DE10324935A1

DE10324935A1 - Prägezylinder

Info

Publication number: DE10324935A1
Application number: DE2003124935
Authority: DE
Inventors: Peter Reich
Original assignee: Hueck Folien GmbH and Co KG
Current assignee: Hueck Folien GmbH
Priority date: 2003-06-03
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: DE10324935B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen nahtlosen Prägezylinder, ein Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung.

Description

Aus der WO 00/20217 ist eine Stichtiefdruckplatte zum vollflächigen Drucken zusammenhängender Druckbildbereiche bekannt, wobei in den gravierten farbaufnehmenden Bereichen Trennstege vorhanden sind, die derart gestaltet sind, dass sie keine Flächen in Höhe der Druckplattenoberfläche aufweisen.

In WO 02/20268 ist ein Verfahren zur Herstellung von Stichtiefdruckplatten beschrieben, wobei die Linienstrukturen mittels eines Computerprogramms erzeugt und bearbeitet werden.

Aus der WO 02/20274 sind Datenträger mit einem Sicherheitselement bekannt, das wenigstens in einem Teilbereich eine im nicht farbführenden Stichtiefdruck mit Hilfe einer ebenfalls beschriebenen Stichtiefdruckplatte erzeugte Halbtonblindprägung aufweist.

Bisher bekannte Verfahren zur Herstellung von Prägezylindern für den Tiefdruck, wie Muletieren oder Rekombinieren, erlauben die Herstellung von Prägezylindern, die allerdings Nähte und Stöße aufweisen.

Ein Prägezylinder ist aber ein endloses Druckwerkzeug und sollte dementsprechend auch endlose Strukturen aufweisen, die mit den herkömmlichen Verfahren nicht erzeugbar sind.

Aufgabe der Erfindung war es einen nahtlosen Prägezylinder und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Prägezylinder, dadurch gekennzeichnet, dass der Prägezylinder ein nahtloser Prägezylinder ist und die auf dem Prägezylinder dargestellten Strukturen mittels eines winkeldefinierten asymmetrischen Stichel erzeugt werden.

Der erfindungsgemäße Prägezylinder wird vorzugsweise zur Herstellung von optisch wirksamen Strukturen, insbesondere zur Prägung von UV-härtbaren Lackschichten, beispielsweise Beugegittern, Linsen, Prismen, Fresnell-Strukturen und dergleichen auf gegebenenfalls beschichteten Kunststofffolien verwendet.

Der Gravurstichel ist vorzugsweise ein Diamantstichel. Üblicherweise werden symmetrisch geschliffene Diamantstichel zur Herstellung der Oberflächenstrukturen eines Prägezylinders eingesetzt, wobei die Stichel jeweils symmetrisch üblicherweise in einem Winkel von 90°, 105°, 110°, 120°, 130° oder 140° geschliffen ist. Üblicherweise werden mit diesem Gravurstichel kleine Näpfchen in den Zylinder (beispielsweise einen Kupferzylinder) graviert. Der Gravurstichel ist bei allen Herstellern von Gravurmaschinen, (z.B. Ohio Engravers, Hell, Dätwyler) in einen Gravurkopf eingebaut, an dem 2 verschiedenen Steuerungseinheiten angebracht sind. Das Stellglied für die Gravurtiefe wird über eine angelegte Gleichspannung angesteuert. Die Frequenz der Näpfchenerzeugung wird über eine angelegte Wechselspannung gesteuert.

Je nach Funktion der Gravurmaschine arbeiten die Gravurköpfe zwischen 2800 und 8000 Hz. Das heißt, die Gravurmaschine ist in der Lage bei 8000 Hz, 8000 Näpfchen in den Kupferzylinder zu schlagen. Die Tiefe der Näpfchen wird durch die Intensität der Gleichspannung geregelt. Für die Steuerung der Gleichspannung wird vorzugsweise ein 256 Streifenmodus (8 bit) verwendet. Damit wird die Erzeugung von verschiedenen Farbstärken in 256 Abstufungen möglich.

Erfindungsgemäß werden jedoch, insbesondere abhängig von der gewünschten Struktur, Tiefe, Abstand und Form der einzelnen Bestandteile der optisch wirksamen Struktur, asymmetrisch geschliffene Diamantstichel verwendet.

Die optisch wirksame Struktur als solche kann dabei in Form von Linien, Mustern, Zeichen, Bildern, Buchstaben, Zahlen und dergleichen vorliegen.

Dabei werden die entsprechenden Winkel des Stichels abhängig von den oben genannten gewünschten Eigenschaften der geprägten optisch wirksamen Struktur gewählt.

So wird beispielsweise bei einem gewünschten Linienabstand von 2 – 100 μm, vorzugsweise 5–20 μm, einer gewünschten Abformtiefe von 1–30 μm, vorzugsweise etwa 1–10 μm zur Herstellung einer optisch wirksamen Struktur in einem strahlungshärtbaren Lack ein Stichel verwendet, der 35–50° (vorzugsweise etwa 45°) und 60–85° (vorzugsweise etwa 70°) geschliffen ist, verwendet.

Die Auswahl des Stichelwinkels und der Gravurtiefe erfolgt derart, dass eine Stegbreite von etwa 0,5–5 μm, vorzugsweise 1–2 μm erreicht wird.

Ferner kann erfindungsgemäß die Wechselspannung deaktiviert oder moduliert werden. Die Modulation der Wechselspannung kann dabei Amplituden- oder Hüllkurvenmoduliert erfolgen. Dadurch ist es möglich durch Modulation der Gleichspannung unterschiedlich tiefe Linien, in beispielsweise 256 verschiedenen Tiefen, in den Zylinder einzubringen. Durch diese Modifikation werden nicht mehr im Raster angeordnete Näpfchen erzeugt, sondern der Zylinder wird strukturiert.

Um den erfindungsgemäßen endlosen Prägezylinder herzustellen wird ein erfindungsgemäßer asymmetrisch geschliffener Stichel, vorzugsweise Diamantstichel verwendet.

Der Prägezylinder wird auf einem bekannten Gravursystem, beispielsweise auf einem Ohio Gravursystem hergestellt.

Dabei wird z.B. ein TransScribe-Intagliokopf mit Gleichspannungsansteuerung verwendet. Die üblicherweise vorhandene Wechselspannungszuführung zum Gravurkopf kann deaktiviert bzw. moduliert werden.

Anschließend wird entsprechend der gewünschten Linientiefe und dem gewünschten Abstand der Linien (Raster) der Vorschub des Gravurkopfs berechnet.

Beispielsweise wird bei einem Rastervorschub von 9,3338 μm pro Zylinderumdrehung (= 0,00093338 cm, entspricht 1071,375003 Linien/cm) diagonal der Gravurraster berechnet. Dazu wird die Anzahl der Linien entsprechend der üblichen und dem Fachmann bekannten Berechungsformel mit dem cos von 45° multipliziert. Daraus ergibt sich ein numerischer Wert, der manuell in das Rasterinformationsfenster für das Horizontaisetting eingegeben wird.

Gegebenenfalls muss anschließend auch noch der Wert für das Vertikalsetting berechnet werden, wobei folgende Formel angewandt wird:
(437,4 × Zylinderumfang)/c
wobei c die Konstante des Vertikalencoders bedeutet. Üblicherweise beträgt der Wert dieser Konstante 5–15.

Das numerische Ergebnis dieser Berechnung wird auf die Einerstelle gerundet und als Vertikalsetting eingegeben.

Zur Abarbeitung der notwendigen Funktionen wird der Raster im angegebenen Beispiel auf der Gravurmaschine auf etwa 575 Linien/cm und der Winkel auf 60° gesetzt.

Durch das Anlegen der Gleichspannung kann nun die gewünschte Struktur, beispielsweise ein Beugungsgitter, ein Oberflächenrelief, ein Hologramm, Fresnell-Strukturen, Linsen und dergleichen, in Abhängigkeit von der Höhe der Gleichspannung des Gravurkopfes in die Beschichtung des Zylinders, vorzugsweise in eine Kupferbeschichtung eingebracht werden.

Gegebenenfalls kann der Zylinder anschließend auf übliche Weise vernickelt werden und vorzugsweise in bekannten UV-Prägeverfahren abgeformt werden.

Eine Oberflächenbehandlung mit dem elektrolytischen bzw. chemischen Glänzen veredelt die Abformstruktur und erzeugt eine brilliante Oberfläche.

Das anodische Glänzen oder Polieren bildet eine wertvolle Ergänzung der verschiedenen Polierverfahren, es stellt jedoch keinen universellen Ersatz anderer Verfahren dar. Es eignen sich weder alle Metalle dafür, noch können mit diesem Verfahren alle gewünschten Oberflächenprofile hergestellt werden. Diese einschränkenden Feststellungen sind wichtig, weil nur durch Absteckung der Grenzen der Anwendungsmöglichkeit Misserfolge und Enttäuschungen vermieden werden können. Das Wesen des anodischen Polierens, auch elektrolytisches Polieren oder Elektropolieren, besteht darin, dass die zu polierende Oberfläche als positiver Pol, Anode, in einer geeigneten Lösung, dem Elektrolyten, der auf das zu behandelnde Metall speziell abgestimmt sein muss, mehr oder minder lange, meist einige Minuten bis zu einer Viertelstunde, behandelt wird. Der Elektropoliervorgang geht demnach umgekehrt wie die galvanische Metallabscheidung an der Kathode vor sich. Das anodisch geschaltete Metall löst sich im Elektrolyten auf, doch geht die Auflösung an den Mikroerhöhungen der Oberfläche stärker vor sich als in den Vertiefungen. Dadurch erfolgt eine allmähliche Einebnung und Glättung im Mikrobereich, die bis zu Hochglanz führen kann.

Voraussetzung für den Erfolg des Elektropolierens ist, dass ein polierbares Metall vorliegt und dass der darauf abgestimmte Elektrolyt angewandt wird. Die meisten homogenen Metalle und Legierungen lassen sich gut polieren. So ist
das Verfahren z.B. besonders geeignet für nichtrostende Chrom-Nickel-Stähle, für viele Hartmetalle, für Reinaluminium und nicht zu hoch legiertes Aluminium, für kupferreiches Messing und andere Kupferlegierungen, für Edelmetalle. Verschiedene der genannten Metalle sind mechanisch nur schwierig auf guten Hochglanz zu bringen. Bei heterogenen, mehrphasigen Systemen, wie z.B. Kohlenstoffstähle, zinkreiches oder bleihaltiges Messing, Aluminiumgusslegierungen, werden die einzelnen Phasen in verschiedenem Maße angegriffen, so dass es bei diesen Metallen meist nicht gelingt, durch anodisches Polieren einwandfreien Hochglanz zu erzielen. Die Erzielung von Seidenglanz ist hingegen oft möglich.

Der bevorzugte Angriff auf die aus der Oberfläche herausragenden Stellen führt dazu, dass am Werkstück vorhandene Grate rasch abgetragen werden. Das Elektropolieren eignet sich daher vorzüglich zum Entgraten von Werkstücken, insbesondere solchen, die auf andere Weise nur schwierig zu entgraten sind oder die dazu viel Handarbeit erfordern würden. Für das Entgraten spielt in der Regel die Zusammensetzung des Grundmetalls, einphasig oder mehrphasig, keine Rolle und auch an sich schlecht polierbare Metalle und Legierungen lassen sich gut elektrolytisch entgraten.

Beim anodischen Polieren erfolgt zum Unterschied von mechanischen Verfahren keinerlei mechanische Einwirkung auf die Oberfläche des Werkstückes; es werden vielmehr oberflächliche Schichten, die durch eine vorhergegangene mechanische Behandlung verformt wurden und innere Spannungen erhielten, beim Elektropolieren abgelöst, so dass das unveränderte Grundgefüge des Werkstoffes oberflächlich in Erscheinung tritt.

Diese Eigenart des anodischen Polierens bewirkt auch, dass etwa vorhandene Oberflächenfehler, wie Lunker, Riefen, Risse, Einschlüsse, nicht zugeschmiert werden, wie es beim mechanischen Polieren der Fall ist, sondern dass diese Fehler nach der anodischen Behandlung eher verstärkt in Erscheinung treten. Dies ist jedoch eine oft sehr wertvolle Eigenschaft dieser Verfahren. Die beim mechanischen Polieren zugeschmierten oder sonst wie verdeckten Fehlstellen täuschen nur eine in der Tat nicht vorhandene einwandfreie Oberfläche vor, die aber sehr oft bei nachfolgender Behandlung, z.B. in galvanischen Bädern, diese Fehler eindeutig erkennen lässt. Durch das anodische Polieren kann Ausschussware als solche erkannt werden, ehe noch weitere Arbeit darauf verwendet wurde. Aus diesem Grunde wird das Verfahren auch vielfach zur Fehlersuche eingesetzt. (Als Beispiel von vielen sei die Prüfung von Turbinenschaufeln für Flugzeugmotoren auf Fehlerfreiheit genannt.)

Während des anodischen Poliervorganges wird Metall bevorzugt an den aus der Oberfläche herausragenden Stellen aufgelöst. Dadurch findet eine fortschreitende Glättung und Einebnung statt. Makrorauhigkeiten oder -unebenheiten bleiben hingegen unberührt. Es ist daher nicht möglich, durch anodisches Polieren etwa eine ideal ebene Fläche oder sonst ein bestimmtes geometrisches Profil exakt herzustellen. Wird eine solche Oberfläche gefordert, so ist das Makroprofil durch vorherige mechanische Behandlung, auch mechanisches Schleifen und Polieren, herzustellen und erst die Beseitigung der dann noch vorhandenen Mikrorauhigkeiten und die Herstellung von Hochglanz geschieht durch Elektrolyse.

Wird demnach eine leicht wellige, matte Oberfläche elektropoliert, so bleibt die Welligkeit im Wesentlichen erhalten, auch wenn Hochglanz erreicht wird. Wird die gleiche Ausgangsoberfläche mechanisch geschliffen, bzw. poliert, so wird die Welligkeit beseitigt, aber die resultierende Oberfläche zeigt bei genügend starker Vergrößerung stets die Schleif- oder Polierriefen entsprechend der Größe des angewandten Schleifkornes.

Anodisch polierte Oberflächen sind somit vor allem gekennzeichnet durch das Fehlen von Mikrorauhigkeiten. Daraus ergeben sich verschiedene wertvolle Eigenschaften dieser Oberflächen, die technisch genützt werden: Hoher Glanz und bestes Reflexionsvermögen (Optik, dekorative Verwendung), niedriger Reibungskoeffizient, daher geringere Reibungsverluste und verminderte Reibungswärme und geringerer Reibungsverschleiß (Zahnräder, Lager, Wellen, Kolben, Kolbenringe usw.), geringeres Adsorptionsvermögen und Absorptionsvermögen für Gase und Flüssigkeiten (Vakuumtechnik), es ist auch überall dort bedeutsam, wo besonderer Wert auf große Reinheit und Reinigungsmöglichkeit gelegt wird (medizinische Geräte, Krankenhauseinrichtungen, Färbebottiche, Druckwalzen).

Gegenüber mechanischen Verfahren hat das Elektropolieren einige sehr wertvolle Vorteile: es erfordert keine teure Handarbeit qualifizierter Kräfte, sämtliche beim mechanischen Polieren oft bestehenden Unfall- und Gefahrenquellen fallen weg, auch komplizierte Formen und schwer polierbare Metalle lassen sich mühelos elektropolieren, es gibt keine Staubbelästigung.

Als Nachteile sind zu erwähnen die nicht universelle Anwendbarkeit, das Hantieren mit oft sehr konzentrierten Säuren, bzw. generell die nasse Bearbeitung in Betrieben, die sonst keine Nassbehandlung anwenden, verhältnismäßig teure Anlagen, das Anfallen von Abwässern, die besonders zu behandeln sind, wofür eigene Anlagen benötigt werden.

Die Verfahren lassen sich voll automatisieren, auch die Fertigung von Kleinteilen in großen Stückzahlen in besonders dafür entwickelten Geräten ist möglich.

Das chemische Glänzen unterscheidet sich von den elektrolytischen Verfahren dadurch, dass keine äußere Stromquelle erforderlich ist. Die Abtragung der Oberfläche geschieht jedoch in gleicher Weise wie beim anodischen Polieren. An Stelle der unmittelbaren Wirkung des elektrischen Stromes werden entsprechend aggressive Chemikalien verwendet, die den gelenkten Abbau der Oberfläche, das heißt, naturgemäß laufend verbraucht und sind ständig zu ergänzen. Auch diese Lösungen müssen auf jedes zu behandelnde Metall besonders abgestimmt sein, das hier eher noch etwas kritischer ist als bei den anodischen Polierverfahren. Da äußere Stromquellen fehlen, sind die Anlagekosten erheblich geringer als für elektrolytische Verfahren. Die laufenden Chemikalienkosten, die an Stelle der Stromkosten treten, sind hingegen meist höher.

Die Beschaffenheit der chemisch geglänzten Oberflächen ist im Prinzip die gleiche wie von anodisch geglänzten. Die Verfahren werden im Hinblick auf den Chemikalienverbrauch vor allem dort eingesetzt, wo nur geringe Materialmengen abzulösen sind. Wegen der außerordentlich einfachen Handhabung und der billigen Anlagen werden sie jedoch im großen Umfange technisch angewandt. Als ältestes Verfahren dieser Reihe ist das Glanzbrennen von Messing und anderen Kupferlegierungen zu nennen. Neuerdings werde besonders Leichtlegierungen auf diese Weise geglänzt.

Der erfindungsgemäße Prägezylinder kann beispielsweise in einem Verfahren zur Herstellung bahnförmiger Materialien mit einer vollständig oder teilweise transferierbaren oder vollständig oder motivbegrenzt haftenden Oberflächenstruktur verwendet werden, wobei in einem ersten Schritt ein Trägersubstrat bereitgestellt wird, in einem zweiten Schritt dieses Trägersubstrat in einem Beschichtungsverfahren mit einem strahlungshärtbaren Lack beschichtet wird, in einem dritten Schritt dieser Lack bis zum Gelpunkt durch Anregung mit Strahlung einer definierten Wellenlänge vorgehärtet wird, und gleichzeitig die Abformung der Oberflächenstruktur durchgeführt wird, in einem vierten Schritt die weitere Aushärtung (Haupthärtung) des strahlungshärtbaren Lacks durch Anregung Strahlung einer zum Vorhärtungsschritt unterschiedlichen Wellenlänge durchgeführt, worauf eine Nachhärtung und gegebenenfalls weitere Beschichtungs- bzw. Veredelungsschritte durchgeführt werden.

Es ist aber auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Prägezylinders in jedem anderen bekannten Prägeverfahren, also auch in bekannten thermoplastischen Prägeverfahren möglich.

Der erfindungsgemäße Prägezylinder ist nahtlos und kann daher zur Herstellung geprägter bahnförmiger Materialien mit endlosen Beugungsstrukturen verwendet werden.

Als bahnförmige Materialien kommen beispielsweise Trägerfolien vorzugsweise flexible Kunststofffolien, beispielsweise aus PI, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC in Frage. Die Trägerfolien weisen vorzugsweise eine Dicke von 5–700 μm, bevorzugt 5–200 μm, besonders bevorzugt 5–50 μm auf.

Ferner können als Trägersubstrat auch Metallfolien, beispielsweise Al-, Cu-, Sn-, Ni-, Fe- oder Edelstahlfolien mit einer Dicke von 5–200 μm, vorzugsweise 10 bis 80 μm, besonders bevorzugt 20–50 μm dienen. Die Folien können auch oberflächenbehandelt, beschichtet oder kaschiert beispielsweise mit Kunststoffen oder lackiert sein.

Ferner können als Trägersubstrate auch Papier oder Verbunde mit Papier, beispielsweise Verbunde mit Kunststoffen mit einem Flächengewicht von 20–500 g/m², vorzugsweise 40–200 g/m². verwendet werden.

Ferner können als Trägersubstrate Gewebe oder Vliese, wie Endlosfaservliese, Stapelfaservliese und dergleichen, die gegebenenfalls vernadelt oder kalandriert sein können, verwendet werden. Vorzugsweise bestehen solche Gewebe oder Vliese aus Kunststoffen, wie PP, PET, PA, PPS und dergleichen, es können aber auch Gewebe oder Vliese aus natürlichen, gegebenenfalls behandelten Fasern, wie Viskosefasern eingesetzt werden. Die eingesetzten Gewebe oder Vliese weisen ein Flächengewicht von etwa 20 g/m2 bis 500 g/m2 auf.

Die Trägersubstrate können zusätzlich eine Lackschicht aufweisen, die unstrukturiert oder strukturiert sein kann. Die Lackschicht kann beispielsweise eine haftende Lackschicht oder eine releasefähige Transferlackschicht sein, sie kann durch Strahlung, beispielsweise UV-Strahlung, thermisch oder reaktiv vernetzt oder vernetzbar sein und zusätzliche Eigenschaften wie z.B. kratzfeste und/oder antistatische Ausrüstung oder chemische Beständigkeit besitzen. Geeignet sind sowohl wässrige als auch lösungsmittelhältige Lacksysteme, insbesondere auch Lacksysteme auf Basis Polyester – Acrylat, PET-Acrylat, Urethan-Acrylat, PVC, PMMA oder Epoxyacrylat.

Die einzelnen Schichten können durch bekannte Verfahren, beispielsweise durch Bedampfen, Sputtern, Drucken (Tief-, Flexo-, Sieb-, Offset-, Digitaldruck und dergleichen), Sprühen, Galvanisieren und dergleichen aufgebracht werden..

Ferner können als Substrate textile Materialien wie Gewebe oder Vliese, wie Endlosfaservliese, Stapelfaservliese und dergleichen, die gegebenenfalls vernadelt oder kalandriert sein können, verwendet werden. Vorzugsweise bestehen solche Gewebe oder Vliese aus Kunststoffen, wie PP, PET, PA, PPS und dergleichen, es können aber auch Gewebe oder Vliese aus natürlichen, gegebenenfalls behandelten Fasern, wie Viskosefaser-, Hanf- oder Kenafvliese und -gewebe bzw. deren Mischungen mit Kunststofffasern eingesetzt werden.

Die Trägersubstrate weisen zur Herstellung der Beugungsstrukturen eine entsprechende Beschichtung, vorzugsweise eine strahlungshärtbare Beschichtung auf.

Die Abformung der gewünschten Beugungsstruktur kann dann mittels des erfindungsgemäßen Prägezylinders auf jede bekannte Weise erfolgen.

Vorteilhafterweise kann dabei aber ein Verfahren angewendet werden, bei dem in einem ersten Schritt ein Trägersubstrat bereitgestellt wird, in einem zweiten Schritt dieses Trägersubstrat in einem Beschichtungsverfahren mit einem strahlungshärtbaren Lack beschichtet wird, in einem dritten Schritt dieser Lack bis zum Gelpunkt durch Anregung mit Strahlung einer definierten Wellenlänge vorgehärtet wird, und gleichzeitig die Abformung der Oberflächenstruktur durchgeführt wird, in einem vierten Schritt die weitere Aushärtung (Haupthärtung) des strahlungshärtbaren Lacks durch Anregung Strahlung einer zum Vorhärtungsschritt unterschiedlichen Wellenlänge durchgeführt, worauf eine Nachhärtung und gegebenenfalls weitere Beschichtungs- bzw. Veredelungsschritte durchgeführt werden.

Das Trägersubstrat wird in einem Beschichtungsverfahren wie beispielsweise einem Siebdruck-, Tiefdruck- oder Flexodruckverfahren mit einem strahlungshärtbaren Lack beschichtet. Die Beschichtung kann selektiv oder vollflächig erfolgen.

Der strahlungshärtbare Lack kann beispielsweise ein strahlungshärtbares Lacksystem auf Basis eines Polyester-, eines Epoxy- oder Polyurethansystems das 2 oder mehr verschiedene, dem Fachmann geläufige Photoinitiatoren enthält, die bei unterschiedlichen Wellenlängen eine Härtung des Lacksystems in unterschiedlichem Ausmaß initiieren können. So kann beispielsweise ein Photoinitiator bei einer Wellenlänge von 200 bis 400 nm aktivierbar sein, der zweite Photoinitiator dann bei einer Wellenlänge von 370 bis 600 nm aktivierbar. Zwischen den Aktivierungswellenlängen der beiden Photoinitiatoren sollte genügend Differenz eingehalten werden, damit nicht eine zu starke Anregung des zweiten Photoinitiators erfolgt, während der erste Photoinitiator aktiviert wird. Der Bereich, in dem der zweite Photoinitiator angeregt wird, sollte im Transmissionswellenlängenbereich des verwendeten Trägersubstrats liegen. Für die Haupthärtung (Aktivierung des zweiten Photoinitiators) kann auch Elektronenstrahlung verwendet werden.

Als strahlungshärtbarer Lack kann auch ein wasserverdünnbarer Lack verwendet werden. Bevorzugt werden Lacksysteme auf Polyesterbasis.

Die Abformung der Oberflächenstruktur, also der Diffraktions-, Beugungs- oder Reliefstruktur erfolgt beispielsweise bei kontrollierter Temperatur mittels einer Matrize oder unter Verwendung des erfindungsgemäßen Prägezylinders in die strahlungshärtbare Lackschicht, die durch Aktivierung des ersten Photoinitiators bis zum Gelpunkt vorgehärtet wurde und zum Zeitpunkt der Abformung sich in diesem Stadium befindet.

Wird ein wasserverdünnbarer strahlungshärtbarer Lack verwendet kann gegebenenfalls eine Vortrocknung vorgeschaltet werden, beispielsweise durch IR-Strahler.

Die Schichtdicke des aufgebrachten strahlungshärtbaren Lacks kann je nach Anforderung an das Endprodukt und Dicke des Substrats variieren und beträgt im allgemeinen zwischen 0,5 und 50 μm, vorzugsweise zwischen 2 und 10 μm, besonders bevorzugt zwischen 2 und 5 μm.

Besonders vorteilhaft können mit dem erfindungsgemäßen Prägezylinder Oberflächenstrukturen für Sicherheitselemente für Wertdokumente oder Verpackungen, für Leiterplatten, für Stützstrukturen für Transistoren auf Basis von Metallen oder Halbleitern oder leitenden Polymeren, in der Mikroelektronik, für Leiterbahnen für optische Elemente, für Biochips oder für Grundstrukturen für polymere Chips, für Reflektorsysteme, für Fresnelllinsen, für Mikrokanülen oder Mikrokanäle, für Lichtleiterstrukturen, oder auch für dekorative Elemente in der Architektur hergestellt werden.

Claims

Prägezylinder, dadurch gekennzeichnet, dass der Prägezylinder ein nahtloser Prägezylinder ist und die auf dem Prägezylinder dargestellten Strukturen mittels eines winkeldefinierten asymmetrischen Stichels erzeugt werden.
Prägezylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Winkel des Stichels einerseits 35–50° und andererseits 60–85 ° beträgt.
Prägezylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel des Stichels einerseits 45° anderseits 70° beträgt.
Prägezylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stegbreite 0,5–5 μm beträgt
Verfahren zur Herstellung des Prägezylinders nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit für die Gravurtiefe über eine angelegte Gleichspannung gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannung deaktiviert oder moduliert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannung Amplituden- oder Hüllkurvenmoduliert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Prägezylinders eine asymmetrische winkeldefinierte Stichel verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Prägezylinders ein asymmetrisch geschliffener Diamantstichel verwendet wird.
Verwendung des Prägezylinderzylinders nach Ansprüche 1–4 zur Herstellung von Oberflächenstrukturen auf beschichteten oder unbeschichteten Trägermaterialien, die für Sicherheitselemente, Verpackungen, für Leiterplatten, für Stützstrukturen für Transistoren auf Basis von Metallen oder Halbleitern oder leitenden Polymeren, in der Mikroelektronik, für Leiterbahnen für optische Elemente, für Biochips, oder für Grundstrukturen für polymere Chips, für Reflektorsysteme, für Fresnelllinsen, für Mikrokanülen oder Mikrokanäle, für Lichtleiterstrukturen oder auch für dekorative Elemente in der Architektur und dergleichen verwendet werden.
Sicherheitselemente, Verpackungen, Leiterplatten, Stützstrukturen für Transistoren auf Basis von Metallen oder Halbleitern oder leitenden Polymeren, Leiterbahnen für optische Elemente, Biochips oder Grundstrukturen für polymere Chips, Reflektorsysteme, Fresnelllinsen, Mikrokanülen oder Mikrokanäle, Lichtleiterstrukturen, dekorative Elemente hergestellt unter Verwendung eines Prägezylinders nach einem der Ansprüche 1–4.