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ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
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Die
Erfindung betrifft ein Prägedruckverfahren
und eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens. Es ist beispielsweise aus der
DE 90 04 865 U1 eine Heißprägemaschine
bekannt, bei der einer Prägestation
eine Folienbahn, die einen Transferbereich, bestehend aus wenigstens
einer durch Prägedruck
zu übertragenden
Schicht, beeinhaltet, zugeführt
wird.
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Bei
derartigen Heißprägemaschinen
ist es zwar bekannt, die Foliebahn bezüglich ihrer Lage, insbesondere
die Lage eines sich auf dem Transferbereich periodisch wiederholenden
Motivs, bezüglich der
Prägestelle
in der Prägestation
so auszurichten, daß das
Motiv lagegenau auf das Prägematerial übertragen
wird.
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Bei
der Verwendung von solchen kontinuierlichen Folienbahnen ist es
jedoch möglich,
daß sich Störstellen
in der Folienbahn oder in Transferbereich befinden. Gelangen derartige
Folienbahn- oder Transferbereichabschnitte in den Prägebereich,
so wird Ausschuß produziert.
Dieser Ausschuß muß dann im
weiteren verlauf aussortiert werden.
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Aus
der
DE 37 13 666 A1 und
der
EP 718 099 A2 sind
Prägedruckvorrichtungen
bekannt, welche zur Verminderung von Ausschuss von nicht benutzter
Prägefolie
eine Folienbahn beim Zuführen
zu einer Prägestation
mittels Sensoren überwachen
und über
gewonnene Messsignale die Folienbahnzufuhr steuern.
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Aus
der
EP 898 163 A1 ist
es bekannt, die Oberflächenqualität von bewegten
Flächenmaterialien
sensorisch zu überwachen,
wobei die gewonnenen Messsignale nicht als Steuersignale für weitere Verfahrensschritte
benutzt werden.
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AUFGABE UND LÖSUNG
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Aufgabe
der Erfindung ist es, beim Prägedruck
die Herstellung von Ausschuß zu
verringern.
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Diese
Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Prägedruckverfahren bzw. durch
die erfindungsgemäße Druckvorrichtung
gelöst.
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Bei
einem Prägedruck
wird in einer Prägestation
ein Segment eines aus wenigstens einer Schicht bestehenden Transferbereichs
auf ein Trägermaterial
aufgeprägt.
Der Transferbereich wird dabei auf einer kontinuierlichen Folienbahn
der Prägestation
zugeführt.
Beim Zuführen
der Folienbahn zur Prägestation
wird über
eine Sensoreinrichtung erfaßt,
ob im Folienbereich der Folienbahn Störstellen vorliegen. Wird das
Vorliegen einer Störstelle
festgestellt, so wird die Zufuhr der Folienbahn zur Prägestation
so gesteuert, daß die
Störstelle
zwischen zwei Prägungen
durch die Prägestation
hindurch gefördert wird.
Dadurch gelangt die Störstelle
nicht in den Druckbereich der Prägestation,
so daß kein
Ausschuß erzeugt
wird. Gleichzeitig hat diese Vorgehensweise den Vorteil, daß die Verarbeitungsgeschwindigkeit
in der Prägestation
allenfalls unwesentlich beeinflußt wird und der Prägedruckvorgang weiterhin
mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden kann. Von besonderem
Vorteil ist diese Vorgehensweise dann, wenn das Folienmaterial herstellungsbedingt
in regelmäßigen Abständen Störstellen aufweist.
Dies ist beispielsweise besonders bei Transferbereichen der Fall,
die Hologramme aufweisen. Die Hologramme können dabei sowohl aus Einzelbildern,
die sich periodisch wiederholen, als auch aus Beugungs gittern – ggf. mit
darin eingebrachtem Muster – das
sich auf der Folie unendlich wiederholt, bestehen. Derartige Folien
werden häufig
auf Kartonagen und andere Papiere, insbesondere Verpackungen, übertragen.
Dies geschieht einerseits zum Verhindern einfacher Nachahmung der
Verpackung, andererseits häufig
auch aufgrund der damit erzielbaren optischen und taktilen Effekte.
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Andererseits
weisen auf Trommeln gelagerte Folienbahnen, die für die kontinuierliche
Zufuhr der Folienbahn zur Prägestation
verwendet werden, immer wieder Ansatzstellen auf, bei denen an die
Folienbahn ein nachfolgendes Folienbahnstück angesetzt wurde. Auch diese
Ansatzstellen sind herstellungsbedingt nicht vermeidbar.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird durch die Sensoreinrichtung
die elektrische Leitfähigkeit
der Folienbahn erfaßt.
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Gemäß weiteren
vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung kann, alternativ oder
zusätzlich
dazu, durch die Sensoreinrichtung eine oder mehrere optische Eigenschaften
der Folienbahn erfaßt
werden. Besonders vorteilhaft ist es, das Reflexionsverhalten der
Folienbahn zu erfassen. Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das Reflexionsverhalten
durch ein folienbahnseitiges Beugungsgitter definiert. Hierzu weist,
gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung, die Sensoreinrichtung eine Laserlichtquelle
auf, die gerichtet auf die Folienbahn hin Licht abstrahlt, wobei
die Lichtintensität
in einem Beugungsmaximum erfaßt
wird. Auf eine Störung
in der Folienbahn, also einer Störung
des Beugungsgitters, wird dann geschlossen, wenn die Lichtintensität um ein
vorgegebenes Maß von
der in diesem Maximum zu erwartenden Lichtintensität abweicht.
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Gemäß weiterer
vorteilhafter Ausgestaltung wird die Sensoreinrichtung aus mehreren
quer zur Transportrichtung der Folienbahn nebeneinander angeordneten
Sensoren gebildet und auf eine Störung in der Folienbahn erst
dann geschlossen, wenn wenigstens zwei Sensoren ein Signal erfassen,
das dem Vorliegen einer Störstelle
in der Folienbahn entspricht.
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Eine
erfindungsgemäße Prägedruckvorrichtung
wird gebildet aus einer Zufuhreinrichtung zur Zufuhr der Folienbahn
mit der Prägefolie
zu einer Prägestation,
einer Steuereinrichtung zur Beeinflussung der Zufuhr der Folienbahn
zu der Prägestation
und Sensoren zur Überprüfung der
Folienbahn auf der Zufuhrseite der Prägestation. Dabei erfolgt die
Zufuhr der Folienbahn zu der Prägestation
in Abhängigkeit der
Signale der Senoreinrichtung.
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Bei
der Prägestation
handelt es sich insbesondere um eine rotativ arbeitende Prägestation,
die aus einer Prägewalze
mit einem Prägestempel
und einer Gegenwalze gebildet wird. Dabei wird lediglich dann, wenn
der Stempel in Anlage mit der Folienbahn gerät, ein Segment des Tranferbereichs
von der Folienbahn auf das Trägermaterial übertragen.
Das Trägermaterial
kann entweder bogenweise oder als kontinuierliche Materialbahu zugeführt werden.
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Die
vorstehenden und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch
aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen
Merkmale jeweils für
sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei
einer Ausführung
von der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und
vorteilhafte sowie für
sich schutzfähige
Ausführungen
darstellen können,
für die
hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in
einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die
unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden
näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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1 die
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Prägestation;
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2 ein
Ausführungsbeispiel
einer optischen Erfassung von Störungen
einer holographischen Folie; und
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3 die
schematische Darstellung einer holographischen Folie.
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BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die 1 zeigt
die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Prägedruckvorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Prägedruckverfahrens.
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Während des
Prägedrucks
wird die Folienbahn 11 und die Materialbahn 23 der
Prägedruckvorrichtung 22 zugeführt. Die
Prägedruckvorrichtung 22 weist
im dargestellten Beispiel eine einen Stempel 25 aufweisende
Prägewalze 24 und
eine Gegenwalze 26 auf. Der Stempel 25 der Prägedruckvorrichtung 22 kann
dabei über
ein nicht dargestelltes Heizelement zum Heißprägen auf eine vorgegebene Prägetemperatur
vorgeheizt werden. Die Stempelkontur des Stempels 25 ragt
dabei über
die Außenkontur
der Prägewalze 24 hinaus.
Während
eines Prägevorgangs,
während
dessen sich der Stempel 25 in Anlage an der Gegenwalze 26 befindet,
wird ein Segment des Transferbereichs von der Folienbahn 11 auf
die Materialbahn 26 übertragen.
Dazu müssen
sich Materialbahn 23 und Folienbahn 11 während des
Prägevorgangs
mit Umfangsgeschwindigkeit der Prägewalze 24 durch die
Prägedruckvorrichtung 22 hindurch
bewegen.
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Um
den Verbrauch an Folienbahn so gering wie möglich zu halten, kann die Zufuhr
der Folienbahn 11 so gesteuert bzw. so geregelt werden,
daß zwischen
zwei Prägvorgängen die
Prägefolie 11 entgegen
der Transportrichtung der Materialbahn 23 durch die Prägedruckvorrichtung 22 hindurch
zurückbewegt
wird und anschließend
wieder auf Umfangsgeschwindigkeit der Prägewalze 24 beschleunigt wird,
so daß die
Segmente abgeprägten
Transferbereichs möglichst
nahe nebeneinander liegen. Ggf. kann bei diesem Vorgang ein Rastermaß, das durch auf
der Folienbahn befindliche Lagemarken definiert wird, eingehalten
werden. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn Bilder abgeprägt werden
sollen, die periodisch sich wiederholend auf dem Transferbereich
der Folienbahn aufgebracht sind und deshalb beim Prägen eine
genaue Lagebeziehung zwischen Folienbahn 11 und Materialbahn 23 erforderlich
ist. Zur Durchführung
dieser Steuerung bzw. Regelung wird die Folienbahn 11 über die
Antriebsrolle 12 und das Saugband 13 vorwärts und
rückwärts transportiert
abgebremst und beschleunigt. Dies wird von der Steuereinrichtung 20 gesteuert.
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Zwischen
der Antriebsrolle 12 und der Prägevorrichtung 22 ist
eine Sensoreinrichtung 27 angeordnet. Die Sensoreinrichtung 27 wird
aus Sensoren zur Erfassung der elektrischen Leitfä higkeit
der Folienbahn sowie Sensoren zur Erfassung der Lichtbeugung durch
die Folienbahn gebildet.
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Die
Messung der elektrischen Leitfähigkeit erfolgt
dabei über
zwei in Förderrichtung
der Folienbahn 11 nacheinander angeordnete, sich im wesentlichen über die
Breite des Transferbereichs bzw. der Folienbahn erstreckende Kontaktrollen 15.
Zwischen den Kontaktrollen 15, die als elektrisch leitende
Rollen ausgebildet sind, ist eine Spannungsquelle 17 angeordnet.
Das Amperemeter 16 erfaßt den durch den Stromkreis
mit den Kontaktrollen 15 führenden Strom und leitet ein
entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung 20 weiter.
Der Stromkreis zwischen den beiden Kontaktrollen 15 wird
dabei über
die Folienbahn 11 geschlossen. Ist die Folienbahn in ihrer Oberfläche beschädigt oder
aber die Folienbahn unterbrochen und über eine Klebestelle 28 angesetzt, so
verändert
sich die elektrische Leitfähigkeit
der Folienbahn in dem Bereich zwischen den beiden Kontaktrollen 15.
Desweiteren wird der Transferbereich der Folienbahn, der ein Beugungsmuster,
insbesondere ein quer zur Transportrichtung der Folienbahn verlaufendes
Beugungsgitter aufweist, über
den Laser 18 mit Licht bekannter Wellenlänge beleuchtet. Über die
Fotozelle 19, die in Strahlrichtung des Beugungsmaximums
n-ter Ordnung angeordnet ist, wird das Reflexionsverhalten des Transferbereichs
erfaßt. Eine
Intensitätsverringerung
des Signals an der Fotozelle 19 wird von der Steuereinrichtung 20,
der ein die gemessenen Intensität
der Fotozelle 19 repräsentierendes
Signal zugeführt
wird, als durch eine Störung
im Transferbereich der Folienbahn verursacht gewertet.
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Da
der Abstand der Meßstellen
von der Prägedruckvorrichtung 22 feststeht
und ein bekannter Wert ist, ist die Lage der Störstelle auf der Folienbahn 11 bezüglich der
Prägestelle, an
der ein Segment des Transferbereichs auf die Trägerbahn 23 aufgeprägt wird,
bekannt. Die Steuereinrichtung 20 steuert oder regelt nun
den Vorschub der Folienbahn so, daß der Stempel 25 nicht
in Anlage an einen Folienbahnabschnitt gelangt, der eine Störstelle
aufweist. Somit werden die Störstellen
nicht auf die Trägerbahn 23 übertragen.
Damit entsteht kein aus Störungen
der Folienbahn bedingter Ausschuß.
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Die 2 zeigt
eine Folienbahn 11, die unter der Sensoreinrichtung 27 durchbewegt
wird. Die Folienbahn 11 besteht aus dem Transferbereich 32 und der
Lagebahn 33. Die Lagebahn 33 weist Rastermarken 31 auf,
die die Lage eines auf dem Transferbereich 32 sich wiederholend
aufgebrachten Motivs definieren. Weist die Folie kein sich wiederholendes Motiv
auf, so ist es nicht erforderlich, daß die Folienbahn 11 neben
dem Transferbereich 32 auch die Lagebahn 33 aufweist.
Die Sensoreinrichtung 27 wird aus zwei Paaren von Lasern 18 und
Fotozellen 19 gebildet. Jeder der beiden Laser 18 strahlt
einen Lichtstrahl auf dem Transferbereich 32 ab. Die beiden
Lichtflecke sind dabei auf der Folienbahn quer zur Transportrichtung
der Folie bezüglich
der Sensoreinrichtung 27 angeordnet. Die Fotozellen 19 sind bezüglich der
Laser 18 und dem Transferbereich 32 in Abstrahlrichtung
des Maximums n-ter Ordnung des holographischen Beugungsmusters,
das der Transferbereich 32 aufweist, angeordnet. Zur Erkennung
der Lage der Rastmarken 31 auf der Lagebahn 33 ist
an der Sensoreinrichtung zusätzlich
noch eine Lichtquelle 34 und eine Fotozelle 35 angeordnet.
Die Lichtquelle 34 und die Fotozelle 35 dient
dabei lediglich der Erfassung der Lage der Rastmarken.
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Der
Transferbereich 32 kann dabei unterschiedliche Störungen aufweisen.
In der 2 dargestellt sind als Störungen der Fettfleck 30,
die Klebestelle 28 sowie die sogenannten Shim- Kanten 29. Die
Shim-Kanten 29 entstehen herstellungsbedingt bei der Herstellung
von Transferbereichen, die holographische Bilder, insbesondere ein
holographisches Beugungsgitter, aufweisen. Dabei sind die Shim-Kanten 19 auf
dem Transferbereich regelmäßig beabstandet.
Wird nun eine Störungsstelle
unter der Sensoreinrichtung 27 hindurchbewegt, so wird
die Lichtbeugung des von den Lasern 18 ausgesandten Lichtstrahl
gestört.
Im Falle eines Fettflecks 30 wird dabei lediglich das Signal
an einer der beiden Fotozellen 19 gestört. Das Vorhandensein eines
Fettflecks oder einer ähnlichen
Verschmutzung stört
jedoch nicht zwangsläufig
die Geeignetheit des Segments des Transferbereichs zur Übertragung
auf die Trägerbahn.
Daher muß dieser
Bereich des Transferbereichs nicht zwangsläufig als Ausschuß angesehen
werden und daher dieser Bereich der Folie von der Prägeübertragung
auf die Materialbahn nicht ausgeschlossen werden. Sowohl eine Shim-Kante 29 als
auch eine Klebestelle 28 unterbrechen jedoch die Beugung
im Transferbereichs an beiden Fotozellen 19. Eine Shim-Kante
ist ein Bereich des Transferbereichs 32, der nicht zur
Prägung
herangezogen werden darf und daher nicht in Anlage an den Stempel 25 der
Prägewalze 24 während eines
Prägevorgangs
gelangen darf. Da die Shim-Kanten nur sehr schmale Kanten sind,
kann aufgrund der Zeit der Unterbrechung der Lichtbeugung im Transferbereich 32 dadurch
eine Schim-Kante 29 von
einer Klebestelle 28, die ebenfalls als Ausschuß anzusehen
ist, unterschieden werden, daß die
Zeit erfaßt
wird, die die Störung
dauert. Eine lange Unterbrechung der Lichtbeugung im Transferbereich 32 läßt auf eine
Klebestelle 28 schließen.
Weist die Folienbahn 11 auch eine Lagebahn 33 auf,
so kann eine Klebestelle 28 eventuell auch dadurch erkannt
werden, daß zusätzlich auch
das Reflektionssignal der Lichtquelle 33 in der Fotozelle 35 im
Bereich der Klebestelle in von den Rastmarken 31 unterscheidbarer
Weise abweicht.
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Die 3 zeigt
die Darstellung einer Folienbahn 11. Die Folienbahn 11 weist
im Abstand s Shim-Kanten 29 auf. Über die Größe des Stempels 25 der
Trägerwalze 24 ist
die Länge
b bekannt, die ein Segment des Transferbereichs, das durch den Stempel 25 auf
die Materialbahn 23 durch Prägen übertragen wird, aufweist. Nachdem
der Abstand s zwischen zwei Shim-Kanten 29 bekannt
ist, kann der Abstand d zwischen zwei Segmenten 36 so bestimmt werden,
daß die
größtmögliche Anzahl
an Segmenten 36 zwischen den beiden Shim-Kanten untergebracht
wird und, daß gleichzeitig
die Segmente 36 gleichmäßig mit
dem Abstand d von einander beabstandet sind. Der eine Shim-Kante
beeinhaltende Abstand f zwischen zwei Segmenten wird dabei in der Regel
einen Wert aufweisen, der größer ist
als der Abstand d zwischen zwei Segmenten 36. Dabei ist
zu beachten, daß für Abstand
b einer Mindestwert, der aus der Justiergenauigkeit der Folienbahn
in der Prägevorrichtung 22 sowie
aus Toleranzen und Materialveränderungen
während
des Heißprägevorgangs
bedingt ist, nicht unterschritten werden darf. Auf diese Weise ist
eine optimale Transferbereichausnutzung, bei gleichzeitig möglichst
gleichmäßiger Folienbahn-Transportgeschwindigkeit
möglich.
Dies ist natürlich
nur dann der Fall, wenn der Transferbereich 32 ein endloses
Muster aufweist und kein Bild, dessen Lage bezüglich des Stempels 25 der
Prägewalze 24 justiert
werden muß.
Ist eine Shim-Kante 29 bei einer ein Bild aufweisenden
Folie in der Bildfläche
enthalten, so muß der
gesamte Transferbereichabschnitt, der dieses Bild beeinhaltet, als
Ausschuß aussortiert werden.