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EP3603982B1 - System zum bedrucken eines substrats - Google Patents

System zum bedrucken eines substrats Download PDF

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Publication number
EP3603982B1
EP3603982B1 EP18187177.3A EP18187177A EP3603982B1 EP 3603982 B1 EP3603982 B1 EP 3603982B1 EP 18187177 A EP18187177 A EP 18187177A EP 3603982 B1 EP3603982 B1 EP 3603982B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
transfer
drier
transfer foil
foil
fluid
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.)
Active
Application number
EP18187177.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3603982A1 (de
Inventor
Martin Schmitt-Lewen
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.)
Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
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 Heidelberger Druckmaschinen AG filed Critical Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority to EP18187177.3A priority Critical patent/EP3603982B1/de
Priority to CN201910710466.3A priority patent/CN110789217B/zh
Publication of EP3603982A1 publication Critical patent/EP3603982A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3603982B1 publication Critical patent/EP3603982B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F16/00—Transfer printing apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F23/00—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing
    • B41F23/04—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing by heat drying, by cooling, by applying powders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/0015—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
    • B41J11/002—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating
    • B41J11/0021—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation
    • B41J11/00214—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation using UV radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/0015—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
    • B41J11/002—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating
    • B41J11/0022—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using convection means, e.g. by using a fan for blowing or sucking air
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    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
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    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • B41J3/40733—Printing on cylindrical or rotationally symmetrical objects, e. g. on bottles
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J15/00—Devices or arrangements of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, specially adapted for supporting or handling copy material in continuous form, e.g. webs
    • B41J15/04—Supporting, feeding, or guiding devices; Mountings for web rolls or spindles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2002/012—Ink jet with intermediate transfer member

Definitions

  • the invention relates to a system for printing a substrate with the features of claim 1.
  • the invention lies in the technical field of the graphics industry and there in particular in the field of printing, in particular finishing, of substrates, e.g. by applying ink, embossing material, holograms and / or cold foil transfer material.
  • the DE 10 2017 207 309 A1 discloses a method of imagewise decorating a portion of an at least partially curved surface.
  • cold foil transfer material can be transferred by pressing a transfer tape onto the surface of the object to be treated.
  • the DE 10 2013 016 117 A1 discloses a method and a device for generating and transferring diffractive microstructures onto a printing material.
  • a fluid can be applied to an embossing cylinder and the fluid can be dried onto a printing substrate in an area between the application point and the transfer point, the microstructure being fixed in the fluid and the solidified fluid being transferred to the printing substrate in a film-like manner.
  • the DE 10 2012 011 783 A1 discloses a method for the indirect application of printing fluid to a printing substrate.
  • liquid ink can be applied in accordance with the image to an intermediate carrier and transferred from the intermediate carrier to a printing material.
  • finishing techniques described in the prior art are carried out on specially developed, equipped and separately provided machines. Therefore, if printing companies want to carry out various finishing techniques and want to offer correspondingly finished products in their portfolio, they have to purchase a large number of different machines, which increases the investment costs for the printing plant's machinery.
  • the invention relates to a system for printing a substrate, comprising on the one hand a machine with a rotating body for moving the substrate, a conveyor device for moving a transfer film in the conveying direction and for partially wrapping the substrate with the transfer film in a wrapping zone, one - in the conveying direction the rotating body upstream application device for applying a fluid to the moving transfer film, a first dryer for at least partial drying and / or hardening of the fluid, and a second dryer in the area of the wrapping zone for at least partial drying and - in the conveying direction upstream of the rotating body and downstream of the application device / or hardening of the fluid, and on the other hand a set of transfer foils for changing transfer foils, comprising at least one first transfer foil with a smooth surface and at least one second transfer foil with a matt, rough or structured surface.
  • the invention advantageously enables alternating print jobs to be carried out, i. Orders with changing printing techniques, especially finishing techniques.
  • the invention represents an inexpensive system.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a preferred embodiment of a system according to the invention for printing or refining or decorating a substrate.
  • the system 1 comprises, on the one hand, a machine 2, in particular a printing machine and / or finishing machine, and, on the other hand, a transfer film set 3, in particular a set comprising at least two or at least three mutually different transfer films, e.g. a first transfer film 3a, a second transfer film 3b and one third transfer film 3c.
  • the first and the second transfer foils are shown by way of example as transfer foils that can be unwound and wound up, while the third transfer foil is shown by way of example as an endless transfer foil. You can use any type of transfer film several individual foils can be stored and fed to the machine, for which purpose a storage facility and, if necessary, conveyor logistics can be provided.
  • the machine 2 comprises a rotating body 4 for moving a substrate 5.
  • the substrate can be a flat, web-shaped printing material 5a, e.g. be made of paper, cardboard or plastic film.
  • the rotating body is a rotatable (transport) cylinder.
  • the substrate can alternatively be a flat, arch-shaped printing material 5b, also e.g. be made of paper, cardboard or plastic film.
  • the rotary body is a rotatable (transport) cylinder for the sheets or for a belt that transports the sheets.
  • the substrate can alternatively be an object 5c of any shape, in particular a rotationally symmetrical object such as a bottle or a can, or it can be at least partially a cylinder.
  • the object can be a previously produced ("printed") object using an additive process.
  • the body of revolution is e.g. a rotatable holder, such as a gripping or suction holder for the object.
  • the system 1 according to the invention thus allows, depending on the equipment with a suitable rotational body, flat (“2D”) or non-flat (“3D”) substrates to be printed, in particular to be finished. It can preferably also be provided to operate the system alternately, i. to print on either flat or non-flat substrates, e.g. by changing the rotating body depending on the print job. It can also be provided to equip the machine with several, preferably mutually different, rotary bodies and to select the appropriate rotary body depending on the print job.
  • the machine 2 comprises a conveying device 6 for moving a transfer film 3a to 3c in a conveying direction 7 and for partially wrapping the substrate 5 with the transfer film in a wrapping zone 8.
  • the wrapping zone can include two guide rollers 20 for the transfer film, which the transfer film to the substrate put on or even press on.
  • the conveying device can comprise several transport rollers 9. At least one of the transport rollers can be driven and at least support the transport of the film.
  • a transfer film 3a to 3c of the transfer film set 3 wraps around the substrate 5, for example the web, the sheet or the object.
  • the wrap zone can encompass approximately 180 °.
  • the wrapping transfer film and the substrate to be printed move together and essentially at the same surface speed, whereby they contact each other.
  • At least the transfer of a fluid 10 from the surface of the transfer film 3a to 3c to the surface of the substrate 5 takes place in the wrapping zone, either completely, ie to about 100%, or incompletely by fluid splitting, for example to about 50%. Further material can be transferred with the fluid, for example cold foil transfer material. In the event of an incomplete transfer, it may be necessary to clean the transfer film, for example with a cleaning device 11, in particular a washing device. Cleaning makes sense if the transfer film is a reusable transfer film or a continuous transfer film. In the case of disposable foils, cleaning is not necessary.
  • Another advantage of the invention can be seen in the fact that when UV light is used for drying / curing (see below), inerting or inert gas can be dispensed with, since drying / curing in the (oxygen-free) ) There is a gap between the substrate and the transfer film.
  • the machine 2 comprises an application device 12, which is arranged upstream of the rotating body 4 in the conveying direction 7.
  • the application device applies the fluid 10 to the moving transfer film 3a to 3c.
  • the application device can comprise an ink print head 13 or several, for example four (CMYK) or seven (CMYK + OGV) ink print heads, for example DOD heads for dropwise and preferably image-wise transfer of the fluid.
  • CMYK complementary metal-stylity
  • OGV seven
  • DOD heads for dropwise and preferably image-wise transfer of the fluid.
  • the ink or other fluid can be applied with the inkjet print heads, for example an ink-like adhesive or embossing material.
  • inkjet print heads single or multi-colored, possibly also transparent, image can be applied; the image can also be an adhesive image or an embossing material image.
  • roller or spray application devices are possible with which, for example, printing ink or varnish can be applied.
  • a spray application device can work together with a mask so that (mask) can be applied in accordance with the image.
  • the machine comprises a first dryer 14. This is arranged upstream of the rotating body in the conveying direction 7 and is arranged downstream of the application device 12, i.e. arranged between these two, and serves to at least partially dry and / or harden the fluid 10 applied to the transfer film 3 a to 3 c.
  • the partial drying and / or hardening (with the first dryer) is also referred to as “intermediate drying” or “intermediate hardening” or as “pinning”.
  • intermediate drying or intermediate hardening
  • pinning the viscosity of the fluid - at least on its surface - can be increased and thus an undesired flow of the applied fluid can be prevented.
  • a liquid fluid can be converted into a pasty fluid, e.g. an adhesive that is initially thin and not very sticky (and can therefore be applied with an inkjet print head) can be converted into a thicker and sticky state.
  • the first dryer 14 is preferably a UV dryer, e.g. a UV light emitting gas discharge dryer or UV light emitting LED dryer, or a hot air dryer or an IR emitting dryer, e.g. an LED dryer or a laser dryer.
  • the first dryer can be a combination dryer, i. a dryer which comprises two or more of the aforementioned dryers and which emits UV (ultraviolet), IR (infrared) or UV and infrared and additionally applies hot air, if necessary.
  • water-based fluids are treated in drying, i. water is evaporated (the same applies to solvents other than water or fluids based on it).
  • hardening is preferably carried out by polymerizing the fluid.
  • a control device 15 is shown. This can control components of the machine 1, e.g. the inkjet print heads 13, the first dryer 14, a second dryer 16 and / or the cleaning device 11, but also e.g. various drives of the machine, e.g. for the conveyor device 6 and / or for the rotating body 4. It is controlled via the connections provided for this purpose, eg lines or wirelessly.
  • the second dryer 16 is used for (preferably repeated) at least partial drying and / or hardening of the fluid 10 and is arranged in the area of the wrapping zone 8, preferably adjacent to the surface of the rotating body 4.
  • the second dryer is preferably a UV dryer, e.g. a UV light emitting gas discharge dryer or LED dryer.
  • the second dryer is preferably used for substantially complete drying and / or curing of the fluid 10, i. the drying or hardening of the fluid.
  • the applied fluid 10 is preferably partially dried and / or cured by radiation and / or hot air from the first dryer 14 and completely dried and / or cured by radiation from the second dryer 16.
  • the transfer film set 3 is preferably used to change transfer films 3a to 3c in the case of changing print jobs, in particular finishing jobs. It comprises at least one first transfer film 3a, e.g. B. a film for cold foil transfer (preferably disposable film) or a first film 3b, z. B. a film for the ink transfer in so-called indirect ink printing / inkjet printing (preferably reusable film).
  • the first transfer film 3a, 3b has an essentially smooth surface, so that an unstructured transfer of fluid takes place.
  • the transfer film set 3 further comprises a second transfer film 3c, e.g. B. a film for embossing film transfer, impression film transfer or hologram transfer (preferably reusable film).
  • the second transfer film 3c has a matt, rough or structured surface so that a structured transfer takes place. Both the unstructured and the structured transfer can take place over the entire area or according to an image.
  • the structure corresponds to the surface properties of the transfer film provided, while the image is generated by activating the application device 13.
  • the various transfer foils 3a to 3c can be stored on separate unwinders.
  • a unwinder 17 can be provided, which depending on the print job with the matching transfer film 3a to 3c is fitted.
  • the machine 2 can also comprise one (or also more) rewinders 18 for used transfer foils 3a to 3c.
  • the various transfer foils 3a to 3c can be transparent or at least translucent; Electromagnetic radiation 14a, 16a, e.g. UV or IR radiation can penetrate such a film. In this way, the second dryer 16 in particular can dry and / or cure the fluid 10 through the film (“from the outside”).
  • Electromagnetic radiation 14a, 16a e.g. UV or IR radiation
  • the second dryer 16 in particular can dry and / or cure the fluid 10 through the film (“from the outside”).
  • Figure 1 shows several ink reservoirs 19 which are connected to the ink print heads 13 via ink lines. It can be provided that an ink printhead is connected to several ink reservoirs and that when transfer foils 3a to 3c are changed, there is also a change from one ink reservoir to another ink reservoir, so that the ink printhead prints a different ink or a different fluid. It can alternatively be provided that when changing transfer foils, there is also a change from one inkjet print head to another inkjet print head, so that the latter prints the transfer foil with fluid.
  • the change of transfer foils 3a to 3c and the appropriate change of fluid 10 can be done by the control device 15, e.g. using print job data. All changes can preferably be carried out automatically by means of appropriately provided changing devices. Alternatively, the changes can be carried out by an operator.
  • the fluid 10 can be an adhesive, e.g. B. when using foils for cold foil transfer.
  • the fluid can be white ink (“opaque white”) or black ink or colored ink, in particular when transparent objects 5c are printed, in particular refined. Black ink can e.g. B. be advantageous when producing holograms on (glass) bottles or similar objects.
  • the fluid can be a transparent clear lacquer or a transparent clear lacquer ink and can be used, for example, for the production of optical structures.
  • the fluid can be a metallic ink, ie contain optically effective metal particles.
  • the fluid can be an electrically be conductive ink and functional elements can be printed with such inks, for example electrical circuits such as RFID.
  • Figure 2 shows the sequence of a preferred embodiment of a method carried out with the system according to the invention with the following steps:
  • fluid 10 is applied by means of application device 12 to one of transfer foils 3a to 3c.
  • the applied fluid is dried and / or hardened (and in particular pinned) by means of the first dryer 14.
  • a transfer film 3 a to 3 c is pressed against the substrate 5 or its surface in the wrapping zone 8.
  • fluid 10 applied to the transfer film is transferred to the substrate, for example a web, a sheet or an object.
  • the transfer film 3a to 3c is peeled off, the transfer film is peeled off again from the surface of the substrate, fluid 10 remaining on the surface of the substrate.

Landscapes

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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Printing Methods (AREA)
  • Decoration By Transfer Pictures (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zum Bedrucken eines Substrats mit den Merkmalen von Anspruch 1.
    • Technisches Gebiet und Stand der Technik
  • Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der grafischen Industrie und dort insbesondere im Bereich des Bedruckens, insbesondere des Veredelns, von Substraten, z.B. durch Auftragen von Tinte, Prägematerial, Hologrammen und/oder Kaltfolientransfermaterial.
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Veredelungstechniken bekannt.
  • Die DE 10 2017 207 309 A1 offenbart ein Verfahren zum bildgemäßen Dekorieren eines Abschnitts einer zumindest teilweise gekrümmten Oberfläche. Dabei kann beispielsweise Kaltfolientransfermaterial durch Anpressen eines Transferbandes an die Oberfläche des zu behandelnden Objekts übertragen werden.
  • Die DE 10 2013 016 117 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung und Übertragung diffraktiver Mikrostrukturen auf einen Bedruckstoff. Dabei kann ein Fluid auf einen Prägezylinder aufgetragen werden und das Fluid kann in einem Bereich zwischen der Auftragsstelle und der Übergabestelle an einen Bedruckstoff angetrocknet werden, wobei die Mikrostruktur in dem Fluid fixiert wird und das verfestigte Fluid filmartig auf den Bedruckstoff übertragen wird.
  • Die DE 10 2012 011 783 A1 offenbart ein Verfahren zum indirekten Auftragen von Druckflüssigkeit auf einen Bedruckstoff. Dabei kann im Tintendruckverfahren flüssige Tinte auf einen Zwischenträger bildgemäß aufgetragen werden und von dem Zwischenträger auf einen Bedruckstoff übertragen werden.
  • Die im Stand der Technik beschriebenen Veredelungstechniken werden auf eigens dafür entwickelten, ausgerüsteten und gesondert bereitgestellten Maschinen ausgeführt. Druckereien müssen daher, wenn sie diverse Veredelungstechniken durchführen wollen und entsprechend veredelte Produkte in ihrem Portfolio anbieten möchten, eine Vielzahl von unterschiedlichen Maschinen anschaffen, was die Investitionskosten für den Druckerei-Maschinenpark in die Höhe treibt.
    • Aufgabe
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes und insbesondere kostengünstiges System zu schaffen, welches es insbesondere ermöglicht, wechselnde Druckaufträge, d.h. Aufträge mit wechselnden Drucktechniken, insbesondere Veredelungstechniken, durchzuführen.
    • Erfindungsgemäße Lösung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System mit dem Merkmal von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Die Erfindung betrifft ein System zum Bedrucken eines Substrats, umfassend zum einen eine Maschine mit einem Rotationskörper zum Bewegen des Substrats, einer Fördereinrichtung zum Bewegen einer Transferfolie in Förderrichtung und zum teilweisen Umschlingen des Substrats mit der Transferfolie in einer Umschlingungszone, einer - in Förderrichtung dem Rotationskörper vorgeordneten - Auftragseinrichtung zum Auftragen eines Fluids auf die bewegte Transferfolie, einem - in Förderrichtung dem Rotationskörper vorgeordneten und der Auftragseinrichtung nachgeordneten - ersten Trockner zum wenigstens teilweise Trocknen und/oder Härten des Fluids, und einem zweiten Trockner im Bereich der Umschlingungszone zum wenigstens teilweise Trocknen und/oder Härten des Fluids, und zum anderen einen Transferfoliensatz zum Wechseln von Transferfolien, umfassend wenigstens eine erste Transferfolie mit glatter Oberfläche und wenigstens eine zweite Transferfolie mit einer mattierten, rauen oder strukturierten Oberfläche.
  • Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise das Durchführen wechselnder Druckaufträge, d.h. Aufträge mit wechselnden Drucktechniken, insbesondere Veredelungstechniken. Die Erfindung stellt insbesondere ein kostengünstiges System dar.
    • Figuren und Ausführungsbeispiele zur Erfindung
  • Die Erfindung und deren bevorzugte Weiterbildungen werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen, d.h. die Figuren 1 und 2, anhand wenigstens eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
  • Die Figuren zeigen:
    • Figur 1:
    eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems; und
    Figur 2:
    den Ablauf eines erfindungsgemäß durchgeführten Verfahrens.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems zum Bedrucken bzw. Veredeln oder Dekorieren eines Substrats.
  • Das System 1 umfasst zum einen eine Maschine 2, insbesondere eine Druckmaschine und/oder Veredelungsmaschine, und zum anderen einen Transferfoliensatz 3, insbesondere einen Satz umfassend wenigstens zwei oder wenigstens drei untereinander verschiedene Transferfolien, z.B. eine erste Transferfolie 3a, eine zweite Transferfolie 3b und eine dritte Transferfolie 3c. Die erste und die zweite Transferfolien sind beispielhaft als ab- und aufwickelbare Transferfolien dargestellt, während die dritte Transferfolie beispielhaft als eine endlos umlaufende Transferfolie dargestellt ist. Von jeder Art Transferfolie können mehrere einzelne Folien bevorratet und der Maschine zuführbar sein, wozu ein Vorratslager und ggf. eine Förderlogistik bereitgestellt werden kann.
  • Die Maschine 2 umfasst einen Rotationskörper 4 zum Bewegen eines Substrats 5. Das Substrat kann ein flacher, bahnförmiger Bedruckstoff 5a, z.B. aus Papier, Karton oder Kunststofffolie sein. In diesem Fall ist der Rotationskörper ein rotierbarer (Transport-) Zylinder. Das Substrat kann alternativ ein flacher, bogenförmiger Bedruckstoff 5b, ebenfalls z.B. aus Papier, Karton oder Kunststofffolie sein. In diesem Fall ist der Rotationskörper ein rotierbarer (Transport-) Zylinder für die Bogen oder für ein Band, welches die Bogen transportiert. Das Substrat kann schließlich alternativ ein beliebig geformtes Objekt 5c sein, insbesondere ein rotationssymmetrisches Objekt, wie etwa eine Flasche oder eine Dose, oder es kann wenigstens teilweise ein Zylinder sein. Das Objekt kann ein zuvor per additivem Verfahren hergestelltes ("gedrucktes") Objekt sein. In diesem Fall ist der Rotationskörper z.B. ein rotierbarer Halter, etwa ein greifender oder saugender Halter für das Objekt. Das erfindungsgemäße System 1 erlaubt es somit, je nach Ausstattung mit einem passenden Rotationskörper, flache ("2D") oder nicht-flache ("3D") Substrate zu bedrucken, insbesondere zu veredeln. Es kann bevorzugt auch vorgesehen sein, das System im Wechsel zu betreiben, d.h. entweder flache oder nicht-flache Substrate zu bedrucken, z.B. durch Wechseln des Rotationskörpers je nach Druckauftrag. Es kann ferner vorgesehen sein, die Maschine mit mehreren, bevorzugt untereinander verschiedenen Rotationskörper auszustatten und je nach Druckauftrag den passenden Rotationskörper auszuwählen.
  • Die Maschine 2 umfasst eine Fördereinrichtung 6 zum Bewegen einer Transferfolie 3a bis 3c in eine Förderrichtung 7 und zum teilweisen Umschlingen des Substrats 5 mit der Transferfolie in einer Umschlingungszone 8. Die Umschlingungszone kann zwei Führungsrollen 20 für die Transferfolie umfassen, welche die Transferfolie an das Substrat anlegen oder gar anpressen. Die Fördereinrichtung kann mehrere Transportwalzen 9 umfassen. Wenigstens eine der Transportwalzen kann angetrieben sein und den Folientransport wenigstens unterstützen. In der Umschlingungszone umschlingt eine Transferfolie 3a bis 3c des Transferfoliensatzes 3 das Substrat 5, z.B. die Bahn, den Bogen oder das Objekt. Die Umschlingungszone kann etwa 180° umfassen. In der Umschlingungszone bewegen sich die umschlingende Transferfolie und das zu bedruckende Substrat gemeinsam und im Wesentlichen mit derselben Oberflächengeschwindigkeit, wobei sie sich kontaktieren. In der Umschlingungszone erfolgt wenigstens der Transfer eines Fluids 10 von der Oberfläche der Transferfolie 3a bis 3c auf die Oberfläche des Substrats 5, entweder vollständig, d.h. zu etwa 100 %, oder unvollständig durch Fluidspaltung, z.B. zu etwa 50%. Mit dem Fluid kann weiteres Material übertragen werden, z.B. Kaltfolientransfermaterial. Bei einem unvollständigen Transfer kann es erforderlich sein, die Transferfolie zu reinigen, z.B. mit einer Reinigungseinrichtung 11, insbesondere einer Wascheinrichtung. Das Reinigen ist dann sinnvoll, wenn die Transferfolie eine wiederverwendbare Transferfolie oder eine endlos umlaufende Transferfolie ist. Im Falle von Einwegfolien kann auf das Reinigen verzichtet werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung kann darin gesehen sein, dass beim Einsatz von UV-Licht für das Trocknen/Härten (siehe unten) auf eine Inertisierung bzw. auf Inert-Gas verzichtet werden kann, da in der Umschlingungszone das Trocknen/Härten im (sauerstofffreien) Spalt zwischen Substrat und Transferfolie erfolgt.
  • Die Maschine 2 umfasst eine Auftragseinrichtung 12, welche in Förderrichtung 7 dem Rotationskörper 4 vorgeordnet ist. Die Auftragseinrichtung trägt das Fluid 10 auf die bewegte Transferfolie 3a bis 3c auf. Die Auftragseinrichtung kann einen Tintendruckkopf 13 oder mehrere, z.B. vier (CMYK) oder sieben (CMYK+OGV) Tintendruckköpfe umfassen, z.B. DOD-Köpfe zum tropfenweisen und bevorzugt bildweisen Übertragen des Fluids. Statt einzelnen Tintendruckköpfen können auch folienbreite Tintendruckkopf-Balken mit mehreren nebeneinander angeordneten ("gestitchten") Tintendruckköpfen vorgesehen sein. Mit den Tintendruckköpfen kann Tinte oder anderes Fluid aufgetragen werden, z.B. ein tintenähnlicher Kleber oder Prägematerial. Mit den Tintendruckköpfen kann ein- oder mehrfarbiges, ggf. auch transparentes, Bild aufgetragen werden; das Bild kann auch ein Kleber-Bild oder Prägematerial-Bild sein. Alternativ oder zusätzlich sind Walzen- oder Sprühauftragseinrichtungen möglich, mit denen z.B. Druckfarbe oder Lack aufgetragen werden kann. Eine Sprühauftragseinrichtung kann dabei mit einer Maske zusammenarbeiten, so dass (Masken-) bildgemäß aufgetragen werden kann.
  • Die Maschine umfasst einen ersten Trockner 14. Dieser ist in Förderrichtung 7 dem Rotationskörper vorgeordnet und der Auftragseinrichtung 12 nachgeordnet, d.h. zwischen diesen beiden angeordnet, und dient dem wenigstens teilweise Trocknen und/oder Härten des auf die Transferfolie 3a bis 3c aufgetragenen Fluids 10.
  • Das teilweise Trocknen und/oder Härten (mit dem ersten Trockner) wird auch als "Zwischentrocknen" bzw. "Zwischenhärten" oder als "Pinnen" bezeichnet. Beim Pinnen kann die Viskosität des Fluids - zumindest an dessen Oberfläche - erhöht werden und somit ein unerwünschtes Zerfließen des aufgetragenen Fluids verhindert werden. Es kann ein flüssiges Fluid in ein pastöses Fluid überführt werden, z.B. kann ein zunächst dünnflüssiger und wenig klebriger (und daher mit einem Tintendruckkopf auftragbarer) Kleber in einen dickeren und klebrigen Zustand überführt werden.
  • Der erste Trockner 14 ist bevorzugt ein UV-Trockner, z.B. ein UV-Licht abstrahlender Gasentladungstrockner oder UV-Licht abstrahlender LED-Trockner, oder ein Heißlufttrockner oder ein IR-abstrahlender Trockner, z.B. ein LED-Trockner oder ein Laser-Trockner. Alternativ kann der erste Trockner ein Kombinationstrockner sein, d.h. ein Trockner, welcher zwei oder mehr der vorgenannten Trockner umfasst und UV (Ultraviolett), IR (Infrarot) oder UV und Infrarot abstrahlt und zusätzlich gegebenenfalls noch Heißluft beaufschlägt.
  • Beim Trocknen werden bevorzugt wasserbasierte Fluide behandelt, d.h. es wird Wasser verdampft (entsprechendes gilt für von Wasser verschiedene Lösungsmittel bzw. darauf basierende Fluide). Das Härten erfolgt dagegen bevorzugt durch Polymerisieren des Fluids.
  • In Figur 1 ist eine Steuereinrichtung 15 dargestellt. Diese kann Komponenten der Maschine 1 ansteuern, z.B. die Tintendruckköpfe 13, den ersten Trockner 14, einen zweiten Trockner 16 und/oder die Reinigungseinrichtung 11, aber auch z.B. diverse Antriebe der Maschine, etwa für die Fördereinrichtung 6 und/oder für den Rotationskörper 4. Das Ansteuern erfolgt über dafür vorgesehene Verbindungen, z.B. Leitungen oder drahtlos.
  • Der zweite Trockner 16 dient dem (bevorzugt nochmaligen) wenigstens teilweise Trocknen und/oder Härten des Fluids 10 und ist im Bereich der Umschlingungszone 8 angeordnet, bevorzugt benachbart zur Oberfläche des Rotationskörpers 4. Der zweite Trockner ist bevorzugt ein UV-Trockner, z.B. ein UV-Licht abstrahlender Gasentladungstrockner oder LED-Trockner. Der zweite Trockner dient bevorzugt dem im Wesentlichen vollständigen Trocknen und/oder Härten des Fluids 10, d.h. dem Austrocken bzw. Aushärten des Fluids.
  • Bevorzugt wird das aufgetragene Fluid 10 durch Strahlung und/oder Heißluft des ersten Trockners 14 teilweise getrocknet und/oder gehärtet und durch Strahlung des zweiten Trockners 16 vollständig getrocknet und/oder gehärtet.
  • Der Transferfoliensatz 3 dient bevorzugt zum Wechseln von Transferfolien 3a bis 3c bei wechselnden Druckaufträgen, insbesondere Veredelungsaufträgen. Er umfasst wenigstens eine erste Transferfolie 3a, z. B. eine Folie für den Kaltfolientransfer (bevorzugt Einweg-Folie) oder eine erste Folie 3b, z. B. eine Folie für den Tintentransfer beim sogenannten indirekten Tintendruck /Inkjetdruck (bevorzugt Mehrweg-Folie). Die erste Transferfolie 3a, 3b weist eine im Wesentlichen glatte Oberfläche auf, so dass ein unstrukturierter Transfer von Fluid erfolgt. Der Transferfoliensatz 3 umfasst weiterhin eine zweite Transferfolie 3c, z. B. eine Folie für den Prägefolientransfer, Abformfolientransfer oder den Hologrammtransfer (bevorzugt Mehrweg-Folie). Beim Prägen wird üblicherweise mehr Druck ausgeübt als beim Abformen; es können dabei z.B. diffraktiv wirkende Strukturen erzeugt werden. Die zweite Transferfolie 3c weist eine mattierte, raue oder strukturierte Oberfläche auf, so dass ein strukturierter Transfer erfolgt. Sowohl der unstrukturierte als auch der strukturierte Transfer kann vollflächig oder einem Bild entsprechend erfolgen. Die Struktur entspricht der Oberflächenbeschaffenheit der bereitgestellten Transferfolie, während das Bild durch Ansteuern der Auftragseinrichtung 13 erzeugt wird.
  • Die verschiedenen Transferfolien 3a bis 3c können auf separaten Abwicklern bevorratet sein. Alternativ kann ein Abwickler 17 vorgesehen sein, der je nach Druckauftrag mit der passenden Transferfolie 3a bis 3c bestückt wird. Die Maschine 2 kann zudem einen (oder auch mehrere) Aufwickler 18 für benutzte Transferfolien 3a bis 3c umfassen.
  • Die verschiedenen Transferfolien 3a bis 3c können transparent oder wenigstens transluzent ausgebildet sein; Elektromagnetische Strahlung 14a, 16a, z.B. UV- oder IR-Strahlung, kann eine solche Folie durchdringen. Auf diese Weise kann insbesondere der zweite Trockner 16 das Fluid 10 durch die Folie hindurch ("von außen") trocknen und/oder härten.
  • Figur 1 zeigt mehrere Tintenvorratsbehälter 19, welche mit den Tintendruckköpfen 13 über Tintenleitungen verbunden sind. Es kann vorgesehen sein, dass ein Tintendruckkopf mit mehreren Tintenvorratsbehältern verbunden ist und dass beim Wechseln von Transferfolien 3a bis 3c zusätzlich von einem Tintenvorratsbehälter zu einem anderen Tintenvorratsbehälter gewechselt wird, so dass der Tintendruckkopf eine andere Tinte bzw. ein anders Fluid verdruckt. Es kann alternativ vorgesehen sein, dass beim Wechseln von Transferfolien zusätzlich von einem Tintendruckkopf auf einen anderen Tintendruckkopf gewechselt wird, so dass letzterer die Transferfolie mit Fluid bedruckt.
  • Der Wechsel von Transferfolien 3a bis 3c und der passende Wechsel von Fluid 10 (und ggf. der passende Wechsel des Rotationskörpers 4) kann durch die Steuereinrichtung 15, z.B. unter Nutzung von Druckauftragsdaten, koordiniert werden. Alle Wechsel können bevorzugt automatisiert mittels entsprechend vorgesehenen Wechselvorrichtungen erfolgen. Alternativ können die Wechsel durch eine Bedienperson ausgeführt werden.
  • Das Fluid 10 kann ein Kleber sein, z. B. beim Einsatz von Folien für den Kaltfolientransfer. Das Fluid kann weiße Tinte ("Deckweiß") oder schwarze Tinte oder farbige Tinte sein, insbesondere wenn transparente Objekte 5c bedruckt, insbesondere veredelt werden. Schwarze Tinte kann z. B. bevorzugt bei der Herstellung von Hologrammen auf (Glas-) Flaschen oder ähnlichen Objekten von Vorteil sein. Das Fluid kann ein transparenter Klarlack oder eine transparente Klarlack-Tinte sein und z.B. für das Herstellen von optischen Strukturen verwendet werden. Das Fluid kann eine Metallic-Tinte sein, d.h. optisch wirksame Metallpartikel enthalten. Das Fluid kann eine elektrisch leitende Tinte sein und es können mit solchen Tinten funktionale Elemente gedruckt werden, z.B. elektrische Schaltkreise wie etwa RFID.
  • Figur 2 zeigt den Ablauf einer bevorzugten Ausführungsform eines mit dem erfindungsgemäßen System durchgeführten Verfahrens mit den folgenden Schritten: Beim Auftragen 21 wird Fluid 10 mittels der Auftragseinrichtung 12 auf eine der Transferfolien 3a bis 3c aufgetragen. Beim ersten Trocknen bzw. Pinnen 22 wird das aufgetragene Fluid mittels des ersten Trockners 14 getrocknet und/oder gehärtet (und dabei insbesondere gepinnt). Beim Anpressen 23 der Transferfolie wird eine Transferfolie 3a bis 3c in der Umschlingungszone 8 an das Substrat 5, bzw. an dessen Oberfläche angepresst. Dabei wird auf die Transferfolie aufgetragenes Fluid 10 auf das Substrat, z.B. eine Bahn, ein Bogen oder ein Objekt, übertragen. Beim Abziehen 25 der Transferfolie 3a bis 3c wird die Transferfolie wieder von der Oberfläche des Substrats abgezogen, wobei Fluid 10 auf der Oberfläche des Substrats verbleibt.
  • Nachfolgend sieben Beispiele zum Veredeln von Druckprodukten:
    1. 1. Metallisierung auf Basis einer Transferfolie:
      • Verwendung einer Transferfolie mit Kaltfolienmaterial.
      • Bevorzugt in Verbindung mit einem Rolle-zu-Rolle-Prozess (Abwicklung und Aufwicklung).
      • Verwendete Tinten: UV- Tinten, klare Tintenlacke oder bevorzugt Deckweiß.
      • Bereitstellen des ersten Trockners zum Konditionieren der Tinte, so dass aus der Tinte ein Klebstoffbild wird.
      • Umschlingen der bedruckten Transferfolie um ein bevorzugt zylindrisches Objekt.
      • Transferprozess beim Transport und Härtung mit dem zweiten Trockner (bevorzugt Hg- basierte UV-Quelle) durch die Transferfolie hindurch auf das Objekt oder auf ein flaches Substrat, z.B. Folien, Papiere etc.
    2. 2. Hochglänzender klarer Tintenlack oder Silbermetallictinte:
      • Verwendung einer hochglänzenden glatten Transferfolie.
      • Rolle-zu-Rolle-Prozess oder umlaufendes Band (100% Übertrag) mit Mehrfachnutzung.
      • Verwendete Tinten: UV-Metallictinte oder Inkjet-Klarlack .
      • Bereitstellen des ersten Trockners zum Pinnen der Tinte
      • Transferdruck und Endhärtung unter Verwendung des zweiten Trockners als UV-Trockner.
      • Vorteilhaft: der Glanz des Klarlacks bzw. der Glanz und der Metalliceffekt der Metallictinte wird gegenüber der einer Direktbedruckung mit solchen Tinte verbessert
    3. 3. Klarlack, der mattiert oder makroskopisch strukturiert wird:
      • Verwendung einer angerauten Folie bzw. einer Folie mit makroskopischer Struktur (Motiv, Bild).
      • Wie bei Beispiel 2, nur wird die Rauheit bzw. die makroskopische Struktur der Transferfolie auf den Lack übertragen.
    4. 4. Diffraktive Strukturen, "hologrammartige" Muster:
      • Verwendung einer transparenten Transferfolie mit offenen, diffraktiven, lichtbeugenden Strukturen an der Oberfläche.
      • Verwendung eines klaren oder schwarzen UV-Inkjetlacks.
      • Gelieren des Lacks (optional) mit dem ersten Trockner.
      • Transferdruck und Endhärtung unter Verwendung des zweiten Trockners.
    5. 5. Farbige/schwarze Tinten, die in Ihrer Anmutung verändert werden sollen, zum Beispiel Mattierung:
      • Verfahren wie bei Beispiel 3 mit entsprechend rauer Transferfolie.
    6. 6. Aufdrucken auf eine Transferfolie, die eine optische Mottenaugenstruktur hat, die als Lichtsammelfunktion für Solarzellen dient:
      • Verfahren wie bei Beispiel 3.
    7. 7. Wie Beispiel 1, aber das übertragene Kaltfolientransfermaterial wird als elektrischer Leiter verwendet.
    Bezugszeichenliste
    • 1
    System
    2
    Maschine
    3
    Transferfoliensatz
    3a bis 3c
    Transferfolien
    3a
    erste Transferfolie
    3b
    zweite Transferfolie
    3c
    dritte Transferfolie
    4
    Rotationskörper
    5
    Substrat
    5a
    Bahn
    5b
    Bogen
    5c
    Objekt
    6
    Fördereinrichtung
    7
    Förderrichtung
    8
    Umschlingungszone
    9
    Transportwalzen
    10
    Fluid
    11
    Reinigungseinrichtung
    12
    Auftragseinrichtung
    13
    Tintendruckkopf
    14
    erster Trockner
    14a
    Strahlung/Heißluft
    15
    Steuereinrichtung
    16
    zweiter Trockner
    16a
    Strahlung
    17
    Abwickler
    18
    Aufwickler
    19
    Tintenvorratsbehälter
    20
    Führungsrollen
    21
    Auftragen von Fluid
    22
    erstes Trocknen
    23
    Anpressen der Transferfolie
    24
    zweites Trocknen
    25
    Abziehen der Transferfolie

Claims (14)

  1. System zum Bedrucken eines Substrats, umfassend zum einen eine Maschine (2) mit einem Rotationskörper (4) zum Bewegen des Substrats (5), einer Fördereinrichtung (6) zum Bewegen einer Transferfolie (3a bis 3c) in Förderrichtung (7), einer - in Förderrichtung dem Rotationskörper vorgeordneten - Auftragseinrichtung (12) zum Auftragen eines Fluids (10) auf die bewegte Transferfolie, einem - in Förderrichtung dem Rotationskörper vorgeordneten und der Auftragseinrichtung nachgeordneten - ersten Trockner (14) zum wenigstens teilweise Trocknen und/oder Härten des Fluids, und einem zweiten Trockner (16) im Bereich der Umschlingungszone zum wenigstens teilweise Trocknen und/oder Härten des Fluids, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (6) zusätzlich zum teilweise Umschlingen des Substrats (5) mit der Transferfolie (3a bis 3c) in einer Umschlingungszone (8) ausgelegt ist und dass das System zum anderen einen Transferfoliensatz (3) zum Wechseln von Transferfolien (3a bis 3c), umfassend wenigstens eine erste Transferfolie (3a, 3b) mit glatter Oberfläche und wenigstens eine zweite Transferfolie (3c) mit einer mattierten, rauen oder strukturierten Oberfläche, umfasst.
  2. System nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Auftragseinrichtung (12) wenigstens einen Tintendruckkopf (13) umfasst.
  3. System nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Auftragseinrichtung (12) wenigstens zwei Tintenvorratsbehälter (19) für den Tintendruckkopf (13) umfasst und dass beim Wechseln von Transferfolien (3a bis 3c) zusätzlich von einem Tintenvorratsbehälter auf den anderen Tintenvorratsbehälter gewechselt wird.
  4. System nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Auftragseinrichtung wenigstens zwei Tintendruckköpfe (13) umfasst und dass beim Wechseln von Transferfolien (3a bis 3c) zusätzlich von einem Tintendruckkopf auf den anderen Tintendruckkopf gewechselt wird.
  5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der erste Trockner (14) ein UV-Trockner, ein UV-Gasentladungstrockner oder ein UV-LED-Trockner ist, welcher das Fluid teilhärtet oder endhärtet oder ein Heißlufttrockner, IR-Trockner, ein IR-LED-Trockner oder ein IR-Lasertrockner ist, welcher das Fluid teiltrocknet oder endtrocknet, oder dass der erste Trockner ein UV-IR- oder IR-IR-Kombinationstrockner ist.
  6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der zweite Trockner (16) ein UV-Trockner, ein UV-Gasentladungstrockner oder ein UV-LED-Trockner ist.
  7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der erste Trockner (14) und/oder der zweite Trockner (16) die Viskosität des Fluids (10) erhöht oder ein flüssiges Fluid (10) in ein pastöses Fluid (10) überführt.
  8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens eine Transferfolie (3a bis 3c) des Transferfoliensatzes (3) eine für trocknende oder härtende Strahlung transparente oder transluzente Transferfolie ist.
  9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens eine Transferfolie (3a) des Transferfoliensatzes (3) eine Folie für den Kaltfolientransfer ist.
  10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens eine Transferfolie (3a) des Transferfoliensatzes eine Folie für den Tintentransfer beim indirekten Tintendruck ist.
  11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens eine Transferfolie (3a bis 3c) des Transferfoliensatzes (3) eine Folie für den Prägefolientransfer oder Abformfolientransfer oder den Hologrammtransfer ist.
  12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Umschlingungszone (8) zwei Führungsrollen für die Transferfolie (3a bis 3c) umfasst.
  13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens eine Transferfolie (3a bis 3c) des Transferfoliensatzes (3) eine wiederverwendbare Transferfolie ist und nach einem Transfer von Fluid (10) auf das Substrat (5) aufgewickelt wird.
  14. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens eine Transferfolie (3a bis 3c) des Transferfoliensatzes (3) eine endlos umlaufende Transferfolie ist.
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