EP0114169A1 - Verfahren zum Herstellen von Prägungen auf prägfähigen Warenbahnen sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Prägungen auf prägfähigen Warenbahnen sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Download PDF

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EP0114169A1
EP0114169A1 EP83100552A EP83100552A EP0114169A1 EP 0114169 A1 EP0114169 A1 EP 0114169A1 EP 83100552 A EP83100552 A EP 83100552A EP 83100552 A EP83100552 A EP 83100552A EP 0114169 A1 EP0114169 A1 EP 0114169A1
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Saueressig GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F—MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/08—Creasing
    • B31F1/10—Creasing by rotary tools

Definitions

  • the invention relates to a method for producing embossments on embossable webs, in particular paper, cardboard or metal foils, between an embossing roller ( father) and a counter-pressure roller (mother), between which the web passes through a roller printing machine and is thus embossed after the printing inks have been applied as well as a device for carrying out this method with a number of pressure rollers arranged one behind the other in operation and at least one embossing mill for producing embossments, and furthermore a method for setting this device.
  • embossable webs and in particular paper, cardboard or metal, such as those used to manufacture z.
  • B. cigarette boxes are used, first to print and then to emboss in downstream embossing plants.
  • These embossing units are either integrated in the printing presses and form the last processing unit there, or they are connected downstream of the printing presses.
  • a disadvantage of the known embossing plants or embossing machines that they work with high pressure, that the setting of the exact location of the embossing Part is only imperfect or difficult and that due to the high pressure used, they are dimensionally inaccurate, complex, prone to failure, difficult to set up and are not very economical. They also show a high level of wear, the embossing that is carried out is often faulty and, due to their low processing speed, they can unnecessarily reduce the throughput of the printing presses.
  • the above-mentioned method is said to result in particular in an improved embossing at a high throughput speed, the device is to be constructed simply and can be integrated into a normal printing press without z.
  • the frame would have to be reinforced, the operation should be wear-free or wear-resistant and not susceptible to interference and the handling of the embossing device should also be possible for personnel who are otherwise only used to printing machines.
  • the entire embossing process is to be improved and simplified even in the case of material webs which are difficult to emboss, the machine requirements being to be reduced and corresponding to those of a normal printing press.
  • This object is achieved procedurally in that the embossing roller and the counter-pressure roller the web passing between them only in Deform the area of the later embossing.
  • the solution according to the invention in the device mentioned at the outset is such that the embossing unit has an embossing roller (father) made of hard material and a counterpressure roller (mother) made of a relatively soft material, the recesses in the counterpressure roller having a larger or as large volume than the volume of the protrusions of the embossing roller and the material to be formed.
  • the method according to the invention is advantageously carried out in such a way that the embossing roller carries out the forming in the P-embossing area on one side and the recesses in the counter-pressure roller have a larger or only as large a volume as corresponds to the volume of the area of the web to be embossed, whereby the pressure exerted on the continuous web of material between the embossing and the counter-pressure roller is lower or at most as great as between the pressure and impression rollers arranged in front of it in operation.
  • the web runs with a tension between the embossing and the counter-pressure roller, which corresponds to the tension for movement within a printing unit.
  • the distance between the roller surface of the embossing roller and the counter-pressure roller cannot be, or can only be slightly less than, the thickness of the web to be printed and embossed.
  • the recesses in the counter-pressure roller can be produced particularly easily because they have circumferential steps, that is, by means of a ge in the penetration depth controlled lasers can be produced.
  • the platen roller is advantageously made of hard rubber or other laser-compatible materials, while the embossing roller made of metal, e.g. B. steel or chromed copper.
  • the method for setting the device is advantageously characterized in that first the interaction of the rollers of the deformation printing station is carried out on the basis of special brands, which is particularly important and the printing unit in front of it, then the printing unit in front, in turn, is set and controlled.
  • an embossing roller 1 father
  • a counter-pressure roller 2 mother
  • the web 3 runs between these two rollers 1, 2 and is provided with embossments by means of projections 6 of the embossing roller 1.
  • the projections 6 have approximately the shape of the future embossing, they rise from the surface of the embossing roller 1 by means of curves 7.
  • the surface of the counter-pressure roller 2 is provided with recesses 4 which have circumferential steps 5 and whose volume is large enough to accommodate the volume of the web in the area of the embossing point and the volume of the projections 6. If necessary, the volume of the recess 6 can also be slightly larger than the aforementioned volumes.
  • the embossing roller consists of a metal, e.g. B. etched steel or chrome-plated copper, while the pressure roller consists of hard rubber or other laser-compatible materials. This combination of materials already creates the above-mentioned "pressure-free" embossing, the size of the recess 4 of each embossing point supporting this embossing with low pressures.
  • the projections 6 are produced in a known manner by etching off adjacent areas, while the recesses 4 are produced in that the steps are cut out by means of a laser beam adjusted with regard to the depth of penetration.
  • the laser beam cuts out the contours step-wise in terms of their shape and depth.
  • the distance between the embossing roller 1 and the counter-pressure roller 2 corresponds to the thickness of the web or is slightly below it, but the web is only deformed in the elastic region and maintains its initial dimensions. Contrary to conventional embossing technology, the web as such is only deformed in the area of the embossing points and the print and the corresponding dimensions remain unchanged during the embossing.
  • the embossing roller 1 and the counter-pressure roller 2 must have absolute synchronism and have an exact match.
  • the machine setting in the embossing unit is therefore advantageously started and is then carried out backwards against the direction of web travel within the individual printing units, which in each case depend on the unit behind it.
  • the printing unit for the last color is therefore set depending on the printing marks of the embossing, etc.
  • the recesses in the counter-pressure roller 2 are each kept so large that the material deformed during the embossing fits in and it is absolutely surprising to the person skilled in the art that despite the step shape of the recess walls that can be practically carried out in terms of production technology, a smooth embossing takes place, with richer a step shape is no longer recognizable. In view of the high embossing speed, which corresponds to the printing speed of the machine, there is undeniable technical progress.

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Abstract

Verfahren zum Herstellen von Prägungen auf prägfähigen Warenbahnen, insbesondere Papier, Karton oder Metallfolien zwischen einer Prägewalze (Vater) und einer Gegendruckwalze (Mutter), zwischen denen die Warenbahn innerhalb einer Walzendruckmaschine durchläuft und so nach der Aufbringung der Druckfarben geprägt wird, wobei die Prägewalze (1) und die Gegendruckwalze (2) die zwischen ihnen durchlaufende Warenbahn (3) nur im Bereich der späteren Prägungen verformen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, wobei das Prägewerk eine Prägewalze (1) aus hartem Material und eine Gegendruckwalze (2) aus einem relativ weichem oder hartem Material aufweist und die Ausnehmungen (4) in der Gegendruckwalze (2) ein größeres oder so großes Volumen aufweisen, als es dem Volumen der Vorsprünge (6) der Prägewalze (1) und dem umzuformenden Material entspricht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Prägungen auf prägfähigen Warenbahnen, insbesondere Papier, Karton oder Metallfolien, zwischen einer Prägewalze (Vater) und einer Gegendruckwalze (Mutter), zwischen denen die Warenbahn innerhalb einer Walzendruckmaschine durchläuft und so nach der Aufbringung der Druckfarben geprägt wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer Anzahl von betrieblich hintereinander angeordneten Druckwalzen und mindestens einem Prägewerk zum Herstellen von Prägungen und weiterhin ein Verfahren zur Einstellung dieser Vorrichtung.
  • Es ist bereits bekannt, prägfähige Warenbahnen und insbesondere Papier, Karton oder Metall, wie sie zur Herstellung von z. B. Zigarettenschachteln benutzt werden, erst zu bedrucken und dann in nachgeschalteten speziellen Prägewerken zu prägen. Diese Prägewerke sind entweder in die Druckmaschinen integriert und bilden dort das letzte Bearbeitungswerk oder sie sind den Druckmaschinen nachgeschaltet.
  • Nachteilig ist bei den bekannten Prägewerken oder auch Prägemaschinen aber, daß sie mit hohem Druck arbeiten, daß die Einstellung des genauen Ortes der Prägung zum Teil nur unvollkommen oder schwierig möglich ist und daß sie aufgrund des verwendeten hohen Druckes maßlich ungenau, aufwendig, störanfällig, schwierig einzurichten und wenig wirtschaftlich sind. Sie weisen weiterhin einen hohen Verschleiß auf, die vorgenommene Prägung ist oft fehlerhaft und aufgrund ihrer geringen Bearbeitungsgeschwindigkeit können sie den Durchsatz der Druckmaschinen unnötig verringern.
  • Es ist jetzt Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Prägen von prägfähigen Warenbahnen und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu finden, welche die vorgenannten Nachteile nicht mehr aufweisen und bei denen es möglich ist, ohne ohe Drücke, d. h. praktisch drucklos oder mit Drücken zu arbeiten, die denen während des Bedruckens von Tiefdruck-Druckmaschinen entsprechen.
  • Das vorgenannte Verfahren soll insbesondere eine verbesserte Prägung bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit ergeben, die Vorrichtung soll einfach aufgebaut und in eine normale Druckmaschine integrierbar sein, ohne daß z. B. der Rahmen extra verstärkt werden müßte, der Betrieb soll verschleißlos bzw. verschleißarm und störungsunanfällig möglich sein und die Handhabung der Prägevorrichtung soll auch Personal möglich sein, die sonst nur mit Druckmaschinen umzugehen gewöhnt sind.
  • Erfindungsgemäß soll der gesamte Prägevorgang auch bei schwierig zu prägenden Warenbahnen verbessert und vereinfacht werden, wobei die maschinellen Anforderungen verringert werden sollen und der einer normalen Druckmaschine entsprechen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß die Prägewalze und die Gegendruckwalze die zwischen ihnen durchlaufende Warenbahn nur im Bereich der späteren Prägungen verformen.
  • Vorrichtungsmäßig erfolgt.die erfindungsgemäße Lösung bei der eingangs genannten Vorrichtung derart, daß das Prägewerk eine Prägewalze (Vater) aus hartem Material und eine Gegendruckwalze (Mutter) aus einem relativ weichem Material aufweist, wobei die Ausnehmungen in der Gegendruckwalze ein größeres oder so großes Volumen aufweisen, als es dem Volumen der Vorsprünge der Prägewalze und dem umzuformenden Material entspricht.
  • Vorteilhaft wird das erfindungsgemäße Verfahren im einzelnen derart durchgeführt, daß die Prägewalze die Umformung im P-rägebereich einseitig vornimmt und die Ausnehmungen in der Gegendruckwalze ein größeres oder nur ein so großes Volumen aufweisen, als es dem Volumen des zu prägenden Bereiches der Warenbahn entspricht, wobei der auf die durchlaufende Warenbahn ausgeübte Druck zwischen der Präge- und der Gegendruckwalze geringer oder höchstens so groß ist, wie zwischen den betrieblich davor angeordneten Druck- und Presseurwalzen.
  • Vorteilhaft, wodurch im prinzip eine herkömmliche Druckmaschine verwendet werden kann, läuft die Warenbahn mit einer Zugspannung zwischen der Präge- und der Gegendruckwalze hindurch, die der Zugspannung zur Bewegung innerhalb eines Druckwerkes entspricht.
  • In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, daß der Abstand zwischen der Walzenoberfläche der Prägewalze und der Gegendruckwalze nicht oder nur geringfügig geringer sein kann, als die Dicke der zu bedruckenden und zu prägenden Warenbahn.
  • Die Ausnehmungen in der Gegendruckwalze können besonders einfach hergestellt werden, da sie umlaufende Stufen aufweisen, also mittels eines in der Eindringtiefe gesteuerten Lasers herstellbar sind. Die Gegendruckwalze besteht vorteilhaft aus Hartgummi oder anderen laserfähigen Materialien, während die Prägewalze aus Metall, z. B. Stahl oder verchromtem Kupfer, bestehen kann.
  • Das Verfahren zur Einstellung der Vorrichtung kennzeichnet sich vorteilhaft dadurch, daß zuerst das Zusammenwirken der Walzen der Verformungsdruckstation anhand spezieller Marken vorgenommen wird, welches besonders wesentlich ist und davon abhängig das davor liegende Druckwerk, dann das wiederum davor liegende Druckwerk usw. eingestellt und gesteuert wird.
  • Ersichtlicherweise ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung erstmalig möglich, eine Prägung mit hohen Geschwindigkeiten "on line" vorzunehmen, wobei sich für den Fachmann überraschend eine besonders gute Prägequalität ergibt und es kann daher von einer idealen Lösung der anstehenden Probleme gesprochen werden.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben, welche ausschnittsweise die Prägung zwischen einer Erhöhung der Prägewalze und der Ausnehmung der Gegendruckwalze zeigt.
  • In einer herkömmlichen Druckmaschine, z. B. Walzentiefdruckmaschine, sind zusätzlich am Ende des Durchlaufs der Warenbahn, also betrieblich hinter den Druckwerken, eine Prägewalze 1 (Vater) und eine Gegendruckwalze 2 (mutter) angeordnet. Zwischen diesen beiden Walzen 1, 2 verläuft die Warenbahn 3, welche mittles Vorsprüngen 6 derPrägewalze 1 mit Prägungen versehen wird. Die Vorsprünge 6 weisen in etwa die Form der künftigen Prägung auf, sie steigen mittels Rundungen 7 aus der Oberfläche der Prägewalze 1 auf.
  • Die Oberfläche der Gegendruckwalze 2 ist mit Ausnehmungen 4 versehen, die umlaufende Stufen 5 aufweisen und deren Volumen eine Größe besitzt, um das Volumen der Warenbahn im Bereich der Prägestelle sowie das Volumen der Vorsprünge 6 aufnehmen zu können. Gegebenenfalls kann auch das Volumen der Ausnehmung 6 geringfügig größer als die vorgenannten Volumina sein.
  • Die Prägewalze besteht aus einem Metall, z. B. geätztem Stahl oder verchromtem Kupfer, während die Gegendruckwalze aus Hartgummi oder anderen laserfähigen Materialien besteht. Diese Materialzusammenstellung schafft bereits das vorstehend genannte "drucklose" Prägen, wobei die genannte Größe der Ausnehmung 4 jeder Prägestelle dieses Prägen mit geringen Drücken unterstützt.
  • Die Vorsprünge 6 werden in bekannter Weise durch das Abätzen danebenliegender Bereiche hergestellt, während die Ausnehmungen 4 dadurch hergestellt werden, daß die Stufen mittels eines hinsichtlich der Eindringtiefe eingestellten Laserstrahls ausgeschnitten werden. Der ; Laserstrahl schneidet dabei die Konturen hinsichtlich ihrer Form und ihrer Tiefe stufenförmig aus.
  • Es ist für den Fachmann absolut überraschend, daß solche stufenförmige Ausnehmungen eine glatte und auch geschwungene Prägungslinie ermöglichen, wobei die verwendeten Drücke zwischen Prägewalze 1 und Gegendruckwalze 2 denen entsprechen, wie sie zwischen einer Druckwalze und dem Presseur vorliegen. Die Zugkräfte innerhalb der Warenbahn entsprechen dabei denen, wie sie auch in den einzelnen vorgeschalteten Druckwerken entsprechen und das Prägewerk stellt also nur eine umgestaltete Stufe einer Druckmaschine dar.
  • Entgegen den herkömmlichen Prägungen werden also keine Drücke im Bereich von bis zu 100 bar, sondern Drücke unterhalb von 5 bar verwendet, wobei weiterhin dafür Sorge getragen werden kann, daß die Warenbahn sich unter dem verwendeten Druck nicht ausweitet, d. h. der vorherige Druck und auch die Prägung entsprechen in ihrer Größe und Art der gewünschten.
  • Der Abstand zwischen der Prägewalze 1 und der Gegendruckwalze 2 entspricht der Dicke der Warenbahn oder liegt geringfügig darunter, wobei die Warenbahn aber nur im elastischen Bereich verformt wird und ihre Ausgangsdimensionen beibehält. Entgegen der herkömmlichen Prägetechnik wird die Warenbahn als solche also nur im Bereich der Prägestellen verformt und der Aufdruck sowie die entsprechenden Dimensionen bleiben während des Prägens unverändert.
  • Die Prägewalze 1 und die Gegendruckwalze 2 müssen einen absoluten Gleichlauf aufweisen und eine genaue Abstimmung besitzen. Vorteilhaft wird deshalb die Maschineneinstellung im Prägewerk begonnen und wird dann rückwärts gegen die Warenbahnlaufrichtung innerhalb der einzelnen Druckwerke vorgenommen, die sich jeweils nach dem dahinterliegenden Werk richten. Das Druckwerk für die letzte Farbe wird also in Abhängigkeit von den Druckmarken der Prägung eingestellt usw.
  • Die Ausnehmungen in der Gegendruckwalze 2 werden kurz gesagt jeweils so groß gehalten, daß das bei der Prägung verformte Material hineinpaßt und es ist für den Fachmann absolut überraschend, daß trotz der fertigungstechnisch praktisch allein durchführbaren Stufenform der Ausnehmungs-Wandungen eine glatte Prägung erfolgt, bei reicher eine Stufenform nicht mehr erkennbar ist. Angesichts der hohen Prägegeschwindigkeit, die der Druckgeschwindigkeit der Maschine entspricht, ist also ein unbestreitbarer technischer Fortschritt vorhanden.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen von Prägungen auf prägfähigen Warenbahnen, insbesondere Papier, Karton oder Metallfolien zwischen einer Prägewalze (Vater) und einer Gegendruckwalze (Mutter), zwischen denen die Warenbahn innerhalb einer Walzendruckmaschine durchläuft und so nach der Aufbringung der Druckfarben geprägt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze (1) und die Gegendruckwalze (2) die zwischen ihnen durchlaufende Warenbahn (3) nur im Bereich der späteren Prägungen verformen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze (1) die Umformung im Prägebereich einseitig vornimmt und die Ausnehmungen (4) in der Gegendruckwalze (2) ein größeres oder nur ein so großes Volumen aufweisen, als es dem Volumen des zu prägenden Bereiches der Warenbahn (3) entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die durchlaufende Warenbahn (3) ausgeübte Druck zwischen der Präge- und der Gegendruckwalze (1, 2) geringer oder höchstens so groß ist, wie zwischen den betrieblich davor angeordneten Druck-und Presseurwalzen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Warenbahn (3) mit einer Zugspannung zwischen der Präge- und der Gegendruckwalze (1, 2) hindurch bewegt wird, die der Zugspannung zur Bewegung innerhalb eines Druckwerkes entspricht.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Anzahl von betrieblich hintereinander angeordneten Druckwalzen und mindestens einem Prägewerk zum Herstellen von Prägungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägewerk eine Prägewalze (Vater) aus hartem Material und eine Gegendruckwalze (2) (Mutter) aus einem relativ weichem oder hartem Material aufweist, wobei die Ausnehmungen (4) in der Gegendruckwalze (2) ein größeres oder so großes Volumen aufweisen, als es dem Volumen der Vorsprünge (6) der Prägewalze (1) und dem umzuformenden Material entspricht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Walzenoberfläche der Prägewalze (1) und der Gegendruckwalze (2) nicht oder nur geringfügig geringer ist als die Dicke der zu bedruckenden und zu prägenden Warenbahn (3).
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (4) in der Gegendruckbahn (2) umlaufende Stufen (5) aufweisen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckwalze (2) aus Hartgummi oder laserfähigem Material besteht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze (1) aus Metall besteht.
10. Verfahren zur Einstellung der Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst das Zusammenwirken der Walzen (1, 2) des Prägewerkes anhand spezieller Marken, dann das des davor liegenden Druckwerkes, dann des wiederum davor liegenden Druckwerkes usw. eingestellt wird.
EP83100552A 1983-01-22 1983-01-22 Verfahren zum Herstellen von Prägungen auf prägfähigen Warenbahnen sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Expired EP0114169B1 (de)

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