Omdat de cilinder-op-cilinder (rotatie)methode lijncontact gebruikt, worden bellen die bij vlakke heetfoliedruk kunnen ontstaan volledig vermeden, en biedt deze methode ook hogere snelheid en betere kwaliteit. Omdat zowel de stempelplaat als de tegendrukcilinder cilindrisch zijn, zijn de bewerkingsmoeilijkheid en de kosten echter hoog, en is de warmteoverdrachtsefficiëntie van cilindrische platen niet optimaal. Daarom wordt deze methode niet breed toegepast en alleen gebruikt voor grote oplagen met hoge kwaliteitseisen, zoals verpakking voor sigaretten, sterke drank en gezondheidsproducten.

I. Procesvereisten voor 3D-heetfoliedruk

1. Heetfolie (metallische folie)Heetfoliedruk

Heetfolie bestaat meestal uit 4 tot 5 lagen van verschillende materialen, zoals:
dragerfolie (PET), lossingslaag, kleurlaag (zilverfolie heeft geen kleurlaag), aluminiumlaag en hechtlaag.

Functies van elke laag:
  1. Dragerfolie: biedt structurele ondersteuning aan de overige lagen.
  2. Lossingslaag: zorgt dat de aluminiumlaag van de dragerfolie loskomt; bepaalt de overdraagbaarheid van de folie.
  3. Kleurlaag: geeft kleur en beschermt de onderliggende laag. Gangbare kleuren zijn goud, zilver, kastanjebruin, lichtblauw, zwart, helderrood en groen. Goud en zilver worden het meest gebruikt.
  4. Aluminiumlaag: zorgt voor de metallische glans.
  5. Hechtlaag: hecht de folie tijdens het heetfoliedrukken aan het substraat.
Verschillende hechtformules geven verschillende hechteigenschappen. Om aan te sluiten bij uiteenlopende oppervlaktecondities van substraten gebruikt heetfolie verschillende hechtlagen, waaruit verschillende foliekwaliteiten ontstaan.

Snelheid en kwaliteit van heetfoliedruk worden vooral bepaald door de lossingslaag en de hechtlaag. Zijn deze lagen onvoldoende warmtegevoelig, dan moet de snelheid worden verlaagd. Vroeger beperkten de warmteoverdrachtseigenschappen vlakke heetfoliedruk tot minder dan 5000 vel per uur. Tegenwoordig leveren toonaangevende folieleveranciers wereldwijd folies die aan moderne hoge snelheden voldoen. De Zwitserse Bobst-heetfoliepers haalt bijvoorbeeld 7500 vel per uur.

Omdat 3D-heetfoliedruk een reliëfeffect vormt, verschillen de eisen aan temperatuur, druk en snelheid van gewone vlakke heetfoliedruk. Daarom moet speciale 3D-heetfolie worden gebruikt en mag gewone vlakke folie niet als vervanging dienen, anders ontstaat slechte drukkwaliteit of treden onverwachte problemen op.

2. Temperatuur, druk en snelheid

Deze drie factoren zijn de kernparameters van heetfoliedruk. Alleen door hun onderlinge verhouding te beheersen, is hoogwaardig resultaat mogelijk, ook bij 3D-heetfoliedruk.

Temperatuur

3D-heetfoliedruk vereist een hogere temperatuur, omdat heetfoliedruk en reliëfdruk in één doorgang worden uitgevoerd.
  • Gewone heetfoliedruk: 70 tot 90 °C
  • 3D-heetfoliedruk: circa 150 °C

Is de temperatuur te laag, dan smelten de hechtlaag en lossingslaag van de folie onvoldoende, met onvolledige overdracht, ontbrekende delen of zichtbaar substraat tot gevolg.
Is de temperatuur te hoog, dan kunnen problemen ontstaan zoals vervorming van het substraat, wazige beelden, onduidelijke tekens, verkleuring van de folie of uitzetting van de plaat waardoor deze niet meer uitgelijnd is met de tegendruk.

Temperatuur is dus de meest kritische factor.

Druk

De druk wordt tijdens het stempelen direct uitgeoefend. Na het smelten hecht de hechtlaag de folie onder druk aan het substraat. Bij 3D-heetfoliedruk moet de druk ook een uitgesneden reliëfpatroon vormen, dus moet deze hoger zijn dan bij gewone heetfoliedruk.

De foliesterkte moet daarom hoger zijn om de extra druk te weerstaan.

Te veel druk kan de folie scheuren, de tegendruk beschadigen of het bedrukte vel vervormen.
Te weinig druk leidt tot onvolledige folieoverdracht of onvoldoende reliëfdiepte.

Een juiste drukregeling is dus essentieel.

Snelheid

De snelheid bepaalt de contacttijd tussen de folie en de verwarmde stempel.
  • Te snel → onvoldoende verwarming → slechte hechting
  • Te langzaam → overmatige verwarming → mogelijke defecten door oververhitting
Een redelijke stempelsnelheid waarborgt een hoogwaardig resultaat.

II. Apparatuur voor 3D-heetfoliedruk

Apparatuur voor 3D-heetfoliedruk omvat vooral vlak-op-vlak- en rotatiesystemen. De cilinder-op-vlakmethode is niet geschikt voor 3D-heetfoliedruk.

1. Vlak-op-vlak 3D-heetfoliepersen

Met Zwitserse Bobst als voorbeeld ontwikkelen deze machines zich richting hoge snelheid, hoge precisie en eenvoudige bediening.
Bobst-apparatuur haalt:
  • Tot 7500 vel per uur
  • Precisie binnen ±0,1 mm
Het is momenteel een van 's werelds meest geavanceerde heetfoliesystemen en de eerste keuze voor 3D-heetfoliedruk.

2. Cilinder-op-cilinder (rotatie) heetfoliedruk

Meestal gebruikt in inline-productie vanaf rollen.

Voordelen:
  • Lijncontact voorkomt mogelijke bellen die bij vlakke heetfoliedruk optreden
  • Hogere snelheid en betere kwaliteit
Nadelen:
  • Zowel stempelplaat als tegendruk zijn cilindrisch → moeilijk en kostbaar om te maken
  • Minder efficiënte warmteoverdracht
Door deze eigenschappen wordt rotatie-heetfoliedruk niet breed toegepast en vooral gekozen voor grote oplagen met hoge kwaliteit, zoals verpakking voor sigaretten, sterke drank en gezondheidssupplementen.