Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer strukturierten Schicht Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen einer strukturierten Schicht auf einem Bogenmatehal in einer Verarbeitungsmaschine nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Zur Veredelung von bedruckten, lackierten Druckbogen (Bogenmaterial) mittels eines Kaltfolientransferverfahrens sind mehrere Verfahren und Vorrichtungen bekannt.
Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung dieser Art ist aus EP 0 569 520 B1 bekannt, wobei ein Kaltfolienmaterial und eine Druckvorrichtung, die dieses Material ver- wendet, beschrieben sind. Dabei ist eine Bogenmaterial verarbeitende Maschine gezeigt, die einen Anleger und einen Ausleger aufweist, wobei zwischen beiden Aggregaten Druckwerke und ein Beschichtungswerk angeordnet sind. In wenigstens einem der Druckwerke wird ein Klebstoffmuster mittels des Flachdruckverfahrens aufgetragen. Dieses Klebstoffmuster ist in einem kalten Druckverfahren auf- gebracht und weist ein bestimmtes bildgebendes Sujet auf. In einem dem Druckwerk folgenden Beschichtungswerk mit einem Gegendruckzylinder und einem Transferzylinder ist eine Folienführung vorgesehen. Diese ist in der Art konzipiert, dass von einer Rolle ein Kaltfolienmaterial durch den als Pressspalt wirkenden Druckspalt des Beschichtungswerkes zwischen dem Gegendruckzylinder und dem Transferzylinder geführt wird und das verbliebene Kaltfolienmaterial wird auf der Auslaufseite nach dem Verlassen des Beschichtungswerkes wieder aufgewickelt.
Die WO 2008/084191 A1 offenbart einen transparenten Beschichtungsprozess mit nachstehenden Schritten: Auftragen einer aushärtbaren Lackschicht auf ein Sub- strat (Bedruckstoff), Pressen einer Oberflächen behandelten Filmoberfläche gegen die noch feuchte Lackschicht, Härten der Lackschicht während der Film an diese gepresst wird und Trennen des Films von der Lackschicht nach dem die Lack-
schlicht gehärtet ist. Hierzu wird eine Maschinenkonfiguration offenbart, welche eine vorgeordnete Druckeinheit oder eine Beschichtungseinheit für die Übertragung von einer härtbaren Lackschicht auf das Substrat sowie eine dieser nachgeordne- te Druckeinheit oder eine Beschichtungseinheit zum Pressen der Filmoberfläche gegen die noch feuchte Lackschicht umfasst. Weiterhin umfasst die Maschinenkonfiguration eine Aushärteinheit zum Aushärten der Lackschicht während der Film gegen diese bzw. das Substrat gepresst wird sowie ein Bedruckstoff- Transportsystem für das beschichtete Substrat und den Film, welches den Film von der Lackschicht trennt nachdem der Lack ausgehärtet ist. Der gegen die Lackschicht gepresste Film haftet durch die Zügigkeit bzw. Klebkraft des Lackes an der Lackschicht und zusätzlich ist eine Führungswalze stromabwärts angeordnet, welche den Anpresskontakt des Filmes mit der Lackschicht auf dem Bedruckstoff realisiert. Die Trennung des (nicht benötigten) Films vom Bedruckstoff erfolgt nach dem Passieren der Führungswalze.
DE 10 2006 021 069 A1 offenbart eine Druckerpresse mit einer einer Druckeinheit nachgeordneten Lackiereinheit und einer der Lackiereinheit nachgeordneten holographischen Endbearbeitungseinheit. Die holographische Endbearbeitungsein- heit umfasst einen eine Hologrammoberfläche aufweisenden Filmförmling, der mit- tels einer Zuführeinrichtung synchron zu einem Bogenführungszylinder in Wirkverbindung bringbar ist. Die holographische Endbearbeitungseinheit umfasst weiterhin ein Paar Walzen, welche im Fertigungsbetrieb die Hologrammoberfläche des Filmförmlings auf das am Bogenführungszylinder aufliegend geführte Bogenmate- rial drücken. Beide Walzen sind weiterhin in einen Unterbrechungszustand be- wegbar, wobei der Filmförmling zum Bogenmaterial außer Kontakt ist. Zwischen beiden Walzen ist eine Ultraviolett (UV) - Belichtungseinrichtung angeordnet, welche zum Bogenmaterial UV-Strahlen emittiert.
DE 10 2007 034 302 A1 bildet die Ausführung gemäß DE 10 2006 021 069 A1 weiter, indem eine Transferfolie auf das Bogenmaterial gedrückt wird. Dabei können die das Bogenmaterial am Bogenführungszylinder fassenden Greifer während des Aufpressens der Transferfolie in das Innere des Bogenführungszylinders ver-
senkt werden.
DE 10 2008 bildet die Ausführungen gemäß DE 10 2007 034 302 A1 und DE 10 2006 021 069 A1 dahingehend weiter, indem die UV - Belichtungseinrichtung in Richtung zum Bogenführungszylinder hin bzw. von diesem weg bewegbar ist. Dabei ist die UV - Belichtungseinrichtung gemeinsam mit dem Filmförmling vom Bogenführungszylinder weg oder hin bewegbar.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs ge- nannten Art flexibler ausführen zu können.
Die Aufgabe wird durch die Ausbildungsmerkmale von Anspruch 1 und 2 gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Zum Veredeln von Bogenmaterial wird zuerst das Bogenmatehal mit einer Lackschicht auf der jeweiligen Seite beschichtet, die eine Struktur erhalten soll. Anschließend wird in einen Pressspalt eines Applikationswerk, gebildet durch einen Bogenführungszylinder, speziell einen Gegendruckzylinder, und einen Zylinder, beispielsweise einem Formzylinder oder Gummituchzylinder, eine Strukturschicht oder einer Strukturfolie mit Strukturschicht sowie das Bogenmaterial mit bereits aufgebrachter Lackschicht zugeführt. Dabei wird ausschließlich im Pressspalt eine flächenbezogene Kraft auf die Strukturschicht oder die Strukturfolie mit Strukturschicht aufgebracht, so dass deren Oberflächenstruktur in die Lackschicht übertragen wird. Nach dem Passieren des Pressspaltes wird das Bogenmaterial mit der Lackschicht sowie der Strukturschicht oder der Strukturfolie mit Strukturschicht in einem Umschlingungswinkel X deckungsgleich, d.h. aufeinanderliegend, auf dem das Bogenmaterial führenden Bogenführungszylinder, in Förderrichtung transportiert. Während das Bogenmaterial mit Lackschicht und der darauf angeordneten Strukturschicht bzw. Strukturfolie mit Strukturschicht den Umschlin- gungswinkel X in Förderrichtung passiert, wird keine zusätzliche Kraft auf das auf dem Gegendruckzylinder geführte Bogenmaterial aufgebracht, da die erforderliche Verbindung mittels einer flächenbezogenen Kraft bereits im vorgeordneten Press-
spalt erzeugt wurde. Im Anschluss an den bereits angeführten Pressspalt, in dem die Oberflächenstruktur der Strukturschicht bzw. Strukturfolie (mit Strukturschicht) in die Lackschicht auf dem Bogenmatehal übertragen wurde, wird somit das Bo- genmatehal mit Lackschicht und der Strukturschicht lediglich auf dem Ge- gendruckzylinder aufliegend mit der Vorderkante an Greifern fixiert in Förderrichtung transportiert bzw. geführt. Die im Pressspalt an das Bogenmaterial (mit Lackschicht) angedrückte Strukturfolie bzw. die Strukturschicht wird somit synchron (deckungsgleich) mit dem Bogenmaterial in Förderrichtung auf dem Gegendruckzylinder transportiert.
Zusätzlich wird in Förderrichtung nach dem Passieren des Pressspaltes das Bogenmaterial mit Lackschicht und Strukturfolie bzw. die Strukturschicht im Um- schlingungswinkel X eines Bogenführungszylinders einer Strahlung oder Trocknung ausgesetzt. Bevorzugt erfolgt die Einwirkung der Strahlung oder Trocknung unmittelbar nach dem Verlassen des Pressspaltes. Zumindest wird dabei die Lackschicht in der von der Strukturfolie bzw. die Strukturschicht geprägten Form auf dem Bogenmaterial der Strahlung oder Trocknung ausgesetzt. Dabei wird ein Aushärte- / Trocknungsprozess in der Lackschicht angeregt und möglichst weitgehend durchgeführt.
In Förderrichtung folgt dem Umschlingungswinkel X ein Auslaufspalt in dem die Strukturschicht mit strukturierter Oberfläche bzw. die Strukturfolie mit Strukturschicht von dem auf dem Bogenführungszylinder geführten Bogenmaterial mit strukturierter Lackschicht trennbar ist und das Bogenmaterial mit der strukturierter Lackschicht auf dem Gegendruckzylinder weiter transportierbar ist. Mit der Trennung von Strukturschicht mit strukturierter Oberfläche bzw. der Strukturfolie mit Strukturschicht von der auf dem Bogenmaterial befindlichen strukturierten Lackschicht ist der Abformprozess, d. h. die Nachbildung der Oberflächenstruktur der jeweiligen Strukturschicht, in der strukturierten Lackschicht beendet. Mittels Ein- Wirkung der Strahlung oder Trocknung von einer Strahlungs-/Trocknungsquelle ist die strukturierte Lackschicht im Wesentlichen formstabil erstarrt.
Bevorzugt sind Umlenkmittel für den Abtransport der benutzten Strukturschicht bzw. Strukturfolie gestellfest angeordnet. Diese Umlenkmittel dienen lediglich der Bahnführung der abzufordernden Strukturschicht bzw. Strukturfolie und sind zu dem das Bogenmatehal führenden Gegendruckzylinder sowie dem Bogenmaterial mit strukturierter Lackschicht_außer Kontakt.
Ergänzend kann einem derartigen Applikationswerk bei Bedarf eine Weiterverarbeitungseinheit, z.B. zum Prägen, Schneiden oder Stanzen, nachgeordnet sein. Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigen schematisch:
Fig. 1 ein Applikationswerk in erster Ausbildung,
Fig. 2 eine weitere Anordnung eines Applikationswerks,
Fig. 3 eine weitere Anordnung eines Applikationswerks und
Fig. 4 einer Strukturwalze für ein Applikationswerk.
Eine Verarbeitungsmaschine, vorzugsweise für das Veredeln von Bogenmaterial 6, umfasst in Förderrichtung 3 des Bogenmaterials 6 betrachtet einen Anleger so- wie eine Anlage und mehrere Druckwerke C. Bei Bedarf kann die Verarbeitungsmaschine zusätzlich wenigstens ein Lackwerk A umfassen.
Ein derartiges Druckwerk C umfasst, einen als Bogenführungszylinder ausgebildeten Gegendruckzylinder 2, einen Zylinder 1 - hier als Gummituchzylinder ausgebil- det -, einen Platten-/Formzylinder 19, ein Farbwerk 20 und bei Bedarf ein Feuchtwerk 21. Dem jeweiligen Gegendruckzylinder 2 kann nach dem Druckspalt, gebildet aus Gummituchzylinder 1 und Gegendruckzylinder 2, eine zweite Strahlungs- /Trocknungsquelle 9 zugeordnet sein. Die weiteren Druckwerke C sind im Wesentlichen baugleich ausgebildet und können ebenso derartige Strahlungs- /Trocknungsquellen 9 aufweisen.
Ein Lackwerk A umfasst zumindest einen das Bogenmaterial 6 führenden Ge-
gendruckzylinder 2, einen mit dem Gegendruckzylinder 2 in Wirkverbindung stehenden Zylinder 1 , hier als Formzylinder oder Gummituchzylinder ausgebildet. Der Zylinder 1 jedes Lackwerks A ist mit einer Dosiereinrichtung 17 in Wirkverbindung. Dem jeweiligen Gegendruckzylinder 2 kann nach dem Lackspalt, gebildet aus Zy- linder 1 und Gegendruckzylinder 2, eine zweite Strahlungs-/Trocknungsquelle 9 zugeordnet sein. Die in den Druckwerken C und Lackwerken A angeordneten zweiten Strahlungs-/Trocknungsquellen 9 können als Ultraviolett (UV)-Trockner ausgebildet sein. Zwischen Druckwerken C sowie zwischen einem Druckwerk C und einem Lackwerk A sind Transferzylinder 18 angeordnet. Die Gegendruck- 2 sowie die Transferzylinder 18 sind Bogenführungszylinder mit Bogenhaltemitteln, bevorzugt mit Greifern zum Fixieren einer Bogenkante.
Die Greifer der Bogenführungszylinder, speziell der Gegendruckzylinder 2 sowie der Transferzylinder 18, können herkömmliche, über die Mantelfläche(n) des Gegendruckzylinders 2 bzw. Transferzylinders 18 hervorstehende Greifer sein. Alternativ können die Greifer innerhalb der Mantelfläche(n) des Bogenführungszylin- ders 2 bzw. 18, einschließlich eines Aufzugs auf der Mantelfläche, angeordnet sein. Alternativ können die Greifer zumindest bei Passage eines Druck-, Lack- o- der Pressspalts 10 in das Innere des Bogenführungszylinders 2, 18, insbesondere des Gegendruckzylinders 2, temporär bewegbar sein.
Sämtliche Platten-/Formzylinder 19 können in einer ersten Ausbildung in den Räderzug des Hauptantriebes der Druckmaschine integriert sein. In einer zweiten Ausbildung sind sämtliche Platten-/Formzylinder 19 zumindest im Druckbetrieb vom Hauptantrieb (mit Räderzug) mechanisch getrennt und jeweils mit einem Einzelantrieb für den Druckbetrieb bzw. zum Rüsten gekoppelt.
Die Verarbeitungsmaschine umfasst ein Applikationswerk B, beispielsweise im Grundaufbau ein konventionelles Lackwerk, welches einen Formzylinder, hier als Zylinder 1 , sowie bei Bedarf eine Dosiereinrichtung 17, sowie einen Bogenführungszylinder als Gegendruckzylinder 2 umfasst. Bevorzugt ist dem Gegendruckzylinder 2 ein Transferzylinder 18 vorgeordnet. Für die Lackschichtstrukturierung
oder alternativ die Funktion eines Kaltfolientransfers ist die Dosiereinrichtung 17 zumindest vom zugeordneten Formzylinder (Zylinder 1 ) getrennt, vorzugsweise abgestellt.
Nach Beendigung der Lackapplikation bzw. Lackschichtstrukturierung oder des Kaltfolientransfers und Entfernung eines Strukturfolien- oder Strukturschichtmaterials 7 aus dem Pressspalt 10, gebildet aus Zylinder 1 und Gegendruckzylinder 2, kann die Dosiereinrichtung 17 erneut mit dem Formzylinder 1 in Funktionsverbindung gebracht und das Applikationswerk B erneut als konventionelles Lackwerk eingesetzt werden.
Alternativ kann das Applikationswerk B im Grundaufbau auch ein Druckwerk sein, welches einen Gummituchzylinder, hier als Zylinder 1 ausgeführt, sowie einen Platten-/ Formzylinder 19 und zumindest ein Farbwerk 20 umfasst. Für die Funktion der Lackschichtstrukturierung oder des Kaltfolientransfers ist der Platten-/ Formzylinder 19 zumindest vom zugeordneten Gummituchzylinder 1 getrennt. Nach Beendigung der Applikation und Entfernung des Strukturfolien- oder Strukturschichtmaterials 7 aus dem Pressspalt 10, gebildet aus Gummituchzylinder 1 und Platten-/Formzylinder 19, kann der Platten-/ Formzylinder 19 mit Farbwerk 20 mit dem Gummituchzylinder 1 in Funktionsverbindung gebracht und das Applikationswerk B erneut als Druckwerk eingesetzt werden.
In Fig. 1 ist u. a. als Auftragwerk ein Druckwerk C gezeigt, welches aus einem Zylinder 1 , hier als Gummituchzylinder 1 ausgebildet, einem Platten-/Formzylinder 19, einem Farbwerk 20 und bei Bedarf einem Feuchtwerk 21 gebildet ist. Dem Gummituchzylinder 1 ist ein das Bogenmatehal 6 führender Gegendruckzylinder 2 zugeordnet. Bei Bedarf kann in Förderrichtung 3 nach der Kontaktstelle von
Gummituchzylinder 1 und Gegendruckzylinder 2 eine zweite Strahlungs-/ Trocknungsquelle 9, beispielsweise ein UV-Trockner, angeordnet sein. Mittels des als Druckwerk C ausgebildeten Auftragwerkes können ausgehend vom Farbwerk 20 über eine am Platten-/Formzylinder 19 fixierte Druckform und den Gummituchzy- linder 1 Beschichtungen des Lackes auf das am Gegendruckzylinder 2 geführte Bogenmaterial 6 aufgebracht werden. Alternativ kann zwischen dem Platten- /Formzylinder 19 und dem Gummituchzylinder 1 eine Trennung erfolgen. Der Lack
wird dann von einer an den Gummituchzylinder 1 an-/abstellbaren (zusätzlichen) Dosiereinrichtung 17 auf eine am Gummituchzylinder 1 fixierte Platte übertragen und auf das Substrat appliziert. In Fig. 2 ist das Applikationswerk B gezeigt, dem in Förderrichtung 3 ein Druckwerk C mit gleicher Funktion für die Lackbeschichtung vorgeordnet ist. Alternativ kann dem Applikationswerk B statt des Druckwerkes C ein Lackwerk A mit gleicher Funktion für die Lackbeschichtung vorgeordnet sein.
Dieses Applikationswerk B umfasst einen unmittelbar nachgeordneten, vorzugs- weise integrierten Bogenausleger D. Dieser Bogenausleger D umfasst eine endlos umlaufende Fördereinrichtung 22, welche Mittel zum Halten des jeweiligen Bo- genmatehals 6 aufweist zwecks Förderung des Bogenmatehals 6 in Richtung eines Auslegerstapels 23 und Ablage auf diesem. Die Fördereinrichtung 22 ist in Förderrichtung 3 unmittelbar dem Gegendruckzylinder 2 des Applikationswerks B nachgeordnet. Bei Bedarf kann der Bogenausleger D eine weitere, zweite Strah- lungs-/ Trocknungsquelle 9 aufweisen.
Das Applikationswerk B umfasst die den Pressspalt 10 bildenden Gegendruckzylinder 2 und Zylinder 1 , welche Mittel zum Erzeugen einer auf das Bogenmatehal 6 mit Lackschicht und auf die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) wirkenden, flächenbezogenen Kraft umfassen. Die Strukturschicht der Strukturfolie 7 kann eine regelmäßige, unregelmäßige bzw. stochastische Struktur aufweisen. Bei Bedarf kann die Strukturschicht (Strukturfolie 7) mittels einer Einrichtung direkt in der Verarbeitungsmaschine erzeugt werden. Beispielsweise kann hierzu das Applikationswerk B eine die Strukturschicht erzeugende Lasereinrichtung aufweisen.
Als Bogenmaterial 6 ist beispielsweise Papier, Karton, Wellpappe oder Folie einsetzbar, wobei das Bogenmaterial 6 (vor-) veredelt oder kaschiert sein kann. Der Zylinder 1 kann einen Zylinderkanal umfassen, welcher mit am benachbarten Ge- gendruckzylinder 2 (Bogenführungszylinder 2) angeordneten Bogenhaltemitteln in Wirkverbindung ist. Die Mittel zur Erzeugung einer flächenbezogenen Kraft können Getriebemechanismen und/oder Lagerungen sein, welche auch eine Positi-
onsveränderung des Zylinders 1 , beispielsweise zur Anpassung an die Dicke des Bogenmatehals 6 und/oder an die Dicke der Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 sowie zur Einstellung der Presskraft im Pressspalt 10, gestatten. Im Anschluss an den Pressspalt 10 sind die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) und das mit der Lackschicht beschichtete Bogenmatehal 6 in einem Umschlingungswinkel X synchron auf dem Gegendruckzylinder 2 in Förderrichtung 3 transportierbar. Im Bereich des Umschlingungswinkels X ist dem das Bogenmaterial 6 mit Lackschicht und Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) führenden Gegendruckzylinder 2 in einem Abstand zum Härten der Lackschicht eine erste Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 benachbart angeordnet. In Förderrichtung 3 ist nach dem Umschlingungswinkel X ein Auslaufspalt 11 angeordnet ist. In diesem Auslaufspalt 11 ist die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) mit strukturierter Oberfläche von dem Bogenmaterial 6 mit der strukturierter Lackschicht trennbar und das Bogenmaterial 6 ist mit der strukturierter Lackschicht auf dem Gegendruckzylinder 2 weiter transportierbar ist.
Einzelne oder sämtliche Strahlungs-/ Trocknungsquellen 8; 9 können insbesondere unter Berücksichtigung der Art des Lackes als bevorzugt UV-Trockner, IR- Trockner oder sonstige Trockner ausgeführt sein.
In einer weiteren Ausbildung kann im Applikationswerk B zumindest die erste Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 als UV-Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 auf LED- Basis (Light Emitting Diode) ausgebildet sein. Eine solche LED - Strahlungs- /Trocknungsquelle 8 erstreckt sich zumindest über die Formatbreite und gegebe- nenfalls umfangsseitig in Förderrichtung 3. Bevorzugt kann die UV-Strahlungs- /Trocknungsquelle 8 über die Formatbreite und/oder in Umfangsrichtung, d. h. in Förderrichtung 3, des Bogenmatehals 6 einzeln aktivierbare UV-LED, beispielsweise UV-LED-Strahler 34, aufweisen, deren emittierte Strahlung auf das Bogenmaterial 6 gerichtet ist. Bevorzugt kann die mittels UV-LED emittierte Strahlung der UV-LED-Strahler 34 bei Bedarf auf die jeweils eine Lackschicht (UV-härtende Lackschicht) tragenden Gebiete des Bogenmatehals 6 gerichtet sein.
Der Einsatz einer UV-Strahlungs-/Trocknungsquelle auf LED-Basis ist nicht auf die
erste Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 beschränkt. Vielmehr kann zumindest eine zweite Strahlungs-/Trocknungsquelle 9 im Bogenausleger D zum Nachhärten e- benso als UV-Strahlungs-/Trocknungsquelle 9 auf LED-Basis ausgebildet sein. Mittels der UV-LED-Strahler 34 kann in vorteilhafter Weise der Wärmeeintrag in das Bogenmaterial 6 relativ gering bleiben und bei Bedarf sind nur bestimmte UV- LED für eine Spot-Strahlung aktivierbar.
In Förderrichtung 3 ist nach dem Auslaufspalt 11 eine Umlenkwalze 15 zum Abfördern der benutzten Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) angeordnet, wobei sie außer Kontakt zum Bogenmaterial 6 am Gegendruckzylinder 2 steht und dabei den Auslaufspalt 11 mit dem Gegendruckzylinder 2 bildet..
Mittels eines dem Applikationswerk B vorgeordneten Druckwerks C, Lackwerks A oder einer in ein Druckwerk C integrierten Lackiereinrichtung wird eine UV- trocknende Lackschicht auf das Bogenmaterial 6 aufgetragen. Das lackierte (vollflächig oder partiell) Bogenmaterial 6 wird im darauf folgenden Druckspalt (Pressspalt 10) des Applikationswerks B mit einer Strukturschicht oder einer eine Strukturschicht tragenden Strukturfolie 7 in Kontakt gebracht, welche auf der Kontaktseite zum Bogenmaterial 6 (mit Lack) eine Oberflächenstruktur, vorzugsweise ein feines Relief, aufweist.
Derartige Spezialfolien (Strukturfolie / Strukturschicht 7) sind bekannt und finden
Einsatz in unterschiedlichen Anwendungen.
Eine auf diese Weise auf Lackschichten übertragene, abgeformte Oberflächen- struktur bzw. ein Relief kann danach unter Einwirkung von geeigneten Lichtbrechungen zu bestimmten holografischen und haptischen Effekten führen.
Um die erwünschte Oberflächenstruktur bzw. das erwünschte Relief detailliert auf die Lackschicht zu übertragen, muss der Lack während des Kontakts zwischen der auf dem Bogenmaterial 6 aufliegenden, haftenden Lackschicht und der Struk- turschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) mit Hilfe einer Strahlung, bevorzugt von UV-Strahlung, getrocknet werden. Die Trocknung der Lackschicht erfolgt dabei durch die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) hin-
durch. Erst anschließend werden Bogenmaterial 6 und Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) getrennt.
Um die Übertragung der Oberflächenstruktur bzw. des Reliefs auf die Lackschicht zu gewährleisten, muss die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) nach dem Druckspalt (Pressspalt 10) noch eine definierte Wegstrecke, d. h. einen Umschlingungswinkel X, über den Gegendruckzylinder 2 geführt werden und dabei mit UV-Strahlung bzw. UV-Licht bestrahlt werden. In Förderrichtung 3 folgt dem Umschlingungswinkel X der Auslaufspalt 11 in dem die Strukturschicht mit strukturierter Oberfläche bzw. die Strukturfolie mit Strukturschicht 7 von dem auf dem Bogenführungszylinder 2 geführten Bogenmaterial 6 mit strukturierter Lackschicht trennbar ist und das Bogenmaterial 6 mit der strukturierter Lackschicht auf dem Gegendruckzylinder 2 weiter transportierbar ist. Mit der Trennung von Strukturschicht mit strukturierter Oberfläche bzw. der Strukturfolie mit Struk- turschicht 7 von der auf dem Bogenmaterial 6 befindlichen strukturierten Lackschicht ist der Abformprozess, d. h. die Nachbildung der Oberflächenstruktur der jeweiligen Strukturschicht 7, in der strukturierten Lackschicht beendet. Mittels Einwirkung der Strahlung oder Trocknung von der Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 ist die strukturierte Lackschicht im Wesentlichen formstabil erstarrt, d.h. ausreichend ausgehärtet. Die Strukturfolie mit Strukturschicht 7 kann von einer Vorratsas
Dieser Beschichtungsprozess kann an dem Applikationswerk B wie folgt ausgeführt werden:
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung gezeigt. Im Druckwerk C wird di- rekt oder mittels eines dort angeordneten und ggf. abstellbar angebrachten Dosierwerkes 17 eine Lackschicht (vollflächig oder partiell) auf das auf dem Bogen- führungszylinder 2 geführte Bogenmaterial 6 aufgetragen. Das lackierte Bogenmaterial 6 wird mit noch verformbarer Lackschicht mittels Bogenführungszylinder 2 und 18 an den nachgeordneten Bogenführungszylinder 2 des Applikationswerks B und zum Pressspalt 10 transportiert. Hier ist eine Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) von einer Folienvorratsrolle 13 durch den Pressspalt 10 zwischen Gummizylinder 1 und Gegendruckzylinder 2 und danach über eine Um-
lenkwalze 15 zu einer Foliensammelrolle 14 geführt. Die Folienvorratsrollen 13 und Foliensammelrollen 14 können auf einem drehbaren Rollenstern gelagert sein oder alternativ in einem Folienspeicher vor hinter oder neben der Verarbeitungsmaschine.
Alternativ kann die Strukturfolie mit Strukturschicht 7 auch über Walzen endlos umlaufend ausgeführt sein.
Weiterhin kann die Strukturfolie mit Strukturschicht 7 vorwärts oder rückwärts transportiert werden.
Bei Bedarf kann das Applikationswerk B eine Reinigungsvorrichtung umfassen zwecks Reinigung der Strukturfolie mit Strukturschicht 7. Dabei wird die transportierte Strukturfolie mit Strukturschicht 7 mit temporär mit der Reinigungsvorrichtung in Kontakt gebracht.
Die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) sowie das mit Lack beschichtete Bogenmaterial 6 werden gemeinsam dem Pressspalt 10 zugeführt. Dabei wird ausschließlich im Pressspalt 10 eine flächenbezogene Kraft auf das Bogenmaterial 6 mit Lackschicht und die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) erzeugt. Nach der Passage des Pressspalts 10 werden die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) und das auf dem Gegendruckzylinder 2 geführte, mit einer Lackschicht beschichtete Bogenmaterial 6 in dem Umschlingungswinkel X synchron auf dem Gegendruckzylinder 2 in Förderrichtung 3 transportiert.
Im Anschluss an den Pressspalt 10 wird zumindest die Lackschicht einer Strahlung oder Trocknung, insbesondere einer UV-Strahlung, ausgesetzt. Hierbei wer- den das Bogenmaterial 6 mit Lackschicht sowie die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 deckungsgleich in Förderrichtung 3 in einem Umschlingungswinkel X auf dem Bogenführungszylinder 2 des Applikationswerks B geführt. Am Ende des Umschlingungswinkels X ist der Auslaufspalt 11 vorgesehen und in diesem wird die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 von der auf dem Bogenmaterial 6 haften- den Lackschicht getrennt und abgeführt und das Bogenmaterial 6 mit der strukturierten Lackschicht wird auf dem Bogenführungszylinder 2 (Gegendruckzylinder) in
Förderrichtung 3 abgeführt
Die Trocknung der Lackschicht erfolgt dabei über einen geeigneten, dem Bauraum entsprechende erste Strahlungs-/Trocknungsquelle 8, beispielsweise einen UV- LED Trockner 8, der zwischen dem Pressspalt 10 und der Umlenkwalze 15 dem Gegendruckzylinder 2 zugeordnet ist. In alternativer Ausführung kann das UV- Licht eines bereits vorhandenen UV-Zwischentrockners in der Art gespiegelt / fo- kussiert werden, dass die Strahlung auf den Verbund aus Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) und Lackschicht wirkt.
Bei der Führung der Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) im Auslaufspalt 11 steht die Umlenkwalze 15 nicht in einem direkten Kontakt zu dem Bogenführungszylinder 2 bzw. Gegendruckzylinder 2, übt also diesem gegenüber keine Pressung aus. Dadurch wird von der Umlenkwalze 15 der Auslaufspalt 11 für die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) mit gebildet. Da die Strukturprägung mittels Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 in der auf dem Bo- genmaterial 6 aufgebrachten Lackschicht bereits im Pressspalt 10 des Applikationswerks B zwischen dem Gummizylinder 1 und dem Gegendruckzylinder 2 erfolgt ist, kann die Umlenkwalze 15 die sanfte Ablösung der Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) von der inzwischen strukturierten Lackfläche unterstützen.
In Figur 2 ist eine vergleichbare Ausführungsform gezeigt. Hier ist das Applikationswerk B auf einem Druckwerken C nachgeordneten Modul, angeordnet, von dem das Bogenmaterial 6 direkt an einen Bogenausleger D weitergeleitet wird. Das Modul kann im Grundaufbau ein Lackmodul sein.
Die Lackzuführung zum Bogenmaterial 6 kann hier an die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 durch eine Dosiereinrichtung 17 erfolgen. Beispielsweise kann in Förderrichtung 3 vor dem Pressspalt 10 eine Dosiereinrichtung 17 für Lack mit der strukturierten Oberfläche der Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 in Kontakt gebracht werden und eine Lackübertragung auf die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 erfolgen. Hierbei kann der Zylinder 1 des Applikationswerks B mit einer Auftrag-
walze der Dosiereinrichtung 17 in Wirkverbindung sein.
Weiterhin kann alternativ die Lackzuführung auch in dem vorgeordneten Druckwerk C direkt oder mittels einer ggf. anstellbaren integrierten Lackiereinrichtung (Dosiereinrichtung 17) erfolgen.
In einer alternativen Anordnung gemäß Figur 3 steht eine Strukturwalze 30 (Detaildarstellung in Fig. 4; für hier beschriebene Variante siehe die strichliierte Darstellung in Fig. 3) in Kontakt zu einem Gegendruckzylinder 2 eines Lackwerkes A, welches als Applikationswerk B nutzbar ist. Der Umschlingungswinkel X für die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 am Umfang des Gegendruckzylinders 2 kann in dieser Anordnung minimiert werden. Diese Strukturwalze 30 ist hierfür auf einem Walzenkern 31 aus einem für UV-Strahlung durchlässigen Walzenkörper 32 aufgebaut, in welchem UV-LED-Strahler 34 in geeigneter Anordnung in Umfangsund Längsrichtung eingegossen oder in anderer Form integriert sind. Die Struk- turwalze 30 ist auf der Oberfläche ihres Walzenmantels 33 vergleichsweise weich (Sleeve o. A.) ausgebildet, damit eine definierte Überdrückung zum Gegendruckzylinder 2 möglich ist. Die (An-) Trocknung der Lackschicht auf dem Bogenmateri- al 6, die zur Erhaltung der eingeprägten Reliefstruktur dient, erfolgt hinter dem Pressspalt 10 und wird demnach während des Überrollens der Strukturwalze 30 ausgeführt.
In eine alternativen Ausführungsform wird ein auf die Lackschicht ausgerichteter UV-Zwischentrockner 8 eingesetzt, wobei anstatt der integrierten UV-LED-Strahler 34 durch geeignete Fokussierung oder Abschottung, ein durch die Strukturwalze 30 strahlender konventioneller UV-Zwischentrockner 8 zum Einsatz kommen kann.
Zur Verdeutlichung ist in Fig. 4 die Durchdringung der Strukturwalze 30 durch die Trocknerstrahlung bis zur Lackschicht angedeutet. Wenn das für UV-Licht durchlässige Sleeve bzw. der Walzenmantel 33 der Strukturwalze 30 direkt an seiner Oberfläche mit einer Struktur versehen ist, die als mikrofeines Relief ausgeprägt ist, kann die Strukturwalze 30 auch direkt in einem her-
kömmlichen UV-Lackwerk A am Gegendruckzylinder 2 zum Einsatz kommen (siehe Bezugszeichen 30 in Fig. 3 in vollen Linien).
Zur Sicherstellung der Funktion der Strukturierung kann dann an der Strukturwalze 30 eine geeignete Reinigungseinrichtung vorgesehen sein, die das genannte mik- rofeine Relief im Walzenmantel 33 sauber hält und damit die Prägewirkung in der Lackschicht jederzeit mit voller Qualität ermöglicht.
Von den Strahlungs-/Trocknerquellen 8, 9 kann eine Wärmestrahlung auf benachbarte Bauelemente bzw. Baugruppen ausgehen, welche mittels Kühleinrichtungen temperierbar ausgebildet sein können. Beispielsweise können die mit der Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 in Wirkverbindung stehenden Umlenkwalzen 15, die Führungswalzen 16, die Strukturwalze 30 und bei Bedarf der Zylinder 1 gekühlt sein. Dabei kann die Kühlung von Innen und/oder Außen auf das jeweilige Bauelement bzw. Baugruppe wirken.
Zur Endtrocknung der strukturierten Lackschicht auf dem Bogenmatehal 6 kann im Bogenausleger D zumindest eine Strahlungs-/Trocknungsquelle 9, beispielsweise eine UV-Strahlungs-/Trocknungsquelle, vorzugsweise ein UV-LED-Strahler 34, angeordnet sein.
Bei Bedarf kann die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 endlos umlaufend oder mittels Folienvorratsrolle 13 und Foliensammelrolle 14 ab-/aufwickelbar ausgebildet sein.
Zur Vermeidung von Aufladungsvorgängen kann eine Entladungseinrichtung im Applikationswerk B vorgesehen sein, welche die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 entlädt.
Dem Applikationswerk B kann ein Hebezeug oder eine Handhabungseinrichtung für das Auswechseln bzw. Austauschen der jeweiligen Strukturfolie mit Strukturschicht 7.
Eine Verarbeitungsmaschine kann neben Druckwerken C und/oder Lackwerken A und wenigstens einem Applikationswerk B eine Vorrichtung zum Kaltfolientransfer auf das Bogenmatehal 6 umfassen. Eine derartige Vorrichtung zum Kaltfolientransfer kann in Förderrichtung 3 dem Applikationswerk 2 vor- oder nachgeordnet
sein. Beispielsweise kann in einer Vorrichtung zum Kaltfolientransfer eine Kaltfolie auf das Bogenmaterial übertragen werden und anschließend erfolgt eine Oberflä- chenstruktuherung der Lackschicht auf dem Bogenmaterial. Dabei kann auch die zu strukturierende Lackschicht auf bereits auf dem Bogenmaterial 6 haftfest ange- ordnetes Kaltfolienmatehal aufgetragen werden.
Ergänzend zu der dem Gegendruckzylinder 23 benachbarten, ersten Strahlungs- /Trocknungsquelle 8 kann eine weitere Strahlungs-/Trocknungsquelle innerhalb des Zylinders 1 angeordnet sein. Diese weitere Strahlungs-/Trocknungsquelle er- zeugt eine Strahlung, welche die Kontur des Zylinders 1 durchdringt und im Bereich des Pressspalts 10 zumindest auf die Lackschicht auf dem Bogenmaterial 6 wirkt. Hierzu weist der Zylinder 1 zumindest in Umfangshchtung ein Material auf, welches die initiierte Strahlung in Richtung des Bogenmaterials 6 mit Lack sowie der Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 hindurch treten lässt.
Für die Umsetzung des Prozesses der Prägung in die Lackschicht ist es notwendig, die normalerweise über den Umfang des Gegendruckzylinders 2 überstehenden Greifer tiefer zu setzen oder aber die Greiferrücken in einer geeigneten Art zu bearbeiten. Alternativ können die Greifer in das Innere des Gegendruckzylinders 2 zumindest bei der Passage des Pressspalts 10 bewegbar sein.
Die überstehenden Greiferrücken würden sonst die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) oder im alternativen Fall die Strukturwalze 30 bei jeder Überrollung des Zylinderkanals im Gegendruckzylinder 2 berühren und damit auf Dauer beschädigen. Um dies zu vermeiden müssten die Strukturschicht bzw. Strukturfolie 7 (mit Strukturschicht) oder die Strukturwalze 30 im Takt des Maschinenlaufes angehoben werden. Eine detailgetreue Übertragung des Reliefs wäre dadurch nicht möglich.
Die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Folienführung und Trocknung kann optional eingesetzt werden. Der Kaltfolientransfer mit tangentialer Folienführung ist weiterhin alternativ möglich.
Bezugszeichenliste
1 Zylinder (Form-/Gummituchzylinder)
2 Gegendruckzylinder
3 Förderrichtung
6 Bogenmaterial
7 Strukturfolie / Strukturschicht
8 / 9 Strahlungs-ATrocknungsquelle
10 Pressspalt (Druck-/Lackierspalt)
11 Auslaufspalt
13 Folienvorratsrolle
14 Foliensammelrolle
15 Umlenkwalze
16 Führungswalze
17 Dosiereinrichtung
18 Transferzylinder
19 Platten-/Formzyl inder
20 Farbwerk
21 Feuchtwerk
22 Fördereinrichtung
23 Auslegerstapel
30 Strukturwalze
31 Walzen kern
32 Walzenkörper
33 Walzenmantel
34 UV-LED-Strahler
A Lackwerk (Flexodruckwerk)
B Applikationswerk
C Druckwerk
D Bogenausleger
X Umschlingungswinkel