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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Bedrucken
eines Endlossubstrates mit einem Dekor.
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Eine
derartige Vorrichtung sowie ein derartiges Verfahren sind bekannt
aus der
DE 10
2004 037 892 B3 . Vorbekannt ist die Dekoration von Endlossubstraten
mit planen oder gewölbt
geformten Oberflächen
mit Hilfe rotativer Druckverfahren, zum Beispiel Tiefdruck, Flexodruck
und Siebdruck. An die einheitliche Farbwiedergabe dieser Dekordrucke werden
hohe Anforderungen gestellt. Es wird daher bei den bekannten Verfahren
mit aus mehreren Grundfarben vorab angemischten, sogenannten Echtfarben,
oder den Grundfarben gearbeitet. Ein Dekorbild wird mit Hilfe von
zeitlich im Voraus erstellten Druckformen erzeugt. Dies ist teuer.
Druckformlose Techniken, zum Beispiel Inkjet-Druck führen zu Problemen
bei gewölbten
Substratoberflächen
sowie immer dann, wenn aufgrund der Beschaffenheit des Substrates
der Abstand zwischen der zu bedruckenden Substratoberfläche und
den Druckköpfen
nicht im erforderlichen Maß konstant
gehalten werden kann.
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art derart weiterzubilden, dass ein unaufwändiger und
kostengünstiger
Druck möglich
ist.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass die Vorteile eines Inkjet-Drucks einerseits und eines Kontaktdrucks
andererseits kombiniert werden können,
indem mit Hilfe eines Inkjet-Druckkopfs
zunächst
auf einen Farbübertragungskörper, der
insbesondere als Walze ausgebildet sein kann, gedruckt wird, wonach
dieser Druck vom Farbübertragungskörper auf
das Endlossubstrat transferiert wird.
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Der
Abstand zwischen den Druckköpfen
und dem Farbübertragungskörper kann
exakt eingehalten werden, da der Farbübertragungskörper mit
einer den Druckköpfen
zugewandten einheitlich planen Oberfläche ausgestaltet werden kann.
Andererseits kann mittels des Farbübertragungskörpers auch
auf ein unebenes Substrat ein homogener Farbauftrag erfolgen. Hierbei
können
insbesondere Farbübertragungskörper nach
Art derjenigen, wie sie in der
DE 10 2004 037 892 B3 beschrieben sind, eingesetzt werden.
Die Druckköpfe
sind vor Aufwölbungen
und Unregelmäßigkeiten
des Substrates geschützt.
Zudem können
die Druckköpfe
durch ein Gehäuse
einfach vor Umgebungseinflüssen
geschützt
sein. Durch die Wahl des Farbübertragungskörpers, insbesondere
durch seinen Aufbau, sein Material, seine Dimensionierung, seine
Oberflächenstruktur,
seine Form und seine Ausstattung, kann das zu transferierende Dekor,
welches zunächst
von den Druckköpfen erstellt
wird, noch beeinflusst werden, was einen zusätzlichen Freiheitsgrad bei
der Dekorgenerierung liefert. Insbesondere kann das Druckergebnis
an dasjenige eines klassischen Rotationsdrucks angepasst werden.
Insbesondere kann ein gewünschter Verlauf
der Druckfarben gezielt herbeigeführt werden. Es kann ein kontinuierlicher,
aber auch ein diskontinuierlicher, zum Beispiel intermittierender,
Druck erfolgen. Beim Einsatz einer Übertragungswalze als Farbübertragungskörper kann
deren Umfang so gewählt
werden, dass er mit einer Dekor-Rapportlänge übereinstimmt. Dies reduziert
die Gefahr der Bildung von Schattenbildern. Gegebenenfalls kann
bei einer entsprechenden Umfangsdimensionierung auf eine ansonsten
notwendige Reinigung des Farbübertragungskörpers verzichtet
werden.
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Die
Oberfläche
der Übertragungswalze
kann zur Optimierung des Druckauftrags vorbehandelt, insbesondere
silikatisiert und/oder plasmabehandelt, werden.
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Als
Endlossubstrat kann neben einem Kunststoffprofil insbesondere auch
ein Metall- oder Glas- oder Holzsubstrat eingesetzt werden.
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Unter
einem Dekor wird in diesem Zusammenhang insbesondere auch eine vollflächige Farbschicht
verstanden.
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Eine Übertragungswalze
nach Anspruch 2 stellt einen robusten Farbübertragungskörper dar.
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Eine
nachgiebige Gestaltung des Kontaktabschnitts des Farbübertragungskörpers nach
Anspruch 3 ermöglicht
die Bedruckung von unebenen Substraten.
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Eine
zusätzliche
Motivwalze nach Anspruch 4 erlaubt den Druck von Dekoranteilen,
die ständig wiederkehren,
mit einfachen Mitteln.
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Bei
der Ausgestaltung nach Anspruch 5 entfällt ein Mischen der Echtfarben.
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Alternativ
oder zusätzlich
können
auch Echtfarben nach Anspruch 6 eingesetzt werden. Letztere sind
insbesondere dann von Vorteil, wenn das zu druckende Dekor dominante
Einzelfarben enthält.
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Eine
Mehrzahl von Farbübertragungskörpern nach
Anspruch 7 erlaubt die Separation des zu druckenden Dekors in mehrere
Teil-Farbmuster. Dies ermöglicht
Drucksequenzen, bei denen zum Beispiel ein unerwünschtes Ineinanderlaufen der
Einzelfarben verhindert ist. Zwischen den einzelnen Farbübertragungskörpern kann
eine Trocknung der frisch aufgedruckten Farbe durch eine Farbtrocknungseinrichtung,
zum Beispiel einen Infrarotstrahler erfolgen.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Druckverfahren anzugeben,
bei dem die erfindungsgemäße Vorrichtung
eingesetzt wird.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
ein Druckverfahren mit den im Anspruch 8 angegebenen Merkmalen.
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Die
Vorteile des Verfahrens nach den Ansprüchen 8 bis 11 entsprechen denjenigen,
die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die Druckvorrichtung nach
den Ansprüchen
1 bis 7 erläutert
wurden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In
dieser zeigen:
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1 schematisch
eine Vorrichtung zum Bedrucken eines Endlossubstrates in einer Seitenansicht;
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2 die
Vorrichtung nach 1 aus der Blickrichtung II in 1;
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3 bis 7 weitere
Ausführungen
einer Vorrichtung zum Bedrucken eines Endlossubstrates.
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Eine
in der 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Druckvorrichtung
hat insgesamt vier Inkjet- beziehungsweise
Tintenstrahl-Druckköpfe 2, 3, 4, 5,
die jeweils über
ein eigenes Farb-Reservoir 6 verfügen, über welches
sie mit Farbe versorgt werden. Eines der Farb-Reservoire 6 ist beispielhaft
im Druckkopf 3 angedeutet. Die Druckköpfe 2 bis 5 verfügen über die Farben
des CMYK-Farbmodels. Der Druckkopf 2 kann die Farbe Cyan,
der Druckkopf 3 die Farbe Magenta, der Druckkopf 4 die
Farbe Gelb und der Druckkopf 5 den Grauwert Schwarz drucken.
Diese CMYK-Farben werden nachfolgend auch als Grundfarben bezeichnet.
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Über Steuerleitungen 7 stehen
die Druckköpfe 2 bis 5 mit
einer Steuereinrichtung 8 in Signalverbindung.
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Den
Druckköpfen 2 bis 5 ist
ein Farbübertragungskörper 9 in
Form einer gummierten Übertragungs-
oder Offsetwalze zugeordnet. Die Druckköpfe 2 bis 5 sind
einander benachbart in Umfangsrichtung um die Übertragungswalze 9 versetzt
angeordnet. Der Abstand zwischen Druck-Stirnwänden 10 der Druckköpfe 2 bis 5 und
einer Mantelwand 11 der Übertragungswalze 9 beträgt 1.5 mm
+/– 1
mm.
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Die Übertragungswalze 9 wird
von einer schematisch dargestellten Antriebseinrichtung 12 angetrieben,
deren Antriebswelle 13 drehfest mit der Übertragungswalze 9 verbunden
ist. Die Antriebswelle 13 ist koaxial zu einer Rotationssymmetrieachse 14 der Übertragungswalze 9 angeordnet.
Die Antriebseinrichtung steht über
eine nicht dargestellte Signalleitung mit der Steuereinrichtung 8 in
Signalverbindung und ist so ausgebildet, dass ein Kontaktabschnitt 15 der Übertragungswalze 9,
also ein Umfangsabschnitt der Mantelwand 11, mit dem die Übertragungswalze 9 beim
Drucken mit einem zu bedruckenden Endlossubstrat 16 in
Kontakt kommt, synchron zu diesem Endlossubstrat 16 bewegbar
ist. Hierzu wird die Winkelgeschwindigkeit der Drehbewegung der Übertragungswalze 9 auf
eine Vorschubgeschwindigkeit des Endlossubstrates 16 abgestimmt.
Die Vorschubrichtung erfolgt in der
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1 von
rechts nach links. Entsprechend ist die Drehrichtung der Übertragungswalze 9 in
der 1 im Uhrzeigersinn. Als Substratvorschub kann insbesondere
ein Extrusionsvorschub genutzt werden. Das Endlossubstrat 16 wird
von einer nicht dargestellten Substratauflage getragen.
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Bei
dem Endlossubstrat 16 handelt es sich um ein Kunststoffprofil,
zum Beispiel um ein Fensterprofil oder um ein Kantenband. Auch Endlosfolien oder
-bahnen können
als zu bedruckende Endlossubstrate eingesetzt sein. Eine zu bedruckende
Substratoberfläche 17 ist
nicht eben, sondern quer zur Vorschubrichtung gewölbt. Senkrecht
zum Verlauf des unbelasteten Kontaktabschnitts 15 ergibt
sich durch diese Wölbung
ein in der 2 dargestellter Höhenversatz
N von etwa 3 mm. Die Übertragungswalze 9 selbst
hat einen Durchmesser von 150 mm. Der Versatz H ist in den 1 und 2 also
stark übertrieben
dargestellt. Der Versatz H wird durch die Nachgiebigkeit der Gummierung
der Übertragungswalze 9 ausgeglichen,
sodass über
die gesamte Wölbung
der Substratoberfläche 17 hinweg
der Kontaktabschnitt 15 homogen mit dem Endlossubstrat 16 in Kontakt
kommt.
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In
Drehrichtung der Übertragungswalze 9 den
Druckköpfen 2 bis 5 in
Umfangsrichtung der Übertragungswalze 9 vorgeordnet
ist eine Reinigungswalze 18. Letztere rollt vor dem Umfangsbereich,
der von den Druckköpfen 2 bis 5 beaufschlagbar
ist, auf der Mantelwand 11 der Übertragungswalze 9 ab,
wodurch diese gereinigt wird.
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Ein
Verfahren zum Bedrucken des Endlossubstrates 16 mit der
Druckvorrichtung 1 läuft
folgendermaßen
ab: Durch Ansteuern der Druckköpfe 2 bis 5 mittels
der Steuereinrichtung 8 bringt jeder Druckkopf 2 bis 5 ein
Farbmuster auf die Mantelwand 11 der Übertragungswalze 9 auf.
Gleichzeitig wird die Übertragungswalze 9 gesteuert über die
Steuereinrichtung 8 von der Antriebseinrichtung 12 so
angetrieben, dass, wie oben schon ausgeführt, sich der Kontaktabschnitt 15 synchron
zum Endlossubstrat 16 bewegt. Auf diese Weise wird ein
Dekormuster, welches durch Überlagerung
der individuell von den Druckköpfen 2 bis 5 aufgetragenen
Farbmuster entsteht, von der Mantelwand 11 der Übertragungswalze 9 auf
das Endlossubstrat 16 übertragen.
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Bei
dem Dekormuster handelt es sich zum Beispiel um eine Holz- oder
Steinmaserung.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform
einer Druckvorrichtung. Komponenten, die denjenigen entsprechen,
die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben
wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals
im Einzelnen erläutert.
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Bei
der Druckvorrichtung 1 nach 3 sind zwei
benachbarte Druckköpfe 19, 20 vorgesehen, deren
mechanischer Aufbau dem der Druckköpfe 2 bis 5 der
Ausführung
nach den 1 und 2 entspricht.
Der Druckkopf 19 druckt die Farbe Gelb und der Druckkopf 20 die
Farbe Blau.
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Bei
der Ausführung
nach der 3 sowie bei den nachfolgend
noch beschriebenen Ausführungen nach
den 4 bis 7 erfolgt der Vorschub des Endlossubstrates 16 von
links nach rechts. Entsprechend drehen sich die Übertragungswalzen 9 der Ausführungen
nach den 3 bis 7 entgegen dem
Uhrzeigersinn.
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Bei
der Übertragungswalze 9 der
Ausführung
nach 3 ist, wie auch bei den Übertragungswalzen 9 der
Ausführungen
nach den 4 bis 7, eine äußere Gummierungsschicht 21 angedeutet.
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Der 3 ist
zu entnehmen, wie ein Dekor 22 auf dem Endlossubstrat 16 mit
Hilfe der Druckvorrichtung 1 aufgebracht wird. Das Dekor 22 weist
eine Zickzackanordnung aus gelben Quadraten 23 auf, die
längs der
Druckseite des Endlossubstrates 16 verläuft. Gegenläufig zickzackförmig verläuft ein zweites
Zickzackmuster aus blauen Quadraten 24. Die Quadrate 23, 24 überlappen
räumlich
nicht.
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Die
Rapportlänge
des Dekormusters nach 3 beträgt sechsmal die Kantenlänge der
Quadrate 23, 24. Wenn die Umfangslänge der Übertragungswalze 9 gleich
oder ein ganzzahliges Vielfaches dieser Rapportlänge ist, kann bei optimierter Farbauftragsmenge
durch die Druckköpfe 19, 20 auf den
Einsatz einer Reinigungswalze 18 verzichtet werden, da
dann eine vollständige
Reinigung der Mantelwand 11 zur Vermeidung von Schattenbildern entbehrlich
ist.
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Eine
weitere Ausführung
einer Druckeinrichtung zeigt 4. Komponenten,
die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf
die 1 bis 3 erläutert wurden, tragen die gleichen
Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
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Die
Ausführung
nach 4 unterscheidet sich von der nach 3 durch
die Art des aufzubringenden Dekors. Ein Dekor 25, welches
mit der Druckvorrichtung 1 nach 4 aufgebracht
werden soll, weist ein grünes
Zickzackmuster aus Quadraten 26 auf.
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Letztere
entstehend durch Farbmischung von gelben Quadraten, die mit dem
Druckkopf 19 auf die Mantelwand 11 der Übertragungswalze 9 gedruckt
werden, mit blauen Quadraten, die vom Druckkopf 20 auf
die Mantelwand 11 gedruckt werden. Die Farbmischung findet
direkt auf der Mantelwand 11 statt.
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5 zeigt
eine weitere Ausführungsform
einer Druckvorrichtung. Komponenten, die denjenigen entsprechen,
die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die Ausführungen
nach den 1 bis 4 erläutert wurden,
tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen
diskutiert.
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Zusätzlich zur
Ausführung
nach 4 weist die Druckvorrichtung 1 nach 5 eine
Motivwalze 27 auf. Eine Mantelwand 28 der Motivwalze 27 weist eine
permanente, erhabene Motivstruktur auf. Letztere kann durch Näpfchen und/oder
durch Erhebungen in der Mantelwand 28 gebildet sein. Diese
Strukturen sind in der 5 nicht dargestellt. In dem
Ausführungsbeispiel
sei angenommen, dass die Motivwalze 27 Näpfchen aufweist,
in die mit einem nicht dargestellten Rakel aus einem Farbreservoir
Farbe eingedrückt
wird. Die Motivwalze 27 rollt auf der Übertragungswalze 9 auf
einem Umfangsabschnitt von dieser ab, welcher dem von den Druckköpfen 19, 20 beaufschlagten
Umfangsabschnitt vorauseilt. Nachdem die Übertragungswalze 9 sich
entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, dreht sich die Motivwalze 27 im
Uhrzeigersinn.
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Ein
Dekor 29, welches durch die Druckvorrichtung 1 nach 5 aufgedruckt
wird, unterscheidet sich vom Dekor 25 nach 4 durch
ein zusätzliches
Zickzackmuster aus roten Quadraten 30. Letztere werden
durch die Motivwalze 27 erzeugt. Die Motivwalze 27 überträgt den Inhalt
der Näpfchen
auf der Mantelwand 28 beim Abrollen auf die Übertragungswalze 9 auf
die Mantelwand 11.
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Der
Antrieb der Motivwalze 27 erfolgt durch eine weitere, nicht
dargestellte Antriebseinrichtung, die von der Steuereinrichtung 8,
mit der sie in Signalverbindung steht, angesteuert wird. Die Steuereinrichtung 8 ist
bei den Ausführungen
nach den 3 bis 7 nicht
dargestellt.
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Bei
der Motivwalze 27 kann es sich um eine Gravurwalze, um
eine Flexodruck-Walze oder um eine Nass-Offsetdruckwalze handeln.
Auch andere Walzentypen, mit denen ein Kontaktdruck möglich ist,
können
anstelle der Motivwalze 27 eingesetzt sein.
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6 zeigt
eine weitere Ausführung
einer Druckvorrichtung. Komponenten, die denjenigen entsprechen,
die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben
wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals
im Einzelnen diskutiert.
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Die
Druckvorrichtung 1 nach 6 weist zwei
in Vorschubrichtung des Endlossubstrates 16 hintereinander
angeordnete Druckeinrichtungen 31a, 31b auf. Jede
der Druckeinrichtungen 31a, 31b hat eine Übertragungswalze 9 sowie
jeweils 6 Druckköpfe 32 bis 37.
Die Druckköpfe 32 bis 37 sind
einander benachbart in Umfangsrichtung um die Mantelwand 11 der Übertragungswalze 9 auf
der dem Endlossubstrat 16 abgewandten Seite angeordnet.
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Im
Unterschied zu den Druckköpfen 2 bis 5 der
Ausführung
nach 1 drucken die Druckköpfe 32 bis 37 keine
Grundfarben sondern Echtfarben, die anhand einer Analyse einer zu
druckenden Dekorvorlage gewonnen wurden. Bei dieser Echtfarben-Analyse
wird die Dekorvorlage zunächst
optisch erfasst und sodann in ihre farblichen Bestandteile zerlegt.
Insbesondere Farben, die häufig
vorkommen, werden fertig aus Grundfarben zu Echtfarben gemischt,
mit denen die Farb-Reservoirs 6 befüllt werden. Beim Drucken des
Dekors entsprechend der Dekorvorlage ist somit die Notwendigkeit
der Farbmischung auf ein Mindestmaß reduziert. Bei der Druckvorrichtung 1 nach 6 wird
zudem die Dekorvorlage in Teil-Farbmuster zerlegt, welche unabhängig voneinander
durch die Druckeinrichtungen 31a, 31b gedruckt
werden. Bei der Ausführung
nach 6 erfolgt also eine Zerlegung in zwei Teil-Farbmuster. Das
erste Teil-Farbmuster wird von der in der 6 linken
Druckeinrichtung 31a und das zweite Teil-Farbmuster von
der in der 6 rechten Druckeinrichtung 31b gedruckt.
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Zwischen
den Druckeinrichtungen 31a, 31b kann noch eine
Farbtrocknungseinrichtung 38 angeordnet sein, wie in 6 angedeutet.
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Mit
der Druckvorrichtung 1 nach 6 kann beispielsweise
ein Dekor gedruckt werden, welches aus ersten Motiven, die mit einem
ersten Echtfarben-Satz aus sechs Echtfarben gedruckt werden können, und
aus zweiten Motiven, die aus einem zweiten Echtfarbensatz aus sechs
Echtfarben gedruckt werden können,
zusammensetzbar ist.
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7 zeigt
eine weitere Ausführung
einer Druckvorrichtung. Komponenten, die denjenigen entsprechen,
die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben
wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals
im Einzelnen erläutert.
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Die
Druckvorrichtung 1 nach 7 entspricht
einer der beiden Druckeinrichtungen 31a, 31b mit
dem einzigen Unterschied, dass bei der Druckvorrichtung 1 nach 7 fünf Druckköpfe 32 bis 36 anstelle
von sechs Druckköpfen
vorgesehen sind. Dargestellt ist die Druckvorrichtung 1 beim
Drucken einer Holzmaserung 39 als Beispiel für ein Dekor.
Beteiligte Echtfarben sind hier verschiedene Braun- und Grautöne, mit
denen die unterschiedlichen Helligkeitswerte der Maserung dargestellt
werden können. Die
Holzmaserung 39 wird vollständig auf die Mantelwand 11 der Übertragungswalze 9 übertragen
und von dort auf das Endlossubstrat 16.