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Dokumentenidentifikation DE10023888A1 22.11.2001
Titel Heißprägeverfahren und Heißprägevorrichtung
Anmelder Steuer, Armin, 71111 Waldenbuch, DE
Erfinder Steuer, Armin, 71111 Waldenbuch, DE
Vertreter Patentanwälte Ruff, Wilhelm, Beier, Dauster & Partner, 70174 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 17.05.2000
DE-Aktenzeichen 10023888
Offenlegungstag 22.11.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.11.2001
IPC-Hauptklasse B41M 1/24
IPC-Nebenklasse B41F 19/02   
Zusammenfassung Bei einem Heißprägeverfahren zum Beprägen von Einzelbogen oder Bahnen mit auf einer Prägefolienbahn vorliegendem Prägegut wird das zu bedruckende Material durch einen Prägespalt bewegt und die Prägefolienbahn so mitbewegt, daß sie sich während Prägeintervallen geschwindigkeitsgleich mit dem Bedruckstoff bewegt und außerhalb von Prägeintervallen mindestens zeitweise eine von der Bedruckstoffgeschwindigkeit abweichende Foliengeschwindigkeit hat. Erfindungsgemäß wird die Prägefolienbahn zwischen zwei ausgewählten Prägeintervallen kurzzeitig so beschleunigt, daß ein Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden, Prägegut abgebenden Prägegutbereichen der Prägefolienbahn größer wird als der entsprechende unbeprägte Bereich des Bedruckstoffes zwischen aufeinanderfolgenden Prägeorten. Dies kann dazu genutzt werden. Folienmaterial einzusparen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Heißprägeverfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine insbesondere zur Durchführung des Verfahrens geeignete Heißprägevorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 7.

Heißprägeverfahren bzw. -vorrichtungen dieser Art werden zum Heißprägen von zu beprägenden Materiallagen mit auf einer Prägefolienbahn vorliegendem Prägegut eingesetzt. Dabei wird die auch als Bedruckstoff bezeichnete Materiallage, bei der es sich um Bogenmaterial oder Bahnmaterial handeln kann, mit einer normalerweise gleichförmigen Materiallagengeschwindigkeit durch einen Prägespalt bewegt und die Prägefolienbahn wird so mitbewegt, daß sich ein Prägefolienbahnabschnitt während eines Prägeintervalls geschwindigkeitsgleich mit der Materiallage durch den Prägespalt bewegt. Dies ist erforderlich, damit das Prägegut, bei dem es sich um diskrete, neben- oder hintereinander angeordnete Prägeeinheiten wie Bilder, Texte oder dergleichen oder um aufzuprägende Teile bzw. Bereiche von Farbschichten handeln kann, unverzerrt bzw. unverschmiert auf die zu beprägende Materiallage gelangen kann und damit die Prägefolienbahn während des Prägeintervalls nicht reißt.

Bei Prägefolien strebt man zur Minimierung von Ausschuß bei dem häufig kostspieligen Prägefolienmaterial an, den Flächenanteil nicht genutzter bzw. abgepräger Folienbahnbereiche möglichst gering zu halten. Hierzu ist schon vorgeschlagen worden, hintereinander liegende, zu prägende Prägegutbereiche auf der Prägefolienbahn enger zusammen zu bringen als hintereinander liegende Prägeorte auf der Materiallage. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Prägefolienbahn außerhalb eines Prägeintervalls mindestens zeitweise mit einer von der Materiallagengeschwindigkeit abweichenden Folienbahngeschwindigkeit bewegt wird. Die hierfür erforderlichen Geschwindigkeitsänderungen der Prägefolienbahn können durch Folienbeschleunigungsmittel bewirkt werden, wobei eine Folienbeschleunigung sowohl eine Geschwindigkeitssteigerung, als auch eine Geschwindigkeitsverringerung, als auch eine Richtungsumkehr der Bewegung der Prägefolienbahn sein kann.

Eine Heißpräge-Rotationsmaschine, die vor einem Prägeintervall eine Vorschubgeschwindigkeitssteigerung und nach einem Prägeintervall eine Vorschubgeschwindigkeitsabbremsung der Prägefolie vorsieht, ist in der DE 29 31 194 gezeigt. Hier wird die Prägefolienbahn immer in Hauptbewegungsrichtung der Prägefolienbahn bewegt, wobei die Geschwindigkeit in dieser Richtung variiert und nie größer wird als die Materiallagengeschwindigkeit.

Zur Verringerung der auf die ggf. zugempfindliche Prägefolienbahn wirkenden Beschleunigungskräfte ist in der DE 37 13 666 auch schon vorgeschlagen worden, die Prägefolienbahn vor jedem neuen Prägeintervall ein Stück zurückzuziehen, so daß eine längere Anlauf strecke und ggf. auch eine längere Abbremsstrecke möglich wird, wodurch Beschleunigungsbelastungen der Prägefolienbahn vermindert werden können. Auch hier übersteigt die Folienbahngeschwindigkeit in Haupttransportrichtung zu keinem Zeitpunkt die Materiallagengeschwindigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Heißprägeverfahren bzw. Heißprägevorrichtungen der eingangs erwähnten Art so weiter zu bilden, daß eine besonders effektive Nutzung von auf der Prägefolienbahn vorliegendem Prägegut möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Heißprägeverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie eine besonders zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Heißprägevorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 7 vor. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Ein erfindungsgemäßes Heißprägeverfahren der genannten Art zeichnet sich dadurch aus, daß mindestens einmal während eines Prägedurchlauf es während eines ersten Prägeintervalls an einem ersten Prägeort einer Materiallage ein erster Prägegutbereich der Prägefolienbahn abgeprägt wird, daß während eines unmittelbar nachfolgenden zweiten Prägeintervalls an einem zweiten Prägeort einer Materiallage ein dem ersten Prägegutbereich in Bahnrichtung nachfolgender zweiter Prägegutbereich der Prägefolienbahn abgeprägt wird und daß zwischen diesen Prägeintervallen die Prägefolienbahn derart beschleunigt wird, daß sich zwischen den aufeinanderfolgenden Prägegutbereichen der Prägefolienbahn ein noch mit Prägegut versehener Zwischenraum bzw. eine Lücke bildet, die, gemessen in Bahnrichtung, größer ist als ein unbeprägter Bereich zwischen den aufeinanderfolgenden Prägeorten auf der Materiallage. Hierzu ist es, in Abweichung von allen bekannten Lösungen, vorgesehen, daß die Prägefolienbahn in der Beschleunigungsphase zwischen den aufeinanderfolgenden Prägeintervallen zumindest zeitweise in Hauptbewegungsrichtung der Prägefolienbahn mit einer Bahngeschwindigkeit bewegt wird, die größer ist als die normalerweise gleichförmige Materiallagengeschwindigkeit. Die Bahngeschwindigkeit kann z. B. mehr als 5, 10 oder 20% größer sein als die Materialgeschwindigkeit, in der Regel jedoch weniger als 50% größer. In der Beschleunigungsphase findet außerdem mindestens eine Abbremsung bzw. Geschwindigkeitsverzögerung der Prägefolienbahn statt um zu erreichen, daß sich die Prägefolienbahn in dem der Beschleunigungsphase folgenden Prägeintervall wieder mit gleicher Geschwindigkeit bewegt wie die Materiallage. Die Geschwindigkeitssteigerung und die Abbremsung sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß im Beschleunigungszeitraum zwischen den Prägeintervallen ein Prägefolienbahnabschnitt durch den Prägespalt bewegt wird, dessen Länge größer ist als die Länge des im gleichen Zeitraum durch den Prägespalt laufende Materiallagenabschnitts.

Durch diese im Hinblick auf die angestrebte Minimierung von Folienbahnausschuß scheinbar widersinnige Maßnahme kann erreicht werden, daß der Platz zwischen den direkt aufeinanderfolgenden, bereits abgeprägten Prägegutbereichen im Vergleich zum Abstand der zugehörigen Prägeorte so weit vergrößert wird, daß in einem zeitlich nachfolgenden Prägeschritt aus diesem vergrößerten Zwischenbereich noch Prägegut abprägbar ist. Ein Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden Prägegutbereichen, der beispielsweise zu klein ist, um nach den eingangs beschriebenen, herkömmlichen Verfahren noch eingespart zu werden, kann also bewußt etwas gestreckt bzw. verlängert werden, um anschließend den (vergrößerten) Zwischenraum für mindestens eine weitere Prägung noch zu nutzen. Der Folienverbrauch wird demnach zunächst bewußt örtlich vergrößert, um nachfolgend unter Nutzung des in dem Zwischenraum befindlichen Prägegutes insgesamt zu einer sehr effektiven Flächennutzung des auf der Prägefolienbahn vorhandenen Prägegutes zu gelangen.

Die nachfolgende Nutzung des Prägegutes, das im Bereich des durch bewußte Vergrößerung entstandenen Zwischenraumes zwischen den aufeinanderfolgenden Prägegutbereichen liegt, kann in einem gesonderten Durchlauf der Prägefolienbahn ggf. nach Zurückspulen der genannten Prägefolienbahn auf eine Abwickelrolle erfolgen. Vorzugsweise wird das in den Zwischenräumen vorhandene Prägegut jedoch im gleichen Prägefoliendurchlauf abgeprägt, wie das Prägegut in den Prägegutbereichen, die die Zwischenräume in Bahnrichtung begrenzen. Hierzu erfolgt bei einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens eine begrenzte Rückziehbewegung der Prägefolienbahn entgegen der Hauptbewegungsrichtung nach einem zweiten Prägeintervall und eine anschließende Beschleunigung der Prägefolienbahn in Hauptbewegungsrichtung derart, daß in einem dem zweiten Prägeintervall nachfolgenden dritten Prägeintervall Prägegut aus dem Zwischenraum auf die Materiallage übertragbar ist. Der gestreckte Zwischenraumbereich läuft also nach der Rückziehbewegung mindestens ein zweites mal durch den Prägespalt, wobei bei diesem zweiten Durchlauf die Prägefolienbahn gegenüber dem ersten Durchlauf so weit in Bahnrichtung längenversetzt ist, daß im Zwischenraum vorhandenes Prägegut mittels einer Prägematritze auf die Materiallage übertragen werden kann.

Sofern der Bedruckstoff in Form von aufeinanderfolgenden Einzelbögen vorliegt, ist es zweckmäßig, den Zeitraum der Rückziehbewegung so mit dem Durchlauf der Bögen zu koordinieren, daß die Rückziehbewegung mindestens zeitweise während des Überganges zwischen aufeinanderfolgenden Einzelbögen durch den Prägespalt stattfindet. Da normalerweise zwischen unmittelbar aufeinanderfolgenden Einzelbögen ein gewisser Abstand vorliegt, ergibt sich zwangsläufig zwischen aufeinanderfolgenden Bögen eine Prägepause, die mindestens so lang ist wie die Zeit, die zwischen dem Durchtritt der Hinterkante eines vorauseilenden Bogens und dem Durchtritt der Vorderkante eines direkt nacheilenden Bogens durch den Prägespalt verstreicht. Dadurch steht in der Regel mehr Zeit für die erforderlichen Beschleunigungsbewegungen zur Verfügung, so daß nur geringere Beschleunigungsgrade und entsprechend geringere, auf die empfindliche Prägefolienbahn wirkende Kräfte erforderlich sind. Im allgemeinen, also insbesondere auch bei Bedrucken von in Bahnform vorliegenden Materiallagen, wird die Rückzugbewegung zweckmäßig so mit dem Materiallauf und der Abstandsfolge aufeinanderfolgender Prägeorte abgestimmt, daß die Rückzugsbewegung zeitgleich zum Durchtritt des größten Prägeortabstandes in Lauf richtung durchgeführt wird. Eine Rückzugbewegung muß nicht nach jedem durchgelaufenen Bogen bzw. nach jedem besonders großen Prägeortabstand durchgeführt werden sondern kann auch unregelmäßig erfolgen.

Eine Weiterbildung ist besonders dann vorteilhaft, wenn aufeinanderfolgende Prägegutbereiche im wesentlichen die gleiche Form und Größe haben. Bei dieser Weiterbildung wird die Beschleunigung der Prägefolienbahn so durchgeführt, daß der (vergrößerte) Zwischenraum derart dimensioniert ist, daß aus dem Bereich des Zwischenraumes nachfolgend mindestens ein Prägegutbereich abprägbar ist, der im wesentlichen gleiche Dimensionen hat, wie die den Zwischenraum begrenzenden Prägegutbereiche. Zur Vermeidung übermäßiger Beschleunigungen wird vorzugsweise so vorgegangen, daß genau ein Prägegutbereich im Zwischenraum positioniert wird, vorzugsweise symmetrisch zwischen den begrenzenden Prägegutbereichen. Hier ist also die Lückengröße, d. h. die Erstreckung des Zwischenraumes in Längsrichtung, größer oder maximal gleich der Laufrichtungserstreckung der aufeinanderfolgenden Prägegutbereiche, die in der Regel einen kleinen Abstand zueinander haben, um randscharfe Prägungen sicherzustellen. Es wäre jedoch auch möglich, den Zwischenraum so zu dimensionieren, daß er kürzer ist als die Längserstreckung der ihn begrenzenden Prägebereiche. Aus diesem Zwischenraum wären dann noch Prägegutbereiche abprägbar, die insbesondere in Längsrichtung kleiner sind als die den Zwischenraum begrenzenden Prägebereiche.

Es kann vorkommen, daß die Prägeorte auf der zu beprägenden Materiallage ungleichmäßige Abstände zueinander haben. Insbesondere für derartige Fälle kann vorgesehen sein, daß die Beschleunigung der Prägefolienbahn so durchgeführt wird, daß die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden, abgeprägten Prägegutbereichen dennoch im wesentlichen gleich sind. Nach dieser Vergleichmäßigung der Abstände zwischen abgeprägten Prägebereichen liegen demnach zwischen den bereits abgeprägten Prägegutbereichen der Prägefolienbahn im wesentlichen gleich dimensionierte Zwischenräume vor, wobei hierzu ein Teil der Zwischenräume vergrößert und ein anderer Teil von Zwischenräumen entsprechend verkleinert wird.

Die Erfindung betrifft auch eine besonders zur Durchführung des genannten Heißprägeverfahrens geeignete und angepaßte Heißprägevorrichtung. Diese hat ein Prägewerk, bei dem zwischen einem Zylinder und einem beweglichen Gegendruckelement, insbesondere einem Gegendruckzylinder, zumindest während eines Prägeintervalles ein Prägespalt gebildet ist. Diese hat Folientransportmittel zur Erzeugung eines zumindest während eines Prägeintervalls geschwindigkeitsgleichen Mitlaufes eines Prägefolienbahnabschnittes mit einem durch den Prägespalt bewegten Materiallagenabschnitt, der normalerweise mit gleichförmiger Geschwindigkeit durch geeignete Materiallagentransportmittel durch den Prägespalt bewegt wird. Die Folientransportmittel sind als Folienbeschleunigungsmittel ausgebildet, können also einen diskontinuierlichen Transport der Prägefolienbahn bzw. einen ungleichmäßigen Mitlauf mit der Materiallage erzeugen. Die Folienbeschleunigungsmittel sind so ausgebildet, daß die Prägefolienbahn zwischen einem ersten Prägeintervall und einem unmittelbar nachfolgenden zweiten Prägeintervall derart beschleunigbar ist, daß ein mit noch nicht abgeprägtem Prägegut versehener Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden, Prägegut abgebenden Prägebereichen der Prägefolienbahn größer wird als ein unbeprägter Bereich zwischen aufeinanderfolgenden, Prägegut aufnehmenden Prägeorten auf der Materiallage.

Wie erwähnt, sind die Folienbeschleunigungsmittel also so ausgelegt und ansteuerbar, daß sich die Prägefolienbahn während der Beschleunigungsphase zumindest zeitweise mit einer größeren Bahngeschwindigkeit in Haupttransportrichtung bewegt als die Materiallage. Zweckmäßig sind die Folienbeschleunigungsmittel zur Erzeugung eines Vor/Rückschrittbetriebes ausgelegt, um die oben erläuterten Rückzugsbewegungen der Prägfolienbahn durchführen zu können. Obohl eine rein elektronische Steuerung der Folienbeschleunigungsmittel möglich ist, ist zweckmäßig zur Ansteuerung der Folienbeschleunigungsmittel eine Rechnereinheit vorgesehen, um mit Hilfe der Folienbeschleunigungsmittel und entsprechenden Arbeitsprogrammen der Rechnereinheit vorgegebene Geschwindigkeitsprofile für die Prägefolienbahn zu erzeugen.

Die Heißprägevorrichtung kann bzgl. des Aufbaus von Prägewerk und Folientransportmittel beispielsweise so ausgebildet sein, wie die in der EP 0 718 099 beschriebene Prägerotationsmaschine. Entsprechend können die Folientransportmittel für eine einzelne Folienbahn eine dem Prägespalt nachgeschaltete, beispielsweise mit einem Saugband arbeitende Zugeinrichtung mit einem Schlupfantrieb für die Prägefolienbahn und eine mit der Zugeinrichtung zusammenwirkende, dem Prägespalt vorgeschaltete, steuerbare Folienzufuhreinrichtung aufweisen. Die Folienzufuhreinrichtung kann mindestens eine in Abrollkontakt mit der Prägefolienbahn stehende und durch eine Steuereinrichtung in Drehgeschwindigkeit und/oder Drehrichtung steuerbare Steuerwalze aufweisen, die ebenfalls als Saugwalze ausgebildet sein kann und keinen Schlupf in Prägefolienbahnrichtung erlaubt, so daß durch die Folienzufuhreinrichtung die genaue Lage und Geschwindigkeit der Prägefolienbahn in Transportrichtung (oder entgegen der Transportrichtung) festlegbar ist. Durch z. B. computergestützte Ansteuerung der Steuerwalze können erfindungsgemäße Foliengeschwindigkeitsprofile realisiert werden.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte Ausführungen darstellen können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf zwei in Materiallaufrichtung aufeinanderfolgende Einzelbögen zusammen mit einer schematischen Darstellung der zum Beprägen der Einzelbögen verwendeten Prägefolienbahn nach Beprägen des ersten Bogens und des zweiten Bogens;

Fig. 2 ein schematisches Geschwindigkeitsprofil der Prägefolienbahn bei der Beprägung des ersten und des zweiten Bogens in Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf zwei in Materiallaufrichtung aufeinanderfolgende Einzelbögen zusammen mit einer schematischen Darstellung der zum Beprägen der Einzelbögen verwendeten Prägefolienbahn nach Beprägen des ersten Bogens und des zweiten Bogens bei einer asymmetrischen Prägung der Bögen;

Fig. 4 ein schematisches Geschwindigkeitsprofil der Prägefolienbahn bei der Beprägung des ersten und des zweiten Bogens in Fig. 3.

In der Schemadarstellung in Fig. 1 sind links zwei mit Abstand nacheinander durch einen (nicht gezeigten) Prägespalt einer Heißprägevorrichtung geförderte Papierbögen 1, 2 gezeigt, die mittels nicht gezeigter Materiallagentransportmittel mit gleichmäßiger Materiallagengeschwindigkeit in einer Lauf richtung 3 durch den Prägespalt gefördert werden. Dabei zeigt der obere Teil der Zeichnungsfigur die Situation nach Durchtritt des ersten Bogens 1 durch den Prägespalt, während die untere Teilfigur die Situation nach Durchtritt des Bogens 2 zu einem entsprechend späteren Zeitpunkt zeigt. Jeweils rechts neben den Einzelbögen 1, 2 ist ein Bahnabschnitt einer Prägefolienbahn 4 gezeigt, die mit Hilfe nicht gezeigter Folientransportmittel ebenfalls durch den Prägespalt gefördert wird. Die aus Darstellungsgründen neben den Bögen 1, 2 gezeigte Prägefolienbahn verläuft tatsächlich oberhalb des von den Bögen 1, 2 durchlaufenden Bereiches, wobei die in der Darstellung nicht sichtbare Vorderseite 5der aus Blickrichtung ihrer Rückseite 6 gezeigten Prägefolienbahn den zu beprägenden Oberflächen der bogenförmigen Materiallagen 1, 2 zugewandt ist. In der Darstellung ist der tatsächliche Prägefolienverlauf 8 oberhalb der Bögen 1, 2 gestrichelt dargestellt. Es können zum Beprägen einer Materiallage auch mehrere, parallel zueinander verlaufende Präge folienbahnen vorgesehen sein.

Eine Prägefolie weist in der Regel einen dünnen, mehrschichtigen trockenen Film auf, der auf einem reißfesten Folienträger, z. B. aus Kunststoff, angeordnet ist. Der Film trägt auf seiner Vorderseite 5 das Prägegut, bei dem es sich im Beispiel um eine Farbschicht handelt. Der Schichtaufbau des Films ist in der Regel so, daß auf der Vorderseite des Folienträgers eine beispielsweise wachsartige Trennschicht angeordnet ist, auf die farbbestimmende bzw. bildbestimmende, das Prägegut beinhaltende ein- oder mehrlagige Schicht liegt. Auf dieser ist eine thermisch aktivierbare Heißkleberschicht bzw. Haftschicht vorgesehen.

Während des Prägens wird das zu beprägende Material 1, 2 gleichförmig durch den Prägespalt bewegt. Die Prägefolienbahn wird so mitbewegt, daß sich der gezeigte Prägefolienabschnitt zumindest während eines Prägeintervalls geschwindigkeitsgleich mit den Bögen durch den Prägespalt bewegt. Während eines Prägeintervalls wird der Prägefolienbahnabschnitt mittels eines nicht gezeigten, oberhalb der Papierebene angeordneten, an seinem Umfang mit mindestens einem beheizten Prägestempel oder Prägewerkzeug versehenen Prägezylinders auf den zu beprägenden Materiallagenabschnitt gepreßt. Die auf der der Materiallage zugewandten Vorderseite 5 der Prägefolie angeordnete Heißkleberschicht erwärmt sich während des Prägeintervalles unter dem Einfluß des auf typische Oberflächentemperaturen von mehr als 200°C aufgeheizten und aufgedrückten Prägewerkzeuges auf eine Prägetemperatur und erweicht. In Verbindung mit dem während des Prägeintervalls kurzzeitig aufgebrachten Druck wird eine gut und flächig haftende Klebeverbindung zwischen dem bedruckten Material bzw. dem Bedruckstoff und dem aufgeprägten Prägegut geschaffen. Gleichzeitig erweicht oder verdampft durch die Wärmeeinwirkung die Trennschicht, wodurch ein leichtes Ablösen des Prägegutes von der Folie erzielt wird.

Im oberen Teil von Fig. 1 ist eine Situation dargestellt, die sich ergibt, wenn auf den Einzelbogen 1 in drei mit gleichem zeitlichen Abstand aufeinanderfolgenden Prägeintervallen drei auf der Prägefolienbahn mit gleichmäßigem Abstand zueinander vorliegende, beispielsweise rechteckförmige Prägegutbereiche bzw. Farbschichtbereiche 10, 11, 12 zeitlich nacheinander auf drei in Lauf richtung 3 mit Abstand hintereinander liegende Prägeorte 13, 14, 15 des Einzelbogens 1 geprägt wurden. Es ist zu erkennen, daß die in Lauf richtung 3 gemessene Länge der unbeprägten Bereiche 16, 17 zwischen den flächig ausgedehnten, rechteckigen Prägeorten 13 bis 15 deutlich kleiner ist als die in Laufrichtung 3 bzw. Bahnrichtung der Prägefolienbahn gemessene, entsprechende Länge der noch mit abprägbarer Farbschicht versehenen Lücken bzw. Zwischenräumen 18, 19 zwischen den bereits abgeprägten Prägebereichen 10, 11, 12. Es ist auch zu erkennen, daß die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden, beprägten Rechteckbereichen 13 bis 15 auf dem Einzelbogen 1 kleiner sind als die in Lauf richtung 3 gemessene Länge der rechteckförmigen, beprägten Bereiche, während die entsprechenden Lücken 18, 19 zwischen bereits abgeprägten Prägegutbereichen 10 bis 12 in Bahnrichtung größer sind als die Längserstreckung der entsprechenden Prägebereiche. Durch letzteres wird es möglich, das im Bereich der Zwischenräume bzw. Lücken 18, 19 noch vorhandene Prägegut in mindestens einem zeitlich nachfolgenden weiteren Durchlauf der Prägefolienbahn 4 durch den Prägespalt nach mit Prägestempeln gleicher Dimension wie beim ersten Durchlauf abzuprägen.

Die entsprechende Situation nach Abprägen eines dem Prägemuster von Bogen 1 entsprechenden Prägemusters auf den zeitlich nachfolgenden Bogen 2 ist im unteren Teil von Fig. 1 dargestellt. Die in diesem Durchlauf abgeprägten Farbschichtbereiche sind auf der Prägefolienbahn mit einem Stern gekennzeichnet, haben zueinander die gleichen Abstände wie die Prägebereiche 10, 11, 12 des ersten Durchlaufs und sind gegenüber diesen um eine Versatzstrecke längsversetzt, deren Länge dem eineinhalbfachen Mittenabstand aufeinanderfolgender Prägegutbereiche entspricht. Es ist zu erkennen, daß ein dem vorderen Prägeort 13 von Bogen 1 entsprechender vorderer Prägeort 23 des Bogens 2 mit Prägegut 24 beprägt wurde, das aus dem Zwischenraum 19 zwischen den im ersten Durchlauf (oberer Teil von Fig. 1) abgeprägten Prägegutbereich 11 und 12 stammt. Entsprechend ist z. B. auf dem mittleren Prägeort 25, der dem mittleren Prägeort 14 des Bogens 1 entspricht, Prägegut 26 abgeprägt worden, das aus einem Raum 27 stammt, der in Bahnrichtung an den hinteren bzw. dritten Prägegutbereich 12 des ersten Durchlaufs (oberer Teil von Fig. 1) folgt. Aus dem vergrößerten Zwischenraum 27 zwischen den hinteren Prägegutbereichen 26 und 28 des zweiten Durchlaufs kann nach einer weiteren Rückzugsbewegung der Folienbahn in einem nachfolgenden Durchlauf ein weiterer, mit zwei Sternen gekennzeichneter Prägegutbereich gleicher Größe abgeprägt werden.

Anhand des unteren Teils von Fig. 1 ist zu erkennen, daß nach dem zweiten und dritten Durchlauf der Prägefolienbahn 4 durch den Prägespalt die meisten abgedruckten Prägegutbereiche enger beieinander liegen, als die Prägeorte auf den Einzelbögen 1, 2. Durch das beschriebene "Pilgerschrittverfahren" ergibt sich also auf der Prägefolienbahn 4 eine bessere Flächennutzung der teuren Farbschicht, als sie möglich wäre, wenn zum Beprägen von jeweils drei aufeinanderfolgenden Prägeorten eines Einzelbogens die Prägefolienbahn mit Materialgeschwindigkeit durch den Prägespalt geführt worden wäre.

Diese besonders gute Folienausnutzung wird durch eine besonders zweckmäßige Steuerung der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung der Prägefolienbahn durch den Prägespalt ermöglicht, die anhand des Diagramms von Fig. 2 erläutert wird. Fig. 2 zeigt ein Geschwindigkeitsprofil 30 der Prägefolienbahn 4 in einem Koordinatensystem, bei dem auf der X-Achse die Zeit t und auf der Y-Achse die Geschwindigkeit v der Prägefolienbahn aufgetragen ist. Die parallel zur X-Achse verlaufende, strichpunktierte Linie repräsentiert die konstante Materiallagengeschwindigkeit 33, mit der die Einzelbögen 1, 2 nacheinander durch den Prägespalt lauten. Die Flächen der schraffierten Flächenbereiche unter der Geschwindigkeitskurve 30 repräsentieren jeweils Wegstrecken der Folienbahnbewegung in Lauf richtung (positive Geschwindigkeitswerte) bzw. entgegen der Lauf richtung (negative Geschwindigkeitswerte).

Die zunächst stillstehende Prägefolienbahn wird in einer ersten Geschwindigkeitssteigerungsphase 34 so beschleunigt, daß ihre Bahngeschwindigkeit der Materiallagengeschwindigkeit 33 entspricht. Danach wird in einem ersten Prägeintervall 351 in dem Bogen 1 und Prägefolienbahn 4 mit gleicher Geschwindigkeit durch den Prägespalt laufen, der in Lauf richtung 3 erste Prägegutbereiche 10 auf den Prägeort 13 des Bogens 1 abgeprägt. In der darauffolgenden Beschleunigungsphase 36 wird die Geschwindigkeit der Prägefolienbahn in Hauptbewegungsrichtung 3 zunächst über die Materiallagengeschwindigkeit 33 hinaus um beispielsweise 25% linear gesteigert, um danach wieder bis auf Materiallagengeschwindigkeit linear abgebremst zu werden. Während der Beschleunigungsphase 36 läuft dementsprechend mehr Folienbahnlänge durch den Prägespalt als zu bedruckendes Bogenmaterial. In dem der Beschleunigungsphase 36 folgenden zweiten Prägeintervall 37 wird dann das Prägegut aus dem zweiten Prägegutbereich 11 von der Prägefolienbahn auf den mittleren Prägeort 14 des ersten Bogens 1 übertragen. Da in der Beschleunigungephase 36 mehr Folienbahnlänge durch den Prägespalt läuft als Bogenmaterial, liegen die abgeprägten Prägefolienbereiche 10, 11 in Längsrichtung 3 weiter auseinander als die entsprechenden Prägeorte 13, 14 auf dem Bogenmaterial. An das zweite Prägeintervall schließt sich dann eine weitere Beschleunigungsphase 38 mit Geschwindigkeitssteigerung und Abbremsung an, bis schießlich im dritten Prägeintervall 39 das im Prägegutbereich 12 vorhandene Prägegut am Prägeort 15 des Bogens 1 abgeprägt wird.

Kurz nach Beendigung des dritten Prägeintervalles hat Bogen 1 den Prägespalt passiert und der mit Abstand nachfolgende Bogen 2 nähert sich dem Prägespalt. In dieser Zeit, während der bis zum Durchtritt des nächsten Prägeortes durch den Prägespalt besonders viel Zeit verstreicht, wird die Prägefolienbahn bis zum Stillstand abgebremst und entgegen der Hauptbewegungsrichtung 3 durch den Prägespalt so weit zurückgezogen, daß ein Teil des in Fig. 1 oben gezeigten Prägefolienbahnabschnitts wieder in Hauptbewegungsrichtung vor dem Prägespalt liegt. Die während der Rückzugsphase 40 erzeugte maximale Rückzugsgeschwindigkeit, deren Betrag im Beispiel dem Betrag der entgegengerichteten Materiallagengeschwindigkeit entspricht, sowie die Dauer der Rückzugsphase sind im Beispiel so gesteuert, daß der dadurch bestimmte Rückzugsweg (entsprechend der Fläche unter dem negativen Anteil des Geschwindigkeitsprofils 30) ausreicht, damit nach einer erneuten Geschwindigkeitssteigerung der Prägefolienbahn in Haupttransportrichtung die Prägefolienbahn während eines vierten Prägeintervalis 41 so durch den Prägespalt läuft, daß Prägegut 24 aus dem vergrößerten Zwischenraum zwischen den bereits abgeprägten Bereichen 11 und 12 am Prägeort 23 auf den zweiten Bogen 2 übertragen werden kann. Um zu erreichen, daß am nachfolgenden Prägeort 25 Prägegut 26 aus dem nachfolgenden Folienabschnitt auf den Bogen 2 übertragen werden kann, schließt sich an das vierte Prägeintervall 41 eine weitere Beschleunigungsphase 42 an, in der die Geschwindigkeitsführung der Prägefolienbahn genau derjenigen der ersten Beschleunigungsphase 36 entspricht.

Der durch die begrenzte Rückzugsbewegung während der Rückzugsphase 40 erzielte Längenversatz der im gezeigten Beispiel mehrfach durch den Prägespalt laufenden Prägefolienbahn 4 ist also so bemessen, daß die Prägevorgänge immer "auf Lücke" zu den Prägevorgängen im vorhergegangenen Prägedurchlauf stattfinden. Im gezeigten Beispiel entspricht der Flächeninhalt des einfach schraffierten Bereichs unter der konstanten Geschwindigkeitskurve 30 in der Rückzugsphase 40 genau dem in gleicher Weise schraffierten Flächeninhalt unter der Kurve 30 in der Beschleunigungsphase 38 und dem nachfolgenden dritten Prägeintervall 39. Die dazwischen liegenden, kreuzschraffierten Dreiecksflächen der Abbrems- und Rückbeschleunigungsphase heben sich ebenfalls flächenmäßig gegeneinander auf. Das bedeutet, daß die Längsposition der Folienbahn bzgl. des Prägespaltes am Ende der Phase konstanter Rückzugsgeschwindigkeit die gleiche ist wie zu Beginn der Beschleunigungsphase 38. Während der nachfolgenden Abbremsung der Rückzugsbewegung und Beschleunigung in Lauf richtung bis zur Materiallagengeschwindigkeit 33 (kreuzschraffierte Dreiecksflächen 43) läuft die Prägefolienbahn noch langsamer als der Bedruckstoff, so daß letzterer der Prägefolienbahn voreilt und sich der erwähnte Längenversatz der Prägefolienbahn in Bezug auf den ersten Durchlauf ergibt, der eine Abprägung von Farbe aus einem vergrößerten Zwischenraum erlaubt. Anstatt eines regelmäßigen Rückzuges beispielsweise jeweils nach Durchlauf eines Bogens ist auch ein unregelmäßiger Folientransport möglich, wobei z. B. eine Wiederholung erst zwei Bogen später stattfinden kann. Auch ist es, wie im Beispiel gezeigt, möglich, bei zwei während eines Bogendurchlaufes entstandenen, vergrößerten Lücken nur eine im direkt folgenden und die andere im auf diesen folgenden Durchlauf zu schließen bzw. abzuprägen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Folienbeschleunigung, bei der die Prägefolienbahn beispielsweise in den Beschleunigungsphasen 36, 38 und 42 in Haupttransportrichtung 3 schneller durch den Prägespalt läuft als das zu beprägende Material, läßt sich also erreichen, daß auf der Prägefolienbahn die Lücken zwischen aufeinanderfolgende, abgeprägten Bereichen so vergrößert werden können, daß in einem weiteren, vorzugsweise direkt nachfolgenden Foliendurchlauf Material aus dem vergrößerten Zwischenraum abgeprägt werden kann.

Anhand der Fig. 3 und 4 wird eine andere Variante der Verfahrensführung erläutert, bei der auf den aufeinanderfolgenden Einzelbögen 45, 46 eine asymmetrische Prägung erzeugt wird, bei der die Abstände aufeinanderfolgender Prägeorte variieren, wobei im Beispiel der Abstand zwischen erstem Prägeort 47 und zweitem Prägeort 48 deutlich größer ist als der Abstand zwischen zweitem und drittem Prägeort 49. Hier wird das Verfahren dazu benutzt, die Abstände der zugehörigen Prägegutbereiche 50, 51, 52 so zu vergleichmäßigen, daß zwischen diesen bereits abgeprägten Prägegutbereichen so viel ungenutzter Zwischenraum bleibt, daß in einem nachfolgenden Durchlauf der Prägefolienbahn aus den Zwischenräumen noch Prägegut gleicher Größe abprägbar ist. Im Unterschied zur Variante gemäß Fig. 1 und 2 wird jedoch nach dem ersten Prägeintervall 53, in dem Prägegut aus dem Bereich 50 auf dem Prägeort 47 abgeprägt wird, die Prägefolienbahn 44 in einer Verzögerungsphase 54 so verlangsamt, daß sie hinter dem durchlaufenden Einzelbogen 45 zurück bleibt, so daß die direkt aufeinanderfolgenden, abgeprägten Prägegutbereiche 50, 51 auf der Prägefolienbahn näher zusammenrücken als die zugehörigen Prägeorte 47, 48 auf dem Bogen 45. In einer nachfolgenden Beschleunigungsphase 56 wird dann die Prägefolienbahn so über die Materiallagengeschwindigkeit 57 hinaus beschleunigt, daß der auf der Prägefolienbahn sich ergebende Zwischenraum 58 zwischen dem zweiten Prägegutbereich 51 und dem während des nachfolgenden dritten Prägeintervalis 59 abgeprägten nachfolgenden Prägegutbereiches 52 größer wird als der auf der Materiallage gemessene Abstand zwischen den zugehörigen Prägeorten 48 und 49. Die Beschleunigung 56 in Verbindung mit der Verzögerung 54 führt also zu einer Zentrierung des mittleren Prägegutbereiches 51 zwischen den ihn umgebenden Prägegutbereichen 50, 52 derart, daß nach einer entsprechenden Rückzugsphase 60 beim erneuten Durchlauf der Prägefolienbahn durch den Prägespalt unter Ansteuerung des gleichen Geschwindigkeitsprofiles das in den Zwischenräumen 58 vorhandene Prägegut noch abgeprägt werden kann.

Das anhand der Zeichnungsfiguren beispielhafte erläuterte Verfahren kann mit jeder geeigneten Heißprägevorrichtung durchgeführt werden, deren Folientransportmittel als Folienbeschleunigungsmittel für einen diskontinuierlichen Transport der Folienbahn ausgelegt sind und deren Steuerung eine Folienbahnführung mit Geschwindigkeitsprofilen zuläßt, die insbesondere die während der Beschleunigungsphasen erforderliche Geschwindigkeitserhöhung der Prägefolienbahn über die Materiallagengeschwindigkeit hinaus ermöglichen. Eine von ihren konstruktiven Voraussetzungen geeignete Heißpräge- Rotationsvorrichtung ist beispielsweise in der EP 0 718 099 gezeigt und beschrieben, deren Merkmale durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht werden. Es kann sich auch um eine Flach-Rund-Maschine handeln, bei der Prägespalt nicht durch zwei Zylinder, sondern durch einen Prägezylinder und ein flaches, oszillierend antreibbares Gegendruckelement begrenzt wird.

Während in den erläuterten Beispielen das Prägegut in Form von Farbbereichen einer Farbschicht der Prägefolienbahn vorliegt, kann das Prägegut auch in Form diskreter, neben- oder hintereinander angeordneter Prägeeinheiten wie Bilder, Texte o. dgl. vorliegen. Diese Prägeeinheiten können dank der Erfindung auf der Prägefolienbahn ggf. wesentlich enger zueinander angeordnet sein als die entsprechenden Prägeorte auf dem Bedruckstoff. Das Verfahren ist auch für jede Art von Bedruckstoffen geeignet, also nicht nur für die in den Beispielen beschriebenen Einzelbögen, sondern auch für kontinuierlich durch den Prägespalt geförderte Bedruckstoffbahnen.


Anspruch[de]
  1. 1. Heißprägeverfahren zum Beprägen von Materiallagen mit auf einer Prägefolienbahn vorliegendem Prägegut, bei dem eine Materiallage mit einer Materiallagengeschwindigkeit durch den Prägespalt bewegt wird und die Prägefolienbahn so mitbewegt wird, daß sich ein Prägefolienbahnabschnitt während eines Prägeintervalis geschwindigkeitsgleich mit der Materiallage durch den Prägespalt bewegt, während der Prägefolienbahnabschnitt außerhalb eines Prägeintervalis mindestens zeitweise mit einer von der Materiallagengeschwindigkeit abweichenden Folienbahngeschwindigkeit bewegt wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

    Abprägen eines ersten Prägegutbereiches der Prägefolienbahn während eines ersten Prägeintervalls an einem ersten Prägeort;

    Abprägen eines dem ersten Prägegutbereich in Bahnrichtung nachfolgenden zweiten Prägegutbereichs während eines nachfolgenden zweiten Prägeintervalis an einem zweiten Prägeort;

    Beschleunigung der Prägefolienbahn zwischen dem ersten und dem zweiten Prägeintervall derart, daß ein Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden Prägegutbereichen der Prägefolienbahn größer wird als ein unbeprägter Bereich zwischen zugeordneten, aufeinanderfolgenden Prägeorten der Materiallage.
  2. 2. Heißprägeverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägefolienabschnitt bei der Beschleunigung zeitweise schneller als die Materiallage in Hauptbewegungsrichtung der Prägefolienbahn bewegt wird.
  3. 3. Heißprägeverfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine begrenzte Rückziehbewegung der Prägefolienbahn entgegen der Hauptbewegungsrichtung nach einem zweiten Prägeintervall und eine anschließende Beschleunigung der Prägefolienbahn in Hauptbewegungsrichtung derart, daß in einem dem zweiten Prägeintervall nachfolgenden dritten Prägeintervall Prägegut aus dem Zwischenraum auf eine Materiallage übertragbar ist.
  4. 4. Heißprägeverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Materiallage in Form aufeinanderfolgender Einzelbögen vorliegt und daß die Rückzugsbewegung mindestens zeitweise während eines Übertritts zwischen direkt aufeinanderfolgenden Einzelbögen durch den Prägespalt stattfindet.
  5. 5. Heißprägeverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung der Prägefolienbahn so durchgeführt wird, daß ein durch die Beschleunigung vergrößerter Zwischenraum so dimensioniert ist, daß aus dem Bereich des Zwischenraumes nachfolgend mindestens ein Prägegutbereich abprägbar ist, der die gleichen Dimensionen wie die den Zwischenraum eingrenzenden Prägegutbereiche hat, wobei vorzugsweise genau ein Prägegutbereich aus dem Zwischenraum abprägbar ist.
  6. 6. Heißprägeverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei ungleichmäßigen Abständen aufeinanderfolgender Prägeorte der Materiallage die Beschleunigung der Prägefolienbahn so durchgeführt wird, daß die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden, abgeprägten Prägegutbereichen der Prägefolienbahn im wesentlichen gleich sind.
  7. 7. Heißprägevorrichtung mit einem Prägewerk, bei dem zwischen einem Zylinder und einem beweglichen Gegendruckelement, insbesondere einem Gegendruckzylinder, zumindest während eines Prägeintervalls ein Prägespalt gebildet ist, und mit Folientransportmitteln zur Erzeugung eines zumindest während eines Prägeintervalls geschwindigkeitsgleichen Mitlaufes eines Prägefolienbahnabschnittes mit einer mit Materiallagengeschwindigkeit durch den Prägespalt bewegten Materiallage, wobei die Folientransportmittel derart als Folienbeschleunigungsmittel ausgebildet sind, daß der Prägefolienbahnabschnitt außerhalb von Prägeintervallen mindestens zeitweise mit einer von der Materiallagengeschwindigkeit abweichenden Folienbahngeschwindigkeit bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägefolienbahn (4; 44) durch die Folienbeschleunigungsmittel zwischen einem ersten Prägeintervall und einem nachfolgenden zweiten Prägeintervall derart beschleunigbar ist, daß ein mit Prägegut versehener Zwischenraum (18, 19; 58) zwischen aufeinanderfolgenden, Prägegut abgebenden Prägegutbereichen (10, 11, 12; 51, 52) der Prägefolienbahn größer wird als ein unbeprägter Bereich zwischen zugeordneten, aufeinanderfolgenden, Prägegut aufnehmenden Prägeorten (13, 14, 15; 48, 49) auf der Materiallage (1, 2; 45, 46).
  8. 8. Heißprägevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbeschleunigungsmittel derart ausgebildet und ansteuerbar sind, daß ein Prägefolienabschnitt bei der Beschleunigung zwischen einem ersten und einem zweiten Prägeintervall zeitweise schneller als die Materiallagen in Hauptbewegungsrichtung (3) der Prägefolienbahn (4; 44) bewegbar ist.
  9. 9. Heißprägevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prägefolienabschnitt bei der Beschleunigung zeitweise schneller als die Materiallage in Hauptbewegungsrichtung bewegbar ist.
  10. 10. Heißprägevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbeschleunigungsmittel zur Erzeugung einer begrenzten Rückzugsbewegung (40; 60) der Prägefolienbahn entgegen einer Hauptbewegungsrichtung (3) der Prägefolienbahn ausgebildet und vorzugsweise derart ansteuerbar sind, daß durch die begrenzte Rückziehbewegung nach einem zweiten Prägeintervall und eine anschließende Beschleunigung der Prägefolienbahn in Hauptbewegungsrichtung (3) in einem dem zweiten Prägeintervall nachfolgenden dritten Prägeintervall Prägegut aus dem Zwischenraum (18, 19; 58) auf die Materiallage übertragbar ist.
  11. 11. Heißprägevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Erzeugung eines Geschwindigkeitsprofiles (30) der Prägefolienbahn mittels der Folienbeschleunigungsmittel eine Rechnereinheit zur Steuerung der Folienbeschleunigungsmittel aufweist.






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