WO2016206926A1 - Verfahren und vorrichtung zum übertragen eines dekorabschnitts einer prägefolie - Google Patents

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WO2016206926A1
WO2016206926A1 PCT/EP2016/062291 EP2016062291W WO2016206926A1 WO 2016206926 A1 WO2016206926 A1 WO 2016206926A1 EP 2016062291 W EP2016062291 W EP 2016062291W WO 2016206926 A1 WO2016206926 A1 WO 2016206926A1
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embossing
substrate
pressing surface
pressing
section
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PCT/EP2016/062291
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French (fr)
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Markus Burkhardt
Tibor MANNSFELD
Gerhard AMMON
Thomas Löchner
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Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg
Hinderer + Mühlich Gmbh & Co. Kg
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    • B44B5/00—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/02—Dies; Accessories
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F19/00—Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations
    • B41F19/02—Apparatus or machines for carrying out printing operations combined with other operations with embossing
    • B41F19/06—Printing and embossing between a negative and a positive forme after inking and wiping the negative forme; Printing from an ink band treated with colour or "gold"
    • B41F19/064—Presses of the reciprocating type
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    • B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
    • B44C1/16—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects for applying transfer pictures or the like
    • B44C1/165—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects for applying transfer pictures or the like for decalcomanias; sheet material therefor
    • B44C1/17—Dry transfer
    • B44C1/1712—Decalcomanias applied under heat and pressure, e.g. provided with a heat activable adhesive
    • B44C1/1729—Hot stamping techniques

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for transferring a decorative section of a stamping foil onto a substrate.
  • the paint package especially strong crosslinking paint systems, for example, UV-crosslinking paint systems and / or paint systems with high film thickness, d. H.
  • a thickness greater than 5 ⁇ the transfer layer without carrier film included it is very difficult to produce a clean separation edge in the embossing.
  • the separation of the film composite in these cases does not take place at the edge of the application tool but in an undefined position. Due to the strong cross-linking, the formation of comparatively long or very long polymer chains occurs in the lacquers, as a result of which the physical properties of the lacquers are increased
  • Properties of the paints are influenced accordingly.
  • a comparatively Hard and brittle paint when embossing Undefined break where paint flakes of different sizes may arise as unwanted contamination.
  • a comparatively soft and elastic lacquer can not or only incompletely break when embossing or tear undefined, so that in the worst case, no separation edge is formed.
  • stray remnants of the transfer layer formed as a paint package normally form, the aforementioned so-called flakes, which in the further processing of the embossed substrate lead to contamination of the machines and thus to increased cleaning effort. In extreme cases, these flakes can significantly increase the production output.
  • Flakes are understood to be parts of the transfer layer which have been detached from the carrier film and which have not been applied to the substrate.
  • the flakes hang, without adhering to the substrate, to the adhering to the substrate parts of a decorative portion applied to the substrate and can there uncontrollably either hang or tear in the further processing process and thereby corresponding disturbances in the processing of the embossing film and / or the substrate cause.
  • Flakes can be very small, especially in the micrometer range and thus e.g. be dusty, but also comparatively large, especially in the range of several millimeters or even centimeters in at least one direction of expansion.
  • this object is achieved with the subject matter of claim 1. It is a method for transferring a decorative portion of a Embossing film proposed on a substrate by means of a stamping die, wherein the embossing film comprises a carrier film and a transfer layer arranged on the carrier film, wherein it is proposed that the method comprises the following steps:
  • the inventive method has the advantage that by forming, that is, the mechanical pressing or impressing the
  • the layers of the transfer layer are mechanically loaded so that this can form a predetermined breaking point at a defined position, which breaks easily in a bending stress.
  • embossing film during the transfer or during the transfer of the transfer layer from the carrier film as a decor portion on the substrate is advantageous in any type of application, ie the embossing or application to the substrate.
  • a non-registered application of the decorative portion is applied virtually endlessly without respect to the relative position between the substrate and decorative portion of the carrier layer on the substrate, transferred or transferred, that embossed.
  • the decorative portion is applied in a defined relative position to the substrate or transferred or transferred to this, for example, a previously applied, eg
  • Register or register or register accuracy or register accuracy is a positional accuracy of two or more elements and / or layers, in particular the substrate and the stamping foil and / or the decorative section to each other to understand. In this case, the register accuracy should move within a predetermined tolerance and be as small as possible.
  • positionally accurate positioning can in particular by means of sensor, preferably optically detectable registration marks or
  • Register marks take place. These register marks or register marks can either represent special separate elements or regions or layers or themselves be part of the elements or regions or layers to be positioned.
  • the ratio of the pressing pressure to the embossing pressure may be in a range of 1: 1 to 1: 10000.
  • the pressing pressure is applied in a line-shaped section or at least piece-wise line-shaped section.
  • this section may be elongated straight, but also serrated or wavy.
  • the section may have an open shape, in particular as the line shapes mentioned, or alternatively also a closed contour, for example in circular, elliptical, triangular or
  • Polygonal shape especially in star shape.
  • the shape of the section determines at least partially the transmitted to the substrate form of the
  • an embossing foil formed as a strip can be processed such that pieces of the likewise strip-shaped transfer layer are applied to the substrate as a decorative section and a pressing force applied in a line-shaped manner defines the frontal outer edge of the applied decorative section.
  • an embossing foil formed as a surface section can be processed such that partial area portions thereof, in particular so-called smaller patches, are applied to the substrate as a decorative section and a For example, with a closed contour applied pressing pressure defines the peripheral outer edge of the applied decorative portion as a patch.
  • the width of the line-shaped portion may be in a range from 0.02 mm to 1 mm, in particular from 0.02 mm to 0.2 mm.
  • the distance of the at least one compression section from the edge of the decorative section is in a range of 0 mm to 2 mm.
  • the extension of the decorative section corresponds to the extent of the embossing surface of the stamping die.
  • the object of the invention is further achieved by the subject matter of claim 7. It is an embossing device for transferring a decorative portion of a stamping foil on a substrate by means of a stamping die with a
  • embossing film comprises a carrier film and arranged on the carrier film transfer layer, wherein it is proposed that in at least one edge portion of the embossing surface on the
  • Embossing punch is arranged in front of the edge of the embossing surface, a folding element, whose lower end face is formed as a pressing surface.
  • the layers of the transfer layer are mechanically loaded so that this can form a predetermined breaking point at a defined position, which breaks easily in a bending stress.
  • Bending stress is in particular by the subsequent detachment of the Carrier film in a certain peel over the substrate exerted by the applied on the substrate decorative portion.
  • the pressing surface is formed as a linear spherical rounded shape.
  • the crowned design has the advantage that the pressing surface does not act as a cutting edge and thus causes no indentation of the carrier film and thus does not damage the carrier film or otherwise mechanically weakens it.
  • the width of the pressing surface may be in a range from 0.02 mm to 1 mm, in particular from 0.02 mm to 0.2 mm.
  • the width is the effective width of the pressing surface, i. the width of the effective cross section.
  • the folding element may be integrally connected to the die or, alternatively, be present as a separate component which is attached to the die.
  • the pressing surface is aligned with the embossing surface.
  • the pressing surface is arranged with a projection parallel to the embossing surface or in the vertical direction closer to the stamping foil than the embossing surface.
  • the pressing surface should not protrude more than 50% of the thickness of the carrier film in order to avoid damage to the carrier film with certainty.
  • the projection of the pressing surface with respect to the embossing surface is also larger, in particular 50% to 1000%, preferably 50% to 700%, of the thickness of the carrier film. This supports a clean separation of transfer layers, which have a high mechanical stability.
  • the supernatant was about 50% to about 1000%, preferably about 50% to about 700% of the thickness of the carrier film.
  • the carrier film was made of PET in these experiments.
  • the width of the pressing surface was about 0.01 mm to about 0.10 mm, preferably about 0.02 mm to about 0.05 mm.
  • the distance between the pressing surface and the embossing surface was about 0 mm, that is, the pressing surface and the embossing surface are arranged directly adjacent without any distance therebetween.
  • the carrier film may have a thickness of 10 ⁇ to 50 ⁇ . Experiments have shown that the carrier film should not fall below a certain thickness, in particular 10 ⁇ m, because the mechanical stress of the
  • Carrier film through the press surface otherwise could lead to tearing of the film in their further processing.
  • the carrier film may consist of a single film layer or, alternatively, consist of a laminate of different or the same films.
  • the distance between the pressing surface and the embossing surface may be in a range of 0 mm to 2 mm. This small distance affects the appearance of the transferred decorative section as little as possible.
  • the distance between the pressing surface and the embossing surface is about 0.1 mm to 2 mm. This distance is advantageous so that an alternating load on the embossing foil by the adjacent arrangement of embossing surface, distance and pressing surface acts and thereby can form a predetermined breaking point in the layers of the transfer layer in a particularly advantageous manner.
  • the embossing foil can expand upwards in particular in the distance, whereas the embossing foil is pressed down under the embossing surface and the pressing surface.
  • the pressing surface is arranged with a projection relative to the embossing surface in the direction of the stamping foil, can be dispensed with a distance entirely, because then the pressing surface during lowering of the
  • Embossing stamp acts on the embossing film separately for a certain time on the stamping foil and the embossing foil in the areas adjacent to the pressing surface can escape the impressions and for this no separate distance must be necessary.
  • a distance in addition to the supernatant may also be provided in this case.
  • This underlying element has in particular a thickness of about 0.5 ⁇ to 200 ⁇ , preferably from about 0.5 ⁇ to 100 ⁇ and can the effect of
  • the base element is preferably made of a material with similar
  • the substrate for example made of paper or plastic.
  • the base element may also be made of metal or metal alloys or silicone.
  • the base element can be a single element or can be composed of several superimposed elements, so that an accurate and sensitive adjustment of the total thickness of
  • Underlay element can be made by means of these individual elements, each with a small thickness. Such a single element, for example, 0.5 ⁇ to 50 ⁇ , in particular 5 ⁇ to 35 ⁇ be thick.
  • the appearance of the transferred decorative section is also determined by the nature of the substrate, in particular its surface roughness.
  • the pressing surface acts together with the substrate as a counter-pressure element. The lower the surface roughness of the substrate, the more defined is this interaction and the more precisely can the separation of the transferred decoration section take place.
  • the spacer may be, for example, a spacer plate or a spacer. It is also possible to have several
  • the distance is adjustable by means of an adjusting device arranged between the folding element and the stamping die.
  • an adjusting device arranged between the folding element and the stamping die.
  • the pressing surface is designed to be vertically adjustable. This design can be particularly in trial operation or for
  • the folding element may have elongated holes, which are penetrated by fastening screws, wherein the pressing surface arranged on the folding element is vertically adjustable after loosening the fastening screws.
  • Depth adjustment for example, one or more spacers between a straightening plate and the embossing surface are arranged and then the folding element can be lowered so that the pressing surface rests flush on the straightening plate.
  • the flush edition can be checked, for example, with the light gap method.
  • Fixing screws can be removed or the spacer plates and the die to be inserted into the embossing station.
  • the pressing surface is designed to be vertically adjustable by means of an adjusting device arranged between the folding element and the stamping die.
  • the adjusting device can be designed as a helical gear. Because of the desired sensitive adjustment in the micrometer range, it is advantageous to provide a differential screw gear whose output travel through the
  • the adjusting device is designed as a cam gear.
  • a cam gear can advantageously as a
  • the folding element and the embossing punch are integrally formed.
  • the one-piece design can preferably be provided to form a folding element, which encloses the entire embossing surface, or to provide a stamp intended for use in the series.
  • the distance between the pressing surface and the embossing surface is formed as a groove.
  • the groove can be introduced, for example, by laser machining with high accuracy.
  • Show it 1 shows a first embodiment of the embossing device in a first working position in a schematic representation.
  • FIG. 2 shows the embossing device in FIG. 1 in a second working position
  • Fig. 3 shows a detail III in Fig. 2 in an enlarged schematic
  • Embossing device in a schematic sectional view; 6 shows an embossing stamp of a fourth embodiment of the
  • Fig. 7 is a side view VII in Fig. 6;
  • FIG. 9 shows an embodiment of the structure of a stamping foil in
  • Figs. 1 and 2 show a first embodiment of the embossing device 1 according to the invention in a schematic representation.
  • the embossing device 1 is designed as a stroke embossing device and for the roll-to-roll process, in which both a substrate 2 to be embossed and an embossing film 3 are provided on supply rolls 4.
  • the stamping foil 3 comprises a carrier foil 31, a release layer 32, a transfer layer 33 and an adhesive layer 34 (see FIG. 3).
  • the construction of the embossing foil 3 is described in detail below in FIG. 9.
  • the stamping foil 3 and the substrate 2 are fed to a stamping station 5 with a vertically movable die 6, wherein the substrate 2 rests with its underside on a stamping pad 7 in the stamping station 5.
  • the stamping foil 3 rests with its adhesive layer 34 on the upper side of the substrate 2.
  • the embossing die can also be designed as a rolling embossing wheel or as a curved embossing die that rolls over its curvature.
  • the die 6 has facing the embossing pad 7 at its
  • the pressing surface 8p is formed as a spherical surface.
  • the distance a of the pressing surface 8p from the edge of the embossing surface 6p is about 0.1 mm to 0.2 mm.
  • the pressing surface 8p preferably aligns with the embossing surface 6p in a plane parallel to the embossing foil and to the substrate, ie it is not opposite the embossing surface 6p in the direction of the embossing foil.
  • the pressing surface 8p projects beyond the embossing surface 6p up to a maximum of 50% of the thickness of the carrier film 31 downwards (in the direction of the embossing film).
  • the embossing punch 6 is arranged at a distance from the embossing foil 3 and the substrate 2 in a first working position (FIG. 1). In a second working position (FIG. 2), the embossing stamp 6 is on the first working position (FIG. 1).
  • Embossing film 3 and the substrate 2 is lowered and brings the stamping film 3 to form an embossing pressure p p on the substrate 2.
  • Embossing surface 6p of the embossing die 6 activates the adhesive layer 34 of the embossing foil 3 in the region of the embossing surface 6p and connects there the embossing foil 3 in the region of the decor section 3d with the substrate 2.
  • the embossing foil 3 is pressed together in the region of the pressing surface 8p, forming a pressing pressure Pk. wherein material of the stamping foil 3 is displaced laterally of the pressing surface 8p.
  • the layers of the embossing foil 3 arranged below the carrier foil 31 are in a band-shaped manner
  • Compression section 8v mechanically loaded. These layers are predominantly paint coatings.
  • the lacquer layers are deformed differently in a small space by the applied mechanical stress in the region of the pressing surface 8p and the simultaneous relief in the region of the distance between embossing surface 6p and pressing surface 8p. in that a predetermined breaking point forms in the area of the compression section 8v, which breaks at the bending stress caused by the removal of the carrier film.
  • Embossing foil 3 fixes or embossed the decorative portion 3d on the substrate. 2
  • the carrier film 31 is guided downstream of the embossing station 5 via a deflection roller 10.
  • the carrier film 31 is subtracted from the transfer layer 33 behind the deflection roller 10 and a
  • Transport roller pairs 1 1 provided.
  • the folding element 8 is in the first shown in Fig. 1 to 3
  • Embodiment formed integrally with the die 6.
  • a groove-shaped recess is provided to form a distance a between the pressing surface 8p and the edge of the embossing surface 6p.
  • the puncture shown in cross-section in FIGS. 1 to 3 can be configured, for example, elongated in a straight line, but also serrated or wavy, in a plan view, not shown here.
  • the puncture can in plan view an open shape
  • Embossing punch 6 has a rectangular embossing surface 6p, wherein on two opposite sides of the embossing punch 6 each one
  • Folding element 8 is arranged, the pressing surface 8p parallel to the
  • Folding element 8 is aligned with the embossing surface 6p of the embossing stamp. 6
  • the folding elements 8 and the die 6 are connected to each other by fastening screws 12 which engage in threaded holes of the die 6.
  • the distance a of the pressing edge 8k from the edge of the embossing surface 6p is determined by the thickness of a spacer plate 13 which is arranged between the folding element 8 and the embossing punch 6. It is also possible to provide a stack of a plurality of thin spacer plates instead of a spacer plate in order to be able to adjust the distance a sensitively.
  • Fig. 5 third embodiment is carried out as described above, with the difference that in the folding element 8 elongated holes are provided by the fastening screws 12th
  • the distance a of the pressing edge 6k is defined by the edge of the embossing surface 6p by spacers 14 instead of a spacer plate.
  • the slots allow a depth adjustment of the pressing surface 8p of the Folding element 8 relative to the embossing surface 6p.
  • a spacer plate between a straightening plate and the embossing surface 6p are arranged and then the folding elements 8 are lowered so that the pressing surfaces 8p rest flush on the straightening plate.
  • the flush edition can be checked, for example, with the light gap method. After tightening the fastening screws 12, the spacer plate can be removed and the embossing die 6 are inserted into the embossing station 5.
  • FIG. 6 and 7 show a fourth embodiment in which the distance a of the pressing edge 8k from the edge of the embossing surface 6p by the formation of the folding element 8 with a recessed press surface 8p is not adjustable.
  • the depth adjustment is realized by a helical gear 15, which includes a set screw 15s and a dial 15e.
  • the adjusting screw 15s is formed with a fine thread.
  • the adjusting screw 15s is rigidly connected to the upper end portion of the folding member 8 and engages in a threaded hole of the setting wheel 15e.
  • the dial 15e may have a scale to the adjustment of the helical gear 15th
  • the stamper 6 has a protruding upper end portion in which the helical gear 15 is arranged.
  • the set screw 15s is supported in a through-hole vertically penetrating the upper end portion.
  • the dial 15e is arranged in a horizontal slot-shaped receptacle of the upper end portion of the die 6 and thereby not axially displaceable.
  • fastening screws 12 are provided as described in FIG. 5, which pass through elongate holes of the folding element 8.
  • Fig. 8 fifth embodiment differs from the embodiment shown in Fig. 7 in that the
  • a Doppelschraubgetriebe 16 which comprises a first screw 16s and a second screw 26t formed with different pitches, the first screw 16s is adjustable from the outside and into a vertical threaded hole of a protruding upper end portion of the die 6th engages, and the second adjusting screw 16t engages in a central threaded hole of the first adjusting screw 16s and with the upper
  • Fig. 9 shows the layered structure of one in the invention
  • Embossing device 1 used stamping foil 3, wherein the schematic
  • the carrier film 31 is formed in this embodiment as a PET film with a layer thickness of 19 ⁇ .
  • the release layer arranged between the carrier film 31 and the transfer layer 33 is a lacquer layer having a thickness of 0.5 ⁇ m to 1 ⁇ m.
  • the transfer layer 33 has the following layers, which are each formed from a lacquer: a protective layer 331 of a UV-crosslinked acrylate having a thickness of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m,
  • a decorative layer 332 of an acrylate, of PVC or a mixture thereof with dyes and / or color pigments having a thickness of 0.5 ⁇ m to 50 ⁇ m, in particular 0.5 ⁇ m to 30 ⁇ m,
  • the thickness of the transfer layer 33 is thus between 5.5 ⁇ and 70 ⁇ .
  • the adhesive layer 34 is the one described above
  • Embodiments to a hot melt adhesive layer which is thermally activated.
  • the adhesive layer 34 is made of PVC with a layer thickness of 1 ⁇ to 10 ⁇ . But it is also possible to use a cold adhesive layer by means of
  • the embossing temperature is in a range of 80 ° C to 250 ° C, preferably in a range of 100 ° C to 200 ° C, depending on the embossing station 5 and the substrate. 2
  • the embossing pressure is in a range of 1 kN / cm 2 to 10 kN / cm 2 .
  • the embossing time is in a range of 1 ms to 1000 ms, in particular in a range of 1 ms and 500 ms.

Landscapes

  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Decoration By Transfer Pictures (AREA)
  • Duplication Or Marking (AREA)
  • Printing Methods (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Übertragen eines Dekorabschnitts (3d) einer Prägefolie (3) auf ein Substrat (2) mittels eines Prägestempels (6) angegeben, wobei die Prägefolie (3) eine Trägerfolie (31) und eine auf der Trägerfolie (31) angeordnete Übertragungslage (33) umfasst. Das Verfahren umfasst die Schritte a) Bereitstellen der Prägefolie (3); b) Einprägen bzw. Einpressen mindestens eines vom Rand des Dekorabschnitts (3d) beabstandeten Verdichtungsabschnitts (8v) in die Übertragungslage (33); c) Prägen des Dekorabschnitts (3d) auf das Substrat (2); d) Ablösen der Restprägefolie (3r) von dem mit dem Dekorabschnitt (3d) beprägten Substrat (2). Weiter wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen eines Dekorabschnitts einer Prägefolie
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Übertragen eines Dekorabschnitts einer Prägefolie auf ein Substrat.
Bei der Applikation von Prägefolien, die im Lackpaket insbesondere stark vernetzende Lacksysteme, zum Beispiel UV-vernetzende Lacksysteme und/oder Lacksysteme mit hoher Schichtstärke, d. h. mit einer Dicke größer als 5 μιτι der Übertragungslage ohne Trägerfolie enthalten, ist es nur sehr schwer möglich, bei der Prägung eine saubere Trennkante zu erzeugen. Die Trennung des Folienverbundes erfolgt in diesen Fällen zudem nicht an der Kante des Applikationswerkzeuges, sondern in einer Undefinierten Position. Durch die starke Vernetzung kommt es in den Lacken zur Bildung von vergleichsweise langen oder sehr langen Polymerketten, wodurch die physikalischen
Eigenschaften der Lacke entsprechend beeinflusst werden. Abhängig von der Härte eines stark vernetzten Lackes kann beispielsweise ein vergleichsweise harter und spröder Lack beim Prägen Undefiniert brechen, wobei Lack-Flakes unterschiedlicher Größe als unerwünschte Verunreinigung entstehen können. Ein beispielsweise vergleichsweise weicher und elastischer Lack kann beim Prägen nicht oder nur unvollständig brechen oder Undefiniert reißen, sodass im ungünstigsten Falle gar keine Trennkante entsteht. Im Normalfall bilden sich bei Prägungen dieser Art vagabundierende Reste der als Lackpaket ausgebildeten Übertragungslage, die vorerwähnten so genannten Flakes, die im weiteren Verarbeitungsprozess des beprägten Substrates zur Verunreinigung der Maschinen und somit zu erhöhtem Reinigungsaufwand führen. Im Extremfall kann sich durch diese Flakes der Ausschuss der Produktion deutlich erhöhen.
Unter Flakes werden von der Trägerfolie abgelöste Teile der Übertragungslage verstanden, die nicht auf das Substrat appliziert wurden. Die Flakes hängen dabei, ohne auf dem Substrat zu haften, an den auf dem Substrat haftenden Teilen eines auf dem Substrat applizierten Dekorabschnitts und können dort im weiteren Verarbeitungsprozess unkontrollierbar entweder hängen bleiben oder abreißen und dadurch entsprechende Störungen im Verarbeitungsprozess der Prägefolie und/oder des Substrats verursachen. Flakes können sehr klein, insbesondere im Mikrometerbereich und damit z.B. staubförmig sein, aber auch vergleichsweise groß, insbesondere im Bereich von mehreren Millimetern oder auch Zentimetern in zumindest einer Ausdehnungsrichtung sein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren anzugeben, das die Vorteile einer stabilen Prägefolie mit der sauberen
Trennung der Dekorabschnitte von der Trägerfolie miteinander verbindet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Es wird ein Verfahren zum Übertragen eines Dekorabschnitts einer Prägefolie auf ein Substrat mittels eines Prägestempels vorgeschlagen, wobei die Prägefolie eine Trägerfolie und eine auf der Trägerfolie angeordnete Übertragungslage umfasst, wobei vorgeschlagen wird, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst:
a) Bereitstellen der Prägefolie;
b) Einprägen bzw. Einpressen mindestens eines vom Rand des
Dekorabschnitts beabstandeten Verdichtungsabschnitts in die
Übertragungslage;
c) Prägen des Dekorabschnitts auf das Substrat;
d) Ablösen der Restprägefolie von dem mit dem Dekorabschnitt beprägten Substrat.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass durch das Ausbilden, das heißt das mechanische Einpressen bzw. Einprägen des
Verdichtungsabschnitts in der Übertragungslage eine definierte Bruchkante ausgebildet wird, ohne dabei die Trägerfolie zu beschädigen. In dem
Verdichtungsabschnitt werden die Schichten der Übertragungslage mechanisch so belastet, dass sich dadurch eine Sollbruchstelle an einer definierten Position bilden kann, die bei einer Biegebeanspruchung leicht bricht. Die
Biegebeanspruchung wird insbesondere durch das spätere Ablösen der
Trägerfolie in einem bestimmten Ablösewinkel gegenüber dem Substrat von dem applizierten Dekorabschnitt ausgeübt.
Die damit erreichbare saubere Trennung zwischen Dekorabschnitt und
Restprägefolie beim Transfer bzw. bei der Übertragung der Übertragungslage von der Trägerfolie als Dekorabschnitt auf das Substrat ist bei jeder Art der Applikation, d.h. des Prägens bzw. Aufbringens auf das Substrat vorteilhaft. Dies schließt eine nicht registrierte und auch eine registrierte Applikation ein. Bei einer nicht registrierten Applikation wird der Dekorabschnitt praktisch endlos ohne Beachtung der Relativposition zwischen Substrat und Dekorabschnitt von der Trägerlage auf das Substrat aufgebracht, transferiert bzw. übertragen, das heißt geprägt. Bei einer registrierten Applikation wird der Dekorabschnitt in einer definierten Relativposition zu dem Substrat aufgebracht bzw. auf dieses transferiert bzw. übertragen, um z.B. ein vorher aufgebrachtes, z.B.
aufgedrucktes Dekor in Übereinstimmung, d.h. ins Register zu dem
Dekorabschnitt zu bekommen. Damit können z.B. sich ergänzende Teildekors aus gedrucktem Dekor und geprägtem Dekor erzeugt werden, wobei zwischen diesen Teildekoren eine saubere Trennung des Dekorabschnitts vorteilhaft, insbesondere sogar notwendig ist.
Unter Register oder Passer bzw. Registergenauigkeit oder Passergenauigkeit ist eine Lagegenauigkeit zweier oder mehr Elemente und/oder Schichten, hier insbesondere des Substrats und der Prägefolie und/oder des Dekorabschnitts zueinander zu verstehen. Dabei soll sich die Registergenauigkeit innerhalb einer vorgegebenen Toleranz bewegen und dabei möglichst gering sein.
Gleichzeitig ist die Registergenauigkeit von mehreren Elementen und/oder Schichten zueinander ein wichtiges Merkmal, um die Prozesssicherheit zu erhöhen. Die lagegenaue Positionierung kann dabei insbesondere mittels sensorisch, vorzugsweise optisch detektierbarer Passermarken oder
Registermarken erfolgen. Diese Passermarken oder Registermarken können dabei entweder spezielle separate Elemente oder Bereiche oder Schichten darstellen oder selbst Teil der zu positionierenden Elemente oder Bereiche oder Schichten sein.
Unter Restprägefolie wird der nicht den Dekorabschnitt der Prägefolie
umfassende Teil der Prägefolie oder ein Teilbereich dieses Teil verstanden. Es kann vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt b) ein Pressdruck aufgebracht wird, der größer als der im Verfahrensschritt c) ausgebildete Prägedruck ist.
Das Verhältnis des Pressdrucks zu dem Prägedruck kann in einem Bereich von 1 :1 bis 1 :10000 liegen.
Weiter kann vorgesehen sein, dass der Pressdruck in einem linienförmigen Abschnitt oder zumindest stückweise linienförmigen Abschnitt aufgebracht wird. Dieser Abschnitt kann beispielsweise langgestreckt geradlinig, aber auch gezackt oder gewellt sein. Der Abschnitt kann eine offene Form, insbesondere als die genannten Linienformen, oder alternativ auch eine geschlossene Kontur aufweisen, beispielsweise in Kreisform, Ellipsenform, Dreieckform oder
Vieleckform, insbesondere in Sternform. Die Form des Abschnitts bestimmt dabei zumindest teilweise die auf das Substrat übertragene Form des
Dekorabschnitts.
So kann beispielsweise eine als Streifen ausgebildete Prägefolie so verarbeitet werden, dass Stücken der gleichfalls streifenförmigen Übertragungslage als Dekorabschnitt auf das Substrat appliziert werden und ein beispielsweise linienförmig aufgebrachter Pressdruck die stirnseitige Außenkante des applizierten Dekorabschnitts definiert. So kann beispielsweise eine als Flächenabschnitt ausgebildete Prägefolie so verarbeitet werden, dass Teil-Flächenanteile daraus, insbesondere sogenannte kleinere Patches, als Dekorabschnitt auf das Substrat appliziert werden und ein beispielsweise mit einer geschlossenen Kontur aufgebrachter Pressdruck die umlaufende Außenkante des applizierten Dekorabschnitts als Patch definiert.
Die Breite des linienförmigen Abschnitts kann in einem Bereich von 0,02 mm bis 1 mm, insbesondere von 0,02 mm bis 0,2 mm liegen.
In einer vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass der Abstand des mindestens einen Verdichtungsabschnitts vom Rand des Dekorabschnitts in einem Bereich von 0 mm bis 2 mm liegt. Die Ausdehnung des Dekorabschnitts entspricht dabei der Ausdehnung der Prägefläche des Prägestempels.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiter mit dem Gegenstand des Anspruchs 7 gelöst. Es wird eine Prägeeinrichtung zum Übertragen eines Dekorabschnitts einer Prägefolie auf ein Substrat mittels eines Prägestempels mit einer
Prägefläche vorgeschlagen, wobei die Prägefolie eine Trägerfolie und eine auf der Trägerfolie angeordnete Übertragungslage umfasst, wobei vorgeschlagen wird, dass in mindestens einem Randabschnitt der Prägefläche an dem
Prägestempel vor dem Rand der Prägefläche ein Falzelement angeordnet ist, dessen untere Stirnseite als eine Pressfläche ausgebildet ist.
Die erfindungsgemäße Prägeeinrichtung weist den Vorteil auf, dass durch die Pressfläche des Falzelements in der Übertragungslage ein
Verdichtungsabschnitt ausgebildet, das heißt mechanisch eingepresst bzw. eingeprägt wird, ohne die Trägerfolie zu beschädigen. In dem
Verdichtungsabschnitt sind die Schichten der Übertragungslage mechanisch so belastet, dass sich dadurch eine Sollbruchstelle an einer definierten Position bilden kann, die bei einer Biegebeanspruchung leicht bricht. Die
Biegebeanspruchung wird insbesondere durch das spätere Ablösen der Trägerfolie in einem bestimmten Ablösewinkel gegenüber dem Substrat von dem auf dem Substrat applizierten Dekorabschnitt ausgeübt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Pressfläche als eine linienförmige ballig gerundete Form ausgebildet ist. Die ballige Ausbildung weist den Vorteil auf, dass die Pressfläche nicht als Schneide wirkt und so keine Einkerbung der Trägerfolie herbeiführt und somit die Trägerfolie nicht beschädigt oder anderweitig mechanisch schwächt. Die Breite der Pressfläche kann in einem Bereich von 0,02 mm bis 1 mm, insbesondere von 0,02 mm bis 0,2 mm liegen. Bei der Breite handelt es sich um die effektive Breite der Pressfläche, d.h. die Breite des wirksamen Querschnitts.
Das Falzelement kann einstückig mit dem Prägestempel verbunden sein oder alternativ dazu als separates Bauteil vorliegen, welches an dem Prägestempel befestigt ist.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Pressfläche mit der Prägefläche fluchtet.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Pressfläche mit einem Überstand parallel zu der Prägefläche bzw. in vertikaler Richtung näher zu der Prägefolie als die Prägefläche angeordnet ist. Die Pressfläche sollte nicht mehr als 50% der Dicke der Trägerfolie überstehen, um eine Beschädigung der Trägerfolie mit Sicherheit zu vermeiden. Insbesondere sind schon Überstände von
insbesondere 10% bis 20% der Dicke der Trägerfolie ausreichend, um eine saubere Trennung bei möglichst geringer mechanischer Belastung der Trägerfolie zu erzielen.
Weiter ist es auch möglich, dass der Überstand der Pressfläche gegenüber der Prägefläche auch größer ist, insbesondere 50% bis 1000%, bevorzugt 50% bis 700% der Dicke der Trägerfolie beträgt. Hierdurch wird eine saubere Trennung von Transferlagen unterstützt, welche über eine hohe mechanische Stabilität verfügen.
So haben Versuche überraschend gezeigt, dass auch solche größeren
Überstände der Pressfläche gegenüber der Prägefläche möglich sind, ohne die Trägerfolie derart zu beschädigen, dass sie ihre Funktion nicht mehr erbringen kann. So betrug bei derartigen Versuchen der Überstand etwa 50% bis etwa 1000%, bevorzugt etwa 50% bis etwa 700% der Dicke der Trägerfolie. Die Trägerfolie war in diesen Versuchen aus PET. Die Breite der Pressfläche betrug dabei etwa 0,01 mm bis etwa 0,10 mm, bevorzugt etwa 0,02 mm bis etwa 0,05 mm. Bei diesen Versuchen betrug der Abstand zwischen der Pressfläche und der Prägefläche etwa 0 mm, das heißt die Pressfläche und die Prägefläche sind direkt benachbart angeordnet ohne dazwischen befindlichen Abstand. Die Trägerfolie kann eine Dicke von 10 μιτι bis 50 μιτι aufweisen. Versuche haben gezeigt, dass die Trägerfolie eine bestimmte Dicke, insbesondere 10 μιτι nicht unterschreiten sollte, weil die mechanische Beanspruchung der
Trägerfolie durch die Pressfläche ansonsten zum Reißen der Folie in deren weiteren Verarbeitung führen könnte.
Die Trägerfolie kann aus einer einzelnen Folienschicht bestehen oder auch alternativ aus einem Laminat aus unterschiedlichen oder gleichen Folien bestehen. Der Abstand zwischen der Pressfläche und der Prägefläche kann in einem Bereich von 0 mm bis 2 mm liegen. Dieser geringe Abstand beeinträchtigt das Erscheinungsbild des übertragenen Dekorabschnitts so wenig wie möglich. Im Falle, dass die Pressfläche mit der Prägefläche fluchtet, beträgt der Abstand zwischen der Pressfläche und der Prägefläche etwa 0,1 mm bis 2 mm. Dieser Abstand ist vorteilhaft, damit auf die Prägefolie eine Wechselbelastung durch die benachbarte Anordnung von Prägefläche, Abstand und Pressfläche einwirkt und sich dadurch in besonders vorteilhafter Weise eine Sollbruchstelle in den Schichten der Übertragungslage bilden kann. Die Prägefolie kann sich dabei insbesondere in den Abstand hinein nach oben ausdehnen, wogegen sich die Prägefolie unter der Prägefläche und der Pressfläche nach unten gedrückt wird.
Im Falle, dass die Pressfläche mit einem Überstand relativ zu der Prägefläche in Richtung zu der Prägefolie hin angeordnet ist, kann auf einen Abstand ganz verzichtet werden, weil dann die Pressfläche beim Absenken des
Prägestempels auf die Prägefolie eine gewisse Zeit separat auf die Prägefolie einwirkt und die Prägefolie in den Bereichen benachbart zur Pressfläche dem Eindrücken ausweichen kann und dafür kein separater Abstand notwendig sein muss. Optional kann aber auch in diesem Falle ein Abstand zusätzlich zu dem Überstand vorgesehen sein.
Es ist auch möglich, unterhalb des Substrats, das heißt auf der der Pressfläche und der Prägefläche abgewandten Seite des Substrats zumindest im Bereich der auf das Substrat einwirkenden Pressfläche ein Unterlegeelement
anzuordnen. Dieses Unterlegeelement hat insbesondere eine Dicke von etwa 0,5 μηη bis 200 μητι, bevorzugt von etwa 0,5 μηη bis 100 μηη und kann die Wirkung der
Pressfläche auf das Substrat so verstärken, dass das Substrat zwischen Pressfläche und Unterlegeelement etwas stärker komprimiert bzw.
zusammengedrückt wird. Dadurch kann das Entstehen einer Sollbruchstelle noch besser gefördert werden.
Das Unterlegeelement ist bevorzugt aus einem Material mit ähnlichen
Eigenschaften wie das Substrat, beispielsweise aus Papier oder Kunststoff. Das Unterlegeelement kann aber auch aus Metall oder aus Metall-Legierungen oder aus Silikon sein.
Das Unterlegeelement kann ein einzelnes Element sein oder auch aus mehreren übereinandergelegten Elementen zusammengesetzt sein, sodass eine genaue und feinfühlige Einstellung der Gesamtdicke des
Unterlegeelements mittels dieser einzelnen Elemente mit jeweils geringer Dicke erfolgen kann. Ein solches Einzelelement kann beispielsweise 0,5 μιτι bis 50 μιτι, insbesondere 5 μιτι bis 35 μιτι dick sein. Das Erscheinungsbild des übertragenen Dekorabschnitts wird auch durch die Beschaffenheit des Substrats, insbesondere dessen Oberflächenrauigkeit bestimmt. Die Pressfläche wirkt dabei mit dem Substrat als Gegendruckelement zusammen. Je geringer die Oberflächenrauigkeit des Substrats ist, desto definierter ist dieses Zusammenwirken und desto exakter kann die Abtrennung des übertragenen Dekorabschnitts erfolgen.
Es kann vorgesehen sein, dass der Abstand mittels eines zwischen dem
Falzelement und dem Prägestempel angeordneten Distanzelements einstellbar ist. Bei dem Distanzelement kann es sich beispielsweise um ein Distanzblech oder um eine Distanzscheibe handeln. Es ist auch möglich, mehrere
Distanzelemente aufeinander zu stapeln, um den Abstand feinfühlig einstellen zu können.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Abstand mittels einer zwischen dem Falzelement und dem Prägestempel angeordneten Stelleinrichtung einstellbar ist. Beispielsweise kann als Stelleinrichtung eine Stellschraube mit einem Feingewinde vorgesehen sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Pressfläche vertikal justierbar ausgebildet ist. Diese Ausführung kann insbesondere im Versuchsbetrieb oder zur
Anpassung an unterschiedliche Qualitäten der Prägefolie zur Anwendung kommen.
Das Falzelement kann Langlöcher aufweisen, die von Befestigungsschrauben durchgriffen sind, wobei die an dem Falzelement angeordnete Pressfläche nach dem Lösen der Befestigungsschrauben vertikal justierbar ist. Zur
Tiefeneinstellung können beispielsweise ein oder mehrere Distanzbleche zwischen einer Richtplatte und der Prägefläche angeordnet werden und sodann kann das Falzelement so abgesenkt werden, dass die Pressfläche auf der Richtplatte bündig aufliegt. Die bündige Auflage kann beispielsweise mit der Lichtspaltmethode überprüft werden. Nach dem Anziehen der
Befestigungsschrauben kann das oder die Distanzbleche entfernt werden und der Prägestempel in die Prägestation eingesetzt werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Pressfläche durch eine zwischen dem Falzelement und dem Prägestempel angeordnete Stelleinrichtung vertikal justierbar ausgebildet ist. Die Stelleinrichtung kann als ein Schraubgetriebe ausgebildet sein. Wegen der angestrebten feinfühligen Einstellung im Mikrometerbereich ist es vorteilhaft, ein Differenzschraubengetriebe vorzusehen, dessen Abtriebsweg durch die
Differenz der Gewindesteigungen der beiden zusammenwirkenden Schrauben bestimmt ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Stelleinrichtung als ein Kurvengetriebe ausgebildet ist. Als Kurvengetriebe kann vorteilhafter weise ein
Exzentergetriebe vorgesehen sein, dessen Exzentrizität den maximalen
Verstellweg bestimmt.
In einer weiteren Ausbildung kann vorgesehen sein, dass das Falzelement und der Prägestempel einstückig ausgebildet sind. Die einstückige Ausbildung kann bevorzugt vorgesehen sein, um ein Falzelement auszubilden, das die gesamte Prägefläche umschließt, oder um einen für den Serieneinsatz bestimmten Prägestempel bereitzustellen.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen der Pressfläche und der Prägefläche als eine Nut ausgebildet ist. Die Nut kann beispielsweise durch eine Laserbearbeitung mit hoher Genauigkeit eingebracht werden.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Prägeeinrichtung in einer ersten Arbeitsstellung in einer schematischen Darstellung;
Fig. 2 die Prägeeinrichtung in Fig. 1 in einer zweiten Arbeitsstellung;
Fig. 3 eine Einzelheit III in Fig. 2 in vergrößerter schematischer
Darstellung;
Fig. 4 einen Prägestempel eines zweiten Ausführungsbeispiels der
Prägeeinrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung;
Fig. 5 einen Prägestempel eines dritten Ausführungsbeispiels der
Prägeeinrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung; Fig. 6 einen Prägestempel eines vierten Ausführungsbeispiels der
Prägeeinrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung;
Fig. 7 eine Seitenansicht VII in Fig. 6;
Fig. 8 einen Prägestempel eines fünften Ausführungsbeispiels der
Prägeeinrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung; Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau einer Prägefolie in
schematischer Darstellung.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Prägeeinrichtung 1 in einer schematischen Darstellung.
Die Prägeeinrichtung 1 ist in der gezeigten Ausführung als Hubprägeeinrichtung und für das Rolle-zu-Rolle-Verfahren ausgebildet, bei der sowohl ein zu beprägendes Substrat 2 als auch eine Prägefolie 3 auf Vorratsrollen 4 bereitgestellt werden. Die Prägefolie 3 umfasst eine Trägerfolie 31 , eine Ablöseschicht 32, eine Übertragungslage 33 und eine Kleberschicht 34 (siehe Fig. 3). Der Aufbau der Prägefolie 3 ist weiter unten in Fig. 9 näher beschrieben. Die Prägefolie 3 und das Substrat 2 werden einer Prägestation 5 mit einem vertikal bewegbaren Prägestempel 6 zugeführt, wobei das Substrat 2 in der Prägestation 5 mit seiner Unterseite auf einer Prägeunterlage 7 aufliegt. Die Prägefolie 3 liegt mit ihrer Kleberschicht 34 auf der Oberseite des Substrats 2 auf. Alternativ dazu (nicht gezeigt) kann der Prägestempel auch als abrollendes Prägerad oder als gewölbter und über seine Wölbung abrollender Prägestempel ausgebildet sein.
Der Prägestempel 6 weist an seiner der Prägeunterlage 7 zugewandten
Stirnseite eine beheizte Prägefläche 6p auf, wobei die Abmessungen der Prägefläche 6p die Abmessungen eines von der Prägefolie 3 auf das Substrat zu übertragenden Dekorabschnitts 3d definiert. An der Prägefläche 6p ist zumindest in einem Abschnitt ein Falzelement 8 mit einer vom Rand der
Prägefläche 6p beabstandeten linienförmigen Pressfläche 8p angeordnet (siehe Fig. 3). Die Pressfläche 8p ist als eine ballige Fläche ausgebildet. Der Abstand a der Pressfläche 8p von dem Rand der Prägefläche 6p beträgt etwa 0,1 mm bis 0,2 mm. Vorzugsweise fluchtet die Pressfläche 8p mit der Prägefläche 6p in einer Ebene parallel zur Prägefolie und zum Substrat, steht also gegenüber der Prägefläche 6p nicht in Richtung zur Prägefolie über. Es ist aber auch möglich, dass die Pressfläche 8p gegenüber der Prägefläche 6p bis maximal 50% der Dicke der Trägerfolie 31 nach unten (in Richtung zur Prägefolie) übersteht.
Der Prägestempel 6 ist in einer ersten Arbeitsstellung von der Prägefolie 3 und dem Substrat 2 beabstandet angeordnet (Fig. 1 ). In einer zweiten Arbeitsstellung (Fig. 2) ist der Prägestempel 6 auf die
Prägefolie 3 und das Substrat 2 abgesenkt und bringt die Prägefolie 3 unter Ausbildung eines Prägedrucks pp auf das Substrat 2 auf. Die beheizte
Prägefläche 6p des Prägestempel 6 aktiviert die Kleberschicht 34 der Prägefolie 3 im Bereich der Prägefläche 6p und verbindet dort die Prägefolie 3 im Bereich des Dekorabschnitts 3d mit dem Substrat 2. Gleichzeitig wird die Prägefolie 3 im Bereich der Pressfläche 8p unter Ausbildung eines Pressdrucks Pk zusammengepresst, wobei Material der Prägefolie 3 seitlich der Pressfläche 8p verdrängt wird. Infolge des Pressdrucks Pk werden die unterhalb der Trägerfolie 31 angeordneten Schichten der Prägefolie 3 in einem bandförmigen
Verdichtungsabschnitt 8v mechanisch belastet. Bei diesen Schichten handelt es sich vorwiegend um Lackschichten. Im Falle einer mit der Prägefläche 6p fluchtenden und von der Prägefläche 6p beabstandeten Pressfläche 8p werden die Lackschichten durch die einwirkende mechanische Belastung im Bereich der Pressfläche 8p und die gleichzeitige Entlastung im Bereich des Abstands zwischen Prägefläche 6p und Pressfläche 8p auf kleinstem Raum unterschiedlich so verformt, dass sich in dem Bereich des Verdichtungsabschnitts 8v eine Sollbruchstelle bildet, die bei der durch das Abziehen der Trägerfolie verursachten Biegebeanspruchung bricht.
Im Falle einer gegenüber der Prägefläche 6p vorstehenden Pressfläche 8p wird beim Aufbringen des Prägestempels 6 auf die Prägefolie 3 und das Substrat 2 im Bereich der Pressfläche 8p ein vergleichsweise hoher Pressdruck pk auf die Prägefolie 3 und das Substrat 2 ausgeübt, sodass durch diese starke lokale mechanische Belastung in den Lackschichten der Verdichtungsabschnitt 8v als Sollbruchstelle erzeugt bzw. eingepresst/ eingeprägt wird, die bei der durch das Abziehen der Trägerfolie 31 verursachten Biegebeanspruchung bricht. Im zeitlichen Verlauf gesehen berührt zuerst die Pressfläche 8p die Prägefolie 3 und taucht in die Prägefolie 3 vergleichsweise tief ein, ohne sie dabei zu beschädigen. Zeitlich danach kontaktiert dann der Prägestempel 6 die
Prägefolie 3 und befestigt bzw. prägt den Dekorabschnitt 3d auf dem Substrat 2.
Nach dem Prägen wird der Prägestempel 6 angehoben und wieder in die erste Arbeitsstellung (Fig .1 ) gebracht. Die Trägerfolie 31 ist stromabwärts hinter der Prägestation 5 über eine Umlenkrolle 10 geführt. Die Trägerfolie 31 wird hinter der Umlenkrolle 10 von der Übertragungslage 33 abgezogen und eine
Restprägefolie 3r, umfassend die Trägerfolie 31 , verbliebene Reste der Übertragungslage 33 und der Kleberschicht 34, einer ersten Aufwickelrolle 9 zugeführt. Das Ablösen der Trägerfolie 31 wird durch die Ablöseschicht 32 unterstützt. Das beprägte Substrat 2 wird einer zweiten Aufwickelrolle 9 zugeführt.
Für den Transport des Substrats 2 und der Prägefolie 3 sind
Transportrollenpaare 1 1 vorgesehen.
Das Falzelement 8 ist in dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten ersten
Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Prägestempel 6 ausgebildet. Zur Ausbildung eines Abstandes a zwischen der Pressfläche 8p und dem Rand der Prägefläche 6p ist ein rinnenförmiger Einstich vorgesehen. Der in den Fig. 1 bis 3 im Querschnitt gezeigte Einstich kann in einer hier nicht gezeigten Draufsicht beispielsweise langgestreckt geradlinig, aber auch gezackt oder gewellt ausgebildet sein. Der Einstich kann in Draufsicht eine offene Form,
insbesondere als die genannten Linienformen, oder alternativ auch eine geschlossene Kontur aufweisen, beispielsweise in Kreisform, Ellipsenform, Dreieckform oder Vieleckform, insbesondere in Sternform.
In dem in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel weist der
Prägestempel 6 eine rechteckförmige Prägefläche 6p auf, wobei an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Prägestempels 6 jeweils ein
Falzelement 8 angeordnet ist, dessen Pressfläche 8p parallel zu dem
benachbarten Rand der Prägefläche 6p verläuft. Die Pressfläche 8p des
Falzelements 8 fluchtet mit der Prägefläche 6p des Prägestempels 6.
Die Falzelemente 8 und der Prägestempel 6 sind durch Befestigungsschrauben 12 miteinander verbunden, die in Gewindelöcher des Prägestempels 6 eingreifen. Der Abstand a der Presskante 8k von dem Rand der Prägefläche 6p ist durch die Dicke eines Distanzblechs 13 bestimmt, das zwischen dem Falzelement 8 und dem Prägestempel 6 angeordnet ist. Es ist auch möglich, anstelle eines Distanzblechs einen Stapel aus mehreren dünnen Distanzblechen vorzusehen, um den Abstand a feinfühlig einstellen zu können.
Das in Fig. 5 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel ist wie das vorstehend beschriebene ausgeführt, mit dem Unterschied, dass in dem Falzelement 8 Langlöcher vorgesehen sind, die von den Befestigungsschrauben 12
durchgriffen sind, und dass der Abstand a der Presskante 6k von dem Rand der Prägefläche 6p durch Distanzscheiben 14 anstelle eines Distanzblechs definiert ist.
Die Langlöcher ermöglichen eine Tiefeneinstellung der Pressfläche 8p des Falzelements 8 relativ zur Prägefläche 6p. Zur Tiefeneinstellung kann beispielsweise ein Distanzblech zwischen einer Richtplatte und der Prägefläche 6p angeordnet werden und sodann die Falzelemente 8 so abgesenkt werden, dass die Pressflächen 8p auf der Richtplatte bündig aufliegen. Die bündige Auflage kann beispielsweise mit der Lichtspaltmethode überprüft werden. Nach dem Anziehen der Befestigungsschrauben 12 kann das Distanzblech entfernt werden und der Prägestempel 6 in die Prägestation 5 eingesetzt werden.
Die Fig. 6 und 7 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel, bei dem der Abstand a der Presskante 8k von dem Rand der Prägefläche 6p durch die Ausbildung des Falzelements 8 mit einer rückspringenden Pressfläche 8p nicht einstellbar ausgebildet ist.
Wie in dem in Fig. 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine
Tiefeneinstellung der Pressfläche 8p des Falzelements 8 relativ zur Prägefläche 6p vorgesehen. Die Tiefeneinstellung ist durch ein Schraubgetriebe 15 realisiert, das eine Stellschraube 15s und ein Einstellrad 15e umfasst. Die Stellschraube 15s ist mit einem Feingewinde ausgebildet. Die Stellschraube 15s ist mit dem oberen Endabschnitt des Falzelements 8 starr verbunden und greift in ein Gewindeloch des Einstellrads 15e ein. Das Einstellrad 15e kann eine Skala aufweisen, um den Verstellweg des Schraubgetriebes 15
reproduzieren zu können.
Der Prägestempel 6 weist einen hervorspringenden oberen Endabschnitt auf, in dem das Schraubgetriebe 15 angeordnet ist. Die Stellschraube 15s ist in einem den oberen Endabschnitt vertikal durchgreifenden Durchgangsloch gelagert. Das Einstellrad 15e ist in einer horizontalen schlitzförmigen Aufnahme des oberen Endabschnitts des Prägestempels 6 angeordnet und dadurch axial nicht verschiebbar.
Zur Fixierung des Falzelements 8 an dem Prägestempel 6 sind wie in Fig. 5 beschrieben, Befestigungsschrauben 12 vorgesehen, die Langlöcher des Falzelements 8 durchgreifen.
Das in Fig. 8 dargestellte fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, dass zur
Tiefeneinstellung der Pressfläche 8p ein Zweifachschraubgetriebe 16 vorgesehen ist, das eine erste Stellschraube 16s und eine zweite Stellschraube 26t umfasst, die mit unterschiedlichen Gewindesteigungen ausgebildet sind, wobei die erste Stellschraube 16s von außen einstellbar ist und in ein senkrechtes Gewindeloch eines hervorspringenden oberen Endabschnitts des Prägestempels 6 eingreift, und die zweite Stellschraube 16t in ein zentrales Gewindeloch der ersten Stellschraube 16s eingreift und mit dem oberen
Endabschnitt des Falzelements 8 starr verbunden ist. Je kleiner die Differenz der Gewindesteigungen der beiden Stellschrauben 16s und 16t ist, desto feinfühliger ist die Einstellung des vertikalen Verstellweges der Pressfläche 8p. Fig. 9 zeigt den schichtweisen Aufbau einer in der erfindungsgemäßen
Prägeeinrichtung 1 verwendeten Prägefolie 3, wobei die schematische
Darstellung annähernd die Dickenverhältnisse der Prägefolie 3 wiedergibt.
Die Trägerfolie 31 ist in diesem Ausführungsbeispiel als eine PET-Folie mit einer Schichtdicke von 19 μιτι ausgebildet.
Die zwischen der Trägerfolie 31 und der Übertragungslage 33 angeordnete Ablöseschicht ist eine Lackschicht mit einer Dicke von 0,5 μιτι bis 1 μιτι. Die Übertragungslage 33 weist folgende Schichten auf, die jeweils aus einem Lack gebildet sind: - eine Schutzschicht 331 aus einem mit UV-Strahlung vernetztem Acrylat mit einer Dicke von 1 μιτι bis 10 μιτι,
- eine Dekorschicht 332 aus einem Acrylat, aus PVC oder einer Mischung daraus mit Farbstoffen und/oder Farbpigmenten mit einer Dicke von 0,5 μιτι bis 50 μιτι, insbesondere 0,5 μιτι bis 30 μιτι,
- eine Stabilisierungsschicht 333 aus einem mit UV-Strahlung vernetztem Acrylat mit einer Dicke von 1 μιτι bis 10 μιτι,
Die Dicke der Übertragungslage 33 beträgt so zwischen 5,5 μιτι und 70 μιτι. Bei der Kleberschicht 34 handelt es sich in den vorbeschriebenen
Ausführungsbeispielen um eine Heißkleberschicht, die thermoaktivierbar ist. Die Kleberschicht 34 ist aus PVC mit einer Schichtdicke von 1 μιτι bis 10 μιτι. Es ist aber auch möglich, eine Kaltkleberschicht zu verwenden, die mittels
energiereicher Strahlung aktivierbar ist.
Bei der Erprobung der vorgeschlagenen Prägeeinrichtung 1 haben sich folgende Parameter bewährt.
Die Prägetemperatur liegt in einem Bereich von 80°C bis 250°C, bevorzugt in einem Bereich von 100°C bis 200°C, abhängig von der Prägestation 5 und dem Substrat 2.
Der Prägedruck liegt in einem Bereich von 1 kN/cm2 bis von 10 kN/cm2. Die Prägezeit liegt in einem Bereich von 1 ms bis 1000 ms, insbesondere in einem Bereich von1 ms und 500 ms.
Bezugszeichenliste
1 Prägeein chtung
2 Substrat
3 Prägefolie
3d Dekorabschnitt
3r Restprägefolie
4 Vorratsrolle
5 Prägestation
6 Prägestempel
6p Prägefläche
7 Prägeunterlage
8 Falzelement
8k Presskante
8p Pressfläche
8v Verdichtungsabschnitt
9 erste und zweite Aufwickelrolle
10 Umlenkrolle
1 1 Transportrollenpaar
12 Befestigungsschraube
13 Distanzblech
14 Distanzscheibe
15 Schraubgetriebe
15e Einstellrad
15s Stellschraube
16 Zweifachschraubgetriebe
16s erste Stellschraube 16t zweite Stellschraube
31 Trägerfolie
32 Ablöseschicht
33 Übertragungslage
34 Kleberschicht
331 Schutzschicht
332 Dekorschicht
333 Stabilisierungsschicht
a Abstand der Presskante 8k von dem Rand der Prägefläche 6p
PP Prägedruck
Pk Pressdruck

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Übertragen eines Dekorabschnitts (3d) einer Prägefolie (3) auf ein Substrat (2) mittels eines Prägestempels (6), wobei die Prägefolie (3) eine Trägerfolie (31 ) und eine auf der Trägerfolie (31 ) angeordnete Übertragungslage (33) umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren folgende Schritte umfasst:
a) Bereitstellen der Prägefolie (3);
b) Einprägen bzw. Einpressen mindestens eines vom Rand des
Dekorabschnitts (3d) beabstandeten Verdichtungsabschnitts (8v) in die Übertragungslage (33);
c) Prägen des Dekorabschnitts (3d) auf das Substrat (2);
d) Ablösen der Restprägefolie (3r) von dem mit dem Dekorabschnitt (3d) beprägten Substrat (2). Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Verfahrensschritt b) ein Pressdruck pk aufgebracht wird, der größer als der im Verfahrensschritt c) ausgebildete Prägedruck pp ist.
Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verhältnis des Pressdrucks Pk zu dem Prägedruck pp in einem Bereich von 1 :1 bis 1 :10000 liegt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Pressdruck pk in einem linienformigen Abschnitt oder zumindest stückweise linienformigen Abschnitt aufgebracht wird,
wobei der linienförmige bzw. zumindest stückweise linienförmige
Abschnitt insbesondere geradlinig, gezackt oder gewellt ist oder eine geschlossene Kontur aufweist, insbesondere in Kreisform, Ellipsenform, Dreieckform, Vieleckform oder Sternform.
Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Breite des linienformigen Abschnitts in einem Bereich von 0,02 mm bis 1 mm, insbesondere von 0,02 mm bis 0,2 mm liegt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand des mindestens einen Verdichtungsabschnitts (8v) vom Rand des Dekorabschnitts (3d) in einem Bereich von 0 mm bis 2 mm liegt.
Prägeeinrichtung (1) zum Übertragen eines Dekorabschnitts (3d) einer Prägefolie (3) auf ein Substrat (2) mittels eines Prägestempels (6) mit einer Prägefläche (6p), wobei die Prägefolie (3) eine Trägerfolie (31) und eine auf der Trägerfolie (31) angeordnete Übertragungslage (33) umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
dass in mindestens einem Randabschnitt der Prägefläche (6p) an dem Prägestempel (6) vor dem Rand der Prägefläche (6p) ein Falzelement (8) angeordnet ist, dessen untere Stirnseite als eine Pressfläche (8p) ausgebildet ist.
Prägeeinrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Pressfläche (8p) als eine linienförmige ballige Fläche
ausgebildet ist.
Prägeeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Breite der Pressfläche (8p) in einem Bereich von 0,02 mm bis 1 mm, insbesondere von 0,02 mm bis 0,2 mm liegt.
10. Prägeeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Pressfläche (8p) mit der Prägefläche (6p) fluchtet.
11. Prägeeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
dass die Pressfläche (8p) mit einem Überstand parallel zu der
Prägefläche (6p) angeordnet ist.
12. Prägeeinrichtung nach Anspruch 7 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand (a) zwischen der Pressfläche (8p) und der Prägefläche (6p) in einem Bereich von 0 mm bis 2 mm liegt, insbesondere in einem Bereich von 0,1 mm bis 2 mm liegt.
13. Prägeeinrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand (a) mittels eines zwischen dem Falzelement (8) und dem Prägestempel (6) angeordneten Distanzelements (13; 14) einstellbar ist.
Prägeeinrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand (a) mittels einer zwischen dem Falzelement (8) und dem Prägestempel (6) angeordneten Stelleinrichtung einstellbar ist.
15. Prägeeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Pressfläche (8p) vertikal justierbar ausgebildet ist.
16. Prägeeinrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass das Falzelement (8) Langlöcher aufweist, die von
Befestigungsschrauben (12) durchgriffen sind, wobei die an dem
Falzelement (8) angeordnet Pressfläche (8p) nach dem Lösen der Befestigungsschrauben (12) vertikal justierbar ist.
17. Prägeeinrichtung nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Pressfläche (8p) durch eine zwischen dem Falzelement (8) und dem Prägestempel (6) angeordnete Stelleinrichtung vertikal justierbar ausgebildet ist.
18. Prägeeinrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stelleinrichtung als ein Schraubgetriebe (15; 16) ausgebildet ist.
19. Prägeeinrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stelleinrichtung als ein Kurvengetriebe ausgebildet ist. 20. Prägeeinrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Falzelement (8) und der Prägestempel (6) einstückig
ausgebildet sind. 21. Prägeeinrichtung nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand (a) zwischen der Pressfläche (8p) und der Prägefläche (6p) als eine Nut ausgebildet ist.
Prageeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 21 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass unterhalb des Substrats zumindest im Bereich der auf das Substrat einwirkenden Pressfläche ein Unterlegeelement angeordnet ist.
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