CN104837632B - 热压印设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有压印设备(2)的热压印设备(1)，该压印设备用于将设置在热压印薄膜(15)的载体层(15t)上的转印层(15u)转印到基质(14)上。该热压印设备包括可加热的压印辊(11)和反压辊(12)以及设置在下游的剥离设备(3)，在该压印辊和该反压辊之间形成压印间隙(16)，在该压印间隙中形成被压印过的基质(17)，该剥离设备用于从该被压印过的基质(17)剥离载体层(15t)。剥离设备(3)具有剥离元件(20)，该剥离元件构造为梁状的空心体，在该剥离元件上设置有用于压缩气体(21)的输送设备。剥离元件(20)的至少一个纵向棱边构造为具有用于压缩气体(22)的流出开口(20a)的穿孔的剥离棱边(20k)，用于在载体层(15t)和剥离元件(20)之间形成气垫。剥离棱边(20k)横向于运行方向并且平行于被覆层的基质(17)的上侧地设置。

Description

热压印设备
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1主题的前序部分所述的热压印设备。
背景技术
热压印设备被用于在温度和压力的作用下将设置在热压印薄膜的载体层上的转印层转印到基质上。对此设置被加热的压印辊，该压印辊与反压辊配合作用。载体层在构成在压印辊和反压辊之间的压印间隙的下游借助剥离装置从已转印到基质上的转印层上脱离。在使用具有凹凸轮廓的压印辊时和/或在使用仅在确定的面区域中被施加到基质上的粘附层(转印层按照粘附层的设计粘附在该粘附层上)时，仅部分转印层被转印到基质上(按照压印辊的轮廓和/或按照粘附层的设计)，从而被剥离的载体层也可能具有转印层的剩余部分。
由DE 10159661 C1已知一种所述类型的热压印设备。
在剥离设备中待剥离的载体层运行经过剥离棱边，其中，夹成剥离棱边或者说与其邻接的面以相对于基质的支承平面的剥离角倾斜。剥离棱边必须具有小的半径，也就是构造为锋利的棱边。剥离角的大小与基质的厚度和刚性有关。基质刚性越小，则剥离角就必须越大，以避免将基质与载体层一起向上拉起和/或共同拖走。这也适用于形式为小的或细的图形的转印层的转印，也就是形式为在设计中、特别是在转印到基质上的转印层的面区域的边缘区域中的具有小的线宽和/或极细细节的图形的转印层的转印。
在热压印设备的运行中污染剥离设备的剥离棱边，其中，灰尘颗粒和污染物颗粒在剥离棱边上的积聚特别是由于构造为塑料薄膜的载体层的静电荷而促进。由于剥离棱边的污染，剥离棱边上的摩擦随时间这样强地增大，使得必须中断热压印设备的运行并且必须手动清洗剥离棱边。
发明内容
本发明的任务在于提供一种热压印设备，该热压印设备能实现热压印设备的无故障的持续运行。
根据本发明，该任务借助权利要求1的主题得以解决。描述一种具有压印设备的热压印设备，该压印设备用于将设置在热压印薄膜的载体层上的转印层转印到基质上，该热压印设备包括可加热的压印辊和反压辊以及设置在下游的剥离设备，在该压印辊和该反压辊之间形成压印间隙，在该压印间隙中形成被压印过的基质，该剥离设备用于从该被压印过的基质剥离载体层，其中规定，所述剥离设备具有剥离元件，该剥离元件构造为梁状的空心体，在所述剥离元件上设置有用于压缩气体的输送设备，并且所述剥离元件的至少一个纵向棱边构造为具有用于压缩气体的流出开口的穿孔的剥离棱边，用于在载体层和剥离棱边之间形成气垫。
根据本发明的热压印设备的优点在于，被剥离的载体层在气垫上滑过剥离棱边并且因此不再出现磨损。灰尘颗粒和污染物颗粒由于流动的气垫远离剥离棱边。另外，剥离棱边通过流动的气体有效地冷却，从而避免剥离棱边的过热。
优选地，可以将空气或氮气设置为压缩气体。
可以规定，所述剥离棱边横向于运行方向并且平行于被覆层的基质的上侧地设置。
所述剥离元件可以具有多边形的横截面。
在一个有利的构造方案中可以规定，所述剥离元件具有矩形的横截面。但是，例如也可以设置有三角形的或六边形的横截面。
可以规定，所述剥离棱边具有通孔，所述通孔通入所述流出开口中。
所述剥离棱边可以构造为具有棱边半径的倒圆棱边。以有利的方式，棱边半径在1mm至10mm的范围内。
所述通孔可构造为具有孔半径的孔，该孔半径小于所述剥离棱边的棱边半径。
在一个有利的构造方案中可以规定，所述孔半径比所述剥离棱边的棱边半径小20％。
另外，所述通孔可以构造为具有狭缝宽度的狭缝，该狭缝宽度小于所述剥离棱边的棱边半径。
在一个有利的构造方案中可以规定，所述狭缝宽度比所述剥离棱边的棱边半径小20％。
也可以规定，所述剥离元件由具有开口的微孔的烧结材料制成，其中，所述开口的微孔构成通孔，并且其中，在所述剥离棱边之外的区域中的开口的微孔以漆层或类似物密封。烧结材料例如可以是陶瓷或金属材料。
为了形成均匀的气垫可以规定，所述通孔均匀地分布在所述剥离棱边的面上。
在一个有利的构造方案中可以规定，所述剥离棱边上的流出开口的总面积与所述剥离棱边的封闭的剩余面积的面积比为50∶50％。
另外可以规定，所述压缩气体的压力在1bar至6bar的范围内、优选在1bar至3bar的范围内。
所述压缩气体的压力可以这样选择，使得在所述剥离棱边的表面和所述载体层的面对该剥离棱边的表面之间形成厚度在1μm至100μm范围内的气垫。
所述剥离元件可以以200mm至300mm的水平轴向间距、优选以280mm至295mm的水平轴向间距设置在所述压印辊下游。这个间距与由基质和热压印薄膜构成的复合体所需的冷却时间有关。该冷却时间是必要的，以便能够实现高品质的压印结果。特别是转印层在基质上的充分粘附以及转印层在设计的面棱边上限定的分离属于高品质的压印结果。这个冷却时间必须多长，与很多参数有关，特别是热压印的速度、压印设计中的细度和结构、热压印薄膜的结构和化学/物理特性。
可以规定，与所述被压印过的基质的下侧的垂直间距和/或所述剥离元件的倾角是可调节的。垂直间距可以从剥离棱边的上侧测量至被压印过的基质的下侧。
所述垂直间距可以在0.2mm至5mm的范围内、优选在1.5mm至3mm的范围内。
所述剥离元件可以绕平行于所述剥离元件的纵轴线的旋转轴线可摆动±15度地构造。例如可以将连接接管的出口侧的端部区段设置为旋转轴承。
附图说明
现在借助实施例详细解释本发明。附图如下：
图1以示意图示出根据本发明的热压印设备的第一实施例；
图2以示意图示出图1中的热压印设备的剥离设备；
图3示出图2中的剥离设备的第二实施例；
图4示出图2中的剥离设备的第三实施例。
具体实施方式
图1示出一种热压印设备1，其具有压印设备2和剥离设备3。压印设备2包括压印辊11、反压辊12和加热装置13。
压印辊11在其外圆周上具有由弹性体制成的涂层11b。弹性体优选是硅橡胶。反压辊12由钢制成。
加热装置13设置在压印辊11的上方并且在图1所示的实施例中构造为借助温度控制器进行控制的红外线辐射加热装置。
在压印设备2上游将待压印的基质14和热压印薄膜15送入，所述基质和所述热压印薄膜在构成在压印辊11和反压辊12之间的压印间隙16中在形成压印压力的情况下彼此连接。
热压印薄膜15具有设置在载体层15t上的转印层15u。载体层15t例如可以由PET或聚丙烯、聚苯乙烯、PVC、PMMA、ABS、聚酰胺制成。热压印薄膜15这样设置，使得转印层15u面对待压印的基质14的上侧。转印层15u可以涂覆有可热活化的粘合剂层或者构造成自粘型的(冷胶)。在转印层15u和载体层15t之间可以设置有分离层，该分离层使转印层15u从载体层15t的剥离变得容易。
热压印薄膜的转印层通常具有多个层，特别是剥离层(例如由蜡或含蜡的化合物制成)、保护漆层、可热活化的粘合剂层。附加地，可以包含一个或多个在部分面上或在整面上施加的装饰层和/或功能层。装饰层例如是彩色的(不透明或透明或半透明的)漆层、金属层或浮凸结构(触觉或光学折射或光学衍射作用)。功能层例如是导电层(金属，ITO(ITO＝铟锡氧化物))、半导电层(例如半导体聚合物)或不导电层(电绝缘漆层)或者光学消光或抗反射作用的层(例如具有显微无光泽结构)或者改变粘附作用和/或表面张力的结构(荷叶效应结构或类似结构)。在各单层之间可以存在附加的辅助层、特别是增附剂层。转印层的各单层的厚度大约在1nm和50μm之间。
所述待压印的基质14优选是柔性的基质，例如具有30g/m2至350g/m2(优选80g/m2至350g/m2)的单位面积重量的纸、纸板、塑料或混合材料或层压体。
通过将转印层15u转印到基质14上形成被压印过的基质17，该基质仍与载体层15t连接。
压印间隙16的宽度基本上由压印压力并且由压印辊11的涂层11b在压印压力下出现的局部变形来确定。用于压力、温度和进给速度的待调节的值与许多参数有关，如所使用的热压印薄膜的材料特性、压印装饰和基质的材料特性。
载体层15t在设置在压印设备2下游的剥离设备3中从被压印过的基质17剥离。剥离设备3的结构和作用方式进一步在下面在图2中说明。剥离设备3设置在与载体层15t连接的被压印过的基质17之上。被剥离的载体层15t输送给未示出的卷取辊。
在压印间隙16和剥离设备3之间，在被压印过的基质17下方设置有无缝带18。该无缝带18构成控制压印间隙16的、弯曲刚性的支承装置。无缝带18在反压辊12和导向辊19上引导，其中，反压辊12和导向辊19的支承间距这样调节，使得无缝带18被加载有这样的拉力，使得该带构成用于被覆层的基质17的弯曲刚性的平坦的支承面。
在图1所示的实施例中未示出用于基质14、17和热压印薄膜15或者说载体层15t的运输设备以及储备辊和卷取辊。可以规定，热压印设备1是根据辊对辊原理的制造设备中的一个制造站。基质可以根据辊对辊原理加工，也就是从一个辊不断开卷、然后加工并且紧接着再次卷起。基质也可以页张式地加工，其中，各单页张由一个堆叠输送并且在加工之后再次聚集在一个堆叠上。热压印薄膜通常根据辊对辊原理加工，也就是从一个辊不断开卷、然后加工并且紧接着再次卷起。
图2详细示出剥离设备3的结构。
剥离设备3包括剥离元件20和用于输送压缩气体、优选压缩空气22的连接接管21。
剥离元件20构造为梁状的空心体，其在图2所示的实施例中具有矩形的横截面。但是，所述剥离元件也可以具有不同的横截面、例如如三角形或六边形的横截面。重要的是，在剥离元件20上将至少一个纵向棱边构造为具有流出开口20a的穿孔的剥离棱边20k并且设置有至少一个流入开口20e，连接接管21的出口与所述流入开口气密地连接。剥离棱边20k优选构造为具有棱边半径的倒圆棱边。棱边半径例如可以在1mm至10mm的范围内。剥离棱边20k横向于运行方向并且平行于被覆层的基质17的上侧地设置。剥离元件20以200mm至300mm、优选280mm至295mm的水平轴向间距设置在压印辊11下游并且与被压印过的基质17的下侧以0.2mm至5mm、优选1.5mm至3mm的垂直间距地设置。
连接接管21的入口与图1中示意性示出的压缩机23连接，该压缩机提供压缩空气22。流入剥离元件20的流入开口中的压缩空气22从沿着剥离棱边20k设置的流出开口20a流出，其中，在剥离棱边20k的表面和载体层15t的背侧之间形成气垫，所述载体层优选构造为塑料膜。
流出开口20a例如可以钻出或借助激光加工。流出开口20a在剥离棱边20k表面上的分布越均匀，气垫也就越均匀并且越均质。
所加工开口的符合目的的大小、形状和设置结构与多种因素有关，例如待压印基质的厚度、所使用热压印薄膜的厚度和剥离棱边20k的棱边半径。
已证明以有利的方式是，流出开口20a构造为具有孔半径的孔，该孔半径小于剥离棱边20k的棱边半径。优选地，孔半径比剥离棱边20k的棱边半径小20％。
也可以规定，流出开口20a构造为狭缝。在这种情况下，已证明以有利的方式，该狭缝的宽度比剥离棱边20k的棱边半径小20％。
另外，剥离元件20也可以由多微孔的烧结材料制成，其中，烧结微孔形成流出开口20a。在这种情况下，所述烧结微孔在剥离棱边20k之外的区域中以漆层或类似物密封。
在上述实施方案中，流出开口20a的总面积与剥离棱边20k的封闭的剩余面积的面积比应为50∶50％。
压缩空气22的压力可以是从1bar至6bar可调节的、优选是可控制的。所述压力优选处于1bar至3bar的范围内。所述压力这样调节，使得压印薄膜恰好在气垫上“浮动”。在空气间隙处于1μm至100μm范围内时是这种情况。
待调节的压力取决于压印速度、剥离拉力和热压印薄膜或基质的剥离宽度。
以有利的方式，从剥离棱边20k的流出开口20a流出的压缩空气也从剥离棱边20k导出热，所述热由还热的、被压印过的基质17导出。通过这个冷却效果避免了在较长的持续运行之后从基质剥离的载体层15t熔化在剥离棱边上，也就是过强地软化并且由此粘附在剥离棱边20k上或剥离元件20的其他区域中或者说过强地摩擦。
可以规定，压缩空气22的温度这样控制，使得剥离棱边20k的温度具有限定的并且长时间稳定的值，例如在10℃至40℃范围内、优选在15℃至30℃范围内。
如图2所示的那样，被剥离的载体层15t以相对于被压印过的基质17的上侧的剥离角α导出。载体层15t平行于剥离元件20的端面地延伸，其中，在该端面和载体层15t之间构成由气垫限定的间隔空间。在图2所示的实施例中，剥离角α是锐角。在此，剥离角α由基质17的支承面和剥离元件20的在下游连接于剥离棱边20k的端面构成。
在图3所示的实施例中，剥离角α是直角。
剥离角α通过旋转轴承24可调节，该旋转轴承的旋转轴线平行于剥离元件20的纵轴线地延伸。在图2至4所示的实施例中，旋转轴承24示例性地设置在连接接管21的输出侧的端部区段上。以有利的方式，剥离元件20可以可摆动±15度地构造。
图4示出一个实施例，其中，剥离元件20包括第一剥离棱边20k和第二剥离棱边20k'，所述剥离棱边沿基质17的运动方向前后相继地设置。在邻接于第一剥离棱边20k的下端面20s上设定相对小的(锐角的)剥离角α。被剥离的载体层15t平行于剥离元件20的下端面经由第一气垫引导并且在设置在第一剥离棱边20k下游的第二剥离棱边20k'上垂直于基质17的上侧地导出。在此，第二剥离棱边20k'作为用于载体层15t的导向棱边起作用。
附图标记列表
1 热压印设备
2 压印设备
3 剥离设备
3k 剥离棱边
11 压印辊
11b 涂层
12 反压辊
13 加热装置
14 待压印的基质
15 热压印薄膜
15t 载体层
15u 转印层
16 压印间隙
17 被压印过的基质
18 无缝带
19 导向辊
20 剥离元件
20a 流出开口
20e 流入开口
20k 剥离棱边、第一剥离棱边
20k' 第二剥离棱边
20s 端面
21 连接接管
22 压缩空气
23 压缩机
24 旋转轴承或旋转点
α 剥离角

Claims (19)

1.具有压印设备(2)的热压印设备(1)，该压印设备用于将设置在热压印薄膜(15)的载体层(15t)上的转印层(15u)转印到基质(14)上，该热压印设备包括可加热的压印辊(11)和反压辊(12)以及设置在下游的剥离设备(3)，在该压印辊和该反压辊之间形成压印间隙(16)，在该压印间隙中形成被压印过的基质(17)，该剥离设备用于从该被压印过的基质(17)剥离载体层(15t)，
其特征在于，
所述剥离设备(3)具有剥离元件(20)，该剥离元件构造为梁状的空心体，在剥离元件上设置有用于压缩气体(21)的输送设备，并且
所述剥离元件(20)的至少一个纵向棱边构造为具有用于压缩气体(22)的流出开口(20a)的穿孔的剥离棱边(20k)，用于在载体层(15t)和剥离棱边(20k)之间形成气垫，
其中，所述载体层在所述剥离设备中从基质剥离。
2.根据权利要求1所述的热压印设备，
其特征在于，
所述剥离棱边(20k)横向于运行方向并且平行于被覆层的基质(17)的上侧地设置。
3.根据权利要求1或2所述的热压印设备，
其特征在于，
所述剥离元件(20)具有多边形的横截面。
4.根据权利要求3所述的热压印设备，
其特征在于，
所述剥离元件(20)具有矩形的横截面。
5.根据权利要求1或2所述的热压印设备，
其特征在于，
所述剥离棱边(20k)具有通孔，所述通孔通入所述流出开口(20a)中。
6.根据权利要求5所述的热压印设备，
其特征在于，
所述剥离棱边(20k)构造为具有棱边半径的倒圆棱边。
7.根据权利要求6所述的热压印设备，
其特征在于，
所述通孔构造为具有孔半径的孔，该孔半径小于所述剥离棱边(20k)的棱边半径。
8.根据权利要求7所述的热压印设备，
其特征在于，
所述孔半径比所述剥离棱边(20k)的棱边半径小20％。
9.根据权利要求6所述的热压印设备，
其特征在于，
所述通孔构造为具有狭缝宽度的狭缝，该狭缝宽度小于所述剥离棱边(20k)的棱边半径。
10.根据权利要求9所述的热压印设备，
其特征在于，
所述狭缝宽度比所述剥离棱边(20k)的棱边半径小20％。
11.根据权利要求5所述的热压印设备，
其特征在于，
所述剥离元件(20)由具有开口的微孔的烧结材料制成，其中，所述开口的微孔构成通孔，并且在所述剥离棱边(20k)之外的区域中的开口的微孔以漆层或类似物密封。
12.根据权利要求5所述的热压印设备，
其特征在于，
所述通孔均匀地分布在所述剥离棱边(20k)的面上。
13.根据权利要求1或2所述的热压印设备，
其特征在于，
所述流出开口(20a)的总面积与封闭的剩余面积的面积比为50：50％。
14.根据权利要求1或2所述的热压印设备，
其特征在于，
所述压缩气体的压力在1bar至6bar的范围内。
15.根据权利要求14所述的热压印设备，
其特征在于，
所述压缩气体的压力这样选择，使得在所述剥离棱边(20k)的表面和所述载体层(15t)的面对该剥离棱边(20k)的表面之间形成厚度在1μm至100μm范围内的气垫。
16.根据权利要求1或2所述的热压印设备，
其特征在于，
所述剥离元件(20)以200mm至300mm的水平轴向间距设置在所述压印辊(11)下游。
17.根据权利要求1所述的热压印设备，
其特征在于，
与所述被压印过的基质(17)的下侧的垂直间距和/或所述剥离元件(20)的倾角是可调节的。
18.根据权利要求17所述的热压印设备，
其特征在于，
所述垂直间距在0.2mm至5mm的范围内。
19.根据权利要求17或18所述的热压印设备，
其特征在于，
所述剥离元件(20)绕平行于所述剥离元件(20)的纵轴线的旋转轴线可摆动±15度地构造。
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