Die Erfindung betrifft verbesserte Verfahren und Vorrichtungen zur Druckveredelung.

Druckveredelung bezeichnet eine Veränderung der Oberfläche eines Bedruckstoffes wie Papier, Karton usw. durch eine zusätzliche Beschichtung. Durch diese bekommt das Papier entweder einen bestimmten Glanz, eine Struktur oder vorab definierte Effekte, die es in seiner ursprünglichen, unbearbeiteten Form nicht besitzt. Durch Druckveredelung wird eine Veränderung der Papieroberfläche erzielt, die das Printprodukt als Ganzes zum einen durch den Schutz vor Abnutzung langlebiger macht, zum anderen durch eine optische oder haptische Aufwertung zu dessen Verkauf oder zum Verkauf der darin dargestellten Produkte oder Dienstleistungen beiträgt.

Veredelungsverfahren können auf dem Beschichten, Fügen, Umformen oder Trennen des Bedruckstoffes beruhen. Zu den Verfahren, bei denen das Veredeln durch Fügen erfolgt, gehören das Kaschieren, das Laminieren sowie der Folientransfer. Folientransfer umfasst Veredelungsverfahren, bei denen Transferschichten von einer Trägerfolie abgelöst und auf den Bedruckstoff übertragen werden. Zu dieser Verfahrensgruppe gehören das Heißfolienprägen, der

Kaltfolientransfer und ein im Rahmen des Digitaldrucks realisierter Folientransfer auf Toner. Neben der ästhetischen Aufwertung eines Produktes kann mit speziellen Folien (Hologrammfolien) auch Produkt- und Dokumentenschutz realisiert werden.

Beim Heißfolienprägen werden unter der Wirkung von Druck, Temperatur und Kontaktzeit Transferschichten einer Prägefolie mit Hilfe eines Prägestempels auf das Material übertragen, das dabei gleichzeitig eine bleibende Formänderung erfährt. Das Heißfolienprägen findet als Planprägen mit einem Werkzeug oder Reliefprägen mit Matrize und Patrize statt. Als Prägewerkzeug kommen entweder flache Prägestempel oder Prägewalzen zum Einsatz, die für den Folientransfer erhitzt werden. Die Temperatur hängt von der verwendeten Prägefolie, dem Bedruckstoff und dem Maschinentyp ab und liegt zwischen 80...220 °C.

Die Prägefolie besteht aus mehreren Schichten. Eine oder mehrere Transferschichten sind entweder direkt auf eine Trägerfolie aus Polyester aufgebracht, oder die Transferschichten sind auf eine auf der Trägerfolie befindliche Trennschicht aufgebracht, die unter Wärmeeinwirkung schmilzt und so die Transferschichten freigibt. Die Transferschichten umfassen eine optisch wirksame Schicht und eine Haftschicht (reaktivierbarer Klebstoff). Die Haftschicht dient der dauerhaften und wischfesten Verbindung der optisch wirksamen Schicht mit dem Bedruckstoff. Für die optisch wirksame Schicht können Farbpigmente, Metallpigmente und Kunststoffe zum Einsatz kommen, was zu sehr unterschiedlichen visuellen Effekten führt.

Beim Kaltfolientransfer werden ähnliche visuelle Effekte erreicht wie bei der Heißfolienprägung, jedoch ohne Materialverformung. Durch Übertragung einer metallisierten Kunststoff _S chicht, die von einer Trägerfolie abgelöst wird, und gegebenenfalls nachträgliches Überdrucken können unterschiedlichste Metalleffekte erzielt werden.

Die Kaltfolienveredelung wird bei bekannten Verfahren beispielsweise mit zwei zusätzlichen Druckwerken in einer Offsetdruckmaschine realisiert. Im ersten Druckwerk wird mittels einer Standarddruckform ein spezieller Klebstoff auf den Bedruckstoff aufgetragen. Da die Charakteristika des Offsetdrucks zum Tragen kommen, sind kleine Rasterelemente und feine Strichdicken übertragbar. Ein zweites Druckwerk ist mit einer Folientransfervorrichtung ausgestattet. Die Folie wird von der Abwickelstation in den Druckspalt zwischen Gummituchzylinder und Druckzylinder geführt und mit dem Bedruckstoff in Kontakt gebracht. Die Folie besteht aus mehreren Schichten, die sich auf einer Trägerfolie befinden. Farbgebend sind eine Aluminiumschicht und eine Schutzlackschicht, deren Einfärbung den Farbeindruck beeinflusst. Durch Adhäsion einer Haftschicht mit der aufgedruckten Klebstoff _S chicht bleiben die Transferschichten auf dem Substrat haften. Die Trägerfolie wird anschließend wieder aufgewickelt.

Die optische Wirkung der Kaltfolien ähnelt der von Prägefolien. Eine haptische Wirkung bleibt jedoch aus, da keine Verformung oder fühlbare Oberflächenveränderung stattfindet.

Kaltfolien kommen bei der Herstellung verschiedener Druckprodukte zum Einsatz, so zum Beispiel im Etikettendruck, auf hochwertigen Verpackungen oder im Akzidenzdruck . Kostenvorteil bringt die Tatsache, dass die Veredelung inline in der Druckmaschine erfolgen kann und im Vergleich zu anderen Veredelungsarten keine speziellen Werkzeuge produziert werden müssen. Voraussetzung für den Kaltfolientransfer sind jedoch zwei zusätzliche Druckwerke und die Folientransferstation.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Druckveredelung, insbesondere zum Kaltfolientransfer, weiterzuentwickeln und zu verbessern.

Vorgeschlagen wird dafür zunächst ein Verfahren zur Druckveredelung, bei dem ein Bedruckstoff und eine Transferfolie mit einer Transferschicht bereitgestellt werden, der Bedruckstoff entlang eines Transportpfades mit einer Transportgeschwindigkeit bewegt wird, während der Bewegung des Bedruckstoffs in einem ersten Abschnitt des Transportpfades ein strahlungshärtender Kunststoff auf den Bedruckstoff aufgebracht wird, nach dem Aufbringen des strahlungshärtenden Kunststoffs in einem zweiten Abschnitt des Transportpfades der Bedruckstoff bestrahlt wird, während gleichzeitig die Transferfolie auf den Bedruckstoff gedrückt und mit diesem entlang des Transportpfads bewegt wird, und beim Verlassen des zweiten Abschnitts des Transportpfades die Transferfolie vom Bedruckstoff entfernt wird.

Bei den bisher bekannten Verfahren des Kaltfolientransfers werden Kleber genutzt, die bereits mit ihrer Aufbringung auf den Bedruckstoff klebrig sind und daher ohne weiteres die Transferschicht von der Transferfolie abziehen, wenn die Trägerfolie vom Bedruckstoff entfernt wird. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird stattdessen ein strahlungshärtender Kunststoff als Kleber verwendet, der zunächst als Harz, d.h. flüssig oder pastös vorliegt und keine oder so gut wie keine Klebkraft aufweist. Erst wenn dieses Harz mit einer Strahlung spezifischer Wellenlänge bestrahlt wird, wird es klebrig und härtet anschließend aus. Auf diese Weise wird in den Bereichen, in denen die Oberfläche des Bedruckstoffes das Harz des strahlungshärtenden Kunststoffes aufweist, die Transferschicht von der Transferfolie abgezogen, während die Transferschicht in den übrigen Bereichen auf der Transferfolie verbleibt. Dies bringt bedeutende Vorteile mit sich. Beispielsweise können Düsen einer Druckeinrichtung, die zur Aufbringung des Harzes auf den Bedruckstoff verwendet wird, nicht mehr verstopfen, weil die Bestrahlung des auf den Bedruckstoff aufgebrachten Harzes erst nach dem Drucken erfolgt.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Bedruckstoff horizontal liegend bewegt wird und die Transferfolie in dem zweiten Bereich des Transportpfads um einen Teilumfang einer Andruckwalze geführt wird, die auf den Bedruckstoff gedrückt wird. Dies hat insbesondere für die Druckveredelung von Bedruckstoffen in Form einzelner Bögen - im Gegensatz zum Rolle-zu-Rolle-Verfahren - Vorteile. Der Bedruckstoff und die Transferfolie berühren sich, in der Transportrichtung gesehen, dabei erfindungsgemäß nur in einem sehr kurzen Bereich, so dass eine Relativverschiebung aufgrund unterschiedlich langer Transportwege keinen negativen Einfluss auf das Ergebnis der Veredelung haben können. Aus demselben Grund kann bei dem vorgeschlagenen Verfahren vorteilhaft weiter vorgesehen sein, dass die Andruckwalze rotierend mit einer Umfangsgeschwindigkeit bewegt wird, die gleich der Transportgeschwindigkeit des Bedruckstoffs ist.

Besonders vorteilhaft kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Andruckwalze als strahlungsdurchlässiger Hohlkörper bereitgestellt wird und in der Andruckwalze eine Strahlungsquelle bereitgestellt wird. Für ein qualitativ hochwertiges Ergebnis ist es ohnehin sinnvoll, dass die Transferfolie auf den Bedruckstoff gedrückt wird. Die Bestrahlung kann entweder vorher erfolgen, so dass der Aushärtungsprozess des Harzes während der Einwirkung der Andruckwalze beginnt, oder hinterher. Ist jedoch die Andruckwalze ein strahlungsdurchlässiger Hohlkörper, in dem Strahlungsquelle angeordnet ist, so fallen das Andrücken der Folie auf den Bedruckstoff und die Aushärtung des Harzes des strahlungshärtenden Kunststoffes zusammen, und die Einwirkung der Strahlung erfolgt während des Andrückens der Andruckwalze durch den lichtdurchlässigen Hohlkörper hindurch.

In weiterer Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Andruckwalze, wenn ein Bedruckstoff darunter hindurchbewegt wird, auf den Transportpfad gedrückt wird und, wenn kein Bedruckstoff darunter hindurchbewegt wird, angehoben wird. Dadurch kann ein Papierstau, der durch die Kollision des Bedruckstoffes mit der auf den Transportpfad gedrückten Andruckwalze entstehen kann, vermieden.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zur Druckveredelung, die Folgendes umfasst: eine Transporteinrichtung zum Bewegen eines Bedruckstoffes entlang eines Transportpfades, eine Druckeinrichtung zum Aufbringen eines strahlungshärtenden Kunststoffs auf den Bedruckstoff in einem ersten Abschnitt des Transportpfades, eine Folienzuführeinrichtung zum Zuführen von Transferfolie zu einer Oberfläche des Bedruckstoffes in einem zweiten Abschnitt des Transportpfades, und eine

Bestrahlungseinrichtung zum Härten des strahlungshärtenden Kunststoffs in dem zweiten Abschnitt des Transportpfades, die mindestens eine Strahlungsquelle umfasst.

Dabei kann die Transporteinrichtung beispielsweise einen Bandförderer aufweisen, auf dem der Bedruckstoff liegend transportiert wird. Vorteilhaft weist die

Transporteinrichtung einen Saugbandförderer auf, auf dem der Bedruckstoff mittels Unterdrück gehalten wird. Der Saugbandförderer kann beispielsweise ein gelochtes, um Umlenkwalzen geführtes Transportband aufweisen, wobei zwischen den Umlenkwalzen ein sogenannter Saugkasten angeordnet ist, in dessen Innenraum mittels einer Pumpe ein Unterdrück erzeugt wird.

Die Folienzuführeinrichtung kann beispielsweise mindestens eine Abhaspel und eine Aufhaspel sowie eine dazwischen angeordnete Andruckwalze aufweisen, um die die Transferfolie geführt ist und die auf den Bedruckstoff gedrückt wird.

Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Andruckwalze zwischen einer unteren Position, in der sie auf den Transportpfad drückt, und einer oberen Position, in der sie vom Transportpfad abgehoben ist, hin und her bewegbar ist. Dadurch wird es ermöglicht, dass die Andruckwalze, wenn ein Bedruckstoff darunter hindurchbewegt wird, auf den Transportpfad gedrückt wird und, wenn kein Bedruckstoff darunter hindurchbewegt wird, angehoben wird. Dadurch kann ein Papierstau, der durch die Kollision des Bedruckstoffes mit der auf den Transportpfad gedrückten Andruckwalze entstehen kann, vermieden.

In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zwischen Abhaspel und Andruckwalze oder/und zwischen

Andruckwalze und Aufhaspel mindestens eine Spannwalze zur Herstellung einer konstanten Bahnspannung in der Transferfolie angeordnet ist.

Besonders vorteilhaft kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Andruckwalze als strahlungsdurchlässiger Hohlkörper ausgeführt ist und die mindestens eine Strahlungsquelle in der Andruckwalze angeordnet ist. Das Andrücken der Folie auf den Bedruckstoff und die Aushärtung des Harzes des strahlungshärtenden Kunststoffes fallen dadurch zusammen, und die Einwirkung der Strahlung erfolgt während des

Andrückens der Andruckwalze durch den lichtdurchlässigen Hohlkörper hindurch.

In einer weiteren Ausgestaltung der vorgeschlagenen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Bestrahlungseinrichtung neben der mindestens einen

Strahlungsquelle mindestens eine beweglich angeordnete Blende zum Lenken des von der Strahlungsquelle erzeugten Strahls umfasst. Diese Blende kann beispielsweise einen hohlzylindrischen Körper mit einer schlitzförmigen Blendenöffnung umfassen, die im Innern der Andruckwalze um deren Längsachse drehbar angeordnet ist.

Bei Verfahrensvarianten, in denen als strahlungshärtender Kunststoff durch IR-Strahlung härtbarer Kunststoff verwendet wird, ist vorrichtungsseitig vorgesehen, dass die mindestens eine Strahlungsquelle IR-Strahlung abgibt.

Bei Verfahrensvarianten, in denen als strahlungshärtender Kunststoff durch UV-Strahlung härtbarer Kunststoff verwendet wird, ist vorrichtungsseitig vorgesehen, dass die mindestens eine Strahlungsquelle UV-Strahlung abgibt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und einer zugehörigen Figur näher erläutert, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt.

Am Anfang einer erfindungsgemäßen Vorrichtung befindet sich ein Bogenanleger 11 und an ihrem Ende befindet sich eine Bogenauslage 12.

Zwischen dem Bogenanleger 11 und der Bogenauslage 12 ist eine Transporteinrichtung 2 zum Bewegen eines Bedruckstoffes 1 entlang eines Transportpfades, dessen Beginn und Ende durch je einen horizontalen Pfeil angedeutet sind, angeordnet.

Die Transporteinrichtung 2 weist einen Saugbandförderer 21 auf, auf dem der Bedruckstoff 1 mittels Unterdrück gehalten wird. Der Saugbandförderer 21 weist ein gelochtes, um Umlenkwalzen geführtes Transportband auf, wobei zwischen den Umlenkwalzen ein Saugkasten angeordnet ist, in dessen Innenraum mittels einer Pumpe 22 ein Unterdrück erzeugt wird.

Oberhalb der Transporteinrichtung 2 ist in einem ersten Abschnitt des Transportpfades eine Druckeinrichtung 3 zum Aufbringen eines strahlungshärtenden Kunststoffs auf den Bedruckstoff 1 angeordnet. Die Druckeinrichtung 3 ist nach der Art eines Inkjet-Druckers ausgebildet, bei dem statt einer Druckfarbe ein Harz eines strahlungshärtenden Kunststoffs auf die Oberfläche des Bedruckstoffes 1 aufgebracht wird, während der Bedruckstoff 1 durch die Transporteinrichtung 2 unter der Druckeinrichtung 3 vorbeibewegt wird. Durch Auslösung der Bindereaktion wird der Kleber aktiviert, um Formstabilität des Druckbildes zu erreichen (sogenanntes "Pinning").

Stromabwärts der Druckeinrichtung 3 ist in einem zweiten Abschnitt des Transportpfades, ebenfalls oberhalb der Transporteinrichtung 2, eine Folienzuführeinrichtung 4 zum Zuführen von Transferfolie zu einer Oberfläche des Bedruckstoffes 1 angeordnet. Die Folienzuführeinrichtung 4 umfasst eine Abhaspel 41, eine Aufhaspel 43 und eine zwischen Abhaspel 41 und Aufhaspel 43 angeordnete Andruckwalze 42. Die Transferfolie 6 wird um die Andruckwalze 42 geführt und auf den Bedruckstoff 1 gedrückt. Zwischen Abhaspel 41 und Andruckwalze 42 sowie zwischen Andruckwalze 42 und Aufhaspel 43 ist jeweils eine Anordnung von zwei miteinander gekoppelten Spannwalzen 44 angeordnet, die zur Herstellung einer konstanten Bahnspannung in der Transferfolie 6 dient.

Die Andruckwalze 42 ist mittels eines Jochs 45 und eines an dem Joch 45 angreifenden Pneumatikzylinders 46 zwischen einer unteren Position, in der die Andruckwalze 42 auf den Transportpfad drückt, und einer oberen Position, in der die Andruckwalze 42 vom Transportpfad abgehoben ist, hin und her bewegbar.

Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Bestrahlungseinrichtung 5 mit einer UV-Lampe als Strahlungsquelle 51 zum Härten des strahlungshärtenden Kunststoffs. Die Andruckwalze 42 ist als strahlungsdurchlässiger Hohlkörper ausgeführt und die UV- Lampe 51 ist in der Andruckwalze 42 angeordnet. Die Bestrahlungseinrichtung 5 weist außerdem eine beweglich angeordnete Blende 52 zum Lenken des von der

Strahlungsquelle 51 erzeugten Strahls umfasst, die als hohlzylindrischer Körper mit einer schlitzförmigen Blendenöffnung ausgeführt ist, der im Innern der Andruckwalze 42 um die Längsachse der Andruckwalze 42 drehbar ist.

Verfahren und Vorrichtung zur Druckveredelung

Bezugszeichenliste

I Bedruckstoff

II Bogenanleger

12 Bogenauslage 2 Transporteinrichtung

21 Saugbandförderer

22 Pumpe

3 Druckeinrichtung

4 Folienzuführeinrichtung 41 Abhaspel

42 Andruckwalze

43 Aufhaspel

44 Spannwalze

45 Joch 46 Pneumatikzylinder

5 Bestrahlungseinrichtung

51 Strahlungsquelle

52 Blende

6 Transferfolie