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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A STAMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/009364
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device for producing a stamp (1), a printing plate, or similar comprising a surface (3) that contains the printing pattern (2) and is produced by applying layers of a liquid and hardenable material (8) to a base. The aim of the invention is to create a production method by means of which stamps can be produced in a simple and inexpensive manner even in small quantities. Said aim is achieved by a printing device (4) comprising at least one printhead (5) which can be moved several times across the surface (3) of the stamp (1) and is provided with at least one nozzle (6) printing the surface (3) with layers of a liquid and hardenable material (8), for example a polymer.

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Inventors:
FILZMOSER FRANZ (AT)
FABER ERNST (AT)
Application Number:
PCT/AT2003/000196
Publication Date:
January 29, 2004
Filing Date:
July 10, 2003
Export Citation:
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Assignee:
COLOP STEMPELERZEUGUNG SKOPEK (AT)
FILZMOSER FRANZ (AT)
FABER ERNST (AT)
International Classes:
B29C43/22; B29C67/00; B41C1/00; B41D7/00; B41K1/02; B41K1/50; (IPC1-7): B41K1/02; B41C1/00
Foreign References:
EP0426363A21991-05-08
DE19931112A12001-01-25
US6520084B12003-02-18
US5731033A1998-03-24
US5731033A1998-03-24
DE3921623A11991-01-17
DE19747877A11999-04-29
DE19931112A12001-01-25
EP0426363A21991-05-08
Attorney, Agent or Firm:
SONN & PARTNER (Wien, AT)
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Claims:
Patentansprüche : 1. Verfahren zur Herstellung eines Stempels, einer Druckplatte od. dg
1. l.
2. mit einer das Druckmotiv enthaltenden Oberfläche, wel che durch schichtweises Aufbringen eines flüssigen und aushärt baren Materials auf eine Unterlage hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das schichtweise Aufbringen des flüssigen und aushärtbaren Materials im Druckverfahren durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen des die Oberfläche bildenden Materials eine Haft vermittlerschicht auf die Unterlage aufgetragen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem die Oberfläche bildenden Material vor dem Druckvorgang Zusatzstoffe beigemischt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass das die Oberfläche bildende Material vor und bzw. oder während dem Druckvorgang aufgewärmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass das Aushärten des die Oberfläche bildenden Mate rials zwischen dem schichtweisen Aufbringen beschleunigt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Aushärten durch Kühlen beschleunigt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aushärten durch Besprühen mit Härtern erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Menge des aufgebrachten Materials dosierbar ist.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des aufgebrachten Materials von Schicht zu Schicht ver ringert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, dass als die Oberfläche bildendes Material ein Polymer verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, dass als die Oberfläche bildendes Material flüssiger Kautschuk verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass als die Oberfläche bildendes Material ein poröses Material verwendet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, dass als Unterlage eine Glasplatte verwendet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, dass als Unterlage eine Trägerfolie aus Kunststoff verwendet wird.
16. Einrichtung zur Herstellung eines Stempels (1), einer Druck platte od. dgl. mit einer das Druckmotiv (2) enthaltenden Ober fläche (3), dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckeinrichtung (4) mit zumindest einem mehrmals über die Oberfläche (3) beweg baren Druckkopf (5) mit zumindest einer Düse (6) zum schicht weisen Drucken der Oberfläche (3) aus einem flüssigen und aushärtbaren Material (8) vorgesehen ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf (5) eine Heizeinrichtung (14) beinhaltet.
18. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeich net, dass eine Mischeinrichtung (13) zum Mischen des die Ober fläche (3) bildenden Materials (8) vorgesehen ist.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Kühleinrichtung vorgesehen ist, welche dem Druckkopf (5) vorzugsweise nachführbar ist.
20. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung durch ein Gebläse od. dgl. gebildet ist.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Dosiereinrichtung zur Dosierung der abgegebenen Materialmenge vorgesehen ist.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch ge kennzeichnet, dass die Druckeinrichtung (4) eine Schnittstelle (16) zur Verbindung mit einer Recheneinheit (15) aufweist.
Description:
Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines Stempels Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung eines Stempels, einer Druckplatte od. dgl. mit einer das Druckmotiv enthaltenden Oberfläche, welche durch schichtweises Aufbringen eines flüssigen und aushärtbaren Materials auf eine Unterlage hergestellt wird.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Stempel und Druckplatten oder ähnliche Einrichtungen, welche zum Übertragen eines Druckmotivs auf einen Körper dienen.

Üblicherweise werden Stempel oder Druckplatten aus verschie- denen Materialien durch Materialabtragung beispielsweise Gra- vieren, Fräsen od. dgl. hergestellt. Bei moderneren Geräten erfolgt die Materialabtragung auch mittels Laser, welche über einen Kunststoffblock geführt werden. Die zur Erzielung des ge- wünschten Klischees notwendigen Steuerungsdaten für das Be- arbeitungswerkzeug bzw. den Laser werden meist von einem Computer geliefert.

Die materialabtragenden Verfahren zur Herstellung von Stem- peln, Druckplatten od. dgl. erfordern in der Regel einen relativ hohen Aufwand zur Entfernung des abgetragenen Materials. Darüber hinaus können am Stempel verbleibende Materialteilchen zu unge- nauen und unerwünschten Druckergebnissen führen. Darüber hinaus ist die Schmutzbelastung durch materialabtragende Herstellungs- verfahren relativ hoch, wodurch diese Geräte in einem separaten Raum aufgestellt oder zumindest mit einer Verschalung umgeben werden müssen.

Die US 5 731 033 A beschreibt ein Mittel und Verfahren zur Herstellung eines Stempels, bei dem ein flüssiges aushärtbares Material auf die das Druckmotiv enthaltene Oberfläche mit der Hand aufgebracht wird. Diese manuelle Herstellung eines Stempels zielt ausschließlich auf den Hausgebrauch ab und ist insbesonde- re für Kinder gut geeignet. Eine rasche und einfache Herstellung von Stempeln sowie die Herstellung sehr feiner Druckklischees mit hoher Auflösung ist jedoch nicht möglich.

Weiters sind Verfahren zur Herstellung von Stempel bekannt, bei denen der Stempelkörper durch Sintern eines pulverförmigen Materials hergestellt wird. Beispielsweise beschreibt die DE 39 21 623 A1 ein derartiges Verfahren. Dieses Sinterverfahren hat genauso wie Gussverfahren den Nachteil der relativ aufwen- digen und kostenintensiven Herstellung der notwendigen Form, welche das jeweilige Druckmotiv enthält. Somit sind solche Her- stellungsverfahren für kleine Auflagen von Stempeln od. dgl. un- geeignet.

Schließlich sind Verfahren zur Herstellung von Stempel be- kannt, bei denen ein flüssiges Material durch gezielte Lichtbe- strahlung verfestigt wird und das überschüssige Material beispielsweise unter Anwendung von Ultraschall entfernt wird.

Ein derartiges Verfahren wird beispielsweise in der DE 197 47 877 AI beschrieben. Die Handhabung von flüssigen Stempelflächen- rohlingen ist jedoch aufwendig, da diese nicht ungewollt Licht- strahlung ausgesetzt werden dürfen.

Laserverfahren oder Fotopolymerverfahren weisen hinsichtlich der entstehenden Rückstände zwar Vorteile auf, sind jedoch re- lativ aufwendig und teuer. Ein weiterer Nachteil bei den bekann- ten Herstellungsverfahren besteht in der Entstehung unerwünschter Abgase durch die Verbrennung des den Stempel od. dgl. darstellenden Kunststoffes, weshalb häufig eine Absaugung der entstehenden Abgase notwendig ist.

Auch stellt die Herstellungsgeschwindigkeit bekannter Syste- me häufig ein Hindernis für eine rasche Herstellung von Druck- klischees in besonders geringen Auflagen dar.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung eines oben genannten Verfahrens und einer oben genann- ten Einrichtung zur Herstellung eines Stempels, einer Druck- platte od. dgl., welche eine besonders kostengünstige, rasche und einfache Herstellung von Druckmotiven auch in geringer Stückzahl ermöglichen.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe in verfahrensmä- ßiger Hinsicht dadurch, dass das schichtweise Aufbringen des flüssigen und aushärtbaren Materials im Druckverfahren durchge- führt wird. Durch die Herstellung des Stempels, der Druckplatte od. dgl. im Druckverfahren ähnlich dem Inkjet-Verfahren ist keine Materialabtragung erforderlich, wodurch keine Einrich- tungen zur Entfernung von Materialrückständen und zur Absaugung entstehender Dämpfe od. dgl. notwendig sind. Weiters sind keine Einrichtungen zum Schutz der Umgebung vor Verunreinigungen not- wendig. Im Druckverfahren sind je nach Auswahl des flüssigen und aushärtbaren Materials und des entsprechenden Druckkopfes re- lativ hohe Auflösungen erzielbar, so dass auch sehr feine Druck- klischees einfach und rasch hergestellt werden können. Um die für den Stempel, die Druckplatte od. dgl. bildende reliefartige Struktur zu erhalten, werden mehrere Schichten des flüssigen und aushärtbaren Materials übereinander angeordnet. Zu diesem Zweck wird zumindest ein Druckkopf mit zumindest einer Düse über eine Unterlage bewegt und das flüssige und aushärtbare Material tropfenweise abgegeben. Die Abgabe wird über ein entsprechendes Ventil entsprechend den Daten eines Rechners gesteuert. Ein wei- terer Vorteil besteht darin, dass mit diesem Verfahren auch besonders große Stempel, Druckplatten od. dgl. relativ kosten- günstig herstellbar sind. Die Unterlage, auf der die das Druck- motiv enthaltende Oberfläche aufgebracht wird, kann dabei nach dem Druckvorgang entfernt werden oder auch verbleiben.

Vor dem Aufbringen des die Oberfläche bildenden Materials kann gegebenenfalls eine Haftvermittlerschicht auf die Unterlage aufgetragen werden. Diese dient zur Herstellung einer Verbindung des im Druckverfahren hergestellten Klischees mit der Unterlage.

Das Material für den Haftvermittler muss auf das Material der Unterlage sowie das verwendete Material zur Herstellung des Druckmotivs abgestimmt sein.

Dem die Oberfläche bildenden Material können vor dem Druck- vorgang Zusatzstoffe beigemischt werden. Diese können beispiels- weise zur Beschleunigung des Aushärtprozesses oder zur Bildung von Poren für selbstfärbende Stempel, sogenannte Self-Ink-Stem- pel dienen. Auf diese Weise können zwei oder mehrere Komponenten des flüssigen und aushärtbaren Materials kurz vor dem Druckvor- gang miteinander vermischt werden.

Zur Erhöhung der Viskosität des die Oberfläche bildenden Ma- terials kann dieses vor und bzw. oder während dem Druckvorgang aufgewärmt werden.

Um eine besonders rasche Herstellung des Stempels, der Druckplatte od. dgl. zu ermöglichen, kann das Aushärten des die Oberfläche bildenden Materials zwischen dem schichtweisen Auf- bringen beschleunigt werden. Dies kann beispielsweise durch Küh- len oder durch Besprühen mit Härtern oder anderen chemischen Stoffen erfolgen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Menge des aufgebrachten Materials dosierbar ist. Somit können durch die Dosierung des Materials besonders feine Details im Klischee des Stempels, der Druckplatte od. dgl. hergestellt werden.

Im Falle einer dosierbaren Menge des aufgebrachten Materials kann dieses auch von Schicht zu Schicht verringert werden, um im Querschnitt verjüngende Stege zu erzielen und somit feinere Stempelbilder zu ermöglichen, ohne dass die Gefahr des Bruchs von Stegen im Klischee gegeben ist.

Vorzugsweise wird als die Oberfläche bildendes Material ein Polymer oder flüssiger Kautschuk verwendet.

Zur Erzielung selbstfärbender sogenannter Self-Ink-Stempel kann als die Oberfläche bildendes Material ein poröses Material verwendet werden. Durch die entstehenden Poren diffundiert die Tinte bei Druckanwendung an die Oberfläche des Stempels, der Druckplatte od. dgl.

Als Unterlage kann eine Glasplatte verwendet werden, welche nach Abschluss des Herstellungprozesses mit dem Druckmotiv in Verbindung bleibt, oder von der das Druckmotiv vor der Anordnung am Stempel, der Druckplatte od. dgl. entfernt wird.

Ebenso ist es möglich, dass als Unterlage eine Trägerfolie aus Kunststoff verwendet wird, welche vorzugsweise nach Ab- schluss des Herstellungsprozesses auf dem Stempel, der Druck- platte od. dgl. verbleibt.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch eine Einrichtung zur Herstellung eines Stempels, einer Druckplatte od. dgl. mit einer das Druckmotiv enthaltenden Oberfläche, bei der eine Druckeinrichtung mit zumindest einem mehrmals über die Oberfläche bewegbaren Druckkopf mit zumindest einer Düse zum schichtweisen Drucken der Oberfläche aus einem flüssigen und aushärtbaren Material vorgesehen ist. Durch die erfindungsgemäße Verwendung einer Druckeinrichtung, insbesondere einer dem In- kjet-Verfahren ähnlichen Einrichtung zur Herstellung von Stem- pel, Druckplatten od. dgl., kann eine besonders kostengünstige und rasche Herstellung von Stempeln, Druckplatten od. dgl. auch in geringen Stückzahlen erzielt werden. Die Bewegung des Druck- kopfes in Bezug auf die Oberfläche des Stempels oder der Druck- platte kann dabei sowohl durch Bewegung des Druckkopfes als auch durch Bewegung der Unterlage, auf der das Druckmotiv aufgebaut werden soll, oder Bewegung beider Elemente, erzielt werden. Üb- licherweise kann der Druckkopf in Bezug auf die Unterlage in ho- rizontaler und vertikaler Richtung bewegt werden.

Wenn der Druckkopf eine Heizeinrichtung beinhaltet, kann das die Oberfläche bildende Material vor dem Ausstoß erwärmt werden und dessen Viskosität erhöht werden, so dass feinere Tröpfchen des Materials abgegeben werden können.

Wenn eine Mischeinrichtung zum Mischen des die Oberfläche bildenden Materials vorgesehen ist, kann einerseits ein Zwei- oder Mehrkomponentenmaterial, welches beispielsweise nach dem Mischen besonders rasch aushärtet, eingesetzt werden oder es können auch andere Zusatzstoffe dem Material beigemengt werden.

Zur Beschleunigung des Aushärtevorgangs kann eine Kühlein- richtung vorgesehen sein, welche dem Druckkopf vorzugsweise nachführbar ist.

Diese Kühleinrichtung kann beispielsweise durch ein Gebläse od. dgl. gebildet sein, welches den Aushärtvorgang des Materials beschleunigt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Dosier- einrichtung zur Dosierung der abgegebenen Materialmenge vorgese- hen.

Zur Ansteuerung der Druckeinrichtung zur Herstellung von Stempeln, Druckplatten od. dgl. weist diese vorzugsweise eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer Recheneinheit auf.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeich- nungen, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen, nä- her erläutert.

Darin zeigt : Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht einer er- findungsgemäßen Einrichtung zur Herstellung eines Stempels ; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines möglichen Bewegungsablaufs des Druckkopfs ; Fig. 3 das Schnittbild eines Teils einer erfindungsgemäß hergestellten Stempeloberfläche ; Fig. 4 eine Variante eines Schnittbildes eines Teils einer Stempeloberfläche ; Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer im Druckverfahren hergestellten Stempeloberfläche ; und Fig. 6 bis 8 Schnittbilder verschiedener Ausführungsformen eines im Druckverfahren hergestellten Stempels.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Herstellung eines Stem- pels 1, einer Druckplatte od. dgl. mit einer das Druckmotiv 2 enthaltenden Oberfläche 3 umfasst eine Druckeinrichtung 4 mit zumindest einem Druckkopf 5 mit zumindest einer Düse 6. Der Druckkopf 5 ist über die Oberfläche 3 vorzugsweise in X,-Y,- und Z-Richtung bewegbar angeordnet. Ebenso ist es möglich, dass der Druckkopf 5 stillsteht und der Stempel 1 bzw. die Unterlage entsprechend bewegt wird. In einem Behälter 7 ist das die Ober- fläche 3 des Stempels 1, der Druckplatte od. dgl. bildende Mate- rial 8 oder zumindest eine Komponente des Materials 8 enthalten.

Über eine entsprechende Zuleitung 9 kann das flüssige Material 8 zum Druckkopf 5 bewegt werden. Gegebenenfalls wird in einem wei- teren Behälter 10 eine Komponente 11 bzw. ein Zusatzstoff ge- lagert, der über eine Zuleitung 12 dem Druckkopf 5 zugeführt wird. In einer allfälligen Mischeinrichtung 13 wird das Material 8 mit dem Zusatzstoff 11 vor dem Ausstoß aus dem Druckkopf 5 ge- mischt. Zur Erhöhung der Viskosität des Materials 8 kann dieses in einer Heizeinrichtung 14 im oder vor dem Druckkopf 5 auf- gewärmt werden. Die zur Steuerung der Materialabgabe im Druck- kopf 5 notwendigen Daten werden üblicherweise von einer Rechnereinheit 15 geliefert, welche über eine Schnittstelle 16 mit der Druckeinrichtung 4 verbunden ist.

Der Druckkopf 5 überstreicht die Oberfläche 3 des Stempels 1 od. dgl., beispielsweise in Mäanderform, wie in Fig. 2 darge- stellt ist. Überall dort wo gemäß den Daten der Rechnereinheit 15 entsprechend dem Druckmotiv 2 ein Relief auf der Oberfläche 3 des Stempels 1 erzeugt werden soll, wird tropfenweise das flüssige und aushärtbare Material 8 über die Düsen 6 des zu- mindest einen Druckkopfes 5 abgegeben.

Wie in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 gezeigt ist, wird durch tropfenweise Abgabe des flüssigen aushärtbaren Mate- rials 8 jeweils eine Schicht des Materials 8 auf der Oberfläche 3 des Stempels 1 aufgebaut. Dieser Vorgang wird mehrmals wieder- holt, so dass mehrere Schichten des Materials 8 übereinander angeordnet werden und somit das Druckmotiv 2 des Stempels 1 bilden. Um die Aushärtung des flüssigen Materials 8 nach dem Aufbringen auf der Oberfläche 3 des Stempels 1 zu beschleunigen, kann nach dem Auftragen beispielsweise eine Kühlung jeder Schicht des Materials 8 erfolgen. Darüber hinaus kann, wie in Fig. 3 dargestellt, der Druckkopf 5 von Schicht zu Schicht um eine geringe Distanz, welche etwa der halben Tropfenbreite ent- spricht, versetzt werden, um einen optimalen Schichtenaufbau zu erzielen.

Entsprechend Fig. 4 kann die Breite des aufgebrachten Mate- rials 8 von Schicht zu Schicht verringert werden, wodurch feine- re Stempelstrukturen gebildet werden können und darüber hinaus die Stabilität der entstehenden Stege des Druckmotivs 2 erhöht werden kann.

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungs- gemäß hergestellten Stempels 1, bei dem aus dem flüssigen und aushärtbaren Material 8 im Druckverfahren das Druckmotiv 2 auf der Oberfläche 3 gebildet wurde.

Fig. 6 zeigt ein Schnittbild durch einen Stempel 1, bei dem das Druckmotiv 2 bildende Material 8 auf eine Unterlage in Form einer Glasplatte 17 aufgedruckt wurde.

Gemäß Fig. 7 wurde das Druckmotiv 2 zusammen mit der Un- terlage aus dem Material 8 auf eine Unterlage in Form einer Trä- gerplatte 18 aufgebracht. Die Trägerplatte 18 verbleibt in diesem Fall auf dem Stempel 1 bzw. der Druckplatte.

Bei der Variante gemäß Fig. 8 wird das Material 8 auf eine Arbeitsplatte 19, die beispielsweise aus einem weichen Polymer bestehen kann, aufgedruckt. Die Arbeitsplatte 19 wird mit einer Trägerfolie 20 verbunden, welche dazu dient, die Verzerrungen vom Druckbild zu verringern.

Um mehrere Stempel 1 mit demselben Druckmotiv 2 in einem Arbeitsschritt herzustellen, können mehrere Druckköpfe 5 mitein- ander verbunden sein und von einer Rechnereinheit 15 angesteuert werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Stempeln 1, Druckplatten od. dgl. ist es möglich, in einfacher, rascher und kostengünstiger Weise Stempel 1 od. dgl. auch in geringen Stückzahlen herzustellen. Darüber hinaus fällt beim er- findungsgemäßen Verfahren kein Schmutz an, da im Gegensatz zu bekannten Herstellungsverfahren keine Materialabtragung statt- findet. Es ist keine weitere Bearbeitung, wie z. B. die Absaugung des abgetragenen Materials bzw. die nachträgliche Reinigung der Stempeloberfläche, notwendig. Bei Verwendung spezieller Mate- rialien zum Aufdrucken der Stempeloberfläche können auch Stempel mit integriertem Stempelkissen, sogenannte Self-Ink-Stempel, hergestellt werden. Bei derartigen Stempeln diffundiert die Tinte durch Poren des Stempelmaterials zu dessen Oberfläche.