DE2211022A1 - Embossing rollers - Google Patents
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Description
8752 Kleinosiheim bei Asdiaffenbora8752 Kleinosiheim near Asdiaffenbora
7. Harz Ί9727. Resin Ί972
Stauffer Chemical Company, üobbs Perry, New York 10522/Stauffer Chemical Company, Obbs Perry, New York 10522 /
USAUnited States
PrägewalzenEmbossing rollers
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues und vorteilhaftes Verfahren zur Abänderung von Prägewalzen, -platten oder -stanzen, um Gegenstände mit den erwünschten Oberflächenmustern oder -motiven herzustellen, die durch Glanz und Griff der natürlichen Ledernarbung gekennzeichnet sind. Durch Anwendung der abgeänderten Walze des vorliegenden Verfahrens erhält man eine Nachbildung des leuchtenden Ledereffektes, d.h. eine hochglänzende Ledernarbe, die nur schwer vom originalen Muster zu unterscheiden ist. Die abgeänderten Walzen des vorliegenden Verfahrens können auch ohne Anwendung einer Mylar-Film-Laminierung zur Herstellung von Substraten, die das blanke Aussehen von Leder ("wet leather look") haben, gebraucht werden.The present invention relates to a new and advantageous method for modifying embossing rollers, plates or stamping to produce articles with the desired surface patterns or motifs that pass through The shine and feel of the natural leather grain are marked. Using the modified roller of the present one Process, a replica of the luminous leather effect is obtained, i.e. a high-gloss leather grain, which is difficult to distinguish from the original pattern. The modified rollers of this one Procedure can also be performed without using a mylar film lamination for the production of substrates that have the bare appearance of leather ("wet leather look") used will.
Herkömmliche oder neue Motive oder Muster, die in der Natur gefunden oder vom Menschen hergestellt werden, können in jeder Manier nicht nur dem Aussehen nach, sondern auch im Griff und im strukturellen Erscheinungsbild nachgebildet werden. Die abgeänderte Prägewalze nach dem Verfahren dieser Erfindung kann auch ein Motiv oder ein Muster, wie es sich auf der Oberfläche von natürlichemConventional or new motifs or patterns that can be found in nature or made by humans reproduced in every manner not only in terms of appearance, but also in terms of the handle and structural appearance will. The modified embossing roller according to the method of this invention can also be a motif or a Pattern as it appears on the surface of natural
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Leder, Reptilien- oder Tierhaut, Holz, Schrumpffolie und dergl. findet, nachbilden.Leather, reptile or animal skin, wood, shrink film and the like. Finds, reproduce.
In Übereinstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erhält man eine neue und verbesserte Prägewalze dadurch, daß man eine maschinell gravierte oder galvanoplastisch hergestellte Walze einer Kombination von Plattierungsschritten unterwirft. Zunächst wird die Prägewalze mit einem Glanzmetallüberzug versehen, wobei das Metall durch einen hohen oder mittleren ITivellierungseffekt gekennzeichnet ist, um einen kombinierten Qanz- und Glättungseffekt auf der Walze zu erzielen. Derartige Metalle sind z.B. Kupfer, Eisen, Wickel und dergl. Auf diese Weise erhält man einen Metallüberzug, der den vorgenannten Glanz- und Glättungseffekt über der gesamten Oberfläche der Prägewalze hat. Daran schließt sich ein zweiter Plattierungsschritt an, der als Endüberzug für die Walze dient. Diese zweite Plattierung wird in geeigneter Weise durch Verwendung eines Metalls mit einem verhältnismäßig niedrigen Nivellierungseffekt bewirkt, wie Chrom oder Nickel. Dieser zweite Plattierungsschritt ergibt eine Oberfläche aus einer harten Schicht, die gegen Korrosion und Erosion beständig ist, gleichzeitig aber das strukturierte Muster des gewünschten Endprodukts verstärkt.In accordance with the method of the present invention, a new and improved embossing roller is obtained by having a machine-engraved or electroformed roller of a combination subjected to plating steps. First, the embossing roller is provided with a shiny metal coating, with the metal by a high or medium leveling effect is characterized to achieve a combined Qanz and smoothing effect on the roller. Such metals are e.g. copper, iron, winding and the like. In this way a metal coating is obtained, which has the aforementioned gloss and smoothing effect the entire surface of the embossing roller. This is followed by a second plating step, the serves as a final coating for the roller. This second plating is suitably achieved by using a Metal with a relatively low leveling effect, such as chromium or nickel. This Second plating step results in a surface made of a hard layer that is resistant to corrosion and erosion is durable, but at the same time reinforces the structured pattern of the desired end product.
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Die Έοτνα und Gestaltung der Prägewalzen, -platten oder -stanzen, die in Verbindung mit dem neuen Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ist nicht entscheidend. Es versteht sich, daß ^ea.e beliebige Walze, Platte oder Stanze unabhängig von der Form zur Erzeugung der gewünschten Harbe oder Struktur auf dem zu prägenden Material geeignet äst, in Verbindung mit dem vorliegenden Prozeß angewandt werden kann. Die Walze, Platte oder Stanze kann aus einer großen Anzahl von Werkstoffen hergestellt sein. Hierzu gehören Eisen- und Nichteisenmetalle, wie Aluminium und Aluminiumlegierungen. Die Vorteile der Aluminiumwalzen bestehen darin, daß sie bessere Wärmeleitung, leichtere Bearbeitbarkeit und geringeres Gewicht als Stahlv/alzen aufweisen. Weiterhin ist es auch möglich, mit Erfolg Kunststoffwalzen, die auf der Oberfläche eine Metallbeschichtung tragen, zu verwenden. Als Beispiele für Kunststoffwalzen seien aus ABS-Polymerisaten (das sind Terpolymere aus Acrylnitril, Butadien und Styrol), Polycarbonaten, Polyvinylchlorid, Harturethanen und dergl. hergestellte genannt.The design and configuration of the embossing rollers, plates, or punches used in connection with the novel process of the present invention is not critical. It will be understood that ^ ea.e any roller, plate or punch äst regardless of the shape to produce the desired Harbe or pattern on the material to be embossed suitable, can be used in conjunction with the present process. The roller, plate or punch can be made from a wide variety of materials. These include ferrous and non-ferrous metals such as aluminum and aluminum alloys. The advantages of aluminum rollers are that they have better heat conduction, easier machinability and lower weight than steel rollers. Furthermore, it is also possible to successfully use plastic rollers which have a metal coating on the surface. Examples of plastic rollers made from ABS polymers (these are terpolymers of acrylonitrile, butadiene and styrene), polycarbonates, polyvinyl chloride, hard urethanes and the like may be mentioned.
Die zum (lavieren der Prägewalzen, -platten oder -stanzen und dergl. benutzten Arbeitsweisen sind bekannt, und das im Einzelfall angewandte Gravierverfahren ist für den Erfolg oder die Durchführbarkeit des vorliegenden Prozesses nicht entscheidend. So können die Prägewalzen, -platten oder -stanzen durch mannigfache Ver-The working methods used to wash the embossing rollers, plates or punches and the like are known, and the engraving process used in the individual case is essential for the success or feasibility of the present Process not critical. The embossing rollers, plates or punches can be
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fahren graviert werden, z.B. mit der Hand, maschinell, durch chemische oder fotografische Techniken.can be engraved, e.g. by hand, by machine, by chemical or photographic techniques.
Durch Anwendung des vorliegenden Verfahrens ist es nunmehr überraschenderweise möglich, eine abgeänderte Walze, Platte oder Stanze zu erhalten, die mit Erfolg eine natürliche ilarbe auf Papier, Aluminiumfolie, synthetischen Werkstoffen, wie Polypropylenen, Urethanen, Cellulose, synthetischen Geweben und dergl. und selbst auf einem Haterial wie Holz liefert. Überraschenderweise können die abgeänderten, nach dem erliegenden Verfahren erhaltenen Walzen bei jedem Material, das geprägt werden kann, verwendet v/erden, gleichgültig, ob dieses Material eine synthetische oder natürliche Substanz ist. Wendet man abgeänderte Walzen des vorliegenden Verfahrens z.B. zur nachbildung natürlichen Leders an, dann ist das resultierende Produkt durch hellen, leuchtenden Glanz und einen ausgezeichneten Griff charakterisiert. Das Produkt sieht wie die Haut aus, die tatsächlich hineingearbeitet wurde. Es wurde außerdem gefunden, daß durch Anwendung der abgeänderten Walzen der vorliegenden Erfindung dem Vinyl- oder Ledersubstrat ohne Anwendung der bekannten Mylar-Film-Laminierung beim Prägeverfahren das blanke Aussehen von Leder ("wet leather look") erteilt werden kann.By using the present method, it is now surprisingly possible to use a modified roller, Plate or punch to get that with success a natural color on paper, aluminum foil, synthetic Materials such as polypropylenes, urethanes, cellulose, synthetic fabrics and the like, and even on a material such as wood. Surprisingly, they can modified, obtained according to the present procedure Rollers are used on any material that can be embossed v / earth, regardless of whether this material is a synthetic or natural substance. If you apply modified Rolling the present process e.g. to replicate natural leather on, then the resulting Product characterized by a bright, brilliant shine and an excellent handle. The product sees like the skin that was actually worked into it. It has also been found that by using the modified Rollers of the present invention the vinyl or Leather substrate without the use of the well-known Mylar film lamination in the embossing process the bare appearance of Leather ("wet leather look") can be granted.
Die vorliegende Erfindung stellt somit eine wichtige Weit er entwicklung des Arbeitsgebietes dar, v/eil es dieThe present invention thus represents an important further development in the field of work, preferably the
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mit der Verwendung üblicher Prägewalzen verbundenen Nachteile vermeidet. Das neue und verbesserte Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Kombination verschiedener Schritte, nämlich Abänderung der Walze durch (1) eine galvanische Glanzmetallisierung und (2) eine zweite galvanische Metallisierung. Beim ersten Metallisierungsschritt wird im allgemeinen ein duktiles und glänzendes Metall mit großem oder mittlerem Nivellierungseffekt auf der Walzenoberfläche verwendet. Geeignete Metalle sind z.B. Kupfer, Nickel oder Eisen. Es wurde gefunden, daß die Verwendung von Kupfer am geeignetsten ist. In der zweiten Metallisierungsstufe wird im allgemeinen ein Metall mit einem verhältnismäßig niedrigen Nivellierungseffekt, wie z.B. Chrom oder Nickel, benutzt. avoids disadvantages associated with the use of conventional embossing rollers. The new and improved method of the present invention comprises a combination of different steps, namely modifying the roller by (1) a bright electroplating metallization and (2) a second electroplating metallization. In the first metallization step, a ductile and shiny metal with a large or medium leveling effect is generally used on the roll surface. Suitable metals are, for example, copper, nickel or iron. It has been found that the use of copper is most suitable. In the second metallization stage, a metal with a relatively low leveling effect, such as chromium or nickel, is generally used.
Die angewandten ELektroplattierungsverfahren sind bekannt, und umfassen die Verwendung der Walze als Kathode in einem elektrolytischen Bad. Die ELektroplattierung fördert die Oberflächeneigenschaften der Walze, Platte oder Stanze, so daß die Walze dem zu prägenden Material eine glänzende, lederähnliche Oberflächenbeschaffenheit verleiht. Jeder beliebige geeignete oder gebräuchliche Elektrolyt kann im Elektroplattierungsbad verwendet werden. Wie oben angedeutet, werden mehrere Elektroplattierungsschritte angewandt, um sicherzustellen, daß die gewünschten Oberflächeneigenschaften mit denen desThe electroplating techniques used are known and include the use of the roller as a cathode in an electrolytic bath. Electroplating promotes the surface properties of the roller, plate or punch, so that the roller supports the material to be embossed gives a shiny, leather-like surface texture. Any suitable or common Electrolyte can be used in the electroplating bath. As indicated above, several electroplating steps are used to ensure that the desired surface properties with those of the
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Originalmaterials vergleichbar sind. So wird z.B. bei der Herstellung eines geprägten Vinylmaterials, das die Eigenschaften natürlichen Leders besitzt, wie es z.B. in der Schuhindustrie äußerst erwünscht ist, der erste Elektroplattierungsschritt unter Verwendung eines Metalls, das einen hohen oder mittleren Nivellierungseffekt, wie Kupfer, beatzt, durchgeführt. Daran schließt sich ein zweiter ElektroplattierungpBchritt an, wobei ein Metall mit einem verhältnismäßig niedri gen ITivellierungseffekt, wie Chrom, Anwendung findet.Are comparable to the original material. For example, in the manufacture of an embossed vinyl material that has the properties of natural leather, such as is highly desirable in the shoe industry, the first electroplating step is performed using a metal that has a high or medium leveling effect, such as copper. This is followed by a second electroplating step, using a metal with a relatively low leveling effect, such as chromium .
Es hat sich herausgestellt, daß es besonders zweckmäßig ist, den ersten Metallisierungsschritt in der Weise durchzuführen, daß man das Metall mit hohe» oder mittlerem Nivellierungseffekt durch kurzzeitiges, oberflächliches Beschichten nach bekannten Metallisierung sver fahr en mit Umpolung in bestimmten Zeitabetänden und darauf das Metall durch Elektroplattieren auf die Walze aufträgt. Die üblichen, bei der Metallabscheidung mit Umpolung verwandten Oyanidlö'sungen, di· auf dem Fachgebiet bekannt sind, erweisen sich für dieses kurzzeitige Beschichten als besondere zweckmäßig. Dieses Verfahren stellt eine vollständige und gleichmäßige Beschichtung der Walze sicher.It has been found that it is particularly useful, the first metallization step in the Way to carry out that the metal with high »or medium leveling effect by short-term, Surface coating according to known metallization processes with polarity reversal in certain time periods and then electroplating the metal onto the roller. The usual oyanide solutions used in metal deposition with umpolung are available are known in the art, prove to be particularly useful for this short-term coating. This process ensures a complete and even coating of the roller.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird lediglich zur Erläuterung das folgende Beispiel gegeben.For a better understanding of the invention, the following example is given for illustration purposes only.
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In eine 152,4 cm-Prägewalze vnirde ein Ledernarbeneffekt eingraviert. Die zuvor auf einem Polyvinylchlorid-Gewebe erhaltenen Prägeeffekte \tfaren unbefriedigend, weil das Gewebe durch ein Aussehen nach mattem Kunststoff gekennzeichnet war und nicht den Glänz von Feuchtigkeit besaß. .A leather grain effect appears in a 152.4 cm embossing roller engraved. The previously on a polyvinyl chloride fabric The embossing effects obtained are unsatisfactory because the fabric has an appearance matt plastic and did not have the sheen of moisture. .
Die aus herkömmlichem Stahl, wie SAE 1035? bestehende Prägewalze wurde von den zuvor aufgetragenen Metallen befreit. i-Tach Freilegen vnirde die Walze unter Verwendung eines Oyaiiidbades der nachstehenden Zusammensetzung und unter Einhaltung der folgenden Bedingungen kurzzeitig verkupfert:Conventional steel like SAE 1035? existing The previously applied metals were removed from the embossing roller. Using the i-Tach expose the roller an oyaiiid bath of the following composition and copper-plated for a short time in compliance with the following conditions:
Eupfercyanid 22,5 g/lEupfer cyanide 22.5 g / l
liatriuQcyania 33 j 8 g/lliatriuQcyania 33 j 8 g / l
Natriumcarbonat 15,O g/lSodium carbonate 15.0 g / l
liaüriumhydroxid bis zu einem pH-Wert von 12 bisliaurium hydroxide to a pH of 12 to
12,612.6
Ou nach Analyse 15,7 g/lOu after analysis 15.7 g / l
freies Cyariid 7,5 g/lfree cyariid 7.5 g / l
temperatur 32 bis 4·3°0temperature 32 to 4 3 ° 0
kataodiische Stromdichte 10 - 15 Amp./929 cm^cataodic current density 10 - 15 Amp./929 cm ^
Schicht-dicke 0,00127 - 0,00254 mmLayer thickness 0.00127 - 0.00254 mm
209838/0132 BAD ORIGINAL 209838/0132 BAD ORIGINAL
Nach dieser kurzzeitigen Verkupferung wurde saures Glanzkupfer galvanisch abgeschieden. Die Zusammensetzung des galvanischen Bades und die Bedingungen waren wie folgt:After this brief copper plating, acidic bright copper was electrodeposited. The composition of the galvanic bath and the conditions were as follows:
der Oberfläche der Lösung Schichtdicke: 0,0762 - 0,1524 mmthe surface of the solution layer thickness: 0.0762 - 0.1524 mm
Der Elektrolyt wurde durch Rühren mäßig bewegt, um die abgeschiedene Oberfläche frei von Wasserstoffbläschen zu halten.The electrolyte was gently agitated to keep the deposited surface free of hydrogen bubbles keep.
Die abschließende Chromschicht wird auf der Glanz-Kupferoberfläche niedergeschlagen. Ein Standard-Hartchrombad der folgenden Zusammensetzung wurde unter den angeführten Bedingungen verwendet:The final chrome layer is on the shiny copper surface dejected. A standard hard chrome bath of the following composition was made from among those listed Conditions used:
Chromsäure . 247 g/lChromic acid. 247 g / l
Schwefelsäure 2,47 g/lSulfuric acid 2.47 g / l
Verhältnis Cr0,/HoS0,,im Bad: 100 : 1Ratio Cr0, / H o S0,, in the bathroom: 100: 1
2 c. H- 2 c. H-
209838/0132209838/0132
Temperatur: · 4-3,3 - 4-8,9 GTemperature: 4-3.3 - 4-8.9 G
Kathodische Stromdichte: 0,7 - 1,5 Amp./929 cm2 Cathodic current density: 0.7 - 1.5 amps / 929 cm 2
Schichtdicke: 0,0127 mmLayer thickness: 0.0127 mm
Das galvanische Bad bestimmt den Nivellierungseffekt, d.h. die Fähigkeit, zur Abscheidung auf Flächen, die Vertiefungen aufweisen.The galvanic bath determines the leveling effect, i.e., the ability to deposit on depressed areas.
Das durch Verwendung einer nach den vorgenannten kombinierten Elektroplattierungsschritten abgeänderten Walze hergestellte Produkt ist durch den leuchtenden hellen Glänz von Leder, der nach Feuchtigkeit aussieht, gekennzeichnet und besitzt den Griff von natürlichem Leder. Das Produkt zeichnet sich ferner durch ein geschmackvolles Erscheinungsbild aus und ahmt in jeder Einzelheit das Aussehen und die Struktur von Vinylgewebe nach, das mit Hilfe eines Mylarfilms geprägt wurde.This is done by using a roller modified after the aforementioned combined electroplating steps The product manufactured is characterized by the bright, light sheen of leather that looks like moisture and has the feel of natural leather. The product is also characterized by a tasty Appearance and mimics the look and structure of vinyl fabric in every detail that was embossed with the help of a mylar film.
Die Prägewalzen, -formen oder -stanzen können auf Substraten aus vielen Materialien, wie synthetischen Materialien, Papier, Holz, Metall und dergl. verwendet werden. Weiterhin können als Elektrolyse verschiedene Substanzen in geeigneter Weise angewandt werden.The embossing rollers, molds or punches can be used on substrates made of many materials, such as synthetic materials, Paper, wood, metal and the like can be used. Furthermore, various substances can be used as electrolysis be applied appropriately.
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