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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Folienübertragungsvorrichtung zum Übertragen
einer vermittels einer Trennschicht an einer Trägerfolie haftenden Übertragungsschicht
unter Druckeinwirkung auf zumindest gebietsweise mit einem Klebstoff
beschichtetes flächiges
Material gemäß dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1.
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Gattungsgemäße Folienübertragungsvorrichtungen
werden in der Veredelung von Druckprodukten verwendet, beispielsweise
um Glanzeffekte zu erzeugen. Die Maschinen lassen sich in Heißprägefolienmaschinen
und Kaltfolienübertragungsvorrichtungen
unterteilen. Bei letzterem wird die Übertragungsschicht auf das
flächige
Material lediglich unter Druck, nicht aber zusätzlich unter der Einwirkung
von Wärme übertragen.
In der Regel wird bei Kaltfolienübertragungsvorrichtungen
mit einem Druckwerk, das der Übertragungsvorrichtung
vorgelagert ist, Klebstoff verdruckt, so dass auf dem flächigen Material
ein „Druckbild" aus Klebstoff verbleibt, woran
im Folienübertragungswerk
die Übertragungsschicht
haftet. Durch die hohe Genauigkeit des Klebstoffauftrags im Druckwerk
lassen sich so beispielsweise extrem detaillierte Metallisierungsschichten auf
das flächige
Material übertragen,
etwa in Form von Texten. Andere Anwendungen sind Folien in beliebiger
Farbe, vorgeprägte
Folien usw.
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Problematisch
an der Folienübertragungstechnik
ist, dass die Folie mit der gleichen Geschwindigkeit wie das flächige Material
bei der Übertragung bewegt
werden muss und dass in der Regel nur kleine Bereich auf dem flächigen Material
mit der Übertragungsschicht
bedeckt werden sollen. Dadurch geht viel unbenutzte Folie verloren,
wodurch die Durchschnittskosten für die fertigen Druckprodukte steigen.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurden bereits unterschiedliche
Sparschaltungen für
derartige Folienübertragungsvorrichtungen
im Stand der Technik angedacht, beispielsweise in der
DE 198 42 585 und der
EP 718 099 . Hierbei handelt es sich
um eine Heißfolienprägemaschine,
bei der der Prägezylinder
in eine Position gedreht wird, in der ein breiter Spalt zwischen
Prägezylinder
und Gegendruckzylinder entsteht, so dass in diesem breiten Spalt
die Trägerfolie
wieder zurückgespult
werden kann, um ungenützte
Folienabschnitte, die bereits durch den Übertragungsspalt transportiert
worden waren, erneut für
eine Übertragung
von der Übertragungsschicht
auf das flächige
Material zu nützen.
Dafür ist vor
und hinter dem Übertragungszylinder
jeweils ein Antrieb angeordnet, wobei der stromabwärts vom Übertragungszylinder
vorgesehene Antrieb ein Schlupfantrieb ist. Zudem weist die in diesen
Schriften offenbarte Vorrichtung auch einen Schlaufenpuffer auf,
mit dem die zeitweilige Rückwärtsbewegung der
Trägerfolie
kompensiert werden kann.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine weitere Folienübertragungsvorrichtung
zu schaffen, mit der Trägerfolienmaterial
eingespart werden kann um auf diese Weise eine Folienübertragungsvorrichtung wirtschaftlicher
zu machen. Diese Aufgabe wird mit einer Folienübertragungsvorrichtung zum Übertragen
einer vermittels einer Trennschicht an einer Trägerfolie haftenden Übertragungsschicht
unter Druckeinwirkung auf zumindest gebietsweise mit einem Klebstoff
beschichtetes flächiges
Material mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Weitere
Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ergeben sich aus den Unteransprüchen
und der folgenden Beschreibung.
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Entsprechend
ist die erfindungsgemäße Folienübertragungsvorrichtung
dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungszylinder derart
ausgebildet ist, dass die Trägerfolie
vermittels des Übertragungszylinders
durch Haftreibung durch den Übertragungsspalt
transportierbar ist. Dadurch übernimmt der Übertragungszylinder
vorteilhafterweise gleich mehrere Funktionen, nämlich die Übertragungsschicht auf das
flächige
Material unter Druckeinwirkung zu übertragen und andererseits
den Transport selbst durch die Haftreibung mit der Rückseite
der Trägerfolie
durchzuführen.
Dabei kann die Größe des Drucks
bei der Übertragung
variabel sein, z.B. in Abhängigkeit
von Folienparametern, Materialparametern und Maschinenparametern,
etwa der Geschwindigkeit der Bogen. Ebenfalls ist eine variable
Druckeinwirkung während
der Übertragung
denkbar, also unterschiedliche Druckeinwirkung am Anfang oder am
Ende der Übertragung.
Vorteilhafterweise ist diese variable Druckeinwirkung steuerbar.
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Durch
die Erfindung kann daher gegenüber dem
Stand der Technik ein Antrieb, nämlich
für den Rücklauf oder
den Vorlauf eingespart werden. Als Mechanismen zur Erzeugung der
Haftreibung kommt dabei vorteilhafterweise eine Ausgestaltung des Übertragungszylinders
als Saugtrommel in Frage oder die Verwendung einer elektrostatisch
aufladbaren und entladbaren Oberfläche des Übertragungszylinders oder die
Verwendung einer klebrigen oder rauen Oberfläche des Übertragungszylinders, vorteilhafterweise
vermittels einer austauschbaren Mantelfläche des Übertragungszylinders.
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In
einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Folienübertragungsvorrichtung
weist die Folienübertragungsvorrichtung
eine Hubeinrichtung auf und der Übertragungszylinder
ist derart gelagert, das er vermittels der Hubeinrichtung vom Druckzylinder
abhebbar ist. In dem Moment, in dem der Übertragungszylinder vom Druckzylinder
abgehoben ist, ist es nicht mehr erforderlich, die Trägerfolie
und das flächige Material
mit der gleichen Geschwindigkeit zu transportieren. Entsprechend
kann die Geschwindigkeit zum Einsparen von Trägerfolienmaterial reduziert werden,
gestoppt werden oder sogar rückwärts transportiert
werden. Beim Rückwärtstransport
kann dabei eingerechnet werden, welche Länge Trägerfolie erforderlich ist,
um für
die nächste Übertragung
die Trägerfolie
so zu beschleunigen, damit bei der Übertragung wieder die Trägerfolie
und das flächige
Material die gleiche Geschwindigkeit haben, so dass gerade nahe
der bereits in einem vorangegangenen Übertragungsvorgang veränderten
Fläche
der Trägerfolie
eine Übertragung
stattfinden kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Folienübertragungsvorrichtung
weist der Übertragungszylinder
einen kleineren Durchmesser als der Druckzylinder auf. Dadurch wird die
zu bewegende Masse vorteilhafterweise reduziert, so dass Beschleunigungs-
und Abbremsvorgänge
des Übertragungszylinders
sowie ein Abheben von Übertragungszylinder
vom Druckzylinder einfacher durchführbar ist. Durch die geringere
Masse des Übertragungszylinders,
die durch die Verwendung eines kleineren Durchmessers möglich ist,
können
die Beschleunigungs- und Abbremsvorgänge schneller erfolgen, so
dass weniger Folie ungenutzt verschwendet wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Folienübertragungsvorrichtung
weist die Folienübertragungsvorrichtung
in der Trägerfolienzu-
und/oder Trägerfolienabfuhr
einen Excenterspeicher auf. Andere Speichermethoden für Bahnmaterial
wie es in bahnverarbeitenden Vorrichtungen bekannt sind, sind ebenfalls
denkbar. Durch den Excenterspeicher wird der Transport der Trägerfolie
von der Abwickelrolle zur Aufwickelrolle von dem Antrieb dieser
Rollen entkoppelt, so dass ein einfaches Vorwärts- oder Rückwärtsbewegen der Trägerfolie
im Übertragungsspalt
durch den Übertragungszylinder
möglich
ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Folienübertragungsvorrichtung
umfasst die Folienübertragungsvorrichtung
zusätzlich
das Auftragswerk für
den Klebstoff, das mit dem Druckzylinder zum Klebstoffauftrag auf
das flächige
Material zusammenwirkt. Auf diese Weise kann Platz sparend Auftragswerk
und Folienübertragung in
einem Werk integriert werden. Besonders vorteilhaft kann dies geschehen,
wenn es sich bei dem Klebstoff um einen UV-Klebstoff handelt und
zwischen dem Auftragswerk und dem Übertragungszylinder ein UV-Trockner
angeordnet ist.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen
näher beschrieben.
Die in der Figur gezeigte erfindungsgemäße Folienübertragungsvorrichtung 100 ist hier
nur schematisch im Schnitt dargestellt. Weitere zum Betrieb einer
solchen Vorrichtung erforderliche Elemente wie Lagerung, Antriebe,
Steuerung usw., die nicht erfindungsrelevant sind, sind nur schematisch
oder gar nicht gezeigt, da sie sich dem Fachmann von alleine ergeben
und das Verständnis
der Erfindung lediglich behindern würden.
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Das Übertragungswerk 10 ist
typischerweise Teil einer nicht gezeigten Druckmaschine für Bogen oder
Bahnen, im hier gezeigten Fall eine Bogen verarbeitende Druckmaschine.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist das Auftragswerk 50 für den Klebstoff 2 in
einem separaten vorgelagerten Druckwerk einer Druckmaschine angeordnet.
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Im
Auftragswerk 50 wird Klebstoff 2 mittels eines
Auftragszylinders 51, der sich in der mit dem Bezugszeichen 51' bezeichneten
Drehrichtung dreht, bildmäßig auf
ein flächiges
Material 1 gedruckt. Ein derartiges flächiges Material 1 ist
maßstabsungetreu auf
dem Übertragungszylinder 15 gezeigt.
Im Vergleich zur Dicke des Bedruckstoffs sowie dem Durchmesser des
Zylinders 15 ist die Klebstoffschicht 2 und die Übertragungsschicht 3 auf
dem flächigen
Material 1 nur sehr dünn.
An dieser bildmäßig aufgetragenen
Klebstoffschicht 2 haftet nun die Übertragungsschicht 3,
die zuvor auf der Trägerfolie 5 über eine
Trennschicht 6 verbunden war. Der Schichtaufbau von Trägerfolie 5,
Trennschicht 6 und Übertragungsschicht 3 ist
beispielhaft maßstabsungetreu kurz
vor der Folienabfallrolle 27 gezeigt. Die Trägerfolie 5 ist
ganzflächig über ihre
gesamte Länge
mit einer entsprechenden Trennschicht 6 und Übertragungsschicht 3 beschichtet.
Je nach Übertragung fehlt
natürlich
in den übertragenen
Bereichen die Übertragungsschicht 3 im
Folienauslauf 29.
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Die
Trägerfolie 5 ist
auf einer Folienvorratsrolle 21 gespeichert und wird in
der mit dem Bezugszeichen 5' gekennzeichneten
Bewegungsrichtung von der Folienvorratsrolle 21 abgezogen.
Dazu dient entweder ein nicht gezeigter Antrieb der Folienvorratsrolle 21 oder
der Übertragungszylinderantrieb 33 oder
eine Mischung aus beiden. In der Trägerfolienzufuhr 28 wird
die Trägerfolie 5 zunächst über Umlenkrollen 24 in
einen Excenterspeicher gelenkt und dann über weitere Umlenkrollen 24, 26 um
den Übertragungszylinder 30 und
dann in die Trägerfolienabfuhr
um entsprechende Umlenkrollen 24', 26' in einen weiteren Excenterspeicher 22', 23' und entlang
der Bewegungsrichtung, die mit dem Bezugszeichen 5'' auf eine ebenfalls angetriebene
Folienabfallrolle 27 aufgerollt. Zwischen dem Excenterspeicher 22, 23, der
im Wesentlichen aus einer Excenterscheibe 22 und einem
Excenter 23 besteht und je nach Stellung der Excenterscheibe 22 einen
kleineren oder größeren Bahnabschnitt
benötigt,
und dem Übertragungszylinder 30 ist
eine Tänzerrolle 25 angeordnet,
die durch Bewegungen der mit dem Bezugszeichen 25'' gekennzeichneten Bewegungsrichtung
die Bahnspannung der Trägerfolie 5 reguliert.
Die Excenterspeicher 22, 22' 23, 23' weisen vorteilhafterweise
einen eigenen oder gemeinsamen Antrieb auf, der nicht gezeigt ist,
aber vorteilhafterweise auch durch die Steuerung 40 angesteuert.
Symmetrisch dazu ist in der Trägerfolienabfuhr 29 ebenfalls
eine Tänzerrolle 25' zwischen dem
Excenterspeicher 22', 23' und dem Übertragungszylinder 30 angeordnet,
um auch in der Trägerfolienabfuhr 29 die
Bahnspannung der Trägerfolie 5 zu
regulieren.
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Im
Normalbetrieb wird der Übertragungszylinder 30 in
der mit dem Bezugszeichen 33'' gekennzeichneten
Rotationsrichtung betrieben, und zwar mit einer Geschwindigkeit
bei der Übertragung
der Übertragungsschicht 3 von
der Trägerfolie
auf das flächige
Material 1, die der Geschwindigkeit des flächigen Material 1 im Übertragungsspalt 16 zwischen Übertragungszylinder 30 und
Druckzylinder 15 entspricht, der sich in die mit dem Bezugszeichen 15' gekennzeichneten
Pfeilrichtung dreht. Dazu wird der Übertragungszylinder 30 von
einem Antrieb 33 über
ein Antriebsrad 31 vermittels eines Antriebsriemens 32 in
der mit dem Bezugszeichen 33' gekennzeichneten Bewegungsrichtung
angetrieben.
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Zudem
ist eine Hubeinrichtung 34 vorgesehen, die geeignet ist,
den Übertragungszylinder 30 von
dem Druckzylinder 15 abzuheben, wenn gerade keine Übertragungsschicht 3 von
der Trägefolie 5 auf das
flächige
Material 1 übertragen
werden soll. In dem Moment, in dem Übertragungszylinder 30 und Druckzylinder 15 keinen
Kontakt mehr miteinander haben, kann über den Antrieb 33 des Übertragungszylinders 30 die
Geschwindigkeit des Übertragungszylinders 30 und
damit der Trägerfolie 5 verringert werden,
derart, dass die Trägerfolie
verlangsamt wird, still steht oder sogar rückwärts in den Excenterspeicher 22, 23 der
Trägerfolienzufuhr 28 gespeist wird.
Um dies mittels des Übertragungszylinders 30 zu
ermöglichen,
ist der Übertragungszylinder 30 derart
ausgestaltet, dass eine ausreichende Haftreibung zwischen der Rückseite
der Trägerfolie 5 und
der Oberfläche
des Übertragungszylinders
herrscht oder erzeugbar ist. In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Folienübertragungsvorrichtung 100 ist
dabei der Übertragungszylinder 30 als
Saugrad ausgebildet, das mit einem Unterdruck beaufschlagt werden
kann, zumindest an Teilen des Umfangs, so dass die gewünschte Haftreibung
zwischen dem Übertragungszylinder 30 und
der Trägerfolie 5 erzeugbar
ist. In einer alternativen Ausführungsform weist
der Übertragungszylinder 30 eine
Oberfläche 35 auf,
die elektrostatisch aufladbar bzw. entladbar ist, um so mittels
elektrostatischer Kräfte
eine ausreichend große
Haftreibung zwischen der Trägerfolie 5 und
der Oberfläche 35 des Übertragungszylinders 30 zu
gewährleisten.
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In
einer weiteren Ausführungsform
weist der Übertragungszylinder
eine klebrige oder raue Oberfläche 35,
so dass auf diese Weise die entsprechende Haftreibung zwischen Trägerfolie
und Übertragungszylinder 30 erzeugbar
ist. Vorteilhafterweise handelt es sich bei dieser elektrostatisch
aufladbaren, klebrigen oder rauen Oberfläche 35 um einen Zylinderbezug,
etwa ähnlich
einer Hülse.
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Der Übertragungszylinder 30 hat,
wie in der Figur gezeigt, einen erheblich kleineren Durchmesser
als der Druckzylinder 15 und entsprechend weist der Übertragungszylinder 30 daher
auch eine vergleichsweise geringe Masse auf. Durch die geringe Masse
sind auch die von der Hubeinrichtung 34 erforderlichen
Kräfte
zum Abheben des Übertragungszylinders 30 vom
Druckzylinder 15 in der mit dem Bezugszeichen 34' gekennzeichneten
Bewegungsrichtung gering, so dass entsprechend schnelle Schaltzyklen
möglich
sind. Ebenfalls ist das Abbremsen bzw. Beschleunigen des Übertragungszylinders 30 in Umfangsrichtung
durch die geringere Masse vergleichsweise schnell möglich, so
dass durch solche kurzen Schalt- und Beschleunigungszeiten nur ein geringer
Folienverbrauch der Trägerfolie 5 zustande kommt.
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Die
zufuhr- und abfuhrseitigen Excenterspeicher 22, 22', 23, 23' dienen zur
Entkopplung des Folientransports durch die Folienvorratsrolle 21 und
die Folienabfallrolle 27, so dass der zwischen den beiden Speichern 22, 22', 23, 23' verbleibende
Abschnitt der Trägerfolie 5 allein
durch den Übertragungszylinder 30 erfolgen
kann. Alternativ zu den gezeigten Excenterspeichern 22, 22', 23, 23' sind andere
aus dem Stand der Technik bekannte Speichereinrichtungen für Materialbahnen
ohne weiteres denkbar.
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Vorteilhafterweise
sind in einer Steuerung 40 Informationen und Anweisungen
hinterlegt, um den Übertragungszylinderantrieb 33 und
die Hubeinrichtung 34 derart zu betreiben, dass eine möglichst
vollständige
Ausnutzung der Übertragungsschicht 3 der Trägerfolie 5 zustande
kommt.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich
bei dem Auftragswerk 50 um ein Auftragswerk für UV-Kleber.
In diesem Fall ist zwischen dem Auftragswerk 50 und dem Übertragungszylinder 30 am
Umfang des Druckzylinders 15 ein UV-Trockner 60 angeordnet,
um dem UV-Klebstoff 2 die für die Übertragung der Übertragungsschicht 3 von
der Trägerfolie 5 geeignete
Konsistenz zu verleihen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist es denkbar, mehrere schmalspurige Bahnen von Trägerfolie 5 nebeneinander
mit dem gleichen Druckzylinder 15 zu verwenden. Alternativ
können
auch mehrere Übertragungszylinder 30 mit
unterschiedlicher Folie entlang des Umfangs des Druckzylinders 15 angeordnet
sein. Vorteilhafterweise können
diese Mehrzahl von Übertragungszylindern 30 einen
gemeinsamen Antrieb 33 aufweisen.
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- 1
- flächiges Material
- 2
- Klebstoff
- 3
- Übertragungsschicht
- 5
- Trägerfolie
- 5'
- Bewegungsrichtung
der Folie im Folieneinlauf
- 5''
- Bewegungsrichtung
der Folie im Folienauslauf
- 6
- Trennschicht
- 10
- Übertragungswerk
- 15
- Druckzylinder
- 15'
- Drehrichtung
des Druckzylinders
- 16
- Übertragungsspalt
- 21
- Folienvorratsrolle
- 22,
22'
- Excenterscheibe
- 23,
23'
- Excenter
- 24,
24'
- Umlenkrolle
- 25,
25'
- Tänzerrolle
- 25''
- Bewegungsrichtung
der Tänzerrolle
- 26,
26'
- Umlenkrolle
- 27
- Folienabfallrolle
- 28
- Trägerfolienzufuhr
- 29
- Trägerfolienabfuhr
- 30
- Übertragungszylinder
- 31
- Antriebsrad
- 32
- Antriebsriemen
- 33
- Übertragungszylinderantrieb
- 33'
- Bewegungsrichtung
- 33''
- Drehrichtung
des Übertragungszylinders
- 34
- Hubeinrichtung
- 34'
- Bewegungsrichtung
des Übertragungszylinderhubs
- 35
- Oberfläche des
-
- Übertragungszylinders
- 40
- Steuerung
- 50
- Auftragswerk
- 51
- Auftragzylinder
- 51'
- Drehrichtung
des Auftragzylinders
- 100
- Folienübertragungsvorrichtung