EP3313670B1

EP3313670B1 - Method and device for transferring a decorative segment of an embossing film

Info

Publication number: EP3313670B1
Application number: EP16727161.8A
Authority: EP
Inventors: Markus Burkhardt; Tibor MANNSFELD; Gerhard AMMON; Thomas Löchner
Original assignee: Hinderer and Muehlich & Co KG GmbH; Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Current assignee: Hinderer and Muehlich & Co KG GmbH; Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Priority date: 2015-06-23
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2024-03-27
Anticipated expiration: 2036-05-31
Also published as: JP7007265B2; AU2016282545A1; RU2018102085A3; CN107921812A; CN107921812B; CA2987998C; CA2987998A1; RU2018102085A; EP3313670A1; JP2018527225A; RU2719139C2; US10870311B2; WO2016206926A1; AU2016282545B2; US20200031160A1; EP3313670B8; ES2977728T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Übertragen eines Dekorabschnitts einer Prägefolie auf ein Substrat.The invention relates to a method and a device for transferring a decorative section of an embossing foil to a substrate.

Bei der Applikation von Prägefolien, die im Lackpaket insbesondere stark vernetzende Lacksysteme, zum Beispiel UV-vernetzende Lacksysteme und/oder Lacksysteme mit hoher Schichtstärke, d. h. mit einer Dicke größer als 5 µm der Übertragungslage ohne Trägerfolie enthalten, ist es nur sehr schwer möglich, bei der Prägung eine saubere Trennkante zu erzeugen. Die Trennung des Folienverbundes erfolgt in diesen Fällen zudem nicht an der Kante des Applikationswerkzeuges, sondern in einer undefinierten Position. Durch die starke Vernetzung kommt es in den Lacken zur Bildung von vergleichsweise langen oder sehr langen Polymerketten, wodurch die physikalischen Eigenschaften der Lacke entsprechend beeinflusst werden. Abhängig von der Härte eines stark vernetzten Lackes kann beispielsweise ein vergleichsweise harter und spröder Lack beim Prägen undefiniert brechen, wobei Lack-Flakes unterschiedlicher Größe als unerwünschte Verunreinigung entstehen können. Ein beispielsweise vergleichsweise weicher und elastischer Lack kann beim Prägen nicht oder nur unvollständig brechen oder undefiniert reißen, sodass im ungünstigsten Falle gar keine Trennkante entsteht. Im Normalfall bilden sich bei Prägungen dieser Art vagabundierende Reste der als Lackpaket ausgebildeten Übertragungslage, die vorerwähnten so genannten Flakes, die im weiteren Verarbeitungsprozess des beprägten Substrates zur Verunreinigung der Maschinen und somit zu erhöhtem Reinigungsaufwand führen. Im Extremfall kann sich durch diese Flakes der Ausschuss der Produktion deutlich erhöhen.When applying embossing foils which contain, in particular, strongly cross-linking lacquer systems in the lacquer package, for example UV-cross-linking lacquer systems and/or lacquer systems with a high layer thickness, ie with a thickness greater than 5 μm of the transfer layer without a carrier film, it is very difficult to do so to create a clean separating edge during the embossing. In these cases, the film composite is not separated at the edge of the application tool, but in an undefined position. The strong crosslinking leads to the formation of comparatively long or very long polymer chains in the paints, which influences the physical properties of the paints accordingly. Depending on the hardness of a highly cross-linked paint, for example, a comparatively Hard and brittle varnish breaks indefinitely during embossing, which can result in varnish flakes of different sizes as undesirable contamination. A comparatively soft and elastic varnish, for example, cannot break or can only break incompletely during embossing or can crack in an undefined manner, so that in the worst case scenario no separating edge is created. Normally, with embossing of this type, stray residues of the transfer layer designed as a lacquer package, the aforementioned so-called flakes, are formed, which lead to contamination of the machines and thus to increased cleaning effort during the further processing of the embossed substrate. In extreme cases, these flakes can significantly increase production waste.

Unter Flakes werden von der Trägerfolie abgelöste Teile der Übertragungslage verstanden, die nicht auf das Substrat appliziert wurden. Die Flakes hängen dabei, ohne auf dem Substrat zu haften, an den auf dem Substrat haftenden Teilen eines auf dem Substrat applizierten Dekorabschnitts und können dort im weiteren Verarbeitungsprozess unkontrollierbar entweder hängen bleiben oder abreißen und dadurch entsprechende Störungen im Verarbeitungsprozess der Prägefolie und/oder des Substrats verursachen. Flakes können sehr klein, insbesondere im Mikrometerbereich und damit z.B. staubförmig sein, aber auch vergleichsweise groß, insbesondere im Bereich von mehreren Millimetern oder auch Zentimetern in zumindest einer Ausdehnungsrichtung sein.Flakes are parts of the transfer layer that have been detached from the carrier film and have not been applied to the substrate. The flakes hang, without adhering to the substrate, on the parts of a decorative section applied to the substrate that adhere to the substrate and can either get stuck there or tear off in an uncontrollable manner during the further processing process, thereby causing corresponding disruptions in the processing process of the embossing film and/or the substrate cause. Flakes can be very small, especially in the micrometer range and therefore, for example, dust-like, but can also be comparatively large, especially in the range of several millimeters or even centimeters in at least one direction of expansion.

In US 3,584,572 A wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Heißprägen und Schneiden beschrieben. Dabei wird ein Dekorabschnitt auf ein Substrat geprägt und im gleichen Arbeitsgang das Substrat mit dem aufgeprägten Dekorabschnitt aus der Trägerfolie, welche den Dekorabschnitt zuvor bereitgestellt hat, und dem Substrat ausgeschnitten.In US 3,584,572 A A method and device for simultaneous hot stamping and cutting are described. A decorative section is embossed onto a substrate and, in the same operation, the substrate with the embossed decorative section is cut out from the carrier film, which previously provided the decorative section, and the substrate.

US 5,517,336 A offenbart eine Sammelkarte mit einem interaktiven Bild sowie die Herstellung einer solchen Sammelkarte. Bei dem Herstellungsverfahren wird ein Dekorabschnitt mittels Heißprägen auf die Sammelkarte aufgebracht. Anschließend wird die Prägefolie, welche zuvor den Dekorabschnitt bereitgestellt hat, in den Bereichen, in denen kein Heißprägen erfolgt ist, von der Sammelkarte abgezogen. US 5,517,336 A discloses a trading card with an interactive image and the production of such a trading card. During the manufacturing process, a decorative section is applied to the trading card using hot stamping. The embossing foil, which previously provided the decorative section, is then removed from the trading card in the areas in which hot stamping was not carried out.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren anzugeben, das die Vorteile einer stabilen Prägefolie mit der sauberen Trennung der Dekorabschnitte von der Trägerfolie miteinander verbindet.The object of the present invention is to provide an improved method that combines the advantages of a stable embossing film with the clean separation of the decorative sections from the carrier film.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved with the subject matter of claim 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass durch das Ausbilden, das heißt das mechanische Einpressen bzw. Einprägen des Verdichtungsabschnitts in der Übertragungslage eine definierte Bruchkante ausgebildet wird, ohne dabei die Trägerfolie zu beschädigen. In dem Verdichtungsabschnitt werden die Schichten der Übertragungslage mechanisch so belastet, dass sich dadurch eine Sollbruchstelle an einer definierten Position bilden kann, die bei einer Biegebeanspruchung leicht bricht. Die Biegebeanspruchung wird insbesondere durch das spätere Ablösen der Trägerfolie in einem bestimmten Ablösewinkel gegenüber dem Substrat von dem applizierten Dekorabschnitt ausgeübt.The method according to the invention has the advantage that by forming, that is, mechanically pressing or imprinting the compression section in the transfer layer, a defined breaking edge is formed without damaging the carrier film. In the compression section, the layers of the transfer layer are mechanically loaded in such a way that a predetermined breaking point can form at a defined position, which breaks easily under bending stress. The bending stress is exerted in particular by the subsequent detachment of the carrier film from the applied decorative section at a specific detachment angle relative to the substrate.

Die damit erreichbare saubere Trennung zwischen Dekorabschnitt und Restprägefolie beim Transfer bzw. bei der Übertragung der Übertragungslage von der Trägerfolie als Dekorabschnitt auf das Substrat ist bei jeder Art der Applikation, d.h. des Prägens bzw. Aufbringens auf das Substrat vorteilhaft. Dies schließt eine nicht registrierte und auch eine registrierte Applikation ein. Bei einer nicht registrierten Applikation wird der Dekorabschnitt praktisch endlos ohne Beachtung der Relativposition zwischen Substrat und Dekorabschnitt von der Trägerlage auf das Substrat aufgebracht, transferiert bzw. übertragen, das heißt geprägt. Bei einer registrierten Applikation wird der Dekorabschnitt in einer definierten Relativposition zu dem Substrat aufgebracht bzw. auf dieses transferiert bzw. übertragen, um z.B. ein vorher aufgebrachtes, z.B. aufgedrucktes Dekor in Übereinstimmung, d.h. ins Register zu dem Dekorabschnitt zu bekommen. Damit können z.B. sich ergänzende Teildekors aus gedrucktem Dekor und geprägtem Dekor erzeugt werden, wobei zwischen diesen Teildekoren eine saubere Trennung des Dekorabschnitts vorteilhaft, insbesondere sogar notwendig ist.The clean separation that can be achieved between the decorative section and the remaining embossing foil during transfer or when transferring the transfer layer from the carrier foil as a decorative section to the substrate is possible for every type Application, ie embossing or applying to the substrate, is advantageous. This includes an unregistered and also a registered application. In the case of an unregistered application, the decorative section is applied, transferred or transferred, i.e. embossed, from the carrier layer to the substrate practically endlessly without taking into account the relative position between the substrate and the decorative section. In a registered application, the decorative section is applied in a defined relative position to the substrate or transferred to it, for example in order to get a previously applied, for example printed, decoration in accordance with, ie in register with, the decorative section. In this way, for example, complementary partial decorations can be produced from printed decoration and embossed decoration, with a clean separation of the decorative section between these partial decorations being advantageous, in particular even necessary.

Unter Register oder Passer bzw. Registergenauigkeit oder Passergenauigkeit ist eine Lagegenauigkeit zweier oder mehr Elemente und/oder Schichten, hier insbesondere des Substrats und der Prägefolie und/oder des Dekorabschnitts zueinander zu verstehen. Dabei soll sich die Registergenauigkeit innerhalb einer vorgegebenen Toleranz bewegen und dabei möglichst gering sein. Gleichzeitig ist die Registergenauigkeit von mehreren Elementen und/oder Schichten zueinander ein wichtiges Merkmal, um die Prozesssicherheit zu erhöhen. Die lagegenaue Positionierung kann dabei insbesondere mittels sensorisch, vorzugsweise optisch detektierbarer Passermarken oder Registermarken erfolgen. Diese Passermarken oder Registermarken können dabei entweder spezielle separate Elemente oder Bereiche oder Schichten darstellen oder selbst Teil der zu positionierenden Elemente oder Bereiche oder Schichten sein.Register or register or register accuracy or register accuracy is to be understood as a positional accuracy of two or more elements and/or layers, here in particular the substrate and the embossing foil and/or the decorative section, relative to one another. The register accuracy should be within a specified tolerance and be as low as possible. At the same time, the register accuracy of several elements and/or layers to one another is an important feature in order to increase process reliability. The precise positioning can be carried out in particular by means of sensory, preferably optically detectable registration marks or register marks. These registration marks or register marks can either represent special separate elements or areas or layers or can themselves be part of the elements or areas or layers to be positioned.

Unter Restprägefolie wird der nicht den Dekorabschnitt der Prägefolie umfassende Teil der Prägefolie oder ein Teilbereich dieses Teil verstanden.Residual embossing foil is understood to mean the part of the embossing foil that does not include the decorative section of the embossing foil or a portion of this part.

Es ist vorgesehen, dass im Verfahrensschritt b) ein Pressdruck aufgebracht wird, der größer als der im Verfahrensschritt c) ausgebildete Prägedruck ist.It is envisaged that in method step b) a pressing pressure is applied which is greater than the embossing pressure formed in method step c).

Das Verhältnis des Pressdrucks zu dem Prägedruck kann in einem Bereich von größer 1:1 bis 10000:1 liegen.The ratio of the pressing pressure to the embossing pressure can be in a range from greater than 1:1 to 10,000:1.

Weiter kann vorgesehen sein, dass der Pressdruck in einem linienförmigen Abschnitt oder zumindest stückweise linienförmigen Abschnitt aufgebracht wird. Dieser Abschnitt kann beispielsweise langgestreckt geradlinig, aber auch gezackt oder gewellt sein. Der Abschnitt kann eine offene Form, insbesondere als die genannten Linienformen, oder alternativ auch eine geschlossene Kontur aufweisen, beispielsweise in Kreisform, Ellipsenform, Dreieckform oder Vieleckform, insbesondere in Sternform. Die Form des Abschnitts bestimmt dabei zumindest teilweise die auf das Substrat übertragene Form des Dekorabschnitts.Furthermore, it can be provided that the pressing pressure is applied in a linear section or at least partially linear section. This section can, for example, be elongated, straight, but also jagged or wavy. The section can have an open shape, in particular as the line shapes mentioned, or alternatively also a closed contour, for example in a circular shape, elliptical shape, triangular shape or polygonal shape, in particular in a star shape. The shape of the section at least partially determines the shape of the decorative section transferred to the substrate.

So kann beispielsweise eine als Streifen ausgebildete Prägefolie so verarbeitet werden, dass Stücken der gleichfalls streifenförmigen Übertragungslage als Dekorabschnitt auf das Substrat appliziert werden und ein beispielsweise linienförmig aufgebrachter Pressdruck die stirnseitige Außenkante des applizierten Dekorabschnitts definiert.For example, an embossing film designed as a strip can be processed in such a way that pieces of the transfer layer, which is also strip-shaped, are applied to the substrate as a decorative section and a pressure applied, for example in a line, defines the frontal outer edge of the applied decorative section.

So kann beispielsweise eine als Flächenabschnitt ausgebildete Prägefolie so verarbeitet werden, dass Teil-Flächenanteile daraus, insbesondere sogenannte kleinere Patches, als Dekorabschnitt auf das Substrat appliziert werden und ein beispielsweise mit einer geschlossenen Kontur aufgebrachter Pressdruck die umlaufende Außenkante des applizierten Dekorabschnitts als Patch definiert.For example, an embossing film designed as a surface section can be processed in such a way that partial surface portions thereof, in particular so-called smaller patches, are applied to the substrate as a decorative section and a For example, pressing pressure applied with a closed contour defines the circumferential outer edge of the applied decorative section as a patch.

Die Breite des linienförmigen Abschnitts kann in einem Bereich von 0,02 mm bis 1 mm, insbesondere von 0,02 mm bis 0,2 mm liegen.The width of the linear section can be in a range from 0.02 mm to 1 mm, in particular from 0.02 mm to 0.2 mm.

In einer vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass der Abstand des mindestens einen Verdichtungsabschnitts vom Rand des Dekorabschnitts in einem Bereich von 0 mm bis 2 mm liegt. Die Ausdehnung des Dekorabschnitts entspricht dabei der Ausdehnung der Prägefläche des Prägestempels.In an advantageous embodiment, it can be provided that the distance of the at least one compression section from the edge of the decorative section is in a range of 0 mm to 2 mm. The extent of the decorative section corresponds to the extent of the embossing surface of the embossing stamp.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiter mit dem Gegenstand des Anspruchs 6 gelöst.The object of the invention is further solved with the subject matter of claim 6.

Die erfindungsgemäße Prägeeinrichtung weist den Vorteil auf, dass durch die Pressfläche des Falzelements in der Übertragungslage ein Verdichtungsabschnitt ausgebildet, das heißt mechanisch eingepresst bzw. eingeprägt wird, ohne die Trägerfolie zu beschädigen. In dem Verdichtungsabschnitt sind die Schichten der Übertragungslage mechanisch so belastet, dass sich dadurch eine Sollbruchstelle an einer definierten Position bilden kann, die bei einer Biegebeanspruchung leicht bricht. Die Biegebeanspruchung wird insbesondere durch das spätere Ablösen der Trägerfolie in einem bestimmten Ablösewinkel gegenüber dem Substrat von dem auf dem Substrat applizierten Dekorabschnitt ausgeübt.The embossing device according to the invention has the advantage that a compression section is formed in the transfer layer by the pressing surface of the folding element, that is to say is mechanically pressed or embossed without damaging the carrier film. In the compression section, the layers of the transfer layer are mechanically loaded in such a way that a predetermined breaking point can form at a defined position, which breaks easily under bending stress. The bending stress is exerted in particular by the subsequent detachment of the carrier film at a specific detachment angle relative to the substrate from the decorative section applied to the substrate.

Es ist vorgesehen, dass die Pressfläche als eine linienförmige ballig gerundete Form ausgebildet ist. Die ballige Ausbildung weist den Vorteil auf, dass die Pressfläche nicht als Schneide wirkt und so keine Einkerbung der Trägerfolie herbeiführt und somit die Trägerfolie nicht beschädigt oder anderweitig mechanisch schwächt.It is envisaged that the pressing surface is designed as a linear, spherical, rounded shape. The spherical design has the advantage that the pressing surface does not act as a cutting edge and therefore no indentation in the carrier film and therefore does not damage the carrier film or otherwise mechanically weaken it.

Die Breite der Pressfläche kann in einem Bereich von 0,02 mm bis 1 mm, insbesondere von 0,02 mm bis 0,2 mm liegen. Bei der Breite handelt es sich um die effektive Breite der Pressfläche, d.h. die Breite des wirksamen Querschnitts.The width of the pressing surface can be in a range from 0.02 mm to 1 mm, in particular from 0.02 mm to 0.2 mm. The width is the effective width of the pressing surface, i.e. the width of the effective cross section.

Das Falzelement kann einstückig mit dem Prägestempel verbunden sein oder alternativ dazu als separates Bauteil vorliegen, welches an dem Prägestempel befestigt ist.The folding element can be connected in one piece to the embossing die or, alternatively, can be present as a separate component which is attached to the embossing die.

Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Pressfläche mit der Prägefläche fluchtet.It can also be provided that the pressing surface is aligned with the embossing surface.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Pressfläche mit einem Überstand parallel zu der Prägefläche bzw. in vertikaler Richtung näher zu der Prägefolie als die Prägefläche angeordnet ist. Die Pressfläche sollte nicht mehr als 50% der Dicke der Trägerfolie überstehen, um eine Beschädigung der Trägerfolie mit Sicherheit zu vermeiden. Insbesondere sind schon Überstände von insbesondere 10% bis 20% der Dicke der Trägerfolie ausreichend, um eine saubere Trennung bei möglichst geringer mechanischer Belastung der Trägerfolie zu erzielen.Alternatively, it can be provided that the pressing surface is arranged with a projection parallel to the embossing surface or in the vertical direction closer to the embossing foil than the embossing surface. The pressing surface should not protrude more than 50% of the thickness of the carrier film in order to definitely avoid damage to the carrier film. In particular, projections of in particular 10% to 20% of the thickness of the carrier film are sufficient to achieve a clean separation with as little mechanical stress as possible on the carrier film.

Weiter ist es auch möglich, dass der Überstand der Pressfläche gegenüber der Prägefläche auch größer ist, insbesondere 50% bis 1000%, bevorzugt 50% bis 700% der Dicke der Trägerfolie beträgt. Hierdurch wird eine saubere Trennung von Transferlagen unterstützt, welche über eine hohe mechanische Stabilität verfügen.Furthermore, it is also possible for the projection of the pressing surface relative to the embossing surface to be larger, in particular 50% to 1000%, preferably 50% to 700% of the thickness of the carrier film. This supports a clean separation of transfer layers, which have a high level of mechanical stability.

So haben Versuche überraschend gezeigt, dass auch solche größeren Überstände der Pressfläche gegenüber der Prägefläche möglich sind, ohne die Trägerfolie derart zu beschädigen, dass sie ihre Funktion nicht mehr erbringen kann. So betrug bei derartigen Versuchen der Überstand etwa 50% bis etwa 1000%, bevorzugt etwa 50% bis etwa 700% der Dicke der Trägerfolie. Die Trägerfolie war in diesen Versuchen aus PET. Die Breite der Pressfläche betrug dabei etwa 0,01 mm bis etwa 0,10 mm, bevorzugt etwa 0,02 mm bis etwa 0,05 mm. Bei diesen Versuchen betrug der Abstand zwischen der Pressfläche und der Prägefläche etwa 0 mm, das heißt die Pressfläche und die Prägefläche sind direkt benachbart angeordnet ohne dazwischen befindlichen Abstand.Experiments have surprisingly shown that such larger projections of the pressing surface relative to the embossing surface are possible without damaging the carrier film to such an extent that it can no longer perform its function. In such experiments, the supernatant amounted to about 50% to about 1000%, preferably about 50% to about 700%, of the thickness of the carrier film. The carrier film in these experiments was made of PET. The width of the pressing surface was approximately 0.01 mm to approximately 0.10 mm, preferably approximately 0.02 mm to approximately 0.05 mm. In these experiments, the distance between the pressing surface and the embossing surface was approximately 0 mm, that is, the pressing surface and the embossing surface are arranged directly adjacent to each other with no distance between them.

Die Trägerfolie kann eine Dicke von 10 µm bis 50 µm aufweisen. Versuche haben gezeigt, dass die Trägerfolie eine bestimmte Dicke, insbesondere 10 µm nicht unterschreiten sollte, weil die mechanische Beanspruchung der Trägerfolie durch die Pressfläche ansonsten zum Reißen der Folie in deren weiteren Verarbeitung führen könnte.The carrier film can have a thickness of 10 µm to 50 µm. Tests have shown that the carrier film should not be less than a certain thickness, in particular 10 µm, because the mechanical stress on the carrier film caused by the pressing surface could otherwise lead to the film tearing during further processing.

Die Trägerfolie kann aus einer einzelnen Folienschicht bestehen oder auch alternativ aus einem Laminat aus unterschiedlichen oder gleichen Folien bestehen.The carrier film can consist of a single layer of film or alternatively can consist of a laminate made of different or the same films.

Der Abstand zwischen der Pressfläche und der Prägefläche kann in einem Bereich von 0 mm bis 2 mm liegen. Dieser geringe Abstand beeinträchtigt das Erscheinungsbild des übertragenen Dekorabschnitts so wenig wie möglich. Im Falle, dass die Pressfläche mit der Prägefläche fluchtet, beträgt der Abstand zwischen der Pressfläche und der Prägefläche etwa 0,1 mm bis 2 mm. Dieser Abstand ist vorteilhaft, damit auf die Prägefolie eine Wechselbelastung durch die benachbarte Anordnung von Prägefläche, Abstand und Pressfläche einwirkt und sich dadurch in besonders vorteilhafter Weise eine Sollbruchstelle in den Schichten der Übertragungslage bilden kann. Die Prägefolie kann sich dabei insbesondere in den Abstand hinein nach oben ausdehnen, wogegen sich die Prägefolie unter der Prägefläche und der Pressfläche nach unten gedrückt wird.The distance between the pressing surface and the embossing surface can be in a range of 0 mm to 2 mm. This small distance affects the appearance of the transferred decorative section as little as possible. In the event that the pressing surface is aligned with the embossing surface, the distance between the pressing surface and the embossing surface is approximately 0.1 mm to 2 mm. This distance is advantageous so that there is an alternating load on the embossing foil the adjacent arrangement of embossing surface, distance and pressing surface acts and a predetermined breaking point can thereby form in the layers of the transfer layer in a particularly advantageous manner. The embossing foil can expand upwards, in particular into the distance, whereas the embossing foil is pressed downwards under the embossing surface and the pressing surface.

Im Falle, dass die Pressfläche mit einem Überstand relativ zu der Prägefläche in Richtung zu der Prägefolie hin angeordnet ist, kann auf einen Abstand ganz verzichtet werden, weil dann die Pressfläche beim Absenken des Prägestempels auf die Prägefolie eine gewisse Zeit separat auf die Prägefolie einwirkt und die Prägefolie in den Bereichen benachbart zur Pressfläche dem Eindrücken ausweichen kann und dafür kein separater Abstand notwendig sein muss. Optional kann aber auch in diesem Falle ein Abstand zusätzlich zu dem Überstand vorgesehen sein.In the event that the pressing surface is arranged with a projection relative to the embossing surface in the direction of the embossing foil, a distance can be dispensed with entirely because the pressing surface then acts separately on the embossing foil for a certain time when the embossing die is lowered onto the embossing foil and the embossing foil can avoid being pressed in the areas adjacent to the pressing surface and no separate distance has to be necessary for this. Optionally, however, a distance can also be provided in this case in addition to the projection.

Es ist auch möglich, unterhalb des Substrats, das heißt auf der der Pressfläche und der Prägefläche abgewandten Seite des Substrats zumindest im Bereich der auf das Substrat einwirkenden Pressfläche ein Unterlegeelement anzuordnen.It is also possible to arrange an underlay element below the substrate, that is to say on the side of the substrate facing away from the pressing surface and the embossing surface, at least in the area of the pressing surface acting on the substrate.

Dieses Unterlegeelement hat insbesondere eine Dicke von etwa 0,5 µm bis 200 µm, bevorzugt von etwa 0,5 µm bis 100 µm und kann die Wirkung der Pressfläche auf das Substrat so verstärken, dass das Substrat zwischen Pressfläche und Unterlegeelement etwas stärker komprimiert bzw. zusammengedrückt wird. Dadurch kann das Entstehen einer Sollbruchstelle noch besser gefördert werden.This base element in particular has a thickness of approximately 0.5 µm to 200 µm, preferably of approximately 0.5 µm to 100 µm, and can increase the effect of the pressing surface on the substrate in such a way that the substrate is compressed somewhat more strongly between the pressing surface and the base element. is compressed. This allows the creation of a predetermined breaking point to be promoted even better.

Das Unterlegeelement ist bevorzugt aus einem Material mit ähnlichen Eigenschaften wie das Substrat, beispielsweise aus Papier oder Kunststoff. Das Unterlegeelement kann aber auch aus Metall oder aus Metall-Legierungen oder aus Silikon sein.The base element is preferably made of a material with similar properties to the substrate, for example paper or plastic. The base element can also be made of metal or metal alloys or silicone.

Das Unterlegeelement kann ein einzelnes Element sein oder auch aus mehreren übereinandergelegten Elementen zusammengesetzt sein, sodass eine genaue und feinfühlige Einstellung der Gesamtdicke des Unterlegeelements mittels dieser einzelnen Elemente mit jeweils geringer Dicke erfolgen kann. Ein solches Einzelelement kann beispielsweise 0,5 µm bis 50 µm, insbesondere 5 µm bis 35 µm dick sein.The base element can be a single element or can also be composed of several elements placed one on top of the other, so that an accurate and sensitive adjustment of the overall thickness of the base element can be carried out using these individual elements, each with a small thickness. Such an individual element can be, for example, 0.5 µm to 50 µm, in particular 5 µm to 35 µm thick.

Das Erscheinungsbild des übertragenen Dekorabschnitts wird auch durch die Beschaffenheit des Substrats, insbesondere dessen Oberflächenrauigkeit bestimmt. Die Pressfläche wirkt dabei mit dem Substrat als Gegendruckelement zusammen. Je geringer die Oberflächenrauigkeit des Substrats ist, desto definierter ist dieses Zusammenwirken und desto exakter kann die Abtrennung des übertragenen Dekorabschnitts erfolgen.The appearance of the transferred decorative section is also determined by the nature of the substrate, in particular its surface roughness. The pressing surface interacts with the substrate as a counter-pressure element. The lower the surface roughness of the substrate, the more defined this interaction is and the more precisely the transferred decorative section can be separated.

Es kann vorgesehen sein, dass der Abstand mittels eines zwischen dem Falzelement und dem Prägestempel angeordneten Distanzelements einstellbar ist. Bei dem Distanzelement kann es sich beispielsweise um ein Distanzblech oder um eine Distanzscheibe handeln. Es ist auch möglich, mehrere Distanzelemente aufeinander zu stapeln, um den Abstand feinfühlig einstellen zu können.It can be provided that the distance can be adjusted by means of a spacer element arranged between the folding element and the embossing punch. The spacer element can be, for example, a spacer plate or a spacer disk. It is also possible to stack several spacer elements on top of each other in order to be able to adjust the distance sensitively.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Abstand mittels einer zwischen dem Falzelement und dem Prägestempel angeordneten Stelleinrichtung einstellbar ist. Beispielsweise kann als Stelleinrichtung eine Stellschraube mit einem Feingewinde vorgesehen sein.Alternatively, it can be provided that the distance can be adjusted by means of an adjusting device arranged between the folding element and the embossing die is. For example, an adjusting screw with a fine thread can be provided as an adjusting device.

Es kann vorgesehen sein, dass die Pressfläche vertikal justierbar ausgebildet ist. Diese Ausführung kann insbesondere im Versuchsbetrieb oder zur Anpassung an unterschiedliche Qualitäten der Prägefolie zur Anwendung kommen.It can be provided that the pressing surface is designed to be vertically adjustable. This version can be used in particular in test operations or to adapt to different qualities of the embossing foil.

Das Falzelement kann Langlöcher aufweisen, die von Befestigungsschrauben durchgriffen sind, wobei die an dem Falzelement angeordnete Pressfläche nach dem Lösen der Befestigungsschrauben vertikal justierbar ist. Zur Tiefeneinstellung können beispielsweise ein oder mehrere Distanzbleche zwischen einer Richtplatte und der Prägefläche angeordnet werden und sodann kann das Falzelement so abgesenkt werden, dass die Pressfläche auf der Richtplatte bündig aufliegt. Die bündige Auflage kann beispielsweise mit der Lichtspaltmethode überprüft werden. Nach dem Anziehen der Befestigungsschrauben kann das oder die Distanzbleche entfernt werden und der Prägestempel in die Prägestation eingesetzt werden.The folding element can have elongated holes through which fastening screws pass, the pressing surface arranged on the folding element being vertically adjustable after loosening the fastening screws. To adjust the depth, for example, one or more spacer plates can be arranged between a straightening plate and the embossing surface and then the folding element can be lowered so that the pressing surface rests flush on the straightening plate. The flush support can be checked, for example, using the light gap method. After tightening the fastening screws, the spacer plate(s) can be removed and the embossing stamp can be inserted into the embossing station.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Pressfläche durch eine zwischen dem Falzelement und dem Prägestempel angeordnete Stelleinrichtung vertikal justierbar ausgebildet ist.Alternatively, it can be provided that the pressing surface is designed to be vertically adjustable by an adjusting device arranged between the folding element and the embossing die.

Die Stelleinrichtung kann als ein Schraubgetriebe ausgebildet sein. Wegen der angestrebten feinfühligen Einstellung im Mikrometerbereich ist es vorteilhaft, ein Differenzschraubengetriebe vorzusehen, dessen Abtriebsweg durch die Differenz der Gewindesteigungen der beiden zusammenwirkenden Schrauben bestimmt ist.The adjusting device can be designed as a screw gear. Because of the desired sensitive adjustment in the micrometer range, it is advantageous to provide a differential screw gear whose output path is determined by the difference in the thread pitches of the two interacting screws.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Stelleinrichtung als ein Kurvengetriebe ausgebildet ist. Als Kurvengetriebe kann vorteilhafter weise ein Exzentergetriebe vorgesehen sein, dessen Exzentrizität den maximalen Verstellweg bestimmt.It can also be provided that the adjusting device is designed as a cam mechanism. An eccentric gear can advantageously be provided as a cam gear, the eccentricity of which determines the maximum adjustment path.

In einer weiteren Ausbildung kann vorgesehen sein, dass das Falzelement und der Prägestempel einstückig ausgebildet sind. Die einstückige Ausbildung kann bevorzugt vorgesehen sein, um ein Falzelement auszubilden, das die gesamte Prägefläche umschließt, oder um einen für den Serieneinsatz bestimmten Prägestempel bereitzustellen.In a further embodiment it can be provided that the folding element and the embossing stamp are formed in one piece. The one-piece design can preferably be provided to form a folding element that encloses the entire embossing surface, or to provide an embossing die intended for series use.

Dabei kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen der Pressfläche und der Prägefläche als eine Nut ausgebildet ist. Die Nut kann beispielsweise durch eine Laserbearbeitung mit hoher Genauigkeit eingebracht werden.It can be provided that the distance between the pressing surface and the embossing surface is designed as a groove. The groove can be introduced with high precision, for example, by laser processing.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: ein erstes Ausführungsbeispiel der Prägeeinrichtung in einer ersten Arbeitsstellung in einer schematischen Darstellung;
Fig. 2: die Prägeeinrichtung in Fig. 1 in einer zweiten Arbeitsstellung;
Fig. 3: eine Einzelheit III in Fig. 2 in vergrößerter schematischer Darstellung;
Fig. 4: einen Prägestempel eines zweiten Ausführungsbeispiels der Prägeeinrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung;
Fig. 5: einen Prägestempel eines dritten Ausführungsbeispiels der Prägeeinrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung;
Fig. 6: einen Prägestempel eines vierten Ausführungsbeispiels der Prägeeinrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung;
Fig. 7: eine Seitenansicht VII in Fig. 6;
Fig. 8: einen Prägestempel eines fünften Ausführungsbeispiels der Prägeeinrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung;
Fig. 9: ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau einer Prägefolie in schematischer Darstellung.

The invention will now be explained in more detail using exemplary embodiments. Show it

Fig. 1: a first exemplary embodiment of the embossing device in a first working position in a schematic representation;
Fig. 2: the embossing device in Fig. 1 in a second working position;
Fig. 3: a detail III in Fig. 2 in an enlarged schematic representation;
Fig. 4: an embossing die of a second exemplary embodiment of the embossing device in a schematic sectional view;
Fig. 5: an embossing die of a third exemplary embodiment of the embossing device in a schematic sectional view;
Fig. 6: an embossing die of a fourth exemplary embodiment of the embossing device in a schematic sectional view;
Fig. 7: a side view VII in Fig. 6 ;
Fig. 8: an embossing die of a fifth exemplary embodiment of the embossing device in a schematic sectional view;
Fig. 9: an exemplary embodiment of the structure of an embossing foil in a schematic representation.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Prägeeinrichtung 1 in einer schematischen Darstellung.The Fig. 1 and 2 show a first exemplary embodiment of the embossing device 1 according to the invention in a schematic representation.

Die Prägeeinrichtung 1 ist in der gezeigten Ausführung als Hubprägeeinrichtung und für das Rolle-zu-Rolle-Verfahren ausgebildet, bei der sowohl ein zu beprägendes Substrat 2 als auch eine Prägefolie 3 auf Vorratsrollen 4 bereitgestellt werden.In the embodiment shown, the embossing device 1 is designed as a stroke embossing device and for the roll-to-roll process, in which both a substrate 2 to be embossed and an embossing film 3 are provided on supply rolls 4.

Die Prägefolie 3 umfasst eine Trägerfolie 31, eine Ablöseschicht 32, eine Übertragungslage 33 und eine Kleberschicht 34 (siehe Fig. 3). Der Aufbau der Prägefolie 3 ist weiter unten in Fig. 9 näher beschrieben.The embossing film 3 comprises a carrier film 31, a release layer 32, a transfer layer 33 and an adhesive layer 34 (see Fig. 3 ). The structure of the embossing foil 3 is further down Fig. 9 described in more detail.

Die Prägefolie 3 und das Substrat 2 werden einer Prägestation 5 mit einem vertikal bewegbaren Prägestempel 6 zugeführt, wobei das Substrat 2 in der Prägestation 5 mit seiner Unterseite auf einer Prägeunterlage 7 aufliegt. Die Prägefolie 3 liegt mit ihrer Kleberschicht 34 auf der Oberseite des Substrats 2 auf. Alternativ dazu (nicht gezeigt) kann der Prägestempel auch als abrollendes Prägerad oder als gewölbter und über seine Wölbung abrollender Prägestempel ausgebildet sein.The embossing foil 3 and the substrate 2 are fed to an embossing station 5 with a vertically movable embossing stamp 6, the substrate 2 resting with its underside on an embossing base 7 in the embossing station 5. The embossing foil 3 lies with its adhesive layer 34 on the top of the substrate 2. Alternatively (not shown), the embossing die can also be used as a rolling one Embossing wheel or be designed as a curved embossing stamp that rolls over its curvature.

Der Prägestempel 6 weist an seiner der Prägeunterlage 7 zugewandten Stirnseite eine beheizte Prägefläche 6p auf, wobei die Abmessungen der Prägefläche 6p die Abmessungen eines von der Prägefolie 3 auf das Substrat zu übertragenden Dekorabschnitts 3d definiert. An der Prägefläche 6p ist zumindest in einem Abschnitt ein Falzelement 8 mit einer vom Rand der Prägefläche 6p beabstandeten linienförmigen Pressfläche 8p angeordnet (siehe Fig. 3). Die Pressfläche 8p ist als eine ballige Fläche ausgebildet. Der Abstand a der Pressfläche 8p von dem Rand der Prägefläche 6p beträgt etwa 0,1 mm bis 0,2 mm. Vorzugsweise fluchtet die Pressfläche 8p mit der Prägefläche 6p in einer Ebene parallel zur Prägefolie und zum Substrat, steht also gegenüber der Prägefläche 6p nicht in Richtung zur Prägefolie über. Es ist aber auch möglich, dass die Pressfläche 8p gegenüber der Prägefläche 6p bis maximal 50% der Dicke der Trägerfolie 31 nach unten (in Richtung zur Prägefolie) übersteht.The embossing stamp 6 has a heated embossing surface 6p on its end face facing the embossing base 7, the dimensions of the embossing surface 6p defining the dimensions of a decorative section 3d to be transferred from the embossing foil 3 to the substrate. On the embossing surface 6p, at least in one section, a folding element 8 is arranged with a linear pressing surface 8p spaced from the edge of the embossing surface 6p (see Fig. 3 ). The pressing surface 8p is designed as a spherical surface. The distance a of the pressing surface 8p from the edge of the embossing surface 6p is approximately 0.1 mm to 0.2 mm. Preferably, the pressing surface 8p is aligned with the embossing surface 6p in a plane parallel to the embossing foil and the substrate, so it does not protrude from the embossing surface 6p in the direction of the embossing foil. However, it is also possible for the pressing surface 8p to protrude downwards (in the direction of the embossing film) relative to the embossing surface 6p by a maximum of 50% of the thickness of the carrier film 31.

Der Prägestempel 6 ist in einer ersten Arbeitsstellung von der Prägefolie 3 und dem Substrat 2 beabstandet angeordnet (Fig. 1).In a first working position, the embossing stamp 6 is arranged at a distance from the embossing film 3 and the substrate 2 ( Fig. 1 ).

In einer zweiten Arbeitsstellung (Fig. 2) ist der Prägestempel 6 auf die Prägefolie 3 und das Substrat 2 abgesenkt und bringt die Prägefolie 3 unter Ausbildung eines Prägedrucks p_p auf das Substrat 2 auf. Die beheizte Prägefläche 6p des Prägestempel 6 aktiviert die Kleberschicht 34 der Prägefolie 3 im Bereich der Prägefläche 6p und verbindet dort die Prägefolie 3 im Bereich des Dekorabschnitts 3d mit dem Substrat 2. Gleichzeitig wird die Prägefolie 3 im Bereich der Pressfläche 8p unter Ausbildung eines Pressdrucks p_k zusammengepresst, wobei Material der Prägefolie 3 seitlich der Pressfläche 8p verdrängt wird. Infolge des Pressdrucks p_k werden die unterhalb der Trägerfolie 31 angeordneten Schichten der Prägefolie 3 in einem bandförmigen Verdichtungsabschnitt 8v mechanisch belastet. Bei diesen Schichten handelt es sich vorwiegend um Lackschichten.In a second working position ( Fig. 2 ), the embossing stamp 6 is lowered onto the embossing film 3 and the substrate 2 and applies the embossing film 3 to the substrate 2, forming an embossing pressure p _p . The heated embossing surface 6p of the embossing stamp 6 activates the adhesive layer 34 of the embossing foil 3 in the area of the embossing surface 6p and connects the embossing foil 3 in the area of the decorative section 3d to the substrate 2. At the same time, the embossing foil 3 is in the area of the pressing surface 8p, forming a pressing pressure p _k pressed together, with material of the embossing foil 3 on the side of the pressing surface 8p is displaced. As a result of the pressing pressure p _k , the layers of the embossing film 3 arranged below the carrier film 31 are mechanically loaded in a band-shaped compression section 8v. These layers are primarily lacquer layers.

Im Falle einer mit der Prägefläche 6p fluchtenden und von der Prägefläche 6p beabstandeten Pressfläche 8p werden die Lackschichten durch die einwirkende mechanische Belastung im Bereich der Pressfläche 8p und die gleichzeitige Entlastung im Bereich des Abstands zwischen Prägefläche 6p und Pressfläche 8p auf kleinstem Raum unterschiedlich so verformt, dass sich in dem Bereich des Verdichtungsabschnitts 8v eine Sollbruchstelle bildet, die bei der durch das Abziehen der Trägerfolie verursachten Biegebeanspruchung bricht.In the case of a pressing surface 8p that is aligned with the embossing surface 6p and spaced from the embossing surface 6p, the lacquer layers are deformed differently in a small space due to the mechanical load acting in the area of the pressing surface 8p and the simultaneous relief in the area of the distance between the embossing surface 6p and the pressing surface 8p, that a predetermined breaking point is formed in the area of the compression section 8v, which breaks under the bending stress caused by the removal of the carrier film.

Im Falle einer gegenüber der Prägefläche 6p vorstehenden Pressfläche 8p wird beim Aufbringen des Prägestempels 6 auf die Prägefolie 3 und das Substrat 2 im Bereich der Pressfläche 8p ein vergleichsweise hoher Pressdruck p_k auf die Prägefolie 3 und das Substrat 2 ausgeübt, sodass durch diese starke lokale mechanische Belastung in den Lackschichten der Verdichtungsabschnitt 8v als Sollbruchstelle erzeugt bzw. eingepresst/ eingeprägt wird, die bei der durch das Abziehen der Trägerfolie 31 verursachten Biegebeanspruchung bricht. Im zeitlichen Verlauf gesehen berührt zuerst die Pressfläche 8p die Prägefolie 3 und taucht in die Prägefolie 3 vergleichsweise tief ein, ohne sie dabei zu beschädigen. Zeitlich danach kontaktiert dann der Prägestempel 6 die Prägefolie 3 und befestigt bzw. prägt den Dekorabschnitt 3d auf dem Substrat 2.In the case of a pressing surface 8p protruding relative to the embossing surface 6p, when the embossing stamp 6 is applied to the embossing foil 3 and the substrate 2 in the area of the pressing surface 8p, a comparatively high pressing pressure p _k is exerted on the embossing foil 3 and the substrate 2, so that this causes strong local pressure Mechanical stress in the paint layers of the compression section 8v is generated or pressed/embossed as a predetermined breaking point, which breaks when the bending stress caused by the removal of the carrier film 31 occurs. Seen over time, the pressing surface 8p first touches the embossing foil 3 and dips comparatively deeply into the embossing foil 3 without damaging it. Afterwards, the embossing stamp 6 contacts the embossing foil 3 and attaches or embosses the decorative section 3d on the substrate 2.

Nach dem Prägen wird der Prägestempel 6 angehoben und wieder in die erste Arbeitsstellung (Fig.1) gebracht. Die Trägerfolie 31 ist stromabwärts hinter der Prägestation 5 über eine Umlenkrolle 10 geführt. Die Trägerfolie 31 wird hinter der Umlenkrolle 10 von der Übertragungslage 33 abgezogen und eine Restprägefolie 3r, umfassend die Trägerfolie 31, verbliebene Reste der Übertragungslage 33 und der Kleberschicht 34, einer ersten Aufwickelrolle 9 zugeführt. Das Ablösen der Trägerfolie 31 wird durch die Ablöseschicht 32 unterstützt. Das beprägte Substrat 2 wird einer zweiten Aufwickelrolle 9 zugeführt.After embossing, the embossing die 6 is raised and returned to the first working position ( Fig.1 ) brought. The carrier film 31 is downstream behind the Embossing station 5 guided over a deflection roller 10. The carrier film 31 is removed from the transfer layer 33 behind the deflection roller 10 and a residual embossing film 3r, comprising the carrier film 31, remaining residues of the transfer layer 33 and the adhesive layer 34, is fed to a first winding roller 9. The detachment of the carrier film 31 is supported by the detachment layer 32. The embossed substrate 2 is fed to a second take-up roll 9.

Für den Transport des Substrats 2 und der Prägefolie 3 sind Transportrollenpaare 11 vorgesehen.Pairs of transport rollers 11 are provided for transporting the substrate 2 and the embossing film 3.

Das Falzelement 8 ist in dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Prägestempel 6 ausgebildet. Zur Ausbildung eines Abstandes a zwischen der Pressfläche 8p und dem Rand der Prägefläche 6p ist ein rinnenförmiger Einstich vorgesehen. Der in den Fig. 1 bis 3 im Querschnitt gezeigte Einstich kann in einer hier nicht gezeigten Draufsicht beispielsweise langgestreckt geradlinig, aber auch gezackt oder gewellt ausgebildet sein. Der Einstich kann in Draufsicht eine offene Form, insbesondere als die genannten Linienformen, oder alternativ auch eine geschlossene Kontur aufweisen, beispielsweise in Kreisform, Ellipsenform, Dreieckform oder Vieleckform, insbesondere in Sternform.The folding element 8 is in the in Fig. 1 to 3 First exemplary embodiment shown is formed in one piece with the embossing stamp 6. A groove-shaped recess is provided to form a distance a between the pressing surface 8p and the edge of the embossing surface 6p. The one in the Fig. 1 to 3 In a plan view not shown here, the recess shown in cross section can, for example, be elongated, straight, but also jagged or wavy. In plan view, the recess can have an open shape, in particular as the line shapes mentioned, or alternatively also a closed contour, for example in a circular shape, elliptical shape, triangular shape or polygonal shape, in particular in a star shape.

In dem in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel weist der Prägestempel 6 eine rechteckförmige Prägefläche 6p auf, wobei an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Prägestempels 6 jeweils ein Falzelement 8 angeordnet ist, dessen Pressfläche 8p parallel zu dem benachbarten Rand der Prägefläche 6p verläuft. Die Pressfläche 8p des Falzelements 8 fluchtet mit der Prägefläche 6p des Prägestempels 6.In the in Fig. 4 In the second exemplary embodiment shown, the embossing die 6 has a rectangular embossing surface 6p, with a folding element 8 being arranged on two opposite sides of the embossing die 6, the pressing surface 8p of which runs parallel to the adjacent edge of the embossing surface 6p. The pressing surface 8p of the folding element 8 is aligned with the embossing surface 6p of the embossing punch 6.

Die Falzelemente 8 und der Prägestempel 6 sind durch Befestigungsschrauben 12 miteinander verbunden, die in Gewindelöcher des Prägestempels 6 eingreifen.The folding elements 8 and the embossing die 6 are connected to one another by fastening screws 12, which engage in threaded holes in the embossing die 6.

Der Abstand a der Presskante 8k von dem Rand der Prägefläche 6p ist durch die Dicke eines Distanzblechs 13 bestimmt, das zwischen dem Falzelement 8 und dem Prägestempel 6 angeordnet ist. Es ist auch möglich, anstelle eines Distanzblechs einen Stapel aus mehreren dünnen Distanzblechen vorzusehen, um den Abstand a feinfühlig einstellen zu können.The distance a of the pressing edge 8k from the edge of the embossing surface 6p is determined by the thickness of a spacer plate 13 which is arranged between the folding element 8 and the embossing die 6. It is also possible to provide a stack of several thin spacer plates instead of one spacer plate in order to be able to adjust the distance a sensitively.

Das in Fig. 5 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel ist wie das vorstehend beschriebene ausgeführt, mit dem Unterschied, dass in dem Falzelement 8 Langlöcher vorgesehen sind, die von den Befestigungsschrauben 12 durchgriffen sind, und dass der Abstand a der Presskante 6k von dem Rand der Prägefläche 6p durch Distanzscheiben 14 anstelle eines Distanzblechs definiert ist.This in Fig. 5 The third exemplary embodiment shown is designed like the one described above, with the difference that 8 elongated holes are provided in the folding element, through which the fastening screws 12 pass, and that the distance a of the pressing edge 6k from the edge of the embossing surface 6p is provided by spacer disks 14 instead of one Spacer plate is defined.

Die Langlöcher ermöglichen eine Tiefeneinstellung der Pressfläche 8p des Falzelements 8 relativ zur Prägefläche 6p. Zur Tiefeneinstellung kann beispielsweise ein Distanzblech zwischen einer Richtplatte und der Prägefläche 6p angeordnet werden und sodann die Falzelemente 8 so abgesenkt werden, dass die Pressflächen 8p auf der Richtplatte bündig aufliegen. Die bündige Auflage kann beispielsweise mit der Lichtspaltmethode überprüft werden. Nach dem Anziehen der Befestigungsschrauben 12 kann das Distanzblech entfernt werden und der Prägestempel 6 in die Prägestation 5 eingesetzt werden.The elongated holes enable the depth of the pressing surface 8p of the folding element 8 to be adjusted relative to the embossing surface 6p. To adjust the depth, for example, a spacer plate can be arranged between a straightening plate and the embossing surface 6p and then the folding elements 8 can be lowered so that the pressing surfaces 8p lie flush on the straightening plate. The flush support can be checked, for example, using the light gap method. After tightening the fastening screws 12, the spacer plate can be removed and the embossing stamp 6 can be inserted into the embossing station 5.

Die Fig. 6 und 7 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel, bei dem der Abstand a der Presskante 8k von dem Rand der Prägefläche 6p durch die Ausbildung des Falzelements 8 mit einer rückspringenden Pressfläche 8p nicht einstellbar ausgebildet ist.The Figs. 6 and 7 show a fourth exemplary embodiment, in which the distance a of the pressing edge 8k from the edge of the embossing surface 6p is designed to be non-adjustable due to the formation of the folding element 8 with a recessed pressing surface 8p.

Wie in dem in Fig. 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Tiefeneinstellung der Pressfläche 8p des Falzelements 8 relativ zur Prägefläche 6p vorgesehen. Die Tiefeneinstellung ist durch ein Schraubgetriebe 15 realisiert, das eine Stellschraube 15s und ein Einstellrad 15e umfasst. Die Stellschraube 15s ist mit einem Feingewinde ausgebildet. Die Stellschraube 15s ist mit dem oberen Endabschnitt des Falzelements 8 starr verbunden und greift in ein Gewindeloch des Einstellrads 15e ein. Das Einstellrad 15e kann eine Skala aufweisen, um den Verstellweg des Schraubgetriebes 15 reproduzieren zu können.As in the in Fig. 5 In the exemplary embodiment described, a depth adjustment of the pressing surface 8p of the folding element 8 is provided relative to the embossing surface 6p. The depth adjustment is realized by a screw gear 15, which includes an adjusting screw 15s and an adjusting wheel 15e. The adjusting screw 15s is designed with a fine thread. The adjusting screw 15s is rigidly connected to the upper end portion of the folding element 8 and engages a threaded hole of the adjusting wheel 15e. The adjustment wheel 15e can have a scale in order to be able to reproduce the adjustment path of the screw gear 15.

Der Prägestempel 6 weist einen hervorspringenden oberen Endabschnitt auf, in dem das Schraubgetriebe 15 angeordnet ist. Die Stellschraube 15s ist in einem den oberen Endabschnitt vertikal durchgreifenden Durchgangsloch gelagert. Das Einstellrad 15e ist in einer horizontalen schlitzförmigen Aufnahme des oberen Endabschnitts des Prägestempels 6 angeordnet und dadurch axial nicht verschiebbar.The embossing stamp 6 has a projecting upper end section in which the screw gear 15 is arranged. The adjusting screw 15s is mounted in a through hole that extends vertically through the upper end section. The adjusting wheel 15e is arranged in a horizontal slot-shaped receptacle of the upper end section of the embossing die 6 and is therefore not axially displaceable.

Zur Fixierung des Falzelements 8 an dem Prägestempel 6 sind wie in Fig. 5 beschrieben, Befestigungsschrauben 12 vorgesehen, die Langlöcher des Falzelements 8 durchgreifen.To fix the folding element 8 on the embossing stamp 6, as in Fig. 5 described, fastening screws 12 are provided, which pass through the elongated holes of the folding element 8.

Das in Fig. 8 dargestellte fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, dass zur Tiefeneinstellung der Pressfläche 8p ein Zweifachschraubgetriebe 16 vorgesehen ist, das eine erste Stellschraube 16s und eine zweite Stellschraube 26t umfasst, die mit unterschiedlichen Gewindesteigungen ausgebildet sind, wobei die erste Stellschraube 16s von außen einstellbar ist und in ein senkrechtes Gewindeloch eines hervorspringenden oberen Endabschnitts des Prägestempels 6 eingreift, und die zweite Stellschraube 16t in ein zentrales Gewindeloch der ersten Stellschraube 16s eingreift und mit dem oberen Endabschnitt des Falzelements 8 starr verbunden ist. Je kleiner die Differenz der Gewindesteigungen der beiden Stellschrauben 16s und 16t ist, desto feinfühliger ist die Einstellung des vertikalen Verstellweges der Pressfläche 8p.This in Fig. 8 The fifth exemplary embodiment shown differs from that in Fig. 7 illustrated embodiment in that for For depth adjustment of the pressing surface 8p, a double screw gear 16 is provided, which comprises a first adjusting screw 16s and a second adjusting screw 26t, which are designed with different thread pitches, the first adjusting screw 16s being adjustable from the outside and in a vertical threaded hole of a projecting upper end portion of the embossing die 6 engages, and the second adjusting screw 16t engages in a central threaded hole of the first adjusting screw 16s and is rigidly connected to the upper end portion of the folding element 8. The smaller the difference between the thread pitches of the two adjusting screws 16s and 16t, the more sensitive the adjustment of the vertical adjustment path of the pressing surface 8p.

Fig. 9 zeigt den schichtweisen Aufbau einer in der erfindungsgemäßen Prägeeinrichtung 1 verwendeten Prägefolie 3, wobei die schematische Darstellung annähernd die Dickenverhältnisse der Prägefolie 3 wiedergibt. Fig. 9 shows the layered structure of an embossing film 3 used in the embossing device 1 according to the invention, the schematic representation approximately representing the thickness ratios of the embossing film 3.

Die Trägerfolie 31 ist in diesem Ausführungsbeispiel als eine PET-Folie mit einer Schichtdicke von 19 µm ausgebildet.In this exemplary embodiment, the carrier film 31 is designed as a PET film with a layer thickness of 19 μm.

Die zwischen der Trägerfolie 31 und der Übertragungslage 33 angeordnete Ablöseschicht ist eine Lackschicht mit einer Dicke von 0,5 µm bis 1 µm.The release layer arranged between the carrier film 31 and the transfer layer 33 is a lacquer layer with a thickness of 0.5 μm to 1 μm.

Die Übertragungslage 33 weist folgende Schichten auf, die jeweils aus einem Lack gebildet sind:

eine Schutzschicht 331 aus einem mit UV-Strahlung vernetztem Acrylat mit einer Dicke von 1 µm bis 10 µm,
eine Dekorschicht 332 aus einem Acrylat, aus PVC oder einer Mischung daraus mit Farbstoffen und/oder Farbpigmenten mit einer Dicke von 0,5 µm bis 50 µm, insbesondere 0,5 µm bis 30 µm,
eine Stabilisierungsschicht 333 aus einem mit UV-Strahlung vernetztem Acrylat mit einer Dicke von 1 µm bis 10 µm,

The transfer layer 33 has the following layers, each of which is formed from a lacquer:

a protective layer 331 made of an acrylate crosslinked with UV radiation with a thickness of 1 µm to 10 µm,
a decorative layer 332 made of an acrylate, PVC or a mixture thereof with dyes and/or color pigments with a thickness of 0.5 µm to 50 µm, in particular 0.5 µm to 30 µm,
a stabilization layer 333 made of an acrylate crosslinked with UV radiation with a thickness of 1 μm to 10 μm,

Die Dicke der Übertragungslage 33 beträgt so zwischen 5,5 µm und 70 µm.The thickness of the transfer layer 33 is between 5.5 µm and 70 µm.

Bei der Kleberschicht 34 handelt es sich in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen um eine Heißkleberschicht, die thermoaktivierbar ist. Die Kleberschicht 34 ist aus PVC mit einer Schichtdicke von 1 µm bis 10 µm. Es ist aber auch möglich, eine Kaltkleberschicht zu verwenden, die mittels energiereicher Strahlung aktivierbar ist. Bei der Erprobung der vorgeschlagenen Prägeeinrichtung 1 haben sich folgende Parameter bewährt.In the exemplary embodiments described above, the adhesive layer 34 is a hot-melt adhesive layer that can be activated thermally. The adhesive layer 34 is made of PVC with a layer thickness of 1 µm to 10 µm. However, it is also possible to use a cold adhesive layer that can be activated using high-energy radiation. The following parameters have proven successful when testing the proposed embossing device 1.

Die Prägetemperatur liegt in einem Bereich von 80°C bis 250°C, bevorzugt in einem Bereich von 100°C bis 200°C, abhängig von der Prägestation 5 und dem Substrat 2.The embossing temperature is in a range from 80 ° C to 250 ° C, preferably in a range from 100 ° C to 200 ° C, depending on the embossing station 5 and the substrate 2.

Der Prägedruck liegt in einem Bereich von 1 kN/cm² bis von 10 kN/cm².The embossing pressure is in a range from 1 kN/cm ² to 10 kN/cm ² .

Die Prägezeit liegt in einem Bereich von 1 ms bis 1000 ms, insbesondere in einem Bereich von1 ms und 500 ms.The embossing time is in a range from 1 ms to 1000 ms, in particular in a range from 1 ms to 500 ms.

Reference symbol list

11: PrägeeinrichtungEmbossing device
22: SubstratSubstrate
33: PrägefolieEmbossing foil
3d3d: DekorabschnittDecoration section
3r3r: RestprägefolieLeftover embossing foil
44: Vorratsrollesupply roll
55: PrägestationEmbossing station
66: PrägestempelEmbossing stamp
6p6p: Prägeflächeembossing surface
77: PrägeunterlageEmbossing pad
88th: FalzelementFolding element
8k8k: PresskantePress edge
8p8p: PressflächePress surface
8v8v: VerdichtungsabschnittCompression section
99: erste und zweite Aufwickelrollefirst and second take-up rolls
1010: Umlenkrolle 11 TransportrollenpaarDeflection roller 11 pair of transport rollers
1212: BefestigungsschraubeFixing screw
1313: DistanzblechSpacer plate
1414: Distanzscheibespacer
1515: SchraubgetriebeScrew gear
15e15e: EinstellradAdjustment wheel
15s15s: Stellschraubeadjusting screw
1616: ZweifachschraubgetriebeDouble screw gear
16s16s: erste Stellschraubefirst adjusting screw
16t16t: zweite Stellschraubesecond adjusting screw
3131: TrägerfolieCarrier film
3232: Ablöseschichtrelease layer
3333: ÜbertragungslageTransmission situation
3434: Kleberschichtadhesive layer
331331: Schutzschichtprotective layer
332332: Dekorschichtdecorative layer
333333: Stabilisierungsschichtstabilization layer
aa: Abstand der Presskante 8k von dem Rand der Prägefläche 6pDistance of the pressing edge 8k from the edge of the embossing surface 6p
pppp: PrägedruckEmbossed printing
pkpk: PressdruckPress pressure

Claims

Method for transferring a decorative portion (3d) of an embossing film (3) onto a substrate (2) by means of an embossing die (6), wherein the embossing film (3) comprises a carrier film (31) and a transfer layer (33) arranged on the carrier film (31), characterised in that
the method comprises the following steps:
a) providing the embossing film (3);

b) embossing or pressing at least one compression portion (8v), which is spaced apart from the edge of the decorative portion (3d), into the transfer layer (33), wherein, by forming the compression portion (8v) in the transfer layer (33), a defined break line is formed, whereby an intended breaking point is formed at a defined position, which breaks easily in the event of bending stress;

c) embossing the decorative portion (3d) onto the substrate (2);

d) removing the remaining embossing film (3r) from the substrate (2) embossed with the decorative portion (3d), wherein the transfer layer (33) breaks at the intended breaking point formed by the compression portion (8v) due to bending stress, which is applied by removing the carrier film (31) at a removal angle in relation to the substrate (2);
wherein a pressing pressure p_k is applied in method step b), which is greater than the pressing pressure p_p formed in method step c).
Method according to claim 1,
characterised in that
a pressing pressure p_k is applied in method step b), a pressing pressure p_p is formed in method step c), and the ratio of the pressing pressure p_k to the pressing pressure p_p lies in a range of greater than 1:1 to 10000: 1.
Method according to claim 1 or 2,
characterised in that
the pressure p_k is applied in a linear portion or at least partially linear portion, wherein the linear or at least partially linear portion is in particular a straight line, zigzag or wavy line, or has a closed contour, in particular in the shape of a circle, ellipsis, triangle, polygon or star.
Method according to claim 3,
characterised in that
the width of the linear portion lies in a range of 0.02 mm to 1 mm, in particular of 0.02 mm to 0.2 mm.
Method according to one of the preceding claims,
characterised in that
the spacing of the at least one compressing portion (8v) from the edge of the decorative portion (3d) lies in a range of 0.1 mm to 2 mm.
Embossing device (1) for transferring a decorative portion (3d) of an embossing film (3) onto a substrate (2) by means of an embossing die (6) with an embossing surface (6p), wherein the embossing film (3) comprises a carrier film (31) and a transfer layer (33) arranged on the carrier film (31),
characterised in that
a hinge element (8), of which the lower end face is formed as a pressing surface (8p), is arranged on the embossing die (6), in front of the edge of the embossing surface (6p) in at least one edge portion of the embossing surface (6p), wherein the pressing surface (8p) is formed as a linear, spherical, rounded surface, wherein the pressing surface (8p) of the hinge element is provided to form, i.e. mechanically press or emboss, a compressing portion (8v) in the transfer layer.
Embossing device according to claim 6,
characterised in that
the width of the pressing surface (8p) lies in a range of 0.02 mm to 1 mm, in particular of 0.02 mm to 0.2 mm.
Embossing device according to one of claims 6 or 7,
characterised in that
the pressing surface (8p) is flush with the embossing surface (6p), or the pressing surface (8p) is arranged with an overlap in parallel with the pressing surface (6p).
Embossing device according to claim 6 to 8,
characterised in that
the spacing (a) between the pressing surface (8p) and the embossing surface (6p) lies in a range of 0 mm to 2 mm, in particular in a range of 0.1 mm to 2 mm.
Embossing device according to claim 9,
characterised in that
the spacing (a) can be adjusted by means of a distancing element (13; 14) arranged between the hinge element (8) and the embossing die (6), or

the spacing (a) can be adjusted by means of an adjustment device arranged between the hinge element (8) and the embossing die (6).
Embossing device according to one of claims 6 to 10,
characterised in that
the pressing surface (8p) is formed such that it can be vertically adjusted, in particular the hinge element (8) has longitudinal holes that are penetrated by fixing screws (12), wherein the pressing surface (8p) arranged on the hinge element (8) can be vertically adjusted after the fixing screws (12) are loosened.
Embossing device according to claim 11,
characterised in that
the pressing surface (8p) is formed such that it can be vertically adjusted by an adjustment device arranged between the hinge element (8) and the embossing die (6).
Embossing device according to claim 12,
characterised in that
the adjustment device is formed as a screw gear (15; 16), or the adjustment device is formed as a cam gear.
Embossing device according to claim 6,
characterised in that
the hinge element (8) and the embossing stamp (6) are formed as one part, in particular the spacing (a) is formed as a groove between the pressing surface (8p) and the embossing surface (6p).
Embossing device according to one of claims 6 to 14,
characterised in that
an underlay arrangement is arranged below the substrate at least in the region of the pressing surface acting on the substrate.