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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Transfer
bildgebender oder abdeckender Schichten von einer Trägerfolie
auf Druckbogen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des
Patentanspruches 7.
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Es
ist bekannt metallische Schichten auf Druckbogen mittels eines Folientransferverfahrens herzustellen.
So ist in der
EP 0
569 520 B1 ein Druckmaterial und eine Druckvorrichtung,
die dieses Material verwendet, beschrieben. In einer Bogen verarbeitenden
Maschine mit einem Anleger und einem Ausleger sind Druckwerke und
ein Beschichtungswerk angeordnet. In wenigstens einem Druckwerk
wird ein Klebstoffmuster als Drucksujet im Flachdruckverfahren aufgetragen.
In dem Beschichtungswerk nach dem Druckwerk sind ein Gegendruckzylinder,
eine Presswalze und eine Folienführung vorgesehen. Darin
wird von einer Folienvorratsrolle ein Folienstreifen durch den Transferspalt
des Beschichtungswerkes zwischen Gegendruckzylinder und Presswalze
geführt und auf der Auslaufseite nach dem Verlassen des
Beschichtungswerkes wieder aufgewickelt. Die Transferfolie enthält
eine Trägerfolie, auf der Funktionsschichten verschiedener
Art wie metallische Schichten, beispielsweise aus Aluminium, oder Kunststoffschichten
aufgebracht sein können. Zwischen Funktionsschicht und
Trägerfolie ist eine Trennschicht vorgesehen, mittels derer
die Funktionsschicht von der Trägerschicht abziehbar ist.
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Nachdem
ein Druckbogen mit einem flächigen Klebstoffauftrag oder
einem Klebstoffmuster versehen ist, wird er durch das Beschichtungswerk
geführt, wobei mittels der Presswalze der auf dem Gegendruckzylinder
aufliegende Druckbogen mit dem Folienmaterial in Verbindung gebracht
wird. Dabei geht die nach unten liegende Funktionsschicht eine enge
Verbindung mit den mit Klebstoff versehenen Bereichen auf dem Druckbogen
ein. Danach haftet die Funktionsschicht lediglich im Bereich der
mit Klebstoff versehenen Muster oder auch vollflächigen Kleberbe reiche
an, wobei der Trägerfolie die Funktionsschicht im Bereich
der Klebstoffmuster entnommen wird. Der Druckbogen wird im beschichteten
Zustand ausgelegt.
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Nachteilig
an den geschilderten Verfahrensweisen ist, dass sie nicht flexibel
einsetzbar sind, ein umfangreiches Knowhow zu den komplexen Prozessen
erfordern und schwierig zu handhaben sind. Vor allem sind die bisher
bekannten Produktionsverfahren auf die Verarbeitung von Bedruckstoffen
aus Papier oder Karton beschränkt. Eine Beschichtung von Folienbedruckstoffen
im Kaltfolienprägeverfahren ist bisher nicht bekannt geworden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher ein Verfahren vorzusehen, mittels dessen
eine Folienbeschichtung von Druckbogen einfach, sicher, wirtschaftlich
und exakt erfolgen kann
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Die
Lösung dieser Aufgabe ergibt sich in einem Verfahren aus
den Merkmalen von Patentanspruch 1 und in einer Vorrichtung aus
von Patentanspruch 7.
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Das
Verfahren ist in vorteilhafter Weise auch einsetzbar, um eine Verbesserung
der Folienausnutzung dadurch zu erreichen, dass die Transferfolie
in eine oder mehrere Teilfolienbahnen geringerer Breite aufgeteilt
wird. In Kombination mit dem vorgenannten Verfahren können
so auch unterschiedliche Folienarten nebeneinander eingesetzt werden.
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Zur
Sicherung der Wirtschaftlichkeit des Beschichtungsverfahrens kann
vorgesehen sein, den Folienvorschub derart zu steuern, dass die
Transferfolie dann angehalten wird, wenn keine Übertragung der
bildgebenden bzw. Metallisierungsschicht erfolgt, z. B. beim Kanaldurchlauf.
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Auftretende
Bahnspannungsschwankungen werden durch die Signale eines in Verbindung
mit dem Folienrollenantriebes (etwa in oder auf der Drehachse montierten)
Sensors wie einem Drehgeber oder Potentiometer an einen Folienabroll-
oder -aufwickelantrieb geleitet. Dadurch kann mittels Drehzahlanpassung
die Bahnspannungsschwankung ausgeregelt werden. Die Vorteile sind:
- – geringe Bahnspannungsschwankungen
- – Die verursachte Bahnspannungsänderung wird über
einen nachgeschalteten Tänzer oder Aufwickelmotor korrigiert.
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Weiterhin
kann in einem Folienapplikationsmodul mit oder annähernd
tangentialer Folienführung durch den Druckspalt in einer
Bogenrotationsdruckmaschine mit einer Stammrolle (bis Formatbreite max.)
oder mehreren Einzelrollen nebeneinander, die auf- bzw. abwickelnde
Rolle(n) haben Antriebe und Bremsen.
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Durch
den Kanaldurchgang (Presswalze bzw. Gummizylinder/Druckzylinder)
kommt es bei jedem Bogendurchlauf (Zylinderumdrehung) zu einer Bahnbeeinflussung
der Folienbahn (Bahnverkürzung im Kanal wirkt sich auf
Bahnspannung der Folie aus). Die Bahnspannung wird gesteuert vorgegeben,
am Bedienpanel des Modules. Das Modul wird bezüglich Kanal-
bzw. Sujet-Taktung weiterentwickelt, wobei die Bahnspannung von
einem relativ hohen Wert zur Aufrechterhaltung beim Kanaldurchgang
reduziert werden muss. Diese Vorgaben führen dazu, dass
insbesondere bei Maschinenlauf die Folienbahn relativ stark – etwa
im Bereich ihrer Eigenfrequenzen – schwingen kann.
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Auf
die Folienbahn soll eine möglichst gleichmäßige
Bahnspannung wirken (optimale Bahnspannung, keine Streckung der
Folie). Hierzu wird Tänzerwalzenbetrieb auch bei mehreren
Einzelrollen gefahren. Der Tänzer regelt (steuert) den
gemeinsamen Kanaldurchgang der Einzelrollenbahnen quasi weitgehend
aus.
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Alternativ
können alle Einzelbahnen über einen eigenen Tänzer
gefahren werden, um konstante Bahnspannung zu erzeugen. Die Folienauf-
und -abwicklung kann mit einzelnen Antrieben oder Antriebs-Brems-Kombination
ausgeführt sein.
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Die
Bahnspannung der Folienbahn kann also geregelt sein (Soll-Ist-Vergleich).
- – Betriebssicherheit des Systems erhöhen
- – Applikationsqualität stabilisieren, Bahnspannung
optimieren
- – Bahnspannung regeln führt zu höherer
Bediensicherheit und Verfügbarkeit.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand zeichnerischer Darstellungen
näher dargestellt.
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Dabei
zeigt:
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1 eine
grundsätzliche Darstellung einer Druckmaschine mit einer
Folientransfereinrichtung.
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1 zeigt
Teile einer Bogenrotationsdruckmaschine, die zwei Druckwerke enthält
und für folgende Zwecke eingesetzt wird:
- – Ein
Druckbogen wird zunächst mit einem flächigen oder
bildgebenden Klebstoffmuster versehen (Druckwerk als Auftragwerk 1).
- – Im Folgedruckwerk wird der Druckbogen gemeinsam mit
einer Transferfolie 5 unter Pressung durch einen Transferspalt 6 geführt,
(Beschichtungswerk 2).
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Das
Auftragwerk 1 kann ein an sich bekanntes Offsetdruckwerk
mit einem Farbwerk 11, einem Plattenzylinder 12 und
einem Drucktuchzylinder 13 sein. Der Drucktuchzylinder 13 wirkt
mit einem Gegendruckzylinder 4 zusammen.
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Das
Beschichtungswerk 2 kann ebenfalls durch ein Offsetdruckwerk
gebildet sein. Der Transferspalt 6 im Beschichtungswerk 2 wird
durch eine Presswalze 3 und einen Gegendruckzylinder 4 gebildet.
Die Presswalze 3 kann dem Drucktuchzylinder entsprechen.
Die Presswalze 3 kann auch dem Formzylinder eines Lackmodules
entsprechen. Innerhalb des für den Folientransfer genutzten
Beschichtungswerkes 2 ist eine Bahnführung 14 für Transferfolien
dargestellt. Die Transferfolie 5 wird dabei durch Schutzeinrichtungen 15 des
Beschichtungswerkes 2 ein- und wieder ausgeführt.
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Die
Presswalze 3 (als Drucktuchzylinder oder Formzylinder oder
separate Presswalze) trägt auf ihrer Oberfläche
ein kompressibles bzw. dämpfendes, z. B. auch mit einer
kompressiblen Zwischenschicht versehenes Element.
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Alternativ
kann eine in das Auftragwerk 1 integrierte Folientransfereinrichtung
vorgesehen sein, wodurch ein integriertes Folienapplikationsmodul
geschaffen wird. Hierbei wird an einem Gegendruckzylinder 4 einem
Druckspalt zwischen einem Drucktuch- oder Formzylinder 13 und
dem Gegendruckzylinder 4 nachgeordnet eine zusätzliche
Presswalze zugeordnet. So kann eine Folienbahn einer Transferfolie
nach der Beschichtung des Bedruckstoffes mittels des Auftragwerkes 1 einem
wie zuvor genannt gebildeten Transferspalt zugeführt und
auch direkt wieder abgeführt werden. Die Kaltfolienprägung
erfolgt so in einem einzigen integrierten Folienapplikationsmodul.
Hierbei kann auch ein Auftragwerk in kompakter Bauweise innerhalb
des Beschichtungsmodules angeordnet sein. Dazu wird eine Kleberauftragvorrichtung
dem Gegendruckzylinder 4 zugeordnet und dem Transferspalt,
der hier zwischen dem Gummizylinder 13 und dem Gegendruckzylinder 3 vorgesehen
wäre, vorgelagert angeordnet. Die Transferfolie würde
hier um den Gummizylinder 13 oder in etwa tangential an
diesem vorbei durch den bezeichneten Druckspalt geführt.
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Die
Folienvorratsrolle 8 ist dem Beschichtungswerk 2 auf
der Seite der Bogenzuführung zugeordnet und weist einen
Drehantrieb 7.1 zur kontinuierlichen geregelten Zuführung
der Transferfolie 5 zum Beschichtungswerk 2 auf.
In der Folienzuführung können Umlenk- bzw. Spannwalzen
zur Führung der Transferfolie 5 in einer im Wesentlichen
konstanten Spannung gegenüber der Presswalze 3 vorgesehen
sein. Auf der ablaufseitigen Seite des Druckwerkes ist eine Foliensammelrolle 9 für
das verbrauchte Folienmaterial vorgesehen. Ein Drehantrieb 7.2 an
der Foliensammelrolle 9 ist stets vorteilhaft. Es kann
sogar vorgesehen sein, dass die Transferfolie 5 mittels
des Drehantriebs 7.2 ablaufseitig gefördert und
zulaufseitig mittels einer Bremse straff gehalten wird.
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Zur
Sicherung der Wirtschaftlichkeit des Beschichtungsverfahrens kann
vorgesehen sein, den Folienvorschub der Transferfolie 5 von
der Folienvorratsrolle 8 zum Transferspalt 6 und
zur Foliensammelrolle 9 schrittweise steuerbar ist, wobei
die Transferfolie 5 dann angehalten wird, wenn keine Übertragung
bildgebender oder abdeckender Schichten erfolgen soll.
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Die
zugehörige Vorrichtung beinhaltet vorzugsweise eine entsprechende
Vorschubsteuerung für die Transferfolie 5, die
dafür sorgt, dass wenigstens der im Bereich der Presswalze 3 und
des Gegendruckzylinders 4 liegende Teil der Folienbahn stillsteht,
solange der Zylinderkanal durchläuft.
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Eine
weitere Verbesserung der Folienausnutzung der beschriebenen Art
ergibt sich, wenn die Transferfolie 5 in eine oder mehrere
Teilfolienbahnen geringerer Breite aufgeteilt wird. Damit kann bei
entsprechender Steuerung mit Hilfe der Einrichtung bzw. Einrichtungen
zur Taktung des Folienvorschubes jeder der Teilfolienbahnen, die
Ausnutzung der Transferfolie 5 auch bei zonal unterschiedlich
langen Beschichtungsbereichen innerhalb eines Bogens verbessert
werden.
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Weiterhin
können in dem Folienapplikationsmodul Trockner 16 vorgesehen
sein, mittels derer der Kleberauftrag oder die gesamte Folienbeschichtung getrocknet
werden können. Hier kommen z. B. UV-Trockner in Frage.
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Weiterhin
kann das Folienapplikationsmodul eine Überwachungseinrichtung 17 zur
Abtastung der Bogenoberfläche mit Auswertung von Bildinhalten der
Beschichtung und Feststellung von Fehlern in der Folienbeschichtung
enthalten.
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Die
Folienführung 14 für eine Folienbahn 5 bzw.
Teilfolienbahnen 19 beinhaltet auf der Zulaufseite zum
Transferspalt 6 ausgehend von einer Einlauföffnung 16 an
einem Druckwerksschutz 15 einige Leitrollen 22.
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Die
Folienführung kann weiterhin dadurch unterstützt
werden, dass der Zylinderkanal der Presswalze 3 mit eine
Abdeckung zur weitgehend zylindrischen Ergänzung der Oberfläche
der Presswalze versehen wird. Dadurch wird die Folienbahn 5 zwar
im Bereich der Greifer G näher an den Gegendruckzylinder 4 herangeführt,
die Folienführung ist insgesamt aber kontinuierlicher und
ruhiger.
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Gleichzeitig
und in erster Linie können auftretende Bahnspannungsschwankungen
beim Durchlauf der Zylinderkanäle von Gegendruckzylinder 4 und
Presswalze 3 ausgeglichen. Die geschieht durch Verlängerung
des Weges der Folienbahn, wenn sich die Zylinderkanäle
im Transferspalt 6 gegenüberstehen bzw. durch
Verkürzung des Weges der Folienbahn nach dem Durchlaufen
der Zylinderkanäle.
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Weiterhin
können Signale eines in Verbindung mit dem Drehantrieb,
wie in der Drehachse des Drehantriebes 7, montierten Sensors,
etwa als Drehgeber oder Potentiometer an den Drehantrieb der Aufwickelrolle 9 geleitet.
Mittels Verarbeitung der Messsignale kann dann eine Drehzahlanpassung
zur Ausregelung der Bahnspannungsschwankungen ermöglicht
werden.
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Die
Verstellung der Tänzerwalzen 18 kann pneumatisch
ausgeführt sein, wobei eine beidseitig eingespannte Tänzerwalze 18 mit
einem Luftpolster in Mittellage über Proportionalventile
gesteuert werden kann. Es ist auch eine hydraulisch, mechanische Lösung
mittels Federn und Gewichten denkbar usw.)
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Eine
als Kanalstoß bezeichnete zyklische Krafteinwirkung auf
die Folienbahn 5, die deren Führungsverhalten
und den Einlauf in den Transferspalt stört, kann so abgefedert
werden: Die Auswirkung der bekannte Änderungen des Bahnweges
der Folienbahn in der Wechselwirkung von Zylinderkanal und Zylinderumfang
auf die Bahnspannung kann so ausgeglichen und eine relativ konstante
Bahnspannung (Bahnzug) eingestellt werden.
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Alternativ
können bei Verwendung von mehreren Einzelrollen die Teilbahnen über
jeweils eine eigene Tänzerwalze 18 geleitet werden,
um eine konstante Bahnspannung erzeugen. Die Folienauf- und -abwicklung
kann mit einzelnen Antrieben oder Antriebs-Brems-Kombination ausgeführt
sein.
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Die
Bahnspannung der Folienbahn kann nach einem Soll-Ist-Wert-Vergleich
auf eine für die Folienbahn angemessene Bahnspannung geregelt sein.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, die Antriebsparameter für die Antriebe 7.1, 7.2 je
nach Betriebszustand des Folientransfers zu verändern.
In vielen Antrieben ist die Umschaltung von Regelparametersätzen
bekannt.
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Bei
der Folienapplikation in einem Beschichtungswerk 2 hat
sich herausgestellt, das in Folge der vielfältigen Störgrößen
die Führung einer Folienbahn 5 durch den Transferspalt 6 nur
mit großen Schwierigkeiten auf einem erwünschten
optimalen Bahnspannungsniveau gehalten werden kann.
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Daher
wird für die Betriebsweisen
- – Beschleunigung
der Folienrollen 8, 9 beim Anfahren des Folienbeschichtungsprozesses,
- – Dauerantrieb der Folienrollen 8, 9 beim
kontinuierlichen Ablauf des Folienbeschichtungsprozesses und
- – Bremsung der Folienrollen 8, 9 beim
Beenden oder Unterbrechen des Folienbeschichtungsprozesses ein unterschiedliches
Antriebsverhalten der Antriebe 7.1, 7.2 vorgesehen.
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Hierfür
ist erfindungsgemäß vorgesehen, vorzugweise jeweils
einen Satz unterschiedlicher Regelparameter in der Steuerung der
Antriebe 7.1, 7.2 für jeden der zuvor
genannten Betriebszustände zu hinterlegen. Die Regelparameter
werden von der Maschinensteuerung selbständig abgerufen
und zur Verarbeitung den Antrieben 7.1, 7.2 zugeleitet.
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Hierdurch
wird erreicht, dass in den instabilen Antriebsbereichen beim Beschleunigen
und Bremsen der Folienbahn 5 bzw. der Folienrollen 8, 9 eine
leicht erhöhte Bahnspannung aus dem Betrieb der Antriebe
hergeleitet wird. Dazu sind die Antriebsparameter für die
Bereiche Beschleunigung und Bremsung steiler bzw. aggressiver und
damit schneller reagierend eingestellt als im Dauerbetrieb des Beschichtungswerkes 2.
Damit wird die Folienbahn 5 beim Beschleunigen durch quasi
schnelleres Beschleunigen der Aufwickelrolle straff gehalten. Weiterhin
wird die Folienbahn beim Bremsen durch quasi langsameres Bremsen
straff gehalten.
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- 1
- Auftragwerk
- 2
- Beschichtungswerk
- 3
- Presswalze
- 4
- Gegendruckzylinder
- 5
- Transferfolie/Folienbahn
- 6
- Transferspalt
- 7
- Rollenantrieb
- 8
- Folienvorratsrolle
- 9
- Foliensammelrolle
- 10
- Pressbespannung
- 11
- Farb-/Feuchtwerk
- 12
- Plattenzylinder
- 13
- Gummi-/Drucktuchzylinder
- 14
- Folienführung
- 15
- Druckwerksschutz
- 16
- Blasvorrichtung
- 17
- Überwachungseinrichtung
- 18
- Tänzerwalze
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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