CN101868414B - 包括箔条引导装置的平面烫印机 - Google Patents

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Abstract

平面烫印机具有用于多个箔条(6)的箔条引导装置(2)，箔条从放卷辊(7)被引导经过平台压印机上的烫印板(3)，对每个箔条，在烫印板后设有箔条抽拉装置，在烫印板前设有多个单独的、可沿抽拉方向(X)的横向(Y)调节的、细长的、中心对称的导引轨道(11.1，11.2，11.3)作为箔条张紧机构。导引轨道具有光滑低摩擦的且有多个抽吸孔(14)的表面(12)，抽吸孔与多个可控负压源(13.1，13.2，13.3)相连，以独立调节每个单独导引轨道(11i)上的负压(pi)和制动力(zfi)。为此，每个图案箔条(6i)对应一个在箔条抽拉装置(9i)和导引轨道(11i)之间的图标传感器(15i)和多个低摩擦转向件(31，32)上的多个可调式双侧侧导向件(30)，其紧接在导引轨道前且在烫印板(3)之后。借助侧导向件(30)，多个图案箔条(6i)在导引轨道上被居中引导。借此，每个图案箔条(6i)在机器运行中可沿X方向和Y方向依据图标被最佳调整，由此能使图案位置误差最小化。

Description

包括箔条引导装置的平面烫印机
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的平面烫印机，它包括用于许多箔条的箔条引导装置，所述箔条从放卷辊被引导经过平板压印装置。
背景技术
利用这种例如在EP0858888中加以描述的平面烫印机，可以以最佳质量完成非常高的烫印效率，即便是要求严格的烫印作业。但另一方面，平面烫印机对薄而非常易伤的、例如膜厚仅有12-20微米(0.02毫米)的烫印箔条的引导和精确抽拉提出非常严格的要求。此时，不同类型的各种箔条(有不同的幅宽、拉伸长度和在压印后有不同的剥离力)必须同时完好而顺畅地被引导和输送。箔膜的引导必须以完好、平整光滑而正确定位的方式完成，不能有任何弯曲、起皱、折叠和错位。而且，短时间内的快速间歇式前拉必须小心翼翼地进行，以便能获得高效率和高质量。这样的平面烫印机和箔条引导装置例如由EP1593503公开。为了小心翼翼且更好地调节箔条中的张力，箔条引导装置在压印台前方具有宽而平的、被抽吸的制动导向壁，在这里，可以利用在制动导向壁中的可调的负压来调节在制动导向壁上经过的箔条的张力。这实现箔条引导，而这种箔条引导不要求接触在箔条的易损伤压印层侧(图案面)上的导向件，可以用色箔条实现很好的烫印质量。
但是，对于要求严格的图案烫印作业尤其是对于包含图案防伪特征的全息烫印来说，例如对于有价票证、证件和钞票来说，在许多图案箔条位于用于所有烫印箔条的整个压印台上的情况下，利用已知的箔条引导装置无法做到图案标记和进而压印图案的最佳完美定位。为此，在机器运转时，每个单独的图案箔条必须能够沿抽拉方向X和横向Y被单独调整到最佳状态。但是，这无法用根据EP1593503的现有的箔条引导装置做到。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种用于平面烫印机的更好的箔条引导装置，它对于所有箔条来说能在整个压印位置上实现最佳的X方向和Y方向的图案定位，该箔条引导装置也实现了在机器运转时对每个单独的图案箔条中的箔条张力的最佳调整，尤其是对于全息烫印来说。
根据本发明，该任务通过根据权利要求1的烫印机来完成，该平面烫印机包括箔条引导装置，该箔条引导装置具有用于单独图案箔条的多个单独可控的导引轨道作为烫印板之前的箔条张紧机构。
从属权利要求涉及本发明的有利改进方案，这些方案进一步改善了单独的图案箔条的箔条引导和定位，进而也提高了机器效率和图案质量。
附图说明
以下，将结合例子和附图来进一步说明本发明，其中：
图1是根据本发明的平面烫印机的侧视图，平面烫印机包括箔条引导装置，箔条引导装置包括各带有可控负压源的多个单独的导引轨道，作为用于单独的图案箔条的箔条张紧机构；
图2表示包括导引轨道和对应的功能元件的箔条引导装置的例子；
图3是单独的对称导引轨道的主视图；
图4是包括抽吸通道的导引轨道的截面图，该抽吸通道带有用于不同幅宽的箔条的不同区域；
图5以截面图表示包括有两个区的抽吸通道的导引轨道的例子；
图6是带有抽吸孔的图5的导引轨道的俯视图；
图7表示带有抽吸孔的导引轨道的另一个例子；
图8表示包括多个单独的导引轨道和图案箔条的例子；
图9表示包括用于图案箔条的单独导引轨道和用于色箔条的、附加的短制动导向壁的例子；
图10a和图10b表示对应于单独的导引轨道的、可调的侧导向件；
图11表示可共同调节的侧导向件的例子；
图12表示在压印过程中有更高附着性的、随时间变化的箔条抽拉速度变化曲线的控制；
图13表示包括可控的负压源和真空开关阀的例子。
具体实施方式
图1和图2表示根据本发明的平面烫印机1，其包括箔条引导装置2，该箔条引导装置包括多个箔条6.1-6.4，所述多个箔条从放卷辊7.1-7.4被引导经过装有印版或印模28的烫印板3和作为在平台压印机4上的压印位置8的压板。在压印位置8，箔图案被烫印到平面材料5、5.1、5.2上。在烫印板3之后，箔条引导装置针对每个箔条具有箔条抽拉装置9.1-9.4，并且在烫印板3之前具有可沿抽拉方向X的横向Y调整的、细长的、中心对称的多个单独的导引轨道11.1-11.4，作为箔张紧机构。这些独立的导引轨道包括多个抽吸通道16、17和带有多个抽吸孔14的光滑低摩擦的表面12，所述抽吸孔与可控的负压源13.1-13.4相连通，以便在每个独立的导引轨道11i上独立调设定负压pi和制动力zfi。此时，每个图案箔条6i分别对应于在箔条抽拉装置9i和导引轨道11i之间或之上的一个图标传感器15i以及紧接在导引轨道11i之前和在烫印板3之后的在低摩擦转向件31、32上的可调式双侧侧导向件30，借助该侧导向件30，图案箔条6i可在导引轨道11i上被居中引导。借此，每个单独的图案箔条在机器运行时在X方向和Y方向上依据图标被最佳调整，由此能使图案位置误差最小化。
每个图案箔条6i沿横向Y的最佳调整和定位通过在紧接于导引轨道11i之前且在压印位置8之后的低摩擦转向件31、32上的侧导向件30的调整来实现。图案箔条6i在正确定位且对称的长导引轨道11i上的对中引导直至压印位置8附近阻止了侧偏。图案箔条在X方向上的定位，即图标27借助图标传感器15i被精确定向至完美的理想位置，将通过在导引轨道11i中的负压pi的控制和调整来做到。在X方向和Y方向上的完美定位只能通过在机器运行时独立调整每个单独的箔条6i来实现。
图标传感器15i最好可以设置在箔条抽拉装置9i上，在烫印板3的中央(在印版上)，或者在导引轨道11i的端部处。
为了烫印，所有的图案箔条在压印位置8上必须具有一定的最佳张力z，该张力对应于例如为0.6％的相应拉伸率ee。该拉伸率通过例如100厘米的压印台长度造成箔条延长6毫米。印版28在考虑这种伸长的情况下在最佳的拉伸率ee或者说张力z下被定位在烫印板上。如果在单独的图案箔条6i中的张力zi(和进而拉伸率eei)不同于额定值，因而出现相应大的图案位置误差。因此，为了实现完美的图案定位，所有的图案箔条6i必须具有最佳的张力zi。箔条6i的张力zi由导引轨道之前的张力zai加上制动力或者说由导引轨道11i施加的张力zfi组成：zi＝zai+zfi。因为导引轨道11i之前的张力zai相差很大，所以对于所有的图案箔条6i，只能通过相应控制在每个单独的导引轨道11i上的张力zfi来得到最佳值zi。
多个箔条从放卷辊7被引导经过箔条储存装置20(图1)，到达导引轨道11。作为箔条储存装置，最好采用真空活套储存装置20，尤其是利用负压控制的水平式真空双活套储存装置，其例如由EP0858888公开。在箔条储存装置20中，对箔条施加第一张力za，以便最佳引导至导引轨道11。该张力za随时间而变化并且针对不同的箔条6i而截然不同(zai)，这取决于箔条的类型和幅宽、在储存装置中的活套长度以及间歇抽拉方式。
利用根据图1的本发明的箔条引导装置做到了，在从放卷辊7经真空活套储存装置20和导引轨道11直至压印位置8的箔条引导装置的整个长度范围内，不存在在箔条烫印层侧6a的导向件，就是说，在哪都没有接触和易磨损的烫印层侧6a。
在导引轨道11i上的制动力zfi的良好定量控制和进而在压印位置8上的最佳张力zi将通过长导引轨道的光滑低摩擦的耐磨表面12来获得，该表面具有稳定不变的摩擦系数。为此，该表面12最好必须具有最低的导电性，从而在导引轨道11和箔条6上不会存在静电荷。
适当的表面12例如可以由氟化聚合物塑料层或者填有氟化聚合物(例如聚四氟乙烯)的硬阳极氧化铝构成，例如具有20微米-50微米的层厚。该表面具有相对低而稳定的、例如为0.1-0.2的摩擦系数。
表面12在箔条的静摩擦系数和滑动摩擦系数之间最好具有尽量小的差别，例如最高为10％-20％，以便产生均匀的张力zfi。
图2详细表示引导装置2的另一个例子，它包括四个图案箔条6.1-6.4和对应的负压源13.1-13.4，所述负压源在这里被设计成可控的真空调节器22.1-22.4的形式并且与中心抽气机23相连。抽气机提供稳定的负压(例如20千帕)，该负压通过真空调节器被缩小到在每个导引轨道11i上所需要的负压pi(例如5至10千帕)，以便在每个图案箔条中产生最佳张力zfi，其中zi＝zai+zfi。
作为另一个有利的实施方式，也可以在导引轨道11i之后设有箔条张力传感器40i用于确定箔条张力，借此，负压源13i的控制装置可以被设计成依据箔条张力zi或箔条拉伸率ee的可调额定值进行调整。
如图2所示，本发明的箔条引导装置不仅可被用在单张烫印机中，也可用在卷筒烫印机中。待烫印的平面材料5此时由单张5.1构成，其从进料台71被送往出料台72，或者待烫印的平面材料由卷筒烫印机中的连续条材5.2构成，其从放卷辊被送往收卷辊(例如如EP0858888所述)。
图3表示单独的导引轨道11.1-11.5的主视图，它们具有宽度b和长度L(L＞b)。5个图案箔条6.1-6.5在这里具有不同的箔条幅宽b1：箔条6.3具有相对小的箔条幅宽b1.2，其余箔条具有相对大的箔条幅宽b1.1。
为了最佳地引导箔条和调节张力zfi或者zi，可调且可更换的对称导引轨道11i一直延伸到压印位置8附近并且最好尽量长地构成，其长度L例如为50厘米-100厘米，长宽比L/b介于5至15。导引轨道的宽度b例如为5厘米-10厘米。
图4和图5以截面图表示具有多个抽吸通道的导引轨道的例子，这些抽吸通道特别适用于不同的箔条幅宽b1。图4表示具有多个抽吸通道的导引轨道，所述抽吸通道构成一个具有抽吸通道16的中央区和两个包括抽吸通道17.1和17.2的对称的边缘区。与箔条幅宽b1对应，在这里只有被箔条覆盖的区域能与负压源13i相连通并被抽气。因此，可以获得很均匀的压力分布(pi)。
图5表示一个导引轨道的例子，它具有一个中央抽吸通道16和两个彼此连通的侧抽吸通道17，它们通过漏气控制阀18与负压源13i相连。因此在这里，未被覆盖区域没有被抽气。具有幅宽b1.2的狭长箔条6.2覆盖抽吸通道16，具有幅宽b1.1的较宽箔条6.1还覆盖抽吸通道17。
图6表示图5所示导引轨道的俯视图，其具有几个相对小的抽吸孔14，其直径例如为1毫米-2毫米，抽吸孔关于中心轴线对称地且间隔较远地布置。抽吸孔的很小的面积比例最好例如介于0.5％-3％。这允许产生可良好调节的、限定的制动力和张力zfi。带有多个抽吸孔14的表面12也可以由透气的微孔层构成，例如类似于图10a中的气垫安放面37，但是被抽气，而不是被通风。
图7表示包括多个抽吸孔14对称布置的另一个例子，所述抽吸孔分为不同区域，与图4类似。
图8表示具有8个狭长的导引轨道11.1-11.8的例子，针对相应高的图案烫印效率，所述导引轨道具有用于8个图案箔条6.1-6.8的负压p1-p8。
图9表示一个箔条引导装置的例子，其中的图案箔条6.1和6.2与色箔条6.11和6.12结合。另外，在可更换的导引轨道11i下方还可以设置一个短而宽的制动导向壁10作为箔条张紧机构，以便能同时烫印色箔条6.11、6.12和多个图案箔条6.1、6.2。这实现了烫印机具有从单纯的色箔烫印到单纯的图案箔条烫印的很宽的应用范围。
这种制动导向壁在图2中被示出并且也由EP1593503公开。但是，它不适用于多个图案箔条，这是因为在机器运行中其张力zi无法被单独控制和调整。
图10和图11表示在低摩擦的转向件31、32上的、可沿横向Y调整的双侧侧导向件30的例子，借助该侧导向件，图案箔条6i可在Y方向上准确地被调整到最佳的图标位置。当转向件固定不动时，箔条必须能在转向件上沿Y方向很轻松地、尽量无摩擦地移动。为此，转向件31、32能以气垫安放层37的形式构成，并且例如由透气微孔层构成，该透气微孔层被通风。
图10a和图10b以侧视图和主视图表示几乎无摩擦的转向件31的例子，该转向件成弧弯的气垫安放面37的形式。首先在机器停止时，导引轨道11i被准确定位，在这里是可移动地(db1)被固定在转向件上的两侧侧导向件30之间的距离将被调整到箔条幅宽b1。随后，两个侧导向件30与转向件一起(在机器运行中)可沿Y方向依据图标位置(±Y)被最佳调整。
图11表示另一个例子，在此例子中，两个侧导向件30被固定在连接件34上并且可被调整到箔条幅宽b1。因此，侧导向件可沿横向Y一起移动和调整。这种调整(±Y)例如可以通过软轴36被传递给控制面板并且人工或借助伺服马达(伺服传动装置)以调节装置35来执行。
在将箔条6i抽拉至下一个压印位置且箔条为了压印步骤而停止之后，可能出现轻微的滑动。为了避免滑动，箔条可以在停止前不久通过增大的负压pi被更紧地压到导引轨道11i上，由此可以防止这种在停止状态下的箔条滑动。
为了说明此情况，图12示意性地表示在抽拉向下一个压印位置时的箔条速度的时间曲线v(t)：首先，以高而稳定不变的加速度快速抽拉，随后按照减速度a1(例如10-30m/s2)，直至快到达图标(时刻t1)。接着，在降低后的速度v2(例如5cm/s)的情况下借助图标传感器15i在时刻t2进行图标27的检测。从时刻t3开始，图案箔条6i以低更多的减速度(如2m/s2)被制动，就在快停止(时刻t4)时，在导引轨道11i中的负压pi被快速增大，借此将箔条6i更紧地吸压到导引轨道上，从而防止了停止状态下的滑动。
图13表示用于借助附加的快速转换真空阀24.1-24.4来产生这种负压pi快速增大的例子，该真空阀与负压源13.1-13.4、中心抽气机23以及导引轨道11.1-11.4相连。在时刻t4(图12)，就在箔条6i快停止时，真空转换阀24i被快速打开(以毫秒计)，中央抽气机23的增大的负压p0被直接传导至导引轨道11i。在完成压印后，又切换到独立的负压源13.1-13.4的降低的受控负压pi。
在说明书范围内采用以下附图标记：1-平面烫印机，箔片压印机；2-箔条引导装置；3-烫印板，印版；4-平台压印机；5-平面材料；5.1-单张；5.2-连续条材；6.1，6.2-图案箔条；6.11，6.12-色箔条；6，6i-箔条，烫印箔条；6a-6的烫印层侧；7，7i-放卷辊；8-压板，压印位置；9i-箔条抽拉装置；10-制动导向壁；11，11i-用于6的导引轨道；12-11的表面；13，13i-用于11的负压源；14-12中的抽吸孔；15，15i-图标传感器；16-11中的中央抽吸通道；17-侧抽吸通道；18-漏气控制阀；20-真空活套储存装置，箔条储存装置；22i-真空调节器；23-中央抽气机；24i-真空开关阀；27-6上的图标；28-印版；29-箔条抽拉装置；30-侧导向件；31，32-低摩擦转向件，安放面；34-30的可调的连接；35-用于30的调节装置；36-软轴；37-气垫安放面，气垫轴；40i-箔条张力传感器；71-进纸台；72-出纸台；L-11的长度；b-11的宽度；b1-箔条幅宽；db1-b1的调节；ee-8上的箔条拉伸率；za，zai-11前的张力；zf，zfi-11的制动力，张力；z，zi-在压印位置8上的张力，箔条张力，z＝za+zf；p，pi-11中的负压；p0-23中的负压；v-箔条速度；a-加速度；t-时间；X-6的抽拉方向；Y-横向。

Claims (19)

1.一种平面烫印机，具有用于多个箔条(6)的箔条引导装置(2)，所述多个箔条从放卷辊(7)被引导经过在平台压印机(4)上的烫印板(3)，还具有在该烫印板之前的箔条张紧机构和在该烫印板之后用于每个箔条的箔条抽拉装置(9)，其特征是，
－紧接在烫印板(3)的前面，设有多个单独的、可沿抽拉方向(X)的横向(Y)单独调节的、细长的、中心对称的导引轨道(11.1,11.2,11.3)，作为箔条张紧机构；
－该导引轨道包括光滑低摩擦的表面(12)，并且包括在该表面中的多个抽吸孔(14)，所述多个抽吸孔与多个可控的负压源(13.1,13.2,13.3)相连，用于独立调节在每个单独的导引轨道(11.1,11.2,11.3)上的负压(pi)和制动力(zi)；
－其中，每个图案箔条(6i)对应一个在箔条抽拉装置(9i)和导引轨道(11i)之上或之间的图标传感器(15i)；
－在多个低摩擦转向件(31,32)上的多个可调式双侧侧导向件(30)紧接在所述导引轨道之前且所述烫印板(3)之后；
借助所述侧导向件(30)，多个所述图案箔条(6i)能在所述导引轨道上居中地被引导。
2.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，该导引轨道的表面(12)包括氟化聚合物塑料材料，或者由填充有氟化聚合物的硬阳极氧化铝构成。
3.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，该导引轨道的表面(12)具有最小导电性，因而不会出现所述箔条带静电。
4.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，在所述导引轨道的表面(12)上的箔条的静摩擦系数和滑动摩擦系数相差至多20%。
5.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，所述导引轨道(11)的长度L介于50厘米至100厘米。
6.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，所述导引轨道的长宽比L/b介于5至15之间。
7.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，所述抽吸孔(14)具有1毫米至3毫米的直径和/或0.5%至3%的抽吸孔面积比例。
8.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，所述图标传感器(15i)设置在所述箔条抽拉装置(9i)上、所述烫印板(3)的中心或者所述导引轨道(11i)的端部。
9.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，在所述导引轨道之前且在所述烫印板之后的所述转向件(31,32)设计成气垫安放面(37)的形式。
10.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，在所述多个导引轨道(11)中的多个抽吸通道(16,17)形成中央区和多个对称的边缘区。
11.根据权利要求10所述的平面烫印机，其特征是，所述导引轨道具有中央抽吸通道(16)和两个相接的彼此连通的侧抽吸通道(17)，所述侧抽吸通道通过漏气控制阀(18)与所述负压源(13i)相连。
12.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，在从所述放卷辊(7)至所述烫印板(3)的箔条引导装置的整个长度上，所述箔条的烫印层侧(6a)上没有导向件。
13.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，在所述导引轨道(11)前设有真空活套储存装置(20)。
14.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，所述多个侧导向件(30)彼此相连，其间距可被调节到箔条幅宽(b1)，并且所述多个侧导向件可共同沿横向(Y)调节。
15.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，所述可控的负压源(13i)设计成可控的真空调节器(22i)的形式，其与中央抽气机(23)相连。
16.根据权利要求15所述的平面烫印机，其特征是，每个可控的负压源(13i)与快速切换的真空阀(24i)相连，该真空阀也与所述中央抽气机(23)相连。
17.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，设有箔条抽拉控制机构，借助该箔条抽拉控制机构，所述图案箔条(6i)在通过所述图标传感器(15i)检测到图标(27)之后被缓慢制动，其中在所述图案箔条快要停止时，在所述导引轨道(11i)中的所述负压(pi)被快速增大。
18.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，在所述导引轨道(11i)之后设有箔条张力传感器(40i)，用于确定箔条张力，其中所述负压源(13i)的控制被设计成依据该箔条张力(zi)或者箔条拉伸(ee)的可调额定值进行调整。
19.根据权利要求1所述的平面烫印机，其特征是，在所述导引轨道(11i)的下面，还设有一个短而宽的制动导向壁(10)作为箔条张紧机构，用于同时用多个图案箔条(6.1,6.2)和色箔条(6.11,6.12)进行烫印。
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