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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR CREATING A FEMALE DIE OR MALE DIE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/028557
Kind Code:
A1
Abstract:
The aim of the invention is to significantly reduce the set-up times when installing a forming die in a rotative punching press or a rotary press. According to the invention, the female die (A2) or male die (A3) of a forming die is created from a forming compound, which is shaped by the corresponding counter die in the machine and is subsequently hardened. During the production of the female die (A2), a surfeit (A5) of compound is produced by means of a uniform registration method in all directions along a defined travel path.

Inventors:
BEITEL ULRICH (DE)
LANGE ROLF MARTIN (DE)
WALTHER THOMAS (DE)
HOHLFELD ANKE (DE)
BRAUN ECKHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2006/008599
Publication Date:
March 15, 2007
Filing Date:
September 04, 2006
Export Citation:
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Assignee:
ROLAND MAN DRUCKMASCH (DE)
BEITEL ULRICH (DE)
LANGE ROLF MARTIN (DE)
WALTHER THOMAS (DE)
HOHLFELD ANKE (DE)
BRAUN ECKHARD (DE)
International Classes:
B41F13/22; B31F1/07; B41C1/08; B44B5/00; B44B5/02
Domestic Patent References:
WO2002016121A12002-02-28
Foreign References:
EP0924058A11999-06-23
US6344102B12002-02-05
DE10052777A12002-05-08
DE10051230A12002-04-25
DE488020C1931-07-07
FR2832355A12003-05-23
GB1175067A1969-12-23
US20020190225A12002-12-19
US3792230A1974-02-12
DE102004029036A12005-12-29
DD231760A11986-01-08
DE20111983U12001-10-25
DE19826974C22002-06-20
DE10211991A12003-10-02
DE4435307C22002-01-03
DE4138278C21997-01-30
US3832944A1974-09-03
DE202004018764U12005-03-03
Attorney, Agent or Firm:
STAHL, Dietmar (Intellectual Property Bogen Postfach 10 12 64, Offenbach, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen einer Matrizen- oder Patrizenform in einer rotativen Prägevorrichtung in einer Druckmaschine oder rotativen Stanzmaschine, gekennzeichnet dadurch, dass eine fertig ausgebildete Matrizenform (A2) oder Patrizenform (A3) auf einen ersten Zylinder aufgespannt, aufgeklebt oder in einer anderen geeigneten Art als Ausgangsform befestigt wird und die entsprechende Gegenform gebildet wird, indem die fertig ausgebildete Ausgangsform in der rotativen Prägevorrichtung unter Druck gegen eine verformbare und auf einem zweiten

Zylinder befestigte Formmasse gedrückt wird und somit die Gegenform zur Ausgangsform auf dem zweiten Zylinder erzeugt wird,

2. Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, dass als Formmasse eine thermisch trocknende Masse verwendet wird und dass die Trocknung der Formmasse nach der Ausbildung der Gegenform durch eine geeignete Trocknungsvorrichtung, z.B. eine Heißlufttrocknungsvorrichtung und / oder eine Infrarotstrahlungsvorrichtung beschleunigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, dass als Formmasse eine radikalisch härtende Formmasse verwendet wird und dass die radikalische Härtung der Formmasse nach der Ausbildung der Gegenform durch eine geeignete Härtungsvorrichtung, z.B. durch einen UV-

Strahler oder einem UV-Laser ausgelöst wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass nach Bildung der Gegenform zur Ausgangs- form die hierbei erzeugte Prägeplatte in der Stanz- oder Druckmaschine relativ bewegt zu einer Strahlereinrichtung getrocknet oder gehärtet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass die zu verformende Masse, die nach dem Prägevorgang die Gegenform zur Ausgangsform bildet, sich auf einer Trägerplatte oder einer Trägerfolie befindet.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass die zu verformende Masse, die nach dem Prägevorgang die Gegenform zur Ausgangsform bildet, wenigstens einseitig einen Haftvermittler trägt, der für die Anhaftung an dem Zylinder sorgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, dass es sich bei der Formmasse um Photopolymer-Druckplatte handelt, die mittels Strahlung aushärtbar ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 7, gekennzeichnet dadurch, dass die Photopolymer-Druckplatte eine Arbeitsschicht auf einem Träger aufweist, die ein wasserauswaschbares Photopolymer enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 7, gekennzeichnet dadurch, dass die Photopolymer-Druckplatte eine Arbeitsschicht auf einem Träger aufweist, die ein alkoholauswaschbares Photopolymer enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, dass die Härtung der Formmasse nach der Ausbildung der Gegenform durch eine geeignete Härtungsvorrichtung, z.B. durch einen UV-Strahler oder einen

UV-Laser ausgelöst wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch,

dass die ein- oder mehrteilige Ausgangsform in einfacher Ausführung auf einem einfach großen Zylinder, z.B. dem Drucktuch- oder Gummizylinder eines Druckwerkes oder dem Formzylinder eines Lackwerkes angebracht wird und dass die rohe Gegenform in zweifacher Ausführung auf beiden Arbeitsflä- chen eines doppeltgroßen Gegendruckzylinders angebracht wird und dass bei der Prägung der Gegenform eine mehrfache überrollung der beiden rohen Gegenformen mittels der einen Ausgangsform erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11 , gekennzeichnet dadurch, dass die ein- oder mehrteilige Ausgangsform in einfacher Ausführung als metallische Form auf einem einfach großen Zylinder, z.B. dem Drucktuch- oder Gummizylinder eines Druckwerkes oder dem Formzylinder eines Lackwerkes angebracht wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass zur Herstellung der Gegenform zur Ausgangsform ein Trennmittel auf der nach dem Prägevorgang an einem Zylinder angeordneten Ausgangsform bzw. der auf dem korrespondierenden Zylinder hergestellten Gegenform aufgebracht wird und nach der Fertigstellung dort beim Prägen als Schutz gegen Verschmutzungen z.B. von beschichteten Substraten verwendet wird.

14. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet dadurch, dass in einer rotativen Stanz- oder Druckmaschine Vorrichtungen zur Trocknung oder Härtung der Prägeform als mobile Geräte einsetzbar sind, wobei deren Wirkrichtung gegen den die aus Formmasse gebildete Gegenform tra- genden Zylinder gerichtet ist, und die nach dem Trocknungs- bzw. Härtungsvorgang der Gegenform aus der Druck- oder Stanzmaschine entfernbar sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtungen zur Trocknung oder Härtung der Prägeform als in der Druck- oder Stanzmaschine arretierbare Einheiten vorgesehen sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtungen zur Trocknung oder Härtung der Prägeform als auf einem Transportmittel in die Druck- oder Stanzmaschine einfahrbare Einhei- ten ausgebildet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtungen zur Trocknung oder Härtung der Prägeform als in ei- ner Funktionshalterung für austauschbare Arbeitseinheiten einsetzbare Einheiten ausgebildet sind.

18. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet dadurch, dass in einer rotativen Stanz- oder Druckmaschine Vorrichtungen zur Trocknung oder Härtung der Prägeform als fest installierte Geräte vorgesehen sind, die nach dem Trocknungs- oder Härtungsvorgang der Gegenform in der Druck- oder Stanzmaschine verbleiben und deren Wirkrichtung gegen den die aus Formmasse gebildete Gegenform tragenden Zylinder gerichtet sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtungen zur Trocknung oder Härtung in der Druck- oder Stanzmaschine an- bzw. abschwenkbar arretierbare Einheiten sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtungen zur Trocknung oder Härtung der Prägeform als auf einer schwenkbaren Lagereinheit in der Druck- oder Stanzmaschine dem die Prägeform tragenden Zylinder zuordenbare Einheiten ausgebildet sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18 bis 20, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtungen zur Trocknung oder Härtung der Prägeform als unter eine Funktionseinheit schwenkbare oder mittels einer Schotteinrichtung abdeckbare Einheiten ausgebildet sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21 , gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtungen zur Trocknung / Härtung der Prägeform als bei überführung in eine Wartestellung unter eine Bogenführungseinrichtung schwenkbar oder mittels einer Bogenführungseinrichtung abdeckbar ausgebildet sind.

23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 22, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtungen zur Trocknung oder Härtung der Prägeform als den Gesamtbereich der Prägeform über die Länge des die Prägeform tragenden Zylinders überstreichend ausgebildet sind, wobei in Umfangsrichtung des Zy- linders ein begrenzter Bereich überdeckt ist.

24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 22, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtungen zur Trocknung oder Härtung der Prägeform als einen Teilbereich der Prägeform überstreichende Einheiten ausgebildet sind, wobei die Vorrichtungen über die Länge des die Prägeform tragenden Zylinders

verfahrbar angeordnet sind.

25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 24, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtungen zur Trocknung oder Härtung der Prägeform als UV-

Strahler vorgesehen sind, die nach einer Standardcharakteristik ausgeführt oder als eisendotierte Strahler ausgebildet sind.

26. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 25, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtungen zur Trocknung oder Härtung der Prägeform eine Einrichtung zur lösbaren Einkoppelung von Betriebsmedien wie Energie, Temperierung oder pneumatische Betriebsstoffe aufweisen.

27. Druckmaschine zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 mit einfach- oder doppeltgroßen Gegendruckzylindern und mit Druckwerken mit Platten- und Gummizylindern, gekennzeichnet dadurch, dass der Prägevorgang zur Herstellung der Gegenform zur Ausgangsform zwischen dem Gummizylinder (4) und dem Gegendruckzylinder (1) eines

Druckwerkes geschieht, derart dass spätestens nach dem Prägevorgang einer dieser Zylinder die Ausgangsform und der korrespondierende Zylinder die verfahrensgemäß hergestellte Gegenform trägt.

28. Druckmaschine zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 mit einfach- oder doppeltgroßen Gegendruckzylindern, Druckwerken mit Platten- und Gummizylindern, sowie wenigstens einem Lackwerk mit Formzylinder, gekennzeichnet dadurch, dass der Prägevorgang zur Herstellung der Gegenform zur Ausgangsform zwischen dem Formzylinder (10) und dem Gegendruckzylinder (1 ) eines

Lackwerkes (2) geschieht, derart dass spätestens nach dem Prägevorgang einer dieser Zylinder die Ausgangsform und der korrespondierende Zylinder

die verfahrensgemäß hergestellte Gegenform trägt.

Description:

Verfahren zum Erzeugen einer Matrizen- oder Patrizenform

Die Erfindung beschreibt ein Material und ein Verfahren zur Erzeugung einer Matrizenform innerhalb einer Bogenrotationsdruckmaschine.

Beim Prägen wird generell zwischen dem Hochprägen (das geprägte Relief ragt über die Bedruckstoffoberfläche hinaus) und dem Tiefprägen (eine Vertiefung wird in den. Bedruckstoff geprägt) unterschieden. Die Prägeform mit den hoch stehenden Prägeelementen nennt man Patrize, die Gegenform mit Vertiefungen Matrize. Zum teil werden auch Gegenformen, die elastische oder andere verformbare Eigenschaften haben, aber keine Vertiefungen aufweisen, als Matrize bezeichnet. Matrize ist folglich generell die Gegenform zur Patrize. Die meisten Anwendungen erfordern ein Hochprägen, insbesondere wenn haptisch erfassbare Informationen, z.B. durch Blindenschrift, transportiert werden sollen.

Am häufigsten werden Präge- und Stanztechniken in separaten Maschinen ausgeführt, aber es kommt aus verschiedenen Gründen immer der Wunsch auf diese formenden Veränderungen des Bedruckstoffes in der Druckmaschine auszuführen. Anwendungen dieser Techniken innerhalb der Druckmaschine sind bestens bekannt.

In DD 231 760 wird ein Verfahren zum Prägen auf Bogenoffsetdruckmaschinen beschrieben, bei dem auf den Gegendruckzylinder einer Druckmaschine eine für die Prägung geeignete Bimetallplatte (Patrize) aufgeklebt wird und ein Gummituch auf einem Gummizylinder eines Druckwerkes oder einem Formzylinder eines Lackwerkes als Matrize dient. Diese Anwendung hat den Nachteil, dass das Kleben der Platte auf den Gegendruckzylinder sehr aufwändig und eine spätere Re- gisterkorrektur sehr schwer möglich ist. Ein Nachteil bei Druckmaschinen mit doppelt großen Gegendruckzylindern besteht darin, dass zwei Patrizen passgenau montiert werden müssen.

In DE 201 11 983 U1 ist eine Druckmaschine beschrieben, deren Gegendruckzylinder durch eine spezielle Schutzfolie gegen die mechanischen Einwirkungen der formenden Werkzeuge geschützt sind. Hier ist ein Hochprägen nicht möglich, da sich dazu die Prägeform auf dem Gegendruckzylinder befinden müsste.

Schutzmechanismen für Zylinderoberflächen einer Druckmaschine ergeben sich aus DE 198 26 974 C2 und DE 102 11 991 A1. Dort wird die wechselseitige Anwendung von Schutzfolien auf Gegendruck- oder Formzylinder für die Fälle einer Hoch- oder Tiefprägung beschrieben. Nachteilig ist hier weiterhin, dass zur Hoch- prägung in einer Druckmaschine mit doppelt großen Gegendruckzylindern zwei Formen passgenau am Gegendruckzylinder aufgebracht werden müssen.

In DE 44 35 307 C2 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Perforieren, Stanzen und Prägen offenbart, wobei die mechanische Bearbeitung des Bedruck- Stoffes in der Druckmaschine vor dem eigentlichen Druckvorgang erfolgt. Die

Problemstellung, dass Druckfarbe sich auf den formgebenden Werkzeugen ablegt, ist damit zwar nicht gegeben, da nur der unbedruckte Bedruckstoff verformt wird. Allerdings besteht die Problematik, dass die Prägungen durch den Drucklauf durch die nachfolgenden Druckwerke zu mindestens teilweise wieder egalisiert werden.

In DE 41 38 278 C2 ist eine Druckmaschine nach dem letzten Druckwerk mit einem Lackierwerk ausgerüstet, das wahlweise zum Lackieren, Stanzen, Rillen oder Perforieren eingesetzt werden kann. Da die meisten Produkte lackiert werden müssen, sind ein gleichzeitiges mechanisches Verformen des Bedruckstoffes und ein Lackiervorgang nicht möglich. Die wahlweise Benutzung des Lackwerks ist nur für einen sehr geringen Anteil von Druckaufträgen nutzbar. Es ist auch offenbart, dem Lackwerk eine Bogenwendeeinrichtung vorzuordnen, d.h. der Bogen kann dem Lackwerk mit der Schön- oder Widerdruckseite zugeführt werden. Zum Prägen oder Rillen in Maschinen mit doppeltgroßen Gegendruckzylindern und einer Schutzauflage auf dem Gegendruckzylinder ist eine aufwändige Montage der Prägeformen zur passgerechten Bearbeitung erforderlich. Bei Hoch- oder Tiefprägung

kann eine Präge- oder Rillform benutzt werden kann, die auf dem Formzylinder einer Druckmaschine aufgespannt wird.

In der DD 958 51 ist eine Bogenrotationsdruckmaschine beschrieben, bei der ein Stanzwerk mit einer Bogenrotationsdruckmaschine über eine Kupplung verbunden ist. ähnliche Lösungen der Verbindung von Stanzwerken mit Bogendruckmaschinen sind auch aus der US 3,832,944, der DE 20 2004 018 764 U1 und aus der DE 20 2004 018 763 U1 bekannt. Nachteilig bei diesen Lösungen ist jedoch, dass es sich bei den Stanzwerken um teure Sondermaschinenaggregate handelt und die- se für einen Betrieb der Druckmaschine ohne mechanische Verformung des Bedruckstoffes eher hinderlich sind.

Weiterhin ist aus der nachveröffentlichten DE 10 2004 029 036 A1 ein Werkzeugblech bekannt. Das Werkzeugblech soll für eine rotative Weiterverarbeitung und Veredelung von Bedruckstoffen und Verpackungen dienen. Das Werkzeugblech ist zur Herstellung einer Prägeform vollflächig mit verformbarem Kunststoff beschichtet und kann durch Nachbehandlung verschleißfest gehärtet werden.

In diesem Zusammenhang sind auch härtbare Formmassen bekannt geworden. Härtbare Formmassen sind Halbzeuge, die lagerstabil, verformbar und nach der Verformung zu Formteilen aushärtbar sind. Solchen Formmassen sind praktisch in allen Industriezweigen bestens bekannt. Formmassen werden auf der Basis von Polyolefinen oder Polyolefin-Gemischen, Harzen und Elastomeren hergestellt. Als Aushärtungsmechanismen sind die radikalische oder thermische Härtung bekannt. Bei Zweikomponentenverfahren wird die Formmasse kurz vor der Anwendung mit einem Härter vermischt wird und härtet dann durch. Vielfältige Beimischungen sind zu diesen Formmassen möglich, die ihnen bestimmte charakteristische Eigenschaften verleihen. So sind zum Beispiel Formmassen mit keramischen Beimischungen oder Faserstoffen bekannt, die die Stabilität der Formmasse nach der Aushärtungen steigern, oder Beimischungen wie Silikone, die die Adhäsion der Formmasse an dem Prägekörper herabsetzen sollen.

Es sind auch thermoplastische Formmassen bekannt, die bei Umgebungstemperatur hart sind und nach Erwärmung durch eine geeignete Vorrichtung verformbar sind. Nach dem Verformungsvorgang kühlen diese wieder ab und gelangen verformt wieder in den Ausgangshärtezustand zurück.

Bei dem Farbendruck müssen die aufeinander folgenden Druckbilder aufeinander passend gedruckt werden. Hierzu ist bei Rotationsdruckmaschinen ein entsprechender Formzylinder in Bezug auf dessen Umfangs-, Seiten- und Schrägregister verstellbar. Dies gilt abgesehen von Lösungen, bei denen die Druckplatte selbst auf dem Formzylinder verstellbar ist. Solche Registereinstellvorrichtungen sind heute nahezu bei allen Rotationsdruckmaschinen Stand der Technik.

Es ist möglich als Form und Gegenform in einer Druckmaschine zwei Photopolymerplatten einzusetzen, wobei eine Platte als Patrize und eine Platte als Matrize ausgebildet ist. Die Matrize oder die Patrize kann nun auf dem Gummizylinder im Druckwerk einer Druckmaschine oder auf den Formzylinder eines Lackwerkes innerhalb einer Druckmaschine eingespannt oder in einer anderen geeigneten Art befestigt werden. Die Gegenform wird dann auf dem Gegendruckzylinder aufgespannt oder in einer anderen geeigneten Art befestigt.

Die Problematik eines solchen Vorgehens liegt darin begründet, dass Patrize und Matrize gegensätzliche Formaufbauten zeigen. Die unterschiedlichen Platten zeigen jedoch aufgrund der unterschiedlichen Flächendeckungen ein deutlich unterschiedliches Abwicklungsverhalten. Dadurch wird der Rüstprozess der beiden konträren Platten zueinander sehr aufwendig und erfordert häufige nachträgliche Korrekturen. Ein Ausweg aus diesem Dilemma besteht darin, dass man lauter kleine Gegenformen verwendet, die zu der zuvor zu dem Druckbild eingerichteten Prägeform einrichtet, d.h. für eine Patrize mit zum Beispiel zwölf Prägemotiven werden im schlimmsten Fall zwölf kleinteilige Gegenformen eingerichtet.

Diese geschilderte Problematik erhöht sich noch, wenn Form und Gegenform zum Prägen auf in rotativ arbeitenden Druck- oder Stanzmaschinen eingesetzt werden,

die einen doppelt großen Gegendruckzylinder aufweisen. Durch die doppelte Größe muss auf jede Zylinderhälfte eine Platte eingerichtet werden. Dadurch wird die obige Problematik des Rüstens nochmals deutlich verschärft.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, in einem Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 Möglichkeiten zu finden, das die Rüstzeiten bei dem Einrichten bzw. Rüsten einer Prägeform in einer rotativen Stanzmaschine oder in einer Rotationsdruckmaschine deutlich herabsetzt und gleichzeitig die Gleichmäßigkeit und Qualität des Prägevorganges steigert.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 , 9, 13, und 16. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass entweder die Matrize oder die Patrize einer Prägeform durch eine Formmasse gebildet wird, die von der entsprechenden Gegenform in der Druckmaschine geprägt wird und anschließend in der verformten Lage auf einem Druckmaschinenzylinder aushärtet.

Alternativ kann die Matrize/Patrize aus einem thermoplastischen Werkstoff gebildet sein, der vor dem oder während des Prägens der Gegenform soweit erhitzt wird, dass er sich durch den Prägevorgang dauerhaft verformen lässt. Zur Aushärtung wird vorzugsweise ein variabel einsetzbarer Strahler verwendet, der in die Druckmaschine eingesetzt und daraus wieder entnommen werden kann, um die verformte Oberfläche der Prägeplatte und die Prägeplatte insgesamt für den späteren Arbeitsprozess zu festigen.

In der Form der Matrize wird die entsprechend notwendige überfüllung zur späteren Aufnahme des zu prägenden Substrates zwischen Patrize und Matrize durch ein gleichmäßiges Verfahren bzw. Positionieren von Registereinrichtungen der die Patrize tragenden Vorrichtung in allen Richtungen um einen definierten Verfahrweg erzeugt. Damit wird beim Formen der Matrize deren Kontur gezielt vergrößert.

Damit sind Patrize und Matrize optimal aneinander angepasst sind, wodurch die Gleichmäßigkeit des Prägevorganges über die gesamte Fläche gesteigert wird. Sowohl die Homogenität über den gesamten Prägebereich als auch die Präzision der Prägemuster im Substrat werden in einem bisher nicht gekannten Ausmaß verbessert.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand zeichnerischer Darstellungen beispielhaft erläutert.

Darin zeigen

Figur 1 eine Ausführungsform einer Prägeeinrichtung,

Figur 2 ein Schema einer Bogenrotationsdruckmaschine und Figuren 3 bis 5 je ein Schema eines Prägeverfahrens,

Erfindungsgemäß wird, wie in Figur 1 gezeigt, die dargestellte Problematik entschärft, in dem zum Beispiel eine Patrize A3 mit Prägemotiven A1 in einem ersten Arbeitschritt zu dem Druckbild eingerichtet wird. Die Gegenform, in diesem Bei- spiel, eine Matrize A2, wird dann gebildet, indem die Patrize A3 in eine Formmasse eingedrückt wird, die nach dem Ausbilden der Gegenform thermisch, reaktiv oder radikalisch härtend verfestigt wird, so dass die Gegenform (Matrize A2) dauerhaft erhalten bleibt. Für jede Prägung ist jedoch eine überfüllung A5, d.h. ein Freiraum zwischen Prägestempel und Gegenform notwendig, in die sich das zu verformende Material einschmiegen kann. Dazu ist wenigstens in X- und Y-

Richtung bzw. in der ebenen Ausdehnung der Prägeform eine Vergrößerung der Gegenform (Matrize A2) notwendig. Diese überfüllung A5 in der Gegenform (Matrize A2) wird während des Prägevorgangs der Gegenform (Matrize A2) erzeugt, indem die Registerverstellung eines Zylinders in einer Druckmaschine genutzt wird, der die Patrize A3 mit den Prägemotiven A1 trägt. Dieser Zylinder wird mittels seiner jeweiligen so genannten Registerantriebe systematisch in X- und Y- Richtung, d.h. in seiner Umfangs- und Achsrichtung, verfahren. Dadurch bildet

sich in der Formmasse eine Gegenform aus, die eine Gegenkontur zu dem Prägestempel darstellt, aber insgesamt um den Verfahrweg der Zylinder in jede Richtung vergrößert ist.

Eine zusätzliche Ausprägung der überfüllung A5 in Z-Richtung kann durch eine Veränderung der Beistellung erzeugt werden, indem kurzfristig mehr Beistelldruck zwischen den Zylindern erzeugt wird als für den späteren Prägevorgang benötigt wird. Im eigentlichen Prägebetrieb wird der Prägestempel in X- und Y-Richtung mittig gestellt und die Beistellung (Z-Richtung) wird soweit zurück genommen, wie es für den Prägebetrieb erforderlich ist.

Das geschilderte Herstellverfahren für eine Prägeform kann in einer Druckmaschine gemäß Figur 2 angewendet werden. Die Druckmaschine weist mehrere Druckwerke 3 auf, in denen jeweils ein Gegendruckzylinder 1 angeordnet ist. Dem Gegendruckzylinder 1 sind jeweils ein Gummizylinder 4 und ein Plattenzylinder 5 nebst nicht dargestellten Färb- und Feuchtwerken zugeordnet. Weiterhin ist anschließend an die Druckwerke 3 ein Lackwerk 2 vorgesehen, indem dem Gegendruckzylinder 1 ein Formzylinder 10 zugeordnet ist. Alle Druckwerke 3 bzw. das Lackwerk 2 sind in Wirkverbindung mit den Gegendruckzylindern 1 mittels so genannter Bogentransfertrommeln 6 zum Transport von Druckbogen miteinander gekoppelt. Die Druckbogen werden in einem Anleger 7 von einem Bogenstapel 8 über eine Anlagetrommel 9 dem ersten Druckwerk 3 bzw. dessen Gegendruckzylinder 1 zugeführt. Nach Fertigstellung werden die Druckbogen in einem Bogen- ausleger wieder aufgestapelt.

Die Prägeform kann in einem Druckspalt zwischen einem Gummizylinder 4 und einem Gegendruckzylinder 1 oder zwischen einem Formzylinder 10 und einem Gegendruckzylinder 1 hergestellt und eingesetzt werden.

Mögliche Prägeverfahren sind in den Figuren 3 bis 5 dargestellt. Figur 3 zeigt hierbei entsprechend Figur 1 eine Prägung von unten, wobei ein Prägemotiv A1 auf einer Patrize A3 mit einer oben liegenden Matrize A2 zusammenwirkt. Patrize A3 und Matrize A2 können mit Passpunkten A4 zueinander ausge-

richtet fixiert sein. Die so dargestellte Prägeform wirkt auf den Druckbogen B ein und verformt ihn entsprechend. Hierbei wird der Druckbogen von seiner Unterseite her in den Bereich zwischen Patrize A3 und Matrize A2 hineingezogen. Damit wird eine so genannte Hochprägung erzeugt, wobei das so erzeugte Prägemuster aus der Oberfläche des Druckbogens nach oben vorsteht.

Figur 4 zeigt eine umgekehrte Anordnung zu Figur 3. Hier erfolgt eine Prägung von oben, wobei ein Prägemotiv A1 auf einer Patrize A3 mit einer unten liegenden Matrize A2 zusammenwirkt. Damit wird eine so genannte Tiefprägung erzeugt, wobei das Prägemuster in die Oberfläche des Druckbogens vertieft ist.

Ein Prägeverfahren gemäß Figur 4 kann auch in eine elastische Gegenfläche als Matrize durchgeführt werden. Hierbei werden aber schlechtere Qualitäten des Prägeergebnisses erreicht.

Figur 5 zeigt Strukturprägung von oben, wobei das Prägemotiv ist eine flächige Struktur auf einer Patrize A3, die mit einer flächigen oder elastischen Matrize A2 zusammenwirkt. Hierbei wird der Druckbogen von seiner Unterseite her mit einem flächigen Muster versehen, der so genannte Strukturprägung.

Alle hier aufgeführten Verfahren werden als Blindprägungen durchgeführt, wobei lediglich ein Muster in den Druckbogen eingeformt wird, ohne gleichzeitig eine Ein- färbung der Oberfläche durchzuführen.

Das Verfahrregime zur Ausbildung der Gegenform kann entweder manuell oder automatisiert ablaufen. Denkbar ist sogar eine optimale Auslegung des Verfahrwegs, indem ein Algorithmus in der Maschinensteuerung oder dem Leitstandsrechner oder in einem separaten Rechner hinterlegt wird, der den optimalen Verfahrweg unter Berücksichtigung der zu prägenden Materialdicke berechnet.

Die Härtung, Vernetzung oder Trocknung der Formmasse kann erreicht oder unterstützt werden, indem die Formmasse mit einem geeigneten Trockner, z.B. bei der thermischen Trocknung mit einem IR-Strahler und/oder einem Heißlufttrock-

ner, bei der radikalischen Härtung mit einem UV-Strahler, erhitzt oder gehärtet wird. Dabei können mobile Trocknereinheiten, zum Beispiel in Form eines Handstrahlers, oder in der Druckmaschine fest installierte Trocknereinheiten eingesetzt werden. Diese fest installierten Trocknereinheiten sind idealer weise in der Wirk- richtung gegen den Zylinder der Druckmaschine gerichtet, der die Formmasse trägt.

Die Trocknereinheiten werden vorzugsweise als kompakte Strahler ausgebildet, die sich leicht in der Stanz- oder Druckmaschine anbringen lassen.

Die Montage eines Strahlers erfolgt vorzugsweise gegenüber dem die abgeformte Prägeplatte bzw. -platten tragenden Gegendruckzylinder 1. Die Anordnung kann so erfolgen, dass er beispielsweise unterhalb einer Bogenführungsbahn der Stanz- oder Druckmaschine zu liegen kommt. Dabei kann der Strahler senkrecht, oder schräg und dem Zylinder vor- oder nachgeordnet sein.

Die Vorteile hierbei sind geringere Aufwendungen für die Abschirmung der Elemente der Maschine gegenüber Wärmeeinstrahlung und für Maßnahmen des Arbeitsschutzes. Außerdem ergibt sich so keine Einschränkung des Bedienraums des Maschinenbedieners

Ein Strahler kann fest oder demontierbar angeordnet sein. Denkbar ist auch eine Anschwen kein richtung entsprechend vorhandener Funktionseinheiten wie Waschvorrichtungen, Beschichtungseinrichtungen oder Blasvorrichtungen. Hierbei kann eine entsprechend vorhandene Halterung für den Strahler genutzt werden.

Weiterhin können Strahler auf Wagen aufsetzbar sein, damit sie mobil zwischen verschiedenen Maschinen und zwischen den Arbeitseinheiten der Stanz- oder Druckmaschinen bewegt werden können. Vorteilhaft hierbei ist, dass geprägt in einem beliebigen Druckwerk werden kann oder auf einer beliebigen Maschine gearbeitet werden kann. Damit ergibt sich höchste Produktionsflexibilität bei Investition in nur einen Strahler

Der Strahler kann auf dem Wagen verbleiben oder von dort abgenommen werden und in eine Halteeinrichtung abgelegt werden. Vorteilhaft wäre aber, wenn er auf dem Wagen verbliebe.

Schließlich ist eine automatische Einkoppelung des Strahlers zur Energie- oder Betriebsmittelversorgung über Leitung oder Stecker möglich. Eine entsprechende Einkoppeleinrichtung kann mit dem Wagen oder der Stanz- bzw. Druckmaschine verbunden sein.

Unabhängig von der Anordnung sollte der Strahler entweder die gesamte Fläche des Gegendruckzylinders 1 bzgl. dessen axialer Länge bestrahlen. Damit kann bei Rotation des Gegendruckzylinders 1 die Prägeplatte relativ schnell getrocknet bzw. gehärtet werden.

Ebenso kann der Strahler auch nur ein Teilstück des Gegendruckzylinders 1 bestrahlen. Die Bestrahlungsdauer ist relativ kurz (ca. 1 bis 3 Minuten). Weiterhin wird der Strahler nur einmal pro Auftrag benötigt. So ist es auch vorstellbar, den Strahler über die Maschinenbreite traversieren zu lassen. Dies hätte den wesentlichen Vorteil, dass nur eine kleine mobile Einheit mit vereinfachter Ansteuerung benötigt wird.

Bei voller Breite des Strahlers wird hingegen dessen Mobilität eingeschränkt (zum Bespiel durch mehr schwergewichtige Trafos).

Die entsprechende Zuordnung kann natürlich auch an jedem anderen die herzu- stellende Gegenform darstellende Prägeplatte tragenden Zylinder als dem Gegendruckzylinder 1 erfolgen.

Die Formmasse selber kann sich plattenartig auf einem Träger, zum Beispiel einem Kunststoff- oder Metallträger, befinden, der dann auf den Zylinder gespannt oder geklebt wird, der später die Matrize A2 tragen soll. Die Formmasse kann selber klebrige Eigenschaften haben, so dass sie durch die Materialeigenschaften auf

dem Zylinder haftet. Die Formmasse kann mit einem Haftvermittler versehen sein, so dass sie mittels dieses Haftvermittlers auf dem Zylinder verhaftet bleibt.

Zur besseren Trennen zwischen der Patrize und der Formmasse bei dem Präge- Vorgang der Matrize kann die Patrize und / oder die Formmassenoberfläche unmittelbar vor und/oder des Prägevorgangs mit einem Trennmittel versehen werden, das die Anhaftung der Formmasse an der Patrize verhindert.

In besonders vorteilhafter Weise kann das Trennmittel auch dazu geeignet sein und damit gezielt eingesetzt werden, dass beim Prägen in beschichteten Oberflächen eines Druckbogens eine übertragung von Schichtstoffen vom Druckbogen auf die Prägeform verhindert oder wenigstens unterdrückt wird. Damit wird eine Verschmutzung der Prägeform und in der Folge eine Rückspaltung auf Folgebogen sicher vermieden. Die Druck- bzw. Verarbeitungsqualität des Verfahrens steigt weiter an.

Damit können Druckbogen bzw. Substrate, die bereits mit Druckfarbe, Lack, Glanzstoffen, Folien, Schutzschichten oder ähnlichem versehen sind, ohne die Gefahr einer Verschmutzung der Prägeformen oder einer ungewollten übertragung von Schichtelementen exakt geprägt werden.

In einer zweiten Ausprägung der Erfindung wird als verformbares Material ein thermoplastischer Kunststoff, ein thermoplastisches Elastomer oder ein thermoplastischer Schaumstoff eingesetzt, der vor dem Prägevorgang mit der Patrizen- form - analog zu dem Prägevorgang der Formmasse - soweit erhitzt wird, dass er sich durch den Prägevorgang dauerhaft verformen lässt und die eingeprägte Form nach dem Abkühlen auf Umgebungstemperatur dauerhaft erhalten bleibt. Die Ausbildung der überfüllung der Matrizenform kann analog zu dem Vorgehen mit der Formmasse durch ein Verfahrregime in X- und Y- Richtung und gegebenenfalls in Z-Richtung der Registereinstellung des Zylinders und der Beistellung der Zylinder zueinander erzeugt werden.

Thermoplastische Elastomere (lineare Elastomere; Kurzzeichen TPE) sind Kunststoffe die sich bei Raumtemperatur vergleichbar den klassischen Elastomeren

verhalten, sich jedoch unter Wärmezufuhr plastisch verformen lassen, und somit ein thermoplastisches Verhalten zeigen. Thermoplaste sind Kunststoffe, die sich unter dem Einfluss von Wärme plastisch verformen lassen. In der Regel bestehen Thermoplaste aus Polymeren, aus linearen oder wenig ver- zweigten Kettenmolekülen. Werden sie erwärmt, lassen sie sich durch Zug strecken. Bei stärkerer Erwärmung können sie unbegrenzt eingeschmolzen und neu geformt werden. Darin unterscheiden sie sich von den Duroplasten. Die Erwärmung der Thermoplaste, der thermoplastischen Elastomere oder thermoplastischen Schäume kann durch Wärmestrahlung, z.B. mittels eines IR- Strah- lers und / oder durch Heißluftbeaufschlagung mit einer geeigneten Vorrichtung geschehen. Die dafür eingesetzte Vorrichtung kann mobil, zum Beispiel als Handgerät, einsetzbar oder fest in die Druckmaschinen installiert sein.

Nachfolgend wird ein Anwendungsbeispiel einer Prägeformerzeugung:

In Bogenoffsetdruckmaschinen können Prägungen in Druck- oder Lackwerken generiert werden. Hierzu werden z.B. Prägewerkzeuge auf den Formzylinder des Lackwerks aufgebracht, die so gegen den Gegendruckzylinder oder ein auf den Gegendruckzylinder aufgebrachtes Material oder eine dort aufgebrachte korres- pondierende Gegenform wirken. Entsprechend erfolgt das Applizieren von Prägewerkzeugen im Druckwerk.

Zur Prägung ist folgender Einrichtvorgang erforderlich.

- Eine Patrize wird auf einen Zylinder (Form-, Gummi-, Gegendruckzylinder) der Bogendruckmaschine gespannt

- eine teilvernetzte (oder unvernetzte) Photopolymerplatte (rohe Prägeplatte) wird auf den korrespondierenden Zylinder gespannt

- Eine formschlüssige Matrize, also komplett dem Gegenbilder einer Patrize entsprechendes Prägewerkzeug, wird erzeugt, indem die Patrize abrollend in die Photopolymerplatte gepresst wird.

- Die Photopolymerplatte wird hierzu mehrfach überrollt

- Dann wird die Photopolymerplatte mit UV-Licht belichtet und ausgehärtet.

- Die Matrize ist so passgenau an Ihrem Platz verbleibend in der Druckmaschine angebracht.

Für die zu erzeugende Matrize kommen unterschiedliche Photopolymermaterialien in Frage:

1. wasserauswaschbare Platten auf Stahlträger, Gesamtstärke von 0,73 mm.

2. alkohol-auswaschbare Photopolymerplatte auf Stahlträger, Stärke 0,73 mm; unvernetzt weichere Photopolymerschicht als wasserauswaschbare Platte.

3. Photopolymerplatte (im Zeitungsdruck eingesetzt) mit Aluminiumträger; unver- netzt sehr weiche, wachsartige Photopolymerschicht, Gesamtstärke 1 ,27 mm.

Die formende Patrize kann aus einer Photopolymerplatte hergestellt werden. Die zu prägenden Motive und Konturen werden über einen seitenrichtigen unverzerrten Flexofilm montiert und mit UV-Licht belichtet. Die unbelichteten Stellen der Photopolymerplatte werden ausgewaschen. So sind Relieftiefen von 0,40 mm einstellbar. Das Klischee hat eine Shore-Härte von 79 (Shore D) und die Reliefschicht nach DIN eine Shore-Härte von 65 (Shore A). Ebenso kann die Patrize aus Metall oder anderen Werkstoffen hergestellt werden.

Im Einrichtprozess werden verschiedene Unterlagendicken verwendet, die unter die Patrize gespannt wurden um ein erkennbares Prägebild zu erhalten. Die Pressung kann durch Verstellung von Einrichtungen zur Einstellung der Druckbeistellung an Druckmaschinen bestimmt werden. So erzeugte Matrizen werden anschließend belichtet (z. B. 2 Minuten im Röhren- belichter). Eine Messung mittels ätztiefenmikroskop zeigt die Prägequalität.

Einzelne Probleme der Verfahrenstechnik ergeben Hinweise zur Anpassung der Vorbereitung und Prägung für unterschiedliche Materialien.

Verwerfungen im Bedruckstoff treten teilweise durch eine fehlende überfüllung der Matrizenform auf

Wenn zwischen Matrize und Patrize durch die Matrizenherstellung mittels direkter Pressung keine Aussparung für den zu prägenden Bedruckstoff erzeugt wurde, kann es bei einigen Bedruckstoffen zu Verzerrungen kommen.

Eine Verbesserung für die Standfestigkeit der Patrize und auch des Prägeergebnisses sowie der Matrizenherstellung ergibt sich, wenn die Patrize als Metallform hergestellt wird. Dies kann trotz höherer Kosten für die Herstellung von Produkten in hohen Stückzahlen vorteilhaft sein.

Weiterhin ist es möglich die Matrize als Ausgangsform zu benutzen und deren Kontur in die als Rohform vorliegende Patrize zu prägen. Dabei kann die oben genannte sehr weiche Druckplatte aus dem Zeitungsdruck vorteilhaft angewendet werden, da diese eine leichtere Verformung erlaubt.

Bezugszeichenliste

A1 Prägemotiv

A2 Matrize

A3 Patrize

A4 Passpunkt

A5 überfüllung

1 Gegendruckzylinder

2 Lackwerk

3 Druckwerk

4 Gummizylinder

5 Plattenzylinder

6 Transferter

7 Anleger

8 Stapel

9 Anlagetrommel

10 Formzylinder (Lackwerk)

B Bedruckstoff