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EP0114169B1 - Verfahren zum Herstellen von Prägungen auf prägfähigen Warenbahnen sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Prägungen auf prägfähigen Warenbahnen sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Download PDF

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Publication number
EP0114169B1
EP0114169B1 EP83100552A EP83100552A EP0114169B1 EP 0114169 B1 EP0114169 B1 EP 0114169B1 EP 83100552 A EP83100552 A EP 83100552A EP 83100552 A EP83100552 A EP 83100552A EP 0114169 B1 EP0114169 B1 EP 0114169B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
counter
stamping
cylinder
pressure
embossing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP83100552A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0114169A1 (de
Inventor
Dieter Schwager
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saueressig GmbH and Co KG
Original Assignee
Saueressig GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saueressig GmbH and Co KG filed Critical Saueressig GmbH and Co KG
Priority to EP83100552A priority Critical patent/EP0114169B1/de
Priority to AT83100552T priority patent/ATE27787T1/de
Priority to DE8383100552T priority patent/DE3372083D1/de
Priority to FI834223A priority patent/FI834223L/fi
Priority to ZA838656A priority patent/ZA838656B/xx
Priority to BR8306979A priority patent/BR8306979A/pt
Priority to DK22884A priority patent/DK22884A/da
Priority to JP59009923A priority patent/JPS59138433A/ja
Publication of EP0114169A1 publication Critical patent/EP0114169A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0114169B1 publication Critical patent/EP0114169B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F—MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/08—Creasing
    • B31F1/10—Creasing by rotary tools

Definitions

  • the invention relates to a method for producing embossments on webs, in particular paper, cardboard or metal foils, between an embossing roller ( father) and a counter-pressure roller (mother), between which the web passes through a roller printing machine and is embossed after the application of printing inks, wherein the embossing roller and the counter-pressure roller only deform the material web passing between them in the area of the embossing and the embossing roller carries out the forming in the embossing area on one side.
  • a combined color printing and embossing unit is known from the previously published US Pat. No. 3,403,621, in which printable and embossable material is printed and embossed between an embossing roller and a cover roller in cooperation with an ink transfer cylinder.
  • the embossing roller has raised embossing projections made of hard material such as metal or plastic, while the top roller has an outer coating made of soft material such as rubber.
  • the embossing of an embossable film passing between the two rollers is done in that the projections of the embossing roller, together with the film to be embossed, press it into the flexible rubber layer under high pressure and accordingly produce an embossing deformation.
  • the disadvantage here is that the film or web to be embossed is extremely stressed and stretched and exposed to high pressures.
  • a correspondence between printing and embossing is only possible because both processes are carried out in a single pass through the combined printing and embossing machine and a color transfer roller is provided in cooperation with the embossing roller.
  • the embossing unit is integrated as the last station in a continuous continuous printing machine which has several printing stations and which partly have to print or additionally fold stretchable or moisture-sensitive material such as paper webs or the like
  • the high levels required in the known folding and printing device are high Working pressures of the greatest disadvantage and in practice lead to decompensation in the correspondence between the individual printing and folding processes.
  • the pressure exerted on the continuous web of material between the embossing and the counter-pressure roller is less than or at most as great as between the printing and Press rollers.
  • the web could be squeezed, thinned and thus inadmissibly stretched, or if the tension is too low, the correspondence between the individual color fields of the print and the embossing folds arranged in a certain spatial relationship could be harmful.
  • the invention has for its object to provide a method for embossing webs and a suitable device therefor, which no longer have the aforementioned disadvantages and in which it is possible to apply high pressures, ie. H. to work practically with those pressures which correspond to the roller presses customary during the printing of gravure printing presses.
  • the method should in particular enable improved embossing at a high throughput speed, the device should be of simple construction and be able to be integrated into a conventional printing press line without z. B. the frame must be provided with a special reinforcement, the operation should be trouble-free and wear-resistant with high availability of the embossing unit, and the handling of the embossing device should also be left to such personnel who are otherwise only trained for operation with conventional offset printing machines .
  • the entire embossing process is to be improved and simplified even in the case of webs of material which are difficult to emboss, the machine requirements being to be reduced to those of a normal printing press.
  • a device for carrying out the method is furthermore provided with a number of pressure rollers arranged one behind the other in operation and at least one embossing unit for producing embossments, which has an embossing roller made of comparatively harder material and a counter-pressure roller made of comparatively softer material, the recesses in the counter-pressure roller has at least as large a volume as that of the projections of the embossing roller and the material to be reshaped, for which the absband between the roller surface of the embossing roller and the counter-pressure roller is not or only slightly less than the thickness of the web to be printed and embossed
  • the embossing roller consists of metal
  • the counter-pressure roller consists of laser-cutable material such as hard rubber or plastic
  • the recesses in the counter-pressure roller have axially parallel steps.
  • the embossing roller advantageously consists of a metal, e.g. B. etched steel or chrome-plated copper, while the counter roller consists of hard rubber or other laser-compatible materials. This combination of materials already creates the “pressure-free” embossing aimed at, with the recess in the counter-pressure roller with its axially parallel steps supporting this embossing with low pressures.
  • the projections are produced with great advantage in a known manner by the etching off of adjacent areas, while the recesses on the counter-pressure roller are produced in that the steps are cut out by means of a laser beam adjusted with regard to the penetration depth.
  • the laser beam cuts out the contours step-wise in terms of their shape and depth.
  • pressures in the range of up to 100 bar are therefore used, but pressures below 5 bar, and care can further be taken to ensure that the web does not expand under the pressure used, ie. H. the size and type of the previous print and also the embossing correspond to the requirements of the task.
  • an embossing roller 1 father
  • a counter-pressure roller 2 mother
  • the web 3 runs between these two rollers 1, 2 and is provided with embossments by means of projections 6 of the embossing roller 1.
  • the projections 6 have approximately the shape of the future embossing, they rise from the surface of the embossing roller 1 by means of curves 7.
  • the surface of the counter-pressure roller 2 is provided with recesses 4 which have axially parallel steps 5 and whose volume is large enough to accommodate the volume of the web in the area of the embossing point and the volume of the projections 6. If necessary, the volume of the recess 6 can also be slightly larger than the aforementioned volumes.
  • the embossing roller 1 is made of metal, e.g. B. etched steel or chrome-plated copper, while the counter-pressure roller 2 consists of hard rubber or other laser-compatible materials.
  • the distance between the embossing roller 1 and the counter-pressure roller 2 corresponds to the thickness of the web or is slightly below it, but the web is only deformed in the elastic region and therefore maintains its initial dimensions. Contrary to conventional embossing technology, the web as such is only deformed in the area of the embossing points and the print and the corresponding dimensions remain unchanged during the embossing.
  • the embossing roller 1 and the counter-pressure roller 2 must have absolute synchronism and have an exact match.
  • the corresponding machine setting in the embossing unit is therefore advantageously started and then carried out backwards against the direction of travel of the web within the individual printing units, which in each case depend on the subordinate unit.
  • the printing unit for the last color is therefore set depending on the printing marks of the embossing, etc.
  • the recesses in the counter-pressure roller 2 are each kept so large that the material deformed during the embossing fits in, and it is absolutely surprising for the person skilled in the art that despite the step shape of the recess walls that can be practically carried out in terms of production technology, there is a smooth embossing at which a step shape is no longer recognizable. Given the high embossing speed. which corresponds to the printing speed of the machine, there is undeniable technical progress.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Prägungen auf Warenbahnen, insbesondere Papier, Karton oder Metallfolien, zwischen einer Prägewalze (Vater) und einer Gegendruckwalze (Mutter), zwischen denen die Warenbahn innerhalb einer Walzendruckmaschine durchläuft und nach der Aufbringung von Druckfarben geprägt wird, wobei die Prägewalze und die Gegendruckwalze die zwischen ihnen durchlaufende Warenbahn nur im Bereich der Prägungen verformen und die Prägewalze die Umformung im Prägebereich einseitig vornimmt.
  • Es ist bereits bekannt, Warenbahnen und insbesondere Papier, Karton oder Metall, wie sie zur Herstellung von z. B. Zigarettenschachteln benutzt werden, erst zu bedrucken und dann in nachgeschalteten speziellen Prägewerken zu prägen. Diese Prägewerke sind entweder in die Druckmaschinen integriert und bilden dort das letzte Bearbeitungswerk, oder sie sind den Druckmaschinen nachgeschaltet.
  • Nachteilig ist bei den bekannten Prägewerken oder Prägemaschinen, daß sie mit hohem Druck arbeiten, daß infolgedessen die Einstellung des genauen Ortes der Prägung im Verhältnis zum Druckraster teilweise unvollkommen oder schwierig möglich ist, und daß sie aufgrund des verwendeten hohen Druckes maßlich ungenau, aufwendig, störanfällig, schwierig einzurichten und wenig wirtschaftlich sind. Sie weisen weiterhin einen hohen Verschleiß auf, die vorgenommene Prägung ist oft fehlerhaft, und aufgrund ihrer geringen Bearbeitungsgeschwindigkeit können sie den Durchsatz der Druckmaschinen unnötig verringern.
  • Aus der vorveröffentlichten US-A-3,403,621 ist ein kombiniertes Farbendruck- und Prägewerk bekannt, bei welchem druck und prägefähiges Material zwischen einer Prägewalze und einer Deckwalze im Zusammenwirken mit einem Farbübertragungszylinder bedruckt und geprägt werden. Die Prägewalze hat erhabene Prägevorsprünge aus hartem Material wie Metall oder Kunststoff, während die Deckwalze eine äußere Beschichtung aus Weichmaterial wie Gummi aufweist. Die Prägung einer zwischen den beiden Walzen durchlaufenden prägefähigen Folie geschieht dadurch, daß die Vorsprünge der Prägewalze zusammen mit der zu prägenden Folie diese unter hohem Druck in die nachgiebige Gummischicht hineindrücken und dabei entsprechend eine Prägeverformung erzeugen.
  • Nachteilig wird hierbei die zu prägende Folie oder Warenbahn äußerst strapaziert und gereckt und hohen Drücken ausgesetzt. Eine Übereinstimmung zwischen Bedruckung und Prägung ist nur deshalb möglich, weil beide Vorgänge in einem einzigen Durchgang durch die kombinierte Bedruckungs- und Prägemaschine vorgenommen und dabei eine mitlaufende Farbübertragungswalze im Zusammenwirken mit der Prägewalze vorgesehen ist.
  • Wenn jedoch das Prägewerk als letzte Station in eine mehrere Druckstationen aufweisende kontinuierliche Endlos-Druckmaschine integriert wird, welche teilweise dehnbares oder feuchtigkeitsempfindliches Material wie Papierbahnen o. ä. zu bedrucken oder zusätzlich zu falzen haben, sind die bei der bekannten Falz- und Druckvorrichtung erforderlichen hohen Arbeitsdrücke von größtem Nachteil und führen in der Praxis zu einer Dekompensation in der Übereinstimmung zwischen den einzelnen Druck- und Falzvorgängen. Denn für den Gleichlauf des in mehrstufigen Schritten durchgeführten Druck-und Prägevorganges ist es von besonderer Bedeutung, daß der auf die durchlaufende Warenbahn ausgeübte Druck zwischen der Präge- und der Gegendruckwalze geringer oder höchstens so groß ist, wie zwischen den betrieblich davor angeordneten Druck- und Preßeurwalzen. Anderenfalls könnte bei zu hohem Druck die Warenbahn gequetscht, verdünnt und damit unzulässig gereckt werden, oder bei zu geringem Zug könnte die Übereinstimmung zwischen den einzelnen Farbfeldern des Druckes und den in einem bestimmten räumlichen Verhältnis hierzu angeordneten Prägefalzen schädlich verändert werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Prägen von Warenbahnen und eine hierfür geeignete Vorrichtung anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile nicht mehr aufweisen und bei denen es möglich ist, ohne Anwendung hoher Drücke, d. h. praktisch mit solchen Drücken zu arbeiten, wie sie den während des Bedruckens von Tiefdruck-Druckmaschinen üblichen Walzendrücken entsprechen.
  • Das Verfahren soll insbesondere eine verbesserte Prägung bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit ermöglichen, die Vorrichtung soll einfach aufgebaut und in eine übliche Druckmaschinenstraße integrierbar sein, ohne daß z. B. der Rahmen mit einer besonderen Verstärkung versehen werden muß, der Betrieb soll mit hoher Verfügbarkeit des Prägewerkes störungsunanfällig und verschleißarm sein, und die Handhabung der Prägevorrichtung soll auch solchem Personal überlassen werden, welches sonst nur für den Betrieb mit üblichen Offset-Druckmaschinen geschult ist.
  • Erfindungsgemäß soll der gesamte Prägevorgang auch bei schwierig zu prägenden Warenbahnen verbessert und vereinfacht werden, wobei die maschinellen Anforderungen auf diejenigen einer normalen Druckmaschine verringert werden sollen.
  • Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß die Warenbahn mit einer Zugspannung zwischen der Präge-und der Gegendruckwalze hindurchbewegt wird, wie diese der Zugspannung zur Bewegung der Bahn innerhalb des Farben-Druckwerkes entspricht, und daß hierfür der auf die durchlaufende Warenbahn ausgeübte Druck zwischen Präge-und Gegendruckwalze höchstens so groß ist, wie der Druck zwischen den betrieblich davor angeordneten Farbdruck- und/oder Preßeurwalzen.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Anzahl von betrieblich hintereinander angeordneten Druckwalzen und mindestens einem Prägewerk zum Herstellen von Prägungen, welches eine Prägewalze aus vergleichsweise härterem Material und eine Gegendruckwalze aus vergleichsweise weicherem Material aufweist, wobei die Ausnehmungen in der Gegendruckwalze ein mindestens so großes Volumen aufweisen wie es demjenigen der Vorsprünge der Prägewalze und dem umzuformenden Material entspricht, wofür der Absband zwischen der Walzenoberfläche der Prägewalze und der Gegendruckwalze nicht oder nur geringfügig geringer ist als die Dicke der zu bedruckenden und zu prägenden Warenbahn, mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die Prägewalze aus Metall besteht, daß die Gegendruckwalze aus laserschneidfähigem Material wie Hartgummi oder Kunststoff besteht, und daß die Ausnehmungen in der Gegendruckwalze achsparallele Stufen aufweisen.
  • Die Prägewalze besteht vorteilhaft aus einem Metall, z. B. geäztem Stahl oder verchromtem Kupfer, während die Gegenwalze aus Hartgummi oder anderen laserfähigen Materialien besteht. Diese Materialzusammenstellung schafft bereits das mit der Aufgabe erstrebte « drucklose » Prägen, wobei die Ausnehmung in der Gegendruckwalze mit ihren achsparallelen Stufen dieses Prägen mit geringen Drücken unterstützt.
  • Mit großem Vorteil werden in bekannter Weise die Vorsprünge durch das Abäzen danebenliegender Bereiche hergestellt, während die Ausnehmungen an der Gegendruckwalze dadurch hergestellt werden, daß die Stufen mittels eines hinsichtlich der Eindringtiefe eingestellten Laserstrahls ausgeschnitten werden. Der Laserstrahl schneidet dabei die Konturen hinsichtlich ihrer Form und ihrer Tiefe stufenförmig aus.
  • Entgegen den herkömmlichen Prägungen werden also keine Drücke im Bereich von bis zu 100 bar, sondern Drücke unterhalb von 5 bar verwendet, wobei weiterhin dafür Sorge getragen werden kann, daß die Warenbahn sich unter dem verwendeten Druck nicht ausweitet, d. h. der vorherige Druck und auch die Prägung entsprechen in ihrer Größe und Art den Forderungen der Aufgabenstellung.
  • Ersichtlicherweise ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung erstmalig möglich, eine Prägung mit hohen Geschwindigkeiten « on line » vorzunehmen, wobei sich für den Fachmann überraschend eine besonders gute Prägequalität ergibt, und es kann daher von einer idealen Lösung der anstehenden Probleme gesprochen werden.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben, welche ausschnittsweise die Prägung zwischen einer Erhöhung der Prägewalze und der Ausnehmung der Gegendruckwalze zeigt.
  • In einer herkömmlichen Druckmaschine, z. B. Walzentiefdruckmaschine, sind zusätzlich am Ende des Durchlaufs der Warenbann, also betrieblich hinter den Druckwerken, eine Prägewalze 1 (Vater) und eine Gegendruckwalze 2 (Mutter) angeordnet. Zwischen diesen beiden Walzen 1, 2 verläuft die Warenbahn 3, welche mittels Vorsprüngen 6 der Prägewalze 1 mit Prägungen versehen wird. Die Vorsprünge 6 weisen in etwa die Form der künftigen Prägung auf, sie steigen mittels Rundungen 7 aus der Oberfläche der Prägewalze 1 auf.
  • Die Oberfläche der Gegendruckwalze 2 ist mit Ausnehmungen 4 versehen, die achsparallele Stufen 5 aufweisen und deren Volumen eine Größe besitzt, um das Volumen der Warenbahn im Bereich der Prägestelle sowie das Volumen der Vorsprünge 6 aufnehmen zu können. Gegebenenfalls kann auch das Volumen der Ausnehmung 6 geringfügig größer als die vorgenannten Volumina sein.
  • Die Prägewalze 1 besteht aus Metall, z. B. geäztem Stahl oder verchromten Kupfer, während die Gegendruckwalze 2 aus Hartgummi oder anderen laserfähigen Materialien besteht.
  • Der Abstand zwischen der Prägewalze 1 und' der Gegendruckwalze 2 entspricht der Dicke der Warenbahn oder liegt geringfügig darunter, wobei die Warenbahn aber nur im elastischen Bereich verformt wird und daher ihre Ausgangsdimensionen beibehält. Entgegen der herkömmlichen Prägetechnik wird die Warenbahn als solche also nur im Bereich der Prägestellen verformt und der Aufdruck sowie die entsprechenden Dimensionen bleiben während des Prägens unverändert.
  • Die Prägewalze 1 und die Gegendruckwalze 2 müssen einen absoluten Gleichlauf aufweisen und eine genaue Abstimmung besitzen. Vorteilhaft wird deshalb die entsprechende Maschineneinstellung im Prägewerk begonnen und dann rückwärts gegen die Warenbahnlaufrichtung innerhalb der einzelnen Druckwerke vorgenommen, die sich jeweils nach dem dahinterliegenden Werk richten. Das Druckwerk für die letzte Farbe wird also in Abhängigkeit von den Druckmarken der Prägung eingestellt usw.
  • Die Ausnehmungen in der Gegendruckwalze 2 werden kurz gesagt jeweils so groß gehalten, daß das bei der Prägung verformte Material hineinpaßt, und es ist für den Fachmann absolut überraschend, daß trotz der fertigungstechnisch praktisch allein durchführbaren Stufenform der Ausnehmungs-Wandungen eine glatte Prägung erfolgt, bei welcher eine Stufenform nicht mehr erkennbar ist. Angesichts der hohen Prägegeschwindigkeit. die der Druckgeschwindigkeit der Maschine entspricht, ist also ein unbestreitbarer technischer Fortschritt vorhanden.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von Prägungen auf Warenbahnen, insbesondere Papier, Karton oder Metallfolien, zwischen einer Prägewalze (Vater) und einer Gegendruckwalze (Mutter), zwischen denen die Warenbahn innerhalb einer Walzendruckmaschine durchläuft und so nach Aufbringung der Druckfarben geprägt wird, wobei die Prägewalze (1) und die Gegendruckwalze (2) die zwischen ihnen durchlaufende Warenbahn nur im Bereich der Prägungen verformen und die Prägewalze (1) die Umformung im Prägebereich einseitig vornimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Warenbahn (3) mit einer Zugspannung zwischen der Präge- und der Gegendruckwalze (1, 2) hindurchbewegt wird, wie diese der Zugspannung zur Bewegung der Bahn innerhalb des Farben-druckwerkes entspricht, und daß hierfür der auf die durchlaufende Warenbahn (3) ausgeübte Druck zwischen Präge- und Gegendruckwalze (1, 2) höchstens so groß ist, wie der Druck zwischen den betrieblich davor angeordneten Farbdruck-und/oder Presseurwalzen.
2. Vorrichtung zurDurchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Anzahl von betrieblich hintereinander angeordneten Druckwalzen und mindestens einem Prägewerk zum Herstellen von Prägungen, welches eine Prägewalze (1) aus vergleichsweise härterem Material und eine Gegendruckwalze (2) aus vergleichsweise weicherem Material aufweist, wobei die Ausnehmungen (4) in der Gegendruckwalze (2) ein mindestens so großes Volumen aufweisen wie es demjenigen der Vorsprünge (6) der Prägewalze (1) und dem umzuformenden Material entspricht, wofür der Abstand zwischen der Walzenoberfläche der Prägewalze (1) und der Gegendruckwalze (2) nicht oder nur geringfügig geringer ist als die Dicke der zu bedruckenden und zu prägenden Warenbahn (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze (1) aus Metall besteht, daß die Gegendruckwalze (2) aus laserschneidfähigem Material wie Hartgummi oder Kunststoff besteht, und daß die Ausnehmungen (4) in der Gegendruckwalze (2) achsparallele Stufen (5) aufweisen.
EP83100552A 1983-01-22 1983-01-22 Verfahren zum Herstellen von Prägungen auf prägfähigen Warenbahnen sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Expired EP0114169B1 (de)

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