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Prägefoliendruck



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Die Inhalte zum Thema Prägefoliendruck sind mit freundlicher Unterstützung des Arbeitskreises Prägefoliendruck e.V. (http://www.ak-praegefoliendruck.de) erstellt worden.

Technik


Prägefoliendruck ist als Verfahren technisch anspruchsvoll und verlangt die Berücksichtigung verschiedener Faktoren. Der Bedruckstoff wird beim Prägen mit einem Prägestempel unter Hitzeeinwirkung verformt. Die Prägeform wird unter Druck in das Papier gepresst, so dass ein Abdruck entsteht. Insbesondere die verwendeten Folien und Prägestempel sind daher entscheidend für das Druckergebnis.
Je nach Grad der Verformung unterscheidet man zwischen:

Planprägung:
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Die übertragenen Schichtteile liegen in einer Ebene mit der Oberfläche des Bedruckstoffs. Deshalb wird nur ein flacher Prägestempel benötigt. Zusätzlich kann eine Folie zur Einfärbung der Prägung eingesetzt werden, der sogenannte Prägefoliendruckplan. Je nach Anpressdruck und Bedruckstoff entsteht eine kaum merkliche bis deutliche Einprägung der Folienschicht. Für die Druckform ist keine Gegenform erforderlich.
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Microembossing:
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Mithilfe von Spezialwerkzeugen werden feinste Oberflächenverformungen der Prägefolien erzielt. Das Druckwerkzeug ist mit einer Mikrostruktur gefräst, die ihrerseits die Oberfläche der Folie aufbricht. Die optische Wirkung entsteht durch Lichtbrechung, die sich mit dem Betrachtungswinkel verändert. Da keine Gegendruckform eingesetzt wird, bleibt der Bedruckstoff aber ohne Verformung.
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Strukturprägung:
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Das Werkzeug kombiniert plane und strukturierte Teile, die zudem in unterschiedlichen Höhen liegen können.Die Bedruckstoffoberfläche wird durch ein Prägewerkzeug mit Gegenform dreidimensional verformt.
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Reliefdruck: Beim Reliefdruck entsteht eine dreidimensionale Hochprägung. Dabei bildet eine vom Prägewerkzeug abgeformte Patrize die Gegendruckform. Im einzügigen Verfahren verwendet man eine Reliefschnittgravur als Prägewerkzeug. Prägefolienübertragung und Verformung können gleichzeitig erfolgen. Es kann aber auch, nach dem zweizügigen Verfahren, zunächst eine plane Übertragung der Prägefolienschicht und anschließend die Verformung zum Relief vorgenommen werden.
Variogramm:
Das Variogramm kombiniert die Plan- oder Reliefprägung mit Diffraktion-Prägefolien. In diese Folien sind winzige Strukturen integriert, die das Licht spektral brechen. Je nach Betrachtungswinkel und Lichteinfall verändern sich Reflektion und Farben.

Die Heißfolienprägung erfolgt offline in einer separaten Maschine und die Prägestempel müssen einzeln zugerichtet werden. Dies verursacht natürlich höhere Rüstzeiten. Zudem sind die Fortdruckgeschwindigkeiten je nach Maschinentyp niedriger anzusetzen. Die Nettoleistungen liegen zwischen 1.000 und 5.000 Bogen. Dadurch sind auch die Produktionszeiten etwas länger.
Eingesetzt werden Tiegeldruckmaschinen oder Prägefoliendruckanlagen. Letztere lohnen sich vor allem bei großen Auflagen und Formaten.
Je nach dem Zusammenspiel von Prägedruckform und Gegendruckform unterscheidet man beim Drucken die Systeme „Flach auf Flach“, „Rund auf Flach“ und „Rund auf Rund“.
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Die Folien


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Die Heißfolie besteht in der Regel aus einer zweilagigen Transferschicht. Die erste Lage besteht aus silberfarbenem Aluminium, das auf das Trägermaterial aufgedampft wird. Darüber wird eine feine Lackschicht aufgebracht, die der Folie den Farbton verleiht. Der Prägestempel aktiviert bei ca. 95 bis 180 Grad Celsius gleichzeitig Trennschicht und Haftschicht der Prägefolie, sodass die gesamte Transferschicht sich zunächst vom Trägermaterial löst und dann mittels Anpressdruck auf das Material übertragen wird.
Die übertragenen Schichten sind dünner als 1/1000 mm und können mit einer Auflösung von ca. 0,2 mm als minimales Prägeformat gedruckt werden. Hoch- und Tiefprägungen sind je nach Anforderungen durchführbar.
Der Folienverbrauch richtet sich ausschließlich nach dem Motiv. Bei geschickter Positionierung ist in manchen Fällen eine Taktung und somit eine bessere Folienausnutzung möglich.

Prägestempel


In der Herstellung des Prägestempels werden unterschiedliche Materialien verwendet. In der grafischen Branche überwiegen geätze Magnesium- sowie CNC-gravierte Messingstempel. Magnesiumwerkzeuge lassen sich zwar schnell und kostengünstig fertigen, allerdings haben sie aufgrund der weicheren Materialbeschaffenheit eine geringere Standzeit und sind empfindlicher.
Die Messingstempel sind dagegen sehr robust und langlebig. Die durchschnittliche Standzeit der gravierten Messingprägestempel beträgt über 1.000.000 Prägungen. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit eignen sie sich besonders für Großauflagen. Weiterer Vorteil ist die gleichmäßige Erstellung von identischen Nutzenwerkzeugen in Plan, Struktur oder Relief. Die CNC-Gravur ermöglicht höchstmögliche Präzision in optimaler Qualität.
Silikonprägestempel eignen sich hervorragend um Toleranzen des Prägeguts auszugleichen.
Kunststoff-Duplikate sind bei manchen Motiven sinnvoll. Anstelle qualitativ hochwertiger Messing-Blindprägestempeln sind die Kunststoff-Duplikate kostengünstig und vor allem sehr schnell reproduzierbar. Sie stellen also eine echte Alternative dar, wenn es um günstige, qualitativ hinreichende Blindprägungen bei komplizierten Motiven geht.

Flacher Prägestempel
Flacher Prägestempel

Runder Prägestempel
Runder Prägestempel


Materialien


Da die Folie unter Hitzeeinwirkung auf das Drucksubstrat übertragen wird, sind wärmeempfindliche Bedruckstoffe für das Verfahren nicht geeignet. Die hohen Temperaturen verursachen zudem auch häufig Passerprobleme. Auflösung und Randschärfe stellen nicht selten eine Herausforderung dar.
Für die Lackierung ist neben der Haftung die Oberflächenspannung ein wichtiges Kriterium. Gute Ergebnisse erzielt man mit Primern sowie Dispersionslacken mit wenig Pudereinsatz. Bei UV-Lacken gibt es immer noch sehr wenige, die uneingeschränkt für den Prägefoliendruck geeignet sind. Deshalb empfiehlt sich hier grundsätzlich die geänderte Veredelungsreihenfolge, das heißt die UV-Lackierung sollte nach dem Prägefoliendruck erfolgen.

Heißfolienprägung „Flach auf Flach“


Sowohl Prägedruckform als auch Gegendruckform sind flach.
Aufgrund einer gesteuerten Hubbewegung der Gegendruckform wird die Folie mit definiertem Anpressdruck auf den Bedruckstoff gepresst und somit der Prägedruckprozess ausgelöst. Der Anpressdruck ist gleichmäßig über die gesamte Fläche verteilt. Prägefolie und Bedruckstoff stehen während der Übertragung still. Bewegt sich die Gegendruckform wieder in ihre Ausgangsposition zurück, wird automatisch die Folie durch den sogenannten Folienvorzug um eine bestimmte Länge weiterbefördert. Der gesamte Vorgang ereignet sich in einem Bruchteil von Sekunden. Kontaktzeit = Prägezeit.
Um hohe Druckreserven und eine gleichmäßige Druckverteilung zu erreichen, sind moderne Druckmaschinen mit bis zu vier Kniehebelpaaren ausgerüstet. In wenigen Fällen erfolgt die Druckerzeugung auch über Kurven (Exzenter) oder Kurbeln. Hier erreicht man allerdings nicht den Anpressdruck des Kniehebelsystems.
Der für den Prägefoliendruck auf großen Bogenformaten notwendige hohe Anpressdruck erfordert eine aufwändige Bauweise für das Druckaggregat. Auch die präzise Bogenführung mit Greiferketten ist aufwändig. Dies schlägt sich im Preisvergleich der Drucksysteme entsprechend nieder.
Das Verfahren wird gerne für Reliefprägungen verwendet, die hiermit in einer stärkeren Ausformung möglich sind. Schwierig zu prägen sind dagegen große Flächen mit negativen Aussparungen oder lackierte bzw. kaschierte Oberflächen.

Heißfolienprägung „Rund auf Flach“


Bei dieser Variante ist die Gegendruckform am Prägezylinder angebracht. Das Prägewerkzeug ist dagegen flach. Es liegt auf einem beweglichen Formbett (Fundament). Während des Prägedruckvorgangs rollt der Prägezylinder, welcher auch den Bedruckstoff mit sich führt, synchron mit dem Formbett ab. Die Prägefolie befindet sich parallel zum Formbettlauf, also zwischen Prägewerkzeug und Bedruckstoff. Die Berührungsfläche ist eine ständig wandernde Linie, der sogenannte Linienkontakt. Somit ist die Berührungszeit sehr kurz und besonders feine Details sowie negative Aussparungen lassen sich besser realisieren. Bei lackierten und auch kaschierten Oberflächen werden Fehlstellen durch Lufteinschlüsse vermieden.
Aufgrund unterschiedlicher Antriebssysteme unterscheidet man Stoppzylinder sowie Eintourenmaschinen. Während sich bei Eintourenmaschinen Druckzylinder und Formbett ständig und gleichzeitig in Bewegung befinden, sind Stoppzylinder dadurch gekennzeichnet, dass der Druckzylinder nach jedem Prägedruckvorgang kurz stoppt, wobei die Auslage des Druckbogens erfolgt und sich das Formbett in seine Ausgangsposition zurückbewegt. Gleichzeitig erfolgt die Zuführung des nächsten Druckbogens. Anschließend startet der Druckvorgang von neuem.
Das Druckaggregat bei diesem System erfordert eine wenig aufwändige Bauweise. Deshalb lassen sich entsprechend preisgünstig Prägedruckmaschinen zum Beispiel von den bewährten und unverwüstlichen Heidelberger-Buchdruckzylindern oder von den Buchdruck-Stopzylindern des Systems Miller-Johannisberg ableiten. Lediglich die bei diesen Maschinensystemen notwendige Prozesswärme bis zu ca. 200 °C. erfordert eine Kompensation der thermischen Einflüsse auf alle Aggregatbereiche des Prägezylinders.

Heißfolienprägung „Rund auf Rund“


Das System "Rund auf Rund” - ist die "Formel 1” unter den Prägedruckmaschinen für Bogenformate bis 73 x 104 cm. Sowohl Prägewerkzeug als auch Gegendruckform sind rund gelagert bzw. an Zylindern fixiert; bei Etikettenmaschinen kommen rundgravierte Zylinder zur Anwendung. Dieses Verfahren ist somit ein rein rotatives Verfahren, wodurch sich höchste Geschwindigkeiten realisieren lassen. Wie bei "Rund auf Flach” arbeitenden Systemen basiert die Druckübertragung auf Linienkontakt.
Bei diesem Hochleistungssystem des Prägefoliendrucks ist das Team besonders gefordert, wenn die technischen Möglichkeiten zu einem betriebswirtschaftlichen Erfolg genutzt werden sollen. Die Kosten für die Prägewerkzeuge und für das Einrichten einer Auflage müssen in einem vernünftigen Verhältnis zu der effektiven Produktionszeit einer Auflage stehen. Dies beginnt bei der Auslastung mit sinnvollen Auftragsgrößen von über 30.000 Bogen. Bei Fortdruckleistungen zwischen 7.000 und 10.000 Bogen pro Stunde gerät man sonst schnell in die Situation, dass die Einrichtezeiten länger sind als die effektiven Produktionszeiten. Eine sorgfältige Arbeitsvorbereitung, welche die Vorteile des Foil-Jet Systems bei der Zuweisung der unterschiedlichen Auflagen an die im Betrieb verfügbaren Maschinensysteme nutzen kann, ist der beste Garant für ein gutes betriebswirtschaftliches Ergebnis.

Speziell im Etikettendruck lassen sich durch die hohen Geschwindigkeiten Prägefoliendruckeinheiten inline mit anderen Druckverfahren kombinieren.

Expertenkontakt


Frank Denninghoff
Gräfe Druck & Veredelung GmbH
Eckendorfer Straße 82-84
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