DE2363551C3 - Verfahren zur Herstellung von Zerrdruckbildern auf Kunststoffolien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Zerrdruckbildes auf einer tiefzuziehenden Kunststoffolie. Beim Tiefziehen einer Folie erfolgt eine Verstreckung

des Materials. Ist die Folie bedruckt, so wird auch das aufgedruckte Bild wie das Material selbst gestreckt. Diese Streckung des Bildes kann man dadurch kompensieren, daß man die Folie mit einem verzerrten Bild bedruckt, welches durch das Tiefziehen entzerrt wird.

Zur Ermittlung des verzerrt zu druckenden Bildes hat man bisher zum Beispiel einen unbedruckten Behälter hergestellt, diesen dekodiert und danach zurückgeschrumpft Die durch das Schrumpfen wieder ebene Folie zeigte das Zerrbild, nach dem die Druckformen hergestellt wurden. Nach einem anderen Verfahren hat man eine mit einem regelmäßigen Gitternetz bedruckte Folie verformt und das auf die Folie zu druckende Bild entsprechend der Änderung des Gitternetzes konstru iert(DRUCK-PRINT4/1968S.312).

Diese Verfahren sind jedoch verhältnismäßig ungenau und nur für einfache Darstellungen wie Schriften, Strichzeichnungen oder Flächen gleicher Farbe geeignet

Das Zerrdruckverfahren wird auch bei aus Metall tiefzuziehenden Behältern angewendet. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse lassen sich jedoch wegen des andersartigen Tiefziehverhaltens des Metalls nicht auf Kunststoffolien übertragen. In US-PS 32 38 909 ist ein optisches System für die Erzeugung eines Zerrbildes, insbesondere für die Verformung von Blech, zu einer etwa zylindrischen Dose beschrieben. Dabei wird zunächst eine Bildvorlage, deren Abmessungen dem abgewickelten Behältermantel entsprechen, durch eine halbzylindrische flüssigkeitsgefüllte Linse unter experimentell zu bestimmender, gleichmäßiger Verstreckung der Mantelhöhenabmessungen fotografiert. Das Negativ dieser Aufnahme wird um einen von innen beleuchteten Glaszylinder gelegt, und das Bild wird bei Durchleuchtung des Negativs gegen die Innenseite eines kegelstumpfförmigen Spiegelkörpers geworfen und von einer weiteren verhältnismäßig nahen Kamera als ebenes, verzerrtes Bild aufgenommen. Dabei beträgt der Kegelwinkel etwa 45°. Da nur der Mantel der Dose abgebildet wird, kann das dem Durchmesser des Glaszylinders entsprechende Zentrum des verzerrten Bildes dunkel bleiben und der Glaszylinder abgedeckt sein. Wegen der infolge der Verwendung der Linse auftretenden Farbauflösung der Bildvorlage wird bei diesem Verfahren nur Schwarzweißfilm verwendet, so daß das so fotografierte, verzerrte Bild nur eine Schwarzweißaufnahme ist Die Filme für die einzelnen Farben werden dadurch hergestellt, daß für jede einzelne Farbe ein sogenannter »Auszug« angefertigt wird, wobei jeweils die anderen Farben abgedeckt sind. Dieses bekannte Verfahren ist für Kunststoffbehälter ungeeignet weil die unterschiedliche Streckung einzelner Wandzonen hinsichtlich der abzubildenden Darstel-

lung und der Farbintensitäten nicht berücksichtigt werden können. Mit ihm lassen sich außerdem nur solche Muster herstellen, die aus Schriften oder aus flächen gleicher Farbe bzw. gleicher Tönung bestehen. Der verwendete 45°-Kegel ergibt, ebenso wie die alternativ vorgeschlagene Folge von spiegelnden Kegelflächen mit zunehmendem Neigungswinkel zur Einsparung der vorangehenden Streckung durch die halbzylindrische Linse, darüber hinaus Unscharfen, insbesondere wenn der Behälter nicht zylindrisch oder kegelstumpfförmig ist, sonderne ballige Formen besitzt Auch lassen sich den Behälterboden im wesentlichen bedeckende Abbildungen durch diese Art der Reproduktion nicht einwandfrei bzw. gleichzeitig mit dem Bild für die Behälterwand abertragen, da der zentrale Teil des verzerrten Bildes infolge der beschriebenen Verwendung eines Glaszylinders zur Umwicklung durch das Negativ stets eine Bildaussparung aufweist

Aufgabe der Erfindung ist es — unter Verbesserung und Vereinfachung des vorstehend beschriebenen Reproduktionsverfahrens — ein Verfahren zu schaffen, nach dem Zerrdruckbilder auf eine tiefzuziehende Kunststoffolie bei Beachtung der beim Tiefziehen entstehenden unterschiedlichen Streckung aufgebracht werden können. Dabei soll insbesondere eine farbige Vorlage, vorzugsweise ein Farbfoto, verwendbar und auch farbig übertragbar sein und der Behälter eine beliebige, durch Tiefziehen herstellbare Form besitzen können. Eine weitere Aufgabe ist es, einen in der Qualität eines Farbfotos bedruckten, tiefgezogenen Behälter zu schaffen.

Nach der Erfindung wird eine Originalvorlage, zuni Beispiel ein in geeigneter Weise vergrößertes Farbfoto, in Form einer geschlossenen, etwa zylindrischen oder ggf. auch mehreckigen, Schleife um einen Spiegelkörper angeordnet, der eine reflektierende Oberfläche besitzt, welche entsprechend der unterschiedlichen Verstrekkung der Folienbereiche beim Tiefziehen geformt ist. Das von diesem Spiegelkörper reflektierte Bild wird durch eine Reproduktionskamera aufgenommen. Diese Kamera, die wie üblich eine große Brennweite besitzt, wird so angeordnet und eingestellt, daß bei einem großen Abstand von z. B. Im und einer kleinen Blendenöffnung die Tiefenschärfe der Kamera die unerschiedlichen Abstände der Abbildungspunkte aus- ^₅ gleicht und das verzerrte Bild auf dem Film vorzugsweise dieselben Abmessungen wie das auf die Folie zu druckende Bild besitzt. In der Kamera wird auf einem Film ein Farbbild vorzugsweise ein Farbdiapositiv, erzeugt aus dem einzelne Farbauszüge hergestellt werden. Die Verwendung eines Farbdias erspart die bei Benutzung eines Negativs notwendigen Umkehrprozesse, so daß auch hierbei etwa entstehende Fehler vermieden werden. Die Farbauszüge werden jeder für sich, aber alle in derselben Weise, entsprechend der Verstreckung des Bildes beim Tiefziehen bezüglich ihrer Farbintensität korrigiert. Nach ihnen werden, wie an sich bekannt Druckformen für die einzelnen Farben hergestellt, mit denen das verzerrte, farbkorrigierte Bild auf die tiefzuziehende Folie gedruckt wird.

Die so bedruckte Folie wird später zu Behälter tiefgezogen, wobei darauf zu achten ist daß zur Erreichung einer reproduzierbaren Verstreckung der einzelnen Zonen eines jeden Behälters die einmal gewählten Tiefziehbedingungen genau eingehalten werden.

Für das Bedrucken der Folie wird vorzugsweise das Tiefdruckverfahren angewendet, da es am besten geeignet ist ein Farbfoto mit seinen verschiedenen Farben, Halbtönen und Tiefen wiederzugeben. Es gestattet auch die Stärkung oder Abschwächung von Kontrasten. Insbesondere aber können durch eine entsprechend tiefer Ätzung der Näpfchen vom Druckzylinder Rasterpunkte mit großer Farbschichtdicke auf die FoUe übertragen werden. Dies ist für einen guten Zerrdruck notwendig, da sich beim Tiefziehen die Rasterpunkte in ihrer Fläche vergrößern, wobei die Farbschichtdicke verringert und der Farbton aufgehellt wird. Durch die Anwendung einer optischen Korrekturmaske können die einzelnen Bereiche eines Farbauszuges in ihrer Helligkeit bzw. Intensität verändert werden, so daß auf der Druckform bzw. dem Druckzylinder Bereiche, die beim Tiefziehen am stärksten verstreckt werden, tiefer geätzt werden als an sich dem vom Spiegelkörper aufgenommenen farbigen Dia entsprechen würde. Die Korrekturmasken sind zweckmäßigerweise für alle Farbauszüge eines Bildes bzw. eines Behälters gleich und besitzen Zonen unterschiedlicher Beleuchtungsstärke entsprechend den Zonen unterschiedlicher Verstreckung. Als Korrekturmasken können durchsichtige Filme oder Platten mit Grau- oder Schwarztönungen verwendet werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sowie insbesondere die erfindungsgemäße Ermittlung der Form des Spiegelkörpers werden nachstehend anhand der auf den Abbildungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 das auf eine ebene Folie aufgebrachte Linienmuster aus konzentrischen äquidistanten Kreisen,

F i g. 2 den Meridianschnitt eines aus der Folie nach F i g. 1 tiefgezogenen Bechers,

F i g. 3 die Konstruktion des Spiegelkörpers,

F i g. 4 die Spiegelung einer Originalvorlage an einem Spiegelkörper,

Fig.4a das durch die Spiegelung gemäß Fig.4 verzerrte Bild,

F i g. 5 die Anordnung für die fotografische Aufnahme des verzerrten Bildes,

Fig.6 die zu einer Schleife zusammengefügte Originalvorlage,

F i g. 7 die perspektivische Ansicht auf einen Becher und

F i g. 8 die perspektivische Ansicht auf die Unterseite eines anderen Bechers.

Vor Ermittlung der Form des Spiegelkörpers wird bei einem rotationssymmetrischen Behälter ein Linienmuster, vorzugsweise aus konzentrischen äquidistanten Kreisen, auf eine Folie aufgebracht. Zusätzlich können zur Kontrolle radiale Strahlen vorgesehen sein, so daß ein Polarkoordinatensystem entsteht (s. Fig. 1). Bei anderen Behälterformen sind grundsätzlich auch andere Linienmuster möglich. Die Folie wird unter Produktionsbedingungen zu der gewünschten Behälterform tiefgezogen, zum Beispiel zu einem Becher mit einem Meridianschnitt wie in Fig.2. Die Produktionsbedingungen sind so zu wählen, daß die für diesen Behälter gewünschte Wandstärkenverteilung und unterschiedliche Verstreckung der einzelnen Ringzonen reproduzierbar erhalten werden können. Dies ist durch Einhaltung genauer Werte für zum Beispiel Erwärmung der Folie, Geschwindigkeit der mechanischen Verstrekkung und der pneumatischen Endausformung der Behälter usw. zu erreichen.

Wie in F i g. 2 angedeutet, haben sich die auf der ebenen Folie gleichen Abstände der Kreise a bis k gemäß F i g. 1 durch das Tiefziehen in unterschiedlicher

Weise verändert; und die Kreise stellen nun Höhenlinien ai bis Ar₂ dar. Der Mittelpunkt O der Kreise befindet sich in der Mitte des Behälterbodens. Der äußere Kreis k begrenzt die zu verformende Kreisfläche in der ebenen Folienbahn. An ihm entlang wird z. B. nach dem Tiefziehen der Behälter aus der Folienbahn ausgestanzt. Der Kreis Ar₂ stellt beim fertigen Behälter gemäß F i g. 2 den oberen Rand des Mantels dar.

Nun werden, wie in Fig.3 gezeigt, in einem Koordinatensystem auf der einen Achse die Punkte 0 bis k mit gleichmäßigem Abstand gemäß F i g. 1 und auf der anderen Achse die Punkte 0 bis kz mit ihren beim Tiefziehen entstandenen Abständen gemäß F i g. 2 aufgetragen. Der Gesamtabstand von 0 bis Aj ist gleich den Abständen 0 bis Ar₂ und entspricht damit der gestreckten Länge des Meridianschnittes des Behälters. In dem Koordinatensystem wird eine Schar paralleler Strahlen durch die Punkte 0 bis k eingezeichnet, die in der Richtung verlaufen, in der das Bild vom Spiegel zur Kamera reflektiert wird. An einen dieser Strahlen (z. B. durch g) wird ein beliebiger Strahl von einem entsprechenden Punkt der anderen Achse (z. B. von gi) gezeichnet. Durch den Schnittpunkt 11 der beiden Strahlen wird ein Element der Spiegelkurve 10 so konstruiert, daß der Einfallswinkel des einen Strahles (von £3) gleich dem Ausfallswinkel des anderen Strahles (durch g) ist. Der dem ersten Schnittpunkt 11 benachbarte Schnittpunkt (z. B. der Strahlen durch /"und von /3) ist entsprechend der zunächst festgestellten Neigung der Kurve 10 anzunehmen, wobei ggf. eine Korrektur durchzuführen ist, so daß auch in diesem Schnittpunkt Ein- und Ausfallswinkel gleich sind und sicH eine stetige Spiegelkurve 10 ergibt.

Die Darstellungen der F i g. 1 bis 3 zeigen nicht nur eine Möglichkeit zur Konstruktion der Spiegelkurve, sondern lassen auch erkennen, daß ein auf der Originalvorlage 12 zwischen gi und /3 vorhandenes Bildmotov auf ein dem Abstand der Kreise g und f entsprechendes Maß verzerrt und beim Tiefziehen der Folie so gestreckt wird, daß es sich beim Becher zwischen den Höhenlinien gi und /2 befindet.

Der Spiegelkörper 10 nach der Fig.3 stellt den einfachen Fall der Konstruktion des Spiegelkörpers mit parallelen Strahlen zur Kamera dar. In der Praxis kommen parallele Strahlen nicht vor, und das Bild wird mit geringen Unscharfen, insbesondere an seinem äußeren Rand, aufgenommen. Um eine gute Aufnahme zu erreichen, ist es zweckmäßig diese Strahlen auf die Blende 14 der Kamera 15 hin zu bündeln. Ein Bündel konvergenter Strahlen läßt sich durch entsprechende Konstruktion des Spiegels 10 zum Beispiel bei Anwendung konvergierender Strahlen durch die Punkte 0 bis Ar in F i g. 3 erreichen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die parallelen Strahlen durch einen Hohlspiegel τα bündeln. Anstelle der in Fig.3 dargestellten Konstruktionen der Spiegelkurve ist es zweckmäßiger und genauer, die Kurve zu berechnen und die eine gemeinsame Spiegelkurve 10 ergebenden Punkte 11 nach der Integrationsmethode von Runge-K u 11 a zu ermitteln. Theoretisch ist eine Vielzahl von Spiegelkurven 10 möglich, die diesen Bedingungen bei derselben Behälterform und denselben Verstreckungs- verhältnissen genügen. In der Praxis wird man eine Spiegelkurve 10 wählen, die sich mit möglichst geringem Arbeits- und Materialaufwand herstellen l&Bt und Reflexe bei der Aufnahme des Bildes weitgehend ausschließt

In F i g. 4 ist die Reflektion von einem Spiegelkörper

gezeigt, der so gestaltet ist, daß er die Strahlen zur Kamera hin bündelt. Ein auf der Originalvorlage vorhandenes Motiv, z. B. ein Farbring zwischen pi und φ, wird auf dem Farbdia bzw. auf dem zu druckenden Bild zu dem Kreisring zwischen ρ und q gemäß F i g. 4a verzerrt. Die Spiegelkurve 10' ist im wesentlichen wie in F i g. 3 konstrukiert, nur sind hier die Strahlen durch die Punkte 0 bis v' nicht parallel, sonderen konvergieren entsprechend dem gewählten Abstand zur Lochblende der Kamera. Der Radius 0 bis v' des Spiegelkörpers braucht nicht gleich dem Radius 0 bis ν des Farbdias zu sein. Es ist vielmehr zweckmäßig, das reflektierte Spiegelbild größer zu wählen und das Zerrbild in der Größe aufzunehmen, die das zu druckende Bild besitzen soll.

Wenn das dargestellte Verfahren auf einen Behälter angewendet werden soll, der nicht eine rotationssysmmetrische Form besitzt, muß es bei mehreren Schnitten nach Fig.2 mit unterschiedlichen Verstreckungsverhältnissen wiederholt werden, und der Spiegelkörper ist entsprechend zu gestalten.

In Fig.5 ist der Aufnahmevorgang des Zerrbildes dargestellt. Um den Spiegelkörper 10 wird die Original vorlage 12 gelegt und durch einen stehenden Glas- oder Metallzylinder 16 gestützt Die Originalvorlage 12 wird durch mehrere Lampen 17 so beleuchet daß keine Lichtreflexe entstehen. Der Spiegelkörper 10 ist in diesem Falle so geformt daß er die reflektierten Strahlen gebündelt zur Blende 14 der Kamera 15 sendet Das farbkorrigierte Linsensystem der Kamera 15 ist nicht gezeichnet Das aufgenommene verzerrte Farbdia 13 hat vorzugsweise die Größe des auf die Folie zu druckenden Bildes. Für die Qualität der Aufnahme kann es vorteilhaft sein, den Durchmesser der zu einer Schleife zusammengelegten Originalvorlage 12 und des Spiegelkörpers 10 größer als das Druckbild zu wählen. Da vorzugsweise ein undurchsichtiges Farbfoto verwendet wird, sind beliebig große und daher auch leicht retuschierbare Originalvorlagen verwendbar. Wenn der Stützzylinder 16 aus Glas ist, ist jedoch auch die Benutzung durchsichtiger Originalvorlagen 12 nicht ausgeschlossen.

Ein umlaufendes Schriftband wird zweckmäßigerweise auf der Originalvorlage 12 angeordnet und mit dieser fotografiert Eine Beschriftung des Behälterbodens wird entweder nachträglich in das verzerrte Farbnegativ kopiert oder auf einen ebenen mittleren Teil des Spiegelkörpers aufgelegt und unverzerrt zugleich mit dem Zerrbild fotografiert

Grundsätzlich ist es möglich, die Abbildung dei Originalvorlage auf die gesamte, insbesondere äußere Behälterfläche zu bringen. Bei flachen Behälterboden fällt dabei die Darstellung des oberen Randes dei Vorlage in einem Punkt in der Bodenmitte zusammen.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren be steht darin, daß alle Farben und Konturen des Bildes bh zur Anfertigung der Farbauszüge zusammengehalter werden. Dies ermöglicht zum Beispiel auch noch eine Retuschierung des aufgenommenen Farbdias. Auf jedei Fall werden hierdurch optische Fehler, die z. B. durcl unterschiedliche Brechung der Farben an einzelne· vorgeschalteten Linsen entstehen, vermieden. Di< Herstellung der einzelnen Farbauszüge and spater dei Druckformen erfolgt in an sich bekannter Weise. Dabe wird erfindungsgemaß jedoch eine Korrektur dei Farbintensitat vorgenommen, so daß starker auszuzie hende Folienbereiche einen kraftigeren Farbton als da) Original enthalten, der beim Verformen auf den Farbtoi

des Originals auseinandergezogen wird. Die in einzelnen Bereichen unterschiedlichen Lichtdurchlässigkeiten der hierbei verwendeten optischen Korrekturmasken verhalten sich etwa entsprechend den Abständen der Punkte 0 — Iu gemäß F i g. 4.

Eine Originalvorlage, die ein Muster verschiedener Blätter zeigt, ist in Fi g. 6 dargestellt. Das eine Ende der ringförmigen Schleife ist entsprechend der abgebildeten Kontur abgeschnitten und wird auf das andere Ende aufgelegt. Dies ist bei Aufsichtsvorlagen möglich und ergibt ein scheinbar nahtlos um den Behälter laufendes Bild.

F i g. 7 und 8 zeigen verschiedene nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Behälter.

Bei ihnen kann das Druckbild bis in die Bodenfläche hinein verlaufen und auch die Unterseite des Randflansches bzw. der Mundrolle bedecken. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines der Behäiterform und den Verstreckungsverhältnissen entsprechenden Zerrdruckbildes und zur Korrektur der Farbintensitäten für den Druck ergibt insbesondere in Verbindung mit dem Tiefdruckverfahren ein form- und farbgetreues Bild auf den tiefgezogenen Behältern, das die Qualität eines

ίο Farbfotos gesitzt und dessen Reichtum an Farben und Halbtönen aufweist.

Als Blende 14 kommt insbesondere eine Irisblende, also eine in bekannter Weise verstellbare Lochblende in Frage.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von insbesondere farbigen Zerrdruckbildern auf tiefzuziehenden Kunststoffolien, deren einzelne Bereiche beim Tiefziehen unterschiedlich verstreckt werden, mittels eines optischen Spiegelsystems zur Übertragung der Bilder von ebenen Vorlagen verzerrt auf einen Film und Herstellung der Druckformen nach diesem Film, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spiegelkörper verwendet wird, dessen reflektierende Oberfläche entsprechend der unterschiedlichen Verstreckung der Folienbereiche beim Tiefziehen geformt ist, eine vorzugsweise farbige Originalvorlage in Form einer geschlossenen, etwa zylindrischen Schleife um den Spiegelkörper herum angeordnet wird, das vom Spiegelkörper verzerrt reflektierte Bild durch eine Kamera vorzugsweise auf einem Diapositivfilm aufgenommen wird, aus dem so erzeugten Farbdiapositiv einzelne Farbauszüge hergestellt werden, die Farbauszüge entsprechend der Verstreckung des Bildes beim Tiefziehen in ihrer Intensität korrigiert werden und mit nach den Farbauszügen hergestellten Druckformen ein verzerrtes, farbkorrigiertes Bild auf die tiefzuziehende Folie gedruckt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des Spiegelkörpers ermittelt wird, indem eine Folie, die mit geeigneten, vorzugsweise äquidistanten Linien bedruckt ist, unter Produktionsbedingungen tiefgezogen wird, die tatsächlichen Abstände dieser Linien im Meridianschnitt des Behälters über ihren ursprünglichen Abständen aufgetragen und die Spiegelkurve als eine Reihe aufeinanderfolgender Schnittpunkte von Strahlen, die von zwei jeweils derselben Linie entsprechenden Punkten vor bzw. nach der Verformung ausgehen, ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlen, welche von den Punkten vor der Verformung ausgehen, als ein Bündel konvergenter, zur Blende der Kamera führender Strahlen bei der Ermittlung der Form des Spiegelkörpers berücksichtigt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Originalvorlage ein undurchsichtiges Farbfoto verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines auf dem herzustellenden Behälter nahtlos umlaufenden Bildes die um den Spiegelkörper anzuordnende Originalvorlage wenigstens an ihrem einen Ende dem hier vorhandenen Verlauf der abgebildeten Konturen entsprechend nicht geradlinig abgeschnitten und unter Überdeckung eines Teils der Abbildung auf dem anderen Ende auf dieses aufgelegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem verzerrten Farbdia hergestellten einzelnen Farbauszüge durch eine Korrekturmaske, die Zonen unterschiedlicher Helligkeit besitzt, in ihrer Intensität korrigiert werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Verfahren zum Druck des verzerrten Bildes auf die Folie das Tiefdruckverfahren angewendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf die tiefzuziehende Folie das verzerrte Bild so aufgedruckt wird, daß es bei dem tiefgezogenen Behälter nahtlos Ober die gesamte, insbesondere äußere Fläche einschließlich der wesentlichen Teile des Bodens verläuft