Prozessanforderungen und Geräteauswahl für die 3D-Heißfolienprägung

Da das Zylinder-zu-Zylinder-Verfahren (Rotationsverfahren) eine Linienberührung nutzt, lassen sich Blasenbildungen, die bei der Flachbett-Heißfolienprägung auftreten können, vollständig vermeiden. Gleichzeitig bietet es höhere Geschwindigkeit und bessere Qualität. Da jedoch sowohl die Prägeplatte als auch die Gegendruckform zylindrisch sind, sind die Bearbeitungsschwierigkeit und die Kosten hoch, und die Wärmeübertragungseffizienz zylindrischer Platten ist nicht ideal. Daher wird dieses Verfahren nicht weit verbreitet eingesetzt und in der Regel nur für Langaufträge mit hohen Qualitätsanforderungen verwendet, wie Zigarettenverpackungen, Spirituosenverpackungen und Verpackungen für Gesundheitsprodukte.

I. Prozessanforderungen der 3D-Heißfolienprägung

1. Heißfolie (Metallic-Folie)

Heißfolie besteht üblicherweise aus 4–5 Schichten unterschiedlicher Materialien, wie:
Trägerfolie (PET), Trennschicht, Farbschicht (Silberfolien haben keine Farbschicht), Aluminiumbeschichtung und Kleberschicht.

Funktionen der einzelnen Schichten:

Trägerfolienschicht – Bietet strukturelle Unterstützung für die anderen Schichten.
Trennschicht – Ermöglicht die Ablösung der Aluminiumschicht von der Trägerfolie; sie bestimmt die Übertragbarkeit der Folie.
Farbschicht – Verleiht Farbe und schützt die darunterliegende Schicht. Gängige Farben sind Gold, Silber, Kastanienbraun, Hellblau, Schwarz, Leuchtrot, Grün usw. Gold und Silber werden am häufigsten verwendet.
Aluminiumbeschichtung – Verleiht den metallischen Glanz.
Kleberschicht – Verbindet die Folie beim Heißprägen mit dem Substrat.

Unterschiedliche Kleberformulierungen bieten unterschiedliche Haftungseigenschaften. Um verschiedenen Oberflächenbeschaffenheiten der Substrate gerecht zu werden, verwenden Heißfolien verschiedene Kleberschichten, wodurch unterschiedliche Folienqualitäten entstehen.

Geschwindigkeit und Qualität der Heißfolienprägung werden hauptsächlich von der Trennschicht und der Kleberschicht beeinflusst. Sind diese Schichten nicht ausreichend wärmeempfindlich, muss die Prägegeschwindigkeit reduziert werden. Früher schränkten Wärmeübertragungsgrenzen die Flachbett-Heißfolienprägung auf unter 5000 Bogen/Stunde ein. Heute bieten führende globale Folienhersteller Folien an, die moderne Hochgeschwindigkeitsanforderungen erfüllen. Die Schweizer Heißfolienprägemaschine von Bobst erreicht beispielsweise 7500 Bogen/Stunde.

Da die 3D-Heißfolienprägung einen Reliefeffekt erzeugt, unterscheiden sich die Anforderungen an Temperatur, Druck und Geschwindigkeit von der gewöhnlichen Flachprägung. Daher müssen spezielle 3D-Heißfolien verwendet werden, und reguläre Flachfolien dürfen nicht ersetzt werden, da sonst schlechte Prägequalität oder unerwartete Probleme auftreten können.

2. Temperatur, Druck und Geschwindigkeit

Diese drei Faktoren sind die Kernparameter der Heißfolienprägetechnik. Nur durch die Kontrolle ihres Verhältnisses kann eine hochwertige Prägung erzielt werden, einschließlich der 3D-Heißfolienprägung.

Temperatur

Die 3D-Heißfolienprägung erfordert eine höhere Temperatur, da sie Heißprägen und Reliefprägen in einem Durchgang durchführt.

Gewöhnliche Heißfolienprägung: 70–90°C
3D-Heißfolienprägung: etwa 150°C

Ist die Temperatur zu niedrig, können die Kleber- und Trennschichten der Folie nicht ausreichend schmelzen, was zu unvollständiger Übertragung, fehlenden Bereichen oder freiliegendem Substrat führt.
Ist die Temperatur zu hoch, können Probleme wie Substratverformung, unscharfe Bilder, unklare Zeichen, Folienverfärbung oder Plattenausdehnung mit Fehlausrichtung zur Gegendruckform auftreten.

Somit ist die Temperatur der kritischste Faktor.

Druck

Der Druck wird während des Prägens sofort ausgeübt. Nach dem Schmelzen haftet die Kleberschicht durch Druck die Folie am Substrat. Bei der 3D-Heißfolienprägung muss der Druck zusätzlich ein skulptiertes Reliefmuster erzeugen, daher muss er höher sein als bei der regulären Heißfolienprägung.

Die Folienfestigkeit muss daher höher sein, um dem zusätzlichen Druck standzuhalten.

Zu viel Druck kann die Folie reißen, die Gegendruckform beschädigen oder den Druckbogen verformen.
Zu wenig Druck führt zu unvollständiger Folienübertragung oder unzureichender Reliefprägetiefe.

Somit ist eine ordnungsgemäße Druckkontrolle unerlässlich.

Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit bestimmt die Kontaktzeit zwischen der Folie und der beheizten Prägeform.

Zu schnell → unzureichende Erwärmung → schlechte Haftung
Zu langsam → übermäßige Erwärmung → mögliche Defekte durch Überhitzung

Eine angemessene Prägegeschwindigkeit gewährleistet hochwertige Ergebnisse.

II. Geräte für die 3D-Heißfolienprägung

Geräte für die 3D-Heißfolienprägung umfassen hauptsächlich Flachbett- (Flach-zu-Flach-) und Rotations- (Zylinder-zu-Zylinder-) Systeme. Das Zylinder-zu-Flach-Verfahren ist für die 3D-Heißfolienprägung nicht geeignet.

1. Flach-zu-Flach-3D-Heißfolienprägemaschinen

Diese Maschinen, repräsentiert durch den Schweizer Hersteller Bobst, entwickeln sich in Richtung hoher Geschwindigkeit, hoher Präzision und einfacher Bedienung.
Bobst-Geräte erreichen:

Bis zu 7500 Bogen/Stunde
Präzision innerhalb von ±0,1 mm

Sie sind derzeit eines der weltweit fortschrittlichsten Heißfolienprägesysteme und die primäre Wahl für die 3D-Heißfolienprägung.

2. Zylinder-zu-Zylinder- (Rotations-) Heißfolienprägung

Wird meist in der Rollenverarbeitung und Inline-Produktion eingesetzt.

Vorteile:

Linienberührung vermeidet mögliche Blasenbildungen, die bei der Flachbettprägung auftreten
Höhere Geschwindigkeit und bessere Qualität

Nachteile:

Sowohl Prägeplatte als auch Gegendruckform sind zylindrisch → schwierige und kostspielige Herstellung
Weniger effiziente Wärmeübertragung

Aufgrund dieser Eigenschaften wird die Rotations-Heißfolienprägung nicht weit verbreitet eingesetzt und in der Regel für große Auflagen mit hoher Qualität wie Zigaretten-, Spirituosen- und Nahrungsergänzungsmittelverpackungen gewählt.

Veröffentlicht am 2026-09-12 von ZXC Print