CH514444A - Verfahren zur Herstellung eines gravierten Prägewerkzeuges, danach hergestelltes Prägewerkzeug und dessen Verwendung zum Prägen von flächenartigen Gebilden - Google Patents

Description

  Verfahren     zur        Bierstellung    eines gravierten Prägewerkzeuges, danach hergestelltes       Prägewerkzeug    und dessen Verwendung zum Prägen von flächenartigen Gebilden    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel  lung eines gravierten Prägewerkzeuges für die original  getreue Reproduktion von feinen Zeichnungen oder  Gefügen. Dabei soll durch Modifizierung der Ober  fläche des Werkzeuges eine Verbesserung der Schärfe  der gravierten Zeichnung erreicht werden, so dass selbst  feine und empfindliche Zeichnungen mustergetreu von  einem Original reproduziert werden können.  



  Ausserdem betrifft die Erfindung ein nach dem Ver  fahren hergestelltes Prägewerkzeug sowie dessen Ver  wendung zum Prägen von flächenartigen Gebilden.  



  Die Prägeindustrie hat viele Jahre lang nach neuen  Methoden und Verfahren zur Schaffung von Prägewerk  zeugen wie     Walzen,    Platten oder Stempeln gesucht,  welche es gestatten, auf geeigneten Substraten, bei  spielsweise Papier, Leder, Kunstleder, synthetischen  Materialien wie Thermoplasten, oder Vinylprodukten,  Metallfolien oder ähnlichen Materialien, originalgetreue  Reproduktionen von hoher Qualität und gutem Aus  sehen herzustellen. Besonderer Wert wurde dabei auf  Reproduktionen von Reliefzeichnungen und Gefügen  gelegt. Diese Versuche hatten leider nur beschränkten  Erfolg, da die Kopie oder das erhaltene Produkt im  allgemeinen keine detaillierte oder originalgetreue Wie  dergabe liefert, wie es erwünscht wäre.

   So werden Teile  von natürlichen Gegenständen wie Blätter, Blumen  oder dergleichen nur undeutlich oder verschmiert wie  dergegeben, während anderseits bei der Reproduktion  von Artikeln mit glatter Oberfläche wie Ziegen- oder  Glanzleder eine Wiedergabe erhalten wird, die in bezug  auf Glätte und Struktur qualitativ mit dem Original  nicht vergleichbar ist.  



  In vielen Fällen sind zusätzliche Schritte erforder  lich, wie z. B. Polieren oder andere Nachbearbeitun  gen; aber     nicht    einmal diese zusätzlichen Anstrengun  gen bewirken eine der in Aussehen und Qualität mit  dem Original vergleichbare oder dieses vortäuschende  Reproduktion. Wenn relativ kleine Einzelheiten wieder-    gegeben werden sollen, sind die Reproduktionen sehr  unbefriedigend.  



  Bei den bisher industriell verwendeten Prägever  fahren für verschiedene Substrate handelt es sich z. B.  um Maschinengravur oder Galvanoplastik. Jedoch be  sitzen     Maschinengravurwalzen    nicht jene Oberflächen  güte, welche notwendig ist, um z. B.     Vinylprodukten     Glanz und feine Körnung des Leders zu verleihen.  Galvanoplastik anderseits, hat bis jetzt keine Formher  stellungstechnik entwickelt, die eine     erfolgreiche    und  genaue Reproduktion von einer nahtlosen Walze oder  einem solchen Zylinder gewährleisten würde, was für  die sorgfältige Prägung der feinen Zeichnungen und  Gefüge, wie sie z. B. für Schuhwerk oder Kleidungs  stücke erforderlich ist.  



  Die gebräuchlichen geprägten Walzen könnten so  mit keine Bekleidungsgegenstände, z. B.     Lederwaren,     Ziegenleder, feine Zeichnungen oder Einzelheiten der  Oberfläche reproduzieren. Die Reproduktionen von  Ziegenleder, die im allgemeinen erhalten werden, zei  gen Schlieren, mach insgesamt einen sehr verschwom  menen Eindruck und haben nicht das Elegante wie  Original-Ziegenleder. Ausserdem wurden die Repro  duktionen durch unerwünschte Linien, scharfe Kanten  und unerwünschten Griff qualitativ verschlechtert. Diese  Erzeugnisse glichen nicht einmal in Aussehen oder  Eleganz einem qualitativ guten Leder. Somit war es  mit den konventionellen, gravierten Prägewalzen nicht  möglich, Oberflächeneigenschaften zu erhalten,     wie    sie  z.

   B. zur Erzeugung von Glanz und feiner Lederzeich  nung auf     Vinylerzeugnissen    notwendig ist. Bis jetzt  war es nicht möglich, originalgetreue Präge- und Kör  nungsplatten zur Wiedergabe von Reliefzeichnungen  oder Gefügen hoher und empfindlicher Qualität auf  Substraten, wie Papier, Leder, Kunstleder, Kunststoffen  oder Metallfolien herzustellen.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren stellt ein neues  und nützliches Verfahren zur Modifizierung von Präge  walzen, -platten oder -stempeln dar, die geeignet sind,      Gegenstände mit     gewünschten    Oberflächenmustern oder  Zeichnungen, die sich in jeder Beziehung durch ausser  ordentliche Originaltreue auszeichnen, zu versehen.  Durch Verwendung des erfindungsgemässen     Prägewerk-          zeuges    werden in jeder Einzelheit so genaue und voll  ständige Reproduktionen erhalten, dass sie nur schwer  vom Original unterschieden werden können. Die Re  produktionen sind so genau, dass sogar Unregelmässig  keiten des Gewebes originalgetreu wiedergegeben wer  den, wenn das Original ein Textilmaterial oder ähnliches  ist.

   Das erfindungsgemäss erhältliche Prägewerkzeug  kann Gegenstände so getreu wiedergeben, dass es kaum  eine Beschränkung bezüglich der     Art    der Zeichnung  oder des Musters gibt. Jede übliche oder neue Zeich  nung bzw. jedes Muster jegwelcher Form, in der Na  tur vorkommend oder vom Menschen hergestellt, kann  nicht nur im Aussehen, sondern auch in Griff und Ge  füge wiedergegeben werden. Das erfindungsgemässe  Prägewerkzeug kann auch zwei- oder dreidimensionale  Konfigurationen, wie sie auf der Oberfläche von Leder,  Reptilien- oder Tierhaut, Holz, Tapeten, Schrumpflack,  Linoleum und dergleichen vorkommen, reproduzieren.  



  Erfindungsgemäss wird ein neues und     verbessertes     Prägewerkzeug, z. B. eine Walze, erhalten, indem man  die Oberfläche eines maschinell     gravierten    oder durch  Galvanoplastik erhaltenen Prägewerkzeugs in beliebiger  Reihenfolge elektropoliert, mit einem blanken Metall  mit hoher bis mittlerer Nivellierwirkung und mit einem  Metall mit niedrigerer Nivellierwirkung elektroplattiert,  wobei man die Elektroplattierung mit den verschiedenen  Metallen in getrennten Arbeitsgängen     durchführt.     



  Als Metalle mit hoher bis mittlerer     Nivellierwir-          kung,    welche zur Erzielung eines kombinierten     Glanz-          und    Glättungseffektes geeignet sind, kommen beispiels  weise Kupfer, Eisen oder Nickel in Frage. Durch die  Elektroplattierung mit einem dieser Metalle wird auf  der ganzen Oberfläche des Prägewerkzeugs ein Metall  niederschlag mit dem besagten Glanz- und Glättungs  effekt erhalten.  



  Als Metalle mit relativ niedrigerem Nivelliereffekt  eignen sich beispielsweise Chrom oder Nickel. Die Be  handlung mit diesen Metallen ergibt einen harten     kor-          rosions-    und errosionsresistenten Überzug auf der Ober  fläche und verbessert gleichzeitig das Gefüge des aufge  brachten Musters beim gewünschten Endprodukt.  



  Die anzuwendenden Verfahrensschritte werden  zweckmässig in der nachstehenden Reihenfolge ausge  führt:  1. Elektroplieren,  2. Elektroplattieren mit einem blanken Metall mit  hoher bis mittlerer Nivellierwirkung und  3. Elektroplattieren mit einem Metall mit niedrigerer  Nievellierwirkung zur Herstellung des abschliessen  den Überzugs.  



  Die Reihenfolge der     im    vorhergehenden genannten  Verfahrensschritte ist jedoch nicht kritisch, vielmehr  kann Schritt 2 nach Schritt 3 erfolgen, worauf Schritt 1  kommen kann. Form und Struktur der erfindungsge  mäss erhältlichen Prägewerkzeuge (Walzen, Platten oder  Stempel) sind nicht kritisch.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich praktisch  für jede Art von Prägewerkzeug (Walze, Platte oder  Stempel), das geeignet ist, die zu prägenden Materialien  mit der gewünschten Körnung bzw. dem gewünschten  Gefüge zu versehen, anwenden.  



  Das Prägewerkzeug kann aus verschiedenen Ma  terialien, einschliesslich Eisen- und Nichteisenmetallen    wie Aluminium und dessen Legierungen hergestellt  werden. So sind z. B. Aluminiumwalzen     vorteilhafter,     da sie eine bessere Wärmeübertragung gewährleisten,  leichter zu bearbeiten sind und weniger wiegen als  Stahlwalzen. Weiterhin können auch mit einem Metall  überzug auf der Oberfläche versehene Kunststoffwalzen,  z. B. aus Polyvinylchlorid, harten Urethanen oder der  gleichen, verwendet werden.  



  Das Gravieren der Prägewalzen, -stempel und  -platten ist bekannt und die Art des Gravierverfahrens  ist von keiner Bedeutung für das erfindungsgemässe Ver  fahren. Daher können die Prägewalzen, -platten oder  -stempel nach verschiedenen Verfahren graviert wer  den, so z. B. von Hand, Maschine oder nach chemi  schen oder photochemischen Methoden.  



  überraschenderweise kann man nach dem erfin  dungsgemässen Verfahren     modifizierte    Walzen, Platten  oder Stempel erhalten, die mit gutem Erfolg eine na  türliche Körnung auf Papier, Aluminiumfolie, Kunst  stoffen wie Polypropylen, Urethan und sogar auf Holz  einprägen. überraschenderweise können die erfindungs  gemäss erhaltenen Prägewerkzeuge für alle prägbaren  natürlichen oder synthetischen Materialien verwendet  werden. So z. B. zeichnet sich die Reproduktion von  Ziegenleder, die mit den erfindungsgemässen Walzen  hergestellt wurde, durch Glanz und guten Griff aus  und sieht wie das Leder, dem es nachgeahmt wurde,  aus.  



  Wenn bis jetzt zur Verbesserung der üblichen Präge  walzen diese elektropliert wurden, wurden etwas besser  aussehende Produkte erhalten; diese besassen jedoch,  wenn Leder     reproduziert    werden sollte, nicht dessen  Glanz und Griff. Weiterhin besassen die mit elektropo  lierten Walzen hergestellten Produkte nicht die feinen  und     detaillierten    Zeichnungen des Originals.  



  Die Erfindung stellt somit eine wichtige Verbes  serung für das Prägen von Gegenständen dar, da durch  sie die mit den herkömmlichen Prägewerkzeugen ver  bundenen Nachteile vermieden werden können.  



  Die bei der Durchführung des erfindungsgemässen  Verfahrens zur Anwendung kommenden Verfahrens  schritte, nämlich  1. Elektropolieren,  2. Plattieren mit einem blanken Metall mit hoher bis  mittlerer Nivellierwirkung und  3. Plattieren mit einem Metall mit niedriger     Nivellier-          wirkung     sind als solche bekannt; die Erfindung liegt demnach in  der sinnvollen Kombination dieser Verfahrensschritte.  So stellt das Elektropolieren, d. h. die Behandlung der  Walze an der Anode ein für den Fachmann bekanntes  Verfahren dar und dient dem Glätten und Glänzen der  Oberfläche. Das Elektroplattieren ist dem Fachmann  ebenfalls bekannt; dabei wird die Walze als Kathode im  Elektrolytbad verwendet.

   Das Elektroplattieren ver  bessert die Oberflächeneigenschaften der Walze, Platte  oder des Stempels, so dass besagtes Werkzeug dem zu  prägenden Material ein     perlglänzendes,    lederähnliches  Aussehen verleiht. Jeder geeignete oder gebräuchliche  Elektrolyt kann im     Elektroplattierbad    verwendet wer  den. Wie schon oben angegeben, sind mehrere     Elektro-          plattierungen    notwendig, um die gewünschten Ober  flächeneigenschaften, die mit denjenigen des Originals  vergleichbar sind, zu erhalten. So wird z. B. für die  Herstellung von geprägten     Vinylmaterialien,    die die  Eigenschaften von weichem Ziegenleder, wie sie z. B.

    in der Fussbekleidungsindustrie gewünscht wird, besit-      zen, das erste Elektroplattieren mit einem Metall mit  hohen oder mittlerer Nivellierwirkung wie z. B. Kupfer  und das nachfolgende zweite Elektroplattieren mit  einem Metall mit relativ niedrigerer Nivellierwirkung,  z. B. Chrom, ausgeführt.  



  Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird ein       modifiziertes    Prägewerkzeug     (Walze,    Platte oder Stem  pel) erhalten, mit dem ungewöhnliche Gefüge und be  sonders jene mit feinen, empfindlichen Zeichnungen  auf verschiedenen Substraten, z. B. auf Vinylprodukten,  reproduziert werden können. Somit wird es zum ersten  Mal     ermöglicht,    eine sehr getreue Reproduktion von  jedem Oberflächengefüge mit einer ausgezeichneten Ge  nauigkeit der Masse herzustellen. Ausserdem übertrifft  die Reproduktionskapazität der erfindungsgemässen  Walze diejenigen mit Maschinengravur, da der Form,  Grösse, Zeichnung und Muster keine Grenzen gesetzt  sind.  



  <I>Beispiel</I>  Eine Prägewalze von 1,8 m Länge wird mit dem  Gefüge von feinstem Ziegenleder graviert. Die bisher  auf Polyvinylchlorid erhaltenen Prägeeffekte waren un  befriedigend, da das Polyvinylchlorid durch ein stump  fes Plastikaussehen gekennzeichnet war und Abdrücke  des Werkzeuges einschliesslich paralleler Linien auf ihm  zu sehen waren. Obgleich sich eine geringe Verbesse  rung im Gefüge des Polyvinylchlorids erreichen lässt,  indem man es elektropoliert, fällt doch der Vergleich  mit der natürlichen Narbung oder dem Gefüge von  Ziegenleder nicht günstig aus.  



  Die Prägeplatte, die aus üblichem Stahl, z. B.   SAE 1035 , besteht, wird aus vorher     plattierten    Me  tallen hergestellt. Die Walze wird dann in einen mit  Stahl ausgekleideten Tank gehängt, wobei dieser Tank  als Kathode und die Walze als Anode wirkt.  



  Der bevorzugte Elektrolyt besteht aus     Phosphor-          und    Chromsäure, jedoch kann irgendein für das Elek  tropolieren von Stahl geeigneter Elektrolyt, z. B. Alu  minium oder Kupfer, verwendet werden, je nach Art  des Metalls oder Materials, aus welchem der Zylinder  besteht.

      Das Elektropolieren der Walze wird ausgeführt,  indem man sie zu den angegebenen Bedingungen fol  gender Mischung aussetzt:  
EMI0003.0006     
  
    Schwefelsäure <SEP> 15
<tb>  Phosphorsäure <SEP> 65
<tb>  Chromsäure <SEP> 6
<tb>  Wasser <SEP> 14
<tb>  Spezifisches <SEP> Gewicht <SEP> 1,74%
<tb>  Stromdichte <SEP> der <SEP> Anode <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 100 <SEP> Amp/dm2
<tb>  Temperatur <SEP> 27 <SEP> bis <SEP> 82  <SEP> C
<tb>  Behandlungszeit <SEP> (Min.) <SEP> 5 <SEP> bis <SEP> 20 <SEP> (oder <SEP> so <SEP> lange
<tb>  wie <SEP> nötig)       Die Mikrorauheit der     Walzenoberfläche    wird ver  mindert und einige der erhöhten Punkte der Metall  oberfläche werden entfernt.  



  Nach der elektrolytischen Behandlung wird die  Walze unter folgenden Bedingungen einer Verkupferung  aus einem Cyanidbad unterworfen, das die nachstehende  Zusammensetzung besitzt:  
EMI0003.0008     
  
    Kupfercyanid <SEP> 22,5 <SEP> g/1
<tb>  Natriumcyanid <SEP> 33,7 <SEP> g/1
<tb>  Natriumcarbonat <SEP> 15,0 <SEP> g/1
<tb>  Natriumhydroxyd <SEP> bis <SEP> zu
<tb>  einem <SEP> pH-Wert <SEP> von <SEP> 12 <SEP> bis <SEP> 12,6
<tb>  Kupfer <SEP> gemäss <SEP> Analyse <SEP> 15,7 <SEP> g/1
<tb>  Freies <SEP> Cyanid <SEP> 7,5 <SEP> g/1
<tb>  Temperatur <SEP> 32 <SEP> bis <SEP> 43" <SEP> C
<tb>  Stromdichte <SEP> der <SEP> Kathode <SEP> 0,01 <SEP> bis <SEP> 0;0e15 <SEP> Amp/cm2
<tb>  Überzugsdicke <SEP> 0,013 <SEP> bis <SEP> 0,025 <SEP> mm       Bei dieser Verkupferung wird ein glänzender Kup  fer galvanisch niedergeschlagen.

   Die Zusammensetzung  des Plattierungsbades und die Bedingungen sind die  folgenden:  
EMI0003.0009     
  
    Kupfersulfat <SEP> 225 <SEP> g/1
<tb>  Schwefelsäure <SEP> 43 <SEP> cm3/l
<tb>  Chloridion <SEP> 30 <SEP> mg/l
<tb>  Zusatz <SEP> von <SEP>  UBAC <SEP> Make-up  <SEP> 0,75 <SEP> Gew.%
<tb>  Zusatz <SEP> von <SEP>  UBAC-Rl <SEP>   <SEP> 0,25 <SEP> Gew.%
<tb>  Temperatur <SEP> 32  <SEP> C
<tb>  Stromdichte <SEP> der <SEP> Kathode <SEP> 0,1 <SEP> Amp./cm2
<tb>  Bewegung <SEP> 3,4-6-8 <SEP> 1/min <SEP> Luft/dm2
<tb>  Lösungsoberfläche
<tb>  Schichtdicke <SEP> 25,4-50,8 <SEP> ,um
<tb>  (für <SEP> unsere <SEP> Walze)       Der Elektrolyt wird durch Rühren in Bewegung ge  halten, damit die Oberfläche der Walze frei von Was  serperlen ist.  



  Es sei bemerkt, dass in der Praxis nur eine dünne  Kupferschicht erforderlich ist.  



  Schliesslich wird eine Chromschicht auf der blanken  Kupferschicht niedergeschlagen und unter den folgen  den Bedingungen ein Standard-Hartchrombad verwen  det, das die nachstehende Zusammensetzung hat:  
EMI0003.0010     
  
    Chromsäure <SEP> 202 <SEP> g/1
<tb>  Schwefelsäure <SEP> 2,2 <SEP> g/1
<tb>  Verhältnis <SEP> von <SEP> CrO3 <SEP> zu
<tb>  H2SO4 <SEP> im <SEP> Bad <SEP> 100: <SEP> 1
<tb>  Temperatur <SEP> 43 <SEP> bis <SEP> 50  <SEP> C
<tb>  Stromdichte <SEP> der <SEP> Kathode <SEP> 0,0008-0,0016 <SEP> Amp./cm2
<tb>  Schichtdicke <SEP> 12,7 <SEP> ,um <SEP> (für <SEP> unsere <SEP> Walze)       Das Plattierungsbad bestimmt den     Nivellierungs-          effekt,    d. h. die Fähigkeit, sich an den vertieften Stel  len niederzuschlagen.  



  Das Produkt, das durch die Verwendung der ver  besserten Walze, die durch vorhergehendes kombiniertes  Elektropolieren und     Elektroplattieren    hergestellt wor  den ist, zeichnet sich durch eine leuchtende     Brillianz     aus und besitzt den Griff von Ziegenleder. Das Pro  dukt besitzt auch ein elegantes Aussehen und spiegelt  in jeder Einzelheit das Aussehen und das Gefüge von  Ziegenleder vor.  



  Die vorliegende Erfindung soll nicht durch die vor  stehend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen be  schränkt werden, sondern umfasst auch alle Abänderun  gen, wie sie in den Ansprüchen angegeben sind. Die  Walzen, Stempel und dergleichen können auch aus      irgendeinem Material mit leitender Oberfläche herge  stellt werden.  



  Schliesslich können die Prägewalzen, Formen oder  Stempel auch bei anderen Substraten, wie synthetischen  Materialien, Papier, Holz, Metall und dergleichen An  wendung finden. Als Elektrolyte können verschiedene  Substanzen verwendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur Herstellung eines gravierten Präge- werkzeuges für die originalgetreue Reproduktion von feinen Zeichnungen oder Gefügen auf einer Unterlage, dadurch gekennzeichnet, dass man die Oberfläche des Prägewerkzeuges in beliebiger Reihenfolge elektropo liert, mit einem blanken Metall mit grosser bis mittlerer Nivellierwirkung und mit einem Metall mit niedrigerer Nivellierwirkung elektroplattiert, wobei man die Elek- troplattierung mit den verschiedenen Metallen, in ge trennten Arbeitsgängen durchführt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass man die einzelnen Schritte in der folgenden Reihenfolge ausführt: 1. Elektropolieren der Oberfläche des Werkzeuges, 2. Elektroplattieren der polierten Oberfläche mit einem Metall mit hoher bis mittlerer Nivellierwirkung, ge folgt von 3. Elektroplattieren mit einem Metall mit relativ nied rigerer Nivellierwirkung. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass man zuerst mit Kupfer, Nickel oder Eisen elektroplattiert. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass man zuerst mit Kupfer elektroplat- tiert. 4.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass man zum zweiten Mal mit Chrom oder Nickel elektroplattiert. 5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass man beim zweiten Mal mit Chrom elektroplattiert. 6. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass man die gravierte Fläche nach dem Elektropolieren einer kurzen blanken Verkupferung in einem alkalischen, cyanidhaltigen Bad unterwirft. 7.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass man die Oberfläche der gravierten Walze elektropoliert, kurz verkupfert, die erhaltene Oberfläche mit blankem Kupfer elektroplattiert, um einen Belag von grosser Geschmeidigkeit, Glanz und Härte zu erhalten und dann mit Chrom elektroplattiert. PATENTANSPRUCH II Prägewerkzeug hergestellt nach dem Verfahren ge mäss Patentanspruch 1. UNTERANSPRÜCHE B. Prägewerkzeug nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Walze ist. 9. Prägewerkzeug nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Platte ist. 10. Prägewerkzeug nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass es ein Stempel ist.

   PATENTANSPRUCH<B>111</B> Verwendung des Prägewerkzeuges nach Patentan spruch II, zum Prägen von flächenartigen Gebilden. UNTERANSPRÜCHE 11. Verwendung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass synthetisches Material, Papier, Me tallfolien oder Leder geprägt werden. 12. Verwendung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass Vinylpolymerisate geprägt werden. 13. Verwendung nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeichnung von Ziegenleder oder Glanzleder mittels eines gravierten Stempels auf Vinylpolymerisate geprägt wird.