[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von bedruckten Deckelplatinen
durch Bedrucken von Bedruckstoff in Form von Rollenware mit einem Druckmotiv in einer
Rollenoffsetdruckmaschine, Zuführen des bedruckten Bedruckstoffes in eine Stanzvorrichtung
und Ausstanzen der Deckelplatinen aus dem Bedruckstoff mittels Stanzen.
[0002] Es ist aus dem Verpackungsdruck bekannt, Bedruckstoffe, wie beispielsweise Papier,
Aluminium- und Kunststofffolien oder Kombinationen aus den Materialien im Bogen- oder
Rollenoffsetdruckverfahren mit einem Druckmotiv zu bedrucken. Es ist auch bekannt,
bedruckte Rollenware einer Stanzmaschine zuzuführen und Formen, wie beispielsweise
Deckelplatinen, aus bedruckten Verpackungsmaterialien auszustanzen. Derartige mit
dem Druckmotiv versehene Deckelplatinen können zur Bedeckelung von Behältern, wie
beispielsweise Bechern oder Schalen dienen. Besonders wichtige Anwendungsformen von
derartigen Platinen sind Deckel für das Verschliessen von Bechern und Schalen in der
Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie. Insbesondere das Verschliessen von Bechern, in
die Molkereiprodukte abgefüllt sind, verlangen nach kostengünstigen, leicht verarbeitbaren
Deckeln. Gleiches gilt auch für Deckelmaterialien zur Anwendung in Form-Füll-Siegelmaschinen.
Das Druckmotiv auf dem Bedruckstoff ist durch eine Mehrzahl von Einzelmotiven gebildet.
Ein Einzelmotiv entspricht in der Regel einem Deckel für einen Behälter. Um die Verlustmenge
an Bedruckstoff gering zu halten, sind die Einzelmotive möglichst dicht zueinander
und, je nach Aussenkontur ineinander verschachtelt, aufgedruckt.
[0003] Bedruckstoffe für genannte Anwendungen werden häufig im Flexo-Druck bedruckt. Der
Flexo-Druck verlangt nach aufwendig herzustellenden und nicht sehr dauerhaften Druckformen.
Dies ist für grosse Serien von Deckeln, wie sie beispielsweise die Nahrungsmittelindustrie
verlangt, nachteilig. Bei kleinen Serien oder häufigen Änderungen des Druckmotivs
wirken sich die Herstellungskosten der Druckformen nachteilig auf die Kosten aus.
[0004] EP-A-2226181 beschreibt ein Verfahren zum Bedrucken, Tiefziehen und Ausstanzen von Endprodukten
aus einer Kunststoff-Folienbahn, wobei der Produktionsabfall des Stanzgitters minimiert
wird. Da das Stanzgitter aufgrund seiner Kontaminierung mit Farbe üblicherweise nicht
weiter verwendet werden kann, lehrt
EP-A-2226181 die Verwendung einer zweiteilige Folienbahn enthaltend eine Trägerfolie, eine Deckfolie
und eine dazwischen liegende Haftschicht, wobei die Bedruckung nur auf die Deckfolie
erfolgt und das Stanzgitter der Folienbahn nach dem Bedrucken, Tiefziehen und Ausstanzen
wieder in einen Deck- und Trägerfolienanteil getrennt wird.
[0005] Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein kostengünstiges, material-optimiertes
Verfahren zur Herstellung von bedruckten Deckelplatinen, hergestellt aus einem Bedruckstoff,
zu beschreiben, welches die Nachteile bisher eingesetzten Vorrichtungen und Verfahren
vermeidet.
[0006] Erfindungsgemäss wird dies durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 erreicht.
[0007] In einer Rollenoffsetdruckmaschine wird die Druckform mit dem Druckmotiv auf einen
Druckformzylinder aufgespannt. Am Druckformzylinder, dort wo sich die Stirnflächen
der Druckform berühren, resp. die Stirnseiten der Druckform mittels Spannvorrichtung
am Druckformzylinder eingespannt werden, entsteht zwangsläufig ein Spalt, Kanal genannt.
Im Bereich des Kanals ist das Druckmotiv unterbrochen, resp. das Druckmotiv ist derart
zu gestalten und auf die Druckform aufzubringen, dass es den Kanal nicht überlappt.
Dies bedeutet, dass mit dem auf den Bedruckstoff aufgebrachten Druckmotiv auch der
Kanal, als Unterbrechung des Druckmotivs oder Leerstelle, abgebildet wird.
[0008] Die Länge des Druckmotivs - beispielsweise eine Vielzahl von Deckelplatinen darstellend
- zwischen den Kanälen, d.h. die Abrolllänge des Druckformzylinders, ist in der Regel
nicht identisch mit der Länge des Schneidewerkzeuges. Es bedarf dann mehr als eines
Stempelhubs, um alle Deckelplatinen zwischen zwei Kanälen auszustanzen. Wird nun der
Bedruckstoff der Stanzvorrichtung zugeführt, muss der Vorschub des Bedruckstoffes
der Lage des Druckmotivs und des Kanals Rechnung tragen. Oder die Stanze muss der
Lage des Kanals auf dem Bedruckstoff entsprechend gesteuert, BZW. zeitlich verzögert,
werden. Schliesslich können sich beide Prozesse überlagern, wobei während des Durchlaufes
des Kanals durch die Stanzvorrichtung der Vorschub des Bedruckstoffes vergrössert
und abgestimmt der Stempelhub zeitlich verzögert wird.
[0009] In der Stanzvorrichtung hebt und - für das eigentliche Ausstanzen - senkt sich der
das Schneidwerkzeug tragende Stempel und trennt dabei die Deckelplatinen aus dem Bedruckstoff.
Im Bereich des durch den Kanal abbildenden Teil des Druckmotivs muss der Vorschub
des Bedruckstoffes vergrössert und, sobald das Abbild des Kanals das Schneidmesser
passiert hat, wieder auf den Ursprungswert verkleinert werden. Dadurch wird beim Stempelhub
die durch den Kanal in der Druckform erzeugte Leerstelle im Druckmotiv, übersprungen.
Dies hat den Vorteil, dass der Stanzprozess im Register bleibt.
[0010] Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens wird der Stanzhub, d.h. die Stanzbewegung,
sobald das Abbild des Kanals die Stanzvorrichtung passiert, zeitlich verzögert und
anschliessend werden die Stanzhübe wieder auf den Ursprungswert zurückgeführt. Da
das Ausstanzen der Deckelplatinen aus dem Bedruckstoff zwischen zwei Kanälen in der
Regel mit mehr als einem Stanzhub erfolgt, ist die Stanze so zu steuern, dass beim
Passieren eines Kanals der Stanzhub verzögert wird. Danach erfolgt das Stanzen im
ursprünglichen Takt.
[0011] Die andere Möglichkeit ist die Vorschublänge beim Passieren des Kanals zu vergrössern
und anschliessend wieder auf den ursprünglichen Wert zu vermindern. Eine weitere Möglichkeit
ist, simultan Stanzhub und Vorschublänge zu steuern.
[0012] Gegenüber bekannten Verfahren wird erreicht, dass nach vorliegendem Offsetdruckverfahren
die Abfallmenge an bedruckten Materialien sich reduziert.
[0013] Beim erfindungsgemässen Verfahren wird an der Druckmaschine durch einen Sensor die
Lage des Kanals an der Druckform am Druckformzylinder ermittelt (Registersprung).
Dies kann optisch, elektronisch und fallweise auch mechanisch erfolgen. Die Information
wird dann in ein elektronisches Signal umgewandelt werden. Das Signal wird einem Schrittmotor,
welcher das Bedruckmaterial durch die Stanzvorrichtung zieht, und/oder der Stanzvorrichtung,
mit welcher das Schneidwerkzeug die Platinen ausstanzt, übermittelt. Unter Berücksichtigung
des Transportweges des Bedruckstoffes durch die Druckmaschine und die Stanzmaschine
wird der Schrittmotor, resp. der Stanzantrieb, angesteuert. Sobald der durch den Kanal
erzeugte Unterbruch im Druckmotiv auf dem Bedruckstoff in den Bereich der Stanzmesser
gelangt, erhöht der Schrittmotor die Vorschubgeschwindigkeit, so dass beim nächstfolgenden
Stempelhub das Schneidwerkzeug wieder genau die Umrandung eines Einzelmotivs auf dem
Bedruckstoff trifft. Demzufolge wird der Schrittmotor durch die Lage des Kanals des
Druckformzylinders gesteuert.
[0014] Alternativ oder gleichzeitig wird, sobald der durch den Kanal erzeugte Unterbruch
im Druckmotiv auf dem Bedruckstoff in den Bereich der Stanzmesser gelangt, das Senken
des Stempels mit den Schneidwerkzeugen verzögert, so dass beim nächstfolgenden Stempelhub
das Schneidwerkzeug wieder genau die Umrandungen der Einzelmotive auf dem Bedruckstoff
trifft. Die Verzögerung im Stempelhub erfolgt durch die Auswertung des Signals und
entsprechende Steuerung des Antriebes und/oder die mechanische Übertragung der Antriebskraft
auf den Stempel.
[0015] Sowohl die Vergrösserung des Vorschubes, als auch Verzögerung des Stanzhubes können
erfindungsgemaß simultan erfolgten. Oder es wird nur eine der beiden Massnahmen durchgeführt.
[0016] Ebenfalls nach vorliegender Erfindung, kann das Signal, welches den Schrittmotor
oder den Antrieb der Stanzvorrichtung steuert, durch eine Markierung an der Druckform
oder am Druckformzylinder erzeugt werden. Die Markierung kann beispielsweise auf optische,
elektronische oder magnetische Weise erkannt und ein Signal generiert werden. In alternativer
Weise kann das Signal durch eine auf den Bedruckstoff aufgedruckte Markierung erzeugt
und mit dem Signal der Schrittmotor und/oder der Antrieb der Stanzvorrichtung gesteuert
werden. Die Markierung am Bedruckstoff kann bereits in der Druckmaschine oder entlang
des Laufweges des Bedruckstoffes bis zur Stanzvorrichtung abgelesen, umgesetzt und
als Steuersignal dem Schrittmotor und/oder dem Antrieb der Stanze zugeführt werden.
[0017] Zweckmässig wird der Vorschub des Bedruckstoffes durch die Stanzvorrichtung mittels
eines Schrittmotors erzeugt. Der Schrittmotor ist insbesondere nach der Stanzvorrichtung
angeordnet und treibt die Zugvorrichtung an - beispielsweise ein Walzenpaar - die
den Bedruckstoff durch die Stanzvorrichtung zieht.
[0018] Beim Bedruckstoff, Druckträger oder Substrat kann es sich um Verpackungsfolien handeln.
Geeignete Verpackungsfolien können einen Schichtaufbau, enthaltend eine oder mehrere
Kunststofffolien, Metallfolien, Papiere, Lacke und/oder Klebestoffe aufweisen. Als
Kunststofffolien können Folien aus Polyestern, wie Standard-PET oder Formen wie A-PET
oder G-PET, eingesetzt werden. Zu nennen sind auch Kunststoffolien aus biologisch
abbaubaren Stoffen, beispielsweise aus PLA (Poly Lactic Acid) oder aus stärkebasierten
Kunststoffen. Weitere Beispiele sind Folien aus Polyolefinen, wie Polyethylenen oder
Polypropylenen oder Folien aus PVC. Weitere Formen, wie Co-, Misch- und Pfropfpolymerisate
der genannten Kunststoffe können Anwendung finden. Die Folien können als Monofolien
oder als Folienverbunde aus zwei oder mehreren Folien gleichen oder unterschiedlichen
Materials angewendet werden. Die Dicke von Kunststoff-Monofolien kann von 7 bis 100
µm, zweckmässig von 7 bis 50, insbesondere von 7 bis 25 µm betragen. Kunststofffolienverbunde
können eine Gesamtdicke von 15 bis 100 µm aufweisen. Geeignete Metallfolien sind Folien
aus Aluminium, Aluminiumlegierungen oder Stahl in Dicken von 7 bis 80 µm. Anstelle
von Metallfolien oder gleichzeitig mit Metallfolien können auch metallisierte Kunststofffolien
eingesetzt werden. Verbunde aus Metallfolien und Kunststofffolien können eine Gesamtdicke
von 20 bis 100 µm aufweisen. Papiere, insbesondere gestrichene Papiere, können ein
Flächengewicht von beispielsweise 20 bis 80 g/m
2, vorzugsweise 20 bis 50 g/m
2 aufweisen. Verbunde enthaltend Papier und Kunststofffolien, gegebenenfalls noch Metallfolien
können eine Gesamtdicke von 20 bis 300 µm aufweisen. Zur Verbindung der Folien und
Papiere in Folienverbunden können Leime oder Klebstoffe, wie auf Polyurethan basierende
Klebstoffe, oder Extrusionskaschierungen verwendet werden. Die Verpackungsfolien können,
insbesondere auf der nach aussen zu liegend kommenden Schichten, mit Lacken, wie Klar-,
Deck-, Glanz- oder Schutzlacken beschichtet sein. Der Bedruckstoff kann auch Kunststoffschichten
als Extrusionsschichten aufweisen. Beidseitig, insbesondere jedoch auf der bezüglich
des zu bedeckelnden Behälters nach innen zu liegen kommenden Seite der Verpackungsfolie
kann vollflächig oder teilflächig ein Siegellack, beispielsweise ein Heisssiegellack,
angebracht sein. Der Siegellack kann teilflächig, die Umrisse der Schulter des zu
versiegelnden Behälters darstellend, aufgedruckt oder aufgetragen sein. Ebenfalls
können Abstandshalter, zur leichten Vereinzelung der Deckelplatinen aus Stapeln, als
Druckmuster aufgedruckt werden.
[0019] Beispiele von bevorzugten Verpackungsfolien, die als Bedruckstoffe eingesetzt werden
können, sind:
auf der Vorderseite bedruckte Aluminiumfolie in einer Dicke von 20 bis 50 µm mit einem
auf der Ruchseite aufgebrachten Heisssiegellack in Mengen von 2 bis 10 g/m2 oder einer Extrusionsbeschichtung in Mengen von 10 bis 30 g/m2.
[0020] Weitere Beispiele sind Folien mit einem Schichtaufbau von übereinanderliegenden Schichten
aus:
Bedruckung / Papier gestrichen, 20 bis 50 g/m2 / PET in einer Dicke von 7 bis 25 µm / Heisssiegellack oder Extrusionsschicht von
2 bis 10 g/m2.
[0021] In der Fachwelt sind derartige Verpackungsmaterialien als Mix-Pap bekannt und weisen
eine gute Eignung für den Einsatz in Form-Füll-Schliessmaschinen auf.
[0022] Eine weitere Gruppe von Verpackungsmaterialien, die als Bedruckstoffe eingesetzt
werden können, sind Verbunde aus Kunststoffen und Aluminiumfolien:
Druck / Aluminiumfolie in einer Dicke von 7 bis 20 µm / PET 7 bis 25 µm / Heisssiegellack
oder Extrusionsschicht von 2 bis 10 g/m2.
[0023] Eine andere Gruppe von Verpackungsmaterialien, die beispielsweise gute Eigenschaften
bezüglich Planlage in Stanzmaschinen aufweisen, sind aufgebaut aus:
PET 7 bis 20 µm / Papier gestrichen, 20 bis 40 g/m2 / PET 7 bis 20 µm.
[0024] Die Bedruckstoffe, wie Verpackungsmaterialien, in Rollenform vorliegend, werden in
die Rollenoffsetdruckmaschine eingeführt. Die Druckmaschine kann eines oder mehrere
Druckwerke aufweisen, entsprechend einem geforderten Einfarben- oder Mehrfarbendruck.
Entsprechend der Anzahl der Druckwerke sind auch ein oder mehrere Druckformzylinder
und Druckformen vorhanden. Wird das Signal durch den Kanal ausgelöst oder sind Markierungen
für die Auslösung des Signals am Druckformzylinder oder der Druckform vorgesehen,
so wird dieses Signal in der Regel an einem der Druckwerke, beispielsweise am letzten
Druckwerk in Druckrichtung, ermittelt.
[0025] Die Verpackungsmaterialien können ein- oder beidseitig, ein- oder mehrfarbig bedruckt
werden. Auch kann, bei durchsichtigen oder durchscheinenden Folien, ein Konterdruck
angebracht werden. Ebenfalls können Lacke, wie Decklacke oder Siegellacke vollflächig
oder partiell in einem Druckwerk aufgetragen werden.
[0026] Gemäss vorliegendem Verfahren verlässt der bedruckte Bedruckstoff die Druckmaschine
und wird in eine Stanzvorrichtung geführt. Durch eine Hub- und Senkbewegung eines
Schneidwerkzeuge tragenden Stempels werden die Deckelplatinen aus dem Bedruckstoff
ausgenommen und abgeführt, während die Bedruckstoffreste eine Zugvorrichtung durchlaufen
und danach in der Regel aufgerollt werden. Die Zugvorrichtung zieht den Bedruckstoff
mit an sich konstanter Geschwindigkeit durch die Stanzmaschine. Läuft nun die durch
den Kanal in der Druckform verursachte Leerstelle oder Unterbruch in der Bedruckung,
wird, ausgelöst durch das Signal und die berechnete Zeit für den Durchlauf des Bedruckstoffes
zwischen Signalabgabe und Einlaufen unter die Schneidewerkzeuge der Stanzmaschine,
durch einen Schrittmotor, der Vorschub kurzzeitig erhöht. Dadurch wird bei gleichmässiger
Stempelhubfolge die Leerstelle oder Unterbruch im Bedruckstoff übersprungen. Alternativ
oder gleichzeitig wird der Stempelhub für die Dauer des Durchlaufens des Kanals unter
den Schneidewerkzeugen der Stempelhub verzögert.
[0027] Vorliegendes Verfahren kann insbesondere zur Erzeugung von Deckelplatinen in grosser
Zahl und gleicher Form, resp. Aussenkontur, eingesetzt werden. Auf dem Bedruckstoff
können eine Anzahl aufeinander folgende Druckmotive aufgedruckt werden. Die Anzahl
einander folgender Druckmotive richtet sich nach dem Umfang der Druckform. In der
Stanzmaschine, deren Anordnung und Zahl der Schneidwerkzeuge nicht mit dem pro Druckformumfang
erzeugter Druckmotive übereinstimmt, müssen die einzelnen Deckelplatinen jedoch massgenau,
dem Druckmotiv entsprechend, ausgestanzt werden. Gelangt die durch den Kanal in der
Druckform erzeugte Leerstelle oder Unterbruch im Druckbild in die Stanzvorrichtung,
so muss dieser Bereich zwischen zwei Stempelhüben übersprungen werden.
[0028] Das beispielsweise optisch, elektronisch oder mechanisch an der Druckform, dem Druckformzylinder
oder am Bedruckstoff ermittelte Signal kann als Impuls, z.B. elektronischer Impuls,
einem programmierbaren Rechner zugeführt werden, der aus den ermittelten Daten die
Vorschubstelle und Vergrösserung des Vorschubs errechnet und den Schrittmotor entsprechend
ansteuert. Das ermittelte Signal kann als Impuls, einem programmierbaren Rechner zugeführt
werden, der aus den ermittelten Daten die Lage des Kanals zum Schneidwerkzeug der
Stanze errechnet und den Antrieb der Stanzvorrichtung entsprechend ansteuert. Da je
nach Druckformzylinder und Spannvorrichtung die Breite des Kanals variieren kann,
so z.B. zwischen 1 mm und 5 mm, in der Regel weniger als 3 mm, muss die Kanalbreite
beim Durchlauf des Bedruckstoffes durch die Stanzmaschine berücksichtigt werden. Dies
erfolgt durch eine momentane Vergrösserung des Vorschubes zwischen zwei Stanzhüben
und/oder durch eine momentane Verzögerung eines Stanzhubes.
[0029] Die nach vorliegendem Verfahren hergestellten Deckelplatinen sind besonders geeignet
als Deckel für das Verschliessen von Bechern und Schalen, beispielsweise in der Nahrungsmittel-
und Pharmaindustrie. Beispiele sind insbesondere Deckel zum Verschliessen von Bechern,
in die Molkereiprodukte, wie Yoghurt, Sahne, Sauerrahm und Zubereitungen daraus, abgefüllt
sind. Weitere Einsatzbereiche der vorliegend beschriebenen Deckelmaterialien sind
Anwendungen in Form-, Füll- und Verschliessmaschinen. In diesen Vorrichtungen wird
beim Abfüllprozess auch der Stanzprozess durchgeführt. Die Steuerung der Kanalüberbrückung
erfolgt sinngemäss und ist die gleiche wie in einem separaten Arbeitsgang des Stanzens.
[0030] Mit den vorliegenden Deckelplatinen können Becher, Schalen etc. für Nahrungsmittel,
wie Molkereiprodukte, also Milch, Sahne, Yoghurt, Sauerrahm und Zubereitungen daraus,
Puddings, Cremes usw., verschlossen, insbesondere versiegelt werden. Das erfindungsgemässe
Verfahren eignet sich auch für das Verschliessen von Behältern, die in einer Form-,
Füll- und Verschliessmaschine gefertigt, befüllt und verschlossen werden. Neben Nahrungsmitteln
und Speisezubereitungen können auch pharmazeutische, kosmetische und andere Produkte
auf genannte Weisen abgepackt werden.
[0031] Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch in das Verfahren einer Form-, Füll- und
Verschliessmaschine (FFS-Maschine) integriert werden oder Teil davon bilden. Dementsprechend
kann das Verfahren in einer derartigen Maschine durchgeführt werden. Vorliegende Vorrichtung
kann auch als Teil einer Form-, Füll- und Verschliessmaschine (FFS-Maschine) angewendet
werden. In der FFS-Maschine kann durch eine getaktete Steuerung der Oberbahn, d.h.
dem Bedruckstoff, aus welchem die Deckelplatinen gestanzt werden, der Vorschub vergrössert
und anschliessend wieder auf den Ursprungswert oder Standardvorschub verkleinert werden.
Demgegenüber muss die Unterbahn mit den geformten und gefüllten Bechern die gesteuerte
Vorschubbewegung nicht zwingend nachvollziehen. Für die Unterbahn bleibt der Bewegungsmodus
gleich, d.h. konstant.