DE3337962C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bildung von Oberflächenstrukturen auf als Matrize dienenden metallenen Prägewerkzeugen, wobei zunächst auf die Matrize ein elektrisch nicht leitendes Dessinbild mit erhabenen und tief liegenden metall­ blanken Stellen aufgetragen und anschließend einem Elektrolytbad ausgesetzt wird, in dem sich auf den metallblanken Stellen eine Metallschicht absetzt und wobei danach das Dessinbild entfernt und die Matrize gegebenenfalls in einem letzten Schritt oberflächenveredelt wird.

Metallene Prägematrizen werden beispielsweise in der Möbelindustrie zur Oberflächenstrukturierung von Kunststoffplatten aus PVC, Polyester, Kork, mit Melaminfilmen beschichteten Spanplatten, Duroplast- Preßlaminaten u. dgl. verwendet, die als Struktur­ bilder häufig Holzporennachbildungen, Fein- oder Grobmaserungen, bildliche Darstellungen, aber auch beliebig andere Oberflächenstrukturen haben. Die Strukturierung erfolgt üblicherweise in hydraulischen Etagen-Heizpressen mittels großformatiger Matrizen- Preßplatten, oder in bekannten, kontinuierlich ar­ beitenden Endlosband-Anlagen.

Zur Erzeugung der Prägegravuren auf den Matrizen bedient man sich verschiedener bekannter Methoden. Bei einer Herstellungsart, die in der Praxis über­ wiegend angewendet wird und unter dem Namen Ätzgravur bekannt ist, wird auf die Oberfläche einer metallischen Preßplatte oder eines Endlosbandes je nach dem ge­ wünschten Strukturbild eine sogenannte Ätzreserve aufge­ tragen. Dies geschieht vornehmlich mit Hilfe eines Reproduktionsfotografier-Verfahrens oder durch ein geeignetes Druckverfahren. Durch anschließende ein- oder mehrfache Ätzbehandlungen werden die Flächen­ bereiche zwischen den Konturen der Ätzreserve unter Bildung entsprechender Materialvertiefungen angeätzt.

Bei dem Ätzgravur-Verfahren ist eine sehr genaue Steuerung des Ätzprozesses notwendig, um die Anzahl der aufeinanderfolgenden Ätzvorgänge der Matrize auf ein Minimum zu beschränken. Da die Qualität jedes einzelnen Ätzvorganges von der Werkstoffzusammensetzung einer Matrize beeinflußt wird, führen bereits geringste Werkstoffabweichungen zu unterschiedlichen Ätzergebnissen und damit zwangsläufig zu veränderten Abbildungen auf den Endprodukten. Bei größeren Aufträgen, bei denen mehrere aufeinanderfolgende Produktionschargen ge­ fahren werden müssen, besteht deshalb die Gefahr, daß die Strukturen der Endprodukte bei verschiedenen Chargen unterschiedlich ausfallen, so daß hohe Aus­ fallquoten entstehen.

Aus der EP 00 31 613 ist ein Verfahren zum Her­ stellen einer Prägegravur aus einem durch eine Schweiß­ naht verbundenen metallischen Endlosband bekannt, bei dem dem Endlosband eine Metallschicht aufgalvanisiert wird, bevor es mit einer Ätzgravur versehen wird.

Charakteristisch bei diesem Verfahren ist, daß die Dicke der Metallschicht größer als die Tiefe der Ätzgravur sein muß, um die Anätzung der Struktur nicht bis in die Schweißnaht hineinreichen zu lassen, durch die das Endlosband an der Stoßstelle verbunden ist. Ein Anätzen der Schweißnaht würde eine ungleichmäßige und unter­ brochene Prägegravur bei den Endlosbändern zur Folge haben, weil vor dem Ätzen in der Regel die Schweiß­ naht glattgeschliffen werden muß und bei dem Schleif­ vorgang quer oder diagonal verlaufende Riefen ent­ stehen, die sich später als Nähte in dem Kunststoff- Preßlaminat abzeichnen. Mit dem Verfahren nach der letztgenannten Druckschrift wird das Abzeichnen von Riefen in der Matrize zwar vermieden, doch stellt sich ein solches Verfahren relativ teuer, weil die Strukturfläche des Endlosbandes stets mit einer vollflächigen Metallschicht versehen ist, die dicker als die Tiefe der Ätzgravur sein muß. Da auf das Ätzen zur Bildung der Oberflächenstruktur dabei nicht verzichtet werden kann, ist ein erheblicher Anlagenaufwand notwendig, durch den die Wirtschaftlich­ keit des Verfahrens beeinträchtigt wird. Durch die unvermeidbaren Verunreinigungen in der Ätzlösung fallen überdies erhebliche Regenerierungskosten an.

Aus der zur Bildung des Oberbegriffes des Patentanspruches herangezogenen GB 13 10 651 ist ein Verfahren zur Herstellung von Oberflächenstrukturen auf als Matrize dienenden metallenen Prägewerkzeugen bekannt. Als Prägewerkzeuge werden Metallzylinder eingesetzt, die ein spezielles, technisch sehr aufwendiges Verfahren zum Auftragen des Dessins voraussetzen. Es wird zu­ nächst ein Negativfoto des Dessinmusters erstellt, das exakt dem Umfang der Prägewalze entsprechen muß. Daraus wird durch sukzessives Belichten ein vergrößerter Positivfilm hergestellt, der auf den Prägewalzenumfang montiert wird. Nach der Entwicklung des Positivfilms auf der Walze verbleibt auf dieser eine fotosensitive Schicht mit nicht entwickelten, tief liegenden Stellen.

Letztere entsprechen dem gewünschten Dessinbild. Die tief­ liegenden Stellen werden von der Entwicklungsflüssig­ keit gereinigt und anschließend gespült. Da dieser erste Reinigungsvorgang für eine vollständige Freilegung der Vertiefungen nicht ausreicht, ist eine zusätzliche Ätzbehandlung notwendig, die die tiefliegenden Stellen auf 0,02 bis 0,04 Millimeter abträgt, um das Metall der Walze für die spätere Galvanisierung freizulegen. Nach dem Anätzen der Vertiefungen ist ein erneuter Reinigungs- und Spülvorgang unumgänglich. Erst nach diesen Vorbereitungsarbeiten ist es möglich, die Walze in ein Elektrolytbad einzubringen, in dem sich auf den metallblanken Stellen der Walze das Elektrolytmetall in gewünschter Schichtdicke abscheidet. Nach einem erneuten Reinigen wird die Walze zusätzlich oberflächen­ veredelt und ist fertig für den Einsatz zum Prägen von dünnen Kunststoffolien.

Dieses bekannte Verfahren ist zur Herstellung von ebenen Matrizenblechen oder Endlosbändern, die oftmals Flächen­ ausdehnungen von mehreren Metern in der Breite und Länge haben, unwirtschaftlich. Einerseits erfordert das in der GB 13 10 651 beschriebene Reproduktionsfotografier-Verfahren einen erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand. Zum anderen ist auch bei diesem Verfahren eine gesonderte Ätzgravur unumgänglich, da die vorher aufgetragene fotosensitive Schicht nur auf diesem Wege ausreichend sorgfältig von den tiefer liegenden Stellen des Dessins entfernt werden kann, um das Metall der Walze freizulegen und damit die Walze für den anschließenden Galvanovorgang zu präpa­ rieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und wirt­ schaftliches Verfahren zur Herstellung der Oberflächen­ strukturen von großflächigen Matrizen anzugeben, bei dem auf eine übliche Ätzgravur verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Matrize eine ebene Platte oder ein Endlosband ist und daß das Auftragen des Dessinbildes auf die Matrize durch direktes Bedrucken erfolgt.

Durch das direkte Bedrucken der Matrize ist es möglich, auf jegliche Ätz-Zwischenstufen zu verzichten und da­ durch die beim Einsatz eines Ätzgravurverfahrens auf­ tretenden Nachteile zu vermeiden. Auf die bei Endlos­ bändern unvermeidbare Schweißnaht mit den dadurch be­ dingten problematischen Riefenbildungen braucht keine Rücksicht genommen zu werden, da bei der Methode nach der Erfindung die Schweißnaht in jedem Fall verdeckt ist. Durch Wiederholungen des erfindungsgemäßen Ver­ fahrensablaufes ist es möglich geworden, beliebige, in verschiedenen Ebenen zusammengesetzte oder über­ lagerte Strukturen mit sanften Übergängen zu erhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer oberflächenstrukturierten Matrize ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert:

Als Ausgangprodukt, d. h., als Matrize, wurde eine ebene Preßplatte aus rostfreiem Stahl mit einer Breite von 600 mm, einer Länge von 1000 mm und einer Stärke von 5 mm verwendet. Die Platte wurde entfettet und direkt mit einem Holzmaserungs-Strukturbild einseitig bedruckt, wobei die metallblanken Stellen frei bleiben, um einen definierten galvanischen Auftrag zu ermöglichen. Die so präparierte Matrize wurde als Kathode in ein aus einem auf dem Markt erhältlichen Nickelelektrolyten bestehendes Elektrolytbad eingehängt. Statt eines Elektrolyten aus reinem Metall läßt sich auch ein Metall-Legierungs­ elektrolyt einsetzen. Als Elektrolyt können z. B. reines Nickel, Kupfer, Chrom oder Legierungen aus Nickel-Chrom, Kupfer-Zink, Eisen-Mangan u. dgl. einge­ setzt werden.

Die Matrize wurde für eine Stunde in dem Bad belassen. Nach der Entnahme wurde festgestellt, daß an allen von dem Strukturdruck freigebliebenen metallblanken Stellen sich eine 130 µm dicke Nickelschicht abgeschieden hatte. Nach der Entnahme aus dem Bad wurde die Matrize ge­ härtet, poliert und verchromt, um eine gewünschte Ober­ flächengüte zu erhalten und danach als fertige Matrize in eine bekannte Etagenpresse eingesetzt, in der Präge­ gravuren entsprechend dem Strukturbild der Matrize auf Kunststoff-Preßplatten übertragen wurden. Wegen des zwischengeschalteten Matrizen-Poliervorganges wurde auf der Preßplatte ein glänzendes Strukturbild erzielt. Je nach Zwischenbehandlung der Matrize ist natürlich auch ein Matt- oder Halbmattgrad erreichbar. Das gleiche Verfahren läßt sich auch bei Endlosbändern einsetzen, unabhängig von der jeweiligen Dicke der Schweißnaht. Die Vorteile des Verfahrens stellen sich auch ein, wenn die Matrize statt einseitig doppelseitig, d. h., auf der Vorder- und Rückseite be­ handelt wird.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Querschnitt einer Matrize sind die metallene Preßplatte 1 gezeigt, der einseitige Druckauftrag 2 und die auf­ galvanisierte Metallschicht 3 bezeichnet. Die von dem Druckauftrag 2 frei gebliebenen metallblanken Stellen 4, auf denen sich nach der Galvanobehandlung die Metall­ schicht 3 aufbaut, sind ebenfalls sichtbar. Vor dem Einsatz der als ebene Platte ausgebildeten Matrize z. B. in einer Etagenpresse oder als Endlosband in einer Endlos­ band-Anlage wird das Druckbild mit einem Lösemittel entfernt.

Claims (1)

1. Verfahren zur Bildung von Oberflächenstrukturen auf als Matrize dienenden metallenen Prägewerkzeugen, wobei zunächst auf die Matrize ein elektrisch nicht leitendes Dessinbild mit erhabenen und tief liegenden metallblanken Stellen aufgetragen und anschließend einem Elektrolytbad ausgesetzt wird, in dem sich auf dem metallblanken Stellen eine Metallschicht absetzt und wobei danach das Dessinbild entfernt und die Matrize gegebenenfalls in einem letzten Schritt oberflächenveredelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize eine ebene Platte (1) oder ein Endlosband ist und daß das Auftragen des Dessin­ bildes (2) auf die Matrize durch direktes Bedrucken erfolgt.