DE4033230C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbringen von Prägegravuren durch Anwendung von Laserstrahlen auf großformatige metallene Preßplatten und/oder Endlosbänder für die Oberflächenbehandlung von Bahnen oder Platten aus Kunststoff, Holz oder Preßlaminaten zum Einsatz in diskontinuierlich oder kontinuierlich arbeitenden Heizpressen.

Metallene Prägematrizen werden beispielsweise in der Möbelindustrie zur Oberflächenstrukturierung von Kunststoffplatten aus PVC, Polyester, Kork, mit Melaminfilmen beschichteten Spanplatten und Duroplast-Laminaten verwendet, die als Strukturbilder 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 arbeitenden Endlosband-Anlagen.

Für die Herstellung von Prägestrukturen in solchen Preßblechen oder Endlosbändern bedient man sich bekannter Technologien, wie beispielsweise in der DE-PS 27 06 947 beschrieben. Bei diesem bekannten Verfahren wird auf das endlose Stahlband oder auf das ebene, großformatige Blech ein- oder beidseitig eine ätzfeste Farbe mittels einer geeigneten Druckeinrichtung, zum Beispiel einer Rotationsdruckmaschine, ein Strukturmuster aufgedruckt, wobei nach dem Trocknen der ätzfesten Farbe das Stahlband oder das Preßblech einer Säure-Ätzbehandlung ausgesetzt wird. Dabei werden die farbfreien Flächen durch die Säure in vorgegebener Tiefe abgeätzt, so daß nach dem Ätzvorgang, der zwecks Erhalts von überlagerten Strukturen mehrmals wiederholt werden kann, ein gewünschtes Prägegravurprofil entsteht. Nach der Beendigung der Ätzbehandlung wird das Endlosstahlband oder das Preßblech einer abschließenden Polier-, Mattier- und Glänzbehandlung sowie eventuell einer anschließenden Hartverchromung unterzogen. Andere Herstellungsverfahren zur Bildung von Prägegravuren auf den Preßblechen oder Endlosbändern bedienen sich ebenfalls bekannter Reproduktionsfotografier- oder Galvanisier-Verfahren.

Diese bekannten Prägegravur-Verfahren sind relativ aufwendig und stützen sich auf altherkömmliche Techniken, die ausnahmslos einen hohen Fertigungsaufwand bedingen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, sich für die Herstellung von Prägegravuren moderne Fertigungsverfahren nutzbar zu machen und dabei eine wesentlich höhere Fertigungsgenauigkeit der Strukturgebung zu erreichen als es bisher möglich war.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das Preßblech und/oder das Endlosband zunächst mit einer vollflächigen Trägerbahn aus Kunststoff, einem Elastomer, oder mit einer galvanischen Metallschicht überzogen oder mit einem ätzfesten Farbfilm beschichtet wird und daß mittels der Laserstrahlen eine nur die Dicke der Trägerbahn oder der Beschichtung erfassende Prägestruktur erzeugt wird und daß anschließend die metallblanken Stellen der Preßplatten und/oder der Endlosbänder einer Ätzbehandlung unterworfen werden.

Durch den Vorschlag nach der Erfindung wird erreicht, daß ausschließlich die vollflächige Trägerbahn oder die vollflächige Beschichtung mittels des Laserstrahls bearbeitet wird, weil dazu die Intensität des Laserstrahls wesentlich geringer sein kann als bei der unmittelbaren Bearbeitung von Metall, was gleichzeitig bedeutet, daß bei höherer Intensität des Laserstrahls die Bearbeitungszeiten der Preßbleche extrem verringert werden können. Außerdem werden bei der Erfindung die nicht zu ätzenden Flächen durch die verbleibenden Materialteile wirksam geschützt. Als wesentlicher weiterer Vorteil ist sichergestellt, daß sich bei den zu bearbeitenden Platten oder Bändern mit einer üblichen Länge von 7 bis 14 Metern rapportlose Gravuren herstellen lassen.

Aus der DE-OS 26 02 330, die zur Bildung des Oberbegriffes des Anspruches 1 als nächstkommender Stand der Technik herangezogen wurde, ist es bekannt, Material von einer zu gravierenden Fläche mittels Laserstrahlen abzutragen. Der zu gravierende Gegenstand ist dabei ein Tiefdruckzylinder. Die Gravur erfolgt durch direkte Laserbestrahlung der metallenen Zylinderoberfläche in einem Arbeitsschritt, während für das erfindungsgemäße Verfahren die Prägegravur in zwei Schritten erfolgt, wobei für die Lösung der gestellten Aufgabe entscheidend ist, daß das Preßblech und/oder das Endlosband zunächst mit einer vollflächigen Trägerbahn aus Kunststoff oder einem Elastomer oder mit einer galvanischen Metallschicht bzw. mit einem ätzfesten Farbfilm überzogen wird und mittels der Laserstrahlen eine nur die Dicke der Trägerbahn oder der Beschichtung erfassende Prägestruktur erzeugt wird, bevor die Bänder bzw. Platten einer anschließenden Ätzbehandlung unterzogen werden.

Mit dem Vorschlag nach der Erfindung wurde erstmals eine Lösung angegeben, mit der Preßplatten und/oder Endlosbänder mit extrem großen Abmessungen rapportlos graviert werden können.

Aus der DE-PS 35 09 551 ist es bekannt, einen Prägestempel zum Drucken von Hologrammen herzustellen, indem von einem mit Laserlicht beleuchteten Objekt ein Hauptmaster als Transmissionshologramm entwickelt wird, wobei außerdem das rekonstruierte Objekt anschließend auf Filmmaterial gespeichert und der Film dann entwickelt wird. Der Film selbst besteht dabei aus einem Silberhalogenid. Aus der EP-A 03 06 932 ist eine im Hochdruckverfahren eingesetzte Druckplatte mit druckenden Stellen aus Kunststoff so auszubilden, daß möglichst originalgetreue Wiedergaben möglich sind.

Zur Lösung dieses Problems soll die kritische Oberflächenspannung der farbführenden, druckenden Stellen einen bestimmten Wert erreichen. Die Gestaltunng dieser druckenden Teile kann unnter anderem auch durch Laserstrahlgravur erfolgen. Bei den genannten Entgegenhaltungen ist es nicht als bekannt zu entnehmen, eine Prägegravur in zwei Schritten gemäß dem neuen Kennzeichnungsteil des Hauptanspruches durchzuführen. Insofern liegen diese beiden Vorveröffentlichungen vom Anmeldungsstand weit weg.

Aus Derwent abstracts Nummer 31 73 8 Y/18 ist die Herstellung einer Aluminium-Druckplatte mit einer Beschichtung aus Kupfer, Silber und ähnlichen Materialien bekannt. Das Gravieren erfolgt dabei ebenfalls durch einen Laserstrahl. Aus dem DE-Prospekt "Laser-Automat" der Firma Jens Scheel Sondermaschinen 1/79, ist ein Gravierautomat für Flexodruckwalzen und Gummiklischees bekannt. Die Bearbeitung erfolgt auch hier durch Laserstrahlen. Aus dem Chemical abstracts Volume 88 (1978) Nummer 30 38 8 s Page 479, ist es bekannt, eine Aluminiumplatte, deren Oberfläche beschichtet ist, durch einen Laserstrahl zu gravieren. Aus diesen Druckschriften ist es bekannt, die druckenden Stellen von Druckplatten zu beschichten und anschließend durch Laserstrahlen zu gravieren. Die Beschichtung bleibt dabei auf den druckenden erhabenen Stellen erhalten. In den genannten Literaturstellen ist nicht beschrieben, ob ausschließlich die Beschichtung graviert wird. Aus den Schriften geht lediglich hervor, daß die Beschichtung äußerst dünn sein soll. Beim Drucken im Hochdruckverfahren ist es aber unbedingt notwendig, daß die druckenden, positiven Teile gegenüber den negativen Teilen um einen relativ großen Betrag vorstehen, damit die bedruckten und nicht bedruckten Teile des hergestellten Druckerzeugnisses scharf voneinander getrennt werden unnd damit beispielsweise beim Mehrfarbendruck die farblich unterschiedlichen Farbzonen konturenscharf voneinander getrennt sind. Demzufolge ist es notwendig, daß bei den vorbekannten Druckplatten nicht nur die Beschichtung sondern im Gegensatz zu der Erfindung auch die angrenzenden Materialteile abgetragen werden.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß bei allen Entgegennhaltungen mittels der Druckplatten, der Stempel, des Klischees oder des Druckzylinders ein Schriftbild oder ein Druckbild erzeugt werden soll. Das Schrift- oder Druckbild kann nur erzeugt werden, wenn dazu geeignete Farbe auf den Bedruckstoff aufgetragen wird. Demgegenüber werden die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Preßplatten oder Endlosbänder zur Kalt- und/oder Warmverformung der zu prägenden Gegenstände verwendet, wirken also direkt ohne ein zusätzliches Medium auf den Gegenstand ein. Verfahrenstechnisch ist ein wie auch immer geartetes Druckverfahren entgegegesetzt zu einem Prägeverfahren zu werten.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Weiterentwicklungen des erfindungsgemäßenn Verfahrensablaufes ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 7.

Verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand der beigefügten Zeichnungen nachstehend näher erläutert; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch eine bekannte Heizpresse während der Strukturgebung,

Fig. 2 eine vereinfachte Seitenansicht einer Heizpresse mit Endlosbändern während der Strukturgebung eines Preßlaminates,

Fig. 3 ein umlaufendes metallenes Endlosband mit vorgeschaltetem Laserstrahlkopf und Rechner während der Laserstrahleinwirkung auf die Oberfläche des Endlosbandes,

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf die Einrichtung nach Fig. 3 während einer Lasergravurbehandlung,

Fig. 5 eine teilweise Stirnansicht auf eine Einrichtung zum Gravieren eines ebenen metallenen Preßbleches mittels Laserstrahlen und

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Einrichtung nach Fig. 5.

Die Fig. 1 und 2 zeigen zwei Möglichkeiten der Anwendung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Preßblechen. Fig. 1 zeigt schematisch eine diskontinuierlich arbeitende bekannte Heizpresse, die im wesentlichen einen oberen Pressenrahmen 10, einen unteren Pressenrahmen 11, eine obere Druck- und Heizplatte 13, an den aneinander zugewandten Seiten der Druck- und Heizplatten 12, 13 festgelegte, mit Prägegravuren versehene Preßbleche 14, 15, zwischen denen eine zu strukturierende Platte 16 liegt und einen hydraulischen Druckheber 17 aufweist, der auf die untere Druck- und Heizplatte 13 einwirkt.

Fig. 2 zeigt eine kontinuierlich arbeitende Heizpresse, die zwei endlose, außenseitig mit der Prägegravur versehene Stahlbänder 18, 19 umfaßt. Die aneinander zugewandten Trume der Stahlbänder 18, 19 werden durch zwei Druckgeber 20, 21 an die zu strukturierende Platte 16 gedrückt. Die Stahlbänder 18, 19 laufen um vier achsparallel angeordnete Trommeln 20, 21, 22, 23 um, wobei die beiden einem jeweiligen Stahlband 18 bzw. 19 zugeordneten Trommelpaare 20, 21 bzw. 22, 23 im gleichen Achsabstand zueinander einander angeordnet sind.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Herstellung der Prägegravur an einem der beiden in der kontinuierlich arbeitenden Heizpresse nach Fig. 2 verwendeten Stahlbänder 18 oder 19. Diese Vorrichtung ist mit zwei achsparallelen Zylindern 25, 26 ausgerüstet, über die ein jeweiliges Stahlband 18 oder 19 gelegt ist. Der Achsabstand der Zylinder 25, 26 richtet sich nach der Länge des Stahlbandes 18 oder 19. Die Vorrichtung ist außerdem mit einem Laserstrahlkopf 27 ausgerüstet, der zum Stand der Technik gehört und deshalb im Detail nicht näher beschrieben wird. Der Laserstrahlkopf 27 ist längs einer aus zwei Führungsschienen 28 bestehenden, parallel und im Abstand zur Drehachse des zugeordneten Zylinders 25 verlaufenden Führungsbahn verfahrbar. Die Bewegungen des Stahlbandes 18 oder 19 sowie des Laserstrahlkopfes 27 werden von einem Rechner 30 gesteuert. Ebenso kann die Intensität der vom Laserstrahlkopf 27 erzeugten Strahlen 27′ durch den Rechner 30 gesteuert werden.

Die Prägegravur wird nach zwei verschiedenen Arbeitsverfahren hergestellt. Nach den Fig. 3 und 4 läuft das Stahlband 18 oder 19 um. Dies kann schrittweise, mit gleichbleibender oder wechselnder Geschwindigkeit erfolgen. Der Laserstrahlkopf 27 steht während eines Umlaufes des Stahlbandes 18 oder 19 still. Danach wird er um einen Schritt weiter bewegt. Die Prägegravur erfolgt demzufolge Zeile um Zeile von einer Längskante des Stahlbandes 18 oder 19 zur anderen, d. h. parallel zu den Längskanten. Die bereits gravierte Fläche ist in der Fig. 4 durch die doppelt straffierte Fläche gekennzeichnet. Bei der Vorrichtung nach den Fig. 3 und 4 kann jedoch auch alternativ bei stillstehendem Stahlband 18 oder 19 der Laserstrahlkopf 27 schrittweise, mit konstanter oder wechselnder Geschwindigkeit quer zu den Längskanten des Stahlbandes längs der Führung 28 verfahren werden. Ist der Laserstrahlkopf 27 an einer Längsseite des Stahlbandes angekommen, wird das Stahlband 18 oder 19 um eine Zeile vorgerückt. Die gravierten Zeilen verlaufen dann quer zu den Längskanten des Stahlbandes 18 oder 19.

Die Fig. 5 und 6 zeigen die Herstellung der Prägegravur für ein Preßblech 14 oder 15 für die Heizpresse nach Fig. 1. Das Preßblech 14 oder 15 liegt auf einem horizontalen Tisch 29 auf. Der Laserstrahlkopf 27 ist auf einer quer zu den Längskanten des Preßbleches 14 oder 15 verlaufenden Traverse 31 gelagert und durch den Rechner 30 gesteuert verfahrbar. An den Stirnenden der Traverse 31 befinden sich Laufrollen 32, damit die Traverse 31 an längs und parallel zu den Längskanten des Preßbleches 14 oder 15 verlaufenden Führungsschienen 33 verfahren werden kann. Das Verfahren des Laserstrahlkopfes 27 von einer Längskante des Preßbleches 14 oder 15 ist vorteilhaft, da die Länge des Preßbleches 14 oder 15 wesentlich größer ist als seine Breite. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Laserstrahlkopf zur zeilenweisen Gravur in Richtung der Längskanten des Preßbleches und quer dazu bewegt. In Abwandlung von dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels ist es auch möglich, daß in umgekehrter Weise der Tisch 29 in Längs- und Querrichtung des Preßbleches 14 oder 15 verfahren wird und der Laserstrahlkopf fest steht. Ebenso ist es möglich, daß der Laserstrahlkopf 27 in der einen Richtung und der Tisch 29 in der anderen Richtung verfahren wird. Als Speicher für die in den Rechner einzuspeisenden Daten findet in vorteilhafterweise ein Magnetband Verwendung.

Bei den gezeigten Beispielen wirken die Laserstrahlen auf eine vollflächige Trägerbahn aus Kunststoff, Elastomer oder auf eine galvanische Metallschicht ein, welche das Preßblech und/oder das Endlosblech bedecken. Die Laserstrahlen werden dabei in ihrer Intensität so gesteuert, daß die durch die Laserstrahlen erzeugte Prägestruktur nur die Dicke der Trägerbahn bzw. der Trägerschicht erfaßt, d. h. die Trägerbahn bzw. die Abdeckschicht wird in ihrer Dicke nur soweit strukturiert, bis metallblanke Stellen der Oberfläche des Preßbleches bzw. des Endlosbandes freigelegt werden, so daß im Anschluß daran die anschließende Ätzbehandlung vorgenommen werden kann.

Claims (7)

1. Verfahren zum Aufbringen von Prägegravuren durch Anwendung von Laserstrahlen auf großformatige metallene Preßplatten und/oder Endlosbänder für die Oberflächenbehandlung von Bahnen oder Platten aus Kunststoff, Holz oder Preßlaminaten zum Einsatz in diskontinuierlich oder kontinuierlich arbeitenden Heizpressen, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßblech und/oder das Endlosbad zunächst mit einer vollflächigen Trägerbahn aus Kunststoff, einem Elastomer, oder mit einer galvannischen Metallschicht überzogen oder mit einem ätzfesten Farbfilm beschichtet wird, und daß mittels der Laserstrahlen eine nur die Dicke der Trägerbahn oder der Beschichtung erfassende Prägestruktur erzeugt wird, und daß anschließend die metallblanken Stellen der Preßstellen und/oder der Endlosbänder einer Ätzbehandlung unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach der Ätzbehandlung verbleibende Beschichtung des Endlosbandes und/oder des Preßbleches mittels eines Lösemittels entfernt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägegravurvorgänge ein- oder mehrfach wiederholt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Preßplatten und/oder Endlosbänder zu übertragende Dessin-Bild auf einem mit dem die Laserstrahlen steuernden Rechner verbundenen Magnetband gespeichert wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das während der Einwirkung der Laserstrahlen die Relativbewegung zwischen der Preßplatte und/oder dem Endlosband und dem Laserstrahlkopf aufeinander abgestimmt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß während der Strukturgebung der Laserstrahlkopf feststeht, während das Endlosband und/oder das Preßblech zeilenweise bewegt, oder umgekehrt wird/werden.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung zwischen dem Endlosband und dem Laserstrahlkopf so aufeinander abgestimmt wird, daß der Gravuranfang und das Gravurende einen passergenauen Übergang bilden.