide stencil layer of a photosensitive material is first applied to the surface.
  • the stencil layer is selectively exposed, thus changing the solubility of the exposed areas of the stencil layer.
  • the subsequent detachment of partial regions of the stencil layer with a solvent causes the stencil layer to be structured.
  • An etching treatment of the surface is carried out with which the portions of the surface, which are not covered by the template, are selectively etched.
  • Corresponding etching techniques are often not suitable for high process speeds and are too inaccurate with regard to the required fine structuring of the surface.
  • the surface can be mechanically processed, wherein the wells or depressions are introduced by a mechanical engraving by means of a stylus.
  • An electromechanical engraving can be carried out, for example, on the basis of a template which is scanned simultaneously or also computer-based.
  • corresponding devices for electromechanical or laser engraving are often complex and expensive.
  • the surface of the gravure mold or embossing tool is usually chrome plated.
  • the chromium layer increases the hardness and life of the surface.
  • the chrome plating is complex and not environmentally friendly due to the associated safety requirements.
  • the EP 3 205 499 A1 discloses a method of patterning the surface of a gravure form wherein a stencil layer is selectively printed by dropping droplets. Subsequently, material is chemically applied or removed on the surface to create a structure.
  • the object of the invention is to propose a method for structuring a surface for a gravure printing die or an embossing tool, wherein structuring with high resolution and process speed is achieved and the form of structuring can be improved.
  • an apparatus for performing the method, a gravure form or a stamping tool and a use of laser radiation for structuring should be specified.
  • a method for structuring a surface for a gravure mold or embossing tool in which a stencil layer is applied to the surface, wherein the stencil layer comprises an electrically insulating stencil material, in the stencil layer of a Laser ablation is performed, wherein laser radiation, the template layer removed in regions and thereby recesses in the stencil layer is exposed, the surface is exposed in the region of the recesses, in which an electrochemical treatment of the surface is carried out, wherein material is applied to the surface, so that in the the recesses of the stencil layer are formed elevated areas on the surface.
  • the surface to be patterned may be a surface or a part of a surface of a blank for a gravure mold or an embossing tool.
  • the surface to be structured has, in particular, a material which is suitable for a printing or embossing process and for which it has, in particular, sufficient hardness, wear properties and / or chemical properties.
  • the surface may, for example, be a metallic surface and in particular comprise or consist of steel, nickel, copper, chromium and their compounds.
  • the stencil layer comprises an electrically insulating stencil material so that the regions in which the stencil layer remains on the surface after the laser ablation are not affected by the electrochemical treatment or substantially no material is applied in the corresponding regions.
  • the stencil layer consists of electrically insulating stencil material.
  • the stencil layer can completely or partially cover the surface.
  • the stencil layer is applied directly to the surface to be structured, ie after application, the stencil layer is in direct (direct) contact with the surface to be structured, in particular with a metallic surface. In particular, none further layers between the stencil layer and the surface to be structured provided.
  • the template layer is removed from the surface area by area via laser radiation.
  • the stencil layer is ablated in regions as far as the laser ablation so that the stencil layer is partially completely, i. is removed over the entire layer thickness of the stencil layer.
  • Recesses are provided in the stencil layer, wherein the surface to be structured is exposed in the region of the recesses. Under an exposure of the surface is to be understood in particular that the surface to be structured in the region of the recesses forms the outermost layer and is directly accessible for electrochemical treatment. With the recesses there are thus lasered, bare areas in the stencil layer, in which the surface to be structured is exposed, and wherein the structured stencil layer forms a pattern for applying material to the surface.
  • the surface is insignificantly or not influenced and / or removed by the laser ablation of the stencil layer.
  • the surface may be applied to the chemical treatment for application of material immediately after patterning the stencil layer without further steps being required to contour the stencil or other layers.
  • the electrochemical treatment of the surface of the gravure mold causes the application of material to the surface. Due to the electrically insulating properties of the structured stencil layer, in particular material is applied to the surface substantially only in the area of the recesses. In the region of the recesses of the stencil layer, corresponding to the pattern introduced via the laser ablation, elevated areas or thickenings on the surface, which can provide a printed image or embossed image, form on the surface.
  • the stencil layer may be removed during the electrochemical treatment or after the electrochemical treatment in an additional step so that the structured surface is exposed.
  • the high speed of the process and high resolution, which can be achieved via the laser ablation of the stencil layer are advantageous in the method described.
  • the laser ablation of the stencil layer can be performed faster and easier than a laser ablation of the material of the surface itself, as required in a laser engraving of the surface.
  • the material of the stencil layer may be better suited for rapid ablation than the material of the surface, which is usually made of a hard metal.
  • a significantly higher resolution and accuracy of the structuring of the surface can be achieved.
  • the shape of the wells or depressions which is produced by structuring with the described method, in particular in gravure printing have an improved ink delivery.
  • the shape of the wells according to the method described here differs in particular from the shape of the cells produced by mechanical engraving, etch-technically produced or by laser ablation of the surface, which result from a removal of material.
  • the shape of the cups produced by the conventional methods are determined here by the type of removal, for example the shape of the stylus or the action of the etching process or of the laser.
  • the surface is influenced only insignificantly by the laser ablation of the stencil layer, with the result, for example, that elevated areas are applied to a substantially flat surface.
  • the method described also provides a very cost-effective structuring of the surface. High process speeds can be achieved.
  • the application of material to the surface means that in contrast to the methods of the prior art, which are based on removing material from the surface, total material can be saved.
  • the application of the stencil layer to the surface comprises knife-coating and / or spraying stencil material.
  • a high process speed can be achieved by knife-coating and / or spraying on the stencil material, wherein at the same time the stencil layer can be applied in a process-reliable, durable and in particular particularly uniform manner (in particular with homogeneous layer thickness).
  • the material applied to the surface comprises nickel and / or nickel compounds and, for example, a nickel plating is carried out.
  • the material applied to the surface has at least 50% by weight, preferably at least 75% by weight, more preferably at least 90% by weight, of nickel and / or nickel compounds.
  • a corresponding nickel bath can be used, wherein in particular a nickel precipitate is selectively applied to the surface in the regions of the recesses.
  • a chromium plating can also be carried out before and / or after the application of nickel and / or nickel compounds to the surface for corresponding requirements.
  • chromium is applied after the application of nickel and / or nickel compounds, so that the layer applied by chromium plating acts as a particularly wear-resistant outer layer.
  • the surface before the application of the stencil layer at least partially on a nickel plating.
  • the surface may even before structuring nickel and / or nickel compounds (in particular at least 50 wt .-%, preferably at least 75 wt .-%, more preferably at least 90 wt .-% nickel and / or nickel compounds) or consist thereof.
  • a nickel-plated surface also has the advantage that a further application of nickel and / or nickel compounds is facilitated.
  • a stencil layer having a layer thickness of 1 ⁇ m to 50 ⁇ m is applied.
  • Corresponding layer thicknesses ensure process-reliable application of material in the electrochemical treatment and allow rapid application of the stencil layer and rapid laser ablation.
  • a high process speed can be achieved in particular with a layer thickness of 2 ⁇ m to 30 ⁇ m for the stencil layer.
  • the material for the stencil layer in particular, a material based on polymers or consisting of polymers is used.
  • the laser radiation is controlled by at least one acousto-optic deflector (AOD).
  • AOD acousto-optic deflector
  • AOD can be further combined with at least one acousto-optic modulator (AOM) as a switching device, for example as Q-switch (also called Q-switch), with which high-intensity laser pulses can be generated.
  • AOM acousto-optic modulator
  • laser radiation is used with a plurality of simultaneously acting on the stencil layer laser beams, in particular at least four laser beams are used.
  • a laser beam can be divided into a plurality of laser beams, wherein the laser beam to be split can be understood here to mean the radiation emitted by a laser source.
  • the laser beam is split into a plurality of laser beams, wherein in particular the laser beams generated by the division have mutually different propagation directions.
  • the fast switching times of an AOD make it possible to distribute a laser beam arriving at the AOD in a short time interval to a plurality of points of the stencil layer, so that several points are structured approximately simultaneously in this time interval.
  • an AOD allows for the deflection of multiple laser beams entering the AOD so that, in particular, a beam splitter in the beam direction in front of the AOD can be used to simultaneously control multiple laser beams from the AOD and simultaneously pattern different points of the template layer.
  • a beam splitter may be placed in the beam direction after the AOD to split a laser beam emanating from the AOD.
  • a resolution of the structure of the surface of 2540 dpi, in particular of 5080 dpi is provided.
  • a resolution of the structure of the surface of 2540 dpi, in particular of 5080 dpi is provided.
  • a mechanical or etching-technical structuring of the surface corresponding resolutions can be achieved by the laser ablation of the stencil layer process reliable.
  • the method steps of the described method are repeated in order to apply further material to the surface.
  • an additive process can be provided whereby multiple structured layers of material are applied to the surface.
  • different materials may be sequentially applied to the surface to produce a sequence of different materials on the surface.
  • various types of nickel coatings and / or chrome coatings can be applied.
  • the stencil layers applied one after the other are structured differently, so that the successively applied raised areas are different from each other.
  • the surface can be structured "in three dimensions" or with a defined depth profile, so that the raised areas have different patterns at different depths or heights.
  • the shape of the wells can be further designed in intaglio printing for a better color output.
  • the structuring of the surface for an embossing tool required for a reliable embossing complex shapes of the wells can be easily produced without having to resort to the known from the prior art, consuming and often inaccurate multi-stage etching processes.
  • the depth profiles can be achieved by a successive construction of material and not by removal of Material, which are given in the design of the depth profiles of the wells or wells more options.
  • a device for structuring a surface for a gravure mold or an embossing tool in a method according to the first teaching is given to achieve the above object, with a holder for a blank for a gravure mold or an embossing tool, with a means for applying a stencil layer to the blank, having at least one laser radiation source adapted to partially remove the stencil layer and having at least one means for electrochemical treatment of the surface adapted to apply material to the surface.
  • a gravure mold or an embossing tool comprising a surface is specified for achieving the abovementioned object, the surface being structured at least in part by a method according to the first teaching.
  • a shape or a depth profile of the wells or depressions is obtained, which structurally differs, in particular, from the shape produced by removal of material ,
  • the shape of the wells or the wells after a mechanical engraving, an etch-structuring or a direct structuring by laser ablation of the surface For example, the shape of the wells or the wells after a mechanical engraving, an etch-structuring or a direct structuring by laser ablation of the surface.
  • the intaglio printing die or the embossing tool is designed as a plate, roller or roll sleeve (sleeve).
  • rollers for gravure or embossing tools include or consist of steel and / or steel alloys, in particular copper steel, nickel, chromium and their Compounds is used as material for the surface of the roll or the roll shell.
  • the use of laser radiation for patterning a surface for a gravure printing die or an embossing tool is specified for achieving the above-mentioned object, wherein a stencil layer arranged on the surface is subjected to laser ablation and the laser radiation removes the stencil layer in regions and thus recesses be provided in the stencil layer.
  • Fig. 1a-c show first schematic views of structured surfaces 2 of intaglio printing dies or embossing tools 4, as they are produced by methods for structuring of the prior art.
  • a surface 2 which has a structure introduced by a mechanical engraving via a stylus.
  • the stylus (not shown) wells or depressions 6 are generated, whose shape is typically due to the shape of the stylus and which in particular as in Fig. 1a shown tapered in depth and in particular designed tapered.
  • a surface 2 which has a structure introduced by laser engraving or laser ablation directly.
  • material is directly removed from the surface 2, so that wells or depressions 6 are produced.
  • the shape of the wells or depressions 6 is dependent on the properties of the material of the surface under the action of the laser radiation during ablation and is in particular as in Fig. 1b Shown in the depth or in the depth profile rounded.
  • a surface 2 which has a structure introduced by means of etching techniques.
  • a stencil material is first applied (not shown) and in particular structured and partly removed by exposure.
  • the surface 2 is attacked with a corrosive solution, so that wells or depressions 6 arise.
  • the shape of the wells or depressions 6 is determined by the etching attack on the material of the surface 2 and is typically rounded in depth or in the depth profile. Also, like in Fig. 1c indicated undercuts of the template and the surface arise.
  • Fig. 2a-e 12 show schematic views of the method for structuring a surface 8 for a gravure mold or an embossing tool 10 or the use of laser radiation for structuring a surface 8 for a gravure mold or an embossing tool 10.
  • the surface 8 is shown before structuring.
  • the surface 8 may be, for example, a metallic surface and in particular steel, Nickel, copper, chromium and their compounds or consist of.
  • the surface 8 is nickel plated.
  • the surface 8 may in this case be a surface of a blank for a gravure mold or an embossing tool and, for example, a surface of a plate, a roll or a roll shell.
  • a stencil layer 10 is shown, which is applied to the surface 8.
  • the stencil layer 10 comprises an electrically insulating stencil material and is based in particular on polymers or consists thereof.
  • the application of the stencil layer 10 to the surface 8 comprises a doctoring and / or spraying of stencil material.
  • the stencil layer 10 is applied with a layer thickness of 1 ⁇ m to 50 ⁇ m, in particular with a layer thickness of 2 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • Fig. 2c The stencil layer 10 is shown after it has been laser ablated.
  • the laser radiation removes the stencil layer 10 in regions, whereby recesses 12 are provided in the stencil layer 10, the surface 8 being exposed in the region of the recesses 12.
  • the stencil layer 10 remains partly as a structured stencil layer 10 'on the surface 8.
  • laser radiation with a plurality of laser beams acting simultaneously on the stencil layer 10 is used.
  • An electrochemical treatment of the surface 8 is carried out, with material 14 being applied to the surface 8. Due to the electrically insulating materials in the patterned stencil layer 10 ', essentially no material is applied to the stencil layer 10'. In the region of the recesses 12 of the stencil layer 10 ', however, as in FIG Fig. 2d shown increased areas 14 formed on the surface 8.
  • the material applied to the surface 8 comprises nickel or nickel compounds, the electrochemical treatment comprising nickel plating, for example by Immersion in a nickel bath. Optionally, then a chrome plating can be made (not shown).
  • the stencil layer 10 ' can be removed during the electrochemical treatment or after the electrochemical treatment in an additional step, so that a structured surface is exposed, which in particular is formed in part by the surface 8 and the raised regions 14.
  • a structured surface is in Fig. 2e wherein the structured surface may serve as a surface of a gravure mold or an embossing tool 16.
  • Wells or depressions 18 are formed between the raised areas 14, which can serve for a color pickup or embossing.
  • the surface 8 can thus be structured inexpensively, with high process speeds are achievable and also by the application of material, a lesser cost of materials arises.
  • the shape of the wells or depressions which is produced by structuring with the described method, can have, in particular in gravure printing, an improved color output compared with the prior art.
  • the depth profile of the wells or depressions 18 is less rounded than in the methods of the prior art (see Fig. La-c).
  • high resolutions of the structure can also be provided, the resolution being in particular 2540 dpi or 5080 dpi.
  • the surface 8 can also be further structured in order to obtain complex shapes of the wells or depressions. This is particularly advantageous in stamping tools.
  • FIG. 3a At first, another stencil layer 20 is shown which protrudes onto the structured surface Fig. 2e was applied.
  • the stencil layer 20 is subjected to a laser ablation, wherein laser radiation removes the stencil layer 20 in regions and thereby as in Fig. 3b recesses 22 are provided in a patterned stencil layer 20 '.
  • An electrochemical treatment of the structured surface is carried out, wherein material is applied so that raised regions 24 are formed in the region of the recesses 22 of the patterned stencil layer 20 '. For example, a nickel plating is performed again or another material is applied than in the previous electrochemical treatment.
  • a structured surface now remains with a multi-layered construction of raised areas 14, 24 and of the original surface 8.
  • the structured surface can serve as the surface of a gravure mold or an embossing tool 26.
  • the method steps can be repeated as often as desired, whereby correspondingly complex shapes and different material compositions of the raised regions 14, 24 or complex shapes of the intermediate wells or depressions 28 can be generated.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Strukturieren einer Oberfläche (8) für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug (16, 26). Die Aufgabe, ein Verfahren vorzuschlagen, wobei eine Strukturierung mit hoher Auflösung und Prozessgeschwindigkeit erreicht wird und die Form der Strukturierung verbessert werden kann, wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem eine Schablonenschicht (10, 20) auf die Oberfläche (8) aufgebracht wird, wobei die Schablonenschicht (10, 20) ein elektrisch isolierendes Schablonenmaterial umfasst, bei die Schablonenschicht (10, 20) einer Laserablation unterzogen wird, wobei Laserstrahlung die Schablonenschicht (10, 20) bereichsweise von der Oberfläche (8) entfernt wird und dadurch Ausnehmungen (12, 22) in der Schablonenschicht (10, 20) bereitgestellt werden, wobei die Oberfläche (8) im Bereich der Ausnehmungen (12, 22) freiliegt, bei dem eine elektrochemische Behandlung der Oberfläche (8) vorgenommen wird, wobei Material auf die Oberfläche (8) aufgebracht wird, so dass im Bereich der Ausnehmungen (12, 22) der Schablonenschicht erhöhte Bereiche (14, 24) auf der Oberfläche (8) ausgebildet werden. Weiter soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug (16, 26) sowie eine Verwendung von Laserstrahlung zum Strukturieren angegeben werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Strukturieren einer Oberfläche für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug. Weiter betrifft die Erfindung eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug aufweisend eine Oberfläche, wobei die Oberfläche zumindest teilweise mit einem erfindungsgemäßen Verfahren strukturiert wurde sowie eine Verwendung von Laserstrahlung zum Strukturieren einer Oberfläche für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug.
  • Die Oberflächen von Tiefdruckformen werden mit Näpfchen zur Aufnahme von Tinte strukturiert. Vor dem Druckvorgang wird die Tinte auf die strukturierte Oberfläche und in die Näpfchen der Tiefdruckform gebracht. Überschüssige Tinte wird mittels einer Abstreichvorrichtung, insbesondere einer Rakel, von der Oberfläche entfernt. Damit verbleibt die Tinte überwiegend nur in den Näpfchen. Durch Druck kann das durch die Tinte in den Näpfchen gebildete Druckbild direkt auf das zu bedruckende Material übertragen werden.
  • Dabei bestehen an die Strukturierung der Oberfläche einer Tiefdruckform spezifische Anforderungen. Durch das Verwenden einer Abstreichvorrichtung können die Näpfchen nicht beliebig groß ausgestaltet werden, da ansonsten beim Abstreichen auch Tinte aus den Näpfchen entfernt wird. Daher werden auch breitere zu bedruckende Flächen durch eine Vielzahl von Näpfchen mit zwischenliegenden Stegen gebildet, wobei die Stege für eine hohe Druckqualität sehr fein ausgestaltet werden müssen. Weiter kann es für die Farbgebung erforderlich sein, die Näpfchen mit verschiedenen Tiefen auszustatten, so dass je nach Tiefe mehr oder weniger Tinte von dem jeweiligen Näpfchen aufgenommen wird. Schließlich ist die Oberfläche der Tiefdruckform durch den Druckvorgang und insbesondere das Abstreichen der Tinte einem Verschleiß ausgesetzt.
  • Auch die Form der Näpfchen wirkt sich auf die Farbgebung beim Bedrucken aus. Üblicherweise soll die von der Tiefdruckform bzw. den Näpfchen aufgenommene Tinte möglichst vollständig beim Aufdrucken auf das zu bedruckende Material abgegeben werden, so dass das Druckbild vollständig abgegeben wird und auch keine Reste der Tinte in der Tiefdruckform verbleiben.
  • Die Oberflächen von Prägewerkzeugen werden mit Vertiefungen zur Bereitstellung eines Prägebilds strukturiert. Die Vertiefungen müssen eine bestimmte Auflösung für das Prägebild aufweisen und auch eine Form bzw. ein Tiefenprofil aufweisen, welches eine Prägung auf verschiedenen Materialien erlaubt. Die Vertiefungen von Prägewerkzeugen sind üblicherweise komplex geformt, d.h. die Vertiefungen weisen ein Profil bzw. Tiefenprofil auf, welches sich mit dem Abstand zur ursprünglichen Oberfläche verändert, beispielsweise verjüngt, um eine prozesssichere Prägung zu gewährleisten.
  • Zur Strukturierung der Oberfläche für Tiefdruckformen und Prägewerkzeuge sind verschiedene Verfahren bekannt. Einerseits können ätztechnische Methoden verwendet werden. Hierbei wird zunächst eine flächendeckende Schablonenschicht aus einem fotosensitiven Material auf die Oberfläche aufgebracht. Die Schablonenschicht wird selektiv belichtet, womit die Löslichkeit der belichteten Bereiche der Schablonenschicht verändert wird. Durch die anschließende Ablösung von Teilbereichen der Schablonenschicht mit einem Lösemittel wird die Schablonenschicht strukturiert. Eine ätztechnische Behandlung der Oberfläche wird vorgenommen, mit welcher die Teilbereiche der Oberfläche, welche nicht von der Schablone abgedeckt werden, selektiv geätzt werden. Entsprechende ätztechnische Methoden sind jedoch oft nicht für hohe Prozessgeschwindigkeiten geeignet und im Hinblick auf die erforderliche feine Strukturierung der Oberfläche zu ungenau.
  • In der US 2004/0216627 A1 wird vorgeschlagen, eine UV-aushärtbare Polymerschicht auf eine Oberfläche einer Druckform aufzutragen. Auf der UV-aushärtbare Polymerschicht wird wiederum eine Maskenschicht aufgetragen, welche mittels Laserablation strukturiert wird. Über die strukturierte Maskenschicht wird die UV-aushärtbare Polymerschicht anschließend selektiv belichtet und selektiv entfernt.
  • Zur Steigerung der Prozessgeschwindigkeit kann alternativ die Oberfläche mechanisch bearbeitet werden, wobei die Näpfchen bzw. Vertiefungen durch eine mechanische Gravur mittels eines Stichels eingebracht werden. Eine elektromechanische Gravur kann beispielsweise auf Grundlage einer Vorlage, die gleichzeitig abgetastet wird, oder auch computerbasiert ausgeführt werden. Ebenso ist es bekannt, eine Struktur der Oberfläche einer Tiefdruckform oder eines Prägewerkzeugs mittels einer Lasergravur direkt einzubringen. Entsprechende Vorrichtungen für elektromechanische oder lasertechnische Gravuren sind jedoch oft aufwändig und kostenintensiv.
  • Nach der Gravur wird die Oberfläche der Tiefdruckform oder des Prägewerkzeugs üblicherweise verchromt. Die Chromschicht erhöht die Härte und Lebensdauer der Oberfläche. Jedoch ist das Verchromen aufgrund der damit verbundenen Sicherheitserfordernisse aufwändig und wenig umweltfreundlich.
  • Die EP 3 205 499 A1 offenbart ein Verfahren zum Strukturieren der Oberfläche einer Tiefdruckform, wobei eine Schablonenschicht selektiv mittels Aufjetten von Tröpfchen aufgedruckt wird. Anschließend wird Material auf die Oberfläche chemisch aufgebracht oder entfernt, um eine Struktur zu erzeugen.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Strukturieren einer Oberfläche für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug vorzuschlagen, wobei eine Strukturierung mit hoher Auflösung und Prozessgeschwindigkeit erreicht wird und die Form der Strukturierung verbessert werden kann. Weiter soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug sowie eine Verwendung von Laserstrahlung zum Strukturieren angegeben werden.
  • Gemäß der ersten Lehre der Erfindung wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe ein Verfahren zum Strukturieren einer Oberfläche für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug angegeben, bei dem eine Schablonenschicht auf die Oberfläche aufgebracht wird, wobei die Schablonenschicht ein elektrisch isolierendes Schablonenmaterial umfasst, bei die Schablonenschicht einer Laserablation unterzogen wird, wobei Laserstrahlung die Schablonenschicht bereichsweise entfernt und dadurch Ausnehmungen in der Schablonenschicht bereitgestellt werden, wobei die Oberfläche im Bereich der Ausnehmungen freiliegt, bei dem eine elektrochemische Behandlung der Oberfläche vorgenommen wird, wobei Material auf die Oberfläche aufgebracht wird, so dass im Bereich der Ausnehmungen der Schablonenschicht erhöhte Bereiche auf der Oberfläche ausgebildet werden.
  • Die zu strukturierende Oberfläche kann eine Oberfläche oder ein Teil einer Oberfläche eines Rohlings für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug sein. Die zu strukturierende Oberfläche weist insbesondere ein Material auf, welches für einen Druckvorgang oder Prägevorgang geeignet ist und hierfür insbesondere ausreichende Härte, Abnutzungseigenschaften und/oder chemische Eigenschaften aufweist. Die Oberfläche kann beispielsweise eine metallische Oberfläche sein und insbesondere Stahl, Nickel, Kupfer, Chrom sowie deren Verbindungen aufweisen oder hieraus bestehen.
  • Die Schablonenschicht umfasst hierbei ein elektrisch isolierendes Schablonenmaterial, so dass die Bereiche, in denen die Schablonenschicht nach der Laserablation auf der Oberfläche verbleibt, nicht von der elektrochemischen Behandlung betroffen sind bzw. in den entsprechenden Bereichen im Wesentlichen kein Material aufgebracht wird. Insbesondere besteht die Schablonenschicht aus elektrisch isolierendem Schablonenmaterial. Die Schablonenschicht kann die Oberfläche vollständig oder bereichsweise abdecken. Die Schablonenschicht wird insbesondere direkt auf die zu strukturierende Oberfläche aufgebracht, d.h. nach dem Aufbringen steht die Schablonenschicht im direkten (unmittelbaren) Kontakt zur zu strukturierenden Oberfläche, insbesondere zu einer metallischen Oberfläche. Insbesondere sind keine weiteren Schichten zwischen der Schablonenschicht und der zu strukturierenden Oberfläche vorgesehen.
  • Mit der Laserablation wird über Laserstrahlung die Schablonenschicht bereichsweise von der Oberfläche entfernt. Insbesondere wird die Schablonenschicht bereichsweise soweit durch die Laserablation abgetragen, dass die Schablonenschicht bereichsweise vollständig, d.h. über die gesamte Schichtdicke der Schablonenschicht entfernt wird. Ausnehmungen werden in der Schablonenschicht bereitgestellt, wobei die zu strukturierende Oberfläche im Bereich der Ausnehmungen freiliegt. Unter einem Freiliegen der Oberfläche ist insbesondere zu verstehen, dass die zu strukturierende Oberfläche im Bereich der Ausnehmungen die äußerste Schicht bildet und für eine elektrochemische Behandlung direkt zugänglich ist. Mit den Ausnehmungen liegen somit abgelaserte, blanke Bereiche in der Schablonenschicht vor, in welchen die zu strukturierende Oberfläche freiliegt und wobei die strukturierte Schablonenschicht ein Muster zum Aufbringen von Material auf die Oberfläche bildet. Insbesondere wird die Oberfläche durch die Laserablation der Schablonenschicht nur unwesentlich bzw. nicht beeinflusst und/oder abgetragen. Die Oberfläche kann direkt nach der Strukturierung der Schablonenschicht der chemischen Behandlung zur Aufbringung von Material zugeführt werden, ohne dass weitere Schritte zur Konturierung der Schablone oder weiterer Schichten anfallen.
  • Die elektrochemische Behandlung der Oberfläche der Tiefdruckform bewirkt das Aufbringen von Material auf die Oberfläche. Durch die elektrisch isolierenden Eigenschaften der strukturierten Schablonenschicht wird insbesondere Material im Wesentlichen nur im Bereich der Ausnehmungen auf die Oberfläche aufgebracht. Im Bereich der Ausnehmungen der Schablonenschicht bilden sich entsprechend dem über die Laserablation eingebrachten Muster erhöhte Bereiche bzw. Aufdickungen auf der Oberfläche, welche ein Druckbild bzw. Prägebild bereitstellen können.
  • Die Schablonenschicht kann während der elektrochemischen Behandlung oder nach der elektrochemischen Behandlung in einem zusätzlichen Schritt entfernt werden, so dass die strukturierte Oberfläche freigelegt wird.
  • Vorteilhaft an dem beschriebenen Verfahren ist einerseits die hohe Prozessgeschwindigkeit und hohe Auflösung, welche über die Laserablation der Schablonenschicht erreichbar sind. Die Laserablation der Schablonenschicht kann hierbei schneller und einfacher durchgeführt werden als eine Laserablation des Materials der Oberfläche selbst, wie in einer Lasergravur der Oberfläche erforderlich ist. Beispielsweise kann das Material der Schablonenschicht für eine schnelle Ablation besser geeignet sein als das Material der Oberfläche, welches üblicherweise aus einem harten Metall besteht. Im Vergleich zu ätztechnischen Methoden oder einer mechanischen Gravur, beispielsweise mittels eines Stichels, kann eine deutlich höhere Auflösung und Genauigkeit der Strukturierung der Oberfläche erreicht werden.
  • Andererseits hat sich herausgestellt, dass die Form der Näpfchen bzw. der Vertiefungen, welche über eine Strukturierung mit dem beschriebenen Verfahren erzeugt wird, insbesondere beim Tiefdruck eine verbesserte Farbabgabe aufweisen. Die Form der Näpfchen nach dem beschriebenen Verfahren unterscheidet sich hierbei insbesondere von der Form der durch mechanische Gravur, ätztechnisch hergestellten oder durch Laserablation der Oberfläche erzeugten Näpfchen, welche durch eine Abtragung von Material entstehen. Die Form der mit den herkömmlichen Verfahren hergestellten Näpfchen sind hierbei durch die Art der Abtragung bestimmt, beispielsweise die Form des Stichels oder die Einwirkung des Ätzvorgangs bzw. des Lasers. Beim hier beschriebenen Verfahren wird dagegen die Oberfläche durch die Laserablation der Schablonenschicht insbesondere nur unwesentlich beeinflusst, womit beispielsweise auf eine im Wesentlichen flache Oberfläche erhöhte Bereiche aufgebracht werden.
  • Schließlich stellt das beschriebene Verfahren auch eine sehr kostengünstige Strukturierung der Oberfläche bereit. Hohe Prozessgeschwindigkeiten können erreicht werden. Zudem bedeutet das Aufbringen von Material auf die Oberfläche, dass im Gegensatz zu den Verfahren aus dem Stand der Technik, welche auf einem Entfernen von Material von der Oberfläche beruhen, insgesamt Material eingespart werden kann.
  • In einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der ersten Lehre umfasst das Aufbringen der Schablonenschicht auf die Oberfläche ein Aufrakeln und/oder Aufspritzen von Schablonenmaterial. Über ein Aufrakeln und/oder Aufspritzen des Schablonenmaterials kann eine hohe Prozessgeschwindigkeit erreicht werden, wobei gleichzeitig die Schablonenschicht prozesssicher, haltbar und insbesondere besonders gleichförmig (insbesondere mit homogener Schichtdicke) aufgebracht werden kann.
  • Denkbar ist ein Aufbringen von Material umfassend Chrom und/oder Chromverbindungen auf die Oberfläche, insbesondere in Form einer elektrochemischen Verchromung, womit eine besonders harte und verschleißfeste strukturierte Oberfläche bereitgestellt wird. In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der ersten Lehre umfasst das auf die Oberfläche aufgebrachte Material jedoch Nickel und/oder Nickelverbindungen und es wird beispielsweise eine Vernickelung durchgeführt. Damit kann eine erhöhte Verschleißfestigkeit sowie Härte der Oberfläche erreicht werden, ohne dass auf eine aufwändigere Verchromung zurückgegriffen werden muss. Insbesondere weist das auf der Oberfläche aufgebrachte Material mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt mindestens 75 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 90 Gew.-% Nickel und/oder Nickelverbindungen auf. Für die elektrochemische Behandlung kann ein entsprechendes Nickelbad verwendet werden, wobei insbesondere ein Nickelniederschlag selektiv auf die Oberfläche in den Bereichen der Ausnehmungen aufgetragen wird.
  • Die Verwendung von Nickel und/oder Nickelverbindungen in dem aufzubringenden Material hat sich in Verbindung mit der Laserablation der Schablonenschicht als vorteilhaft für die Auflösung der Strukturierung herausgestellt. Weiter kann mit der Verwendung von Nickel und/oder Nickelverbindungen eine im Wesentlichen chromfreie strukturierte Oberfläche bereitgestellt werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung kann auch für entsprechende Anforderungen eine Verchromung vor und/oder nach dem Aufbringen von Nickel und/oder Nickelverbindungen auf die Oberfläche durchgeführt werden. Vorzugsweise wird nach dem Aufbringen von Nickel und/oder Nickelverbindungen verchromt, so dass die durch Verchromung aufgebrachte Schicht als besonders verschleißfeste Außenschicht wirkt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der ersten Lehre weist die Oberfläche vor dem Aufbringen der Schablonenschicht zumindest teilweise eine Vernickelung auf. Hierbei kann die Oberfläche bereits vor der Strukturierung Nickel und/oder Nickelverbindungen aufweisen (insbesondere mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt mindestens 75 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 90 Gew.-% Nickel und/oder Nickelverbindungen) oder hieraus bestehen. Neben den bereits zuvor genannten Vorteilen gegenüber einer verchromten Oberfläche hat eine vernickelte Oberfläche auch den Vorteil, dass eine weitere Aufbringung von Nickel und/oder Nickelverbindungen erleichtert wird.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der ersten Lehre wird eine Schablonenschicht mit einer Schichtdicke von 1 µm bis 50 µm aufgebracht. Entsprechende Schichtdicken gewährleisten eine prozesssichere Aufbringung von Material in der elektrochemischen Behandlung und erlauben eine schnelle Aufbringung der Schablonenschicht sowie eine schnelle Laserablation. Eine hohe Prozessgeschwindigkeit kann insbesondere mit einer Schichtdicke von 2 µm bis 30 µm für die Schablonenschicht erreicht werden. Als Material für die Schablonenschicht wird insbesondere ein Material basierend auf Polymeren oder bestehend aus Polymeren verwendet.
  • Beispielsweise wird die Laserstrahlung über mindestens einen akustooptischen Deflektor (AOD) gesteuert. Über die Verwendung des AODs kann sich sowohl die erreichbare Auflösung der Strukturierung der Schablonenschicht als auch die Prozessgeschwindigkeit deutlich erhöhen lassen. Gleichzeitig wird die Prozesssicherheit verbessert. Der AOD kann weiter mit mindestens einem akustooptischen Modulator (AOM) als schaltendes Bauelement kombiniert werden, beispielsweise als Güteschalter (auch Q-Switch genannt), mit denen Laserpulse hoher Intensität erzeugt werden können.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der ersten Lehre wird Laserstrahlung mit mehreren gleichzeitig auf die Schablonenschicht einwirkenden Laserstrahlen verwendet, wobei insbesondere mindestens vier Laserstrahlen verwendet werden. Hierbei kann ein Laserstrahl auf mehrere Laserstrahlen aufgeteilt werden, wobei unter dem aufzuteilenden Laserstrahl hierbei die von einer Laserquelle emittierte Strahlung verstanden werden kann. Der Laserstrahl wird in mehrere Laserstrahlen aufgeteilt, wobei insbesondere die durch die Aufteilung erzeugten Laserstrahlen zueinander verschiedene Ausbreitungsrichtungen aufweisen. Insbesondere die schnellen Schaltzeiten eines AODs erlauben es, einen auf den AOD eingehenden Laserstrahl in einem kurzen Zeitintervall auf mehrere Punkte der Schablonenschicht zu verteilen, so dass in diesem Zeitintervall mehrere Punkte annähernd gleichzeitig strukturiert werden.
  • Ebenso ist die Verwendung eines Strahlteilers denkbar. Ein AOD erlaubt beispielsweise die Ablenkung mehrerer auf den AOD eingehenden Laserstrahlen, so dass insbesondere ein Strahlteiler in Strahlrichtung vor dem AOD verwendet werden kann, um mehrere Laserstrahlen gleichzeitig vom AOD steuern zu lassen und verschiedene Punkte der Schablonenschicht gleichzeitig zu strukturieren. Auch kann ein Strahlteiler in Strahlrichtung nach dem AOD angeordnet werden, um einen vom AOD ausgehenden Laserstrahl aufzuteilen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der ersten Lehre wird eine Auflösung der Struktur der Oberfläche von 2540 dpi, insbesondere von 5080 dpi bereitgestellt. Insbesondere im Vergleich zu den Einschränkungen einer mechanischen oder ätztechnischen Strukturierung der Oberfläche sind entsprechende Auflösungen durch die Laserablation der Schablonenschicht prozesssicher zu erreichen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der ersten Lehre werden nach dem erfolgten Aufbringen des Materials auf die Oberfläche die Verfahrensschritte des beschriebenen Verfahrens wiederholt, um weiteres Material auf die Oberfläche aufzubringen. Im Ergebnis kann ein additives Verfahren bereitgestellt werden, womit mehrere strukturierte Schichten von Material auf die Oberfläche aufgebracht werden.
  • Beispielsweise können verschiedene Materialen nacheinander auf die Oberfläche aufgebracht werden, so dass eine Abfolge von verschiedenen Materialen auf der Oberfläche erzeugt wird. Beispielsweise können verschiedene Typen von Nickelbeschichtungen und/oder Chrombeschichtungen aufgebracht werden.
  • Insbesondere werden die nacheinander aufgebrachten Schablonenschichten unterschiedlich strukturiert, so dass die nacheinander aufgebrachten erhöhten Bereiche zueinander unterschiedlich sind. Entsprechend kann die Oberfläche "dreidimensional" bzw. mit einem definierten Tiefenprofil strukturiert werden, so dass die erhöhten Bereiche in verschiedenen Tiefen bzw. Höhen unterschiedliche Muster aufweisen. Somit kann die Form der Näpfchen bei Tiefdruckformen weiter hinsichtlich einer besseren Farbabgabe ausgestaltet werden. Insbesondere bei der Strukturierung der Oberfläche für ein Prägewerkzeug können die für eine zuverlässige Prägung erforderlichen komplexen Formen der Vertiefungen auf einfache Weise hergestellt werden, ohne dass auf die aus dem Stand der Technik bekannten, aufwändigen und oft ungenauen mehrstufigen ätztechnischen Verfahren zurückgegriffen werden muss. Schließlich lassen sich die Tiefenprofile auch durch einen sukzessiven Aufbau von Material erreichen und nicht durch Entfernung von Material, womit bei der Gestaltung der Tiefenprofile der Näpfchen bzw. Vertiefungen mehr Möglichkeiten gegeben sind.
  • Gemäß der zweiten Lehre der Erfindung wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe eine Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug in einem Verfahren gemäß der ersten Lehre angegeben, mit einer Halterung für einen Rohling für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug, mit einem Mittel zum Aufbringen einer Schablonenschicht auf den Rohling, mit mindestens einer Laserstrahlungsquelle, welche zum bereichsweise Entfernen der Schablonenschicht eingerichtet ist und mit mindestens einem Mittel für eine elektrochemische Behandlung der Oberfläche, welches dafür eingerichtet ist, Material auf die Oberfläche aufzubringen.
  • Gemäß der dritten Lehre der Erfindung wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug aufweisend eine Oberfläche angegeben, wobei die Oberfläche zumindest teilweise mit einem Verfahren gemäß der ersten Lehre strukturiert wurde. Wie bereit zum Verfahren ausgeführt, ergibt sich über die Strukturierung der Oberfläche mittels eine Laserablation der Schablonenschicht und einer Aufbringung von Material eine Form bzw. ein Tiefenprofil der Näpfchen bzw. der Vertiefungen, welche sich strukturell insbesondere von der durch eine Entfernung von Material erzeugten Form unterscheidet, beispielsweise von der Form der Näpfchen bzw. der Vertiefungen nach einer mechanischen Gravur, einer ätztechnischen Strukturierung oder einer direkten Strukturierung mittels Laserablation der Oberfläche.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Tiefdruckform oder des Prägewerkzeugs gemäß der dritten Lehre ist die Tiefdruckform oder das Prägewerkzeug als Platte, Walze oder Walzenmantel (Sleeve) ausgestaltet ist. Beispielsweise umfassen Walzen für Tiefdruckformen oder Prägewerkzeuge Stahl und/oder Stahllegierungen oder bestehen hieraus, wobei insbesondere Kupfer Stahl, Nickel, Chrom sowie deren Verbindungen als Material für die Oberfläche der Walze bzw. den Walzenmantel verwendet wird.
  • Gemäß der vierten Lehre der Erfindung wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe eine Verwendung von Laserstrahlung zum Strukturieren einer Oberfläche für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug angegeben, wobei eine auf der Oberfläche angeordnete Schablonenschicht einer Laserablation unterzogen wird und die Laserstrahlung die Schablonenschicht bereichsweise entfernt und dadurch Ausnehmungen in der Schablonenschicht bereitgestellt werden.
  • Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäßen Lehren auszugestalten und weiterzubilden. Zu weiteren Ausgestaltungen der Vorrichtung, der Tiefdruckform, des Prägewerkzeugs und der Verwendung wird auch auf die Ausführungen zu den jeweiligen anderen Lehren verwiesen. Weiterhin wird beispielhaft verwiesen auf die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
    • Fig. 1a-c
    schematische Ansichten von strukturierten Oberflächen 2 von Tiefdruckformen oder Prägewerkzeugen 4 aus dem Stand der Technik,
    Fig. 2a-e
    schematische Ansichten eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Strukturieren einer Oberfläche 8 bzw. der Verwendung und
    Fig. 3a-d
    schematische Ansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Strukturieren einer Oberfläche 8 bzw. der Verwendung.
  • Fig. 1a-c zeigen zunächst schematische Ansichten von strukturierten Oberflächen 2 von Tiefdruckformen oder Prägewerkzeugen 4, wie diese mittels Verfahren zur Strukturierung aus dem Stand der Technik erzeugt werden.
  • In Fig. 1a ist eine Oberfläche 2 gezeigt, welche eine durch eine mechanische Gravur über einen Stichels eingebrachte Struktur aufweist. Über den Stichel (nicht gezeigt) werden Näpfchen bzw. Vertiefungen 6 erzeugt, deren Form typischerweise durch die Form des Stichels bedingt ist und welche sich insbesondere wie in Fig. 1a gezeigt in der Tiefe verjüngt und insbesondere spitz zulaufend ausgestaltet ist.
  • In Fig. 1b ist eine Oberfläche 2 gezeigt, welche eine über Lasergravur bzw. direkt Laserablation eingebrachte Struktur aufweist. Mittels Laserablation wird von der Oberfläche 2 direkt Material entfernt, so dass Näpfchen bzw. Vertiefungen 6 erzeugt werden. Die Form der Näpfchen bzw. Vertiefungen 6 ist abhängig von den Eigenschaften des Materials der Oberfläche unter Einwirkung der Laserstrahlung während der Ablation und ist insbesondere wie in Fig. 1b gezeigt in der Tiefe bzw. im Tiefenprofil abgerundet.
  • In Fig. 1c ist eine Oberfläche 2 gezeigt, welche eine über ätztechnische Methoden eingebrachte Struktur aufweist. Auf die Oberfläche 2 wird zunächst ein Schablonenmaterial aufgebracht (nicht gezeigt) und insbesondere über eine Belichtung strukturiert und teilweise abgelöst. In den abgelösten Bereichen wird die Oberfläche 2 mit einer ätzenden Lösung angegriffen, so dass Näpfchen bzw. Vertiefungen 6 entstehen. Die Form der Näpfchen bzw. Vertiefungen 6 ist durch den Ätzangriff auf das Material der Oberfläche 2 bestimmt und ist typischerweise in der Tiefe bzw. im Tiefenprofil abgerundet. Auch können wie in Fig. 1c angedeutet Unterschneidungen der Schablone und der Oberfläche entstehen.
  • Fig. 2a-e zeigen schematische Ansichten des Verfahrens zum Strukturieren einer Oberfläche 8 für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug 10 bzw. der Verwendung von Laserstrahlung zum Strukturieren einer Oberfläche 8 für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug 10.
  • In Fig. 2a ist zunächst die Oberfläche 8 vor der Strukturierung gezeigt. Die Oberfläche 8 kann beispielsweise eine metallische Oberfläche sein und insbesondere Stahl, Nickel, Kupfer, Chrom sowie deren Verbindungen aufweisen oder hieraus bestehen. Insbesondere ist die Oberfläche 8 vernickelt. Die Oberfläche 8 kann hierbei eine Oberfläche eines Rohlings für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug und beispielsweise eine Oberfläche einer Platte, einer Walze oder eines Walzenmantels sein.
  • In Fig. 2b ist weiter eine Schablonenschicht 10 dargestellt, welche auf die Oberfläche 8 aufgebracht ist. Die Schablonenschicht 10 umfasst ein elektrisch isolierendes Schablonenmaterial und basiert insbesondere auf Polymeren oder besteht hieraus. Das Aufbringen der Schablonenschicht 10 auf die Oberfläche 8 umfasst ein Aufrakeln und/oder Aufspritzen von Schablonenmaterial. Die Schablonenschicht 10 wird mit einer Schichtdicke von 1 µm bis 50 µm, insbesondere mit einer Schichtdicke von 2 µm bis 30 µm aufgebracht.
  • In Fig. 2c ist die Schablonenschicht 10 gezeigt, nachdem diese einer Laserablation unterzogen wurde. Die Laserstrahlung entfernt die Schablonenschicht 10 bereichsweise, wodurch Ausnehmungen 12 in der Schablonenschicht 10 bereitgestellt werden, wobei die Oberfläche 8 im Bereich der Ausnehmungen 12 freiliegt. Die Schablonenschicht 10 verbleibt teilweise als strukturierte Schablonenschicht 10' auf der Oberfläche 8. Insbesondere wird Laserstrahlung mit mehreren gleichzeitig auf die Schablonenschicht 10 einwirkenden Laserstrahlen verwendet.
  • Es wird eine elektrochemische Behandlung der Oberfläche 8 vorgenommen, wobei Material 14 auf die Oberfläche 8 aufgebracht wird. Aufgrund der elektrisch isolierenden Materialien in der strukturierten Schablonenschicht 10' wird auf der Schablonenschicht 10' im Wesentlichen kein Material aufgebracht. Im Bereich der Ausnehmungen 12 der Schablonenschicht 10' werden jedoch wie in Fig. 2d gezeigt erhöhte Bereiche 14 auf der Oberfläche 8 ausgebildet. Das auf die Oberfläche 8 aufgebrachte Material umfasst Nickel oder Nickelverbindungen, wobei die elektrochemische Behandlung eine Vernickelung umfasst, beispielsweise durch Eintauchen in ein Nickelbad. Optional kann anschließend eine Verchromung vorgenommen werden (nicht gezeigt).
  • Die Schablonenschicht 10' kann während der elektrochemischen Behandlung oder nach der elektrochemischen Behandlung in einem zusätzlichen Schritt entfernt werden, so dass eine strukturierte Oberfläche freigelegt wird, welche insbesondere teilweise von der Oberfläche 8 und den erhöhten Bereichen 14 gebildet wird. Eine solche strukturierte Oberfläche ist in Fig. 2e gezeigt, wobei die strukturierte Oberfläche als Oberfläche einer Tiefdruckform oder eines Prägewerkzeugs 16 dienen kann. Zwischen den erhöhten Bereichen 14 sind Näpfchen bzw. Vertiefungen 18 ausgebildet, welche einer Farbaufnahme bzw. einer Prägung dienen können.
  • Mit dem beschriebenen Verfahren kann somit die Oberfläche 8 kostengünstig strukturiert werden, wobei hohe Prozessgeschwindigkeiten erreichbar sind und auch durch das Auftragen von Material ein geringerer Materialaufwand entsteht. Die Form der Näpfchen bzw. der Vertiefungen, welche über eine Strukturierung mit dem beschriebenen Verfahren erzeugt wird, können insbesondere beim Tiefdruck eine im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Farbabgabe aufweisen. Insbesondere ist das Tiefenprofil der Näpfchen bzw. Vertiefungen 18 weniger abgerundet als bei den Verfahren aus dem Stand der Technik (vgl. Fig. la-c). Schließlich können auch hohe Auflösungen der Struktur bereitgestellt werden, wobei die Auflösung insbesondere 2540 dpi oder 5080 dpi beträgt.
  • Ausgehend von der strukturierten Oberfläche aus Fig. 2e kann die Oberfläche 8 auch weiter strukturiert werden, um komplexe Formen der Näpfchen bzw. der Vertiefungen zu erhalten. Dies ist insbesondere bei Prägewerkzeugen vorteilhaft.
  • Hierzu werden nach dem erfolgten Aufbringen des Materials auf die Oberfläche die beschriebenen Verfahrensschritte wiederholt, um weiteres Material auf die Oberfläche aufzubringen, was in ein einem weiteren Ausführungsbeispiel in Fig. 3a-d dargestellt ist.
  • In Fig. 3a ist zunächst eine weitere Schablonenschicht 20 dargestellt, welche auf die strukturierte Oberfläche aus Fig. 2e aufgebracht wurde. Die Schablonenschicht 20 wird einer Laserablation unterzogen, wobei Laserstrahlung die Schablonenschicht 20 bereichsweise entfernt und dadurch wie in Fig. 3b gezeigt Ausnehmungen 22 in einer strukturierten Schablonenschicht 20' bereitgestellt werden. Eine elektrochemische Behandlung der strukturierten Oberfläche wird vorgenommen, wobei Material aufgebracht wird, so dass im Bereich der Ausnehmungen 22 der strukturierten Schablonenschicht 20' erhöhte Bereiche 24 ausgebildet werden. Beispielsweise wird erneut eine Vernickelung durchgeführt oder ein anderes Material als in der vorigen elektrochemischen Behandlung aufgetragen.
  • Nach einer Ablösung der strukturierten Schablonenschicht 20' verbleibt nun eine strukturierte Oberfläche mit einem mehrschichtigen Aufbau von erhöhten Bereichen 14, 24 sowie der ursprünglichen Oberfläche 8. Die strukturierte Oberfläche kann als Oberfläche einer Tiefdruckform oder eines Prägewerkzeugs 26 dienen. Die Verfahrensschritte können beliebig oft wiederholt werden, womit entsprechend komplexe Formen und verschiedene Materialzusammensetzungen der erhöhten Bereiche 14, 24 bzw. komplexe Formen der zwischenliegenden Näpfchen bzw. Vertiefungen 28 erzeugt werden können.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Strukturieren einer Oberfläche (8) für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug (16, 26),
    - bei dem eine Schablonenschicht (10, 20) auf die Oberfläche (8) aufgebracht wird, wobei die Schablonenschicht (10, 20) ein elektrisch isolierendes Schablonenmaterial umfasst,
    - bei die Schablonenschicht (10, 20) einer Laserablation unterzogen wird, wobei Laserstrahlung die Schablonenschicht (10, 20) bereichsweise von der Oberfläche (8) entfernt wird und dadurch Ausnehmungen (12, 22) in der Schablonenschicht (10, 20) bereitgestellt werden, wobei die Oberfläche (8) im Bereich der Ausnehmungen (12, 22) freiliegt,
    - bei dem eine elektrochemische Behandlung der Oberfläche (8) vorgenommen wird, wobei Material auf die Oberfläche (8) aufgebracht wird, so dass im Bereich der Ausnehmungen (12, 22) der Schablonenschicht erhöhte Bereiche (14, 24) auf der Oberfläche (8) ausgebildet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Aufbringen der Schablonenschicht (10, 20) auf die Oberfläche (8) ein Aufrakeln und/oder Aufspritzen von Schablonenmaterial umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das auf die Oberfläche (8) aufgebrachte Material Nickel oder Nickelverbindungen umfasst.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Oberfläche (8) vor dem Aufbringen der Schablonenschicht (10, 20) zumindest teilweise eine Vernickelung aufweist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Schablonenschicht (10, 20) mit einer Schichtdicke von 1 µm bis 50 µm, insbesondere mit einer Schichtdicke von 2 µm bis 30 µm aufgebracht wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    Laserstrahlung mit mehreren gleichzeitig auf die Schablonenschicht (10, 20) einwirkenden Laserstrahlen verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Auflösung der Struktur der Oberfläche (8) von 2540 dpi, insbesondere von 5080 dpi bereitgestellt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    nach dem erfolgten Aufbringen des Materials auf die Oberfläche (8) die Verfahrensschritte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 wiederholt werden, um weiteres Material auf die Oberfläche (8) aufzubringen.
  9. Vorrichtung zur Strukturierung einer Oberfläche (8) für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug (16, 26) in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    - mit einer Halterung für einen Rohling für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug (16, 26),
    - mit einem Mittel zum Aufbringen einer Schablonenschicht (10, 20) auf den Rohling,
    - mit mindestens einer Laserstrahlungsquelle, welche zum bereichsweise Entfernen der Schablonenschicht (10, 20) eingerichtet ist und
    - mit mindestens einem Mittel für eine elektrochemische Behandlung der Oberfläche (8), welches dafür eingerichtet ist, Material auf die Oberfläche (8) aufzubringen.
  10. Tiefdruckform oder Prägewerkzeug (16, 26) aufweisend eine Oberfläche (8),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Oberfläche (2) zumindest teilweise mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 strukturiert wurde.
  11. Tiefdruckform oder Prägewerkzeug (16, 26) nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Tiefdruckform oder das Prägewerkzeug als Platte, Walze oder Walzenmantel ausgestaltet ist.
  12. Verwendung von Laserstrahlung zum Strukturieren einer Oberfläche (8) für eine Tiefdruckform oder ein Prägewerkzeug (16, 26), insbesondere in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine auf der Oberfläche (8) angeordnete Schablonenschicht (10, 20) einer Laserablation unterzogen wird und
    - die Laserstrahlung die Schablonenschicht (10, 20) bereichsweise entfernt und dadurch Ausnehmungen (12, 22) in der Schablonenschicht (10, 20) bereitgestellt werden, wobei die Oberfläche (8) im Bereich der Ausnehmungen (12, 22) freiliegt.
EP17200585.2A 2017-11-08 2017-11-08 Verfahren zum strukturieren einer oberfläche, tiefdruckform oder prägewerkzeug sowie verwendung Withdrawn EP3482937A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17200585.2A EP3482937A1 (de) 2017-11-08 2017-11-08 Verfahren zum strukturieren einer oberfläche, tiefdruckform oder prägewerkzeug sowie verwendung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17200585.2A EP3482937A1 (de) 2017-11-08 2017-11-08 Verfahren zum strukturieren einer oberfläche, tiefdruckform oder prägewerkzeug sowie verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3482937A1 true EP3482937A1 (de) 2019-05-15

Family

ID=60293806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP17200585.2A Withdrawn EP3482937A1 (de) 2017-11-08 2017-11-08 Verfahren zum strukturieren einer oberfläche, tiefdruckform oder prägewerkzeug sowie verwendung

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP3482937A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022116426A1 (de) 2022-06-30 2024-01-04 Hueck Rheinische Gmbh Verfahren zur Bearbeitung einer Oberfläche eines Presswerkzeugs
DE102022116427A1 (de) 2022-06-30 2024-01-04 Hueck Rheinische Gmbh Verfahren zur Bearbeitung einer Oberfläche eines Presswerkzeugs

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1002611A6 (fr) * 1988-12-07 1991-04-09 Centre Rech Metallurgique Procede pour former une rugosite deterministe a la surface d'un cylindre de laminoir.
WO1999021714A1 (en) * 1997-10-24 1999-05-06 R.R. Donnelley & Sons Company Methods for engraving gravure cylinders
US20040216627A1 (en) 2001-03-01 2004-11-04 Igal Koifman Process and material for producing ir imaged gravure cylinders
EP3205499A1 (de) 2016-02-10 2017-08-16 AKK GmbH Verfahren zum strukturieren einer oberfläche einer tiefdruckform

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1002611A6 (fr) * 1988-12-07 1991-04-09 Centre Rech Metallurgique Procede pour former une rugosite deterministe a la surface d'un cylindre de laminoir.
WO1999021714A1 (en) * 1997-10-24 1999-05-06 R.R. Donnelley & Sons Company Methods for engraving gravure cylinders
US20040216627A1 (en) 2001-03-01 2004-11-04 Igal Koifman Process and material for producing ir imaged gravure cylinders
EP3205499A1 (de) 2016-02-10 2017-08-16 AKK GmbH Verfahren zum strukturieren einer oberfläche einer tiefdruckform

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022116426A1 (de) 2022-06-30 2024-01-04 Hueck Rheinische Gmbh Verfahren zur Bearbeitung einer Oberfläche eines Presswerkzeugs
DE102022116427A1 (de) 2022-06-30 2024-01-04 Hueck Rheinische Gmbh Verfahren zur Bearbeitung einer Oberfläche eines Presswerkzeugs

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69533653T2 (de) Pastendruckverfahren
WO2007147376A1 (de) Verfahren zur oberflächenstrukturierung eines pressbleches oder eines endlosbandes
EP3527359A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur strukturierung einer oberfläche für ein prägewerkzeug
EP0486855B1 (de) Rasterwalze
DE102012006558B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Flexodruckform
CH694159A5 (de) Verfahren zum Gravieren von Gravurzylindern.
EP3482937A1 (de) Verfahren zum strukturieren einer oberfläche, tiefdruckform oder prägewerkzeug sowie verwendung
DE2531947C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer ohne Wischung verwendbaren Stichdruckplatte, nach diesem Verfahren hergestellte Druckplatte und deren Anwendung
AT504185B1 (de) Verfahren zur herstellung einer druckplatte
DE10126264A1 (de) Tiefdruckzylinder, Verfahren zum Herstellen eines Tiefdruckzylinders und Verfahren zum Recyceln eines Tiefdruckzylinders
EP1040916B1 (de) Verfahren und Vorrichtung eines Druckwerkzeugs
DE10063819B4 (de) Maskenerstellung zur Herstellung einer Druckform
DE102008043957A1 (de) Rasterwalze und Verfahren zu deren Herstellung
EP3205499B1 (de) Verfahren zum strukturieren einer oberfläche einer tiefdruckform
AT500267A1 (de) Verfahren zum strukturieren von endlosen bändern für pressen
DE4012279A1 (de) Verfahren zum herstellen von druckklischees
EP0739753B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenstruktur, vorzugsweise für einen Druckmaschinenzylinder
WO1995021951A1 (de) Verfahren zur herstellung einer muttermatrize für die galvanische erzeugung von nahtlosen rotations-siebdruckschablonen, insbesondere aus nickel
DE102020205495B4 (de) Druckform, insbesondere Reliefdruckplatte, sowie Verfahren zur Herstellung derselbigen
EP0950438A1 (de) Verfahren zum Aufbringen eines Musters auf eine Oberfläche eines Trägers
DE2701665C3 (de) Verfahren zur Tonwertkorrektur an einer Tiefdruckform
DE102021004568A1 (de) Tiefdruckform für die Herstellung von Druckerzeugnissen im Tiefdruck, Vorlage und Herstellungsverfahren für eine Tiefdruckform
DE19528114C2 (de) Farbgeberwalze und Verfahren zu deren Herstellung
DE410828C (de) Verfahren zur Herstellung von lithographischen Druckformen
AT523951A1 (de) Verfahren zum gravieren einer intaglio-stichtiefdruckplatte

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20191116