JP2018531817A - ホットスタンピングプレス - Google Patents

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Abstract

一連のシートまたは連続ウェブの一連の部分の形態で供給される基材(S)上にホットスタンピングにより箔材料(FM)を転写またはラミネートできるように設計された箔付けユニット(2;2)を含むホットスタンピングプレス(10’;10’’;10’’’)が開示されており、箔材料(FM)が、箔供給システム(3)により供給される箔キャリア(FC)の形態で箔付けユニット(2;2)に供給される。スタンピングプレス(10’;10’’;10’’’)はさらに、箔付けユニット(2;2)の下流側に基材(S)の経路(A)に沿って配置され、基材(S)上に転写またはラミネートされた箔材料(FM)のUV硬化操作を実行する少なくとも1のUV硬化ユニット(61;62;63)を備える。箔材料(FM)には、基材(S)上に箔材料(FM)を確実に接着するための接着剤が設けられ、接着剤が、箔付けユニット(2;2)によりもたらされる加熱に反応するホットメルト化合物と、UV硬化ユニット(61;62;63)によりもたらされる紫外線の照射に反応するUV硬化化合物との組合せを含む。
【選択図】図5

Description

本発明は、概してホットスタンピングプレスに関する。より詳細には、本発明は、箔付けユニットを含むホットスタンピングプレスであって、一連のシートまたは連続ウェブの一連の部分の形態で供給される基材上にホットスタンピングを行うことにより、箔供給システムにより供給される箔キャリアの形態で箔付けユニットに供給される箔材料を転写またはラミネートできるように設計されたホットスタンピングプレスに関する。また、本発明は、一連のシートまたは連続ウェブの一連の部分の形態で供給される基材上にホットスタンピングにより箔材料を転写またはラミネートする方法に関する。特に、本発明は、紙幣などのセキュリティ文書の製造に適用可能である。
箔材料のホットスタンピングを行うように構成されたホットスタンピングプレスは、例えば、国際公開第97/35721号、国際公開第97/35794号、国際公開第97/35795号、国際公開第97/36756号、国際公開第03/043823号、国際公開第2005/102733号および国際公開第2008/104904号から従来より知られている。それら刊行物は、その全体が引用により本明細書に援用されるものである。
図1は、上記刊行物に記載されているように、符号10で全体的に示された従来の枚葉ホットスタンピングプレスの図である。このホットスタンピングプレス10は、一連のシートS上に箔材料のホットスタンピングを行うように設計されており、一連のシートは、シート供給パイル15から連続的に個々のシートSを供給するシートフィーダ1から供給されて、下流側に位置する箔付けユニット2で処理される。この例では、箔付けユニット2は、一連のシートS上への箔材料のホットスタンピングにより転写できるように設計されており、箔材料は、通常、箔供給システム3によって連続バンドの形態で箔付けユニット2に供給される。より正確には、シートS上に転写される箔材料は、適当な箔キャリアFC上に与えられ、この箔キャリアは、熱と圧力を組み合わせた適用の下で箔キャリアFCからシートS上へ箔材料を転写できるように、シートSの表面と接触する。
代替的には、箔付けユニット2は、例えば、国際公開第2008/104904号(同様に全体が引用により本明細書に援用される国際公開第2009/112989号および国際公開第2010/001317号も参照)に開示されているように、箔材料のラミネーションを可能にするように構成することができる。この場合、箔キャリアFCの少なくとも一部が、与えられる箔材料の一部としてシートS上にラミネートされる。
箔付けユニット2は、加熱されたスタンピングシリンダ21を備え、このシリンダは、少なくとも1の、通常は複数の外周スタンピング部210(図2を参照)を有し、それらスタンピング部が、スタンピングシリンダ21の外周上に設けられている。図示の例では、スタンピングシリンダ21は、実際に、複数(すなわち6つ)の外周スタンピング部210を備え、それらが、スタンピングシリンダの外周上に設けられるとともに、複数の軸方向位置でスタンピングシリンダ21の回転軸に沿って(すなわち、図2の方向xに沿って)軸方向に配列され、複数の軸方向位置が、シートS上に存在するセキュリティインプリントの異なる列に対応することが分かる。各外周スタンピング部210は、実際に連続的なスタンピングセグメント211を含み、それらセグメントが、スタンピングシリンダ21の外周のまわりに(すなわち、図2の周方向yに沿って)順々に配置されている。図示の例では、スタンピングシリンダ21は4セグメントシリンダであり、よって、各スタンピング部210が、そのような4つのスタンピングセグメント211を含み、それらセグメントが、通常は、国際公開第2005/102733号に詳述されているように、対応するシリンダピット21bにおいて両端が固定される別個のスタンピングセグメントとして設計されている。
図1および図2に示すように、スタンピングシリンダ21に供給される一連の各シートSの前縁を保持するために、4組のシート保持部21aがスタンピングシリンダ21の外周のまわりに配列されている。これらのシート保持部21aは、具体的に、シートSの前縁を吸引により保持するように設計された吸引ユニットとして構成することができる。図示の例では、シート保持ユニット21aは、図2に示すように、また、国際公開第2005/102733号に詳述されているように、シリンダピット21bに設けられて固定された複数のブリッジ要素215に一体化されている。
箔キャリアFCは、典型的には、箔供給システム3によって箔付けユニット2に供給され、箔供給システムは、箔キャリアFCを供給する1またはそれ以上の供給ロール31と、符号FCで示す使用された箔キャリアを巻き取る1またはそれ以上の巻き取りロール32とを備える。箔供給システム3の具体的な構造は、本発明において主要な関連性を持つものではない。箔供給システム3が、シートSと位置合わせして箔キャリアFCを供給するように構成されていることを理解すれば十分である。箔供給システム3の構造および動作に関するより詳細な情報は、例えば国際公開第94/13487号において見出すことができる。この刊行物は、その全体が引用により本明細書に援用される。
上述したホットスタンピングプレスでは、箔キャリアFCが、箔供給システム3から、スタンピングシリンダ21の外周スタンピング部210と、シートフィーダ1から供給されるシートSとの間に供給されることが理解されよう。
図1に示すように、複数のカウンタ圧力ローラ22が、スタンピングシリンダ21の外周の一部分の周囲に設けられている。より正確には、カウンタ圧力ローラ22は、対になって配置されるとともに、スタンピングシリンダ21の外周の下側部分のまわりに配列されており、シートSの下面をスタンピングシリンダ21の外周に押し付けて、それにより箔キャリアFCとシートSとの間に適切な圧力を確実に加えて、箔材料をそのキャリアFCからシートS上に転写させる。この転写は、適切な温度に加熱されたスタンピングシリンダ21を介して加えられる熱の適用によっても確実なものとされる。一組のカウンタ圧力ローラ22は、典型的には個別のカウンタ圧力ユニットとして構成され、その各々が、スタンピングシリンダ21の外周に、より正確には外周スタンピング部210の外周に、カウンタ圧力ローラ22を押し付けるように設計された空気圧(または油圧)シリンダまたはピストン23を備える個別のカウンタ圧力ユニットとして構成されている。引用によりその全体が本明細書に援用される欧州特許出願公開第0582178号明細書および国際公開第2005/120832号は、ホットスタンピングプレス用のカウンタ圧力ローラシステムのさらに詳細を開示している。
上記の場合には、図2に示すように、外周スタンピング部210の各スタンピングセグメント211が、典型的には、箔キャリアFCと接触する対応する1または複数のスタンピング面211aと、カウンタ圧力ローラ22に連続的な支持を提供するために、箔キャリアFCが存在する領域の外側でシートSと接触する、1または複数のスタンピング面211aの両側に配置された支持トラック211bとを備える。図2に示すように、支持トラック211bは、ブリッジ要素215と位置合わせされており、それにより、シリンダピット21bの領域を横断してカウンタ圧力ローラー22の途切れない支持が提供されるようになっている。図2の例では、各スタンピングセグメント211が、複数の個別のスタンピング面211aを含むが、それは、シートS上への箔材料の個々のパッチ付けに典型的なものである。ストライプ付けの場合、各スタンピングセグメント211は、典型的には、箔材料の対応する連続ストライプをシートS上に転写させるための単一の連続的なスタンピング面211aを含む。
箔付けユニット2の下流側には、典型的には、スタンピングシリンダ21から、シートSと、シートSにまだ付着している箔キャリアFCとを搬送するためのコンベヤシステム4が設けられている。このコンベヤシステム4は、通常、コンベヤベルトまたはバンド41と、冷却ローラ42とを備え、この冷却ローラの外周のまわりを、シートSおよび箔キャリアFCが移動することにより、シートSおよび箔キャリアFCを冷却し、それにより箔キャリアFCの分離前に、シートS上への箔材料の接着性を向上させるようにしている。箔分離装置45は、シートSから箔キャリアFCを分離するために、典型的には、コンベヤシステム4の経路に沿って設けられる。使用された箔キャリアFCは、その後、1または複数の巻き取りロール32に巻き取られるか、場合によっては、箔付けユニット2の上流に再び供給される(これは典型的にはパッチ付けの場合に行われる−国際公開第94/13487号を再度参照)。
コンベヤシステム4の下流側端部には、典型的には吸引ドラム46が設けられ、この吸引ドラムが、区別のために符号Sで示す処理されたシートを移送および送出するために、下流側に位置するホットスタンピングプレス10のシート送出ユニット5のチェーングリッパシステムと協働する。より詳細には、チェーングリッパシステムは、チェーンホイール51,52から構成され、チェーンホイールは、それらの間に延びる一対の無端チェーン53を駆動し、無端チェーンは、間隔を空けて設けられたグリッパバー54を保持し、グリッパバーは、処理されたシートSをその前縁で保持するとともに、処理されたシートSを個別に移送して、シート送出パイル55の上に送出する。複数の送出パイル55を設けることもできる。
図1に示すカウンタ圧力ローラ22を使用する代わりに、有利には、カウンタ圧力ユニットとして機能する個別のシリンダユニットを使用することができ、当該シリンダユニットが複数の外周押圧要素を有し、それら外周押圧要素が、スタンピングシリンダ21の外周スタンピング部210と協働するように配置されるとともに、好ましくは少なくとも1の専用駆動装置によって回転駆動される。そのような解決策は、本出願人の名称で2015年11月5日に出願された発明の名称を「SHEET−FED STAMPING PRESS」とする欧州特許出願第15193276.1号および第15193279.5号に具体的に開示されている。そのような解決策は図3に概略的に示されている。
前述したホットスタンピングプレスにおける課題は、関連する基材上への箔材料の適切な接着を確実にすることであり、その点で、既知のホットスタンピングプレスを改良する永続的な必要性が存在する。
したがって、本発明の全体的な目的は、既知のホットスタンピングプレスおよびホットスタンピングプロセスを改良することである。
より正確には、本発明の目的は、処理された基材への箔の接着が改善されるようなホットスタンピングプレスおよび方法を提供することである。
これらの目的は、特許請求の範囲に規定されたホットスタンピングプレスおよび方法により達成される。
このため、一連のシートまたは連続ウェブの一連の部分の形態で供給される基材上にホットスタンピングにより箔材料を転写またはラミネートできるように設計された箔付けユニットを含むホットスタンピングプレスが提供されており、ここで、箔材料が、箔供給システムにより供給される箔キャリアの形態で箔付けユニットに供給される。本発明によれば、ホットスタンピングプレスはさらに、箔付けユニットの下流側に基材の経路に沿って配置され、基材上に転写またはラミネートされた箔材料のUV硬化操作を実行する少なくとも1のUV硬化ユニットを備える。この場合、箔材料には、基材上に箔材料を確実に接着するための接着剤が設けられ、この接着剤が、箔付けユニットによりもたらされる加熱に反応するホットメルト化合物と、UV硬化ユニットによりもたらされる紫外線の照射に反応するUV硬化化合物との組合せを含む。
本発明の好ましい実施形態によれば、ホットスタンピングプレスが、箔付けユニットの下流側に配置され、基材から箔キャリアの少なくとも一部を分離する箔分離装置をさらに備え、この箔分離装置の上流側にUV硬化ユニットが設けられている。代替的な実施形態においては、箔分離装置の下流側にUV硬化ユニットが設けられている。
有利には、ホットスタンピングプレスが、箔付けユニットの下流側に配置され、基材上に箔材料を付けた後に箔材料および接着剤を冷却する冷却ユニットをさらに備え、この冷却ユニットの下流側にUV硬化ユニットが設けられている。
代替的には、UV硬化ユニットを箔付けユニットの直後に設けることができる。
本発明の特に有利な好ましい実施形態によれば、UV硬化ユニットがUV−LED硬化ユニットである。
本発明の別の変形例によれば、箔供給システムが、基材の経路を横断する複数の横方向位置で箔キャリアを供給するように構成されており、UV硬化ユニットが、基材の経路を横断するように配列された複数のUV硬化ヘッド(例えば、UV−LED硬化ヘッド)を含み、各UV硬化ヘッドが、箔材料が基材上に供給される横方向位置のうちの対応する一つに配置されている。この場合、有利には、基材の経路を横断する方向におけるUV硬化ヘッドの位置が調節可能である。さらに、各UV硬化ヘッドは、好ましくは、UV硬化ユニットを通過する箔材料の経路の長手方向部分に沿って紫外線照射を収束するように設計されている。
本発明のさらに別の変形例によれば、箔供給システムが、基材の経路を横断する複数の横方向位置で箔キャリアを供給するように構成されており、UV−LED硬化ユニットが、基材の経路を横断するように延びる横方向バーを含み、この横方向バーが、複数の個別にアドレス指定可能な(addressable)LED素子またはLED素子の個別にアドレス指定可能なクラスタを含み、LED素子またはLED素子のクラスタが、箔材料が基材上に与えられる横方向位置に応じて作動される。
UV硬化ユニットは、基材の経路の湾曲部分に沿って配置することができ(この場合、UV硬化ユニットは、UV硬化ユニットを通過する基材を支持するシリンダまたはローラと協働するように設計されることが好ましく)、または基材の経路の実質的な平坦な部分に沿って配置することができる(この場合、UV硬化ユニットは、UV硬化ユニットを通過する基材を支持する平坦面と協働するように設計されることが好ましい)。
また、一連のシートまたは連続ウェブの一連の部分の形態で供給される基材上にホットスタンピングにより箔材料を転写またはラミネートする方法が提供されており、ここで、箔材料が箔キャリアの形態で供給され、当該方法が、(i)基材上に箔材料を確実に接着するための接着剤を、箔材料に提供するステップであって、接着剤が、加熱に反応するホットメルト化合物と、紫外線の照射に反応するUV硬化化合物との組合せを含む、ステップと、(ii)基材上にホットスタンピングにより箔材料を転写またはラミネートするステップであって、ホットスタンピング操作が、接着剤のホットメルト化合物を加熱することを含む、ステップと、(iii)続いて、基材上に転写またはラミネートされた箔材料のUV硬化操作を実行するステップであって、UV硬化操作が、接着剤のUV硬化化合物に紫外線を照射することを含む、ステップとを備える。
好ましくは、この方法は、ホットスタンピング操作の後に、基材から箔キャリアの少なくとも一部を分離するステップをさらに含み、この基材から箔キャリアの少なくとも一部を分離するステップの前に、UV硬化操作が行われる。
同様に好ましくは、この方法は、ホットスタンピング操作の後に、箔材料および接着剤を冷却するステップをさらに含み、この箔材料および接着剤を冷却するステップの後に、UV硬化操作が行われる。
本発明のさらに有利な実施形態を以下に説明する。
本発明のその他の特徴および利点は、本発明の実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより、より明確になるであろう。それら実施形態は、非限定的な例として単に提示され、添付の図面によって例示されるものである。
図1は、従来のホットスタンピングプレスの概略側面図である。 図2は、図1のホットスタンピングプレスに使用される従来のスタンピングシリンダの部分斜視図である。 図3は、2015年11月5日の欧州特許出願第15193276.1号および第15193279.5号の開示に係るホットスタンピングプレスの概略側面図である。 図4aは、図3のホットスタンピングプレスにおいて箔材料のストライプ付けに適したスタンピングセグメントの概略図であり、図4bは、図3のホットスタンピングプレスにおいて箔材料のパッチ付けに適したスタンピングセグメントの概略図である。 図5は、本発明の第1実施形態に係るホットスタンピングプレスの概略側面図である。 図6は、本発明の第2実施形態に係るホットスタンピングプレスの概略側面図である。 図7は、本発明の第3実施形態に係るホットスタンピングプレスの概略側面図である。 図8は、連続する二枚のシート上への箔材料の適用を示す概略図である。 図9aおよび図9bは、本発明において有利と考えられるUV硬化ユニットの第1実施例の概略図である。 図10は、本発明において有利と考えられるUV硬化ユニットの第2実施例の概略図である。
紙幣のようなセキュリティ文書の製造用の枚葉ホットスタンピングプレスの特定の状況において、本発明を説明することとする。この場合、シートは、典型的には、シート上に印刷される複数のセキュリティインプリントのマトリックス配列を備える(例えば、そのようなセキュリティインプリントが符号BNによって示されている図8を参照)。しかしながら、本発明は、一般に、一連のシートまたは連続ウェブの一連の部分の形態で供給されるプロセス基材に適用可能であることを理解されたい。基材は、任意の適当な種類の基材とすることができ、それには、セキュリティ文書の製造に一般に使用される、紙またはコットンベースの基材、ポリマー基材、およびハイブリッドまたは複合基材が含まれるが、それらに限定されるものではない。
図3は、2015年11月5日の欧州特許出願第15193276.1号および第15193279.5号の開示に係る枚葉ホットスタンピングプレス10の概略図である。ホットスタンピングプレス10の関連するサブグループは、基本的に、図1に示したホットスタンピングプレス10の対応するサブグループ、すなわち、シートフィーダ1、箔供給システム3、コンベヤシステム4および送出ユニット5と同じである。図1と同じ符号で示されている図3のホットスタンピングプレス10の構成要素は再び説明しないが、それら構成要素の一部は、本発明に直接影響しないことを理解されたい。具体的に、図3に概略的に示すコンベヤシステム4および送出ユニット5の構成は、本発明に直接影響を与えるものではなく、ホットスタンピングプレス10のスタンピングシリンダ21からのシートSおよび箔キャリアFCの移送を確実にするために、その他の解決策も考えられる。
図3のホットスタンピングプレス10は、具体的に、図1のスタンピングシリンダ21と基本的に類似のスタンピングシリンダ21を含む、符号2で示す箔付けユニットを備えることを特徴とする。このスタンピングシリンダ21は、スタンピングシリンダ21の外周に設けられた少なくとも1の外周スタンピング部210(図3には特に図示せず)を同様に有し、スタンピングシリンダ21の外周のまわりに順々に配列された一連のスタンピングセグメント211または211**(図4aおよび図4bに概略的に示されている)を備える。図1および図2の従来例の場合と同様に、スタンピングシリンダ21は4セグメントシリンダであり、シート移送シリンダとして機能する。このため、スタンピングシリンダ21は同様に、複数のシート保持ユニット21aを備え、それらシート保持ユニットが、スタンピングシリンダ21の外周のまわりに分布し、一連のシートSをスタンピングシリンダ21の外周に押し付けて保持するように設計されている。
主な相違点は、スタンピングシリンダ21と協働してシートSに圧力を加えるために使用されるカウンタ圧力システムの構造および動作にある。図3の例では、複数(すなわち、図示の例では3つ)のカウンタ圧力ユニット25が、スタンピングシリンダ21の外周の一部分の周囲に配置されている。これらのカウンタ圧力ユニット25は、一連のシートSと箔キャリアFCとをスタンピングセグメント211/211**の外面に押し付けるように設計されている。図1の解決策とは対照的に、各カウンタ圧力ユニット25は、スタンピングシリンダ21の外周スタンピング部210と協働するように配置された少なくとも1の外周押圧要素(すなわち、外周スタンピング部210と同じ数の外周押圧要素)を有するシリンダユニットとして設計されている。各カウンタ圧力ユニット25の外周押圧要素は、好ましくは、共通のシャフトに支持された押圧リング(図示省略)として設計される。
図3のカウンタ圧力ユニット25として機能する外周押圧要素の具体的な構造は、本明細書では詳細には説明しない。ここでは、スタンピングシリンダ21が、スタンピングシリンダ21の外周上に設けられた複数の外周スタンピング部210を含み、外周スタンピング部210が、複数の軸方向位置でスタンピングシリンダ21の回転軸に沿って軸方向に配列される場合には、各カウンタ圧力ユニット25に、同様に、複数の外周押圧要素が設けられ、それら外周押圧要素が、スタンピングシリンダ21の外周スタンピング部210の軸方向位置に対応する複数の軸方向位置でシリンダユニットの回転軸に沿って軸方向に配列されることを理解すれば十分である。そのような状況では、箔供給システム3は、外周スタンピング部210の軸方向位置に対応する複数の軸方向位置(例えば、図8を参照)で複数の箔キャリアFCを供給するように構成される。
カウンタ圧力ユニット25は、有利には、少なくとも1の専用駆動装置によって回転駆動される。これは、すべてのカウンタ圧力ユニット25を駆動する共通の駆動装置であってもよく、または好ましくは図3に概略的に示すように、対応するカウンタ圧力ユニット25の一つをそれぞれ駆動するサーボモータなどの個別の駆動装置26であってもよい。好ましくは、各カウンタ圧力ユニット25の回転速度または角度位置は、スタンピングシリンダ21の回転速度または角度位置に対して調整可能である。これは、カウンタ圧力ユニット25の動作を調整してシートSの搬送を改善し、箔キャリアFCからシートS上への箔材料の最適な転写を確実にするのを補助する。これにより、(必要に応じて)あるスタンピングセグメント211/211**から次のスタンピングセグメントへと個々のカウンタ圧力ユニット25を適切に再配置することが可能になる。
図4aおよび図4bに示すように、各スタンピングセグメント211/211**は、シートS上に転写される箔材料に対応する箔キャリアFCの対応する部分と接触する1またはそれ以上のスタンピング面211a/211a**を含む。図4aは、ストライプ付けに使用されるスタンピングセグメント211の構造を示している。この場合、スタンピングセグメント211は、一連のシートS上に箔材料の連続ストライプを与えるように設計された連続スタンピング面211aを含む。図4bは、パッチ付けに使用されるスタンピングセグメント211**の構造を示している。この例では、スタンピングセグメント211a**が、一連のシートS上に箔材料の1またはそれ以上の対応する部分(またはパッチ)を与えるように設計された1またはそれ以上の個別のスタンピング面211a**を備える。図示の例では、6つの個別のスタンピング面211a**が設けられているが、これは、6列のセキュリティインプリントを保持するシートSへのパッチ付けに都合が良い。関連するスタンピング面の数および位置は、処理されるシートSの具体的なレイアウトに依存することが理解されよう(可能性のあるレイアウトの別の非限定的な例が、例えば図8に示されている)。
好ましくは、スタンピングシリンダ21の外周に対する各カウンタ圧力ユニット25の距離は調節可能である。すなわち、各カウンタ圧力ユニット25は、図1の解決策のように、空気圧システムまたは油圧システムの動作下でスタンピングシリンダ21の外周に押し付けられるのではなく、スタンピングシリンダ21の外周に対する各カウンタ圧力ユニット25自体の位置が調整される。換言すれば、各カウンタ圧力ユニット25によって結果として加えられる圧力は、スタンピングシリンダ21に対するシリンダユニットの実際の位置と、カウンタ圧力ユニット25とスタンピングシリンダ21との間に介在するシートSと箔キャリアFCの合計厚さとに依存する。スタンピングシリンダ21の外周に対するカウンタ圧力ユニット25の距離のそのような調整は、好ましくは、図3に符号27で概略的に示す適切な偏心ベアリングに各カウンタ圧力ユニットを取り付けることによって達成される。
スタンピングシリンダ21の外周に対するカウンタ圧力ユニット25の位置の調整は、図4aおよび図4bに示すように、スタンピングセグメント211/211**に(図2に示す支持トラック211bのような)支持トラックを設ける必要がない点において、特に有利である。実際のところ、そのような場合には、スタンピングシリンダ21の外周に対する(より正確には外周スタンピング部210の外周に対する)シリンダユニットの連続的な支持は、もはや必要ではない。これにより、非常に興味深いことに、シートSとの接触面が著しく減少して、それに付随する摩擦も著しく減少し、それが、箔材料の貼付中にシートSの望ましくない動きまたは滑りを低減ひいては防止するのに役立ち、さらには、箔材料がシートS上に適用される領域の外側の両方でシートSの表面との望ましくない相互作用を抑制することができる。
さらに、カウンタ圧力ユニット25の各外周押圧要素の公称直径D25に対するスタンピングシリンダ21の各外周スタンピング部210の公称直径D21の比は、好ましくはかつ有利には、整数倍である。図示の例では、この比D21/D25が4に等しい。これは、(スタンピングシリンダ21およびカウンタ圧力ユニット25が同期して回転するか、または各スタンピングセグメント211/211**のスタートで再配置されると仮定した場合に)1または複数の外周押圧要素の外周とスタンピングシリンダ21の各セグメントとの間に一対一の関係が存在するという点において、すなわち、1または複数の外周押圧要素の外周の各点が常にシートの表面上の同じ点に対応するという点において、特に有利である。このため、シートSから1または複数の外周押圧要素の表面上に残留物(インク残渣など)の望ましくない移動が生じ、それがシートSの異なる位置に戻されて、シートSの望ましくない品質不良をもたらすという危険性はない。
図3のホットスタンピングプレスの更なる改良は、前述した2015年11月5日の欧州特許出願第15193276.1号および第15193279.5号において論じられており、それらは引用により本明細書に援用される。
本発明は、図3のホットスタンピングプレス、図1のホットスタンピングプレスまたはその他の適切なホットスタンピングプレスにおいて適用可能であることを理解されたい。したがって、図1および図3(および後述する図5〜図7)の図面は、純粋に例示的なものとして理解されるべきである。
本発明においては、箔材料FM(すなわち、基材Sの表面と接触させることが意図されている面)には、基材S上への箔材料FMの接着を確実にするための接着剤が設けられており、その接着剤が、箔付けユニット2,2によりもたらされる加熱に反応するホットメルト化合物と、箔付けユニット2,2の下流側の(図8〜図10において矢印記号Aによって示される)基材Sの経路に沿って配置された少なくとも1のUV硬化ユニットによりもたらされる紫外線の照射に反応するUV硬化化合物との組合せを含むことを理解されたい。
この接着剤は、上述した化合物の混合物の形態で、かつ/または接着剤の1またはそれ以上の層の形態で、箔材料FM上に提供することができる。接着剤の実際の組成は、処理される箔材料FMの種類および基材Sの種類によって異なり得る。具体的に、適切な接着剤は、BASF社により市販されている。
図5は、本発明の第1実施形態に係るホットスタンピングプレスの概略側面図であり、当該ホットスタンピングプレスが、区別のために符号10’で示されている。図5のホットスタンピングプレス10’は、前述した図3に示すホットスタンピングプレス10と同じ基本構成を共有している。既に述べたように、図5に示すコンセプトは、図1のホットスタンピングプレスに限定されるものではないが、これを含むその他の適当なホットスタンピングプレスにも同様に適用可能である。その他のホットスタンピングプレス構成も、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく考えることができる。例えば、ホットスタンピングプレスは、例えば欧州特許出願公開第0858888号、第1593503号、第2059468号および第2285720号明細書において検討されている種類のフラットな構成を示すことができる。
この第1実施形態によれば、ホットスタンピングプレス10’は、有利には、符号61で示す少なくとも1のUV硬化ユニットを備え、このUV硬化ユニットが、基材S上に転写またはラミネートされた箔材料FMのUV硬化操作を実行するために、冷却ユニット42の下流側でかつ箔分離装置45の上流側に配置されている。この特に好ましい実施例では、UV硬化操作は、特に都合の良いタイミングに、すなわち箔材料FMおよび接着剤を冷却した後であって、箔キャリアFCを基材Sから分離する前に実行される。これは、冷却操作と箔分離操作の観点からすれば理想的な位置である。
図5の例では、UV硬化ユニット61は、基材Sの経路の湾曲部分に沿って、すなわち冷却ユニット42の直後に位置するコンベヤシステム4のコンベヤローラ/シリンダ412の近傍に配置されている。代替的には、UV硬化ユニット61は、基材Sの経路の実質的に平坦な部分に沿って、すなわちコンベヤシステム4のコンベヤベルト/バンド41をその出口部分で支持するテーブル(特に図示せず)の平坦面415の近傍に配置することができる。その場合、UV硬化ユニット61は、箔分離装置45の上流側に配置されるという違いはあるが、図6のUV硬化ユニット62と同様の方法で配置することができる。
図6は、本発明の第2実施形態に係るホットスタンピングプレスの概略側面図であり、当該ホットスタンピングプレスが、区別のために符号10’’で示されている。図6のホットスタンピングプレス10’’も同様に、前述した図3および図5に示すホットスタンピングプレス10,10’と同じ基本構成を共有している。図5の第1実施形態とは対照的に、符号62で示す少なくとも1のUV硬化ユニットは、基材S上に転写またはラミネートされた箔材料FMのUV硬化操作を実行するために、箔分離装置45(および冷却ユニット42)の下流側に配置されている。この実施例では、UV硬化操作が、箔キャリアFCを基材Sから分離した後にのみ行われる。
図6の例では、UV硬化ユニット62は、基材Sの経路の実質的に平坦な部分に沿って、すなわちコンベヤシステム4のコンベヤベルト/バンド41をその出口部分で支持するテーブルの平坦面415の近傍に配置することができる。
図7は、本発明の第3実施形態に係るホットスタンピングプレスの概略側面図であり、当該ホットスタンピングプレスが、区別のために符号10’’’で示されている。図7のホットスタンピングプレス10’’’も同様に、前述した図3、図5および図6に示すホットスタンピングプレス10,10’,10’’と同じ基本構成を共有している。図5の第1実施形態および図6の第2実施形態とは対照的に、符号63で示す少なくとも1のUV硬化ユニットは、基材S上に転写またはラミネートされた箔材料FMのUV硬化操作を実行するために、箔付けユニット2(2)の直後(すなわち、冷却ユニット42の上流側)に配置されている。この例では、ホットスタンピング操作の直後にUV硬化操作が行われる。
図7の例では、UV硬化ユニット63が、基材Sの経路の湾曲部分に沿って、すなわち箔付けユニット2(2)の直後に位置するコンベヤシステム4のコンベヤローラ/シリンダ411の近傍に配置されている。
本発明においては、図5、図6および/または図7の実施形態を組み合わせることが可能であることを理解されたい。さらに、基材S上に転写またはラミネートされた箔材料FMのUV硬化操作を実行するために、箔付けユニット2/2の下流側に、基材Sの経路に沿って複数のUV硬化ユニットを配置することも可能である。
本発明においては、各UV硬化ユニット61,62,63が、UV−LED硬化ユニット、すなわちUV−LED技術に基づくUV硬化ユニットであることが好ましい。UV−LED技術は、ホットスタンピングプレスにおけるUV硬化ユニットの統合(特に、一般に冷却要件がより厳しくないという観点から)、並びに、UV硬化ユニットの操作における自由度の増加の点でより大きな柔軟性を提供する。例えば、UV硬化ユニットは、UV硬化操作が不要である、図8に示す2枚の連続するシートの間のように、処理される箔材料FMおよび基材Sの関連部分に応じて、選択的に作動または作動停止させることが可能である。
さらに、本発明のホットスタンピングプレスの箔供給システム3が、(図8の非限定的な例で概略的に示すように)基材Sの経路Aを横切る複数の横方向位置に箔キャリアFCを供給するように構成されているような場合には、UV硬化ユニットが、好ましくは(図9aに示すように)複数のUV硬化ヘッド600を含み、それらUV硬化ヘッドが、基材Sの経路Aを横断するように配列され、各UV硬化ヘッド600が、基材S上に箔キャリアFC/箔材料FMが与えられる横方向位置のうちの対応する一つに配置されている。図9aの例では、そのようなUV硬化ヘッド600が5つ設けられている。なお、UV硬化ヘッド600の実際の数は、処理される関連基材のレイアウト、すなわち基材S上に提供されるセキュリティインプリントBNの列の数に依存することを理解されたい。
この点において、基材Sの経路Aを横断する方向における各UV硬化ヘッド600の位置は、有利には調節可能であり、これは、例えば、個々のUV硬化ヘッド600を、基材の経路Aを横断して延びる適切な案内レール上に取り付けることによって達成される。
さらに、図9bに示す本発明の有利な改良によれば、各UV硬化ヘッド600は、好ましくは、UV硬化ユニットを通過する箔キャリアFC/箔材料FMの経路Aの長手方向部分(図9aの符号Lで示す)に沿って紫外線照射を収束するように設計されている。この場合、処理される関連箔材料FMの幅をカバーするのに十分な(基材Sの経路Aを横断する方向における)幅Wを示す表面に紫外線照射を収束させるように、関連するUV硬化ヘッド600を設計することが特に有利である。
図10に概略的に示すUV硬化ユニット構成の変形例によれば、代わりに、基材Sの経路Aを横断して延びる符号650の横方向バーを含むUV−LED硬化ユニットを使用することを考えることもでき、その横方向バー650が、複数の個別にアドレス指定可能なLED素子またはLED素子の個別にアドレス指定可能なクラスタを含み、LED素子またはLED素子のクラスタが、図10の暗い領域によって概略的に示すように、箔材料FMが基材S上に与えられる横方向位置に応じて作動される。
この場合、個別にアドレス指定可能なLED素子またはLED素子のクラスタを使用することで、基材の具体的なレイアウトおよび箔キャリアFC/箔材料FMの関連する位置に対するUV硬化ユニットの適応性に大きな柔軟性がもたらされる。
上述した実施形態には、様々な変更および/または改良を加えることができる。特に、本発明は、既に述べたように、任意の適切なホットスタンピングプレス構成に適用可能である。さらに、本発明は、一般に、一連のシートまたは連続ウェブの一連の部分の形態で供給される基材上へのホットスタンピングによる箔材料の転写またはラミネーションに適用可能である。
さらに、本発明は、例えば、紙またはコットンベースの基材、ポリマー基材、ハイブリッドまたは複合基材など、処理される基材の種類に関係なく適用可能である。
10 (枚葉)ホットスタンピングプレス(従来技術−図1)
10 (枚葉)ホットスタンピングプレス(図3)
10’ (枚葉)ホットスタンピングプレス(本発明の第1実施形態−図5)
10’’ (枚葉)ホットスタンピングプレス(本発明の第2実施形態−図6)
10’’’ (枚葉)ホットスタンピングプレス(本発明の第3実施形態−図7)
1 シートフィーダ
15 シート供給パイル
S 1または複数の基材(例えば、一連のシートまたは連続ウェブの一連の部分)
箔材料FMが付けられた1または複数の基材(処理されたシート)
BN 基材Sに設けられた個々のセキュリティインプリント(例えば、紙幣のインプリント)
2 箔付けユニット(従来技術−図1)
箔付けユニット(図3の代替例)
FC シートS上に付けられる箔材料(例えば、ホットスタンプ箔)を担持または形成する箔キャリア
FC 使用された箔キャリア
FM 箔キャリアFCから基材S上に転写された箔材料または箔キャリアFCの一部として基材S上にラミネートされた箔材料
21 スタンピングシリンダ(例えば、4セグメントシリンダ)
21a スタンピングシリンダ21の外周のまわりに配置され、一連のシートSをスタンピングシリンダ21上に保持するシート保持ユニット
21b シート保持ユニット21aが配置されるシリンダピット
210 スタンピングシリンダ21の外周に設けられ、周方向yに延在する外周スタンピング部/複数の外周スタンピング部が、複数の軸方向位置においてスタンピングシリンダ21の回転軸(横断方向x)に沿って軸方向に分布している
21 スタンピングシリンダ21の公称直径、すなわち外周スタンピング部210の公称直径
211 スタンピングシリンダ21の外周のまわりに順々に配置され、外周スタンピング部210を共同で形成する複数(例えば、4つ)の一連のスタンピングセグメント(従来技術−図1および図2)
211a スタンピングセグメント211の1または複数のスタンピング面(これは箔キャリアFCと接触する)
211b スタンピングセグメント211の支持トラック(これはシートSと接触して、カウンタ圧力ローラ22を連続的に支持する)
215 あるスタンピングセグメント211から次のスタンピングセグメントまでカウンタ圧力ローラの連続支持を確実にするためにシリンダピット21bに設けられたブリッジ要素(従来技術−図1および図2)
211 外周スタンピング部210のスタンピングセグメント形成部分(図3の実施例において使用される−図4aを参照)
211a スタンピングセグメント211の連続スタンピング面(ストライプ付け用)
211** 外周スタンピング部210のスタンピングセグメント形成部分(図3の実施例において使用される−図4bを参照)
211a** スタンピングセグメント211**の個々のスタンピング面(パッチ付け用)
22 カウンタ圧力ローラ(従来技術−図1)
23 カウンタ圧力ローラ22をスタンピングシリンダ21の外周に押し付けるように設計された空気圧シリンダ(従来技術−図1)
25 カウンタ圧力ユニット/シリンダユニット(図3、図5〜図7)
25 カウンタ圧力ユニット25の公称直径、すなわちその外周押圧要素の公称直径(D21/D25は整数倍である)
26 カウンタ圧力ユニット25を回転駆動するために使用される駆動装置(例えば、サーボモータ)(図3)
27 カウンタ圧力ユニット25の偏心ベアリング(図3)
3 箔供給システム
31 箔キャリアFCを供給する供給ロール
32 使用されたキャリアFCを巻き取る巻き取りロール
4 シートSおよび箔キャリアFCをスタンピングシリンダ21から送出するためのコンベヤシステム
41 コンベヤベルト/バンド
42 冷却ユニット(冷却ローラ)
45 箔分離装置
46 吸引ドラム
411 箔付けユニット2/2の直後に配置されるコンベヤシステム4のコンベヤローラ/シリンダ
412 冷却ユニット42の直後に配置されるコンベヤシステム4のコンベヤローラ/シリンダ
415 コンベヤシステム4の出口部分に位置する支持面(例えば、テーブル)
5 シート送出ユニット
51,52 チェーンホイール
53 チェーンホイール51,52間に延びる無端チェーン
54 無端チェーン53により駆動される間隔を空けて設けられたグリッパバー
55 シート送出パイル
61 UV硬化ユニット、例えば、UV−LED硬化ユニット(図5の実施形態)
62 UV硬化ユニット、例えば、UV−LED硬化ユニット(図6の実施形態)
63 UV硬化ユニット、例えば、UV−LED硬化ユニット(図7の実施形態)
600 UV硬化ユニット61,62または63を形成する個々のUV硬化ヘッド(例えば、UV−LED硬化ヘッド)(図9aおよび図9bの実施形態)
650 UV硬化ユニット61,62または63を形成し、個別にアドレス指定可能なLED素子または個別にアドレス指定可能なLED素子のクラスタを含む横方向バー(図10の実施形態)
x 横断/軸方向(スタンピングシリンダ21およびカウンタ圧力ユニット25の回転軸と平行)
y 周方向(経路Aと平行なシート移送方向)
A 基材Sの経路/箔キャリアFCの経路/箔材料FMの経路
L 箔キャリアFCの経路Aの長手方向部分/UV硬化操作を受ける箔材料FMの長手方向部分(2、3センチメートルから数センチメートルの長さ)
W 基材Sの表面の(経路Aを横断する方向における)幅および箔キャリアFCの幅/UV硬化操作を受ける箔材料FMの幅(例えば、図9bを参照)

Claims (17)

  1. 一連のシートまたは連続ウェブの一連の部分の形態で供給される基材(S)上にホットスタンピングにより箔材料(FM)を転写またはラミネートできるように設計された箔付けユニット(2;2)を含むホットスタンピングプレス(10’;10’’;10’’’)であって、
    箔材料(FM)が、箔供給システム(3)により供給される箔キャリア(FC)の形態で前記箔付けユニット(2;2)に供給され、
    ホットスタンピングプレス(10’;10’’;10’’’)がさらに、前記箔付けユニット(2;2)の下流側に基材(S)の経路(A)に沿って配置され、基材(S)上に転写またはラミネートされた箔材料(FM)のUV硬化操作を実行する少なくとも1のUV硬化ユニット(61;62;63)を備え、
    箔材料(FM)には、基材(S)上に箔材料(FM)を確実に接着するための接着剤が設けられ、前記接着剤が、前記箔付けユニット(2;2)によりもたらされる加熱に反応するホットメルト化合物と、UV硬化ユニット(61;62;63)によりもたらされる紫外線の照射に反応するUV硬化化合物との組合せを含むことを特徴とするホットスタンピングプレス。
  2. 請求項1に記載のホットスタンピングプレス(10’;10’’’)において、
    前記箔付けユニット(2;2)の下流側に配置され、基材(S)から箔キャリア(FC)の少なくとも一部を分離する箔分離装置(45)をさらに備え、
    前記箔分離装置(45)の上流側にUV硬化ユニット(61;63)が設けられていることを特徴とするホットスタンピングプレス。
  3. 請求項1に記載のホットスタンピングプレス(10’’)において、
    前記箔付けユニット(2;2)の下流側に配置され、基材(S)から箔キャリア(FC)の少なくとも一部を分離する箔分離装置(45)をさらに備え、
    前記箔分離装置(45)の下流側にUV硬化ユニット(62)が設けられていることを特徴とするホットスタンピングプレス。
  4. 請求項1乃至3の何れか一項に記載のホットスタンピングプレス(10’;10’’)において、
    前記箔付けユニット(2;2)の下流側に配置され、基材(S)上に箔材料(FM)を付けた後に箔材料(FM)および接着剤を冷却する冷却ユニット(42)をさらに備え、
    前記冷却ユニット(42)の下流側にUV硬化ユニット(61;62)が設けられていることを特徴とするホットスタンピングプレス。
  5. 請求項1または2に記載のホットスタンピングプレス(10’’’)において、
    前記箔付けユニット(2;2)の直後にUV硬化ユニット(63)が設けられていることを特徴とするホットスタンピングプレス。
  6. 請求項1乃至5の何れか一項に記載のホットスタンピングプレス(10’;10’’;10’’’)において、
    UV硬化ユニット(61;62;63)がUV−LED硬化ユニットであることを特徴とするホットスタンピングプレス。
  7. 請求項1乃至6の何れか一項に記載のホットスタンピングプレス(10’;10’’;10’’’)において、
    前記箔供給システム(3)が、基材(S)の経路(A)を横断する複数の横方向位置で箔キャリア(FC)を供給するように構成されており、
    UV硬化ユニット(61;62;63)が、基材(S)の経路(A)を横断するように配列された複数のUV硬化ヘッド(600)を含み、各UV硬化ヘッド(600)が、箔材料(FM)が基材(S)上に与えられる横方向位置のうちの対応する一つに配置されていることを特徴とするホットスタンピングプレス。
  8. 請求項7に記載のホットスタンピングプレス(10’;10’’;10’’’)において、
    基材(S)の経路(A)を横断する方向におけるUV硬化ヘッド(600)の位置が調節可能であることを特徴とするホットスタンピングプレス。
  9. 請求項7または8に記載のホットスタンピングプレス(10’;10’’;10’’’)において、
    各UV硬化ヘッド(600)が、UV硬化ユニット(61;62;63)を通過する箔材料(FM)の経路(A)の長手方向部分(L)に沿って紫外線照射を収束するように設計されていることを特徴とするホットスタンピングプレス。
  10. 請求項6に記載のホットスタンピングプレス(10’;10’’;10’’’)において、
    前記箔供給システム(3)が、基材(S)の経路(A)を横断する複数の横方向位置で箔キャリア(FC)を供給するように構成されており、
    UV−LED硬化ユニットが、基材(S)の経路(A)を横断するように延びる横方向バー(650)を含み、この横方向バー(650)が、複数の個別にアドレス指定可能なLED素子またはLED素子の個別にアドレス指定可能なクラスタを含み、LED素子またはLED素子のクラスタが、箔材料(FM)が基材(S)上に与えられる横方向位置に応じて作動されることを特徴とするホットスタンピングプレス。
  11. 請求項1乃至10の何れか一項に記載のホットスタンピングプレス(10’;10’’’)において、
    UV硬化ユニット(61;63)が、基材(S)の経路(A)の湾曲部分に沿って配置されていることを特徴とするホットスタンピングプレス。
  12. 請求項11に記載のホットスタンピングプレス(10’;10’’’)において、
    UV硬化ユニット(61;63)が、UV硬化ユニット(61;63)を通過する基材(S)を支持するシリンダまたはローラ(412;411)と協働するように設計されていることを特徴とするホットスタンピングプレス。
  13. 請求項1乃至10の何れか一項に記載のホットスタンピングプレス(10’’)において、
    UV硬化ユニット(62)が、基材(S)の経路(A)の実質的に平坦な部分に沿って配置されていることを特徴とするホットスタンピングプレス。
  14. 請求項13に記載のホットスタンピングプレス(10’’)において、
    UV硬化ユニット(62)が、UV硬化ユニット(61;63)を通過する基材(S)を支持する平坦面(415)と協働するように設計されていることを特徴とするホットスタンピングプレス。
  15. 一連のシートまたは連続ウェブの一連の部分の形態で供給される基材(S)上にホットスタンピングにより箔材料(FM)を転写またはラミネートする方法であって、箔材料(FM)が箔キャリア(FC)の形態で供給され、当該方法が、
    基材(S)上に箔材料(FM)を確実に接着するための接着剤を、箔材料(FM)に提供するステップであって、前記接着剤が、加熱に反応するホットメルト化合物と、紫外線の照射に反応するUV硬化化合物との組合せを含む、ステップと、
    基材(S)上にホットスタンピングにより箔材料(FM)を転写またはラミネートするステップであって、ホットスタンピング操作が、前記接着剤のホットメルト化合物を加熱することを含む、ステップと、
    続いて、基材(S)上に転写またはラミネートされた箔材料(FM)のUV硬化操作を実行するステップであって、UV硬化操作が、前記接着剤のUV硬化化合物に紫外線を照射することを含む、ステップとを備えることを特徴とする方法。
  16. 請求項15に記載の方法において、
    ホットスタンピング操作の後に、基材(S)から箔キャリア(FC)の少なくとも一部を分離するステップをさらに含み、この基材(S)から箔キャリア(FC)の少なくとも一部を分離するステップの前に、UV硬化操作が行われることを特徴とする方法。
  17. 請求項15または16に記載の方法において、
    ホットスタンピング操作の後に、箔材料(FM)および接着剤を冷却するステップをさらに含み、この箔材料(FM)および接着剤を冷却するステップの後に、UV硬化操作が行われることを特徴とする方法。
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