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Die
Erfindung betrifft eine schillerarme Folie, ein Verfahren zur Herstellung
einer schillerarmen Folie sowie eine Rasterwalze zur Herstellung
einer schillerarmen Folie.
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Es
ist bekannt, für
dekorative Zwecke eingesetzte Folien mit transluszenten, monochromatischen
Farbschichten zu versehen, beispielsweise indem solche Farbschichten
auf eine transparente Trägerfolie
aus einem Polymermaterial, beispielsweise eine PET-Folie, aufgedruckt
werden. Es hat sich nun gezeigt, dass derartige mit einer Farbschicht
beschichtete Folien, deren Farbschicht eine Dicke im Mikrometerbereich
aufweist, je nach Beleuchtungssituation unerwünschte Farbvariationen zeigen,
die den Farbeindruck der Folie stören: sie schillern in wechselnden
Farben. Das Schillern kann den Farbeindruck der Folie erheblich
beeinträchtigen,
da in manchen Bereichen die Farbe z. B. grünlicher, in anderen Bereichen
z. B. rötlicher
erscheint.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, den uneinheitlichen Farbeindruck
zu verhindern und eine schillerarme Folie sowie Verfahren und Vorrichtung
zur Herstellung der schillerarmen Folie bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einer schillerarmen Folie, welche eine Farbschicht aus einem
transparenten oder semitransparenten Lack aufweist, gelöst, wobei
vorgesehen ist, dass ein Bereich der Farbschicht mit einer Schichtdicke
im Bereich von 100 nm bis 10 μm
in eine Vielzahl von Unterbereichen unterteilt ist, wobei die Schichtdicke
der Farbschicht in benachbarten Unterbereichen unterschiedlich ausgebildet
ist und die Farbschicht in dem Bereich mindestens zwei unterschiedliche
Schichtdicken besitzt, dass von zwei benachbarten Unterbereichen
mindestens einer der Unterbereiche eine maximale Breitenabmessung
kleiner als 500 μm
aufweist, und dass der Unterschied der mittleren Schichtdicken der
Farbschicht in benachbarten Unterbereichen mehr als 10 nm beträgt. Weiter
wird die Aufgabe mit einem Verfahren zur Herstellung einer schillerarmen
Folie, welche eine Farbschicht aus einem transparenten oder semitransparenten
Lack aufweist, gelöst,
wobei vorgesehen ist, dass ein Bereich der Farbschicht mit einer
Schichtdicke im Bereich von 100 nm bis 10 μm derart ausgebildet wird, dass
die Farbschicht in eine Vielzahl von Unterbereichen unterteilt ist,
wobei die Schichtdicke der Farbschicht in benachbarten Unterbereichen
unterschiedlich ausgebildet ist und die Farbschicht in dem Bereich
mit mindestens zwei unterschiedlichen Schichtdicken aufgebracht
ist und von zwei benachbarten Unterbereichen mindestens einer der
Unterbereiche eine maximale Breitenabmessung kleiner als 500 μm aufweist,
und dass die mittleren Schichtdicken der Farbschicht in benachbarten
Unterbereichen so ausgebildet werden, dass der Unterschied der Schichtdicken
der Farbschicht in benachbarten Unterbereichen mehr als 10 nm beträgt. Die
Aufgabe wird weiter mit einer Rasterwalze zur Herstellung einer
schillerarmen Folie mittels eines Druckverfahrens, welche eine Farbschicht
aus einem transparenten oder semitransparenten Lack und einen Bereich
der Farbschicht mit einer Schichtdicke im Bereich von 100 nm bis
10 μm aufweist,
gelöst,
wobei die Oberfläche
der Rasterwalze in einem Raster angeordnete näpfchenförmige Vertiefungen zur Aufnahme
von Farbe aufweist, wobei vorgesehen ist, dass die dem Bereich der
Farbschicht zugeordnete Oberfläche
der Rasterwalze in eine Vielzahl von Oberflächenbereichen unterteilt ist,
wobei das Farbaufnahmevolumen und/oder die Flächendichte der näpfchenförmigen Vertiefungen
in benachbarten Oberflächenbereichen unterschiedlich
ausgebildet sind bzw. ist, so dass einander benachbarte Oberflächenbereiche
der Rasterwalze ein unterschiedliches Farbaufnahmevolumen aufweisen,
und dass von zwei benachbarten Oberflächenbereichen mindestens einer
der Oberflächenbereiche
eine maximale Breitenabmessung kleiner als 500 μm aufweist.
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Wie
Versuche gezeigt haben, ist der Effekt des Schillerns durch die
Reflexion von Licht an Grenzflächen
und durch Interferenz der von der Vorderseite und der Rückseite
der Farbschicht reflektierten Lichtstrahlen hervorgerufen, die gerade
in einem Dickenbereich der Farbschicht 100 nm bis 10 μm, insbesondere
bis 2 μm,
durch Auftreten prägnanter Maxima
den Farbeindruck beeinflussen können. Durch
die Aufteilung der Farbfläche
in sehr kleine Bereiche mit unterschiedlichen Schichtdicken, die
sich mindestens um 10 nm voneinander unterscheiden, wird der Effekt
des Schillerns dadurch vermieden oder zumindest vermindert, dass
in den benachbarten Bereichen unterschiedliche durch Interferenz
generierte Farbeffekte auftreten, die sich bei Betrachtung mit einem
unbewaffneten Auge derart überlagern,
dass die einzelnen Interferenzeffekte der einzelnen Bereiche nicht
mehr wahrnehmbar sind bzw. sich gegenseitig auslöschen und durch die Überlagerung
im Weiteren von dem menschlichen Betrachter eine einheitliche schillerarme
Farbfläche
wahrgenommen wird. Der sich für
den menschlichen Betrachter ergebende Farbeindruck der Folie wird
so erheblich verbessert.
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Von
besonderem Vorteil ist, dass das Bedrucken der Folie im Tiefdruck
mit einer Rasterwalze in einem Arbeitsschritt möglich ist. Dadurch entstehen in
der Fertigung keine zusätzlichen
Kosten in Bezug auf die herkömmliche
Folienfertigung, bei der eine homogene Farbschicht mit konstanter
Schichtdicke auf die Folie aufgedruckt wird. Es ist aber auch möglich, die
Farbschicht mittels Offsetdruck oder Flexodruck oder Siebdruck aufzubringen.
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Weitere
vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
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Vorzugsweise
ist der Unterschied der mittleren Schichtdicke in zwei benachbarten
Unterbereichen größer als
50 nm, so dass in den Unterbereichen deutlich unterschiedliche Interferenzeffekte
auftreten, wodurch sich insgesamt die Einheitlichkeit des Farbeindrucks
verbessert. Weiter beträgt
der maximale Unterschied der Schichtdicken vorzugsweise 1000 nm.
Der maximale mittlere Unterschied der Schichtdicken beträgt vorzugsweise
500 nm. Weiterhin hat sich gezeigt, dass ein relativer Unterschied
der Schichtdicke zweier benachbarter Unterbereiche bevorzugt im
Bereich von 25% bis 200% zu wählen
ist, um eine besonders schillerarme Folie zu erhalten.
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Unter
Breitenabmessung eines Unterbereichs wird die kleinere Abmessung
des Unterbereichs bezeichnet, wobei der Unterbereich durch zwei
aufeinander senkrecht stehenden Abmessungen charakterisiert wird:
Die Abmessung, die über
die gesamte Fläche
des Unterbereichs gesehen kleiner ist, als die andere Abmessung,
stellt die Breitenabmessung dar. Die maximale Breitenabmessung stellt den über die
gesamte Fläche
des Unterbereichs gesehenen Maximalwert der Breitenabmessung dar. Die
größere Abmessung
des Unterbereichs wird als Längenabmessung
bezeichnet. Sind Längen-
und Breitenabmessung gleich, so wird unter Breitenabmessung sowohl
Breiten- als auch Längenabmessung
verstanden, beispielsweise bei quadratischen, regelmäßig polygonalen
und kreisförmigen
Unterbereichen. Bandförmige
Unterbereiche sind ebenfalls durch die Breitenabmessung charakterisiert,
weil sie erst für
das menschliche Auge auflösbar
sind, wenn die Breitenabmessung oberhalb des Auflösungsvermögens des
menschlichen Auges liegt.
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Weiter
kann auch vorgesehen sein, dass der mindestens eine Unterbereich
eine maximale Abmessung von weniger als 300 μm besitzt. Hierdurch wird das
Schillern der Folie weiter verringert, da so die optische Überlagerung
der Unterbereiche verbessert wird.
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Weiter
kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Unterbereich eine
Fläche
von weniger als 0,01 mm2 besitzt. Wenn es
sich beispielsweise um einen quadratischen Unterbereich handelt,
beträgt
die maximale Breitenausdehnung des Unterbereichs 0,1 mm = 100 μm. Hierdurch
wird das Schillern der Folie weiter verringert, da so die optische Überlagerung
der Unterbereiche verbessert wird.
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Es
kann weiter vorgesehen sein, dass der mindestens eine Unterbereich
eine minimale Abmessung von mehr als 30 μm besitzt. Der Wert der minimalen
Abmessung wird zum einen durch das Druckverfahren einschließlich der
Viskosität
der eingesetzten Farbe und zum anderen durch Verunreinigungen, wie
Staubpartikel, beim Druckprozess bestimmt.
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Der
Bereich kann einen Hintergrundbereich und eine Vielzahl von vollständig von
dem Hintergrundbereich umschlossenen Musterbereichen aufweisen,
wobei die Musterbereiche jeweils die Unterbereiche bilden, deren
maximale Breitenabmessung kleiner als 500 μm ist.
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Weiter
kann vorgesehen sein, dass jeder der Unterbereiche eine maximale
Breitenabmessung kleiner als 500 μm
besitzt. Die Unterbereiche können auch
eine Abmessung aufweisen, die größer als
500 μm ist.
Sie können
beispielsweise als streifenförmige Bereiche
ausgebildet sein, deren Länge
größer als 500 μm ist, deren
Breite jedoch kleiner als 500 μm
ist.
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Vorzugsweise
beträgt
der Dickenbereich der Farbschicht 600 nm bis 4 μm.
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Der
Bereich, in dem die Farbschicht vorgesehen ist, kann in erste Unterbereiche
mit niedriger Schichtdicke und zweite Unterbereiche mit hoher Schichtdicke
unterteilt sein. Es ist also möglich,
nur zwei unterschiedliche Schichtdicken vorzusehen. Es hat sich
gezeigt, dass es ausreichend ist, zwei unterschiedliche Bereichsausbildungen
vorzusehen, um das vom Menschen störend wahrgenommene flächige Schillern
der Farbschicht zu unterdrücken.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die ersten Unterbereiche mit niedriger
Schichtdicke einen Flächenanteil
von 50% bis 85% des Bereichs der Farbschicht, bevorzugt von etwa
75%, und die zweiten Unterbereiche mit hoher Schichtdicke einen
Flächenanteil
von 15% bis 50% des Bereichs der Farbschicht, bevorzugt von etwa
25%, aufweisen.
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Weiter
kann vorgesehen sein, dass mindestens die Bereiche mit hoher Schichtdicke
als Rasterpunkte oder gerasterte Bereiche ausgebildet sind.
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Vorteilhafterweise
weist die Farbschicht in den ersten Unterbereichen mit niedriger
Schichtdicke eine Schichtdicke von 300 nm bis 1000 nm auf.
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Vorteilhafterweise
kann weiter die Farbschicht in den zweiten Unterbereichen mit hoher Schichtdicke
eine Schichtdicke von 0,5 μm
bis 2 μm aufweisen.
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Weiter
kann vorgesehen sein, dass die Unterbereiche gemäß eines regelmäßigen, zweidimensionalen
Rasters angeordnet sind.
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Weitere
vorteilhafte Ausbildungen sind auf das Verfahren gerichtet.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Farbschicht mittels eines Tiefdruckverfahrens
mit einer Tiefdruck-Rasterwalze aufgebracht wird.
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Vorteilhafterweise
werden in dem Bereich der Farbschicht erste Unterbereiche mit niedriger Schichtdicke
und zweite Unterbereiche mit hoher Schichtdicke ausgebildet.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Farbe in den zweiten Unterbereichen
mit hoher Schichtdicke mit einem Auftragsgewicht aufgetragen wird,
das dem 1,5-fachen bis 2,5-fachen des Auftragsgewichts, bevorzugt
dem 2-fachen des Auftragsgewichts in den ersten Unterbereichen mit
niedriger Schichtdicke entspricht.
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Es
kann vorgesehen sein, dass das Auftragsgewicht in den Bereichen
mit niedriger Schichtdicke 0,5 bis 1,0 g/m2 ist,
vorzugsweise 0,68 g/m2 ist. Unter dem angegebenen
Auftragsgewicht ist das trockene Auftragsgewicht verstanden, d.
h. das Auftragsgewicht nach dem Trocknen der Farbschicht. Das Auftragsgewicht
beim Drucken kann beispielsweise wegen eines Lösungsmittelanteils größer sein. Das
trockene Auftragsgewicht hängt
folglich vom Feststoffanteil im Nasslack ab.
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Weiter
kann das Auftragsgewicht in den in den zweiten Unterbereichen mit
hoher Schichtdicke 1,0 bis 2,0 g/m2 sein,
vorzugsweise 1,36 g/m2. Unter dem angegebenen
Auftragsgewicht ist das trockene Auftragsgewicht verstanden, wie
vorstehend angegeben.
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Vorteilhafterweise
kann vorgesehen sein, dass die zweiten Unterbereiche mit hoher Schichtdicke
zufallsverteilt angeordnet werden. Durch die Zufallsverteilung wird
die Ausbildung von Mustern vermieden, die u. U. zu störenden optischen
Effekten, wie beispielsweise Moiré, führen können.
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Es
ist weiter möglich,
dass zunächst
in dem Bereich eine erste Farbschicht mit einem ersten Auftragsgewicht
und sodann in den zweiten Unterbereichen eine zweite Farbschicht
mit einem zweiten Auftragsgewicht aufgebracht wird, wobei das erste
Auftragsgewicht dem Auftragsgewicht in den ersten Unterbereichen
mit niedriger Schichtdicke entspricht und die Summe aus dem ersten
und dem zweiten Auftragsgewicht dem Auftragsgewicht in den zweiten Unterbereichen
mit hoher Schichtdicke entspricht. Wenngleich bei dieser Ausführung zwei
Druckvorgänge
vorgesehen sind, so kann der Nachteil einer höheren Durchlaufzeit dadurch
aufgewogen sein, dass es ohne Änderungen
an der Rasterwalze möglich
ist, unterschiedliche Auftragsgewichte zu realisieren, indem das
Auftragsgewicht der ersten Farbschicht beispielsweise durch Abstandsänderung
an einer Rakelwalze variiert wird.
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Weitere
Ausbildungen sind auf die Rasterwalze gerichtet.
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Es
kann vorgesehen sein, dass das Volumen und/oder die Flächendichte
der näpfchenförmigen Vertiefungen
der einander benachbarten Oberflächenbereiche
so gewählt
ist, dass der Unterschied der mittleren Schichtdicken der den benachbarten Oberflächenbereichen
zugeordneten Unterbereiche der Farbschicht mehr als 10 nm, bevorzugt
zwischen 10 nm und 500 nm, beträgt.
Die Ausbildung und die Verteilung der näpfchenförmigen Vertiefungen zur Erzielung
einer vorgegebenem Schichtdicke, die unter Anderem abhängig ist
von der Viskosität
der Farbe und dem Farbaufnahmevermögen der zu bedruckenden Folie,
sind dem Fachmann bekannt.
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Weiter
kann vorgesehen sein, dass die dem Bereich der Farbschicht zugeordnete
Oberfläche
der Rasterwalze in erste Oberflächenbereiche
mit niedrigem Farbaufnahmevolumen und zweite Oberflächenbereiche
mit hohem Farbaufnahmevolumen unterteilt ist.
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Die
ersten Oberflächenbereiche
mit niedrigem Farbaufnahmevolumen können einen Flächenanteil
von 50% bis 85% der Oberfläche
der Rasterwalze und die zweiten Oberflächenbereiche mit hohem Farbaufnahmevolumen
einen Flächenanteil
von 15% bis 50% der Oberfläche
der Rasterwalze aufweisen. Vorzugsweise können die ersten Oberflächenbereiche
mit niedrigem Farbaufnahmevolumen einen Flächenanteil von etwa 75% der
Oberfläche
der Rasterwalze und die zweiten Oberflächenbereiche mit hohem Farbaufnahmevolumen
einen Flächenanteil von
etwa 25% der Oberfläche
der Rasterwalze aufweisen.
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Weiter
kann vorgesehen sein, dass die näpfchenförmigen Vertiefungen
eine Rasterweite von kleiner als 500 μm aufweisen. Rasterpunkte kleiner als
500 μm werden
im Allgemeinen mit unbewaffnetem Auge nicht mehr wahrgenommen, wobei
weiter angenommen wird, dass die Farbfläche der Folie vorwiegend aus
einem größeren Abstand
als der deutlichen Sichtweite (250 mm) betrachtet wird. Aus der Drucktechnik
ist bekannt, dass eine Auflösung
von 400 dpi (Punkte pro Inch) ≙ 157
dpc (Punkte pro cm) mit Sicherheit nicht mehr auflösbar ist.
Diese Auflösung
entspricht einer Punktgröße von 25,4
mm/400 = 64 μm.
Es kann also eine Rasterweite < 64 μm bevorzugt
sein.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die näpfchenförmigen Vertiefungen
gemäß eines
regelmäßigen, zweidimensionalen
Rasters angeordnet sind.
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Es
ist möglich,
dass die näpfchenförmigen Vertiefungen
in einem Quadratraster angeordnet sind. Unter dem Quadratraster
ist hier ein Raster verstanden, der aus rechteckigen Bereichen gebildet
ist. Der Raster kann also auch unterschiedliche Rasterweiten in
X-Richtung und in Y-Richtung aufweisen.
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Weiter
ist es möglich,
dass die näpfchenförmigen Vertiefungen
in einem Hexagonalraster angeordnet sind.
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Es
kann weiter vorgesehen sein, dass der Raster gegenüber der
Drehachse der Rasterwalze verschwenkt angeordnet ist, beispielsweise
um 45° verschwenkt.
Auf diese Weise erscheinen beispielsweise näpfchenförmige Vertiefungen mit quadratischer
Grundfläche
als näpfchenförmige Vertiefungen mit
rhombischer Grundfläche.
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Bei
dem Raster kann es sich um einen amplitudenmodulierten Raster oder
um einen frequenzmodulierten Raster oder um einen Hybridraster handeln.
Bei dem amplitudenmodulierten Raster variiert die Größe der Rasterpunkte,
d. h. die Tiefe und/oder die Größe, wie
weiter unten beschrieben. Bei dem frequenzmodulierten Raster variiert
die Anzahl der Rasterpunkte pro Fläche. Es ist also beispielsweise möglich, die
Schichtdicke der Farbschicht durch die Anzahl der Rasterpunkte pro
Fläche
einzustellen. Durch geeignete Wahl der Viskosität der Farbe kann erreicht werden,
dass die Rasterpunkte in der Fläche fließen und
eine homogene Farbschicht ausbilden, in der nach dem Trocknen Rasterpunkte
nicht mehr zu unterscheiden sind. Bei dem Hybridraster handelt es sich
um einen Raster, bei dem sowohl die Größe der Rasterpunkte als auch
die Flächendichte
der Rasterpunkte variiert.
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Es
kann vorgesehen sein, dass näpfchenförmige Vertiefungen
in dem ersten Oberflächenbereich mit
niedrigem Farbaufnahmevolumen eine geringere Tiefe aufweisen als
näpfchenförmigen Vertiefungen in
dem zweiten Oberflächenbereich
mit hohem Farbaufnahmevolumen.
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Die
näpfchenförmigen Vertiefungen
in dem ersten Oberflächenbereich
mit niedrigem Farbaufnahmevolumen können eine Tiefe im Bereich
von 0,5 μm
bis 300 μm
aufweisen. Beispielsweise haben so genannte hochaufgelöste Rasterwalzen
(500 lpi ≙ 196
lpc Auflösung)
Näpfchentiefen
von ca. 5 μm, niedrigaufgelöste Rasterwalzen
(120 lpi ≙ 47
lpc) Näpfchentiefen
von 300 μm.
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Die
näpfchenförmigen Vertiefungen
in dem zweiten Oberflächenbereich
mit hohem Farbaufnahmevolumen können
eine Tiefe aufweisen, die etwa zwischen 5% und 50% über dem
Farbaufnahmevolumen der näpfchenförmigen Vertiefungen
in dem ersten Oberflächenbereich
liegt.
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Weiter
ist es möglich,
dass die näpfchenförmigen Vertiefungen
mit niedrigem Farbaufnahmevolumen eine geringere Flächenausdehnung
aufweisen als die näpfchenförmigen Vertiefungen
mit hohem Farbaufnahmevolumen.
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Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es
zeigen
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1 eine
Vorrichtung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Folie in schematischer
Darstellung;
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2a ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen schillerarmen
Folie in schematischer Draufsicht;
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2b eine
schematische Schnittdarstellung der Folie in 2a;
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3 die
Oberfläche
eines ersten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Rasterwalze
in schematischer Abwicklung;
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4 eine
schematische Schnittdarstellung längs der Schnittlinie III-III
in 2;
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5 die
Oberfläche
eines zweiten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Rasterwalze
in schematischer Abwicklung;
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6 die
Oberfläche
eines dritten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Rasterwalze
in schematischer Abwicklung;
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7 ein
erstes Ausführungsbeispiel
der Anordnung und Ausbildung von Bereichen mit hoher Auftragsdichte
in schematischer Darstellung;
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8 ein
zweites Ausführungsbeispiel
der Anordnung und Ausbildung von Bereichen mit hoher Auftragsdichte
in schematischer Darstellung;
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9 ein
drittes Ausführungsbeispiel
der Anordnung und Ausbildung von Bereichen mit hoher Auftragsdichte
in schematischer Darstellung.
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1 zeigt
eine Druckvorrichtung 1 zum Bedrucken einer Folie 11 im
Tiefdruckverfahren. Bei der Folie kann es sich beispielsweise um
eine Kunststofffolie mit einer Dicke von 12 bis 25 μm handeln,
die von einer Vorratsrolle 121 abgewickelt wird, durch eine
Druckstation 13 geführt
wird und sodann auf eine Speicherrolle 122 aufgewickelt
wird. Ein derartiges Fertigungsverfahren wird auch als Rolle-zu-Rolle-Verfahren
bezeichnet.
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Bei
der Druckstation 13 handelt es sich um eine Druckstation
für das
Tiefdruckverfahren. Eine rotierende Druckwalze 131 taucht
mit einem Abschnitt unterhalb der Drehachse in Druckfarbe 132 ein,
die in einer Vorratswanne 133 aufgenommen ist. Bei der
Druckfarbe 132 handelt es sich um eine für das Tiefdruckverfahren
geeignete Druckfarbe, die in näpfchenförmige Vertiefungen
in der Oberfläche
der Druckwalze 131 aufgenommen wird. Eine Rakel 134 ist
stromabwärts
an der Druckwalze 131 angeordnet und streift überschüssige Druckfarbe 132 von
der Oberfläche
der Druckwalze 131 ab.
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Die
zu bedruckende Folie 11 wird durch eine Andruckwalze 135 gegen
die Oberfläche
der Druckwalze 131 gepresst, wodurch die in den näpfchenförmigen Vertiefungen
der Druckwalze 131 aufgenommene Druckfarbe 132 auf
die Oberfläche
der Folie 11 übertragen
wird und dort eine mit einer monochromen Farbschicht bedruckte Folie 14 ausbildet.
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Hinter
der Druckstation 13 ist die Speicherrolle 122 angeordnet,
auf der die bedruckte Folie 14 aufgenommen wird.
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Bei
der Druckwalze 131 handelt es sich um eine Rasterwalze,
d. h. die näpfchenförmigen Vertiefungen
sind in einem Raster in der Oberfläche der Druckwalze angeordnet.
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Die 2a und 2b zeigen
nun ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen schillerarmen
Folie.
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Eine
Folie 2 ist als ein Folien-Mehrschichtkörper aus einer Trägerfolie 21,
einer Farbschicht 22 und einer Kleberschicht 23 ausgebildet.
Bei der Folie 2 kann es sich beispielsweise um eine Laminierfolie oder
eine Heißprägefolie
handeln.
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Bei
der Trägerfolie
kann es sich um eine PET-Folie von 12 bis 25 μm Dicke handeln. Die Farbschicht 22 ist
aus einem semitransparenten einfarbigen Lack ausgebildet. Bei der
Kleberschicht 23 kann es sich um eine Heißkleberschicht
handeln.
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Die
Farbschicht 22 weist einen Bereich 220 auf, der
in dem in 2a und 2b dargestellten Ausführungsbeispiel
sechs Unterbereiche 220h aufweist, die eine hohe Schichtdicke
aufweisen und einen Unterbereich 220n, der eine niedrige
Schichtdicke aufweist. Die Farbschicht besteht aus einem transparenten
oder semitransparenten, farbigen Lack. Der Unterbereich 220n bildet
in dem in 2a und 2b dargestellten
Ausführungsbeispiel
einen Hintergrundbereich für
die Unterbereiche 220h, die in dem Hintergrundbereich vollständig von
dem Hintergrundbereich umschlossene Musterbereiche bilden. In dem
in 2a und 2b dargestellten
Ausführungsbeispiel
weist der Unterbereich 220n mit niedriger Schichtdicke
eine mittlere Schichtdicke von 700 nm auf und der Unterbereich 220h mit
hoher Schichtdicke eine mittlere Schichtdicke von 1400 nm auf. Unter
mittlerer Schichtdicke ist hierbei die über die Fläche des Unterbereichs gemittelte
Schichtdicke zu verstehen. Vorzugsweise weisen die Unterbereiche hierbei
eine im Bereich der üblichen
Toleranzen einheitliche Schichtdicke auf. Der Flächenanteil der Unterbereiche 220h mit
hoher Schichtdicke an der Fläche
des Bereichs 220 der Farbschicht beträgt 30%. Folglich ist die mittlere
Schichtdicke des Bereichs 220 der Farbschicht 22 0,3 × 1400
nm + 0,7 × 700
nm = 910 nm.
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Jeder
der Unterbereiche 220h mit hoher Schichtdicke ist als ein
kreisförmiger
Bereich ausgebildet, dessen Durchmesser kleiner als 500 μm ist.
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Sowohl
in dem Unterbereich 220n mit niedriger Schichtdicke als
auch in den Unterbereichen 220h mit hoher Schichtdicke
schillert die Farbschicht 22 infolge der Reflexion auf
die Farbfläche 22 fallenden
Lichtes an Grenzflächen
und durch Interferenz der von der Vorderseite und der Rückseite
der Farbschicht reflektierten Lichtstrahlen. In einem Dickenbereich
der Farbschicht von 100 nm bis 10 μm kann so der Farbeindruck durch
Auftreten prägnanter
Maxima beeinflusst sein. Durch die Aufteilung der Farbfläche in sehr
kleine Bereiche mit unterschiedlichen Schichtdicken wird der Effekt
des Schillerns dadurch vermieden oder zumindest vermindert, dass
in den benachbarten Bereichen unterschiedliche durch Interferenz
generierte Farbeffekte auftreten, die sich bei Betrachtung mit einem
unbewaffneten Auge derart überlagern,
dass die einzelnen Interferenzeffekte der einzelnen Bereiche nicht
mehr wahrnehmbar sind bzw. sich gegenseitig auslöschen und durch die Überlagerung
im Weiteren von dem menschlichen Betrachter eine einheitliche schillerarme
Farbfläche wahrgenommen
wird. Wie Versuche gezeigt haben, tritt der beschriebene Effekt
bevorzugt ein, wenn sich die Schichtdicken benachbarter Unterbereiche
um 10 nm bis 1000 nm voneinander unterscheiden.
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Bei
den 2a und 2b handelt
es sich um schematische Darstellungen, bei denen die Unterbereiche 220n und 220h als
scharf abgegrenzte Unterbereiche mit konstanter Schichtdicke dargestellt
sind. Wenn beispielsweise die Farbschicht aus einem beim Drucken
aufgetragenen Nasslack gebildet ist, kann der Nasslack jedoch je
nach Konsistenz mehr oder weniger verlaufen, so dass beispielsweise die
Unterbereiche 220n konvex gewölbt, also linsenförmig, und
die Unterbereiche 220h konkav, d. h. nach innen gewölbt, ausgebildet
sein können.
Weiter kann der Umriss der Unterbereiche 220n, 220h von der
idealen Form abweichen und verlaufen ausgebildet sein.
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Im
Folgenden wird nun der Aufbau einer Druckwalze erläutert, welche
für die
Herstellung der Farbschicht 22 verwendet werden kann.
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Die 3 und 4 zeigen
nun ein erstes Ausführungsbeispiel
der dem Bereich der Farbschicht zugeordneten Oberfläche der
Druckwalze 131 in einer schematischen Abwicklung.
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Eine
dem Bereich der Farbschicht zugeordnete Oberfläche 3 der Druckwalze 131 weist
eine Vielzahl von tiefen Näpfchen 31 und
flachen Näpfchen 32 auf,
die in dem in 3 und 4 dargestellten
Ausführungsbeispiel
als pyramidenförmige bzw.
pyramidenstumpfförmige
Vertiefungen in der Oberfläche 3 ausgebildet
sind. Die Näpfchen 31 und 32 weisen
eine quadratische Grundfläche
auf und sind in einem quadratischen Raster angeordnet. Dabei nehmen
die Näpfchen 31 und 32 bezüglich der Drehachse
der Druckwalze 131 (siehe 1) eine um
45° gedrehte
Position ein, d. h. sie erscheinen als Rauten. In 3 ist
ein rechteckförmiger
Abschnitt der Oberfläche 3 dargestellt,
dessen Fläche
der von 384 Näpfchen
entspricht.
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Die
Näpfchen 31 und 32 weisen
solche Abmessungen auf, dass sie mit einem unbewaffneten menschlichen
Auge nicht mehr wahrnehmbar sind, d. h. ihre Kantenlänge ist
kleiner als 500 μm.
In dem in 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel
beträgt
die Kantenlänge
100 μm.
Die Grundfläche
der Näpfchen 31 und 32 beträgt folglich
0,01 mm2.
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Wie
in 3 zu erkennen, bilden jeweils 4 × 4 Näpfchen 31 einen
quadratischen bzw. in der Gebrauchslage rautenförmigen Oberflächenbereich 310 mit
hohem Farbaufnahmevolumen und jeweils 4 × 4 Näpfchen 32 einen quadratischen
bzw. in der Gebrauchslage rautenförmigen Oberflächenbereich 320 mit
niedrigem Farbaufnahmevolumen. Folglich weisen die Oberflächenbereiche 310 und 320 eine
Kantenlänge
von 4 × 100 μm = 400 μm auf. In
dem in 3 dargestellten Ausschnitt der Oberfläche 3 sind 6
Oberflächenbereiche 310 mit
hohem Farbaufnahmevolumen und 18 Oberflächenbereiche 320 mit niedrigem
Farbaufnahmevolumen enthalten, wobei in den Randabschnitten des
Oberflächenausschnitts einige
der Oberflächenbereiche 320 angeschnitten sind.
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Der
Anteil der Oberflächenbereiche 310 mit hohem
Farbaufnahmevolumen, die tiefe Näpfchen 31 aufweisen,
an der Oberfläche 3 beträgt also 6/(6 + 18) = 6/24 ≙ 25%.
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Der
Anteil der Oberflächenbereiche 320 mit niedrigem
Farbaufnahmevolumen, die aus flachen Näpfchen 32 gebildet
sind, an der Oberfläche 3 beträgt 18/(6 + 18) = 18/24 ≙ 75%.
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Beispielsweise
kann die Schichtstärke
der mittels der mit der Oberfläche 3 versehenen
Druckwalze 131 aufgetragenen Farbschicht in den Oberflächenbereichen 310 mit
hohem Farbaufnahmevolumen 1,4 μm
und in den Oberflächenbereichen 320 mit
niedrigem Farbaufnahmevolumen 0,7 μm betragen. Daraus resultiert
eine mittlere Schichtstärke
von 0,25 × 1,4 μm + 0,75 × 0,7 μm = 0,875 μm.
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5 zeigt
nun ein zweites Ausführungsbeispiel
der Oberfläche
der Druckwalze 131 in schematischer Abwicklung.
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Eine
Oberfläche 5 der
Druckwalze 131 weist wie die Oberfläche 3 in 3 eine
Vielzahl der tiefen Näpfchen 31 und
der flachen Näpfchen 32 auf,
die als pyramidenförmige
bzw. pyramidenstumpfförmige Vertiefungen
in der Oberfläche 5 ausgebildet
sind. Die tiefen Näpfchen 31 sind
jedoch nun zufallsverteilt in der Oberfläche 5 angeordnet,
so dass sie keine sich wiederholenden Oberflächenbereiche ausbilden.
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Wie
in dem in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist ein rechteckförmiger
Ausschnitt der Oberfläche 5 dargestellt,
dessen Fläche der
von 384 Näpfchen 31 und 32 entspricht,
und es sind 96 tiefe Näpfchen 31 vorgesehen.
Folglich ist der Anteil der tiefen Näpfchen 31 an der Gesamtzahl der
Näpfchen 31 und 32 wiederum 96/384 ≙ 25%.
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Vorteilhafterweise
ist wegen der Zufallsverteilung bei dem in 5 dargestellten
Ausführungsbeispiel
eine besonders wirkungsvolle Unterdrückung des Schillerns der Farbschicht
erreicht. Eine regelmäßig gemusterte
Farbfläche
könnte
beispielsweise einen Moiré-Effekt
auslösen.
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Ein
weiterer Vorteil der zufallsverteilten Anordnung der tiefen Näpfchen 31 ist,
dass der Anteil der tiefen Näpfchen 31 an
der Gesamtzahl der Näpfchen 31 und 32 sehr
einfach variiert werden kann, wogegen die Gruppierung der Näpfchen 31 in
wiederkehrenden Bereichen einen größeren Entwicklungsaufwand erfordert
und in Abhängigkeit
vom gewählten
Raster nur für
ausgewählte
Verhältniszahlen möglich ist.
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6 zeigt
nun ein drittes Ausführungsbeispiel
der Oberfläche
der Druckwalze 131 in schematischer Abwicklung.
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Eine
Oberfläche 6 der
Druckwalze 131 weist eine Vielzahl von tiefen Näpfchen 61 und
flachen Näpfchen 62 auf,
die als pyramidenförmige
bzw. pyramidenstumpfförmige
Vertiefungen in der Oberfläche 6 ausgebildet
sind. Die pyramidenstumpfförmigen
Vertiefungen weisen eine dreieckige Grundfläche auf. Weil die Grundfläche aus
einem gleichseitigen Dreieck gebildet ist, können sechs der Grundflächen zu
einem regelmäßigen Sechseck
zusammengefügt
werden.
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Zur
Berechnung des Anteils der tiefen Näpfchen 61 an der Gesamtfläche ist
ein sechseckiger Bereich 630 ausgewählt, wobei die Oberfläche 6 durch
die lückenlose
Aneinanderreihung von Bereichen 630 gebildet ist. Wie in 6 zu
erkennen, ist der Bereich 630 aus sechs gleichseitigen
Dreiecksbereichen gebildet, die jeweils aus 9 Näpfchen 61 bzw. 62 gebildet
sind. Zwei der sechs gleichseitigen Dreiecksbereiche ist aus tiefen
Näpfchen 61 gebildet. Der
Anteil der tiefen Näpfchen 61 an
der Gesamtzahl der Näpfchen 61 und 62 beträgt folglich 2/(2 + 4) = 1/3 ≙ 331/3%
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Die
Dreiecksbereiche aus tiefen Näpfchen 61 bilden
in dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel
fortlaufende regelmäßige Muster,
die aus geringer Entfernung u. U. mit bloßem Auge erkennbar sind. Es
kann jedoch vorgesehen sein, ein solches Muster als gestaltendes
Element einzusetzen, um einer monochromen Farbfläche einen speziellen Materialcharakter
zu verleihen.
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Die 7 bis 9 zeigen
Oberflächen 7 bis 9,
die sich durch die Größe und/oder
die Anordnung von Oberflächenbereichen 710, 810, 910 mit hohem
Farbaufnahmevolumen, die aus tiefen Näpfchen gebildet sind, unterscheiden.
Die Rasterweite beträgt
in allen Ausführungsbeispielen
360 lpi (Linien pro Inch) ≙ 141
lpc (Linien pro cm), das Auftragsgewicht beträgt jeweils 1,36 g/m2. In den übrigen aus flachen Näpfchen gebildeten
Oberflächenbereichen mit
niedrigem Farbaufnahmevolumen beträgt das Auftragsgewicht 0,68
g/m2. Es handelt sich dabei jeweils um das
trockene Auftragsgewicht. Das Auftragsgewicht beim Drucken kann
beispielsweise wegen eines Lösungsmittelanteils
in einem zur Ausbildung der Farbschicht vorgesehenen Nasslack größer sein.
Das trockene Auftragsgewicht hängt
folglich vom Feststoffanteil im Nasslack ab.
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Die
Bereiche 710 in 7 sind als regelmäßige Sechsecke
ausgebildet, die mit einem Mittenabstand a = 353 μm in einem
Hexagonalraster angeordnet sind.
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Die
Bereiche 810 in 8 sind ebenfalls als regelmäßige Sechsecke
ausgebildet, die mit einem Mittenabstand b = 1058 μm in einem
Hexagonalraster angeordnet sind. Die Seitenlänge des Oberflächenbereichs 810 mit
hohem Farbaufnahmevolumen ist doppelt so groß wie die Seitenlänge des
Oberflächenbereichs 710 mit
hohem Farbaufnahmevolumen.
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Die
Oberflächenbereiche 910 mit
hohem Farbaufnahmevolumen in 9 sind zufallsverteilt angeordnet,
so dass sie keine für
das unbewaffnete Auge sichtbaren Muster bilden. Die Oberflächenbereiche 910 weisen
die gleiche Größe auf wie
die Oberflächenbereiche 710.
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In
den in den 1 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispielen
ist das Auftragsgewicht der monochromen Farbschicht durch unterschiedliche Schichtdicken
ausgebildet worden. Es ist jedoch auch möglich, das Auftragsgewicht
durch die Größe der Druckpunkte
bzw. der Näpfchen
zu variieren.
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Wie
bereits weiter oben angeführt,
kann eine mit der Druckwalze 131 in 3 bis 9 aufgetragene
Farbschicht mehr oder weniger verlaufene Unterbereiche aufweisen,
die von der exakten Geometrie der in die Oberfläche der Druckwalze 131 eingebrachten
Oberflächenbereiche
mit hohem Farbaufnahmevolumen bzw. mit niedrigem Farbaufnahmevolumen
abweichen. Entscheidend für
die Erzeugung einer schillerarmen Folie ist jedoch, dass die mittleren
Schichtdicken in benachbarten Unterbereichen der Farbschicht der
Folie unterschiedlich ausgebildet sind.