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Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung nach Anspruch 10 eine Bogendruckmaschine zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 und nach Anspruch 11 eine Rollendruckmaschine zum Ausführen eines Verfahrens nach Anspruch 1.
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Dem Stand der Technik nach ist es bekannt Bedruckstoffe zusätzlich neben dem Einsatz herkömmlicher Druckfarben mit Lacken zu veredeln. Eine weitere Gestaltungsmöglichkeit bezüglich der Veredelung von Bedruckstoffen stellt das Prägen dar. Ein Bedruckstoff kann zum einen in sichtbarer, sein Erscheinungsbild ändernder Weise geprägt werden. Zum anderen jedoch auch in unsichtbarer Weise zum Aufbringen von Sicherheitsmerkmalen, welche der Erkennung von Fälschungen dienen.
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Die
DE 198 26 974 A1 offenbart eine Prägevorrichtung für ein Veredelungswerk in einer Druckmaschine, das dazu dient, in vorgelagerten Druckwerken bereits bedruckte Bedruckstoffe optisch aufzuwerten. Zur Prägung kommen hierbei zwei Zylinder zum Einsatz. Ein Zylinder zum Tragen einer Prägeform und ein weiterer Zylinder zum Tragen einer Prägeunterlage. Die Prägeform kann hierbei entweder auf einem Formzylinder oder einem Gegendruckzylinder aufgespannt sein. Die Prägeunterlage kann korrespondierend dazu ebenfalls entweder auf einem Gegendruckzylinder oder einem Formzylinder aufgespannt werden. Der Vorgang des Prägens erfolgt hier nach dem Druck in einer separaten Vorrichtung.
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Die
WO 2005/100025 A1 offenbart eine Prägevorrichtung zur Folienbeschichtung mit einem Gegendruckzylinder und einer Presswalze. Die Presswalze ist dabei mit einem fein strukturierten Bezug versehen. Die Struktur des Bezuges kann eine Grundstruktur aus auf gleicher Höhe liegenden Glaskügelchen und gegenüber der Grundstruktur abweichende Oberflächenelemente aufweisen. Dadurch lassen sich gezielt Struktureffekte auf der Folienoberfläche erzeugen. Der so beschriebene Prägevorgang findet nach dem Bedrucken des Bedruckstoffes statt.
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Die
WO 2004/096570 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen so genannter Hidden Images auf Bedruckstoffen. Dabei handelt es sich um für das menschliche Auge nicht sichtbare Bilder bzw. Informationen. Hierzu weist die Vorrichtung eine gravierte Walze und Gegenwalze, welche gegebenenfalls auch graviert sein kann, auf. Durch die Gravur der Walze bzw. der Walzen wird das Hidden Image in den Bedruckstoff geprägt. Dabei kann die Gravur als Prägeform auf einem Zylinder vorgesehen sein.
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Die
WO 2000/30854 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Strukturen mit einem Oberflächenrelief auf einem Medium, das auf bahnförmigem Bedruckstoff gefördert wird. Dabei wird zunächst das Medium in einer Auftragsstation an Hand einer Druckform auf den zwischen zwei Walzen geförderten Bedruckstoff aufgebracht. Anschließend wird das Medium auf dem Bedruckstoff in eine Formstation befördert. Diese umfasst einen aus zwei Walzen gebildeten Walzenspalt. Die erste Walze der Formstation ist dabei als Gegenwalze ausgebildet. Die zweite Walze trägt ein Formwerkzeug, das im Walzenspalt mit dem Medium in Kontakt gebracht werden kann. Die das Formwerkzeug tragende Walze sowie das Formwerkzeug selbst sind transparent. Die das Formwerkzeug tragende Walze umfasst eine innen liegend angeordnete Optik, der eine UV-Lampe in Wirkverbindung benachbart zugeordnet ist, um UV-Lichtstrahlen in den Walzenspalt zu Fokussieren.
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Die
DE 10 2011 005 594 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Veredeln eines Bedruckstoffes. Hierzu wird der Bedruckstoff in einer ersten Druckzone mit einem UV-Lack beschichtet. Anschließend wird die noch nicht polymerisierte Lackschicht in einer zweiten Druckzone mittels einer auf einem elektromagnetische Strahlung reflektierenden Zylinder angebrachten elektromagnetische Strahlung durchlassenden Form geprägt. Dabei wird von außen elektromagnetische Strahlung zugeführt, welche die Form durchdringt und vom Zylinder reflektiert in die Lackschicht eingetragen wird. Dabei wird die Lackschicht polymerisiert.
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Die
DE 10 2008 013 322 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbringen einer geprägten Information auf den Bedruckstoff. Hierzu ist der Gegendruckzylinder in einem Druckwerk mit Formzylinder und Gegendruckzylinder, mit einem Aufzug mit mikrostrukturierter, den Bedruckstoff kontaktierender Oberfläche bespannt. Der Formzylinder weist eine gewöhnliche Druckform zum Aufbringen gedruckter Informationen auf dem Bedruckstoff auf. Hierbei wird der Bedruckstoff gleichzeitig auf der Oberseite vom Formzylinder bedruckt und von der Unterseite vom Gegendruckzylinder geprägt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Erzeugen von Druckprodukten, wobei ein Fluid auf ein Substrat des Druckprodukts aufgetragen wird, zeichnet sich dadurch aus, dass das Fluid thermoaktivierbar ist, wobei das Substrat mit einer Form zum Erzeugen einer Abformung in das Fluid unter Einsatz wenigstens einer Walze in Kontakt gebracht wird, wobei die Form auf einem Substrat-führenden Zylinder aufgenommen ist, wobei das Substrat die Form wenigstens abschnittsweise umschlingt und wobei das Fluid während des wenigstens abschnittsweisen Umschlingens thermisch beaufschlagt wird.
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Erfindungsgemäß wird das Fluid auf dem Substrat unter Einsatz des substratführenden Zylinders abgeformt. Hierzu wird der Substrat-führende Zylinder so ausgestaltet, dass er mit Formen bezogen werden kann. Da es sich um einen substratführenden Zylinder (z.B. Gegendruck-Zylinder) handelt, wird das Substrat diesen zumindest teilweise umschlingen. Eine dem Substrat-führenden Zylinder zugeordnete Walze (Abformwalze) sorgt für den zur Abformung benötigten leichten Druck auf das sich auf dem substratführenden Zylinder befindende Substrat. Hierbei wird das Substrat thermisch beaufschlagt, damit das thermoaktivierbare Fluid weicher wird und die Abformung leicht und mit geringem Druck erzeugt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung handelt es sich bei dem Fluid um einen wasserbasierten Lack oder um eine UV-Lackbasis mit Thermo-Initiator statt mit einem UV-Initiator.
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Eine weitere hinsichtlich der Abformung vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine Abformwalze eine glatte Metallwalze ist. Dadurch verteilt sich der Druck auf das Substrat beim Abformen gleichmäßig, was Voraussetzung für ein optimales Ergebnis der Abformung ist.
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Eine nächste vorteilhafte Ausführungsform liegt darin, dass die zum Abformen vorgesehene Form kompressibel ist und eine nur geringe Oberflächenenergie zwischen etwa 17 mN/m und etwa 25 mN/m. Bevorzugt ist die Form ein Silikonshim.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung liegt die Kraft, mit der die Abformwalze auf das Substrat drückt, zwischen 5 N und 100 N.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Substrat die Form in einem Winkelbereich zwischen 30° und 360° umschlingt.
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Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die thermische Beaufschlagung des Fluides während des wenigstens abschnittsweisen Umschlingens in einem Temperaturbereich zwischen 40°C und 180°C durchgeführt wird.
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Vorzugsweise wird dieses Verfahren in einer Bogendruckmaschine angewendet.
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Eine weitere vorteilhafte Anwendung des Verfahrens ist bei einer Rollendruckmaschine möglich.
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Die Erfindung sowie weitere konstruktiv und funktionell vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind dem beigefügten Ausführungsbeispiel und den zugehörigen Zeichnungen zu entnehmen.
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Die Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Darstellung des Abform-Vorgangs
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2 eine schematische Seitenansicht eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Druckmaschine bezüglich der Trockner-Konfiguration und thermischen Abformung in einer Doppellack-Konfiguration mit Wendung.
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1 zeigt ein Lackwerk 2 einer Druckmaschine 1, bevorzugt ein Lackwerk zur Verarbeitung von bahnförmigen Bedruckstoffen wie z.B. Papierbahnen. Weiter zeigt 1 ausschnittsweise ein erfindungsgemäßes Abformwerk 3 mit einem Formzylinder 4, einem Umlenkzylinder 10, zwei als Presswalzen wirkende Abformwalzen 6 und einer Heizwalze 7. Der Formzylinder 4 trägt eine Form 8, bevorzugt eine kompressible und aufspannbare, den Bedruckstoff kontaktierende Druckplatte oder Druckhülse in Form eines Silikonshims. Die Abformwalzen 6 und die Heizwalze 7 sind vorzugsweise Gummiwalzen oder glatte Metallwalzen. Die Form 8 auf dem Formzylinder 4 weist eine strukturierte Oberfläche, bevorzugt eine mikrostrukturierte Oberfläche auf. Zwischen dem Lackwerk 2 und dem Abformwerk 3 sind Heißlufttrockner 5 oder IR-Trockner oder Heißluft-IR-Kombinations-Trockner zum Antrocknen des Lackes angebracht. Oberhalb des Formzylinders 4 ist ein weiterer Heißlufttrockner 12 angebracht, welcher den Lack auf dem Substrat 9 anschmilzt und/oder erweicht.
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Ein Substrat 9 in Form einer Bahn wird im Lackwerk 2 mit einem Dispersionslack 11 oder einem thermoaktivierbaren bzw. thermovernetzbaren Lack versehen. Beim Übergang vom Lackwerk 2 in das Abformwerk 3 wird der Lack 11 auf dem Substrat 9 von Trocknern 5 angetrocknet. Im Falle eines thermovernetzbaren Lacks sind die Trockner 5 außer Betrieb (oder nicht vorhanden). Im Abformwerk 3 wird das mit Lack 11 beschichtete Substrat 9 von einem Umlenkzylinder 10 mit der beschichteten Seite nach unten an den die Form 8 tragenden Formzylinder 4 übergeben. Das Substrat 9 umschlingt den Formzylinder 4, wobei die mikrostrukturierte Oberfläche der Form 8 mit dem Lack 11 auf dem Substrat 9 in Kontakt kommt. Dabei wird das Substrat in einem Temperaturbereich von 40°C–180°C z. B. von einem Heißlufttrockner 12 mit Heißluft beaufschlagt. Daneben bzw. stattdessen ist auch eine thermische Beaufschlagung mittels eines Infrarotstrahlers denkbar, oder durch eine Beheizung 16 des substratführenden Formzylinders selbst. Durch die Abformwalzen 6 wird das Substrat 9 mit nur leichtem Druck auf den Formzylinder gepresst, sodass eine Abformung der Mikrostruktur der Oberfläche der Form 8 im Lack 11 auf dem Substrat 9 entsteht. Eine Heizwalze 7 erhitzt dabei das Substrat 9 und damit auch den thermoplastischen Lack 11 und sorgt für eine im Wesentlichen vollständige Abformung der Mikrostruktur. Das Substrat 9 verlässt nun das Abformwerk 3, kühlt dabei ab und der Lack verfestigt sich.
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Im Falle eines thermo-vernetzenden Lacks wird durch den Wärmeeintrag (einer oder mehrerer Vorrichtungen 4, 7 oder 12) eine thermische Vernetzung initiiert, dabei wird der Lack hart und trägt dauerhaft die abgeformte Struktur.
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Alternativ zu der in 1 dargestellten Konfiguration kann auch vorgesehen sein, anstelle der Walzen 6 und 7 einen dritten Zylinder (mit etwa gleichem Durchmesser wie der Zylinder 4) vorzusehen, welcher von dem Substrat teilweise umschlungen wird (bevorzugt etwa 180°). Von diesem Zylinder kann das Substrat an einen vierten Zylinder (mit etwa gleichem Durchmesser wie der Zylinder 4) übergeben werden, welcher von dem Substrat teilweise umschlungen wird (bevorzugt etwa 135°). Der dritte Zylinder kann beheizt und/oder unter leichtem Druck an den Zylinder 4 angestellt sein.
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2 zeigt einen Ausschnitt einer Bogen-Druckmaschine 1. Zu sehen sind ein Lackwerk 2 und ein erfindungsgemäßes Abformwerk 3. Ein Substrat 9 verlässt das Lackwerk 2 und wird mit der Lackschicht 11 nach außen zeigend von einem ersten Transportzylinder 14 übernommen. Dabei wird der Lack, im Falle eines Dispersionslacks, zwecks Antrocknung von einem ersten Heißlufttrockner 5 mit Heißluft beaufschlagt. Das Substrat 9 wird von dem ersten Transportzylinder 14 an einen zweiten Transportzylinder 14 übergeben, auf welchem es nun mit der Lackschicht 11 nach innen zeigend transportiert und von einem zweiten Heißlufttrockner 5 mit Heißluft beaufschlagt wird. Von dem zweiten Transportzylinder 14 wird das Substrat 9 an eine Wendeeinrichtung 13, bestehend aus einem dritten Transportzylinder 14 und einem Wendezylinder 10, übergeben. Dabei wird das Substrat 9 von dem dritten Transportzylinder 14 übernommen, wobei die Lackschicht 11 wieder nach außen zeigt. Während des Transports auf diesem dritten Transportzylinder 14 wird die Lackschicht von einem dritten Heißlufttrockner 5 mit Heißluft beaufschlagt. Das Substrat wird von dem dritten Transportzylinder 14 zur Gänze an dem Wendezylinder 10 vorbeigeführt. Dieser übernimmt das Substrat 9 am hinteren Ende und übergibt es mit der Lackschicht 11 nach innen zeigend an einen als Formzylinder 4 wirkenden Gegendruckzylinder. Die Bezeichnung „Gegendruckzylinder“ wird hier nur insoweit verwendet, als der Zylinder 4 im Rahmen der Erfindung ein Formzylinder ist, ansonsten jedoch ein Gegendruckzylinder eines Transportpfades sein kann. Unterhalb des Wendezylinders ist ein vierter Heißlufttrockner 5 zur Antrocknung des Lackes angebracht. Der als ein Formzylinder wirkender Gegendruckzylinder 4 ist mit einer Form 8 in Gestalt eines kompressiblen Silikonshims mit mikrostrukturierter Oberfläche bespannt. Das Substrat 9 umschlingt diese Form 8, wobei die Lackschicht mit der mikrostrukturierten Oberfläche in Kontakt kommt. Ein erster Heißluft- oder Infrarotstrahler 15 beaufschlagt das Substrat dabei mit einer Temperatur von etwa 100°C. Eine optional beheizte Abformwalze 6 presst das Substrat 9 mit leichtem Druck gegen den optional mittels der Heizeinrichtung 16 beheizten Formzylinder 4, wodurch eine Abformung der mikrostrukturierten Oberfläche der Form 8 auf der Lackschicht 11 entsteht. Ein zweiter Heißluft- oder Infrarotstrahler 15 beaufschlagt das Substrat erneut mit einer Temperatur von etwa 100°C, was zur Erhöhung des Wärmeeintrags in den Lack 11 führt. Das Substrat 9 verlässt nun das Abformwerk 3 mit einer getrockneten Lackschicht mit mikrostrukturierter Oberfläche.
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Im Falle eines thermovernetzenden Lacks entfallen die Trockner 5 (oder sind inaktiv). Dadurch wird der unvernetzte Lack im Abformwerk 3 durch einen oder mehrere der Vorrichtungen 15, 16, 17 mit Wärme beaufschlagt und eine thermische Vernetzung initiiert.
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Alternativ zum Einsatz der Walze / Walzen 6 kann eine Abformung ohne solche Walzen 6 auch allein durch eine auszeichnende Umschlingung und thermische Beaufschlagung erreicht werden, d. h. die Walze / Walzen 6 können eingespart werden.
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Optional kann eine zusätzliche Strahlungsquelle 18 zum Nachvernetzen des Lacks eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckmaschine
- 2
- Lackwerk
- 3
- Abformwerk
- 4
- Formzylinder
- 5
- Heißlufttrockner oder IR-Trockner
- 6
- Abformwalze
- 7
- Heizwalze
- 8
- Form
- 9
- Substrat
- 9a
- Substrat mit Abformung
- 10
- Umlenkzylinder
- 11
- Thermoplastisches Fluid
- 12
- Heißlufttrockner
- 13
- Wendeeinrichtung
- 14
- Transportzylinder
- 15
- Infrarotstrahler oder Heißlufttrockner
- 16
- Heizeinrichtung
- 17
- Heizeinrichtung
- 18
- Strahlungsquelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19826974 A1 [0003]
- WO 2005/100025 A1 [0004]
- WO 2004/096570 [0005]
- WO 2000/30854 [0006]
- DE 102011005594 A1 [0007]
- DE 102008013322 A1 [0008]
