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WO2011003758A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung einer strukturierten schicht - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur erzeugung einer strukturierten schicht Download PDF

Info

Publication number
WO2011003758A1
WO2011003758A1 PCT/EP2010/059110 EP2010059110W WO2011003758A1 WO 2011003758 A1 WO2011003758 A1 WO 2011003758A1 EP 2010059110 W EP2010059110 W EP 2010059110W WO 2011003758 A1 WO2011003758 A1 WO 2011003758A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
sheet material
cylinder
lacquer layer
structural
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/059110
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Püschel
Guido Reschke
Jürgen Schölzig
Wolfgang Treiss
Original Assignee
Manroland Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Manroland Ag filed Critical Manroland Ag
Priority to EP10728654.4A priority Critical patent/EP2576220A1/de
Priority to JP2012518882A priority patent/JP2012532769A/ja
Priority to CN201080030617.8A priority patent/CN102470666B/zh
Publication of WO2011003758A1 publication Critical patent/WO2011003758A1/de

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    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F19/00—Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations
    • B41F19/02—Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations with embossing
    • B41F19/06—Printing and embossing between a negative and a positive forme after inking and wiping the negative forme; Printing from an ink band treated with colour or "gold"
    • B41F19/062—Presses of the rotary type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41F21/00—Devices for conveying sheets through printing apparatus or machines
    • B41F21/10—Combinations of transfer drums and grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065—After-treatment
    • B05D3/067—Curing or cross-linking the coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05D3/12—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by mechanical means

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for producing a structured layer on a sheet matehal in a processing machine according to the preambles of the independent claims.
  • varnished sheet sheet material
  • cold foil transfer process For the refinement of printed, varnished sheet (sheet material) by means of a cold foil transfer process, several methods and devices are known.
  • a method and a device of this type is known from EP 0 569 520 B1, wherein a cold foil material and a printing device using this material are described.
  • a sheet material processing machine which has a feeder and a boom, between which two units printing units and a coating unit are arranged.
  • an adhesive pattern is applied by means of the planographic printing process. This adhesive pattern is applied in a cold printing process and has a specific imaging subject.
  • a film guide is provided in a printing unit following the coating unit with an impression cylinder and a transfer cylinder.
  • This is designed in such a way that a cold foil material is guided by a roller acting as a press nip printing nip of the coating unit between the impression cylinder and the transfer cylinder and the remaining cold foil material is wound up on the outlet side after leaving the coating unit again.
  • WO 2008/084191 A1 discloses a transparent coating process with the following steps: application of a curable lacquer layer to a substrate (printing material), pressing of a surface treated film surface against the still moist lacquer layer, hardening of the lacquer layer while the film is pressed against this and separating of the film from the paint layer after the paint simply hardened.
  • a machine configuration which comprises an upstream printing unit or a coating unit for the transfer of a curable lacquer layer to the substrate and a downstream of this printing unit or a coating unit for pressing the film surface against the still wet lacquer layer.
  • the machine configuration comprises a curing unit for curing the lacquer layer while the film is pressed against this or the substrate and a substrate transport system for the coated substrate and the film, which separates the film from the lacquer layer after the lacquer has cured.
  • the pressed against the coating layer film adheres by the tack or adhesion of the paint on the paint layer and in addition, a guide roller is arranged downstream, which realizes the Anpresscard the film with the paint layer on the substrate. The separation of the (unnecessary) film from the substrate takes place after passing through the guide roller.
  • DE 10 2006 021 069 A1 discloses a printing press with a painting unit arranged downstream of a printing unit and with a holographic finishing unit arranged downstream of the painting unit.
  • the holographic finishing unit comprises a film former having a hologram surface, which can be brought into operative connection by means of a feed device in synchronism with a sheet guiding cylinder.
  • the holographic finishing unit further comprises a pair of rollers which, in the production operation, press the hologram surface of the film base onto the sheet material resting on the sheet guiding cylinder. Both rollers are further movable to an interruption condition with the film blank being out of contact with the sheet material. Between both rollers, an ultraviolet (UV) - exposure device is arranged, which emits UV rays to the sheet material.
  • UV ultraviolet
  • DE 10 2007 034 302 A1 further forms the embodiment according to DE 10 2006 021 069 A1 in that a transfer film is pressed onto the sheet material.
  • the gripper which holds the sheet material on the sheet-guiding cylinder can be pressed into the interior of the sheet-guiding cylinder during the pressing-on of the transfer film. be lowered.
  • the embodiments according to DE 10 2007 034 302 A1 and DE 10 2006 021 069 A1 continue to form in that the UV exposure device can be moved in the direction of the sheet guiding cylinder or away from it.
  • the UV exposure device is movable away from the sheet guiding cylinder with the film molding or away.
  • the object of the invention is to be able to carry out a method and a device of the type mentioned above more flexibly.
  • the sheet matehal is first coated with a lacquer layer on the respective side, which is to have a structure.
  • a press nip of an application work formed by a sheet guiding cylinder, especially a counter-pressure cylinder, and a cylinder, for example a forme cylinder or blanket cylinder, a structural layer or a structural film with a structural layer and the sheet material with already applied lacquer layer is supplied.
  • a surface-related force is applied to the structure layer or the structure film with a structure layer, so that their surface structure is transferred into the paint layer.
  • the sheet material with lacquer layer and structured foil or the structural layer in the wrap angle X of a sheet guiding cylinder is exposed to radiation or drying.
  • the action of the radiation or drying takes place immediately after leaving the press nip.
  • At least the paint layer in the form embossed by the structural film or the structural layer is exposed to the radiation or drying on the sheet material. In this case, a curing / drying process is excited in the paint layer and carried out as far as possible.
  • the wrap angle X is followed by an outlet gap in which the textured layer with structured layer can be separated from the sheet material with structured lacquer layer guided on the sheet guiding cylinder and the sheet material with the structured lacquer layer can be further transported on the impression cylinder.
  • the molding process ie the replication of the surface structure of the respective structural layer, in the structured lacquer layer is completed.
  • the structured lacquer layer is substantially dimensionally stable solidified.
  • deflection means are arranged fixed to the frame for the removal of the used structural layer or structural film. These deflecting means are merely used to guide the web of the structure layer or structural film to be removed and are in contact with the impression cylinder leading the sheet matehal and the sheet material having a structured coating layer.
  • such an application plant can have a further processing unit, e.g. for embossing, cutting or punching, be downstream.
  • a further processing unit e.g. for embossing, cutting or punching
  • Fig. 3 shows a further arrangement of an application plant
  • Fig. 4 a structural roll for an application plant.
  • a processing machine preferably for the finishing of sheet material 6, comprises in the conveying direction 3 of the sheet material 6 a feeder as well as a plant and several printing units C. If required, the processing machine can additionally comprise at least one coating unit A.
  • Such a printing unit C comprises a counter-pressure cylinder 2 designed as a sheet-guiding cylinder, a cylinder 1 - here as a blanket cylinder, a plate / forme cylinder 19, an inking unit 20 and, if required, a dampening unit 21.
  • the respective counter-pressure cylinder 2 can move beyond the printing gap formed from blanket cylinder 1 and impression cylinder 2, a second radiation / drying source 9 to be assigned.
  • the further printing units C are of substantially identical construction and may also have such radiation / drying sources 9.
  • a coating unit A comprises at least one sheet material guiding the sheet material 6.
  • gendruckzylinder 2 one with the impression cylinder 2 operatively connected cylinder 1, designed here as a forme cylinder or blanket cylinder.
  • the cylinder 1 of each coating unit A is in operative connection with a metering device 17.
  • the respective counter-pressure cylinder 2 can be assigned a second radiation / drying source 9 after the paint gap, formed from cylinder 1 and impression cylinder 2.
  • the second radiation / drying sources 9 arranged in the printing units C and coating units A can be designed as ultraviolet (UV) dryers.
  • the Jacobruck- 2 and the transfer cylinder 18 are sheet guiding cylinder with sheet holding means, preferably with grippers for fixing a sheet edge.
  • the grippers of the sheet guiding cylinders can be conventional grippers projecting beyond the lateral surface (s) of the counter-pressure cylinder 2 or transfer cylinder 18.
  • the grippers can be arranged within the lateral surface (s) of the sheet guiding cylinder 2 or 18, including an elevator on the lateral surface.
  • the grippers may be temporarily movable at least when a printing, coating or press nip 10 passes into the interior of the sheet guiding cylinder 2, 18, in particular the counterpressure cylinder 2.
  • All plate / form cylinder 19 may be integrated in a first training in the gear train of the main drive of the printing press.
  • all plate / forme cylinder 19 are mechanically separated (at least in the printing operation of the main drive (with gear train) and coupled in each case with a single drive for the printing operation or for setting.
  • the processing machine comprises an application plant B, for example in the basic structure of a conventional coating unit, which comprises a forme cylinder, here as a cylinder 1, and if necessary a metering device 17, and a sheet guiding cylinder as an impression cylinder 2.
  • a forme cylinder here as a cylinder 1
  • a metering device 17 e.g., a sheet guiding cylinder 2
  • the impression cylinder 2 is preceded by a transfer cylinder 18.
  • the metering device 17 at least separated from the associated form cylinder (cylinder 1), preferably turned off.
  • the metering device 17 can again brought into functional contact with the forme cylinder 1 and the application unit B again as conventional Coating can be used.
  • the application work B in the basic structure may also be a printing unit which comprises a blanket cylinder, here designed as a cylinder 1, and a plate / forme cylinder 19 and at least one inking unit 20.
  • a blanket cylinder here designed as a cylinder 1
  • a plate / forme cylinder 19 and at least one inking unit 20.
  • the plate / forme cylinder 19 can be brought into operation with inking unit 20 with the blanket cylinder 1 and the application unit B again be used as a printing unit.
  • Fig. 1 is u. a. as a commissioning unit a printing unit C shown, which is formed from a cylinder 1, here as a blanket cylinder 1, a plate / forme cylinder 19, an inking unit 20 and, if necessary, a dampening unit 21 is formed.
  • the blanket cylinder 1 is associated with a Bogenmatehal 6 leading impression cylinder 2. If necessary, in the conveying direction 3 after the contact point of
  • Blanket cylinder 1 and impression cylinder 2 a second radiation / drying source 9, for example, a UV dryer, be arranged.
  • a second radiation / drying source 9 for example, a UV dryer
  • the applicator unit designed as printing unit C starting from the inking unit 20, coatings of the lacquer can be applied to the sheet material 6 guided on the impression cylinder 2 via a printing plate fixed to the plate / forme cylinder 19 and the blanket cylinder 1. Alternatively, a separation can take place between the plate / forme cylinder 19 and the blanket cylinder 1.
  • the paint is then transferred from one to the blanket cylinder 1 on / off adjustable (additional) metering device 17 on a plate fixed to the blanket cylinder 1 and applied to the substrate.
  • the application plant B is shown, in the conveying direction 3, a printing unit C is arranged with the same function for the paint coating.
  • the coating unit B may be preceded by a coating unit A having the same function for the lacquer coating.
  • This application unit B comprises an immediately downstream, preferably integrated sheet delivery device D.
  • This sheet delivery device D comprises an endlessly circulating conveying device 22, which has means for holding the respective sheet material neck 6 in order to convey the sheet material neck 6 in the direction of a delivery stack 23 and deposit on it ,
  • the conveyor 22 is arranged downstream of the counter-pressure cylinder 2 of the application unit B in the conveying direction 3. If required, the sheet delivery D can have a further, second radiation / drying source 9.
  • the application work B comprises the impression cylinder 10 forming the impression cylinder 2 and cylinder 1, which comprise means for generating a force acting on the Bogenmatehal 6 with lacquer layer and on the structural layer or structural film 7 (with structural layer), surface-related force.
  • the structural layer of the structural film 7 may have a regular, irregular or stochastic structure. If necessary, the structural layer (structural film 7) can be produced by means of a device directly in the processing machine. For example, the application plant B can have a laser device that generates the structure layer for this purpose.
  • the cylinder 1 may comprise a cylinder channel which is in operative connection with sheet holding means arranged on the adjacent counterpressure cylinder 2 (sheet guiding cylinder 2).
  • the means for generating a surface force may be gear mechanisms and / or bearings, which also have a positive Onsver Sung of the cylinder 1, for example, to adapt to the thickness of Bogenmatehals 6 and / or to the thickness of the structural layer or structural film 7 and to adjust the pressing force in the press nip 10 allow.
  • the structural layer or structural film 7 (with structural layer) and the sheet matehal 6 coated with the lacquer layer can be transported synchronously in a wrap angle X on the impression cylinder 2 in the conveying direction 3.
  • a first radiation / drying source 8 is arranged adjacent to the impression material 2 with lacquer layer and structure layer or structure foil 7 (with structure layer) leading impression cylinder 2 at a distance to harden the lacquer layer.
  • an outlet gap 11 is arranged after the wrap angle X. In this outlet gap 11, the structural layer or structural film 7 (with structural layer) with a structured surface of the sheet material 6 with the structured lacquer layer is separable and the sheet material 6 is further transported with the structured lacquer layer on the impression cylinder 2.
  • At least the first radiation / drying source 8 can be formed as a UV radiation / drying source 8 based on LEDs (Light Emitting Diode) in the application unit B.
  • LEDs Light Emitting Diode
  • Such an LED radiation / drying source 8 extends at least over the format width and, if appropriate, peripherally in the conveying direction 3.
  • the UV radiation / drying source 8 can extend over the format width and / or in the circumferential direction, ie. H. in the conveying direction 3, the Bogenmatehals 6 individually activatable UV LED, for example, UV LED emitters 34, have, whose emitted radiation is directed to the sheet material 6.
  • the UV-LED radiation emitted by the UV-LED can be directed to the areas of the sheet matehal 6 that each carry a lacquer layer (UV-curing lacquer layer).
  • a UV radiation / drying LED-based is not on the first radiation / drying source 8 limited. Rather, at least one second radiation / drying source 9 in the sheet delivery D for post-curing may be formed as a UV radiation / drying source 9 based on LEDs.
  • the UV LED emitter 34 the heat input into the sheet material 6 can advantageously remain relatively low and, if necessary, only certain UV LEDs can be activated for spot radiation.
  • a guide roller 15 for discharging the used structural layer or structural film 7 (with structure layer) is arranged after the outlet gap 11, wherein it is out of contact with the sheet material 6 on the impression cylinder 2 and thereby forms the outlet gap 11 with the impression cylinder 2.
  • a UV-drying lacquer layer is applied to the sheet material 6.
  • the lacquered (full-area or partial) sheet material 6 is brought into contact in the following press nip (press nip 10) of the application unit B with a structural layer or a structural film 7 carrying a structural layer, which on the contact side to the sheet material 6 (with paint) a surface structure, preferably a fine relief, has.
  • a shaped surface structure or a relief transferred in this way to paint layers can then lead to certain holographic and haptic effects under the action of suitable refraction of light.
  • the lacquer In order to transfer the desired surface structure or the desired relief in detail to the lacquer layer, the lacquer must, during the contact between the adhering lacquer layer resting on the sheet material 6 and the structural layer or structured foil 7 (with structural layer), by means of radiation, preferably from UV radiation, to be dried. The drying of the lacquer layer takes place through the structural layer or structural foil 7 (with structural layer). by. Only then are sheet material 6 and structural layer or structural film 7 (with structural layer) separated.
  • a wrapping angle X In the conveying direction 3 follows the wrapping angle X of the outlet gap 11 in which the structure layer with a structured surface or the structure film with structure layer 7 of the guided on the sheet guiding cylinder 2 sheet material 6 with structured lacquer layer is separable and the sheet material 6 with the structured lacquer layer on the impression cylinder. 2 can be transported further.
  • the molding process i. H. the replica of the surface structure of the respective structural layer 7, finished in the structured lacquer layer.
  • the structured lacquer layer is solidified substantially dimensionally stable, i. sufficiently hardened.
  • the structural film with structural layer 7 can from a Vorratsas
  • This coating process can be carried out at the application plant B as follows:
  • a lacquer layer (full-surface or partial) is applied directly or by means of a metering unit 17, which is arranged there and optionally can be deposited, onto the sheet material 6 guided on the sheet guiding cylinder 2.
  • the lacquered sheet material 6 is transported with still deformable lacquer layer by means of sheet guiding cylinder 2 and 18 to the downstream sheet guiding cylinder 2 of the application B and the press nip 10.
  • a structural layer or structural film 7 (with a structural layer) from a film supply roll 13 through the press nip 10 between the blanket cylinder 1 and the impression cylinder 2 and then via a Umform- Guide roller 15 is guided to a film collecting roller 14.
  • the film supply rolls 13 and film collecting rolls 14 may be mounted on a rotatable roll star or alternatively in a film store in front of or next to the processing machine.
  • the structure film 7 with structure layer 7 can also be designed to be endlessly circulating over rollers.
  • the structure film with structure layer 7 can be transported forward or backward.
  • the application unit B may comprise a cleaning device for the purpose of cleaning the structured film with structured layer 7.
  • the transported structured film with structural layer 7 is temporarily brought into contact with the cleaning device.
  • the structural layer or structural film 7 (with structural layer) as well as the varnish-coated sheet material 6 are fed together to the press nip 10.
  • a surface-related force is generated on the sheet material 6 with lacquer layer and the structural layer or structural foil 7 (with structural layer).
  • the structural layer or structural film 7 (with structural layer) and the sheet material 6 guided on the impression cylinder 2 and coated with a lacquer layer are transported synchronously in the wrapping angle X on the impression cylinder 2 in the conveying direction 3.
  • the lacquer layer is exposed to radiation or drying, in particular UV radiation.
  • the sheet material 6 with lacquer layer and the structural layer or structural foil 7 are guided congruently in the conveying direction 3 in a wrap angle X on the sheet guiding cylinder 2 of the application unit B.
  • the outlet gap 11 is provided and in this the structural layer or structural film 7 is separated and removed from the lacquer layer adhering to the sheet material 6 and the sheet material 6 with the structured lacquer layer is deposited on the sheet guiding cylinder 2 (impression cylinder) Conveying direction 3 discharged
  • the drying of the lacquer layer takes place via a suitable first radiation / drying source 8 corresponding to the installation space, for example a UV LED dryer 8, which is assigned to the impression cylinder 2 between the press nip 10 and the deflection roller 15.
  • a suitable first radiation / drying source 8 corresponding to the installation space
  • the UV light of an existing intermediate UV dryer can be mirrored / focused in such a way that the radiation acts on the composite of structural layer or structural film 7 (with structural layer) and lacquer layer.
  • the deflecting roller 15 When guiding the structural layer or structural film 7 (with a structural layer) in the outlet gap 11, the deflecting roller 15 is not in direct contact with the sheet guiding cylinder 2 or counterpressure cylinder 2, thus exerts no pressure against it. As a result, the outlet gap 11 for the structural layer or structural film 7 (with structural layer) is formed by the deflection roller 15. Since the structure embossing by means of a structural layer or structural film 7 in the lacquer layer applied to the sheet material 6 is already effected in the press nip 10 of the application unit B between the blanket cylinder 1 and the impression cylinder 2, the guide roller 15 can smoothly detach the structural layer or structural film 7 (with structural layer) of the now structured paint surface support.
  • FIG. 2 shows a comparable embodiment.
  • the application plant B is arranged on a printing unit C downstream module, from which the sheet material 6 is forwarded directly to a sheet delivery D.
  • the module can be a paint module in the basic structure.
  • the paint feed to the sheet material 6 can be done here by the structure layer or structure film 7 by a metering device 17.
  • a metering device 17 for paint can be brought into contact with the structured surface of the structure layer or structure film 7 and a paint transfer onto the structure layer or structure film 7 takes place.
  • the cylinder 1 of the application unit B with an order roller of the metering device 17 be in operative connection.
  • the paint feed can also be effected in the upstream printing unit C directly or by means of a possibly adjustable integrated painting device (metering device 17).
  • a structural roller 30 (detailed representation in FIG. 4, for the variant described here, see the dashed representation in FIG. 3) is in contact with an impression cylinder 2 of a coating unit A, which can be used as application unit B.
  • the wrap angle X for the structural layer or structural film 7 on the circumference of the impression cylinder 2 can be minimized in this arrangement.
  • this structure roller 30 is constructed on a roller core 31 made of a roller body 32 which is permeable to UV radiation, in which UV LED emitter 34 is cast in a suitable arrangement in the circumferential and longitudinal direction or integrated in another form.
  • the structural roll 30 is comparatively soft (sleeve or the like) on the surface of its roll shell 33, so that a defined overpressure to the impression cylinder 2 is possible.
  • a UV intermediate dryer 8 which is oriented toward the lacquer layer, is used, and instead of the integrated UV LED spotlight 34, by means of suitable focusing or partitioning, a conventional UV intermediate dryer 8 radiating through the structure roller 30 can be used.
  • the penetration of the structure roller 30 is indicated by the dryer radiation to the paint layer in Fig. 4.
  • the UV light permeable sleeve or the roll shell 33 of the structure roller 30 is provided directly on its surface with a structure which is pronounced as a micro-fine relief, the structure roller 30 can also directly in a forth conventional UV coating unit A on the impression cylinder 2 are used (see reference numeral 30 in Fig. 3 in solid lines).
  • a suitable cleaning device can then be provided on the structure roller 30, which keeps the said microfine relief in the roll shell 33 clean and thus enables the embossing effect in the lacquer layer at any time with full quality.
  • From the radiation / dryer sources 8, 9 can radiate heat to adjacent components or assemblies, which can be designed to be tempered by means of cooling devices.
  • the deflection rollers 15, the guide rollers 16, the structure roller 30 and, if required, the cylinder 1, which are in operative connection with the structural layer or structural film 7, can be cooled.
  • the cooling of the inside and / or outside can act on the respective component or assembly.
  • At least one radiation / drying source 9 for example a UV radiation / drying source, preferably a UV LED emitter 34, can be arranged in the sheet delivery D.
  • the structural layer or structural film 7 can be formed endlessly circulating or by means of film supply roll 13 and film collecting roll 14, detachable / wound up.
  • a discharge device may be provided in the application unit B, which discharges the structure layer or structural film 7.
  • the application plant B can be a lifting device or a handling device for exchanging or exchanging the respective structural film with a structural layer 7.
  • a processing machine may comprise a device for cold foil transfer to the sheet matehal 6.
  • a device for cold foil transfer can upstream or downstream of the application unit 2 in the conveying direction 3 be.
  • a cold foil can be transferred to the sheet material and subsequently a surface structure of the lacquer layer on the sheet material takes place.
  • the lacquer layer to be structured can also be applied to cold foil matehal which is already firmly adhered to the sheet material 6.
  • a further radiation / drying source can be arranged inside the cylinder 1.
  • This further radiation / drying source generates radiation which penetrates the contour of the cylinder 1 and acts at least on the lacquer layer on the sheet material 6 in the region of the press nip 10.
  • the cylinder 1 at least in the direction of the circumference, has a material which allows the initiated radiation to pass in the direction of the sheet material 6 with lacquer and the structural layer or structural foil 7.
  • the grippers may be movable into the interior of the impression cylinder 2 at least at the passage of the press nip 10.
  • the protruding gripper backs would otherwise touch the structural layer or structural film 7 (with structural layer) or, in the alternative case, the structural roller 30 with each overrunning of the cylinder channel in the impression cylinder 2 and thus permanently damage it. To avoid this, the structural layer or structural film 7 (with structural layer) or the structural roller 30 would have to be lifted in line with the machine run. A detailed transfer of the relief would not be possible.
  • a coating unit (flexographic printing unit)

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen einer strukturierten Schicht auf einem Bogenmaterial in einer Verarbeitungsmaschine. Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung derart zu verbessern, dass die Maschine flexibler nutzbar ist. Gelöst wird das dadurch, indem in einem durch das Folientransferwerk gebildeten Applikationswerk (B) eine Lackschicht auf einem Substrat an der Oberfläche verformende Einrichtung mit einem Pressspalt (10) angeordnet ist, in dem eine Strukturschicht auf das mit der Lackschicht beschichtete Substrat gepresst wird. Die Pressung findet nur am Gegendruckzylinder (2) und dem weiteren Zylinder (1, 30) statt. Im Anschluss an den Pressspalt (10) wird die Strukturschicht und das mit der Lackschicht beschichtete Substrat während einer trocknenden Bestrahlung synchron auf dem Gegendruckzylinder (2) transportierbar sind. Dann wird die Strukturfläche von dem Substrat in einem Auslaufspalt (11) getrennt und abgeführt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer strukturierten Schicht Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen einer strukturierten Schicht auf einem Bogenmatehal in einer Verarbeitungsmaschine nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Zur Veredelung von bedruckten, lackierten Druckbogen (Bogenmaterial) mittels eines Kaltfolientransferverfahrens sind mehrere Verfahren und Vorrichtungen bekannt.
Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung dieser Art ist aus EP 0 569 520 B1 bekannt, wobei ein Kaltfolienmaterial und eine Druckvorrichtung, die dieses Material ver- wendet, beschrieben sind. Dabei ist eine Bogenmaterial verarbeitende Maschine gezeigt, die einen Anleger und einen Ausleger aufweist, wobei zwischen beiden Aggregaten Druckwerke und ein Beschichtungswerk angeordnet sind. In wenigstens einem der Druckwerke wird ein Klebstoffmuster mittels des Flachdruckverfahrens aufgetragen. Dieses Klebstoffmuster ist in einem kalten Druckverfahren auf- gebracht und weist ein bestimmtes bildgebendes Sujet auf. In einem dem Druckwerk folgenden Beschichtungswerk mit einem Gegendruckzylinder und einem Transferzylinder ist eine Folienführung vorgesehen. Diese ist in der Art konzipiert, dass von einer Rolle ein Kaltfolienmaterial durch den als Pressspalt wirkenden Druckspalt des Beschichtungswerkes zwischen dem Gegendruckzylinder und dem Transferzylinder geführt wird und das verbliebene Kaltfolienmaterial wird auf der Auslaufseite nach dem Verlassen des Beschichtungswerkes wieder aufgewickelt.
Die WO 2008/084191 A1 offenbart einen transparenten Beschichtungsprozess mit nachstehenden Schritten: Auftragen einer aushärtbaren Lackschicht auf ein Sub- strat (Bedruckstoff), Pressen einer Oberflächen behandelten Filmoberfläche gegen die noch feuchte Lackschicht, Härten der Lackschicht während der Film an diese gepresst wird und Trennen des Films von der Lackschicht nach dem die Lack- schlicht gehärtet ist. Hierzu wird eine Maschinenkonfiguration offenbart, welche eine vorgeordnete Druckeinheit oder eine Beschichtungseinheit für die Übertragung von einer härtbaren Lackschicht auf das Substrat sowie eine dieser nachgeordne- te Druckeinheit oder eine Beschichtungseinheit zum Pressen der Filmoberfläche gegen die noch feuchte Lackschicht umfasst. Weiterhin umfasst die Maschinenkonfiguration eine Aushärteinheit zum Aushärten der Lackschicht während der Film gegen diese bzw. das Substrat gepresst wird sowie ein Bedruckstoff- Transportsystem für das beschichtete Substrat und den Film, welches den Film von der Lackschicht trennt nachdem der Lack ausgehärtet ist. Der gegen die Lackschicht gepresste Film haftet durch die Zügigkeit bzw. Klebkraft des Lackes an der Lackschicht und zusätzlich ist eine Führungswalze stromabwärts angeordnet, welche den Anpresskontakt des Filmes mit der Lackschicht auf dem Bedruckstoff realisiert. Die Trennung des (nicht benötigten) Films vom Bedruckstoff erfolgt nach dem Passieren der Führungswalze.
DE 10 2006 021 069 A1 offenbart eine Druckerpresse mit einer einer Druckeinheit nachgeordneten Lackiereinheit und einer der Lackiereinheit nachgeordneten holographischen Endbearbeitungseinheit. Die holographische Endbearbeitungsein- heit umfasst einen eine Hologrammoberfläche aufweisenden Filmförmling, der mit- tels einer Zuführeinrichtung synchron zu einem Bogenführungszylinder in Wirkverbindung bringbar ist. Die holographische Endbearbeitungseinheit umfasst weiterhin ein Paar Walzen, welche im Fertigungsbetrieb die Hologrammoberfläche des Filmförmlings auf das am Bogenführungszylinder aufliegend geführte Bogenmate- rial drücken. Beide Walzen sind weiterhin in einen Unterbrechungszustand be- wegbar, wobei der Filmförmling zum Bogenmaterial außer Kontakt ist. Zwischen beiden Walzen ist eine Ultraviolett (UV) - Belichtungseinrichtung angeordnet, welche zum Bogenmaterial UV-Strahlen emittiert.
DE 10 2007 034 302 A1 bildet die Ausführung gemäß DE 10 2006 021 069 A1 weiter, indem eine Transferfolie auf das Bogenmaterial gedrückt wird. Dabei können die das Bogenmaterial am Bogenführungszylinder fassenden Greifer während des Aufpressens der Transferfolie in das Innere des Bogenführungszylinders ver- senkt werden.
DE 10 2008 bildet die Ausführungen gemäß DE 10 2007 034 302 A1 und DE 10 2006 021 069 A1 dahingehend weiter, indem die UV - Belichtungseinrichtung in Richtung zum Bogenführungszylinder hin bzw. von diesem weg bewegbar ist. Dabei ist die UV - Belichtungseinrichtung gemeinsam mit dem Filmförmling vom Bogenführungszylinder weg oder hin bewegbar.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs ge- nannten Art flexibler ausführen zu können.
Die Aufgabe wird durch die Ausbildungsmerkmale von Anspruch 1 und 2 gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Zum Veredeln von Bogenmaterial wird zuerst das Bogenmatehal mit einer Lackschicht auf der jeweiligen Seite beschichtet, die eine Struktur erhalten soll. Anschließend wird in einen Pressspalt eines Applikationswerk, gebildet durch einen Bogenführungszylinder, speziell einen Gegendruckzylinder, und einen Zylinder, beispielsweise einem Formzylinder oder Gummituchzylinder, eine Strukturschicht oder einer Strukturfolie mit Strukturschicht sowie das Bogenmaterial mit bereits aufgebrachter Lackschicht zugeführt. Dabei wird ausschließlich im Pressspalt eine flächenbezogene Kraft auf die Strukturschicht oder die Strukturfolie mit Strukturschicht aufgebracht, so dass deren Oberflächenstruktur in die Lackschicht übertragen wird. Nach dem Passieren des Pressspaltes wird das Bogenmaterial mit der Lackschicht sowie der Strukturschicht oder der Strukturfolie mit Strukturschicht in einem Umschlingungswinkel X deckungsgleich, d.h. aufeinanderliegend, auf dem das Bogenmaterial führenden Bogenführungszylinder, in Förderrichtung transportiert. Während das Bogenmaterial mit Lackschicht und der darauf angeordneten Strukturschicht bzw. Strukturfolie mit Strukturschicht den Umschlin- gungswinkel X in Förderrichtung passiert, wird keine zusätzliche Kraft auf das auf dem Gegendruckzylinder geführte Bogenmaterial aufgebracht, da die erforderliche Verbindung mittels einer flächenbezogenen Kraft bereits im vorgeordneten Press- spalt erzeugt wurde. Im Anschluss an den bereits angeführten Pressspalt, in dem die Oberflächenstruktur der Strukturschicht bzw. Strukturfolie (mit Strukturschicht) in die Lackschicht auf dem Bogenmatehal übertragen wurde, wird somit das Bo- genmatehal mit Lackschicht und der Strukturschicht lediglich auf dem Ge- gendruckzylinder aufliegend mit der Vorderkante an Greifern fixiert in Förderrichtung transportiert bzw. geführt. Die im Pressspalt an das Bogenmaterial (mit Lackschicht) angedrückte Strukturfolie bzw. die Strukturschicht wird somit synchron (deckungsgleich) mit dem Bogenmaterial in Förderrichtung auf dem Gegendruckzylinder transportiert.
Zusätzlich wird in Förderrichtung nach dem Passieren des Pressspaltes das Bogenmaterial mit Lackschicht und Strukturfolie bzw. die Strukturschicht im Um- schlingungswinkel X eines Bogenführungszylinders einer Strahlung oder Trocknung ausgesetzt. Bevorzugt erfolgt die Einwirkung der Strahlung oder Trocknung unmittelbar nach dem Verlassen des Pressspaltes. Zumindest wird dabei die Lackschicht in der von der Strukturfolie bzw. die Strukturschicht geprägten Form auf dem Bogenmaterial der Strahlung oder Trocknung ausgesetzt. Dabei wird ein Aushärte- / Trocknungsprozess in der Lackschicht angeregt und möglichst weitgehend durchgeführt.
In Förderrichtung folgt dem Umschlingungswinkel X ein Auslaufspalt in dem die Strukturschicht mit strukturierter Oberfläche bzw. die Strukturfolie mit Strukturschicht von dem auf dem Bogenführungszylinder geführten Bogenmaterial mit strukturierter Lackschicht trennbar ist und das Bogenmaterial mit der strukturierter Lackschicht auf dem Gegendruckzylinder weiter transportierbar ist. Mit der Trennung von Strukturschicht mit strukturierter Oberfläche bzw. der Strukturfolie mit Strukturschicht von der auf dem Bogenmaterial befindlichen strukturierten Lackschicht ist der Abformprozess, d. h. die Nachbildung der Oberflächenstruktur der jeweiligen Strukturschicht, in der strukturierten Lackschicht beendet. Mittels Ein- Wirkung der Strahlung oder Trocknung von einer Strahlungs-/Trocknungsquelle ist die strukturierte Lackschicht im Wesentlichen formstabil erstarrt. Bevorzugt sind Umlenkmittel für den Abtransport der benutzten Strukturschicht bzw. Strukturfolie gestellfest angeordnet. Diese Umlenkmittel dienen lediglich der Bahnführung der abzufordernden Strukturschicht bzw. Strukturfolie und sind zu dem das Bogenmatehal führenden Gegendruckzylinder sowie dem Bogenmaterial mit strukturierter Lackschicht_außer Kontakt.
Ergänzend kann einem derartigen Applikationswerk bei Bedarf eine Weiterverarbeitungseinheit, z.B. zum Prägen, Schneiden oder Stanzen, nachgeordnet sein. Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigen schematisch:
Fig. 1 ein Applikationswerk in erster Ausbildung,
Fig. 2 eine weitere Anordnung eines Applikationswerks,
Fig. 3 eine weitere Anordnung eines Applikationswerks und
Fig. 4 einer Strukturwalze für ein Applikationswerk.
Eine Verarbeitungsmaschine, vorzugsweise für das Veredeln von Bogenmaterial 6, umfasst in Förderrichtung 3 des Bogenmaterials 6 betrachtet einen Anleger so- wie eine Anlage und mehrere Druckwerke C. Bei Bedarf kann die Verarbeitungsmaschine zusätzlich wenigstens ein Lackwerk A umfassen.
Ein derartiges Druckwerk C umfasst, einen als Bogenführungszylinder ausgebildeten Gegendruckzylinder 2, einen Zylinder 1 - hier als Gummituchzylinder ausgebil- det -, einen Platten-/Formzylinder 19, ein Farbwerk 20 und bei Bedarf ein Feuchtwerk 21. Dem jeweiligen Gegendruckzylinder 2 kann nach dem Druckspalt, gebildet aus Gummituchzylinder 1 und Gegendruckzylinder 2, eine zweite Strahlungs- /Trocknungsquelle 9 zugeordnet sein. Die weiteren Druckwerke C sind im Wesentlichen baugleich ausgebildet und können ebenso derartige Strahlungs- /Trocknungsquellen 9 aufweisen.
Ein Lackwerk A umfasst zumindest einen das Bogenmaterial 6 führenden Ge- gendruckzylinder 2, einen mit dem Gegendruckzylinder 2 in Wirkverbindung stehenden Zylinder 1 , hier als Formzylinder oder Gummituchzylinder ausgebildet. Der Zylinder 1 jedes Lackwerks A ist mit einer Dosiereinrichtung 17 in Wirkverbindung. Dem jeweiligen Gegendruckzylinder 2 kann nach dem Lackspalt, gebildet aus Zy- linder 1 und Gegendruckzylinder 2, eine zweite Strahlungs-/Trocknungsquelle 9 zugeordnet sein. Die in den Druckwerken C und Lackwerken A angeordneten zweiten Strahlungs-/Trocknungsquellen 9 können als Ultraviolett (UV)-Trockner ausgebildet sein. Zwischen Druckwerken C sowie zwischen einem Druckwerk C und einem Lackwerk A sind Transferzylinder 18 angeordnet. Die Gegendruck- 2 sowie die Transferzylinder 18 sind Bogenführungszylinder mit Bogenhaltemitteln, bevorzugt mit Greifern zum Fixieren einer Bogenkante.
Die Greifer der Bogenführungszylinder, speziell der Gegendruckzylinder 2 sowie der Transferzylinder 18, können herkömmliche, über die Mantelfläche(n) des Gegendruckzylinders 2 bzw. Transferzylinders 18 hervorstehende Greifer sein. Alternativ können die Greifer innerhalb der Mantelfläche(n) des Bogenführungszylin- ders 2 bzw. 18, einschließlich eines Aufzugs auf der Mantelfläche, angeordnet sein. Alternativ können die Greifer zumindest bei Passage eines Druck-, Lack- o- der Pressspalts 10 in das Innere des Bogenführungszylinders 2, 18, insbesondere des Gegendruckzylinders 2, temporär bewegbar sein.
Sämtliche Platten-/Formzylinder 19 können in einer ersten Ausbildung in den Räderzug des Hauptantriebes der Druckmaschine integriert sein. In einer zweiten Ausbildung sind sämtliche Platten-/Formzylinder 19 zumindest im Druckbetrieb vom Hauptantrieb (mit Räderzug) mechanisch getrennt und jeweils mit einem Einzelantrieb für den Druckbetrieb bzw. zum Rüsten gekoppelt.
Die Verarbeitungsmaschine umfasst ein Applikationswerk B, beispielsweise im Grundaufbau ein konventionelles Lackwerk, welches einen Formzylinder, hier als Zylinder 1 , sowie bei Bedarf eine Dosiereinrichtung 17, sowie einen Bogenführungszylinder als Gegendruckzylinder 2 umfasst. Bevorzugt ist dem Gegendruckzylinder 2 ein Transferzylinder 18 vorgeordnet. Für die Lackschichtstrukturierung oder alternativ die Funktion eines Kaltfolientransfers ist die Dosiereinrichtung 17 zumindest vom zugeordneten Formzylinder (Zylinder 1 ) getrennt, vorzugsweise abgestellt.
Nach Beendigung der Lackapplikation bzw. Lackschichtstrukturierung oder des Kaltfolientransfers und Entfernung eines Strukturfolien- oder Strukturschichtmaterials 7 aus dem Pressspalt 10, gebildet aus Zylinder 1 und Gegendruckzylinder 2, kann die Dosiereinrichtung 17 erneut mit dem Formzylinder 1 in Funktionsverbindung gebracht und das Applikationswerk B erneut als konventionelles Lackwerk eingesetzt werden.
Alternativ kann das Applikationswerk B im Grundaufbau auch ein Druckwerk sein, welches einen Gummituchzylinder, hier als Zylinder 1 ausgeführt, sowie einen Platten-/ Formzylinder 19 und zumindest ein Farbwerk 20 umfasst. Für die Funktion der Lackschichtstrukturierung oder des Kaltfolientransfers ist der Platten-/ Formzylinder 19 zumindest vom zugeordneten Gummituchzylinder 1 getrennt. Nach Beendigung der Applikation und Entfernung des Strukturfolien- oder Strukturschichtmaterials 7 aus dem Pressspalt 10, gebildet aus Gummituchzylinder 1 und Platten-/Formzylinder 19, kann der Platten-/ Formzylinder 19 mit Farbwerk 20 mit dem Gummituchzylinder 1 in Funktionsverbindung gebracht und das Applikationswerk B erneut als Druckwerk eingesetzt werden.
In Fig. 1 ist u. a. als Auftragwerk ein Druckwerk C gezeigt, welches aus einem Zylinder 1 , hier als Gummituchzylinder 1 ausgebildet, einem Platten-/Formzylinder 19, einem Farbwerk 20 und bei Bedarf einem Feuchtwerk 21 gebildet ist. Dem Gummituchzylinder 1 ist ein das Bogenmatehal 6 führender Gegendruckzylinder 2 zugeordnet. Bei Bedarf kann in Förderrichtung 3 nach der Kontaktstelle von
Gummituchzylinder 1 und Gegendruckzylinder 2 eine zweite Strahlungs-/ Trocknungsquelle 9, beispielsweise ein UV-Trockner, angeordnet sein. Mittels des als Druckwerk C ausgebildeten Auftragwerkes können ausgehend vom Farbwerk 20 über eine am Platten-/Formzylinder 19 fixierte Druckform und den Gummituchzy- linder 1 Beschichtungen des Lackes auf das am Gegendruckzylinder 2 geführte Bogenmaterial 6 aufgebracht werden. Alternativ kann zwischen dem Platten- /Formzylinder 19 und dem Gummituchzylinder 1 eine Trennung erfolgen. Der Lack wird dann von einer an den Gummituchzylinder 1 an-/abstellbaren (zusätzlichen) Dosiereinrichtung 17 auf eine am Gummituchzylinder 1 fixierte Platte übertragen und auf das Substrat appliziert. In Fig. 2 ist das Applikationswerk B gezeigt, dem in Förderrichtung 3 ein Druckwerk C mit gleicher Funktion für die Lackbeschichtung vorgeordnet ist. Alternativ kann dem Applikationswerk B statt des Druckwerkes C ein Lackwerk A mit gleicher Funktion für die Lackbeschichtung vorgeordnet sein.
Dieses Applikationswerk B umfasst einen unmittelbar nachgeordneten, vorzugs- weise integrierten Bogenausleger D. Dieser Bogenausleger D umfasst eine endlos umlaufende Fördereinrichtung 22, welche Mittel zum Halten des jeweiligen Bo- genmatehals 6 aufweist zwecks Förderung des Bogenmatehals 6 in Richtung eines Auslegerstapels 23 und Ablage auf diesem. Die Fördereinrichtung 22 ist in Förderrichtung 3 unmittelbar dem Gegendruckzylinder 2 des Applikationswerks B nachgeordnet. Bei Bedarf kann der Bogenausleger D eine weitere, zweite Strah- lungs-/ Trocknungsquelle 9 aufweisen.
Das Applikationswerk B umfasst die den Pressspalt 10 bildenden Gegendruckzylinder 2 und Zylinder 1 , welche Mittel zum Erzeugen einer auf das Bogenmatehal 6 mit Lackschicht und auf die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) wirkenden, flächenbezogenen Kraft umfassen. Die Strukturschicht der Strukturfolie 7 kann eine regelmäßige, unregelmäßige bzw. stochastische Struktur aufweisen. Bei Bedarf kann die Strukturschicht (Strukturfolie 7) mittels einer Einrichtung direkt in der Verarbeitungsmaschine erzeugt werden. Beispielsweise kann hierzu das Applikationswerk B eine die Strukturschicht erzeugende Lasereinrichtung aufweisen.
Als Bogenmaterial 6 ist beispielsweise Papier, Karton, Wellpappe oder Folie einsetzbar, wobei das Bogenmaterial 6 (vor-) veredelt oder kaschiert sein kann. Der Zylinder 1 kann einen Zylinderkanal umfassen, welcher mit am benachbarten Ge- gendruckzylinder 2 (Bogenführungszylinder 2) angeordneten Bogenhaltemitteln in Wirkverbindung ist. Die Mittel zur Erzeugung einer flächenbezogenen Kraft können Getriebemechanismen und/oder Lagerungen sein, welche auch eine Positi- onsveränderung des Zylinders 1 , beispielsweise zur Anpassung an die Dicke des Bogenmatehals 6 und/oder an die Dicke der Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 sowie zur Einstellung der Presskraft im Pressspalt 10, gestatten. Im Anschluss an den Pressspalt 10 sind die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) und das mit der Lackschicht beschichtete Bogenmatehal 6 in einem Umschlingungswinkel X synchron auf dem Gegendruckzylinder 2 in Förderrichtung 3 transportierbar. Im Bereich des Umschlingungswinkels X ist dem das Bogenmaterial 6 mit Lackschicht und Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) führenden Gegendruckzylinder 2 in einem Abstand zum Härten der Lackschicht eine erste Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 benachbart angeordnet. In Förderrichtung 3 ist nach dem Umschlingungswinkel X ein Auslaufspalt 11 angeordnet ist. In diesem Auslaufspalt 11 ist die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) mit strukturierter Oberfläche von dem Bogenmaterial 6 mit der strukturierter Lackschicht trennbar und das Bogenmaterial 6 ist mit der strukturierter Lackschicht auf dem Gegendruckzylinder 2 weiter transportierbar ist.
Einzelne oder sämtliche Strahlungs-/ Trocknungsquellen 8; 9 können insbesondere unter Berücksichtigung der Art des Lackes als bevorzugt UV-Trockner, IR- Trockner oder sonstige Trockner ausgeführt sein.
In einer weiteren Ausbildung kann im Applikationswerk B zumindest die erste Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 als UV-Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 auf LED- Basis (Light Emitting Diode) ausgebildet sein. Eine solche LED - Strahlungs- /Trocknungsquelle 8 erstreckt sich zumindest über die Formatbreite und gegebe- nenfalls umfangsseitig in Förderrichtung 3. Bevorzugt kann die UV-Strahlungs- /Trocknungsquelle 8 über die Formatbreite und/oder in Umfangsrichtung, d. h. in Förderrichtung 3, des Bogenmatehals 6 einzeln aktivierbare UV-LED, beispielsweise UV-LED-Strahler 34, aufweisen, deren emittierte Strahlung auf das Bogenmaterial 6 gerichtet ist. Bevorzugt kann die mittels UV-LED emittierte Strahlung der UV-LED-Strahler 34 bei Bedarf auf die jeweils eine Lackschicht (UV-härtende Lackschicht) tragenden Gebiete des Bogenmatehals 6 gerichtet sein.
Der Einsatz einer UV-Strahlungs-/Trocknungsquelle auf LED-Basis ist nicht auf die erste Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 beschränkt. Vielmehr kann zumindest eine zweite Strahlungs-/Trocknungsquelle 9 im Bogenausleger D zum Nachhärten e- benso als UV-Strahlungs-/Trocknungsquelle 9 auf LED-Basis ausgebildet sein. Mittels der UV-LED-Strahler 34 kann in vorteilhafter Weise der Wärmeeintrag in das Bogenmaterial 6 relativ gering bleiben und bei Bedarf sind nur bestimmte UV- LED für eine Spot-Strahlung aktivierbar.
In Förderrichtung 3 ist nach dem Auslaufspalt 11 eine Umlenkwalze 15 zum Abfördern der benutzten Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) angeordnet, wobei sie außer Kontakt zum Bogenmaterial 6 am Gegendruckzylinder 2 steht und dabei den Auslaufspalt 11 mit dem Gegendruckzylinder 2 bildet..
Mittels eines dem Applikationswerk B vorgeordneten Druckwerks C, Lackwerks A oder einer in ein Druckwerk C integrierten Lackiereinrichtung wird eine UV- trocknende Lackschicht auf das Bogenmaterial 6 aufgetragen. Das lackierte (vollflächig oder partiell) Bogenmaterial 6 wird im darauf folgenden Druckspalt (Pressspalt 10) des Applikationswerks B mit einer Strukturschicht oder einer eine Strukturschicht tragenden Strukturfolie 7 in Kontakt gebracht, welche auf der Kontaktseite zum Bogenmaterial 6 (mit Lack) eine Oberflächenstruktur, vorzugsweise ein feines Relief, aufweist.
Derartige Spezialfolien (Strukturfolie / Strukturschicht 7) sind bekannt und finden
Einsatz in unterschiedlichen Anwendungen.
Eine auf diese Weise auf Lackschichten übertragene, abgeformte Oberflächen- struktur bzw. ein Relief kann danach unter Einwirkung von geeigneten Lichtbrechungen zu bestimmten holografischen und haptischen Effekten führen.
Um die erwünschte Oberflächenstruktur bzw. das erwünschte Relief detailliert auf die Lackschicht zu übertragen, muss der Lack während des Kontakts zwischen der auf dem Bogenmaterial 6 aufliegenden, haftenden Lackschicht und der Struk- turschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) mit Hilfe einer Strahlung, bevorzugt von UV-Strahlung, getrocknet werden. Die Trocknung der Lackschicht erfolgt dabei durch die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) hin- durch. Erst anschließend werden Bogenmaterial 6 und Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) getrennt.
Um die Übertragung der Oberflächenstruktur bzw. des Reliefs auf die Lackschicht zu gewährleisten, muss die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) nach dem Druckspalt (Pressspalt 10) noch eine definierte Wegstrecke, d. h. einen Umschlingungswinkel X, über den Gegendruckzylinder 2 geführt werden und dabei mit UV-Strahlung bzw. UV-Licht bestrahlt werden. In Förderrichtung 3 folgt dem Umschlingungswinkel X der Auslaufspalt 11 in dem die Strukturschicht mit strukturierter Oberfläche bzw. die Strukturfolie mit Strukturschicht 7 von dem auf dem Bogenführungszylinder 2 geführten Bogenmaterial 6 mit strukturierter Lackschicht trennbar ist und das Bogenmaterial 6 mit der strukturierter Lackschicht auf dem Gegendruckzylinder 2 weiter transportierbar ist. Mit der Trennung von Strukturschicht mit strukturierter Oberfläche bzw. der Strukturfolie mit Struk- turschicht 7 von der auf dem Bogenmaterial 6 befindlichen strukturierten Lackschicht ist der Abformprozess, d. h. die Nachbildung der Oberflächenstruktur der jeweiligen Strukturschicht 7, in der strukturierten Lackschicht beendet. Mittels Einwirkung der Strahlung oder Trocknung von der Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 ist die strukturierte Lackschicht im Wesentlichen formstabil erstarrt, d.h. ausreichend ausgehärtet. Die Strukturfolie mit Strukturschicht 7 kann von einer Vorratsas
Dieser Beschichtungsprozess kann an dem Applikationswerk B wie folgt ausgeführt werden:
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung gezeigt. Im Druckwerk C wird di- rekt oder mittels eines dort angeordneten und ggf. abstellbar angebrachten Dosierwerkes 17 eine Lackschicht (vollflächig oder partiell) auf das auf dem Bogen- führungszylinder 2 geführte Bogenmaterial 6 aufgetragen. Das lackierte Bogenmaterial 6 wird mit noch verformbarer Lackschicht mittels Bogenführungszylinder 2 und 18 an den nachgeordneten Bogenführungszylinder 2 des Applikationswerks B und zum Pressspalt 10 transportiert. Hier ist eine Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) von einer Folienvorratsrolle 13 durch den Pressspalt 10 zwischen Gummizylinder 1 und Gegendruckzylinder 2 und danach über eine Um- lenkwalze 15 zu einer Foliensammelrolle 14 geführt. Die Folienvorratsrollen 13 und Foliensammelrollen 14 können auf einem drehbaren Rollenstern gelagert sein oder alternativ in einem Folienspeicher vor hinter oder neben der Verarbeitungsmaschine.
Alternativ kann die Strukturfolie mit Strukturschicht 7 auch über Walzen endlos umlaufend ausgeführt sein.
Weiterhin kann die Strukturfolie mit Strukturschicht 7 vorwärts oder rückwärts transportiert werden.
Bei Bedarf kann das Applikationswerk B eine Reinigungsvorrichtung umfassen zwecks Reinigung der Strukturfolie mit Strukturschicht 7. Dabei wird die transportierte Strukturfolie mit Strukturschicht 7 mit temporär mit der Reinigungsvorrichtung in Kontakt gebracht.
Die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) sowie das mit Lack beschichtete Bogenmaterial 6 werden gemeinsam dem Pressspalt 10 zugeführt. Dabei wird ausschließlich im Pressspalt 10 eine flächenbezogene Kraft auf das Bogenmaterial 6 mit Lackschicht und die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) erzeugt. Nach der Passage des Pressspalts 10 werden die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) und das auf dem Gegendruckzylinder 2 geführte, mit einer Lackschicht beschichtete Bogenmaterial 6 in dem Umschlingungswinkel X synchron auf dem Gegendruckzylinder 2 in Förderrichtung 3 transportiert.
Im Anschluss an den Pressspalt 10 wird zumindest die Lackschicht einer Strahlung oder Trocknung, insbesondere einer UV-Strahlung, ausgesetzt. Hierbei wer- den das Bogenmaterial 6 mit Lackschicht sowie die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 deckungsgleich in Förderrichtung 3 in einem Umschlingungswinkel X auf dem Bogenführungszylinder 2 des Applikationswerks B geführt. Am Ende des Umschlingungswinkels X ist der Auslaufspalt 11 vorgesehen und in diesem wird die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 von der auf dem Bogenmaterial 6 haften- den Lackschicht getrennt und abgeführt und das Bogenmaterial 6 mit der strukturierten Lackschicht wird auf dem Bogenführungszylinder 2 (Gegendruckzylinder) in Förderrichtung 3 abgeführt
Die Trocknung der Lackschicht erfolgt dabei über einen geeigneten, dem Bauraum entsprechende erste Strahlungs-/Trocknungsquelle 8, beispielsweise einen UV- LED Trockner 8, der zwischen dem Pressspalt 10 und der Umlenkwalze 15 dem Gegendruckzylinder 2 zugeordnet ist. In alternativer Ausführung kann das UV- Licht eines bereits vorhandenen UV-Zwischentrockners in der Art gespiegelt / fo- kussiert werden, dass die Strahlung auf den Verbund aus Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) und Lackschicht wirkt.
Bei der Führung der Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) im Auslaufspalt 11 steht die Umlenkwalze 15 nicht in einem direkten Kontakt zu dem Bogenführungszylinder 2 bzw. Gegendruckzylinder 2, übt also diesem gegenüber keine Pressung aus. Dadurch wird von der Umlenkwalze 15 der Auslaufspalt 11 für die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) mit gebildet. Da die Strukturprägung mittels Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 in der auf dem Bo- genmaterial 6 aufgebrachten Lackschicht bereits im Pressspalt 10 des Applikationswerks B zwischen dem Gummizylinder 1 und dem Gegendruckzylinder 2 erfolgt ist, kann die Umlenkwalze 15 die sanfte Ablösung der Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) von der inzwischen strukturierten Lackfläche unterstützen.
In Figur 2 ist eine vergleichbare Ausführungsform gezeigt. Hier ist das Applikationswerk B auf einem Druckwerken C nachgeordneten Modul, angeordnet, von dem das Bogenmaterial 6 direkt an einen Bogenausleger D weitergeleitet wird. Das Modul kann im Grundaufbau ein Lackmodul sein.
Die Lackzuführung zum Bogenmaterial 6 kann hier an die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 durch eine Dosiereinrichtung 17 erfolgen. Beispielsweise kann in Förderrichtung 3 vor dem Pressspalt 10 eine Dosiereinrichtung 17 für Lack mit der strukturierten Oberfläche der Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 in Kontakt gebracht werden und eine Lackübertragung auf die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 erfolgen. Hierbei kann der Zylinder 1 des Applikationswerks B mit einer Auftrag- walze der Dosiereinrichtung 17 in Wirkverbindung sein.
Weiterhin kann alternativ die Lackzuführung auch in dem vorgeordneten Druckwerk C direkt oder mittels einer ggf. anstellbaren integrierten Lackiereinrichtung (Dosiereinrichtung 17) erfolgen.
In einer alternativen Anordnung gemäß Figur 3 steht eine Strukturwalze 30 (Detaildarstellung in Fig. 4; für hier beschriebene Variante siehe die strichliierte Darstellung in Fig. 3) in Kontakt zu einem Gegendruckzylinder 2 eines Lackwerkes A, welches als Applikationswerk B nutzbar ist. Der Umschlingungswinkel X für die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 am Umfang des Gegendruckzylinders 2 kann in dieser Anordnung minimiert werden. Diese Strukturwalze 30 ist hierfür auf einem Walzenkern 31 aus einem für UV-Strahlung durchlässigen Walzenkörper 32 aufgebaut, in welchem UV-LED-Strahler 34 in geeigneter Anordnung in Umfangsund Längsrichtung eingegossen oder in anderer Form integriert sind. Die Struk- turwalze 30 ist auf der Oberfläche ihres Walzenmantels 33 vergleichsweise weich (Sleeve o. A.) ausgebildet, damit eine definierte Überdrückung zum Gegendruckzylinder 2 möglich ist. Die (An-) Trocknung der Lackschicht auf dem Bogenmateri- al 6, die zur Erhaltung der eingeprägten Reliefstruktur dient, erfolgt hinter dem Pressspalt 10 und wird demnach während des Überrollens der Strukturwalze 30 ausgeführt.
In eine alternativen Ausführungsform wird ein auf die Lackschicht ausgerichteter UV-Zwischentrockner 8 eingesetzt, wobei anstatt der integrierten UV-LED-Strahler 34 durch geeignete Fokussierung oder Abschottung, ein durch die Strukturwalze 30 strahlender konventioneller UV-Zwischentrockner 8 zum Einsatz kommen kann.
Zur Verdeutlichung ist in Fig. 4 die Durchdringung der Strukturwalze 30 durch die Trocknerstrahlung bis zur Lackschicht angedeutet. Wenn das für UV-Licht durchlässige Sleeve bzw. der Walzenmantel 33 der Strukturwalze 30 direkt an seiner Oberfläche mit einer Struktur versehen ist, die als mikrofeines Relief ausgeprägt ist, kann die Strukturwalze 30 auch direkt in einem her- kömmlichen UV-Lackwerk A am Gegendruckzylinder 2 zum Einsatz kommen (siehe Bezugszeichen 30 in Fig. 3 in vollen Linien).
Zur Sicherstellung der Funktion der Strukturierung kann dann an der Strukturwalze 30 eine geeignete Reinigungseinrichtung vorgesehen sein, die das genannte mik- rofeine Relief im Walzenmantel 33 sauber hält und damit die Prägewirkung in der Lackschicht jederzeit mit voller Qualität ermöglicht.
Von den Strahlungs-/Trocknerquellen 8, 9 kann eine Wärmestrahlung auf benachbarte Bauelemente bzw. Baugruppen ausgehen, welche mittels Kühleinrichtungen temperierbar ausgebildet sein können. Beispielsweise können die mit der Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 in Wirkverbindung stehenden Umlenkwalzen 15, die Führungswalzen 16, die Strukturwalze 30 und bei Bedarf der Zylinder 1 gekühlt sein. Dabei kann die Kühlung von Innen und/oder Außen auf das jeweilige Bauelement bzw. Baugruppe wirken.
Zur Endtrocknung der strukturierten Lackschicht auf dem Bogenmatehal 6 kann im Bogenausleger D zumindest eine Strahlungs-/Trocknungsquelle 9, beispielsweise eine UV-Strahlungs-/Trocknungsquelle, vorzugsweise ein UV-LED-Strahler 34, angeordnet sein.
Bei Bedarf kann die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 endlos umlaufend oder mittels Folienvorratsrolle 13 und Foliensammelrolle 14 ab-/aufwickelbar ausgebildet sein.
Zur Vermeidung von Aufladungsvorgängen kann eine Entladungseinrichtung im Applikationswerk B vorgesehen sein, welche die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 entlädt.
Dem Applikationswerk B kann ein Hebezeug oder eine Handhabungseinrichtung für das Auswechseln bzw. Austauschen der jeweiligen Strukturfolie mit Strukturschicht 7.
Eine Verarbeitungsmaschine kann neben Druckwerken C und/oder Lackwerken A und wenigstens einem Applikationswerk B eine Vorrichtung zum Kaltfolientransfer auf das Bogenmatehal 6 umfassen. Eine derartige Vorrichtung zum Kaltfolientransfer kann in Förderrichtung 3 dem Applikationswerk 2 vor- oder nachgeordnet sein. Beispielsweise kann in einer Vorrichtung zum Kaltfolientransfer eine Kaltfolie auf das Bogenmaterial übertragen werden und anschließend erfolgt eine Oberflä- chenstruktuherung der Lackschicht auf dem Bogenmaterial. Dabei kann auch die zu strukturierende Lackschicht auf bereits auf dem Bogenmaterial 6 haftfest ange- ordnetes Kaltfolienmatehal aufgetragen werden.
Ergänzend zu der dem Gegendruckzylinder 23 benachbarten, ersten Strahlungs- /Trocknungsquelle 8 kann eine weitere Strahlungs-/Trocknungsquelle innerhalb des Zylinders 1 angeordnet sein. Diese weitere Strahlungs-/Trocknungsquelle er- zeugt eine Strahlung, welche die Kontur des Zylinders 1 durchdringt und im Bereich des Pressspalts 10 zumindest auf die Lackschicht auf dem Bogenmaterial 6 wirkt. Hierzu weist der Zylinder 1 zumindest in Umfangshchtung ein Material auf, welches die initiierte Strahlung in Richtung des Bogenmaterials 6 mit Lack sowie der Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 hindurch treten lässt.
Für die Umsetzung des Prozesses der Prägung in die Lackschicht ist es notwendig, die normalerweise über den Umfang des Gegendruckzylinders 2 überstehenden Greifer tiefer zu setzen oder aber die Greiferrücken in einer geeigneten Art zu bearbeiten. Alternativ können die Greifer in das Innere des Gegendruckzylinders 2 zumindest bei der Passage des Pressspalts 10 bewegbar sein.
Die überstehenden Greiferrücken würden sonst die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) oder im alternativen Fall die Strukturwalze 30 bei jeder Überrollung des Zylinderkanals im Gegendruckzylinder 2 berühren und damit auf Dauer beschädigen. Um dies zu vermeiden müssten die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) oder die Strukturwalze 30 im Takt des Maschinenlaufes angehoben werden. Eine detailgetreue Übertragung des Reliefs wäre dadurch nicht möglich.
Die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Folienführung und Trocknung kann optional eingesetzt werden. Der Kaltfolientransfer mit tangentialer Folienführung ist weiterhin alternativ möglich. Bezugszeichenliste
1 Zylinder (Form-/Gummituchzylinder)
2 Gegendruckzylinder
3 Förderrichtung
6 Bogenmaterial
7 Strukturfolie / Strukturschicht
8 / 9 Strahlungs-ATrocknungsquelle
10 Pressspalt (Druck-/Lackierspalt)
11 Auslaufspalt
13 Folienvorratsrolle
14 Foliensammelrolle
15 Umlenkwalze
16 Führungswalze
17 Dosiereinrichtung
18 Transferzylinder
19 Platten-/Formzyl inder
20 Farbwerk
21 Feuchtwerk
22 Fördereinrichtung
23 Auslegerstapel
30 Strukturwalze
31 Walzen kern
32 Walzenkörper
33 Walzenmantel
34 UV-LED-Strahler
A Lackwerk (Flexodruckwerk)
B Applikationswerk
C Druckwerk
D Bogenausleger
X Umschlingungswinkel

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen einer strukturierten Schicht auf einem Bogenmaterial
(6) in einer Verarbeitungsmaschine, umfassend eine Einrichtung (A) zur Be- Schichtung des Bogenmaterials (6) mit einer Lackschicht, und nachfolgend eine die Oberfläche der Lackschicht verformende Einrichtung (B), wobei aus einem das Bogenmaterial (6) in Förderrichtung (3) führenden Gegendruckzylinder (2) und einem weiteren Zylinder (1 , 30) ein Pressspalt (10) gebildet wird, durch den das Bogenmaterial (6) mit der aufliegenden Lackschicht geführt wird, und wobei der Oberfläche des Bogenmaterials (6) gegenüberliegend eine
Strukturschicht (7) angeordnet ist, wobei im Pressspalt (10) die Strukturschicht
(7) mittels einer Kraft auf das mit der Lackschicht beschichtete Bogenmaterial (6) gepresst wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass ausschließlich im Pressspalt (10) eine flächenbezogene Kraft auf das Bogenmaterial (6) mit Lackschicht und die Strukturschicht (7) erzeugt wird, dass im Anschluss an den Pressspalt (10) die Strukturschicht (7) und das auf dem Gegendruckzylinder (2) geführte, mit einer Lackschicht beschichtete Bogenmaterial (6) in einem Umschlingungswinkel (X) synchron auf dem Ge- gendruckzylinder (2) in Förderrichtung (3) transportiert werden,
dass dabei zumindest die Lackschicht einer Strahlung oder Trocknung ausgesetzt wird und
dass in Förderrichtung (3) nach dem Umschlingungswinkel (X) in einem Auslaufspalt (11 ) die Strukturschicht (7) von der Lackschicht getrennt und abge- führt wird und das Bogenmaterial (6) mit der strukturierten Lackschicht auf dem
Gegendruckzylinder (2) in Förderrichtung (3) weitergeführt wird.
2. Vorrichtung zur Erzeugung einer strukturierten Schicht auf einem Bogenmaterial (6) in einer Verarbeitungsmaschine, umfassend eine Einrichtung (A) zur Beschichtung des Bogenmaterials (6) mit einer Lackschicht und ein nachgeordnetes Applikationswerk (B), mit einem das Bogenmaterial (6) in Förderrichtung (3) führenden Gegendruckzylinder (2) und einem weiteren Zylinder (1 ), die einen Pressspalt (10) bilden, wobei durch den Pressspalt (10) das Bogen- material (6) mit einer Lackschicht auf der Oberfläche und eine der Oberfläche des Bogenmaterials (6) gegenüberliegende Strukturschicht (7) geführt ist und im Pressspalt (10) die Strukturschicht (7) mittels einer Kraft auf das mit der Lackschicht beschichtete Bogenmaterial (6) zur Strukturierung der Lackschicht pressbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass ausschließlich die den Pressspalt (10) bildenden Gegendruckzylinder (2) und Zylinder (1 ) Mittel zum Erzeugen einer auf das Bogenmaterial (6) mit Lackschicht und die Strukturschicht (7) wirkenden, flächenbezogenen Kraft umfassen,
dass im Anschluss an den Pressspalt (10) die Strukturschicht (7) und das mit der Lackschicht beschichtete Bogenmaterial (6) in einem Umschlingungswinkel (X) synchron auf dem Gegendruckzylinder (2) in Förderrichtung (3) transpor- tierbar sind,
dass im Bereich des Umschlingungswinkels (X) dem das Bogenmaterial (6) mit Lackschicht und Strukturschicht (7) führenden Gegendruckzylinder (2) in einem Abstand zum Härten der Lackschicht eine Strahlungs-/Trocknungsquelle (8) benachbart angeordnet ist und
dass in Förderrichtung (3) nach dem Umschlingungswinkel (X) ein Auslaufspalt
(11 ) angeordnet ist, in dem die Strukturschicht (7) mit strukturierter Oberfläche von dem Bogenmaterial (6) mit strukturierter Lackschicht trennbar ist und das Bogenmaterial (6) mit der strukturierter Lackschicht auf dem Gegendruckzylinder (2) in Förderrichtung (3) weiter transportierbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Applikationswerk (B) eine die Strukturschicht (7) tragende Strukturfolie (7) angeordnet ist, die gemeinsam mit dem mit einer Lackschicht beschichteten Bogenmaterial (6) durch den Pressspalt (10) zwischen Gegendruckzylinder (2) und Zylinder (1 ) transportierbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Applikationswerk (B) eine Strukturwalze (30) angeordnet ist, die den Pressspalt (10) mit dem Gegendruckzylinder (2) bildet, und dass die Struktur- walze (30) wenigstens einen für die Strahlung durchlässigen Walzenmantel
(33) aufweist und dass wenigstens ein Strahler zur Erzeugung einer Strahlungswirkung durch die Strukturwalze (30) im Pressspalt (10) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zylinder (1 ) einen Zylinderkanal aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zylinder (1 ) mit Mitteln zur Erzeugung einer flächenbezogenen Kraft und einer Positionsveränderung des Zylinders (1 ) gekoppelt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Bogenausleger (D) eine Strahlungs-/Trocknungsquelle 9 angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Applikationswerk (B) eine Entladungseinrichtung zum Entladen der
Strukturschicht bzw. Strukturfolie (7) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Applikationswerk (2) eine Vorrichtung zum Kaltfolientransfer auf das
Bogenmatehal (6) in Förderrichtung (3) vor- oder nachgeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb des Zylinders (1 ) eine Strahlungs-/Trocknungsquelle angeordnet ist.
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