Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten und Prägen eines Bedruckstoffes in einer Verarbeitungsmaschine nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche 1, 2 und 11.

Eine Verfahrensweise und eine Vorrichtung dieser Art sind aus DE 198 26 974 A1 bekannt, welche das Erzeugen von Prägestrukturen auf einen bogen- oder bahnförmigen Bedruckstoff im Inline-Prozeß einer Druckmaschine ermöglichen. Ausgehend von wenigstens einem auf den Bedruckstoff aufgebrachten Farbdruck wird anschließend der Bedruckstoff lackiert, insbesondere mittels eines wässrigen Dispersionslacks. Nach dem Lackieren wird die auf dem Bedruckstoff befindliche Lackschicht während des Transports des Bedruckstoffes getrocknet und darauffolgend wird in den die Druckfarbenschicht sowie die Lackschicht tragenden Bedruckstoff geprägt.

Die Vorrichtung nach DE 198 26 974 A1 umfasst ein erstes Lackwerk, welches den Druckwerken nachgeordnet ist, sowie eine dem ersten Lackwerk nachgeordnete Veredelungsstation, welche ein zweites Lackwerk sein kann. Zwischen dem ersten Lackwerk und der Veredelungsstation ist bevorzugt ein Trockner angeordnet, um sicher zu stellen, dass die bedruckte und lackierte Oberfläche des Bogens vor der mechanischen Bearbeitung (Prägen) in der Veredelungsstation getrocknet ist. Die Veredelungsstation enthält eine auf einen ersten Zylinder, beispielsweise einen Formzylinder, aufspannbare Prägeplatte. Die Prägeplatte arbeitet gegen eine zweischichtig elastische Prägeunterlage, die auf einen mit dem ersten Zylinder zusammenarbeitenden zweiten Zylinder, beispielsweise einem
Gegendruckzylinder, aufspannbar ist. Als Beschichtungsmaterial wird insbesondere wasserbasierender Dispersionslack eingesetzt.

Aus der DE 10 2008 031 500 A1 ist eine Einzelblatt-Druckmaschine bekannt. Die Druckmaschine weist eine Vorrichtung zum Abformen einer Foliengravur auf einer Folienbahn in einer Lackoberfläche auf. Die gravierte Folie wird verwendet, indem die Foliengravur unter gleichzeitiger Einwirkung eines Trockners gegen eine nasse Lackschicht gelegt wird. Dabei ist eine Einrichtung zum Führen der Folie mit Ab- und Aufwicklung vorzusehen, wobei die Folie exakt zur führen ist. Weiterhin ist eine Trocknereinrichtung im Bereich der Folienanlage an der Lackschicht vorgesehen.

Aus der DE 10 2006 021 069 A1 ist eine Druckerpresse mit holographischer Endbearbeitungseinheit bekannt. Die Einheit weist ebenfalls eine Vorrichtung zum Abformen einer Foliengravur auf einer Folienbahn in einer Lackoberfläche auf. Die gravierte Folie wird verwendet, indem die Foliengravur unter gleichzeitiger Einwirkung eines Trockners gegen eine nasse Lackschicht gelegt wird. Die gravierte Folie wird als endlos umlaufendes Element begrenzter Länge verwendet. Dazu ist eine Vorratsrolle vorgesehen, um neue Folienstücke einsetzen zu können. Dies muss mit hoher Genauigkeit erfolgen, damit die Abformung der Foliengravur exakt erfolgt. Weiterhin ist eine Trocknereinrichtung im Bereich der Folienanlage an der Lackschicht vorgesehen.

Aus EP 2 006 093 A2 ist eine Bogendruckmaschine mit einer Folienübertragung, in Arbeitsrichtung dieser nachgelagerten Druckwerken und einem in Arbeitsrichtung nach den Druckwerken angeordneten Prägewerk bekannt. Nach der Folienübertragung und den Druckwerken sind noch ein Lackbeschichtungswerk und ein Trockner angeordnet. Damit wird nach einer Folienübertragung und dem Bedrucken, eine Lackbeschichtung mit anschließender Trocknung auf den Bogen aufgebracht, der dann noch mit einer Oberflächenprägung versehen kann. Die Trocknung kann durch ultraviolettes Licht bewirkt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, wobei in einem Inline-Prozess, zumindest gebildet durch die Schritte Beschichten und Prägen, der zu verarbeitende Bedruckstoff eine Aufwertung bzw. eine Veredelung erhält.

Die Aufgabe wird durch die Ausbildungsmerkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 2 und 11 gelöst.

Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Ein erster Vorteil ist darin begründet, dass in einer Verarbeitungsmaschine inline die Oberfläche eines Bedruckstoffs, beispielsweise von Bogenmaterial, mit einer Lackschicht beschichtet wird und danach in den die Lackschicht tragenden Bedruckstoff geprägt wird. Dabei wird zur verbesserten Erzeugung von Matt-/Glanzeffekten sowie zur Verbesserung der Haptik des Bedruckstoffes als Lackschicht ein Ultraviolett (UV)-Lack auf eine Seite des Bedruckstoffs beschichtet (appliziert). Die Lackschicht kann vollflächig oder partiell auf den Bedruckstoff aufgetragen werden. Anschließend wird in die auf der Oberfläche des Bedruckstoffs befindliche, noch nicht polymerisierte, d.h. noch relativ feuchte, Lackschicht geprägt und darauffolgend wird die geprägte Lackschicht polymerisiert. Zum Polymerisieren wird die geprägte Lackschicht temporär einer Ultraviolett (UV)-Strahlung/-Trocknung ausgesetzt, so dass die mit einer Prägung versehene Lackschicht in sehr kurzer Zeit trocknet bzw. aushärtet. Gleichzeitig wird die Prägestruktur fixiert. Durch die Verarbeitung von UV-Lack können - mit Bezug zum Offsetdruck - bevorzugt höhere Schichtdicken auf den Bedruckstoff appliziert werden, so dass verbesserte Matt-/Glanzeffekte erzielt werden können und in Kombination mit der zusätzlichen Prägung kann der Bedruckstoff eine Aufwertung erhalten. Dabei kann vorzugsweise Inline vor dem Beschichten des Bedruckstoffes mit Lack, anschließenden Prägen und nachfolgenden Härten/Trocknen der Bedruckstoff bereits vorher mit einem Druck, vorzugsweise einem Mehrfarbendruck und/oder wenigstens einer Lackschicht, beschichtet werden.

Als zweiter Vorteil kann genannt werden, dass das Arbeitsverfahren in einer Verarbeitungsmaschine mit wenigstens einem Druckwerk und wenigstens einem Lackwerk oder wenigstens zwei Lackwerken durchgeführt werden kann. Dabei kann ein Druckwerk auch die Funktion eines Lackwerkes erfüllen, wie dies beispielsweise aus DE 197 29 985 A1 oder DE 10 2005 010 207 A1 bekannt ist. Alternativ kann das Arbeitsverfahren in einer Verarbeitungsmaschine mit ausschließlich Lackwerken, d.h. wenigstens zwei Lackwerken, durchgeführt werden. Dabei wird in einem ersten Lackwerk die Lackschicht auf den Bedruckstoff appliziert und anschließend wird in dem nachgeordneten, zweiten Lackwerk geprägt. Anschließend wird die Lackschicht (vollflächig oder partiell) polymerisiert.

In vorteilhafter Weise ist die Verarbeitungsmaschine zur Verarbeitung von Bogenmaterial ausgebildet und umfasst Bogenführungszylinder für den Bogentransport. Dabei können die Bogenführungszylinder mit Bezug zu einem einfachgroßen Platten-/Formzylinder einfachgroß (eintourig) oder mehrfachgroß, insbesondere doppeltgroß (½-tourig) bzw. (⅓-tourig) etc. ausgebildet sein, einschließlich deren Kombinationen innerhalb der Verarbeitungsmaschine. Ebenso können die Bogenführungszylinder zumindest eine Mantelfläche aufweisen, welche - bezogen auf einen theoretischen Zylinderdurchmesser - als Vollzylinder ausgebildet ist oder vorzugsweise bei mehrfachgroßer Ausbildung innerhalb des theoretischen Zylinderdurchmessers angeordnete Mantelflächen umfasst.
Als Bogenmaterial kann Karton, Folie oder Papier eingesetzt werden. Eine derartige Verarbeitungsmaschine kann im Schöndruck oder im Schön- und Widerdruck betrieben werden.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigen schematisch:

Fig. 1

eine Verarbeitungsmaschine mit Druck-/Lackwerken und Bogenführungszylindern,

Fig. 2

eine Verarbeitungsmaschine mit Lackwerken und Bogenführungszylindern,

Fig. 3

eine Verarbeitungsmaschine mit Druck-/Lackwerken, Bogenführungszylindern und einer Prägevorrichtung,

Fig. 4

ein wahlweise als Lackwerk betreibbares Druckwerk.

Eine Verarbeitungsmaschine für Bogenmaterial, in Fig. 1 als Rotationsdruckmaschine dargestellt, umfasst mehrere Druckwerke A für den Schöndruck bzw. für den Schön-/Widerdruck, hier in Reihenbauweise (Aggregatbauweise) gezeigt. Die Druckwerke A umfassen im Wesentlichen jeweils einen Platten-/ Formzylinder 2 und einen Gummituchzylinder 1, ein Farbwerk 3 und bei Bedarf ein Feuchtwerk 4. Der Gummituchzylinder 1 ist mit einem das Bogenmaterial in Förderrichtung 7 transportierenden Bogenführungszylinder 5 mit Bogenhaltemitteln, hier als Gegendruckzylinder 5 dargestellt, in Wirkverbindung.

Für den Mehrfarbendruck sind vorzugsweise mehrere baugleiche Offsetdruckwerke A in Reihenbauweise angeordnet, wobei zwischen den Bogenführungszylindern 5 (Gegendruckzylinder 5) benachbarter Druckwerke A (bei Bedarf: und/oder Lackwerke B, C) weitere Bogenführungszylinder 6 als Transferzylinder 6 für den Bogentransport durch die Verarbeitungsmaschine angeordnet sein können. Die Bogenführungszylinder 6 können zumindest eine Mantelfläche aufweisen, welche - bezogen auf einen theoretischen Zylinderdurchmesser - als Vollzylinder ausgebildet ist oder beispielsweise bei mehrfachgroßer Ausbildung innerhalb des theoretischen Zylinderdurchmessers angeordnete Mantelflächen umfassen.

In Förderrichtung 7 des Bogenmaterials ist dem Druckwerk A bzw. den Druckwerken A ein erstes Lackwerk B nachgeordnet. Diesem ersten Lackwerk B ist in Förderrichtung 7 ein zweites Lackwerk C nachgeordnet. Die Lackwerke B, C sind bevorzugt baugleich ausgeführt und umfassen je einen Platten-/ Formzylinder 2, dem je eine Dosiereinrichtung 9 in Wirkverbindung zugeordnet ist. Beispielsweise kann die Dosiereinrichtung 9 eine Kammerrakel mit gerasterter Auftragwalze umfassen. Alternativ können Walzenwerke (Quetschwalzen- oder Schöpfwalzenprinzip) als Dosiereinrichtung 9 eingesetzt werden. Weiterhin umfasst ein derartiges Lackwerk B, C je einen mit dem Platten-/ Formzylinder 2 in Wirkverbindung stehenden Gegendruckzylinder 5.

In Förderrichtung 7 des Bogenmaterials kann wenigstens einem Druck-/Lackspalt eines Druckwerks A (alternativ wenigstens eines Lackwerks B, C) eine Strahlungs-/Trocknungsquelle 8, beispielsweise in Zuordnung mit geringem Abstand zum Gegendruckzylinder 5, nachgeordnet sein. Das Bogenmaterial ist am Bogenführungszylinder 5 an Bogenhaltemitteln fixiert. Die Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 ist in ihrer Wirkung auf das auf dem Bogenführungszylinder 5 aufliegende Bogenmaterial gerichtet. Bevorzugt sind die Strahlungs-/Trocknungsquellen 8 schaltungs- und signaltechnisch mit einer Maschinensteuerung der Verarbeitungsmaschine gekoppelt.

Zwischen den beiden Lackwerken B, C können für den Bogentransport mehrere Bogenführungszylinder 5, 6 angeordnet sein. Dabei kann einem Transferzylinder 6 ein Gegendruckzylinder 5 benachbart sein, welcher nicht Teil eines Druck-/Lackwerks A, B, C ist. Einem derartigen Gegendruckzylinder 5 kann eine Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 in Zuordnung mit geringem Abstand benachbart angeordnet sein. Alternativ kann statt des Gegendruckzylinders 5 ein Transferzylinder 6 vorgesehen sein.
Mit Bezug zu einem einfachgroßen Platten-/Formzylinder 2 sind im vorliegenden Beispiel die Bogenführungszylinder (Gegendruckzylinder 5, Transferzylinder 6) doppeltgroß ausgebildet. Den Bogenführungszylindern 6 kann je eine an sich bekannte Bogenleiteinrichtung 10, beispielsweise mit pneumatischer Unterstützung, zugeordnet sein.

Im vorliegenden Beispiel umfasst das erste Lackwerk B einen ersten Spalt 12, der durch einen Lack führenden Zylinder 2, hier als Platten-/Formzylinder 2 gezeigt, mit zumindest einer Dosiereinrichtung 9 und einen, einen Bedruckstoff, hier Bogenmaterial, führenden Gegendruckzylinder 5 gebildet ist. In diesem ersten Spalt 12 kann die Oberfläche des Bedruckstoffs mit einer Lackschicht vollflächig oder partiell beschichtet werden. In Förderrichtung 7 folgt ein nachgeordneter, zweiter Spalt 13, gebildet durch einen eine Prägeform 11 tragenden Zylinder 2, hier als Platten-/Formzylinder 2 gezeigt, und einen den Bedruckstoff führenden Gegendruckzylinder 5 eines zweiten Lackwerks C. In diesem Spalt 13 kann in die Lackschicht geprägt werden.

Der erste Spalt 12 kann dabei in einem ersten Lackwerk B oder je nach Maschinenkonfiguration alternativ in einem Druckwerk A angeordnet sein, welches für die Beschichtung eines Bedruckstoffs mit Lack geeignet ist. Fig. 4 zeigt beispielhaft ein aus DE 10 2005 010 207 A1 bekanntes Druckwerk A, welches wahlweise als Lackwerk B betreibbar ist. Hierbei wird an der Kontaktstelle von Platten-/Formzylinder 1 und Gummituchzylinder 1 eine Trennung durchgeführt. Mittels der Dosiereinrichtung 9 wird UV-Lack dem Gummituchzylinder zugeführt und von diesem auf den Bedruckstoff appliziert.

Je nach Maschinenkonfiguration ist somit der zweite Spalt 13 in einem dem ersten Lackwerk B oder einem Druckwerk A in Förderrichtung 7 des Bedruckstoffes nachgeordneten zweiten Lackwerk C angeordnet. In Förderrichtung 7 ist dem zweiten Spalt 13 eine Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 nachgeordnet. Bevorzugt ist diese Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 dem Gegendruckzylinder 5 des Lackwerks C in einem Abstand benachbart zugeordnet. Alternativ kann eine derartige Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 in einer nachfolgenden Trocknerstrecke, gebildet aus Bogenführungszylindern 5, 6 oder einem umlaufenden, Greifersysteme aufweisenden Bogentransportsystem (vorzugsweise als Zugmittelgetriebe ausgebildet) angeordnet sein.

Je nach Maschinenkonfiguration kann in Förderrichtung 7 zwischen dem ersten Spalt 12 und dem zweiten Spalt 13 eine einem den Bedruckstoff führenden Zylinder 5 oder 6 benachbart zugeordnete Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 angeordnet sein.

Der den zweiten Spalt 13 mitbildende Gegendruckzylinder 5 kann bei der Verarbeitung eines relativ kompressiblen Bedruckstoffes, beispielsweise Karton, wenigstens eine inkompressible Manteloberfläche aufweisen. Bei einer Ausbildung als doppeltgroßer Gegendruckzylinder 5 weist dieser zwei inkompressible Manteloberflächen auf. Auf jeweils einer inkompressiblen Mantelfläche kann ein inkompressibler Aufzug angeordnet sein, welcher die Manteloberfläche bildet. Der ebenfalls den zweiten Spalt 13 mitbildende Platten-/Formzylinder 2 trägt dabei die Prägeform 11.

Der den zweiten Spalt 13 mitbildende Gegendruckzylinder 5 kann bei der Verarbeitung eines relativ inkompressiblen Bedruckstoffes, beispielsweise Papier, wenigstens eine kompressible Manteloberfläche aufweisen. Bei einer Ausbildung als doppeltgroßer Gegendruckzylinder 5 weist dieser zwei kompressible Manteloberflächen auf. Ebenso kann der den zweiten Spalt 13 mitbildende Gegendruckzylinder 5 wenigstens eine inkompressible Mantelfläche und einen darauf angeordneten kompressiblen Aufzug aufweisen. Ein derartiger Aufzug enthält zumindest ein Elastomer. Der Platten-/Formzylinder 2 trägt dabei die Prägeform 11.

In Fig. 2 sind zwei Lackwerke B, C gezeigt, welche Teil einer Lackiermaschine sind. Deren Aufbau ist im Wesentlichen analog zur Maschinenkonfiguration gemäß Fig. 1.

Bei Anordnung der Prägeform 11 auf dem Platten-/Formzylinder 2 des zweiten Lackwerks C ist die Dosiereinrichtung 9 zumindest in einer Kontaktstelle 15 von dem die Prägeform 11 tragenden Platten-/Formzylinder 2 getrennt. Alternativ kann die Dosiereinrichtung 9 temporär aus dem zweiten Lackwerk C entfernt sein. In einer weiteren Ausbildung kann das zweite Lackwerk C lediglich durch einen die Prägeform 11 tragenden Platten-/Formzylinder 2 und einen Bogenführungs-zylinder 5 gebildet sein.
Wenigstens eine dem zweiten Spalt 13 in Förderrichtung 7 nachgeordnete Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 ist einem der Bogenführungszylinder 5; 6 in einem Abstand benachbart zugeordnet. Dabei kann die wenigstens eine Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 dem den zweiten Spalt 13 bildenden Gegendruckzylinder 5 in Förderrichtung 7 nachgeordnet sein. Ebenso können in Förderrichtung 7 mehrere Bogenführungszylinder 5; 6 dem zweiten Spalt 13 nachgeordnet sein und wenigstens einem der Bogenführungszylinder 5, 6 ist zumindest eine derartige Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 in einem Abstand benachbart zugeordnet.
In Fig. 3 ist eine nicht von der Erfindung betroffene_Ausbildung gezeigt. Hiernach ist ein Lackwerk B offenbart, welches einen ersten Spalt 12, der durch einen Lack führenden Zylinder 2, hier als Platten-/Formzylinder 2 gezeigt, mit zumindest einer Dosiereinrichtung 9 und einen, einen Bedruckstoff, hier Bogenmaterial, führenden Gegendruckzylinder 5 gebildet ist. In diesem Spalt 12 kann die Oberfläche des Bedruckstoffs mit einer Lackschicht, insbesondere UV-Lack, vollflächig oder partiell beschichtet werden. In Förderrichtung 7 folgt ein nachgeordneter, zweiter Spalt 13, gebildet durch einen eine Prägeform 11 tragenden Zylinder 2, welcher ein Platten-/Formzylinder 2 sein kann, und einen den Bedruckstoff (Bogenmaterial) führenden Gegendruckzylinder 5. Im Spalt 13 bildet der Zylinder 2 mit Prägeform 11 mit dem Gegendruckzylinder 5 eine Prägevorrichtung 14, welche in Förderrichtung 7 unmittelbar dem Gegendruckzylinder 5 des Lackwerks B nachgeordnet ist. Hierzu kann dem Gegendruckzylinder 5 eine Bogenleiteinrichtung 10 zugeordnet sein. Je nach Bedarf kann die Prägevorrichtung 14, im Bogenabgang oder lotrecht unterhalb der Achse oder im Bogenaufgang des Gegendruckzylinders 5 angeordnet sein. In Fig. 3 ist
die Prägevorrichtung 14 im Bogenaufgang gezeigt.
Alternativ kann statt des Lackwerks B ein Druckwerk A die Funktion eines Lackwerkes erfüllen, wie dies beispielsweise aus DE 197 29 985 A1 oder DE 10 2005 010 207 A1 bekannt ist.
Der Prägevorrichtung 14 kann wenigstens ein weiterer Bogenführungszylinder 5; 6 oder ein Ausleger (nicht gezeigt) nachgeordnet sein. Ebenso ist der Prägevorrichtung 14, d.h. dem zweiten Spalt 13, eine Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 in Förderrichtung 7 nachgeordnet (nicht gezeigt). Die Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 kann einem der Prägevorrichtung 14 unmittelbar nachgeordneten Bogenführungszylinder 5; 6 in einem Abstand benachbart zugeordnet und/oder in einem Ausleger für Bogenmaterial angeordnet sein.
Bei Bedarf kann dem Platten-/Formzylinder 2 mit Prägeform 11 eine Waschvorrichtung an-/abstellbar zwecks Reinigung der Prägeform 11 zugeordnet sein.
Die Wirkungsweise ist wie folgt: Das Bogenmaterial wird vorzugsweise mittels der Bogenführungszylinder 5, 6 in Förderrichtung 7 transportiert und in einem ersten Spalt 12, umfassend einen Lack führenden Zylinder 2 mit zumindest einer Dosiereinrichtung 9 und einen, das Bogenmaterial führenden Gegendruckzylinder 5 mit einer Lackschicht vollflächig oder partiell beschichtet. Als Lack wird dabei ein UV-Lack eingesetzt. Danach wird in einem nachgeordneten zweiten Spalt 13, umfassend einen eine Prägeform 11 tragenden Zylinder 2 und einen das Bogenmaterial führenden Gegendruckzylinder 5, in das die Lackschicht tragende Bogenmaterial geprägt. Dabei wird in die auf der Oberfläche des Bogenmaterials befindliche, noch nicht polymerisierte UV-Lackschicht geprägt. Anschließend mittels wenigstens einer Strahlungs-/Trocknungsquelle 8 die Lackschicht polymerisiert.
Bei Bedarf kann das Bogenmaterial einem in Förderrichtung 7 nachgeordneten Bogenausleger zugeführt werden und auf einen Auslegerstapel abgelegt werden.

1

Gummituchzylinder

2

Platten-/Formzyl inder

3

Farbwerk

4

Feuchtwerk

5

Gegendruckzylinder (Bogenführungszylinder)

6

Transferzylinder (Bogenführungszylinder)

7

Förderrichtung

8

Strahlungs-/Trocknungsquelle

9

Dosiereinrichtung

10

Bogenleiteinrichtung

11

Prägeform

12

erster Spalt

13

zweiter Spalt

14

Prägevorrichtung

15

Kontaktstelle

A

Druckwerk

B

erstes Lackwerk

C

zweites Lackwerk