(19)
(11) EP 0 955 157 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
10.11.1999  Patentblatt  1999/45

(21) Anmeldenummer: 99108575.4

(22) Anmeldetag:  06.05.1999
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)6B31F 1/00
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE
Benannte Erstreckungsstaaten:
AL LT LV MK RO SI

(30) Priorität: 07.05.1998 DE 19820268

(71) Anmelder: SAUERESSIG GMBH + CO.
D-48691 Vreden (DE)

(72) Erfinder:
  • Saueressig, Kilian
    48686 Vreden (DE)

(74) Vertreter: Tönhardt, Marion, Dr. 
Forrester & Boehmert, Franz-Joseph-Strasse 38
80801 München
80801 München (DE)

   


(54) Prägewerkzeug und Verfahren zum chemischen und/oder physikalischen Anbinden oder Prägen einer oder mehrerer Lagen bahnförmiger Materialien


(57) Ein Prägewerkzeug zum chemischen und/oder physikalischen Anbinden oder Prägen einer oder mehrerer Lagen bahnförmiger Materialien, mit zwei einander mindestens an einer Berührungslinie gegenüberstehenden Prägeformen, auf denen Prägepunkte und/oder Prägeflächen angeordnet sind, die sich zumindest entlang der Berührungslinie der Prägeformen wenigstens teilweise überlappen, sind dadurch gekennzeichnet, daß die Prägeflächen zumindest teilweise mit unterschiedlichem Abstand und/oder unter bestimmten Winkeln zu einer Referenzlinie oder einer Referenzfläche der Prägeformen verlaufend angeordnet sind. Offenbart wird auch ein Verfahren zum Herstellen von Prägeformen für ein solches Prägewerkzeug und die Herstellung von aneinander gebundenen oder geprägten Lagen bahnförmigen Materials für besondere Verwendungszwecke.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft ein Prägewerkzeug zum chemischen und/oder physikalischen Anbinden oder Prägen einer oder mehrerer Lagen bahnförmiger Materialien, mit zwei einander mindestens an einer Berührungslinie gegenüberstehenden Prägeformen, auf denen Prägepunkte und/oder Prägeflächen angeordnet sind, die sich zumindest entlang der Berührungslinie der Prägeformen wenigstens teilweise überlappen. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Herstellen einer Prägeform für ein solches Prägewerkzeug und die Verwendung einer Prägeform als Urform für eine Gegenform. Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen von chemisch und/oder physikalisch angebundenen oder geprägten Lagen bahnförmiger Materialien beschrieben.

[0002] Ein aus mehreren Lagen bestehendes bahnförmiges Material wird herkömmlicherweise verbunden, indem die Lagen zwischen zwei Walzen gebracht werden, von denen zumindest eine die Einprägungen in das bahnförmige Material einbringt, wobei an diesen Einprägungen in der Regel durch Formschluß, aber auch durch chemisch-physikalische Maßnahmen, Verbindungspunkte hergestellt werden. Das so entstandene bahnförmige Material kann dann gegebenenfalls weiterbehandelt werden, beispielsweise zu den bekannten Hygiene-Zellstofftüchern geschnitten werden.

[0003] Bei den Prägeverfahren unterscheidet man die Wildprägung, bei der eine Prägewalze gegen eine glatte Gegenwalze läuft, die gegebenenfalls eine elastische Beschichtung aufweist. Bei der Unionprägung laufen eine Matritzenwalze und eine Patritzenwalze gegeneinander und erzeugen durch die entstehende Prägung eine Verbindung der bahnförmigen Materialien. Sowohl bei der Wild- als auch bei der Unionprägung sind die Feinprägungen auf der einen Seite des bahnförmigen Materials konkav nach innen gerichtet und stehen von der anderen Seite konvex nach außen hervor. Diese konvex erhabenen Stellen verleihen dem geprägten Material einen rauhen Charakter und sollten daher vermieden werden.

[0004] In Figur 7 ist eine Schnittansicht durch ein Zellstofftuch dargestellt, das aus vier Bahnen 14, 15, 16 und 17 besteht, die zwischen einer Prägewalze und einer Gegenwalze an Einprägungen 19, 19' durch das Wildprägeverfahren miteinander verbunden werden. Die Drehachsen der Prägewalze bzw. der Gegenwalze sind mit den Bezugsziffern 25 bzw. 26 bezeichnet. Der Bahneinzug, der durch den unterschiedlichen Fließweg der Bahnen 14, 15, 16 und 17 bedingt ist, ist mit dem Maßpfeil 18 bzw. 18' dargestellt. Der unterschiedliche Bahneinzug resultiert aus einem von Bahn 17 zu Bahn 14 länger werdenden Fließweg der Bahnen. Die durch die Prägung verbundenen Punkte 19 und 19' liegen dabei tiefer als die erhabene Oberfläche 20 und höher als die Oberfläche 20' des Zellstofftuches. Die erhabenen Prägeflächen 21 und 22 bzw. die gegenüberliegenden Flächen 23 und 24 liegen dabei jeweils in einer Ebene parallel zu den Achsen 25 und 26 der Walzen.

[0005] Das Problem der konkav erhabenen Prägepunkte wird bei dem in der DE 94 06 026 U1 offenbarten Kopf-auf-Kopf-Prägeverfahren dadurch gelöst, daß auf den gegenüberstehenden Prägewalzen erhabene Prägenoppen ausgebildet sind, welche auf den Lagen beispielsweise eines Zellstofftuches, wie in Figur 8 dargestellt, konkav nach innen gewölbte Verbindungspunkte 7 und 7' bilden, die quer zur Lagerichtung miteinander fluchten. In den Bodenbereichen dieser Prägepunkte 7 und 7' werden die Lagen 1, 2, 3, 4 des bahnförmigen Materials durch die Prägewirkung miteinander verbunden. Dieses Verfahren gibt dem bahnförmigen Material auf beiden Seiten eine glattes Aussehen. Weiterhin bestehen bleibt allerdings das Problem der unterschiedlichen Fließwege zwischen den einzelnen Lagen, wie es bei dem in Figur 8 dargestellten Zellstofftuch beispielsweise für die Bahnen 1 und 2 durch die Maßpfeile 5 bzw. 5' angegeben ist. Die durch die Prägung verbundenen Punkte 7 bzw. 7' liegen dabei tiefer als die erhabene Oberfläche des Zellstoffstuches 6 und 6'. Die erhabenen Prägepunkte 8 und 9 bzw. 10 und 11 liegen dabei jeweils in einer Ebene parallel zu den Prägeform-Achsen 12 und 13.

[0006] Bei allen aufgeführten Verfahren liegen die Prägeflächen der einzelnen Prägeformen in einer Ebene parallel zur Drehachse, wenn mit zylindrischen Prägewerkzeugen gearbeitet wird, da nur für solche Gestaltungen eine spanende Bearbeitung auf handelsüblichen Rundschleifmaschinen durchführbar ist, bei der sich die Spanungswerkzeuge an einem sich drehenden Prägezylinder vorbeibewegen. Hierdurch wird die optische Gestaltung der Oberflächenstruktur des bahnförmigen Materials stark eingeschränkt.

[0007] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Prägewerkzeug für das Anbinden und/oder Prägen von Lagen bahnförmigen Materials zur Verfügung zu stellen, mit dem eine vielfältige Gestaltung der Oberflächen des Materials bei sicherem Zusammenhalt der Lagen möglich sein soll.

[0008] Diese Aufgabe wird durch das Prägewerkzeug nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Verfahren für die Herstellung einer Prägeform in einem solchen Prägewerkzeug ist in Anspruch 8 angegeben. Eine Verwendung einer Prägeform als Urform beschreibt Anspruch 11, ein Verfahren zum Herstellen von chemisch und/oder physikalisch angebundenen Lagen bahnförmiger Materialien, mit einem erfindungsgemäßen Prägewerkezeug ist in Anspruch 12 vorgestellt.

[0009] Erfindungsgemäß ist bei einem Prägewerkzeug vorgesehen, daß die Prägeflächen zumindest teilweise mit unterschiedlichem Abstand und/oder unter bestimmten Winkeln zu einer Referenzlinie oder einer Referenzfläche der Prägeformen verlaufend angeordnet sind. Die einzelnen Prägeflächen liegen somit nicht unbedingt in einer Fläche symmetrisch zur Prägeformachse, da auf eine spanende Bearbeitung auf handelsüblichen Rundschleifmaschinen verzichtet werden kann. Prägeflächen, die bei einem äquidistanten Abstand zur Prägeformachse nicht in einer Ebene liegen, haben bei gleicher Winkelgeschwindigkeit der Prägeflächen unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten, was Vorteile bieten kann, wenn die unterschiedliche Friktion zwischen der Prägefläche und dem zu prägenden Material und der gegenüberliegenden Prägefläche ausgenutzt werden soll. Dieses Ergebnis entspricht in etwa dem der Kaltverschweißung.

[0010] Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß Größe, Form, Lage und Abstand der Prägepunkte bzw. Prägeflächen so gewählt ist, daß die Belastung auf jeder Berührungslinie im wesentlichen konstant ist. Dieses Vorgehen kann Prozeße wie Gegenbiegen, Erzeugung einer Bombage usw. überflüssig machen.

[0011] Weiter vorteilhaft können Prägeformen aus einer Kombination unterschiedlicher Materialien bestehen, insbesondere kann bei mindestens einer der Prägeformen auf einen Stahlkern eine die Prägeflächen enthaltende Beschichtung aus einem thermoplastischen Material mit einer Haftvermittler-Schicht aus einem Elastomer aufgebracht sein. Durch Zugabe von Füllstoffen in die elastomeren, thermoplastischen oder duroplastischen Werkstoffe kann das Fließverhalten der zu prägenden Materialien zwischen den Prägeformen beeinflußt werden. Bei bahnförmigen Materialien, die geprägt werden sollen, aber ein sehr elastisches Verhalten zeigen und somit im Grunde kaum prägbar sind, kann bei der Prägeform ein Füllstoff in den elastomeren Kunststoff der Prägeoberfläche beigemengt werden, der expandierbar ist und beispielsweise nach einem Urformprozeß die geometrische Struktur verändert. Hierzu gehören Treibmittel, die während oder nach der Vernetzung durch Wärme angeregt werden. Dies führt dazu, daß das zu prägende Material nur in bestimmten Bereichen fließen kann und somit eine bleibende, hohe plastische Verformung erfährt. Der gleiche Effekt kann durch eine entsprechende Formgebung der Prägeformen erzielt werden, indem Quetschkanten vorgesehen sind, die den Fließprozeß partiell zulassen oder ihn partiell unterbinden.

[0012] Ein Verfahren zum Herstellen einer Prägeform für ein Prägewerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgende Schritte auf:

a) Bereitstellen eines Rohlings für die Prägeform;

b) Aufbringen einer ätzfesten Beschichtung auf den Rohling und Abätzen der Beschichtung entsprechend einem Prägeflächenmuster in einer ersten Ebene symmetrisch um eine Referenzlinie oder parallel zu einer Referenzfläche des Rohlings;

c) volumenmäßiges Abtragen des Rohlings bis in eine zweite Ebene;

d) zumindest teilweises Entfernen der ätzfesten Beschichtung und gegebenenfalls Neuauftragen einer ätzfesten Schicht entsprechend einem Prägeflächenmuster in der zweiten Ebene;

e) gegebenenfalls Wiederholen der Schritte c) und d) für eine dritte bis n-te Ebene.



[0013] Dabei wird bevorzugt im Schritt c) mittels eines Lasers zur Direktstrukturierung, durch Ätzen in einem Flüssigkeitsbad oder durch Abtragen aus dem ionisierten Zustand gearbeitet.

[0014] Um die volle Variabilität des erfindungsgemäßen Verfahrens auszunutzen, ist vorgesehen, die Oberfläche des Rohlings in einem nachfolgenden Schritt f) durch Direktstrukturieren zum Erzeugen der unter bestimmten Winkel zur Referenzlinie oder Referenzfläche verlaufenden Prägeflächen zu behandeln. Unter Direktstrukturieren soll in diesem Fall das Direktstrukturieren durch Laser oder auch das Direktstrukturieren mit spanabhebenden Werkzeugen verstanden werden.

[0015] Eine nach dem voranstehenden beschriebenen Verfahren hergestellte Prägeform kann als Urform für eine Gegenform verwendet werden, wobei die Gegenform eine urformbare Oberfläche, zum Beispiel aus einem nicht ausgehärteten Polymer oder durch Wärme urformbar gemachten Thermoplasten, aufweist, die entsprechend der Oberflächenstruktur der Prägeform abgeformt wird, wobei gegebenenfalls die konsolidierte Oberfläche der Gegenform weiter bearbeitet wird.

[0016] Mit einem Prägewerkzeug, das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wird erstmals eine dreidimensional ausgeformte Prägung im Bereich der sich gegenüberliegenden Prägeflächen möglich, denn die Prägeflächen müssen nicht parallel zur Prägewerkzeugachse in einer Ebene auf den Prägeformen vorliegen.

[0017] Bei einem Verfahren zum Herstellen von chemisch und/oder physikalisch angebundenen Lagen bahnförmiger Materialien kann mit Lagen gleicher oder unterschiedlicher Materialien gearbeitet werden. So können zum Beispiel thermoplastische Folien, Metallfolien, usw. miteinander verprägt werden.

[0018] Vorteilhaft ist, wenn bei einem mit gegenläufig rotierenden Prägewalzen ausgestatteten Prägewerkzeug die Zylinder mit gleicher Winkelgeschwindigkeit gedreht werden. So sind unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten bei gleicher Winkelgeschwindigkeit in bezug auf die Drehachsen die Folge, so daß Reibverschweißungen möglich werden.

[0019] Auch kann eine einzige Lage beispielsweise eines thermoplastischen Maaterials verprägt werden.

[0020] Zum Herstellen der Prägewerkzeuge können für eine Prägeform und eine Gegenform Kombinationen verschiedenster Fertigungsverfahren verwendet werden, wie zum Beispiel Direktstrukturierung-Direktstrukturierung; Direktstrukturierung-Urformverfahren, Abtragen aus dem ionisierten Zustand-Urformverfahren. Auch sind verschiedene Materialien für die Prägeform und für die Gegenform möglich, zum Beispiel können sich Formen gegenüberstehen, die beide aus Metall oder beide aus einem geeigneten Kunststoff sind, oder eine besteht aus Metall, die andere aus Kunststoff.

[0021] Für das Aufbringen von den verschiedenen Oberflächen bzw. Schichten auf einem Rohling zur Herstellung einer Prägeform können alle bekannten Verfahren eingesetzt werden. Zu den bevorzugten Verfahren zählen insbesondere Spritzverfahren, thermisches Spritzen, Wirbelsintern, Aufvulkanisieren von Gummi, Aufgießen oder das Anbringen von Schrumpfschläuchen etc.

[0022] Auch für die Strukturierung der Prägeform bzw. der Hülse können sämtliche bekannten Verfahren eingesetzt werden. Hierzu zählen insbesondere die flächen- und/oder tiefenvariable Laserdirektstrukturierung, ein Abtragen aus dem ionisierten Zustand oder eine mechanische Gravur.

[0023] Sämtliche Verfahren zum Aufbringen von Oberflächen bzw. Schichten und zur Strukturierung können je nach Anwendung beliebig ausgewählt und auch kombiniert eingesetzt werden.

[0024] Im folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben werden. Dabei zeigt/zeigen:
Figur 1
eine schematische Schnitt-Teildarstellung von vier Lagen für Hygiene-Zellstofftücher während der Prägung in einem Prägewerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 2a
ein Prägewerkzeug, bei dem ein elastomerer Werkstoff eingesetzt ist, welcher einen expandierbaren Füllstoff enthält;
Figur 2b
ein Prägewerkzeug, bei dem ein elastomerer Werkstoff eingesetzt wird, der Quetschkanten aufweist;
Figur 3
die Abfolge bei einem Verfahren zum Herstellen einer Prägeform für ein Prägewerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 4a, Figur 4b und Figur 4c
ein Verfahren zum Herstellen einer Prägeform im Urformverfahren mit anschließender Laserung;
Figur 5
einen Schichtaufbau für die Prägeform;
Figur 6
einen Schnitt durch eine Prägeform für ein Prägewerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der der spätere Biegeverlauf schon bei der Herstellung der Prägeform berücksichtigt ist;
Figur 7
vier Lagen für Hygiene-Zellstofftücher zwischen Prägewalzen für die Wildprägung eines Zellstofftuchs; und
Figur 8
vier Lagen von Bahnen zwischen Prägewalzen zum Herstellen von Hygiene-Zellstofftüchern mittels der Kopf-auf-Kopf-Prägung.


[0025] In Figur 1 ist in einer Teilschnittansicht dargestellt, wie aus vier Lagen 27, 28, 29 und 30 mittels eines Prägewerkzeuges nach der vorliegenden Erfindung Hygiene-Zellstofftücher hergestellt werden. Der Bahneinzug, der durch den unterschiedlichen Fließweg der einzelnen Bahnen bedingt ist, ist mit dem Maßpfeil 31 bzw. 31' gekennzeichnet. Der unterschiedliche Bahneinzug rührt von einem längeren Fließweg der Bahnen 30 und 27 her. Der durch Prägung verbundene Punkt 32 liegt dabei tiefer als die erhabenen Oberflächen 27 bzw. 30 des Zellstofftuches. Der durch die Prägung verbundene Punkt 33 liegt dabei tiefer als die Oberflächen 27 bzw. 30 des Zellstofftuches. Die erhabenen Prägeflächen 34 und 35 bzw. 36 und 37 liegen dabei nicht zwingend in einer Ebene und parallel zu den Prägeform-Achsen 38 und 39.

[0026] Figur 2a zeigt eine Prägeform mit einer elastischen Beschichtung 40, in die ein expandierbarer Füllstoff 41 eingebettet ist, der nach der Formerzeugung, beispielsweise über ein Urformverfahren oder Sublimation, expandiert werden kann. Die nachträgliche Expansion bewirkt bei der Prägung ein Verklemmen an der Stelle 42 für die zu prägende Lage 43 und ermöglicht so ein Fließen des bahnförmigen Materials, ohne daß die Lagen nach außen abfließen könnten. Dadurch ergibt sich ein geringerer Bahneinzug 44 und 44'. Weiter ergibt sich eine bleibende, plastische Verformung, die mit bekannten Maßnahmen besonders bei sehr elastischen bahnförmigen Materialien schwer zu erzielen ist. Expandierende Pulver sind beispielsweise aus der Herstellung thermoplastischer Spritzgußteile bekannt.

[0027] Figur 2b zeigt eine Prägeform mit einer elastischen Beschichtung 45, die mit Quetschkanten 46 versehen ist. Die Quetschkanten 46 bewirken bei der Prägung ein Verklemmen an der Stelle 47 der zu prägenden Lage 48, so daß das Material fließen kann, ohne daß die Lage nach außen fließt. Da das Fließen des Materials nur zwischen den Quetschkanten 46 stattfindet, führt dies zu einem kleineren Bahneinzug 49 bzw. 49'. Somit ergibt sich eine bleibende, plastische Verformung, auch für sehr elastische Lagenmaterialien.

[0028] Figur 3 zeigt beispielhaft mögliche Schritte bei einem Verfahren zum Herstellen einer Prägeform für ein Prägewerkzeug nach der vorliegenden Erfindung. Ein Prägeform-Rohling 50 erhält zunächst eine ätzfeste Beschichtung 51, die anschließend an den volumenmäßig durchzuätzenden Stellen 52 beispielsweise mittels eines Lasers abgetragen wird. Nach dem ersten Ätzvorgang entsteht ein Relief, wie es beispielsweise in Teilbild 3b) dargestellt ist. Die ätzfeste Schicht an der Stelle 53 wird nun entfernt, und es wird wiederum Volumen abgetragen, so daß eine erste Stufenbildung, wie in Figur 3c) gezeigt, eintritt. Wird nun die ätzfeste Schicht 54 entfernt und dann volumenmäßig abgetragen, so erhält man eine weitere Stufe, wie in Figur 3d) gezeigt. Analog hierzu können auch in den Vertiefungen unterschiedliche Stufenausbildungen erzielt werden, indem der Prägeform-Rohling erneut beschichtet wird, Figur 3e), der Ätzschutz partiell entfernt wird und erneut volumenmäßig abgetragen wird. Man sieht in Figur 3f) an der Position 55 die Stufenbildung. Ebenso können Schichten, die eine passivierende Oberfläche darstellen, mit Hilfe eines Lasers entfernt werden, so daß tiefere Strukturen erzeugt werden können, als bei herkömmlichen Ätzverfahren. Dies gilt besonders für hochlegierte und gehärtete Stähle, da die Passivierungsschicht während des Ätzens entsteht, wobei sich vorwiegend Legierungselemente auf der zu ätzenden Oberfläche ablagern.

[0029] Figur 4 zeigt in einer Teilschnittansicht eine Prägewalze 56, mit deren Hilfe im Urformverfahren eine Gegenform 57 hergestellt wird. Die Gegenform 57 weist dazu eine Oberfläche auf, die urformbar ist und beispielsweise aus nicht ausgehärtetem Polymer oder durch Wärme urformbar gemachten Thermoplasten besteht. Die Prägewalze 56 besitzt bereits die abzuformende Struktur, die beispielsweise durch Direktstrukturierung mittels Lasers oder Abtragen aus dem ionisierten Zustand erzeugt worden ist. Die Abformung der Struktur der Prägewalze 56 durch die Gegenform 57 erfolgt durch eine gegenläufige Drehbewegung der einzelnen Prägeformen uni ihre Achsen 58 bzw. 59. Nach dem Abformen und Aushärten bzw. Konsolidieren der Prägeoberfläche 60 kann die Oberfläche der Gegenform 57 weiter bearbeitet werden, indem störendes Material 61 von der Oberfläche abgetragen wird, so daß die fertige Prägeoberfläche 62 entsteht.

[0030] In Figur 5 ist eine Prägeform dargestellt, bei der mehrere Materialien kombiniert sind. So kann beispielsweise ein Elastomer als Haftvermittler-Schicht 71 zwischen einen Thermoplasten 72 und einem Kern 70 aus Stahl eingesetzt werden. Mit Hilfe der elastomeren Phase können auch Schrumpfspannungen, die aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehungskoeffizienten während der Strukturierung der Schicht 72 entstehen, ausgeglichen werden. Schrumpfspannungen treten auch während des Betriebs auf und können ebenfalls ausgeglichen werden. Damit vermeidet man mechanische Beschädigungen während des Betriebs.

[0031] In Figur 6 ist dargestellt, wie der spätere Biegeverlauf bei den Abständen der Prägeflächen zur Prägeform-Achse schon bei der Herstellung der Prägeformen berücksichtigt wird. Die Abstände 73, 74, 75 der Prägeflächen zu der jeweiligen Prägeform-Achse sind dabei, wie auch in Figur 5 zu sehen, so angepaßt, daß bei der Prägung zwischen allen gegenüberliegenden Prägeflächen die auf die bahnförmigen Materialien einwirken, die Flächenpressung gleich hoch sein kann. Dieses Vorgehen kann Prozesse wie Gegenbiegen, Erzeugung einer Bombage usw. überflüssig machen. Desweiteren können unterschiedlichste Motive beliebig auf den Zylinder aufgebracht werden, beispielsweise durch Drehen, ohne daß sich Probleme mit unterschiedlichen Flächenpressungen entlang der Berührungslinie der beiden Prägeformen, zwischen denen die Lagen bahnförmigen Materials liegen, ergeben.

[0032] Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.


Ansprüche

1. Prägewerkzeug zum chemischen und/oder physikalischen Anbinden oder Prägen einer oder mehrerer Lagen bahnförmiger Materialien, mit zwei einander mindestens an einer Berührungslinie gegenüberstehenden Prägeformen, auf denen Prägepunkte und/oder Prägeflächen angeordnet sind, die sich zumindest entlang der Berührungslinie der Prägeformen wenigstens teilweise überlappen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Prägeflächen (34, 35, 36, 37) zumindest teilweise mit unterschiedlichem Abstand und/oder unter bestimmten Winkeln zu einer Referenzlinie (38, 39) oder einer Referenzfläche der Prägeform verlaufend angeordnet sind.
 
2. Prägewerkezug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägeformen Zylinder sind, die im Betrieb gegenläufig rotieren, und daß die Referenzlinie die jeweilige Drehachse der Zylinder ist.
 
3. Prägewerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Größe, Form und Lage der Prägepunkte bzw. Prägeflächen und ihr Abstand zur Referenzlinie bzw. Referenzfläche so gewählt sind, daß die Belastung auf jeder Berührungslinie im wesentlichen konstant ist.
 
4. Prägewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Prägeformen aus einer Kombination unterschiedlicher Materialien (70, 71, 72) besteht.
 
5. Prägewerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens einer der Prägeformen auf einen Stahlkern (70) eine die Prägeflächen enthaltende Beschichtung (72) aus einem thermoplastischen Material mit einer Haftvermittler-Schicht (71) aus einem Elastomer aufgebracht ist.
 
6. Prägewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Prägeformen Quetschkanten (46) zum gezielten, partiellen Zulassen oder Unterbinden des Fließens der bahnförmigen Materialien vorgesehen sind.
 
7. Prägewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Prägeformen mit einer elastischen Beschichtung (40) versehen ist, die einen expandierbaren Füllstoff (41) enthält.
 
8. Verfahren zum Herstellen einer Prägeforn für ein Prägewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit den Schritten:

a) Bereitstellen eines Rohlings (50) für die Prägeform;

b) Aufbringen einer ätzfesten Beschichtung (51) auf den Rohling (50) und Abtragen der Beschichtung entsprechend einem Prägeflächenmuster (52) in einer ersten Ebene symmetrisch um eine Referenzlinie oder parallel zu einer Referenzfläche des Rohlings (50);

c) volumenmäßiges Abtragen des Rohlings (50) bis in eine zweite Ebene;

d) zumindest teilweises Entfernen der ätzfesten Beschichtung (53) und gegebenenfalls Neuauftragen einer ätzfesten Schicht entsprechend einem Prägeflächenmuster in der zweiten Ebene;

e) gegebenenfalls Wiederholen der Schritte c) und d) für eine dritte bis n-te Ebene.


 
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nachträglich mindestens eine zusätzliche Beschichtung auf das Prägewerkzeug aufgebracht wird.
 
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungen (51, 53) mittels Spritzverfahren, thermischen Spritzens, Wirbelsintern, Aufvulkanisieren von Gummi, Aufgießen oder durch Anbringen von Schrumpfschläuchen aufgebracht werden.
 
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtragen im Schritt c) mittels eines Lasers zur flächen- und/oder tiefenvariablen Direktstrukturierung, durch Ätzen in einem Flüssigkeitsbad, durch Abtragen aus dem ionisierten Zustand oder mittels einer mechanischen Gravur erfolgt.
 
12. Verfahren nach einem der Ansprüch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß

f) die Oberfläche des Rohlings (50) durch Direktstrukturieren zum Erzeugen der unter bestimmten Winkeln zur Referenzlinie oder Reterenzfläche verlaufenden Prägeflächen behandelt wird.


 
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Direktstrukturierung flächen- und/oder tiefenvariabel mittels eines Lasers oder durch mechanische Gravur durchgeführt wird.
 
14. Verwendung einer beispielsweise nach einem der Ansprüche 8 bis 13 hergestellten Prägeform als Urform für eine Gegenform, wobei die Gegenform (57) eine urformbare Oberfläche, z.B. aus nicht ausgehärtetem Polymer oder durch Wärme urformbar gemachten Thermoplasten, aufweist, die entsprechend der Oberflächenstruktur der Prägeform (56) abgeformt wird, wobei gegebenenfalls die konsolidierte Oberfläche der Gegenform (57) weiter bearbeitet wird.
 
15. Verfahren zum Herstellen von chemisch und/oder physikalisch angebundenen oder geprägten Lagen bahnförmiger Materialien mit einem Prägewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem Lagen gleicher oder unterschiedlicher Materialien verwendet werden.
 
16. Verfahren nach Anspruch 15, mit einem Prägewerkzeug nach Anspruch 2, bei dem die Zylinder mit gleicher Winkelgeschwindigkeit gedreht werden.
 
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem eine Lage thermoplastischen Materials geprägt wird.
 




Zeichnung