EP2902201A2 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem Bedruckstoff - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem Bedruckstoff Download PDF

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EP2902201A2
EP2902201A2 EP14196524.4A EP14196524A EP2902201A2 EP 2902201 A2 EP2902201 A2 EP 2902201A2 EP 14196524 A EP14196524 A EP 14196524A EP 2902201 A2 EP2902201 A2 EP 2902201A2
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EP
European Patent Office
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embossing
cylinder
printing
lacquer layer
die
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14196524.4A
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English (en)
French (fr)
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EP2902201A3 (de
Inventor
Rainer Stamme
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Manroland Web Systems GmbH
Original Assignee
Manroland Web Systems GmbH
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Publication date
Application filed by Manroland Web Systems GmbH filed Critical Manroland Web Systems GmbH
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Publication of EP2902201A3 publication Critical patent/EP2902201A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F23/00—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing
    • B41F23/08—Print finishing devices, e.g. for glossing prints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F19/00—Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations
    • B41F19/02—Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations with embossing

Definitions

  • the invention relates to a device for producing a structured surface on a printing substrate. Furthermore, the invention relates to a method for producing a structured surface on a printing substrate. The invention further relates to a method for producing a stamping die.
  • sheet-fed printing presses and web-fed printing presses are well known in practice.
  • sheetfed presses sheet-shaped substrates and web-fed substrates are printed.
  • These printing presses may be conventional, printing-form-based printing machines or also printing-form-free, digital printing presses.
  • offset printing presses are preferably used for printing substrates with conventional sheet-fed presses or conventional web-fed printing presses.
  • coatings can be transparent, transparent coatings as well as colored coatings.
  • coatings on a substrate for example in coating plants
  • such coating plants can work, for example, by the offset printing process or flexographic printing process or gravure printing process or screen printing process.
  • varnishes of variable layer thickness via inkjet printing processes in this regard, the state of the art US Pat. No. 7,451,698 B2 directed.
  • a three-dimensionally structured surface on printed products.
  • These may be, for example, haptically perceptible surface structures, which may serve, for example, to provide a security function, such as an anti-counterfeiting function.
  • films and thin paper materials should be able to be provided with a structured surface.
  • the back of the substrate should not be rendered unusable as a print image carrier.
  • the present invention has the object to provide a novel device for producing a structured surface on a substrate and a corresponding method.
  • the device according to the invention comprises at least the following components: a coating unit for applying a lacquer coating to a printing substrate; a coater downstream of the coating unit for transferring a three-dimensional structure into the lacquer layer applied to the printing material with the aid of the coating unit before drying thereof; a drying device arranged downstream of the embossing unit for drying the lacquer layer applied with the aid of the coating unit and structured with the aid of the embossing machine, forming the structured surface on the printing material.
  • both sides of a printing material can serve as a print image carrier or optionally be provided on both sides with a structured surface.
  • the embossing machine does not transfer the three-dimensional structure exclusively into the lacquer layer applied with the aid of the lacquer coating before drying the same into the printing substrate which carries the lacquer layer. This ensures that the material structure of the substrate is not changed or even damaged during the formation of the structured surface.
  • the embossing machine has a stamping die carrying a stamping cylinder and cooperating with the stamping cylinder counter cylinder, wherein the substrate provided with paint layer is movable through an embossing gap formed between the embossing cylinder and the counter cylinder while transmitting the three-dimensional structure.
  • Such a design of the embossing mill is particularly advantageous.
  • This high processing speeds can be realized in the production or training of the structured surface on the substrate, namely those speeds that are adapted to the printing speeds of known printing machines.
  • the device is particularly suitable for integration into a printing machine designed as a sheet-fed printing press or as a web-fed printing press, in order to form the structured surfaces inline with the printing process at high speed on the printed substrates.
  • the cylinder group of the embossing machine comprising the embossing cylinder and the counter-cylinder is driven in an eigenmotor manner via a direct drive.
  • this cylinder group can be synchronized to the rest of the printing process. In this case, no sluggish or braking slip occurs at the cylinder group of the embossing mill, so that structured surfaces of high quality can be formed on the printing substrates.
  • the method according to the invention for producing a structured surface on a printing substrate is defined in claim 12.
  • the method according to the invention for producing a stamping die for use in the method according to the invention and / or in the method according to the invention is defined in claims 15 and 16.
  • the present invention relates to an apparatus for producing a structured surface on a printing substrate. Furthermore, the invention relates to a method for producing a structured surface on a printing substrate.
  • the invention relates to a method for producing a stamping die for use in a device according to the invention and / or a method according to the invention.
  • Fig. 1 shows a highly schematic of a device 10 according to the invention for producing a structured surface on a web-shaped substrate 11.
  • the web-shaped substrate 11 is in Fig. 1 one in advance printed substrate, which is held ready on a Rollenzuglass noise 12 in the form of a Beffystoffrolle 13.
  • the device 10 comprises a coating unit 14 in order to apply a lacquer layer to the printing material 11.
  • the coating unit 14 is in the embodiment of Fig. 1 to a working according to the offset printing principle coating unit. It should be noted that other coating plants can be used, which are based on other printing processes, such as coating plants, the high-pressure process, gravure printing or screen printing process or the inkjet process, which also christformund format variable is - based.
  • the coating unit 14 is used to apply a flat lacquer layer of constant or variable thickness on at least parts of the printing material eleventh
  • the coating unit 14 is downstream of a stamping 15.
  • the embossing unit 15 serves to transfer a three-dimensional structure into the lacquer layer applied to the printing material 11 with the aid of the coating unit 14 before it is dried.
  • the embossing unit 14 transfers the three-dimensional structure exclusively into the lacquer layer applied to the printing material 11 with the aid of the coating unit 14 and not into the printing material carrying the lacquer layer, thus accordingly the material structure of the printing material by transferring the three-dimensional structure into the lacquer layer in the area of the embossing unit 15 is not changed.
  • the embossing unit 15 is followed by a drying or curing device 16 to cure or dry the paint applied with the aid of the coating unit 14 and structured by means of the embossing unit 15 to form the structured surface on the printing substrate 11.
  • the drying or curing device 16 may be an infrared drying device or a UV curing device or an electron beam curing device or a hot air drying device or any other Drying device act by means of which a paint can be cured or dried.
  • the drying device 16 is downstream of a further processing device 17 to further process the substrate 11 provided with the structured surface.
  • This can be, for example, a folding unit or a cross cutter.
  • the further processing device 17 may be a rewinding device in order subsequently to rewind the printed substrate 11 provided with the structured surface onto a reel.
  • Fig. 5 shows a detail of the embossing unit 15, which serves to transfer a three-dimensional structure in the applied with the aid of the coating unit 14 on the substrate 11 lacquer layer 18 before drying the lacquer layer.
  • Fig. 5 a printing material 11, which is provided on one side with a flat lacquer layer 18, wherein the embossing unit 15 has a stamping die 19 carrying embossing cylinder 20 and cooperating with the embossing cylinder 20 counter-cylinder 21.
  • the printing material 11 provided with the sheet-like lacquer layer 18 is moved through an embossing gap 22 formed between the embossing cylinder 20 and the counter-cylinder 21, whereby a three-dimensional structure 23 is transferred into the flat lacquer layer 18 of the printing material 11 via the embossing die 19.
  • the lacquer layer 18 applied to the printing substrate 11 has not yet hardened.
  • the curing takes place rather downstream of the embossing unit 15 in the drying device 16, which is downstream of the embossing machine 15.
  • the procedure is such that a relatively low pressure is exerted on the printing material 11 in the two-dimensional lacquer layer 18 during the transfer of the three-dimensional structure. This prevents that the not yet cured lacquer layer 18, which still assumes a viscous state, is crushed. On the contrary, the pressure is sufficient to not transfer the three-dimensional structure predetermined by the embossing die 19 into the lacquer layer 18, however, into the printing material 11.
  • the embossing die 19 is a plate that can be tensioned on the embossing cylinder 20 or a cloth that can be tensioned on the embossing cylinder 20, a so-called leading end and a so-called trailing end of such a plate-like or cloth-like embossing die 19 can be tensioned in a chucking channel 24 of the embossing cylinder 20.
  • embossing die on a ferromagnetic sheet and to clamp this on a magnetic or magnetizable embossing cylinder.
  • This embodiment has the advantage that in the case of partial painting or partial stamping of the coating, the at least one stamping die can be positioned as desired on the stamping cylinder.
  • the embossing die 19 received by the embossing cylinder 20 may be flexible or rigid. Then, when the embossing die 19 is flexible, the counter-cylinder 21 is preferably rigid on its surface. On the other hand, if the embossing patrix 19 is rigid, the counter-cylinder 21 is preferably flexible on its surface so as to allow, in combination on the one hand, a secure transfer of the three-dimensional structure starting from the embossing patrix 19 into the two-layer lacquer layer 18 of the printing substrate 11 and, on the other hand, the small one Pressure in the transfer of the three-dimensional structure in the To ensure lacquer layer 18 and thus to prevent squeezing of the lacquer layer 18 in the embossing unit 15 and damage to the printing material 11.
  • the embossing cylinder 20 received embossing die 19 has an embossing surface of a paint-repellent material.
  • it can then be prevented that the not yet cured lacquer of the sheet-like lacquer layer 18 in the embossing unit 15 adheres to the embossing die 19 and contaminates the same. This can improve the quality of the structured surface being formed.
  • the embossing machine 15 may comprise a cleaning device, which is preferably associated with the embossing cylinder 20, namely such that the embossing die 19 can be continuously or temporarily cleaned during the embossing process.
  • the embossing cylinder 20 and the counter cylinder 21 comprehensive cylinder group of the embossing 15 is associated with a direct drive to drive embossing cylinder 20 and counter-cylinder 21 in the embossing machine 13 self-powered via this direct drive.
  • a direct drive to drive embossing cylinder 20 and counter-cylinder 21 in the embossing machine 13 self-powered via this direct drive.
  • the quality of the structured surface on the printing material 11 can be further increased.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the invention, in which the device 10 is integrated to produce a structured surface on a substrate in a web printing press.
  • the device 10 according to the invention is preceded by a plurality of printing units 25 comprehensive printing unit 26 for printing a web-shaped substrate 11, wherein in Fig. 2 the web-shaped printing substrate 11 is transported in the horizontal direction by the printing units 25.
  • Such a web transport of the printing material web is customary in web presses designed as commercial printing presses.
  • the invention is not limited to such a configuration of a web-fed printing machine.
  • the invention can also be used in web-fed printing presses with a vertical web run of the web-shaped printing material web to be printed, as is usual in newspaper printing presses.
  • the printing units 25 may preferably be offset and / or gravure and / or flexo printing units and / or digital printing units.
  • the invention can also be used in printing presses designed as sheet-fed printing presses.
  • a device 10 according to the invention which comprises at least the coating unit 14, the embossing unit 15 and the drying device 16, Printed sheets offline to be printed on the same with a structured surface.
  • Printed sheets are held ready as a stack in a feeder 27 and then stacked on the same in a boom 27 to form the structured surface.
  • the formation of the structured surface takes place on printed sheet-shaped substrates inline for printing the same, according to Fig. 4 the inventive device 10 printing units 29 are upstream of a sheet-fed press.
  • a structured surface can be formed with the method according to the invention, in particular on thin substrates, on sensitive substrates such as corrugated board and foils.
  • the invention finds use for forming a structured film on a film-like material.
  • a film-like printing material may be, for example, a film of a thermoplastic material or else a film of aluminum.
  • Drying of the structured surface is preferably carried out using UV drying, since under UV radiation, dryable lacquers can be dried particularly quickly.
  • the embossing patterns 19 used in the method according to the invention and in the device according to the invention can be produced by transferring to a blank 30 provided a digital print image generated by means of a digital image data generation method by means of an exposure process. Subsequently, the embossing profile 31 is cured and unexposed profile areas are washed out. This makes it possible to produce a stamping die 19 simply and reliably.
  • stamping die 19 it is possible to produce a stamping die 19 by applying the blanking profile 31 to a blank 30 provided by means of a three-dimensional inkjet printing method and thus a three-dimensional inkjet printing technique.
  • a lacquer layer is applied to the corresponding surface of the printing material, wherein the not yet dried lacquer layer is provided in a stamping mill with a three-dimensional structure. Subsequently, the drying of the lacquer layer takes place to form the structured surface on the substrate.
  • the invention can be used in particular to form three-dimensional structures on a surface of a printed product in packaging printing or decor printing or security printing.
  • structured surfaces can be applied to a substrate, which increase the security against counterfeiting.

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Abstract

Vorrichtung zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem Bedruckstoff, mit zumindest folgenden Baugruppen: einem Lackwerk (14) zum Auftragen einer Lackschicht (18) auf einen Bedruckstoff (11); einem dem Lackwerk (14) nachgelagerten Prägewerk (15) zum Übertragen einer dreidimensionalen Struktur auf die mit Hilfe des Lackwerks (14) auf den Bedruckstoff aufgetragene Lackschicht (18) vor der Trocknung derselben; einer dem Prägewerk (15) nachgelagerten Trocknungseinrichtung (16) zum Trocknen der mit Hilfe des Lackwerks (14) aufgetragenen und mit Hilfe des Prägewerks (15) strukturierten Lackschicht (18) unter Ausbildung der strukturierten Oberfläche auf dem Bedruckstoff (11).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem Bedruckstoff. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem Bedruckstoff. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Prägepatrize.
  • Zum Bedrucken von Bedruckstoffen sind aus der Praxis Bogendruckmaschinen und Rollendruckmaschinen hinlänglich bekannt. In Bogendruckmaschinen werden bogenförmige Bedruckstoffe und in Rollendruckmaschinen bahnförmige Bedruckstoffe bedruckt. Bei diesen Druckmaschinen kann es sich um konventionelle, druckformbasierte Druckmaschinen oder auch um druckformlose, digitale Druckmaschinen handeln. Zum Bedrucken von Bedruckstoffen mit konventionellen Bogendruckmaschinen oder konventionellen Rollendruckmaschinen finden vorzugsweise Offset-Druckmaschinen Verwendung.
  • Aus der Praxis ist es ebenfalls bereits bekannt, zur Veredelung bedruckter Bedruckstoffe auf dieselben Lackierungen aufzutragen. Bei solchen Lackierungen kann es sich um transparente, durchsichtige Lackierungen als auch um farbige Lackierungen handeln. So ist es aus der Praxis bekannt, Lackierungen auf einen Bedruckstoff zum Beispiel in Lackwerken aufzutragen, wobei solche Lackwerke zum Beispiel nach dem Offsetdruck-Verfahren oder Flexodruck-Verfahren oder Tiefdruck-Verfahren oder auch Siebdruck-Verfahren arbeiten können. Weiterhin ist es aus dem Stand der Technik bereits bekannt, Lackierungen variabler Schichtdicke über Inkjet-Druckverfahren aufzutragen, diesbezüglich sei auf den Stand der Technik US 7,451,698 B2 verwiesen.
  • Zur weiteren Differenzierung von Druckprodukten ist es bereits bekannt, an Druckprodukten eine dreidimensional strukturierte Oberfläche auszubilden. Dabei kann es sich zum Beispiel um haptisch wahrnehmbare Oberflächenstrukturen handeln, die zum Beispiel der Bereitstellung einer Sicherheitsfunktion wie einer Fälschungsschutzfunktion, dienen können.
  • Um an bedruckten Bedruckstoffen dreidimensional strukturierte und damit haptisch wahrnehmbare Oberflächen auszubilden, ist es aus der Praxis bekannt, die Bedruckstoffe mit einer mechanischen Prägestanze zu bearbeiten. Dabei wird mit einer Prägeform unter hohem Druck ein Profil in das Materialgefüge des Bedruckstoffs eingeprägt. Die Prägung erfolgt dabei typischerweise von der Rückseite des Bedruckstoffs aus, um das Prägebild positiv erhaben an der Vorderseite des Bedruckstoffs wahrnehmbar zu machen. Bei den aus der Praxis bekannten Prägeverfahren wird demnach das Materialgefüge des Bedruckstoffs geändert. Eine Rückseite des Bedruckstoffs ist als Druckbildträger nicht mehr brauchbar. Ferner kann mit solchen mechanischen Prägestanzen nur an robusten Bedruckstoffen eine strukturierte Oberfläche ausgebildet werden, nämlich an solchen Bedruckstoffen, die infolge des mechanischen Prägevorgangs nicht beschädigt werden. Folien oder dünne Papiermaterialien sind auf Grundlage ihrer Materialgefüge nicht mit einer mechanischen Prägestanze bearbeitbar, weil sie hierbei zerstört werden.
  • Es besteht daher Bedarf an einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einen Bedruckstoff, mit Hilfe derer die obigen Nachteile vermieden werden können. So sollen insbesondere auch Folien und dünne Papiermaterialien mit einer strukturierten Oberfläche versehen werden können. Ferner soll die Rückseite des Bedruckstoffs als Druckbildträger nicht unbrauchbar gemacht werden.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Vorrichtung zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem Bedruckstoff und ein entsprechendes Verfahren zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst zumindest folgende Baugruppen: ein Lackwerk zum Auftragen einer Lackschicht auf einen Bedruckstoff; ein dem Lackwerk nachgelagertes Prägewerk zum Übertragen einer dreidimensionalen Struktur in die mit Hilfe des Lackwerks auf den Bedruckstoff aufgetragene Lackschicht vor der Trocknung derselben; eine dem Prägewerk nachgelagerte Trocknungseinrichtung zum Trocknen der mit Hilfe des Lackwerks aufgetragenen und mit Hilfe des Prägewerks strukturierten Lackschicht unter Ausbildung der strukturierten Oberfläche auf dem Bedruckstoff. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die aus der Praxis bekannten Nachteile bei der Ausbildung strukturierter Oberflächen auf einem Bedruckstoff vermieden werden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können selbst empfindliche Bedruckstoffe wie Folien und dünne Papiermaterialien mit einer strukturierten Oberfläche versehen werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass das Materialgefüge des Bedruckstoffs nicht verändert wird. Demnach können beide Seiten eines Bedruckstoffs als Druckbildträger dienen oder gegebenenfalls beidseitig mit einer strukturierten Oberfläche versehen werden.
  • Vorzugsweise überträgt das Prägewerk die dreidimensionale Struktur ausschließlich in die mit Hilfe des Lackwerks aufgetragene Lackschicht vor der Trocknung derselben jedoch nicht in den die Lackschicht tragenden Bedruckstoff. Hiermit wird gewährleistet, dass das Materialgefüge des Bedruckstoffs bei der Ausbildung der strukturierten Oberfläche nicht verändert oder gar beschädigt wird.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Prägewerk einen eine Prägepatrize tragenden Prägezylinder und einen mit dem Prägezylinder zusammenwirkenden Gegenzylinder auf, wobei der mit Lackschicht versehene Bedruckstoff durch einen zwischen dem Prägezylinder und Gegenzylinder ausgebildeten Prägespalt unter Übertragung der dreidimensionalen Struktur hindurch bewegbar ist.
  • Eine derartige Ausgestaltung des Prägewerks ist besonders vorteilhaft. Damit können hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten bei der Herstellung bzw. Ausbildung der strukturierten Oberfläche auf dem Bedruckstoff realisiert werden, und zwar solche Geschwindigkeiten, die an die Druckgeschwindigkeiten bekannter Druckmaschinen angepasst sind. Dadurch eignet sich die Vorrichtung insbesondere zur Integration in eine als Bogendruckmaschine oder als Rollendruckmaschine ausgebildete Druckmaschine, um inline zum Druckverfahren mit hoher Geschwindigkeit an den bedruckten Bedruckstoffen die strukturierten Oberflächen auszubilden.
  • Vorzugsweise ist die den Prägezylinder und den Gegenzylinder umfassende Zylindergruppe des Prägewerks eigenmotorisch über einen Direktantrieb angetrieben. Dann, wenn die Zylindergruppe des Prägewerks, die den Prägezylinder und den mit dem Prägezylinder zusammenwirkenden Gegenzylinder umfasst, eigenmotorisch angetrieben wird, kann diese Zylindergruppe zum übrigen Druckprozess synchronisiert werden. In diesem Fall entsteht dann an der Zylindergruppe des Prägewerks kein schleppender bzw. bremsender Schlupf, so dass strukturierte Oberflächen mit hoher Qualität an den Bedruckstoffen ausgebildet werden können.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem Bedruckstoff ist in Anspruch 12 definiert. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Prägepatrize zur Verwendung in der erfindungsgemäßen und/oder in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist in Anspruch 15 und 16 definiert.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
    • Fig. 3
    eine schematisierte Vorrichtung zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem bogenförmigen Bedruckstoff nach einer ersten Variante der Erfindung;
    Fig. 4
    eine schematisierte Vorrichtung zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem bogenförmigen Bedruckstoff nach einer zweiten Variante der Erfindung;
    Fig. 1
    eine schematisierte Vorrichtung zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem bahnförmigen Bedruckstoff nach einer ersten Variante der Erfindung;
    Fig. 2
    eine schematisierte Vorrichtung zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem bahnförmigen Bedruckstoff nach einer zweiten Variante der Erfindung;
    Fig. 5
    ein Detail eines Prägewerks der Vorrichtungen der Fig. 1 bis 4.
  • Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem Bedruckstoff. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem Bedruckstoff.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Prägepatrize zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder einem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Fig. 1 zeigt stark schematisiert eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem bahnförmigen Bedruckstoff 11. Bei dem bahnförmigen Bedruckstoff 11 handelt es sich in Fig. 1 um einen vorab bedruckten Bedruckstoff, der an einer Rollenzuführeinrichtung 12 in Form einer Bedruckstoffrolle 13 bereitgehalten wird.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 umfasst ein Lackwerk 14, um auf dem Bedruckstoff 11 eine Lackschicht aufzutragen. Bei dem Lackwerk 14 handelt es sich im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 um ein nach dem Offset-Druckprinzip arbeitendes Lackwerk. Es sei darauf hingewiesen, dass auch andere Lackwerke zum Einsatz kommen können, die auf anderen Druckverfahren beruhen, so zum Beispiel Lackwerke, die auf dem Hochdruck-Verfahren, Tiefdruck-Verfahren oder Siebdruck-Verfahren oder dem Inkjet-Verfahren, welches darüber hinaus druckformund formatvariabel ist - beruhen. Das Lackwerk 14 dient dem Auftragen einer flächigen Lackschicht konstanter oder variabler Dicke auf zumindest Teilen des Bedruckstoffs 11.
  • Dem Lackwerk 14 ist ein Prägewerk 15 nachgelagert. Das Prägewerk 15 dient dem Übertragen einer dreidimensionalen Struktur in die mit Hilfe des Lackwerks 14 auf den Bedruckstoff 11 aufgetragene Lackschicht vor der Trocknung derselben. Dabei überträgt das Prägewerk 14 die dreidimensionale Struktur ausschließlich in die mit Hilfe des Lackwerks 14 auf den Bedruckstoff 11 aufgetragene Lackschicht und nicht in den die Lackschicht tragenden Bedruckstoff, sodass demnach das Materialgefüge des Bedruckstoffs durch das Übertragen der dreidimensionalen Struktur in die Lackschicht im Bereich des Prägewerks 15 nicht verändert wird.
  • Dem Prägewerk 15 ist eine Trocknungs- oder Härtungseinrichtung 16 nachgelagert, um den mit Hilfe des Lackwerks 14 aufgetragenen und mit Hilfe des Prägewerks 15 strukturierten Lack unter Ausbildung der strukturierten Oberfläche auf dem Bedruckstoff 11 auszuhärten oder zu trocknen. Bei der Trocknungs- oder Härtungseinrichtung 16 kann es sich um eine Infrarot-Trocknungseinrichtung oder um eine UV-Härtungseinrichtung oder um eine Elektronenstrahl-Härtungseinrichtung oder um eine Heißluft-Trocknungseinrichtung oder jede sonstige Trocknungseinrichtung handeln, mit Hilfe derer ein Lack ausgehärtet oder getrocknet werden kann.
  • Der Trocknungseinrichtung 16 ist eine Weiterverarbeitungseinrichtung 17 nachgelagert, um den mit der strukturierten Oberfläche versehenen Bedruckstoff 11 weiter zu verarbeiten. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Falzwerk oder einen Querschneider handeln.
  • Ebenso kann es sich bei der Weiterverarbeitungseinrichtung 17 um eine Wiederaufwicklungseinrichtung handeln, um den bedruckten und mit der strukturierten Oberfläche versehenen Bedruckstoff 11 anschließend wieder auf eine Rolle aufzuwickeln.
  • Fig. 5 zeigt ein Detail des Prägewerks 15, welches dem Übertragen einer dreidimensionalen Struktur in die mit Hilfe des Lackwerks 14 auf den Bedruckstoff 11 aufgetragene Lackschicht 18 vor der Trocknung der Lackschicht dient. So zeigt Fig. 5 einen Bedruckstoff 11, der an einer Seite mit einer flächigen Lackschicht 18 versehen ist, wobei das Prägewerk 15 einen eine Prägepatrize 19 tragenden Prägezylinder 20 und einen mit dem Prägezylinder 20 zusammenwirkenden Gegenzylinder 21 aufweist. Der mit der flächigen Lackschicht 18 versehene Bedruckstoff 11 wird durch einen zwischen dem Prägezylinder 20 und dem Gegenzylinder 21 ausgebildeten Prägespalt 22 hindurchbewegt, wobei hierbei über die Prägepatrize 19 eine dreidimensionale Struktur 23 in die flächige Lackschicht 18 des Bedruckstoffs 11 übertragen wird.
  • Wie bereits ausgeführt, ist bei der Übertragung der dreidimensionalen Struktur in die flächige Lackschicht 18 mit Hilfe der Prägepatrize 19 die auf den Bedruckstoff 11 aufgebrachte Lackschicht 18 noch nicht ausgehärtet. Die Aushärtung erfolgt vielmehr stromabwärts des Prägewerks 15 in der Trocknungseinrichtung 16, die dem Prägewerk 15 nachgelagert ist.
  • Beim Transport des mit der Lackschicht 18 versehenen Bedruckstoffs 11 durch den zwischen dem Prägezylinder 20 und dem Gegenzylinder 21 wird so vorgegangen, dass auf den Bedruckstoff 11 ein relativ geringer Druck bei der Übertragung der dreidimensionalen Struktur in die flächige Lackschicht 18 ausgeübt wird. Dadurch wird verhindert, dass die noch nicht ausgehärtete Lackschicht 18, die noch einen viskosen Zustand einnimmt, zerquetscht wird. Vielmehr ist der Druck ausreichend, um die von der Prägepatrize 19 vorgegebene dreidimensionale Struktur in die Lackschicht 18 jedoch nicht in den Bedruckstoff 11 zu übertragen.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 5 handelt es sich bei der Prägepatrize 19 um eine auf dem Prägezylinder 20 spannbare Platte oder um ein auf dem Prägezylinder 20 spannbares Tuch, wobei ein sogenanntes Vorlaufende und ein sogenanntes Nachlaufende einer solchen plattenartigen oder tuchartigen Prägepatrize 19 in einem Spannkanal 24 des Prägezylinders 20 spannbar sind. Im Unterschied hierzu ist es auch möglich, die Prägepatrize 19 als hülsenartiges Sleeve auszubilden, die dann auf einem spannkanallosen Prägezylinder 20 in Axialrichtung aufgeschoben werden kann. Ferner ist es auch möglich, die Prägepatrize auf einem ferromagnetischen Blech aufzubringen und diese auf einem magnetischen bzw. magnetisierbaren Prägezylinder zu spannen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei partiellem Lackieren bzw. bei partiellem Prägen der Lackierung die mindestens eine Prägepatrize beliebig auf dem Prägezylinder positioniert werden kann.
  • Die von dem Prägezylinder 20 aufgenommene Prägepatrize 19 kann flexibel oder starr ausgebildet sein. Dann, wenn die Prägepatrize 19 flexibel ist, ist der Gegenzylinder 21 vorzugsweise an seiner Oberfläche starr ausgebildet. Dann hingegen wenn die Prägepatrize 19 starr ist, ist der Gegenzylinder 21 an seiner Oberfläche vorzugsweise flexibel ausgebildet, um so in Kombination einerseits ein sicheres Übertragen der dreidimensionalen Struktur ausgehend von der Prägepatrize 19 in die flächige Lackschicht 18 des Bedruckstoffs 11 zu ermöglichen und andererseits den geringen Druck bei der Übertragung der dreidimensionalen Struktur in die Lackschicht 18 zu gewährleisten und damit ein Quetschen der Lackschicht 18 im Prägewerk 15 sowie eine Beschädigung des Bedruckstoffs 11 zu verhindern.
  • Vorzugsweise weist die Prägezylinder 20 aufgenommene Prägepatrize 19 eine Prägeoberfläche aus einem lackabweisenden Werkstoff auf. In diesem Fall kann dann verhindert werden, dass der noch nicht gehärtete Lack der flächigen Lackschicht 18 im Prägewerk 15 an der Prägepatrize 19 anhaftet und dieselbe verunreinigt. Dadurch kann die Qualität der sich ausbildenden strukturierten Oberfläche verbessert werden.
  • Bei Bedarf kann das Prägewerk 15 eine Reinigungseinrichtung umfassen, die vorzugsweise dem Prägezylinder 20 zugeordnet ist, nämlich derart, dass die Prägepatrize 19 während des Prägevorgangs fortlaufend oder temporär gereinigt werden kann.
  • Mit einer solchen Reinigungseinrichtung können Rückstände von Lack und gegebenenfalls Farbe, die bei der Ausbildung der Prägung an der Lackschicht 18 an der Prägepatrize 19 anhaften, von derselben entfernt werden. Hierdurch kann die Qualität der sich ausbildenden strukturierten Oberfläche dauerhaft sichergestellt werden.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der den Prägezylinder 20 und den Gegenzylinder 21 umfassenden Zylindergruppe des Prägewerks 15 ein Direktantrieb zugeordnet, um Prägezylinder 20 und Gegenzylinder 21 im Prägewerk 13 eigenmotorisch über diesen Direktantrieb anzutreiben. Hierdurch ist es dann möglich, die den Prägezylinder 20 und den Gegenzylinder 21 umfassende Zylindergruppe des Prägewerks 15 synchronisiert zum Lackwerk 14 anzutreiben, so dass demnach dann im Bereich des Prägewerks 15 kein schleppender oder bremsender Schlupf entsteht. Hierdurch kann die Qualität der strukturierten Oberfläche am Bedruckstoff 11 weiter gesteigert werden.
  • Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 erfolgt die Ausbildung der strukturierten Oberfläche an den Bedruckstoff 11 offline zum Bedrucken desselben. Fig. 2 zeigt demgegenüber eine Ausgestaltung der Erfindung, in welcher die Vorrichtung 10 zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem Bedruckstoff in eine Rollendruckmaschine integriert ist. So ist der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 eine mehrere Druckwerke 25 umfassende Druckeinheit 26 zum Bedrucken eines bahnförmigen Bedruckstoffs 11 vorgelagert, wobei in Fig. 2 der bahnförmige Bedruckstoff 11 in horizontaler Richtung durch die Druckwerke 25 transportiert wird. Ein solcher Bahntransport der Bedruckstoffbahn ist bei als Illustrationsdruckmaschinen ausgebildeten Rollendruckmaschinen üblich. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Konfiguration einer Rollendruckmaschine beschränkt. Vielmehr kann die Erfindung auch bei Rollendruckmaschinen mit einem vertikalen Bahnlauf der zu bedruckenden, bahnförmigen Bedruckstoffbahn, wie dies bei Zeitungsdruckmaschinen üblich ist, Verwendung finden. Die Druckwerke 25 können vorzugsweise Offset- und/oder Tiefdruck- und/oder Flexo-Druckwerke und/oder digitale Druckwerke sein.
  • In Fig. 2 erfolgt das Herstellen der strukturierten Oberfläche auf dem bedruckten Bedruckstoff 11 demnach inline zum Bedrucken desselben.
  • Hinsichtlich der übrigen Details stimmt das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 überein, so dass zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen für das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 auf die Ausführungen zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 verwiesen wird. Für gleiche Baugruppen wurden gleiche Bezugsziffern verwendet.
  • Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, kann die Erfindung auch bei als Bogendruckmaschinen ausgebildeten Druckmaschinen zum Einsatz kommen. So zeigt Fig. 3 eine Ausgestaltung, in welcher in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, die zumindest das Lackwerk 14, das Prägewerk 15 und die Trocknungseinrichtung 16 umfasst, bedruckte Bögen offline zum Bedrucken derselben mit einer strukturierten Oberfläche versehen werden. Bedruckte Bögen werden hierzu als Stapel in einem Anleger 27 bereitgehalten und anschließend an das Ausbilden der strukturierten Oberfläche auf denselben in einem Ausleger 27 stapelförmig ausgelegt.
  • In der Variante der Fig. 4 erfolgt das Ausbilden der strukturierten Oberfläche an bedruckten bogenförmigen Bedruckstoffen inline zum Bedrucken derselben, wobei gemäß Fig. 4 die erfindungsgemäße Einrichtung 10 Druckwerke 29 einer Bogendruckmaschine vorgelagert sind.
  • Wie bereits erwähnt, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere an dünnen Bedruckstoffen, an empfindlichen Bedruckstoffen wie beispielsweise Wellpappe und Folien eine strukturierte Oberfläche ausgebildet werden. Insbesondere findet demnach die Erfindung Verwendung zur Ausbildung einer strukturierten Folie an einem folienartigen Werkstoff. Bei einem solchen folienartigen Bedruckstoff kann es sich beispielsweise um eine Folie aus einem thermoplastischen Werkstoff oder auch um eine Folie aus Aluminium handeln.
  • Zum Trocknen der strukturierten Oberfläche kommt vorzugsweise eine UV-Trocknung zum Einsatz, da unter UV-Einstrahlung trockenbare Lacke besonders schnell getrocknet werden können.
  • Die im erfindungsgemäßen Verfahren sowie in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einsatz kommenden Prägepatrizen 19 können dadurch hergestellt werden, dass auf einen bereitgestellten Rohling 30 ein mittels eines digitalen Bilddatengenerierungsverfahrens erzeugtes, digitales Druckbild mittels eines Belichtungsprozesses übertragen wird. Anschließend wird das Prägeprofil 31 ausgehärtet und nicht belichtete Profilbereiche werden ausgewaschen. Dadurch ist es möglich, eine Prägepatrize 19 einfach und zuverlässig herzustellen.
  • Alternativ ist es möglich, eine Prägepatrize 19 dadurch herzustellen, dass auf einen bereitgestellten Rohling 30 das Prägeprofil 31 mittels eines dreidimensionalen Inkjet-Druckverfahrens und damit einer dreidimensionalen Inkjet-Drucktechnik aufgetragen wird.
  • Mit der Erfindung ist es möglich, selbst bei dünnen Bedruckstoffen und folienartigen Bedruckstoffen an mindestens einer Oberfläche derselben eine strukturierte Oberfläche auszubilden. Hierzu wird auf die entsprechende Oberfläche des Bedruckstoffs eine Lackschicht aufgetragen, wobei die noch nicht getrocknete Lackschicht in einem Prägewerk mit einer dreidimensionalen Struktur versehen wird. Anschließend erfolgt das Trocknen der Lackschicht unter Ausbildung der strukturierten Oberfläche auf dem Bedruckstoff.
  • Die Erfindung kann insbesondere genutzt werden, um im Verpackungsdruck oder Dekordruck oder auch Sicherheitsdruck dreidimensionale Strukturen an einer Oberfläche eines Druckprodukts auszubilden.
  • Im Sicherheitsdruck können strukturierte Oberflächen auf einen Bedruckstoff aufgebracht werden, welche die Fälschungssicherheit erhöhen.

Claims (18)

  1. Vorrichtung zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem Bedruckstoff, mit zumindest folgenden Baugruppen:
    einem Lackwerk (14) zum Auftragen einer Lackschicht (18) auf einen Bedruckstoff (11);
    einem dem Lackwerk (14) nachgelagerten Prägewerk (15) zum Übertragen einer dreidimensionalen Struktur auf die mit Hilfe des Lackwerks (14) auf den Bedruckstoff aufgetragene Lackschicht (18) vor der Trocknung bzw. Härtung derselben;
    einer dem Prägewerk (15) nachgelagerten Trocknungs- oder Härtungseinrichtung (16) zum Trocknen bzw. Härten der mit Hilfe des Lackwerks (14) aufgetragenen und mit Hilfe des Prägewerks (15) strukturierten Lackschicht (18) unter Ausbildung der strukturierten Oberfläche auf dem Bedruckstoff (11).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lackwerk (15) eine flächige Lackschicht (18) konstanter oder variabler Dicke auf zumindest Teile des Bedruckstoffs (11) aufträgt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägewerk (15) die dreidimensionale Struktur ausschließlich in die mit Hilfe des Lackwerks (14) aufgetragene Lackschicht (18) jedoch nicht in den die Lackschicht (18) tragenden Bedruckstoff (11) überträgt.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägewerk einen eine Prägepatrize (19) tragenden Prägezylinder (20) und einen mit dem Prägezylinder zusammenwirkenden Gegenzylinder (21) aufweist, wobei der mit der Lackschicht versehene Bedruckstoff durch einen zwischen dem Prägezylinder und Gegenzylinder ausgebildeten Prägespalt (22) hindurch bewegbar ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Prägezylinder (20) aufgenommene Prägepatrize (19) flexibel und eine Oberfläche des Gegenzylinders (21) starr ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Prägezylinder (20) aufgenommene Prägepatrize (19) starr und eine Oberfläche des Gegenzylinders (21) flexibel ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Prägezylinder (20) aufgenommene Prägepatrize (19) als auf dem Prägezylinder (20) spannbare Platte oder als auf dem Prägezylinder (20) spannbares Tuch ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das die vom Prägezylinder (20) aufgenommene Prägepatrize (19) als auf dem Prägezylinder (20) positionierbares Sleeve ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Prägezylinder (20) aufgenommene Prägepatrize (19) als eine auf einem magnetischen bzw. magnetisierbaren Prägezylinder (20) aufnehmbare, da auf einem ferromagnetischem Grundkörper aufgebrachte Prägepatrize (19) ausgeführt ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das die vom Prägezylinder (20) aufgenommene Prägepatrize (19) eine Prägeoberfläche aus einem lackabweisenden Werkstoff aufweist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylindergruppe aus Prägezylinder (20) und dem Gegenzylinder (21) eigenmotorisch über einen Direktantrieb angetrieben ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungs- bzw. Härtungseinrichtung (16) ein UV-Trockner ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungs- bzw. Härtungseinrichtung eine Vorrichtung zur Elektronenstrahl-Härtung ist.
  14. Verfahren zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem Bedruckstoff, mit zumindest folgenden Schritten:
    Auftragen einer Lackschicht (18) auf einen Bedruckstoff (11);
    Übertragen einer dreidimensionalen Struktur in die auf den Bedruckstoff (11) aufgetragene Lackschicht (18) vor der Trocknung derselben;
    Trocknen der strukturierten Lackschicht (18) unter Ausbildung der strukturierten Oberfläche auf dem Bedruckstoff (11).
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe auf einer Vorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 13 durchgeführt wird.
  16. Verwendung einer Vorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 13 und/oder eines Verfahrens nach Anspruch 14 oder 15 zum Herstellen einer strukturierten Oberfläche auf einem folienartigen Bedruckstoff.
  17. Verfahren zum Herstellen einer Prägepatrize zur Verwendung in einer Vorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 12 und/oder in einem Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, mit zumindest folgenden Schritten:
    Bereitstellen eines Rohlings;
    Erzeugen eines digitalen Prägeprofils mittels digitaler Bilddatengenerierung;
    Übertragen des digitalen Prägeprofils auf den Rohling mittels eines Belichtungsprozesses;
    Aushärten des Prägeprofils und Auswachen nicht belichteter Profilbereiche.
  18. Verfahren zum Herstellen einer Prägepatrize zur Verwendung in einer Vorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 12 und/oder in einem Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, mit zumindest folgenden Schritten:
    Bereitstellen eines Rohlings;
    Auftragen eines Prägeprofils mittels dreidimensionaler Inkjet-Drucktechnik auf den Rohling.
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