DE102015212279A1 - Apparatus and method for embossing a thermally deformable substrate or a thermally deformable material layer on a substrate - Google Patents

Apparatus and method for embossing a thermally deformable substrate or a thermally deformable material layer on a substrate Download PDF

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Simon Löprich
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Abstract

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prägen eines thermisch verformbaren Substrates oder einer thermisch verformbaren Materialschicht, bevorzugt Toner, Farbe, Lack, Tinte oder Folie, auf einem Substrat, umfassend eine Prägeform (10a), bevorzugt eine Mikroprägeform aus Silikon, welche unter wenigstens leichtem Druck auf das Substrat (2) oder die Materialschicht (8) einwirkt, zeichnet sich aus, durch eine steuerbare Einheit (9, 9a, 10, 10c, 10e, 10'), bevorzugt eine eindimensional/zonal oder zweidimensional/lokal steuerbare Heizeinrichtung, zur Verbesserung der Verformbarkeit des Substrats oder der Materialschicht, welche die Prägeform, das Substrat und/oder die Materialschicht gezielt ortsvariabel erwärmt.A device according to the invention for embossing a thermally deformable substrate or a thermally deformable material layer, preferably toner, paint, lacquer, ink or foil, on a substrate, comprising an embossing mold (10a), preferably a micro embossing mold made of silicone, which under at least slight pressure on the Substrate (2) or the material layer (8) acts is characterized by a controllable unit (9, 9a, 10, 10c, 10e, 10 '), preferably a one-dimensional / zonal or two-dimensional / locally controllable heater, to improve the Deformability of the substrate or the material layer, which selectively heats the embossing mold, the substrate and / or the material layer in a location-variable manner.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Prägen eines thermisch verformbaren Substrates oder einer thermisch verformbaren Materialschicht auf einem Substrat mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 bzw. 8.The present invention relates to an apparatus and a method for embossing a thermally deformable substrate or a thermally deformable material layer on a substrate having the features of the preamble of claims 1 and 8, respectively.

Die Erfindung liegt in dem technischen Gebiet des Prägens und Abformens bei der Herstellung von Druckprodukten.The invention is in the technical field of embossing and molding in the production of printed products.

Es ist bekannt, Bedruckstoffe und Farben/Lacke, welche auf Substrate aufgebracht wurden, mit einer Prägung, einer Mikroprägung oder einer Abformung zu versehen. Auf diese Weise kann das zu erzeugende Druckprodukt optisch/haptisch/dekorativ oder funktional aufgewertet werden. Eine funktionale Aufwertung stellt z. B. ein derart hergestelltes Hologramm dar, welches als Sicherheitsmerkmal dient.It is known to provide printing materials and paints / varnishes which have been applied to substrates with an embossing, a microembossing or an impression. In this way, the printed product to be generated can be upgraded optically / haptically / decoratively or functionally. A functional enhancement z. B. is a hologram produced in this way, which serves as a security feature.

Der bekannte Stand der Technik in diesem technischen Gebiet umfasst Folgendes:
Die DE 10 2009 040 359 A1 offenbart eine Vorrichtung, die es erlaubt, mit einem Laser auf einen Lack auf einen Substrat einzuwirken und dadurch den Lack lokal an der Stelle der Einwirkung zu härten, teil zu härten oder zu trocken. Anschließend wird der derart vorbehandelte, gehärtete oder getrocknete Lack geprägt.The known state of the art in this technical field comprises the following:
The DE 10 2009 040 359 A1 discloses a device which allows a laser to act on a lacquer on a substrate and thereby to cure, partially cure or dry the lacquer locally at the point of exposure. Subsequently, the thus pretreated, cured or dried paint is embossed.

Die DE 10 2005 021 186 A1 offenbart die Herstellung einer Lack-Beschichtung mittels Inkjet. Durch den Inkjet ist es möglich, die Lack-Beschichtung einem Beschichtungsmotiv entsprechend aufzutragen.The DE 10 2005 021 186 A1 discloses the production of a paint coating by means of inkjet. The inkjet makes it possible to apply the paint coating to a coating motif.

Daneben ist es auch bereits bekannt, Sicherheitsmerkmale bereits bei der Papierproduktion zu erzeugen. Diese Merkmale sind jedoch nicht veränderbar.In addition, it is already known to produce security features already in paper production. However, these features are not changeable.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zu schaffen, welche es ermöglicht, individualisierte Prägemuster zu erzeugen, insbesondere in Verbindung mit dem Digitaldruck. Es ist darüber hinaus eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zu schaffen, welches Entsprechendes ermöglicht.Against this background, it is an object of the present invention to provide a device which is improved over the prior art and which makes it possible to produce individualized embossing patterns, in particular in conjunction with digital printing. It is furthermore a further or alternative object of the present invention to provide a method which is improved over the prior art and which makes corresponding possible.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe stellt eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Hauptanspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Hauptanspruch 8 dar.An inventive solution to this problem is a device having the features of main claim 1 and a method having the features of main claim 8.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prägen eines thermisch verformbaren Substrates oder einer thermisch verformbaren Materialschicht auf einem Substrat, umfassend eine Prägeform, welche unter wenigstens leichtem Druck auf das Substrat oder die Materialschicht einwirkt, zeichnet sich aus, durch eine steuerbare Einheit zur Verbesserung der Verformbarkeit des Substrats oder der Materialschicht, welche die Prägeform, das Substrat und/oder die Materialschicht gezielt ortsvariabel erwärmt.A device according to the invention for embossing a thermally deformable substrate or a thermally deformable material layer on a substrate, comprising an embossing mold which acts on the substrate or the material layer under at least slight pressure, is characterized by a controllable unit for improving the deformability of the substrate or the material layer which selectively heats the embossing mold, the substrate and / or the material layer in a location-variable manner.

„Ortsvariabel” meint, dass die Verformbarkeit des Substrats oder der Materialschicht an einer ersten Stelle verschieden ist, von der Verformbarkeit des Substrats oder der Materialschicht an einer von der ersten verschiedenen zweiten Stelle. Die Verformbarkeit des Substrats oder der Materialschicht kann somit an jeder beliebigen ersten und zweiten Stelle individuell verbessert werden."Locally variable" means that the deformability of the substrate or material layer is different at a first location, from the deformability of the substrate or material layer at a second location different from the first. The deformability of the substrate or of the material layer can thus be improved individually at any desired first and second location.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es mit Vorteil, individualisierte Prägemuster zu erzeugen. Die Individualisierung wird dadurch erreicht, dass die Verformbarkeit des Substrats oder der Materialschicht an verschiedenen Stellen unterschiedlich verbessert wird. Aufeinander folgend hergestellte Druckprodukte können auf diese Weise individualisierte Verformbarkeitsmuster aufweisen. Dies ist insbesondere in Verbindung mit im Digitaldruck erzeugten individualisierten Druckbildern von Vorteil. So ist z. B. eine Abstimmung zwischen individuellem Druckbild und individuellem Prägemuster möglich.The device according to the invention advantageously makes it possible to produce individualized embossing patterns. The individualization is achieved in that the deformability of the substrate or the material layer is improved differently at different locations. Successively manufactured printed products can thus have individualized deformability patterns. This is particularly advantageous in connection with individualized printed images produced in digital printing. So z. B. a vote between individual print image and individual embossing pattern possible.

Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen.Advantageous and therefore preferred developments of the invention will become apparent from the accompanying dependent claims and from the description and the accompanying drawings.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Einheit eine eindimensional/zonal oder zweidimensional/lokal steuerbare Heizeinrichtung umfasst.A preferred embodiment of the invention may be distinguished by the fact that the unit comprises a one-dimensional / zonal or two-dimensional / locally controllable heating device.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Heizeinrichtung einen steuerbaren Laser, ein steuerbares Laser-Array oder einen beweglichen Thermokopf umfasst.A preferred embodiment of the invention may be characterized in that the heating device comprises a controllable laser, a controllable laser array or a movable thermal head.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Prägeform eine strukturierte Silikonform umfasst.A preferred embodiment of the invention may be characterized in that the embossing mold comprises a structured silicone mold.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Prägeform eine Hologrammstruktur umfasst.A preferred embodiment of the invention may be characterized in that the embossing mold comprises a hologram structure.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Substrat eine Kunststofffolie ist und/oder dass die Materialschicht Toner, Farbe, Lack, Tinte oder Folie aufweist.A preferred embodiment of the invention may be characterized in that the substrate is a plastic film and / or that the material layer comprises toner, paint, varnish, ink or foil.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Vorrichtung eine Auftragseinheit umfasst, welche die Materialschicht auf das Substrat aufträgt.A preferred embodiment of the invention may be characterized in that the device comprises an application unit which applies the material layer to the substrate.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Prägen eines thermisch verformbaren Substrates oder einer thermisch verformbaren Materialschicht auf einem Substrat, wobei eine Prägeform unter wenigstens leichtem Druck auf das Substrat oder die Materialschicht einwirkt, zeichnet sich dadurch aus, dass die Verformbarkeit des Substrats oder der Materialschicht unter Einsatz einer steuerbaren Einheit verbessert wird, wobei die Prägeform, das Substrat oder die Materialschicht gezielt ortsvariabel erwärmt wird.A method according to the invention for embossing a thermally deformable substrate or a thermally deformable material layer on a substrate, wherein an embossing mold acts under at least slight pressure on the substrate or the material layer, is characterized in that the deformability of the substrate or the material layer using a controllable Unit is improved, wherein the embossing mold, the substrate or the material layer is selectively heated location variable.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Einheit eindimensional/zonal oder zweidimensional/lokal gesteuert wird.A preferred embodiment of the invention can be characterized in that the unit is controlled one-dimensional / zonal or two-dimensional / local.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Substrat oder die Materialschicht entweder von einer Heizeinrichtung der steuerbaren Einheit direkt oder indirekt über die Prägeform erwärmt wird.A preferred embodiment of the invention may be characterized in that the substrate or the material layer is heated either directly or indirectly via a heating device of the controllable unit via the embossing mold.

Die Erfindung als solche sowie konstruktiv und/oder funktionell vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die zugehörige Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.The invention as such and structurally and / or functionally advantageous developments of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings with reference to a preferred embodiment.

1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit welcher das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist. 1 shows a preferred embodiment of the device according to the invention, with which the inventive method is feasible.

Die gezeigte erfindungsgemäße Vorrichtung 1 oder eine Maschine umfassend die Vorrichtung, z. B. eine Digitaldruckmachine, dient dem Prägen eines thermisch verformbaren Substrates 2 oder einer thermisch verformbaren Materialschicht 8 auf dem Substrat. Die Vorrichtung umfasst optional eine vorgeordnete Einheit 3 und optional eine nachgeordnete Einheit 4. Die vorgeordnete Einheit kann eine Einheit zum Zuführen eines bahn- oder bogenförmigen Substrates sein, z. B. ein Rollenabwickler oder eine Bogenanleger. Das zugeführte Substrat kann bereits eine Materialschicht tragen. Die nachgeordnete Einheit kann eine Einheit zum Aufnehmen des bearbeiteten Substrates sein, z. B. ein Rollenaufwickler oder eine Bogenausleger, oder eine Weiterverarbeitungsmaschine. Das Substrat wird in der Vorrichtung in eine Transportrichtung 5 bewegt.The device according to the invention shown 1 or a machine comprising the device, e.g. As a digital printing machine, is used to emboss a thermally deformable substrate 2 or a thermally deformable material layer 8th on the substrate. The device optionally comprises an upstream unit 3 and optionally a downstream unit 4 , The upstream unit may be a unit for feeding a web or sheet substrate, e.g. B. a Rollenabwickler or a sheet feeder. The supplied substrate may already carry a layer of material. The downstream unit may be a unit for receiving the processed substrate, e.g. B. a Rollenaufwickler or a sheet delivery, or a finishing machine. The substrate is moved in the device in a transport direction 5 emotional.

Das Substrat 2 ist bevorzugt eine Kunststofffolie. Die Materialschicht 8 weist bevorzugt Toner, Farbe, Lack, Tinte oder Folie auf. Eine folienbasierte Materialschicht kann Laminierfolie umfassen.The substrate 2 is preferably a plastic film. The material layer 8th preferably has toner, paint, lacquer, ink or foil. A film-based material layer may comprise laminating film.

Das Substrat 5 kommt während des Transports in den Wirkbereich einer Auftragseinheit 6. Die Auftragseinheit kann eine elektrofotografische Einheit, eine Farb- und/oder Lackauftrag-Einheit, z. B. eine Flexo- oder Siebdruck-Einheit, oder eine Tintenstahl-Einheit sein. Die Auftragseinheit kann eine oder mehrere Farben, Lacke oder Tinten auftragen. Die verwendeten Farben, Lacke oder Tinten sind thermoplastisch. Der Auftragseinheit kann eine Nachbehandlungseinheit 7 zugeordnet sein. Alternativ kann die Nachbehandlungseinheit in eine erweiterte Auftragseinheit 6' integriert sein. Die Nachbehandlungseinheit kann eine Fixier-Einheit (im Falle Elektrofotografie/Tonerdruck) oder ein Trockner (im Falle Flexo-, Sieb- oder Tintenstrahldruck) sein, z. B. ein Heißluft-, UV- oder IR-Trockner. Im Falle von Tintenstrahldruck kann auch vorgesehen sein, dass zunächst mit (nicht thermoplastischen) UV-Tinten ein Mehrfarbbild gedruckt und UV-gehärtet wird und dann eine thermoplastische, wasserbasierte Tinte aufgedruckt wird. Letztere wird getrocknet, z. B. mit IR, und dann erfindungsgemäß gezielt ortsvariabel erwärmt. Die wasserbasierte Tinte kann eine Latextinte sein. Statt Wasser kann auch ein anderes Lösungsmittel für die Tinte verwendet werden, z. B. Isopar. Ganz allgemein können transparente Farben/Lacke/Tinten oder pigmentierte eingesetzt werden. Die Pigmente haben bevorzugt einen mittleren Durchmesser von etwa 1 μm oder weniger.The substrate 5 comes during the transport in the effective range of an application unit 6 , The application unit can be an electrophotographic unit, a color and / or coating unit, z. B. a flexographic or screen printing unit, or an ink steel unit. The application unit can apply one or more paints, varnishes or inks. The colors, paints or inks used are thermoplastic. The application unit can be a post-treatment unit 7 be assigned. Alternatively, the aftertreatment unit can be converted into an extended order unit 6 ' be integrated. The post-treatment unit may be a fuser unit (in the case of electrophotography / toner printing) or a dryer (in the case of flexographic, screen or inkjet printing), e.g. B. a hot air, UV or IR dryer. In the case of ink-jet printing, it may also be provided that a multi-color image is first printed and UV-cured with (non-thermoplastic) UV inks and then a thermoplastic, water-based ink is printed. The latter is dried, for. B. with IR, and then according to the invention selectively heated location variable. The water-based ink may be a latex ink. Instead of water, another solvent for the ink can be used, for. B. Isopar. In general, transparent inks / paints / inks or pigmented ones can be used. The pigments preferably have an average diameter of about 1 μm or less.

Das Substrat 5 kommt während des Transports anschließend in den Wirkbereich einer Prägeeinheit 10. Im gezeigten Beispiel umfasst die Prägeeinheit einen rotierenden Zylinder 10b mit einer aufgenommenen zylindrischen Prägeform 10a. Alternativ kann die Prägeform auch eben sein und durch Auf- und Abbewegen in Kontakt mit dem Substrat 2 oder der Materialschicht 8 gebracht werden. Die Prägeform wirkt unter wenigstens leichtem Druck auf das Substrat oder die Materialschicht ein.The substrate 5 During transport then comes into the effective range of an embossing unit 10 , In the example shown, the embossing unit comprises a rotating cylinder 10b with a recorded cylindrical embossing mold 10a , Alternatively, the embossing mold may also be flat and by moving up and down in contact with the substrate 2 or the material layer 8th to be brought. The embossing mold acts under at least light pressure on the substrate or the material layer.

Die Vorrichtung 1 weist eine steuerbare Heizeinrichtung 10c auf. Im gezeigten Beispiel ist diese im Zylinder 10b aufgenommen. Die Heizeinrichtung kann ein steuerbarer IR-Strahler sein, welcher in lateraler Richtung zur Transportrichtung 5 einzeln ansteuerbare Heizzonen aufweist. Alternativ können die Heizzonen von einer zonal steuerbaren Heißluft- oder Heißwasser-Versorgung gebildet sein. Alternativ können die Heizzonen von einer zonal steuerbaren elektrischen Heizung gebildet sein Die Heizzonen sind einzeln an- und abschaltbar und/oder einzeln in ihrer Leistung steuerbar. Die Steuerung erfolgt mittels eines Rechners 13 über eine nicht dargestellte Verbindung.The device 1 has a controllable heater 10c on. In the example shown, this is in the cylinder 10b added. The heating device may be a controllable IR emitter, which in the lateral direction to the transport direction 5 has individually controllable heating zones. Alternatively, the heating zones may be formed by a zonally controllable hot air or hot water supply. Alternatively, the heating zones can be formed by a zonal controllable electrical heater. The heating zones can be individually switched on and off and / or individually controlled in their performance. The control is done by means of a computer 13 via a connection, not shown.

Die Heizeinrichtung 10c erlaubt es, die Verformbarkeit des Substrats 2 oder der Materialschicht 8 zu verbessern. Dabei wird die Prägeform 10a und von dieser das Substrat und/oder die Materialschicht gezielt ortsvariabel erwärmt. Das Erwärmen erfolgt somit indirekt über die Prägeform. Durch das Erwärmen erhöht sich die Weichheit des Substrates und/oder der Materialschicht bzw. Substrat und/oder Materialschicht wird/werden weicher und dadurch leichter verformbar. Das verwendete thermoplastische Medium wird bevorzugt auf etwa 100 bis 200°C, besonders bevorzugt auf unter 140°C erwärmt. The heater 10c allows the deformability of the substrate 2 or the material layer 8th to improve. At the same time, the stamping mold becomes 10a and heated by this the substrate and / or the material layer specifically variable location. The heating thus takes place indirectly via the embossing mold. The heating increases the softness of the substrate and / or the material layer or substrate and / or material layer is / are softer and thus more easily deformable. The thermoplastic medium used is preferably heated to about 100 to 200 ° C, more preferably below 140 ° C.

Die Prägeeinheit 10 kann optional eine Gegenwalze 10d für den Zylinder 10b aufweisen. In der Gegenwalze kann ein steuerbare Heizeinrichtung 10e angeordnet sein. Die Heizeinrichtung 10e kann in ihrem Aufbau und ihrer Funktion der Heizeinrichtung 10c entsprechen.The embossing unit 10 Optionally a mating roll 10d for the cylinder 10b exhibit. In the counter roll can be a controllable heater 10e be arranged. The heater 10e can in its construction and its function of the heater 10c correspond.

Die Vergrößerung in 1 zeigt dass entweder das Substrat 1 oder die Materialschicht 8 auf dem Substrat nach Verlassen des Wirkbereichs der Prägeeinheit 10 eine Prägung 11 bzw. 12 aufweist. Bei bevorzugter Verwendung einer Mikroprägeform 10a entsteht eine Mikroprägung 11 bzw. 12. Da die Struktur der Prägeform 10a bevorzugt unter nur leichtem Druck in das erweichte Substrat oder die erweichte Materialschicht übertragen wird, kann anstelle von Prägen auch von Abformen gesprochen werden. Die Prägeform ist bevorzugt eine strukturierte Silikonform 10a, besonders bevorzugt eine so genannte Hologrammstruktur, d. h. eine Struktur, welche dazu dient, durch Abformen ein Hologramm zu erzeugen. Die Prägeform weist bevorzugt laterale Strukturen im Bereich von etwa 100 nm bis etwa 1 mm und Strukturtiefen von etwa 100 nm bis etwa 1 mm auf. Die Shore-Härte des verwendeten Silikons liegt bevorzugt zwischen etwa 20 und etwa 100°. Alternativ können ähnlich harte Elastomere zum Einsatz kommen.The magnification in 1 shows that either the substrate 1 or the material layer 8th on the substrate after leaving the effective range of the embossing unit 10 an imprint 11 respectively. 12 having. In preferred use of a microembossing mold 10a creates a micro-embossing 11 respectively. 12 , Because the structure of the stamping mold 10a Preferably, under light pressure only in the softened substrate or the softened material layer is transferred, can be spoken instead of embossing and molding. The stamping mold is preferably a structured silicone mold 10a , particularly preferably a so-called hologram structure, ie a structure which serves to produce a hologram by molding. The embossing mold preferably has lateral structures in the range of about 100 nm to about 1 mm and structure depths of about 100 nm to about 1 mm. The Shore hardness of the silicone used is preferably between about 20 and about 100 °. Alternatively, similar hard elastomers can be used.

Im Falle des Tonerdrucks kann die Prägeeinheit 10 wie eine in der Elektrofotografie übliche Fixierstation ausgebildet sein, jedoch mit strukturierter Prägeform anstelle einer unstrukturierten Gummihülse auf der Metallwalze der Fixierstation. Die Erwärmung durch die Heizeinrichtung liegt hierbei bevorzugt im Bereich von etwa 150 bis etwa 200°C, besonders bevorzugt bei etwa 190°C.In the case of toner pressure, the embossing unit 10 as a usual in electrophotography fuser be formed, but with a textured embossing mold instead of an unstructured rubber sleeve on the metal roller of the fuser. The heating by the heating device is in this case preferably in the range from about 150 to about 200 ° C., more preferably at about 190 ° C.

Alternativ (oder zusätzlich) zur Heizeinrichtung 10c kann auch eine Vorbehandlungseinheit 9 vorgesehen sein. Die Vorbehandlungseinheit umfasst eine zonal steuerbare Heizeinrichtung 9a. Die Heizeinrichtung 9a kann ein steuerbarer IR-Strahler sein, welcher in lateraler Richtung zur Transportrichtung 5 einzeln ansteuerbare Heizzonen aufweist. Alternativ können die Heizzonen von einer zonal steuerbaren elektrischen Heizung, einem so genannten Thermokopf, gebildet sein. Der Thermokopf kann beweglich sein. Alternativ können die Heizzonen von einem oder von mehreren Laser/-n bzw. Laserarray mit Wärme-Energie beaufschlagt werden. Der bzw. die Laser können beweglich sein oder deren Strahlen können in ihrer Richtung verändert werden, um die Zonen zu erreichen. Der bzw. die Laser können IR aussenden oder (bei Einsatz von abgestimmten Absorbern im Substrat oder in der Materialschicht) auch andere Wellenlängen. Die Heizzonen sind einzeln an- und abschaltbar und/oder einzeln in ihrer Leistung steuerbar. Die Steuerung erfolgt mittels eines Rechners 13 über eine nicht dargestellte Verbindung. Die Vorbehandlungseinheit erwärmt das Substrat 2 und/oder die Materialschicht 8 gezielt ortsvariabel. Das Erwärmen erfolgt direkt und nicht indirekt wie bei der Heizeinrichtung 10c. Alternativ kann die Vorbehandlungseinheit in eine erweiterte Prägeeinheit 10' integriert seinAlternatively (or in addition) to the heater 10c can also be a pretreatment unit 9 be provided. The pretreatment unit comprises a zonal controllable heating device 9a , The heater 9a may be a controllable IR emitter, which in the lateral direction to the transport direction 5 has individually controllable heating zones. Alternatively, the heating zones may be formed by a zonally controllable electric heater, a so-called thermal head. The thermal head can be movable. Alternatively, the heating zones can be supplied with heat energy from one or more lasers or laser arrays. The laser or lasers may be movable or their beams may be changed in direction to reach the zones. The laser (s) may emit IR or other wavelengths (using tuned absorbers in the substrate or in the material layer). The heating zones can be individually switched on and off and / or individually controlled in their performance. The control is done by means of a computer 13 via a connection, not shown. The pretreatment unit heats the substrate 2 and / or the material layer 8th specifically location-variable. The heating takes place directly and not indirectly as in the heating device 10c , Alternatively, the pretreatment unit may be in an extended embossing unit 10 ' be integrated

Jede der Heizeinrichtungen 9a, 10c und/oder 10e kann eindimensional/zonal oder zweidimensional/lokal steuerbar sein. Neben der zuvor bereits erwähnten (eindimensional lateralen) zonalen Steuerbarkeit kann also auch eine zweidimensionale Steuerbarkeit vorgesehen sein. Zweidimensional bedeutet: sowohl lateral zur Transportrichtung 5 als auch in Transportrichtung 5. Die zweidimensionale Steuerbarkeit der Erwärmung bzw. Erweichung erlaubt somit eine nicht nur zonale sondern lokale Verbesserung der Verformbarkeit. Die Steuerbarkeit in Transportrichtung kann auch über eine Taktung der jeweiligen Heizeinrichtung erfolgen.Each of the heaters 9a . 10c and or 10e can be one-dimensional / zonal or two-dimensional / locally controllable. In addition to the previously mentioned (one-dimensional lateral) zonal controllability, a two-dimensional controllability can therefore also be provided. Two-dimensional means: both lateral to the transport direction 5 as well as in the transport direction 5 , The two-dimensional controllability of the heating or softening thus allows a not only zonal but local improvement of the deformability. The controllability in the transport direction can also be done via a clocking of the respective heater.

Bei Einsatz einer Vorbehandlungseinheit 9 ist der Abstand dieser Einheit von der Prägeeinheit 10 so gewählt, dass die Temperatur des erwärmten Substrats bzw. der erwärmten Materialschicht noch ausreichend hoch ist, um das thermische Abformen zu ermöglichen. Hierbei ist auch die Geschwindigkeit zu beachten. mit welcher sich das Substrat 2 bewegt.When using a pre-treatment unit 9 is the distance of this unit from the embossing unit 10 chosen so that the temperature of the heated substrate or the heated material layer is still high enough to allow the thermal molding. Here, too, the speed is to be considered. with which the substrate 2 emotional.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtungcontraption
22
Substratsubstratum
33
Vorgeordnete EinheitUpstream unit
44
Nachgeordnete EinheitSubordinate unit
55
Transportrichtungtransport direction
66
Auftragseinheitapplication unit
6'6 '
erweiterte Auftragseinheitextended order unit
77
Nachbehandlungseinheitpost-treatment unit
88th
Materialschichtmaterial layer
99
Vorbehandlungseinheitpretreatment unit
9a9a
steuerbare Heizeinrichtungcontrollable heating device
1010
Prägeeinheitembossing unit
10a10a
Prägeformstamping die
10b10b
Zylindercylinder
10c10c
steuerbare Heizeinrichtungcontrollable heating device
10d10d
Gegenwalzebacking roll
10e 10e
steuerbare Heizeinrichtungcontrollable heating device
10'10 '
erweiterte Prägeeinheitextended embossing unit
1111
geprägtes Substratembossed substrate
1212
geprägte Materialschichtembossed material layer

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102005021186 A1 [0005] DE 102005021186 A1 [0005]

Claims (10)

Vorrichtung zum Prägen eines thermisch verformbaren Substrates oder einer thermisch verformbaren Materialschicht auf einem Substrat, umfassend eine Prägeform (10a), welche unter wenigstens leichtem Druck auf das Substrat (2) oder die Materialschicht (8) einwirkt, gekennzeichnet durch eine steuerbare Einheit (9, 9a, 10, 10c, 10e, 10') zur Verbesserung der Verformbarkeit des Substrats oder der Materialschicht, welche die Prägeform, das Substrat und/oder die Materialschicht gezielt ortsvariabel erwärmt.Device for embossing a thermally deformable substrate or a thermally deformable material layer on a substrate, comprising an embossing mold ( 10a ), which under at least slight pressure on the substrate ( 2 ) or the material layer ( 8th ), characterized by a controllable unit ( 9 . 9a . 10 . 10c . 10e . 10 ' ) to improve the deformability of the substrate or the material layer, which specifically selectively heats the embossing mold, the substrate and / or the material layer. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (9, 9a, 10, 10c, 10e, 10') eine eindimensional/zonal oder zweidimensional/lokal steuerbare Heizeinrichtung (9a, 10c, 10e) umfasst.Device according to claim 1, characterized in that the unit ( 9 . 9a . 10 . 10c . 10e . 10 ' ) a one-dimensional / zonal or two-dimensional / locally controllable heating device ( 9a . 10c . 10e ). Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (9a, 10c, 10e) einen steuerbaren Laser, ein steuerbares Laser-Array oder einen beweglichen Thermokopf umfasst.Apparatus according to claim 2, characterized in that the heating device ( 9a . 10c . 10e ) comprises a controllable laser, a controllable laser array or a movable thermal head. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeform (10a) eine strukturierte Silikonform (10a) umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the embossing mold ( 10a ) a structured silicone mold ( 10a ). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeform (10a) eine Hologrammstruktur umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the embossing mold ( 10a ) comprises a hologram structure. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (2) eine Kunststofffolie ist und/oder dass die Materialschicht (8) Toner, Farbe, Lack, Tinte oder Folie aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate ( 2 ) is a plastic film and / or that the material layer ( 8th ) Toner, paint, varnish, ink or foil. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Auftragseinheit (6, 6') umfasst, welche die Materialschicht (8) auf das Substrat (2) aufträgt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ) an order unit ( 6 . 6 ' ) comprising the material layer ( 8th ) on the substrate ( 2 ). Verfahren zum Prägen eines thermisch verformbaren Substrates oder einer thermisch verformbaren Materialschicht auf einem Substrat, wobei eine Prägeform (10a) unter wenigstens leichtem Druck auf das Substrat (2) oder die Materialschicht (8) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformbarkeit des Substrats oder der Materialschicht unter Einsatz einer steuerbaren Einheit (9, 9a, 10, 10c, 10e, 10') verbessert wird, wobei die Prägeform, das Substrat oder die Materialschicht gezielt ortsvariabel erwärmt wird.Method for embossing a thermally deformable substrate or a thermally deformable material layer on a substrate, wherein an embossing mold ( 10a ) under at least light pressure on the substrate ( 2 ) or the material layer ( 8th ), characterized in that the deformability of the substrate or the material layer using a controllable unit ( 9 . 9a . 10 . 10c . 10e . 10 ' ) is improved, wherein the embossing mold, the substrate or the material layer is selectively heated location variable. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (9, 9a, 10, 10c, 10e, 10') eindimensional/zonal oder zweidimensional/lokal gesteuert wird.Method according to claim 8, characterized in that the unit ( 9 . 9a . 10 . 10c . 10e . 10 ' ) one-dimensional / zonal or two-dimensional / local. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (2) oder die Materialschicht (8) entweder von einer Heizeinrichtung (9a, 10c, 10e) der steuerbaren Einheit (9, 9a, 10, 10c, 10e, 10') direkt oder indirekt über die Prägeform (10a) erwärmt wird.Method according to claim 8 or 9, characterized in that the substrate ( 2 ) or the material layer ( 8th ) either from a heating device ( 9a . 10c . 10e ) of the controllable unit ( 9 . 9a . 10 . 10c . 10e . 10 ' ) directly or indirectly via the embossing mold ( 10a ) is heated.
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