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.
Method for making an engraved embossing tool, then produced embossing tool and its use for embossing sheet-like structures. The invention relates to a method for producing an engraved embossing tool for the faithful reproduction of fine drawings or structures. The aim is to improve the sharpness of the engraved drawing by modifying the surface of the tool, so that even fine and sensitive drawings can be reproduced from an original in a faithful manner.
The invention also relates to an embossing tool produced by the method and its use for embossing sheet-like structures.
For many years, the embossing industry has been looking for new methods and processes for creating embossing tools such as rollers, plates or stamps that allow it to be printed on suitable substrates, for example paper, leather, artificial leather, synthetic materials such as thermoplastics, or vinyl products, or metal foils similar materials, faithful reproductions of high quality and good appearance. Particular emphasis was placed on reproductions of relief drawings and structures. Unfortunately, these attempts have had only limited success, since the copy or the product obtained generally does not provide a detailed or faithful reproduction, as would be desired.
For example, parts of natural objects such as leaves, flowers or the like are only indistinctly or smeared as the result, while on the other hand, when reproducing articles with a smooth surface such as goat or glossy leather, a reproduction is obtained that is qualitatively similar to the original in terms of smoothness and structure is not comparable.
In many cases, additional steps are required, such as. B. polishing or other post-processing conditions; but not even these additional efforts result in a reproduction that is comparable in appearance and quality with the original or that simulates it. If relatively small details are to be reproduced, the reproductions are very unsatisfactory.
In the previously industrially used Prägever drive for various substrates, it is z. B. machine engraving or electroplating. However, be sitting machine engraving rollers not the surface quality that is necessary to z. B. to give vinyl products shine and fine grain of leather. Electroplating, on the other hand, has not yet developed a Formher position technology that would ensure a successful and accurate reproduction of a seamless roller or such a cylinder, which is responsible for the careful embossing of the fine drawings and structures, such as. B. for shoes or pieces of clothing is required.
The customary embossed rollers could so with no items of clothing such. B. Leather goods, goatskin, fine drawings or details of the surface reproduce. The reproductions of goatskin, which are generally preserved, show streaks, make an overall very blurred impression and do not have the elegance of original goatskin. In addition, the quality of the reproductions was deteriorated by undesired lines, sharp edges and undesirable grip. These products did not even resemble good quality leather in appearance or elegance. Thus, it was not possible with the conventional, engraved embossing rollers to obtain surface properties such as those found in e.g.
B. is necessary to produce gloss and fine Lederzeich voltage on vinyl products. Until now, it has not been possible to produce embossing and grain plates true to the original for reproducing relief drawings or structures of high and sensitive quality on substrates such as paper, leather, artificial leather, plastics or metal foils.
The inventive method represents a new and useful method for modifying embossing rolls, plates or stamps, which are suitable for providing objects with the desired surface patterns or drawings that are characterized in every respect by exceptional fidelity to the original. By using the embossing tool according to the invention, reproductions that are so precise and complete that they can only be distinguished from the original with difficulty are obtained in every detail. The reproductions are so precise that even irregularities in the fabric can be faithfully reproduced if the original is a textile material or something similar.
The embossing tool obtainable according to the invention can reproduce objects so faithfully that there is hardly any restriction with regard to the type of drawing or pattern. Every common or new drawing or pattern of any shape, occurring in nature or made by humans, can be reproduced not only in terms of appearance, but also in terms of its feel and structure. The embossing tool according to the invention can also reproduce two- or three-dimensional configurations as they occur on the surface of leather, reptile or animal skin, wood, wallpaper, shrink varnish, linoleum and the like.
According to the invention a new and improved embossing tool, e.g. B. a roller, obtained by electropolishing the surface of a machine-engraved or electroplated embossing tool in any order, electroplating with a bare metal with a high to medium leveling effect and with a metal with a lower leveling effect, whereby the electroplating with the various metals carried out in separate operations.
Metals with a high to medium leveling effect that are suitable for achieving a combined gloss and smoothing effect are, for example, copper, iron or nickel. By electroplating with one of these metals, a metal deposit with the said gloss and smoothing effect is obtained on the entire surface of the embossing tool.
Chromium or nickel, for example, are suitable as metals with a relatively lower leveling effect. Treatment with these metals results in a hard, corrosion- and erosion-resistant coating on the surface and at the same time improves the structure of the applied pattern in the desired end product.
The process steps to be used are expediently carried out in the following sequence: 1. Electroplating, 2. Electroplating with a bare metal with a high to medium leveling effect and 3. Electroplating with a metal with a lower leveling effect to produce the final coating.
However, the sequence of the method steps mentioned above is not critical; rather, step 2 can follow step 3, which can be followed by step 1. The shape and structure of the embossing tools available according to the invention (rollers, plates or stamps) are not critical.
The method according to the invention can be used for practically any type of embossing tool (roller, plate or stamp) which is suitable for providing the materials to be embossed with the desired grain size or the desired structure.
The embossing tool can be made from a variety of materials including ferrous and non-ferrous metals such as aluminum and its alloys. So are z. B. aluminum rollers are more advantageous because they ensure better heat transfer, are easier to work and weigh less than steel rollers. Furthermore, plastic rollers provided with a metal coating on the surface, e.g. B. made of polyvinyl chloride, hard urethanes or the like can be used.
The engraving of the embossing rollers, stamps and plates is known and the type of engraving process is of no importance for the inventive method. Therefore, the embossing rollers, plates or stamps can be engraved by various methods, such. B. by hand, machine or by chemical or photochemical methods.
Surprisingly, modified rolls, plates or stamps can be obtained by the process according to the invention, which with good success imprint a natural grain size on paper, aluminum foil, plastics such as polypropylene, urethane and even on wood. Surprisingly, the embossing tools obtained according to the invention can be used for all embossable natural or synthetic materials. So z. B. the reproduction of goatskin, which was produced with the rollers according to the invention, is characterized by gloss and good grip and looks like the leather from which it was imitated.
Up until now, when these were electroplated to improve the conventional embossing rollers, slightly better looking products were obtained; however, if leather was to be reproduced, these did not have its luster and feel. Furthermore, the products made with electro-poled rollers did not have the fine and detailed drawings of the original.
The invention thus represents an important improvement for the embossing of objects, since it avoids the disadvantages associated with conventional embossing tools.
The process steps used in carrying out the process according to the invention, namely 1. electropolishing, 2. plating with a bare metal with a high to medium leveling effect and 3. plating with a metal with a low leveling effect, are known as such; the invention therefore lies in the sensible combination of these process steps. Thus, electropolishing, i. H. the treatment of the roller at the anode is a method known to the person skilled in the art and serves to smooth and shine the surface. Electroplating is also known to those skilled in the art; the roller is used as a cathode in the electrolyte bath.
Electroplating improves the surface properties of the roller, plate or stamp, so that said tool gives the material to be embossed a pearlescent, leather-like appearance. Any suitable or conventional electrolyte can be used in the electroplating bath. As already stated above, several electroplating are necessary in order to obtain the desired surface properties, which are comparable to those of the original. So z. B. for the production of embossed vinyl materials that have the properties of soft goatskin, such as. B.
is desired in the footwear industry, possess the first electroplating with a metal with high or medium leveling effect such as z. B. copper and the subsequent second electroplating with a metal with relatively lower leveling effect, e.g. B. chrome executed.
According to the inventive method, a modified embossing tool (roller, plate or Stem pel) is obtained, with the unusual structure and especially those with fine, sensitive drawings on different substrates, eg. B. on vinyl products, can be reproduced. This makes it possible for the first time to produce a very faithful reproduction of any surface structure with an excellent accuracy of the mass. In addition, the reproduction capacity of the roller according to the invention exceeds that with machine engraving, since there are no limits to the shape, size, drawing and pattern.
<I> Example </I> An embossing roller 1.8 m in length is engraved with the structure of the finest goatskin. The embossing effects obtained so far on polyvinyl chloride were unsatisfactory because the polyvinyl chloride was characterized by a dull plastic appearance and imprints of the tool including parallel lines could be seen on it. Although a small improvement in the structure of polyvinyl chloride can be achieved by electropolishing it, the comparison with the natural grain or structure of goatskin is not favorable.
The embossing plate, which is made of conventional steel, e.g. B. SAE 1035, is made from previously plated metals. The roller is then hung in a steel-lined tank, this tank acting as the cathode and the roller as the anode.
The preferred electrolyte consists of phosphoric and chromic acids, but any electrolyte suitable for electrolyzing steel, e.g. B. aluminum or copper, can be used, depending on the type of metal or material from which the cylinder is made.
The roller is electropolished by exposing it to the following mixture under the conditions indicated:
EMI0003.0006
Sulfuric acid <SEP> 15
<tb> phosphoric acid <SEP> 65
<tb> Chromic acid <SEP> 6
<tb> water <SEP> 14
<tb> Specific <SEP> weight <SEP> 1.74%
<tb> Current density <SEP> of the <SEP> anode <SEP> 5 <SEP> to <SEP> 100 <SEP> Amp / dm2
<tb> Temperature <SEP> 27 <SEP> to <SEP> 82 <SEP> C
<tb> Treatment time <SEP> (min.) <SEP> 5 <SEP> to <SEP> 20 <SEP> (or <SEP> so <SEP> long
<tb> as <SEP> necessary) The micro-roughness of the roller surface is reduced and some of the raised points on the metal surface are removed.
After the electrolytic treatment, the roller is subjected to copper plating from a cyanide bath under the following conditions, which has the following composition:
EMI0003.0008
Copper cyanide <SEP> 22.5 <SEP> g / 1
<tb> sodium cyanide <SEP> 33.7 <SEP> g / 1
<tb> sodium carbonate <SEP> 15.0 <SEP> g / 1
<tb> sodium hydroxide <SEP> to <SEP> to
<tb> a <SEP> pH value <SEP> from <SEP> 12 <SEP> to <SEP> 12.6
<tb> copper <SEP> according to <SEP> analysis <SEP> 15.7 <SEP> g / 1
<tb> Free <SEP> cyanide <SEP> 7.5 <SEP> g / 1
<tb> Temperature <SEP> 32 <SEP> to <SEP> 43 "<SEP> C
<tb> Current density <SEP> of the <SEP> cathode <SEP> 0.01 <SEP> to <SEP> 0; 0e15 <SEP> Amp / cm2
<tb> Coating thickness <SEP> 0.013 <SEP> to <SEP> 0.025 <SEP> mm With this copper plating, a shiny copper is galvanically deposited.
The composition of the plating bath and the conditions are as follows:
EMI0003.0009
Copper sulfate <SEP> 225 <SEP> g / 1
<tb> sulfuric acid <SEP> 43 <SEP> cm3 / l
<tb> chloride ion <SEP> 30 <SEP> mg / l
<tb> Addition <SEP> from <SEP> UBAC <SEP> Make-up <SEP> 0.75 <SEP>% by weight
<tb> Addition <SEP> of <SEP> UBAC-Rl <SEP> <SEP> 0.25 <SEP>% by weight
<tb> temperature <SEP> 32 <SEP> C
<tb> Current density <SEP> of the <SEP> cathode <SEP> 0.1 <SEP> Amp./cm2
<tb> movement <SEP> 3,4-6-8 <SEP> 1 / min <SEP> air / dm2
<tb> solution surface
<tb> Layer thickness <SEP> 25.4-50.8 <SEP>, um
<tb> (for <SEP> our <SEP> roller) The electrolyte is kept in motion by stirring so that the surface of the roller is free of water pearls.
It should be noted that in practice only a thin copper layer is required.
Finally, a chrome layer is deposited on the bare copper layer and, under the following conditions, a standard hard chrome bath is used, which has the following composition:
EMI0003.0010
Chromic acid <SEP> 202 <SEP> g / 1
<tb> sulfuric acid <SEP> 2.2 <SEP> g / 1
<tb> Ratio <SEP> from <SEP> CrO3 <SEP> to
<tb> H2SO4 <SEP> in the <SEP> bath <SEP> 100: <SEP> 1
<tb> Temperature <SEP> 43 <SEP> to <SEP> 50 <SEP> C
<tb> Current density <SEP> of the <SEP> cathode <SEP> 0.0008-0.0016 <SEP> Amp./cm2
<tb> Layer thickness <SEP> 12.7 <SEP>, around <SEP> (for <SEP> our <SEP> roller) The plating bath determines the leveling effect, i. H. the ability to reflect on the recessed spots.
The product, which is made by the use of the improved roller manufactured by the preceding combined electropolishing and electroplating, is characterized by a brilliant brilliance and has the feel of goatskin. The product also has an elegant appearance and mirrors the look and texture of goatskin in every detail.
The present invention is not intended to be restricted by the above-described methods and devices, but rather also encompasses all of the modifications as set out in the claims. The rollers, punches and the like can also be made of any material with a conductive surface.
Finally, the embossing rollers, molds or stamps can also be used with other substrates such as synthetic materials, paper, wood, metal and the like. Various substances can be used as electrolytes.