DE19840981A1

DE19840981A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen bedruckter und geprägter Teile

Info

Publication number: DE19840981A1
Application number: DE19840981A
Authority: DE
Inventors: Stefan Wortmann; Hans-Ulrich Pawelec; Gerhard Saure
Original assignee: Alcan Deutschland GmbH
Current assignee: Novelis Deutschland GmbH
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 1999-11-18

Abstract

Das Verfahren zum Herstellen bedruckter und geprägter Teile, insbesondere von Deckelelementen zum Verschließen von Nahrungsmittelbehältern durch Siegeln, verarbeitet ein folienförmiges Material (12). Das Verfahren umfaßt die Schritte des Bedruckens (20) des folienförmigen Materials (12), des Aushärtens des Farbauftrags und des Prägens (28) des folienförmigen Materials. Die Verfahrensschritte des Bedruckens und Prägens des folienförmigen Materials werden on-line in einer Druckmaschine ausgeführt. Die zur Verwendung gelangende Vorrichtung umfaßt eine Druckstation (20) zum Bedrucken des glatten, folienförmigen Materials und eine Prägestation (28), wobei eine Fördereinrichtung das folienförmige Material kontinuierlich durch die Druckstation (20) und Prägestation (28) fördert.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Herstellen bedruckter und geprägter Teile, insbesondere von gestanzten Deckelelementen zum Verschließen von Nahrungsmittelbehältern durch Siegeln.

Technisches Gebiet

Verfahren zum Herstellen von bedruckten, stapelbaren Deckelfolien oder Deckelfolienelementen zum Verschließen von Behältern durch Siegeln sind bereits bekannt. In der Regel wird eine Aluminiumfolie bedruckt, mit einer die Siegelung bewirkenden Beschichtung versehen und zu einer Präge- und Stanzvorrichtung transportiert. Das Material kann dann von einer Rolle abwickelbar (Coil) oder als Bogenware weiterverarbeitet werden.

Die deutsche Offenlegungsschrift 36 15 872 beschreibt die Weiterverarbeitung eines Rollenmaterials, bei der das Material geprägt, d. h. mit einer punktförmigen oder "würmchenförmigen" Prägung versehen wird. Diese Prägung besitzt die Aufgabe, das Entstapeln der ausgestanzten und auf Stapel aufgehäuften Deckelzuschnitte zu erleichtern. Abschließend werden die Deckel in einer Stanzvorrichtung ausgestanzt. Da bei dieser Verfahrensweise die Vorbearbeitung vom Druck sowie der Weiterverarbeitung getrennt verlaufen, sind zusätzliche Handgriffe und gegebenenfalls auch ein zusätzlicher Transport notwendig.

Eine alternative Verfahrensweise zum Herstellen von bedruckten, stapelbaren Deckelfolien ist das Herstellen der Aluminiumfolie mit der siegelfähigen Beschichtung, die dann in derselben oder in einer anderen Vorrichtung geprägt werden. Danach wird die Folie als Coil oder Bogenware zur Druckerei befördert und dort bedruckt, woraufhin das Material zum Deckelstanzen zurück in die Stanzerei/Prägerei gebracht und die Deckel ausgestanzt werden. Auch hier zeigt sich, daß ein erheblicher zusätzlicher Transport des Materials notwendig ist und hierbei ein wesentlich größerer Abfall durch jeweils neues Anfahren der einzelnen Vorrichtungen anfällt. Weiterhin ist der auf das geprägte Material aufgebrachte Druck nicht sehr kantengenau und es wird wegen der Prägemulden wesentlich mehr Farbe verbraucht. Da sich in den Prägemulden größere Ansammlungen von Druckfarbe befinden können, verlangsamt sich auch der nachfolgende Trockenprozeß.

Da ein möglichst gutes optisches Erscheinungsbild der Deckelfolien gefordert wird, wurden im Stand der Technik verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Verbesserung der Druckqualität vorgeschlagen. Die deutsche Offenlegungsschrift 36 16 750 beschreibt eine stapelbare Verschlußmembran, die aus einer Verbundfolie ausgestanzt wird. Durch den Einsatz einer Verbundfolie läßt sich an einer der beiden Folien die Prägung vornehmen, während die andere Folie bedruckt wird. Die Herstellung einer derartigen Verbundfolie ist allerdings mit einem hohen Aufwand verbunden.

Auch in der europäischen Patentanmeldung 0 798 108 wird ein Deckelelement für Verpackungen sowie dessen Herstellverfahren beschrieben, wobei das Deckelelement im wesentlichen aus einer geprägten und einer ungeprägten Folie besteht. Die dem Verpackungsgut zugewandte geprägte Folie ist mit einer Heißsiegelbeschichtung versehen und die ungeprägte Folie über eine Kleberschicht mit der geprägten Folie verbunden. Das Druckmotiv befindet sich auf der ungeprägten Folie, so daß sich ein gutes optisches Erscheinungsbild des Drucks erzielen läßt. Die Herstellung des Deckelelementes erfolgt, indem auf eine Aluminiumfolie kontinuierlich eine Heißsiegelbeschichtung aufgetragen wird, die anschließend einem Prägewalzenpaar zugeführt wird, so daß die geprägte Folie mit einer an der Oberflächenseite angebrachten Heißsiegelbeschichtung hergestellt wird. In einem getrennten Arbeitsschritt wird eine Aluminiumfolie beidseitig beschichtet, wobei auf der einen Seite die Kleberschicht und auf der anderen Seite eine Druckvorlackschicht aufgetragen wird. Nachfolgend werden die beiden Folien miteinander verbunden, so daß ein Folienverbund entsteht, der abschließend bedruckt wird. Das in Rollenware vorliegende Deckelelement wird abschließend in die gewünschte Form gestanzt und aufgestapelt. Alternativ kann der Druck erfolgen, bevor die beiden Folien miteinander verklebt werden.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit denen sich bedruckte und geprägte Stanzteile mit hoher optischer Qualität einfach herstellen lassen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die zur Verwendung gelangende Vorrichtung ist durch die Merkmale des Anspruchs 12 gekennzeichnet.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß die Verfahrensschritte des Bedruckens und Prägens des folienförmigen Materials on-line in einer Druckmaschine ausgeführt werden. Hierdurch läßt sich ein sauberer Druck, eine von unnötigen Transport- und Umrüstkosten befreite Herstellung sowie die Einsparung von überflüssigen Zwischenlagern erreichen.

Indem das folienförmige Material zunächst bedruckt und erst anschließend, nach dem Aushärten des Farbauftrags, geprägt wird, wird der Druck an einer glatten Oberfläche vorgenommen, so daß sich eine hohe optische Qualität erreichen läßt.

Das folienförmige Material durchläuft eine Druckstation zum Bedrucken des glatten folienförmigen Materials und wird kontinuierlich zu einer Prägestation befördert, in der die zum besseren Entstapeln der Deckelelemente notwendige Prägung vorgenommen wird. Da das folienförmige Material die Druckstation und Prägestation der Vorrichtung kontinuierlich durchläuft, entfallen Zwischenlager zwischen den einzelnen Herstellvorrichtungen im Stand der Technik.

Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die übrigen Ansprüche gekennzeichnet.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren weiterhin die Schritte des Tiefens des folienförmigen Materials im Deckelspiegelbereich und das Ausstanzen der Stanzteile in einem nachgeschalteten Arbeitsschritt. Hierdurch wird die vollständige Herstellung der Stanzteile, insbesondere der Deckelelemente zum Verschließen von Nahrungsmittelbehältern, in einem einzigen on-line- Verfahrensablauf möglich.

Vorzugsweise ist das folienförmige Material eine mit einem Siegellack oder einer Siegelfolie beschichtete Aluminiumfolie. Hierdurch lassen sich die hergestellten Stanzteile als Deckelelemente zum Verschließen von Behältern durch Siegeln einsetzen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Ausstanzen im Rollenstanzverfahren durchgeführt. Das Rollenstanzverfahren eignet sich besonders, weil das Folienmaterial als durchlaufende Bahn durch die Vorrichtung gefördert wird. Wird hingegen nach dem Prägen des folienförmigen Materials und vor dem Ausstanzen dieses in Bogen- oder Blattform geschnitten, so eignet sich besonders ein Blockstanzverfahren zum Herstellen der einzelnen Stanzteile.

Vorzugsweise erfolgt das Aushärten des Farbauftrags unter UV- Bestrahlung. Hierdurch läßt sich die Verweildauer des kontinuierlich durchlaufenden Folienmaterials in einer Trocknungs- bzw. Aushärtungszone verkürzen, wodurch sich entweder die Wegstrecken des durchlaufenden Folienmaterials durch diese Zone verkürzen, oder aber sich die Fördergeschwindigkeit des Materials durch die Vorrichtung erhöhen läßt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das folienförmige Material von einer Rolle abgewickelt und der Druckmaschine zugeführt. Das Bereitstellen des folienförmigen Rohmaterials in Rollenform besitzt bezüglich des Transports aber auch bezüglich des Handlings beim Einsetzen von neuem Material in die Vorrichtung Vorteile.

Das Bedrucken des folienförmigen Materials kann alternativ im Offset-Druckverfahren, im Flexo-Druckverfahren oder aber im Kupfer-Tiefdruckverfahren ausgeführt werden.

Entsprechend den oben beschriebenen bevorzugten Verfahrensvarianten und zusätzlichen Verfahrensschritten umfaßt die Vorrichtung vorzugsweise eine Stanzstation im Anschluß an die Prägestation oder aber eine Schneidevorrichtung, die zwischen der Prägestation und Stanzstation oder nach der Prägestation angeordnet ist und in der das folienförmige Material in einzelne Bögen vereinzelbar ist.

Vorzugsweise umfaßt die Prägestation eine Prägewalze und eine Gegendruckwalze. Hierdurch läßt sich eine sehr genaue Prägung, die auch an das aufgebrachte Druckbild angepaßt sein kann, ermöglichen. In einer durchlaufenden Vorrichtung besitzen Prägewalzen den Vorteil, daß ein exakt auf die bedruckten Bereiche abgestimmtes Prägen leichter mit der kontinuierlichen Bewegung von Druckwalzen synchronisiert werden kann.

Vorzugsweise besitzt die Gegendruckwalze im Zylindermantelbereich eine elastisch nachgiebige Oberfläche.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Prägewalze eine Lithoplatte, die auf die Walze aufgespannt ist. Gegenüber der alternativen Ausbildung der Prägewalze durch Ätzen, Gravieren oder Beschichten besitzt das Aufspannen einer bearbeiteten Lithoplatte den Vorteil, daß eine Umrüstung der Vorrichtung für die Herstellung anderer Produkte einfach und mit geringen Kosten durchgeführt werden kann.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Druckstation eine Auftragswalze sowie eine Gegendruckwalze, wobei die Gegendruckwalze im Zylindermantelbereich eine elastisch nachgiebige Oberfläche besitzt. Das Vorsehen von Walzen eignet sich besonders gut für den kontinuierlichen Betrieb der Vorrichtung und macht zudem eine steuerungstechnische Abstimmung mit nachfolgend angeordneten Prägewalzen möglich.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand des in der Figur dargestellten schematischen Blockschaltbildes der in der Vorrichtung angeordneten einzelnen Bearbeitungsstationen und des Materialflusses durch die Vorrichtung beschrieben.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung soll anhand der schematischen Darstellung in Fig. 1 erläutert werden. Hierin sind die einzelnen beim kontinuierlichen Herstellverfahren aufeinanderfolgenden möglichen Bearbeitungsstationen dargestellt. Das folienförmige Material 12 wird von einer Rolle 14 entnommen, auf der die verwendeten Folien aufgewickelt sind. Zum Einsatz gelangen bevorzugt Aluminiumfolie oder Aluminiumverbundfolie, das Verfahren ist aber auch bei Kunststoffolien oder anderen Folien möglich. Das Folienmaterial ist mit einem Grundlack und/oder einer oder mehreren Siegelschichten versehen.

Die Rolle 14 ist direkt in die mit 16 angedeutete Vorrichtung integriert und fördert das Endlosband an folienförmigem Material durch geeignete Förderinstrumente 18 wie Preßrollen zu einer Druckstation, in der das Folienmaterial von der Rolle 14 kommend mit einem schnell trocknenden Lack bedruckt wird.

Während in Fig. 1 die Verarbeitung des von der Rolle 14 direkt entnommenen Folienmaterials beschrieben wird, kann zwischen der Rolle 14 und der Druckstation 20 auch eine Einrichtung (nicht in Fig. 1 dargestellt) zwischengeschaltet sein, in der das folienförmige Material in Bögen geschnitten wird. In diesem Fall kommt bevorzugt ein Bogendruckverfahren, vorzugsweise ein Offsetdruck als Platten- oder Rollendruck, in der Druckstation 20 zum Einsatz. In Fig. 1 dargestellt ist die Ausbildung der Druckstation 20 mit einer als Auftragswalze ausgebildeten Oberwalze 22 sowie einer Gegendruckwalze 24.

Das Druckverfahren kann sowohl im Offset-Druckverfahren, als auch im Flexo-Druckverfahren oder auch Kupfer- Tiefdruckverfahren ausgeführt werden. Je nach Verwendung eines der drei oben genannten Verfahren werden bezüglich der Materialwahl unterschiedliche Wirkpaarungen ausgewählt. Beim Offset-Druckverfahren wirkt eine Gummiwalze mit einer Lithoplatte zusammen, während im Flexo-Druckverfahren entweder eine Weichgummiwalze mit einer Hartgummiwalze, oder aber eine Gummiwalze mit einer Metallwalze zusammenwirkt. Schließlich wirkt beim Kupfer-Tiefdruckverfahren eine Paarung aus zwei Kupferwalzen, oder aber eine Gummiwalze mit einer Kupferwalze zusammen. Hierbei ist anzumerken, daß die jeweilig erstgenannte Walze die die Prägung aufnehmende, weichere Walze ist und die zweitgenannte Walze die Prägung gibt. So wird beispielsweise beim Flexo-Druck die Prägung mit einer die Prägung enthaltenden Walze aus Hartgummi, meist als Stahlwalze mit Hartgummiüberzug ausgebildet, gegen eine Weichgummiwalze gepreßt, wodurch sich das dazwischenliegende Material entsprechend verformt.

Um die Zeit des Trocknens bzw. Aushärtens des schnell trocknenden Lackes zu verkürzen, kann anschließend eine Vorrichtung 26 vorgesehen sein, die UV-Licht auf die bedruckte Oberfläche richtet.

Gegebenenfalls können vor der Trocknung des Materials noch weitere Bearbeitungsschritte in Form irgendwelcher Aufträge oder Beschichtungen vorgenommen werden, eventuell mit einer jeweils dazwischengeschalteten Zwischentrocknung.

Anschließend wird die Folie (oder die noch nicht vereinzelten Bögen im Falle der in Fig. 1 nicht dargestellten on-line- Verarbeitung von Bögen) zu einer zweiten Station 28 befördert, in der das folienförmige Material mit einer Prägung versehen wird. Da die Vorrichtung dem Herstellen von Deckelelementen zum Verschließen von Behältern, insbesondere von Nahrungsmittelbehältern durch Siegeln, dient, wird das Druckbild entsprechend den gewünschten Deckelumrissen gestaltet.

In der Prägestation 28 wird das Druckbild vollständig oder bereichsweise mit einer Prägung versehen, wodurch die Entstapelbarkeit der aufgestapelten Deckelelemente nach dem Ausstanzen verbessert wird. Die Prägestation 28 besteht aus einer Prägewalze 30 sowie einer zweiten als Gegendruckwalze ausgebildeten Prägewalze 32. Die Prägewalze 30 ist als Patritze ausgeführt und die Gegendruckwalze 32 ist mit einer elastisch nachgiebigen Oberfläche im Zylindermantelbereich versehen und kann eine Gummi-Offsetwalze sein. Vorzugsweise besteht die Prägewalze 30 aus Metall, insbesondere aus Aluminium und die Gegendruckwalze 32 aus Gummi.

Die Ausbildung der Prägewalze 30 kann durch Ätzen, Gravieren, Beschichten oder ähnliches vorgenommen werden, alternativ kann auch eine entsprechend bearbeitete Lithoplatte auf die Walze aufgespannt werden.

Durch das Zusammenspiel von Prägewalze 30 und elastischer Gegendruckwalze 32 wird eine Prägung direkt nach dem Bedrucken entsprechend der Oberfläche der Prägewalze 30 bewirkt. Dabei kann das Prägebild für eine die gesamte Oberfläche bedeckende Oberflächennarbung vorgesehen sein, oder aber auch eine an das Druckbild angepaßte Prägung vorgenommen werden. So können beispielsweise bei der Herstellung von Deckeln für Nahrungsmittelbehälter die Umrisse des Drucks berücksichtigt werden und z. B. Umrisse von Obst, die den Umrissen des gedruckten Deckelmotivs entsprechen, von der Prägung ausgenommen werden. Alternativ kann eine Prägung nur im Bereich der Deckelspiegeltiefung vorgenommen werden.

Anschließend wird das bedruckte und geprägte Bogen- oder Endlosmaterial getieft und ausgestanzt.

In Fig. 1 befinden sich die nachfolgenden Bearbeitungsstationen nicht mehr in der Vorrichtung 16, jedoch können in gleicher Weise die nachfolgend beschriebenen Bearbeitungsschritte ebenfalls im Rahmen einer einzigen Vorrichtung on-line durchgeführt werden.

Zwischen der Prägestation 28 und der weiteren Verarbeitung des Tiefens und Stanzens kann ebenfalls eine Vereinzelung des noch als Endlosband vorliegenden folienförmigen Materials in Einzelbögen stattfinden.

In Fig. 1 schematisch dargestellt ist eine Vorrichtung 34, in der eine Deckelspiegeltiefung für herkömmlich verwendete Deckelelemente zum Verschluß von Nahrungsmittelbehältern vorgenommen wird. In der sich anschließenden Station 36 werden aus dem Endlosmaterial oder aber den einzelnen Bögen die einzelnen Deckelelemente ausgestanzt. Im Falle des kontinuierlichen Transports des Folienmaterials wird die Anwendung eines Rollenstanzverfahrens bevorzugt. Wenn allerdings nach dem Prägen ein Abt rennen des Folienmaterials in Bogenform vorgenommen wird, so werden die Bögen im Blockstanzverfahren getieft und die Deckel ausgestanzt. Die Stationen 34 und 36 wurden in der schematischen Darstellung in Fig. 1 getrennt dargestellt, doch kann das Tiefen und Ausstanzen auch in einer kombinierten Einrichtung durchgeführt werden. Die ausgestanzten Deckel werden in Pfeilrichtung A einer Stapeleinrichtung 38 zugeführt, während das die Deckel umgebende folienförmige Material in Pfeilrichtung B einem geeigneten Auffangbehälter 40 zugeführt wird, von dem aus die gesammelten Abfälle einer geeigneten Wiederverwertung zugeführt werden.

In der Stapeleinrichtung 38 werden die erzeugten Stanzteile, im vorliegenden Beispiel die Deckelelemente zum Verschließen von Nahrungsmittelbehältern, gestapelt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen bedruckter und geprägter Teile, insbesondere von gestanzten Deckelelementen zum Verschließen von Nahrungsmittelbehältern durch Siegeln, aus einem folienförmigen Material (12), umfassend die folgenden Schritte:

- Bedrucken des folienförmigen Materials;
- Aushärten des Farbauftrags; und
- Prägen des folienförmigen Materials;

dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte des Bedruckens und Prägens des folienförmigen Materials on-line in einer Druckmaschine (16) ausgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend die Schritte:

- Tiefen des folienförmigen Materials im Deckelspiegelbereich; und
- Ausstanzen der Stanzteile in einem nachgeschalteten Arbeitsschritt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausstanzen im Rollenstanzverfahren durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das folienförmige Material nach dem Prägevorgang und vor dem Ausstanzen in Bogen- oder Plattenform geschnitten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausstanzen im Blockstanzverfahren durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das folienförmige Material eine mit einem Siegellack oder einer Siegelfolie beschichtete Aluminiumfolie ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aushärten des Farbauftrags unter UV-Bestrahlung erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das folienförmige Material von einer Rolle (14) abgewickelt und der Druckmaschine (16) zugeführt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedrucken des folienförmigen Materials im Offset- Druckverfahren ausgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedrucken des folienförmigen Materials im Flexo- Druckverfahren ausgeführt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedrucken des folienförmigen Materials im Kupfer- Tiefdruckverfahren ausgeführt wird.

12. Vorrichtung zum Herstellen bedruckter und geprägter Teile, insbesondere Deckelelemente zum Verschließen von Nahrungsmittelbehältern durch Siegeln, aus einem glatten, folienförmigen Material, umfassend:

- eine Druckstation (20) zum Bedrucken des glatten, folienförmigen Materials;
- eine Prägestation (28); wobei
- eine Fördereinrichtung das folienförmige Material durch die Druckstation (20) und Prägestation (28) fördert.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiterhin eine Stanzstation (36) umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiterhin eine Schneidevorrichtung umfaßt, in der das folienförmige Material in einzelne Bögen vereinzelbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägestation (28) eine Prägewalze (30) und eine Gegendruckwalze (32) umfaßt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckwalze (32) im Zylindermantelbereich eine elastisch nachgiebige Oberfläche besitzt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze (30) eine Lithoplatte umfaßt, die auf die Prägewalze aufgespannt ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstation (20) eine Auftragswalze (22) sowie eine Gegendruckwalze (24) umfaßt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckwalze (24) der Druckstation (20) im Zylindermantelbereich eine elastisch nachgiebige Oberfläche besitzt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiterhin eine Rollenabwickeleinrichtung für das folienförmige Material umfaßt.