DE102021130516A1

DE102021130516A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bedrucken oder Dekorieren eines Objekts

Info

Publication number: DE102021130516A1
Application number: DE102021130516.0A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Tampoprint GmbH
Current assignee: TAMPOPRINT GMBH, DE
Priority date: 2021-11-22
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2023-05-25
Also published as: EP4183586A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken oder Dekorieren eines Objekts (19), welches zumindest eine unebene, insbesondere konvex oder konkav geformte, Druckfläche (18) aufweist, die mit zumindest einem Druckbild (5) bedruckt wird, wobei zum Bedrucken der Druckfläche (18) das Druckbild (5) mittels zumindest eines Druckkopfes (2) auf einer Bildübertragungsoberfläche (4) eines Bildübertragungselements (3) erzeugt und anschließend das Druckbild (5) durch ein Andrücken der Bildübertragungsoberfläche (4) an die Druckfläche (18) auf die Druckfläche (18) übertragen wird.Es ist vorgesehen, dass als Bildübertragungselement (3) ein auswechselbarer Druckbild-Zwischenträger (6) mit einem Halterahmen (7) und mit einer in dem Halterahmen (7) eben gespannt, insbesondere vorgespannt, gehaltenen und die Bildübertragungsoberfläche (4) aufweisenden Folie (8), insbesondere Elastomerfolie, verwendet wird, und dass das Andrücken der Bildübertragungsoberfläche (4) mittels zumindest einer verlagerbaren, insbesondere elastisch verformbaren oder mit einem Fluid, insbesondere Druckluft, befüllbaren, Andrückvorrichtung (16) durchgeführt wird, wobei durch die Andrückvorrichtung (16) eine der Bildübertragungsoberfläche (4) gegenüberliegende Oberfläche (12) der Folie (8) mit einem voreingestellten Andrückdruck (17) beaufschlagt wird, um die Bildübertragungsoberfläche (4) an die Druckfläche (18) anzudrücken und dadurch das Druckbild (5) von der Bildübertragungsoberfläche (4) auf die Druckfläche (5) zu übertragen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken oder Dekorieren eines Objekts, welches zumindest eine unebene, insbesondere konvex oder konkav geformte, Druckfläche aufweist, die mit zumindest einem Druckbild bedruckt wird, wobei zum Bedrucken der Druckfläche das Druckbild mittels zumindest eines Druckkopfes auf einer Bildübertragungsoberfläche eines Bildübertragungselements erzeugt und anschließend das Druckbild durch ein Andrücken der Bildübertragungsoberfläche an die Druckfläche auf die Druckfläche übertragen wird.
Zudem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Bedrucken oder Dekorieren eines Objekts, die zumindest einen Druckkopf und zumindest ein Bildübertragungselement aufweist, wobei mittels des Druckkopfes ein Druckbild auf einer Bildübertragungsoberfläche des Bildübertragungselements erzeugbar und das auf der Bildübertragungsoberfläche erzeugte Druckbild durch ein Andrücken der Bildübertragungsoberfläche auf eine unebene, insbesondere konvex oder konkav geformte, Druckfläche des Objekts auf die Druckfläche übertragbar ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Bildübertragungselement für eine solche Vorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Verfahren und Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Beispielsweise offenbart die Patentschrift US 8,800,439 B2 ein entsprechendes, unter dem Markennamen „PadJet“ bekanntes, Verfahren beziehungsweise eine entsprechende Vorrichtung der Firma Paedia LLC aus den USA. Das Verfahren beziehungsweise die Vorrichtung dient dazu, eine unebene Druckfläche eines Objekts, beispielsweise eines Balls, mit einem Druckbild zu bedrucken. Dabei wird bei dem bekannten Verfahren ein Transferdruck angewendet, bei welchem das Druckbild zuerst mittels eines Druckkopfes auf einer Oberfläche eines Bildübertragungselements, also einer Bildübertragungsoberfläche, erzeugt und anschließend mittels des Bildübertragungselements auf die zu bedruckende Oberfläche des Objekts übertragen wird, indem die Bildübertragungsoberfläche mit der zu bedruckenden Oberfläche durch ein Andrücken in Berührungskontakt gebracht wird. Insofern handelt es sich bei dem bekannten Verfahren um ein Transferdruckverfahren.
Bei dem zuvor erwähnten bekannten Verfahren ist die entsprechende, das Verfahren umsetzende Vorrichtung, als Rotationsdruckvorrichtung ausgebildet. Bei dieser Rotationsdruckvorrichtung sind mehrere als Pressstempel ausgebildete Bildübertragungselemente um eine gemeinsame Rotationsachse rotierend angeordnet und derart ausgerichtet, dass die jeweiligen Bildübertragungsoberflächen von der Rotationsachse weg weisen und dadurch einem Druckkopf beziehungsweise der Druckfläche des zu bedruckenden Objekts zuordenbar beziehungsweise zuwendbar sind. Der Druckkopf ist bei der bekannten Vorrichtung an einer definierten Position insbesondere unbeweglich angeordnet. Bildlich gesprochen ist der Druckkopf insofern oberhalb der rotierenden Bildübertragungselemente angeordnet. Durch Rotation der Bildübertragungselemente werden diese nacheinander unterhalb des Druckkopfes an diesem vorbeibewegt, wobei der Druckkopf das Druckbild auf die jeweilige Bildübertragungsoberfläche aufbringt. 180° um die Rotationsachse herum versetzt, also bildlich gesprochen unterhalb der rotierenden Bildübertragungselemente, ist ein Förderband angeordnet, auf welchem Objekte mit jeweils einer zu bedruckenden Druckfläche an den rotierenden Bildübertragungselementen entlangbewegt werden. Durch weitere Rotation der Bildübertragungselemente wird die Bildübertragungsoberfläche nach dem Aufbringen des Druckbildes zu einem der Objekte bewegt, um die Bildübertragungsoberfläche mit der Druckfläche zur Übertragung des Druckbildes in Berührungskontakt zu bringen. Im Wesentlichen wird dazu das Bildübertragungselement auf dem Objekt abgerollt, wodurch ein Andrücken der Bildübertragungsoberfläche auf die Druckfläche und damit die Übertragung des Druckbildes erfolgt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren beziehungsweise eine verbesserte Vorrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 beziehungsweise eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Bei dem Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass als Bildübertragungselement ein auswechselbarer Druckbild-Zwischenträger mit einem Halterahmen und mit einer in dem Halterahmen eben gespannt, insbesondere vorgespannt, gehaltenen und die Bildübertragungsoberfläche aufweisenden Folie, insbesondere Silikonkautschukfolie, verwendet wird, und dass das Andrücken der Bildübertragungsoberfläche mittels zumindest einer verlagerbaren, insbesondere elastisch verformbaren oder mit einem Fluid, insbesondere Druckluft, befüllbaren, Andrückvorrichtung durchgeführt wird, wobei durch die Andrückvorrichtung eine der Bildübertragungsoberfläche gegenüberliegende Oberfläche der Folie mit einem voreingestellten Andrückdruck beaufschlagt wird, um die Bildübertragungsoberfläche an die Druckfläche anzudrücken und dadurch das Druckbild von der Bildübertragungsoberfläche auf die Druckfläche zu übertragen. Insofern ist bei einer speziell zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichteten Vorrichtung das Bildübertragungselement als auswechselbarer Druckbild-Zwischenträger mit einem Halterahmen und mit einer in dem Halterahmen eben gespannt, insbesondere vorgespannt, gehaltenen und die Bildübertragungsoberfläche aufweisenden Folie, insbesondere Silikonkautschukfolie, ausgebildet, wobei das Andrücken der Bildübertragungsoberfläche mittels zumindest einer verlagerbaren, insbesondere elastisch verformbaren oder mit einem Fluid, insbesondere Druckluft, befüllbaren, Andrückvorrichtung durchführbar ist, wobei durch die Andrückvorrichtung eine der Bildübertragungsoberfläche gegenüberliegende Oberfläche der Folie mit einem voreingestellten Andrückdruck beaufschlagbar, um die Bildübertragungsoberfläche an die Druckfläche anzudrücken und dadurch das Druckbild von der Bildübertragungsoberfläche auf die Druckfläche zu übertragen. Insbesondere wird während des Andrückens eine Oberfläche, insbesondere Andrückfläche, der Andrückvorrichtung zumindest bereichsweise derart verformt, dass sie komplementär zu der Druckfläche ist.
Vorzugsweise werden mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens aus Kunststoff gebildete Druckflächen, also Kunststoffdruckflächen, bedruckt. Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren jedoch auch zum Bedrucken von aus anderen Materialien, beispielsweise Metall oder Holz, gebildeten Druckflächen geeignet. Beim Andrücken passt sich die Folie selbsttätig, flexibel und präzise an die Oberflächengeometrie der Druckfläche an, sodass auch geometrisch vergleichsweise unförmige beziehungsweise kompliziert ausgebildete Druckflächen passgenau bedruckbar sind. Dadurch gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren auf vorteilhafte Weise eine individuelle Anpassung der Bildübertragungsoberfläche an die Geometrie der Druckfläche und dadurch ein qualitativ hochwertiges Bedrucken der Druckfläche. Weiterhin ermöglicht die Andruckvorrichtung insbesondere mittels des einstellbaren Andrückdrucks sowie einer entsprechend gewählten Verlagerung beziehungsweise Positionierung beim Andrücken ein präzises und punktuell steuerbares Andrücken. Lufteinschlüsse, die beim Andrücken der Bildübertragungsoberfläche an die Druckfläche entstehen können, werden dadurch auf vorteilhafte Weise im Wesentlichen vermieden, wodurch die Qualität des übertragenen, also des fertigen, Druckbildes, weiter optimiert wird. Insofern ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren ein einfaches, qualitativ hochwertiges und kostengünstiges Bedrucken des Objekts. Darüber hinaus ist durch das erfindungsgemäße Verfahren das Druckbild, insbesondere ein mehrfarbiges Druckbild, in einem einzigen Arbeitsschritt erzeugbar beziehungsweise auf die Druckfläche übertragbar. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird als Druckkopf ein Digital-Druckkopf verwendet, wobei das Druckbild mittels des Digital-Druckkopfes durch ein Digitaldruckverfahren, insbesondere Inkjet-Verfahren, erzeugt wird. Insofern ist bei der speziell zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichtete und einen entsprechenden Druckkopf aufweisenden Vorrichtung der Druckkopf vorzugsweise als Digital-Druckkopf ausgebildet, welcher dazu ausgebildet ist, das Druckbild mittels einer Digitaldruckverfahrens zu erzeugen. Bei konventionellen Verfahren, insbesondere Tampondruckverfahren, ist es oftmals erforderlich, ein mehrfarbiges Druckbild in mehreren hintereinander gelagerten Arbeitsschritten mittels mehrerer Drucktampons herzustellen, wobei jeder Drucktampon jeweils einer einzelnen Farbe des Druckbildes zugeordnet ist. Dies resultiert in einem vergleichsweise hohen Aufwand bei der Erzeugung des Druckbildes, insbesondere aufgrund der dafür erforderlichen präzisen mechanischen Ausrichtung der Drucktampons zueinander. Der Digital-Druckkopf bietet demgegenüber den Vorteil, dass mehrere Farben gleichzeitig übertragbar sind, sodass ein mehrfarbiges Druckbild in einem einzigen Arbeitsschritt erzeugbar ist. Zudem ist das Druckbild dabei hochauflösend, insbesondere mit einer Genauigkeit von bis zu 5000 dpi, erzeugbar beziehungsweise auf die Druckfläche übertragbar. Besonders bevorzugt wird daher das Druckbild als Mehrfarbenddruckbild erzeugt und in einem einzigen Schritt auf die Druckfläche übertragen. Dies hat insgesamt den Vorteil, dass das Druckbild auf einfache Weise qualitativ hochwertig und kostengünstig erzeugbar ist.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass vor dem Andrücken das Druckbild einer Strahlungsbehandlung zur Steigerung der Viskosität des Druckbildes unterzogen wird, und dass für das Druckbild eine hochpigmentierte, insbesondere mittels LED-, UV- oder Infrarotlicht härtbare Farbe verwendet wird. Insofern ist die speziell zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichtete Vorrichtung bevorzugt dazu ausgebildet, das Druckbild vor dem Andrücken einer Wärmebehandlung zur Steigerung der Viskosität des Druckbildes zu unterziehen, wobei dass das Druckbild eine hochpigmentierte, insbesondere mittels LED-, UV- oder Infrarotlicht härtbare Farbe aufweist. Vorzugsweise ist die Farbe kunststoffbasiert, wobei die Menge beziehungsweise Größe einzelner Farbtropfen bevorzugt im Bereich von 1 bis 2 Picoliter pro Pixel liegt. Die Strahlungsbehandlung erfolgt vorzugsweise mittels Mikrowellen-, LED-, oder UV-Lampen, wobei eine Bestrahlungszeit vorzugsweise im Nanosekundenbereich gewählt wird. Die Einstellung der konkreten Parameter der Strahlungsbehandlung, also insbesondere die Bestrahlungszeit, erfolgt individuell in Abhängigkeit des jeweiligen konkreten Anwendungsfalls, also insbesondere in Abhängigkeit der Größe und/oder Farbzusammensetzung des Druckbilds und/oder der Eigenschaften der Druckfläche. (Durch die Steigerung der Viskosität wird die Gefahr einer Verschlechterung der Qualität, insbesondere ein Verlaufen, Verwischen oder Verschmieren, des Druckbildes insbesondere während des Andrückens beziehungsweise der Übertragung auf die Druckfläche auf vorteilhafte Weise reduziert, insbesondere vermieden. Die Verwendung einer hochpigmentierten und insbesondere härtbaren Farbe gewährleistet dabei ein qualitativ hochwertiges Druckbild und insbesondere eine einfach und kostengünstig durchführbare Strahlungsbehandlung zur Viskositätssteigerung.
Vorzugsweise wird der Druckbild-Zwischenträger vor dem Andrücken mittels einer Verschwenkeinrichtung, insbesondere um 180°, verschwenkt. Insofern ist die speziell zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichtete Vorrichtung insbesondere dazu ausgebildet, den Druckbild-Zwischenträger vorzugsweise mittels einer Verschwenkeinrichtung um 180° zu verschwenken. Vorzugsweise erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl die Erzeugung des Druckbilds auf die Bildübertragungsoberfläche, als auch dessen Übertragung auf die Druckfläche räumlich nach unten, also in Richtung der Gravitationskraft, sodass insbesondere durch die Gravitationskraft zum einen ein Verstopfen von Düsen des Digital-Druckkopfes vermieden und zum anderen eine verbesserte Übertragung des Druckbildes auf die Druckfläche gewährleistet wird. Das Verschwenken beziehungsweise die Verschwenkbarkeit des Bildübertragungselements bietet hierbei den Vorteil, dass die Bildübertragungsoberfläche auf technisch besonders einfach umsetzbare Weise je nach Bedarf dem Druckkopf oder der Druckfläche zuordenbar ist, sodass insbesondere der Druckkopf stets an einer fixen Position verbleiben kann, wodurch sich eine technisch einfache Umsetzung des Verfahrens beziehungsweise Ausbildung der Vorrichtung ergibt. Unter einem Verschwenken ist im Kontext der vorliegenden Erfindung sowohl ein Verkippen um bevorzugt 180°, als auch ein Wegbewegen oder Wegdrehen auf derselben horizontalen oder vertikalen Ebene zu verstehen. Die Verschwenkeinrichtung kann elektromechanisch, pneumatisch oder mechanisch ausgebildet sein.
Bevorzugt wird als Folie ein dehnbares und reisfestes Material, insbesondere Silikonkautschuk oder Silikonelastomer, insbesondere ELASTOSlL®, oder Latex, verwendet, wobei die Folie mit einem Shoregrad in einem Bereich von 2 bis 20 Shore in dem Halterahmen gespannt ist. Insofern weist die Folie vorzugsweise ein dehnbares und reisfestes Material, insbesondere Silikonkautschuk oder Silikonelastomer, insbesondere ELASTOSlL®, oder Latex, auf. Dadurch ist der Druckbild-Zwischenträger besonders materialsparend und damit kostengünstig herstellbar. Die Folie weist dabei besonders vorteilhafte Materialeigenschaften auf, die zuverlässig eine sichere Übertragung des Druckbildes und damit ein qualitativ hochwertiges Bedrucken der Druckfläche gewährleisten. Der Markenname ELASTOSILO bezeichnet ein Produkt der Firma Wacker Chemie AG aus Deutschland, bei welchem es sich eine aus vernetztem Silikonkautschuk bestehende Folie mit einer Schichtdicke zwischen 20 bis >400 µm handelt. Der Begriff Shoregrad beziehungsweise die sogenannte Shore-Härte bezeichnet einen in den Normen DIN EN ISO 868, DIN ISO 7619-1 und ASTM D2240-00 festgelegen Werkstoffkennwert für Elastomere und Kunststoffe zur Charakterisierung von deren Elastizitätseigenschaften. Vorzugsweise wird insofern eine Elastomerfolie verwendet beziehungsweise die Folie ist als Elastomerfolie ausgebildet. Vorzugsweise beträgt eine Dicke der Folie maximal 2mm. Besonders bevorzugt erfolgt die Auswahl der Materialeigenschaften der Folie individuell in Abhängigkeit des jeweiligen Anwendungsfalls, das heißt insbesondere, dass die Folie speziell für den jeweiligen Anwendungsfall hergestellt oder zumindest ausgewählt wird. Zur Herstellung wird die Folie beispielsweise aus einer Ausgangsflüssigkeit, insbesondere 2k- oder Mehrkomponenten-Flüssigkeit, abgegossen. Bevorzugt weist die Folie hydrophile oder hydrophobe Eigenschaften auf. Insbesondere liegt ein Shoregrad der Folie im Bereich von 0,3 bis 20, vorzugsweise 2 bis 15, Shore. Insofern ist Folie in dem Halterahmen vorzugsweise mit 0,3 bis 20, insbesondere 2 bis 15, Shore vorgespannt, wobei die Vorspannung insbesondere ebenfalls in Abhängigkeit des jeweiligen Anwendungsfalls gewählt wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird als Andrückvorrichtung ein zumindest teilweise aus einem Elastomermaterial, insbesondere Gelatine oder Silikon, gebildeter und in Richtung der Folie verlagerbarer Andrückkopf mit einer elastisch verformbaren, insbesondere in einem Ausgangszustand konvex ausgebildeten, Andrückfläche, verwendet. Insofern weist eine Andrückvorrichtung der speziell zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichteten Vorrichtung vorzugsweise einen zumindest teilweise aus einem Elastomermaterial, insbesondere Gelatine oder Silikon, gebildeten und in Richtung der Folie verlagerbarern Andrückkopf mit einer elastisch verformbaren, insbesondere in einem Ausgangszustand konvex ausgebildeten, Andrückfläche auf. Dieses Ausführungsbeispiel bietet den Vorteil, dass sich die Andrückfläche beim Andrücken unter Zwischenschaltung der Folie ausgehend von einem Ausgangspunkt kontinuierlich und passgenau an die Geometrie der Druckfläche anschmiegt, wodurch das Druckbild zuverlässig und im Wesentlichen ohne Lufteinschlüsse und damit verbundenen Qualitätseinbußen auf die Druckfläche übertragbar ist. Vorzugsweise ist der Andrückkopf austauschbar, um eine individuelle Anpassung an den jeweiligen konkreten Anwendungsfall zu ermöglichen. Bevorzugt wird als Elastoermaterial Silikon oder feingranularer Schaumstoff, insbesondere Microfoam, verwendet.
Gemäß einer alternativ bevorzugten Weiterbildung wird als Andrückvorrichtung ein mit einem Fluid, insbesondere Druckluft, befüllbarer oder befüllter Ballon verwendet. Insofern ist die Andrückvorrichtung der speziell zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichteten Vorrichtung alternativ bevorzugt als mit einem Fluid, insbesondere Druckluft, befüllbarer oder befüllter Ballon ausgebildet. Dadurch ist die Andrückvorrichtung technisch vergleichsweise einfach konzipiert und damit besonders kostengünstig herstellbar. Der Ballon ist aus einem reißfesten und gleichzeitig elastischen Material, vorzugsweise Latex oder Silikon, gebildet. Vorzugsweise beträgt die maximale Materialstärke 1 mm. Als Fluid wird vorzugsweise Druckluft verwendet, alternativ ist jedoch auch eine Flüssigkeit möglich. Vorzugsweise wird das Fluid mittels einer Fördereinrichtung in und aus dem Ballon gefördert. Insofern weist die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Vorrichtung vorzugsweise eine Fördereinrichtung zum Fördern des Fluids auf. Alternativ bevorzugt ist der Ballon bereits mit dem Fluid befüllt, wobei die Menge an Fluid konstant bleibt. Vorzugsweise ist dem Ballon eine Pneumatiksteuerung zugeordnet, mittels welcher der Andrückdruck einstellbar ist.
Gemäß einer weiteren alternativ bevorzugten Weiterbildung wird als Andrückvorrichtung eine mit Druckluft befüllbare und von der Folie begrenzte oder mitgebildete Druckluftkammer verwendet. Insofern ist die Andrückvorrichtung der speziell zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichteten Vorrichtung alternativ bevorzugt als eine mit Druckluft befüllbare und von der Folie begrenzte oder mitgebildete Druckluftkammer ausgebildet. Dieses Ausführungsbeispiel bietet den Vorteil, dass die Folie besonderes gleichmäßig und dennoch gezielt mit dem Andrückdruck beaufschlagbar ist. Vorzugsweise ist dabei ein Grundkörper der Druckluftkammer im Wesentlichen wannenförmig ausgebildet, wobei der Druckbild-Zwischenträger dichtend in der Art eines Deckels mit dem Grundkörper verbindbar, beispielsweise mit dem Grundkörper verrastbar, ist, sodass die Folie beziehungsweise der Druckbild-Zwischenträger mit dem Grundkörper die Druckluftkammer bildet. Insofern bildet also die Folie die Druckluftkammer mit. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der Grundkörper geschlossen mit einer einzelnen flexiblen, bei Druckbeaufschlagung nach außen hin wölbbaren und dem Druckbild-Zwischenträger beziehungsweise der Folie zuordenbaren Wand ausgebildet ist. In diesem Fall ist die Folie auf die flexible Wand außenseitig auflegbar, wobei die flexible Wand bei der Wölbung nach außen hin von der Folie begrenzt wird.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Druckbild-Zwischenträger in einer Lagervorrichtung bewegbar und/oder auswechselbar gelagert wird. Insofern ist vorzugsweise bei der speziell zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichteten Vorrichtung der Druckbild-Zwischenträger insbesondere in einer Lagervorrichtung bewegbar und/oder auswechselbar gelagert. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Druckbild-Zwischenträger auf besonders einfache Weise bei Bedarf, insbesondere bei Beschädigung oder zu Anpassungszwecken, ausgetauscht werden kann. Zudem ermöglicht die bewegliche Lagerung eine erhöhte Flexibilität beim Bedrucken der Druckfläche. Beispielsweise ist die Lagervorrichtung als Rastvorrichtung ausgebildet, wobei eine Rastnase oder eine Rastaufnahme der Lagervorrichtung mit einer Rastaufnahme oder Rastnase des Druckbild-Zwischenträgers, insbesondere dessen Halterahmens, zusammenwirkt, um eine einfach lösbare und dennoch sichere Lagerung des Druckbild-Zwischenträgers zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die Lagervorrichtung einstückig mit der zuvor beschriebenen Verschwenkeinrichtung ausgebildet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass bei der Erzeugung des Druckbildes auf der Bildübertragungsoberfläche die Folie durch ein in Richtung der der Bildübertragungsoberfläche gegenüberliegende Oberfläche verlagerbares Stützelement gestützt und dadurch, insbesondere mit einer vordefinierten Oberflächenspannung, gespannt, insbesondere vorgespannt, wird. Insofern ist die speziell zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichtete Vorrichtung dazu ausgebildet, bei der Erzeugung des Druckbildes auf der Bildübertragungsoberfläche die Folie mittels eines in Richtung der der Bildübertragungsoberfläche gegenüberliegende Oberfläche verlagerbaren Stützelements zu stützen und dadurch, insbesondere mit einer vordefinierten Oberflächenspannung, zu spannen, insbesondere vorzuspannen. Das Stützen hat den Vorteil, dass eine ausreichende Spannung beziehungsweise Vorspannung der Folie sichergestellt ist, sodass eine qualitativ hochwertige Erzeugung des Druckbildes gewährleistet wird.
Die Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 11 weist zumindest einen Druckkopf und zumindest ein Bildübertragungselement auf, wobei mittels des Druckkopfes ein Druckbild auf einer Bildübertragungsoberfläche des Bildübertragungselements erzeugbar und das auf der Bildübertragungsoberfläche erzeugte Druckbild durch ein Andrücken der Bildübertragungsoberfläche auf eine unebene, insbesondere konvex oder konkav geformte, Druckfläche des Objekts auf die Druckfläche übertragbar ist und zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung speziell dazu hergerichtet ist, das zuvor erörterte Verfahren wie beschrieben durchzuführen. Es ergeben sich die diesbezüglich bereits genannten Vorteile. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Definitionen wird vollumfänglich auf das zuvor bereits Beschriebene verwiesen.
Besonders bevorzugt ist, wie zuvor bereits beschrieben, vorgesehen, dass das Bildübertragungselement als auswechselbar gelagerter Druckbild-Zwischenträger mit einem Halterahmen und mit einer in dem Halterahmen eben gespannt, insbesondere vorgespannt, gehaltenen Folie, insbesondere Silikonkautschukfolie, ausgebildet ist, und dass die Vorrichtung eine, insbesondere elastisch verformbar oder mit einem Fluid, insbesondere Druckluft, befüllbar ausgebildete, Andrückvorrichtung zum Andrücken der Folie und/oder eine insbesondere einstückig mit der Andrückvorrichtung ausgebildete Lagervorrichtung zum bewegbaren und/oder auswechselbaren Lagern des Druckbild-Zwischenträgers aufweist. Auch hier ergeben sich die diesbezüglich zuvor bereits genannten Vorteile.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Verschwenkeinrichtung zum Verschwenken der Folie auf. Die entsprechenden Vorteile und Ausgestaltungen wurden zuvor bereits erörtert.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ein in Richtung der Folie verlagerbares Stützelement zum Stützen oder Spannen der Folie aufweist. Es gilt das diesbezüglich bereits Beschriebene.
Das Bildübertragungselement, insbesondere der Druckbild-Zwischenträger, mit den Merkmalen von Anspruch 15 weist einen Halterahmen und eine in dem Halterahmen eingespannte Folie auf und ist speziell zur Verwendung in der zuvor bereits erörterten Vorrichtung ausgestaltet. Bei dem Druckbild-Zwischenträger handelt es sich um ein vorfertigbares und bei der speziell zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichteten Vorrichtung einsetzbares Element, dessen Eigenschaften, insbesondere Dicke und/oder Vorspannung der Folie, individuell an die Anforderungen des jeweiligen zu bedruckenden Objekts beziehungsweise dessen entsprechender Druckfläche anpassbar sind beziehungsweise angepasst werden. Vorzugsweise ist der Halterahmen aus einem Kunststoff, Holz oder Metall gefertigt, wobei die Folie fest in den Halterahmen eingespannt, also unlösbar in beziehungsweise an diesem befestigt, beispielsweise angeschweißt, ist. Vorzugsweise alternativ ist die Folie zerstörungsfrei lösbar in dem Halterahmen gehalten, beispielsweise lösbar verklemmt oder verklipst. Besonders bevorzugt ist der Halterahmen derart ausgebildet, dass er ausschließlich gekrümmte, also keine abgewinkelten, Ecken aufweist, sodass Spannungsspitzen der Folie vermieden werden und diese insofern über den gesamten Umfang des Halterahmens im Wesentlichen gleichmäßig gespannt ist. Insofern weist der Halterahmen bevorzugt einen runden oder ovalen Querschnitt auf. Insbesondere beträgt ein Durchmesser des Halterahmens 100mm bis 300mm.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der vorliegenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines vorteilhaften Verfahrens,
2A bis 2D eine vereinfachte Darstellung einer vorteilhaften Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
3A bis 3D eine vereinfachte Darstellung der Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
4A bis 4D eine vereinfachte Darstellung der Vorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und

In den Figuren sind gleichartige Elemente mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines vorteilhaften Verfahrens zum Bedrucken oder Dekorieren eines Objekts. Der Ablauf des Verfahrens soll im Folgenden beispielhaft mit Bezug auf 2A bis 2D näher erläutert werden. Hierzu zeigen 2A bis 2D in einer vereinfachten Darstellung einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften und speziell zur Durchführung des Verfahrens hergerichteten Vorrichtung 1, jeweils zu verschiedenen Zeitpunkten des Verfahrens.
Die in 2A bis 2D vereinfacht dargestellte Vorrichtung 1 weist einen Druckkopf 2 und ein Bildübertragungselement 3 mit einer Bildübertragungsoberfläche 4 auf. Bei dem Druckkopf 2 handelt es sich vorliegend um einen Digital-Druckkopf 2, der dazu ausgebildet ist, mittels eines Digitaldruckverfahrens in einem einzigen Arbeitsschritt ein mehrfarbiges Druckbild 5 zu erzeugen. Beispielsweise handelt es sich bei dem Digital-Druckkopf 2 um einen Tintenstrahldrucker, der das Druckbild 5 aus einer hochpigmentierten und vorzugsweise mittels LED-, UV- oder Infrarotlicht härtbaren sowie insbesondere kunststoffbasierten Farbe 5` herstellt. Das Bildübertragungselement 3 ist vorliegend vorteilhafterweise als Druckbild-Zwischenträger 6 ausgebildet, welcher einen insbesondere aus Kunststoff oder Metall gefertigten Halterahmen 7 aufweist, in welchem eine die Bildübertragungsoberfläche 4 aufweisende Folie 8 eben gespannt, insbesondere vorgespannt, gehalten ist. Vorzugsweise ist die Folie 8 dabei fest mit dem Halterahmen 7 verbunden, beispielsweise eingeschweißt oder eingeklebt. Optional kann die Folie 8 jedoch auch zerstörungsfrei lösbar in dem Halterahmen 7 gehalten sein, beispielsweise lösbar verklemmt. Der Halterahmen ist vorliegend kantenfrei, insbesondere oval, ausgebildet, das heißt er weist - wenn überhaupt - nur gekrümmte, jedoch keine abgewinkelten Ecken auf, sodass die Folie 8 im Wesentlichen gleichmäßig über den gesamten Umfang des Halterahmens 7 gespannt ist. Die Folie 8 ist vorliegend als Elastomerfolie aus einem dehnbaren und reißfesten Material wie beispielsweise Silikonkautschuk oder Silikonelastomer, insbesondere ELASTOSlL®, oder Latex gefertigt. Die Folie weist dabei vorliegend eine Dicke von maximal 2mm auf und ist in Abhängigkeit des konkreten Anwendungsfalls mit einem Shoregrad von 2 bis 20 Shore in dem Halterahmen 7 gespannt.
Die Vorrichtung 1 weist weiterhin eine vorliegend nur beispielhaft dargestellte Lagervorrichtung 9 auf, die dazu ausgebildet ist, das Bildübertragungselement 3, respektive den Druckbild-Zwischenträger 6, bewegbar und/oder auswechselbar in der Vorrichtung 1 zu lagern. Insofern wird der Druckbild-Zwischenträger 6 bewegbar und/oder austauschbar in der Vorrichtung 1 gelagert. Vorzugsweise ist die Lagervorrichtung 9 zu diesem Zweck als Rastvorrichtung ausgebildet, wobei eine vorliegend nicht gezeigte Rastnase oder eine Rastaufnahme der Lagervorrichtung 9 mit einer vorliegend ebenfalls nicht gezeigten Rastaufnahme oder Rastnase des Druckbild-Zwischenträgers 6, insbesondere dessen Halterahmens 7, zusammenwirkt. Zudem weist die Vorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine insbesondere einstückig mit der Lagervorrichtung 9 ausgebildete Verschwenkeinrichtung 10 auf, mittels welcher der Druckbild-Zwischenträger 6 insbesondere um 180° verschwenkbar ist, wie an späterer Stelle noch näher erläutert wird. Optional kann die Verschwenkeinrichtung 10 jedoch auch weggelassen werden. Die Verschwenkeinrichtung 10 ist vorliegend elektromechanisch, pneumatisch, oder mechanisch ausgebildet.
Das Verfahren beginnt in einem ersten Schritt S1, der in 2A beispielhaft dargestellt ist. Hierbei wird mittels des Digital-Druckkopfes 2 das vorliegend mehrfarbige Druckbild 5 in einem einzigen Arbeitsschritt auf der Bildübertragungsoberfläche 4 des Bildübertragungselements 3 beziehungsweise der Folie 8 des Druckbild-Zwischenträgers 6 erzeugt. Insofern ist zumindest in Schritt S1 der Druckbild-Zwischenträger 6 derart in der Vorrichtung 1 angeordnet beziehungsweise in der Lagervorrichtung 9 gelagert, dass die Bildübertragungsoberfläche 4 dem Digital-Druckkopf 2 zugewandt und eine der Bildübertragungsoberfläche gegenüberliegende Oberfläche 12 der Folie 8 von dem Digital-Druckkopf 2 angewandt ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Druckbild 5 dabei mittels eines Digitaldruckverfahrens erzeugt, wobei der Digital-Druckkopf 2 die das Druckbild 5 bildende hochpigmentierte und insbesondere härtbare Farbe 5' in einem Einphasen- oder Mehrphasendruck auf der Bildübertragungsoberfläche 4 erzeugt. Einzelne Farbtropfen der Farbe 5' werden dabei mit einer jeweiligen Größe beziehungsweise Farbmenge von 1 bis 2 Picoliter pro Pixel aufgebracht. Hierzu wird der Digital-Druckkopf 2 insbesondere mehrfach über die Bildübertragungsoberfläche 4 entlang bewegt, wie in 2A beispielhaft anhand eines ersten Pfeils 11 dargestellt ist. Alternativ kann der Digital-Druckkopf 2 jedoch auch fixiert sein und der Druckbild-Zwischenträger 6 wird entlang des Digital-Druckkopfes 2 bewegt. In diesem Fall ist der Druckbild-Zwischenträger 6 zumindest beweglich in der Lagervorrichtung 9 gelagert. Vorliegend wird das Druckbild 5 dabei vollständig in einem einzigen Arbeitsschritt erzeugt, wobei vorliegend das Aufbringen der Farbe 5` nach unten, also in Richtung der Gravitationskraft, erfolgt, um ein Verstopfen von Düsen des Digital-Druckkopfes 2 zu vermeiden.
Optional wird die Folie 8 während des Aufbringens des Druckbildes 5 auf ihre Bildübertragungsoberfläche 4 durch ein in 2A gestrichelt dargestelltes Stützelement 13 gestützt, insbesondere um eine ausreichende Spannung beziehungsweise Vorspannung der Folie 8 sicherzustellen. Dazu ist das Stützelement 13 in Richtung der der Bildübertragungsoberfläche 4 gegenüberliegenden Oberfläche 12 verlagerbar, wie in 2A anhand eines gestrichelten zweiten Pfeils 14 dargestellt ist.
Nach der Erzeugung des Druckbildes 5 auf der Bildübertragungsoberfläche 4 wird das Druckbild 5 in einem Zwischenschritt S1.1 einer Strahlungsbehandlung unterzogen, wodurch die Farbe 5' angeliert und dadurch die Viskosität des Druckbildes 5 gesteigert wird. Hierdurch wird auf vorteilhafte Weise insbesondere ein Verlaufen der Farbe 5' und damit eine Qualitätsverschlechterung des Druckbildes 5 vermieden. Im Rahmen der Strahlungsbehandlung wird die härtbare Farbe 5' mittels einer Strahlungsquelle, beispielsweise zumindest einer Microwellen, LED- oder UV-Lampe pulsartig mit einer Bestrahlungsdauer im Nanosekundenbreich bestrahlt. Die Parameter der Strahlungsbehandlung werden dabei individuell in Abhängig des jeweiligen Anwendungsfalls, also insbesondere in Abhängigkeit der gewählten Farbe 5`, der Größe des Druckbildes 5 und/oder den Eigenschaften der Folie 8, gewählt. Die Auswahl beziehungsweise Einstellung der Parameter erfolgt dabei derart, dass ein problemloser Abriss der einzelnen Farbtröpfchen, also des Druckbildes 5, von der Bildübertragungsoberfläche 4 gewährleistet ist.
2B zeigt beispielhaft eine vereinfachte Darstellung der Vorrichtung 1 während eines nächsten Schritts S2. In Schritt S2 wird der Druckbild-Zwischenträger 6 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels der Verschwenkeinrichtung 10 um vorzugsweise 180° verschwenkt, wie in 2B beispielhaft anhand von dritten Pfeilen 15 dargestellt ist, und dadurch von dem Digital-Druckkopf 2 abgewandt. Anschließend wird mittels einer an späterer Stelle noch näher erläuterten Andrückvorrichtung 16 der Vorrichtung 1 die der Bildübertragungsoberfläche 4 gegenüberliegende Oberfläche 12 der Folie 8 mit einem voreingestellten Andrückdruck 17 beaufschlagt. Die Beaufschlagung erfolgt dabei räumlich betrachtet nach unten, also in Richtung der Gravitationskraft. Wie in 2C gezeigt ist, dient diese Beaufschlagung dazu, in einem weiteren Schritt S3 die aufgrund des Verschwenkens nunmehr einer Druckfläche 18 eines zu bedruckenden Objekts 19 zugewandte Bildübertragungsoberfläche 4 an die Druckfläche 18 anzudrücken und dadurch das Druckbild 5 auf die Druckfläche 18 beziehungsweise das Objekt 19 zu übertragen. Wie in 2C gut zu erkennen ist, wird während des Andrückens eine Oberfläche der Andrückvorrichtung zumindest bereichsweise derart verformt, dass sie komplementär zu der Druckfläche ist, sich also gleichmäßig an die Druckfläche anschmiegt. Dadurch wird die Folie 8 gleichmäßig mit dem Andrückdruck 17 beaufschlagt. Die Lagervorrichtung 9 und/oder die Verschwenkeinrichtung 10 sind derart ausgebildet, dass sie während des Verschwenkens eine präzise Fixierung beziehungsweise Justierung des Druckbild-Zwischenträgers 6, insbesondere mit einer Genauigkeit von mindesten 1µm, gewährleisten, um eine exakte Übertragung des Druckbildes 5 auf die Druckfläche 18 sicherzustellen. Die Einstellung des Andrückdrucks 17, also insbesondere die Auswahl der Größenordnung und/oder Dauer der Beaufschlagung, erfolgt dabei in Abhängigkeit der jeweiligen Eigenschaften der Folie 8, Farbe 5' und/oder der Druckfläche 18 beziehungsweise des Objekts 19. Optional wird das Objekt 19, insbesondere die Druckfläche 18, vor dem Andrücken, also insbesondere vor Schritt S2 oder S3, vorbehandelt, vorzugsweise gereinigt und/oder elektrostatisch entladen, um eine optimale Übertragung des Druckbildes 5 beziehungsweise der Farbe 5` zu gewährleisten. Beispielsweise wird die Druckfläche 18 dazu mit einem lonisationsluftstrahl beaufschlagt, um die Druckfläche 18 zu entladen. Daraufhin wird in einem letzten Schritt S4, der in 2D gezeigt ist, das fertig bedruckte Objekt 19 erhalten, das insofern auf seiner Druckfläche 18 das Druckbild 5 aufweist. Vorliegend ist die Druckfläche 18 aus Kunststoff gebildet, es handelt sich also um eine Kunststoffoberfläche. Jedoch sind auch andersartige Druckflächen 18 durch das vorstehend beschriebene Verfahren auf vorteilhafte Weise bedruckbar.
Die Verwendung des Druckbild-Zwischenträgers 6 gewährleistet dabei insbesondere durch die Folie 8 eine optimale Anpassung an die Oberflächengeometrie der Druckfläche 18, um eine passgenaue Übertragung des Druckbildes 5 und damit ein qualitativ hochwertiges Bedrucken des Objekts 19 sicherzustellen. Da der Druckbild-Zwischenträger 6 austauschbar ist, ist bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren beziehungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung 1 weiterhin eine hohe Flexibilität hinsichtlich Anpassungen an die jeweiligen Druckanforderungen des zu bedruckenden Objekts 19 gewährleistet. Insofern können die Druckeigenschaften des Verfahrens beziehungsweise der Vorrichtung 1 durch einen einfach durchführbaren Austausch des Druckbild-Zwischenträgers 6 individuell auf das zu bedruckende Objekt 19 abgestimmt werden, wobei die Eigenschaften des Druckbild-Zwischenträgers 6, also insbesondere die Materialeigenschaften der Folie 8 und oder deren Vorspannungsgrad, ebenfalls individuell anpassbar sind beziehungsweise angepasst werden.
Wie in 2C und 2D zu erkennen ist, ist das zu bedruckende Objekt 19 beispielhaft kugelförmig dargestellt, sodass die Druckfläche 18 konvex ausgebildet ist. Hierbei handelt es sich jedoch nur um ein Beispiel zur Verdeutlichung der Erfindung. Selbstverständlich ist mit dem vorliegenden vorteilhaften Verfahren beziehungsweise der vorteilhaften Vorrichtung 1 auch eine konkav ausgebildete oder eine andersartige Oberflächengeometrie aufweisende Druckfläche 18 mit dem Druckbild 5 bedruckbar. Insofern ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Bedrucken konvexer Druckflächen 18 beschränkt.
Optional kann in Schritt S2 auf das Verschwenken des Druckbild-Zwischenträgers 6 verzichtet werden. Um in diesem Fall die Bildübertragungsoberfläche 4 von dem Digital-Druckkopf 2 abzuwenden beziehungsweise die Bildübertragungsoberfläche 4 der Druckfläche 18 zuzuwenden, kann beispielsweise der Digital-Druckkopf 2 wegbewegt und dafür das Objekt 19 an der vorherigen Position des Digital-Druckkopfes 2 angeordnet werden. Auch ist denkbar, den Druckbild-Zwischenträger 6 ohne Verschwenken zu dem Objekt 19 zu rotieren
Gemäß dem in 2A bis 2D gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 weist die Andrückvorrichtung 16 einen in Richtung der Folie 8 verlagerbaren Andrückkopf 20 auf. Die Vorrichtung 1 weist entsprechend vorliegend nicht gezeigte Verlagermittel auf, die die Verlagerung des Andrückkopfes 20 ermöglichen, wobei insbesondere mittels der Verlagermittel auch der Andrückkdruck 17 einstellbar ist. Der Andrückkopf 20 ist zumindest teilweise aus einem Elastomermaterial, insbesondere Gelatine, feingranularer Schaumstoff oder Silikon, gefertigt und damit zumindest teilweise elastisch verformbar ausgebildet. Vorliegend ist der Andrückkopf 20 vollständig aus dem Elastomermaterial gefertigt. Alternativ kann der Andrückkopf 20 beispielsweise auch einen unverformbaren, insbesondere aus Metall oder Hartkunststoff gefertigten, Kern aufweisen, der von dem Elastomermaterial ummantelt ist. Der Andrückkopf 20 weist insofern in jedem Fall außenseitig eine elastisch verformbare Andrückfläche 21 auf, die der Folie 8 beziehungsweise der Oberfläche 12 zuordenbar beziehungsweise zugeordnet ist. Vorliegend ist die Andrückfläche 21 in einem Ausgangszustand konvex ausgebildet, kann jedoch auch eine andersartige Oberflächengeometrie aufweisen. Wie zuvor bereits erwähnt, wird die Folie 8 beziehungsweise die Bildübertragungsoberfläche 4 mittels der Andrückvorrichtung 16, vorliegend des Andrückkopfes 20, an die Druckfläche 18 zur Übertragung des Druckbildes 5 angedrückt. Wie diesbezüglich insbesondere in 2C gut zu erkennen ist, schmiegt sich dabei der Andrückkopf beziehungsweise dessen Andrückfläche 21 unter Zwischenschaltung der Folie 8 mit fortlaufendem Andrücken kontinuierlich an die Druckfläche 18 an, sodass sie zumindest bereichsweise komplementär zu der Druckfläche 18 ist. Insofern passt sich der Andrückkopf 20 beziehungsweise die elastisch verformbare Andrückfläche 21 während des Andrückens optimal an die Oberflächengeometrie der Druckfläche 18 an. Dies gewährleistet insbesondere in Verbindung mit der flexiblen Folie 8 auf vorteilhafte Weise ein passgenaues Andrücken der Bildübertragungsoberfläche 4 an die Druckfläche 18, wodurch der Anpressruck 17 gleichmäßig auf die Druckfläche 18 verteilt wird beziehungsweise auf diese einwirkt. Dadurch wird das Druckbild 5 im Wesentlichen ohne Qualitätsverluste übertragen und ein qualitativ hochwertiges Bedrucken des Objekts 19 sichergestellt. Dabei wird die Folie 8 insbesondere durch die im Ausgangszustand konvexe Ausbildung der Andrückfläche 21 Im Wesentlichen punktuell, also von einem Ausgangspunkt ausgehend, mit dem Andrückdruck 17 beaufschlagt, sodass im Verlauf des Andrückens Verwerfungen oder Falten der Folie 8 und/oder Lufteinschlüsse zwischen der Bildübertragungsoberfläche 4 und der Druckfläche 18, die die Qualität des Druckbildes 5 negativ beeinträchtigen können, im Wesentlichen vermieden werden.
3A bis 3D zeigen den vorstehend beschriebenen Ablauf des Verfahrens anhand eines zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 1. Gleiche Elemente sind insofern mit denselben Bezugszeichen beziffert, bezüglich welcher auf das vorstehend Beschriebene verwiesen wird. Im Folgenden sollen daher nur noch die Unterschiede näher erläutert werden.
Das zweite, in den 3A bis 3D gezeigte, Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 unterscheidet sich von dem zuvor anhand der 2A bis 2D beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Andrückvorrichtung 16 als in Richtung der Oberfläche 12 verlagerbarer und mit einem Fluid, insbesondere Druckluft oder eine Flüssigkeit, befüllter Ballon 22 ausgebildet ist. Der Ballon 22 ist elastisch verformbar beziehungsweise dehnbar ausgebildet und vorzugsweise aus Silikon oder Latex mit einer maximalen Wandstärke von 1mm gefertigt. Analog zu dem Andrückkopf 20 ist der Ballon 22 mittels nicht gezeigter Verlagermittel zu der Oberfläche 12 verlagerbar, wie beispielsweise in 3B gezeigt ist. Vorliegend ist der Ballon 22 geschlossen ausgebildet und insofern stets mit einer konstanten Menge an Fluid befüllt. Alternativ kann der Ballon 22 jedoch auch ein Ventil aufweisen, mittels welchem er mit dem Fluid befüllbar ist beziehungsweise mittels welchem das Fluid aus dem Ballon entnehmbar ist. In diesem Fall weist die Vorrichtung eine vorliegend nicht gezeigte Fördereinrichtung, beispielsweise Pneumatiksteuerung, zum Fördern des Fluids auf, wobei insbesondere durch die geförderte Menge an Fluid die Verlagerung des Ballons 22 und/oder der Andrückdruck 17 steuerbar ist.
Der Ablauf des Verfahrens ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen identisch zu dem ersten Ausführungsbeispiel. Wie insbesondere in 3B und 3C zu erkennen ist, schmiegt sich der Ballon 22 aufgrund des durch das Fluid bewirkten Innendrucks ähnlich zu dem Andrückkopf 20 von einem Ausgangspunkt ausgehend mit fortlaufendem Andrücken kontinuierlich unter Zwischenschaltung der Folie 8 an die Oberflächengeometrie der Druckfläche 18 an, sodass das Druckbild 5 optimal und im Wesentlichen ohne Lufteinschlüsse zwischen der Bildübertragungsoberfläche 4 und der Druckfläche 18 auf die Druckfläche 18 übertragen wird. Die Ausbildung der Andrückvorrichtung 16 als Ballon 22 bietet dabei den Vorteil, dass es sich um eine besonders kostengünstig herstellbare Ausführungsform der Andrückvorrichtung 16 handelt. Zudem ist bei einer Ausbildung des Ballons 22 als mittels der Fördereinrichtung befüllbarer Ballon 22 der Andrückdruck 17 auf einfache Weise durch die Menge an gefördertem Fluid einstellbar.
4A bis 4D zeigen den Ablauf des Verfahrens anhand eines dritten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 1. Gleiche Elemente sind insofern mit denselben Bezugszeichen beziffert, bezüglich welcher auf das vorstehend beschriebene verwiesen wird. Im Folgenden sollen daher nur noch die Unterschiede näher erläutert werden.
Das dritte, in den 4A bis 4D gezeigte, Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 unterscheidet sich von den vorherigen beiden Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Andrückvorrichtung 16 als eine mit Druckluft befüllbare und von der Folie 8 mitgebildete oder begrenzte Druckluftkammer 23 ausgebildet ist. Die Druckluftkammer 23 weist einen vorliegend wannenförmig ausgebildeten Grundkörper 24 auf. Zumindest zwei Seitenwände 25 des Grundkörpers 24 weisen dabei jeweils eine als Öffnung ausgebildete Aufnahme 26 auf, in welchen der Halterahmen 7 des Druckbild-Zwischenträgers 6 lösbar befestigt, vorzugsweise verrastet, ist. Insofern bilden bei dem vorliegenden dritten Ausführungsbeispiel die Aufnahmen 26 die Lagervorrichtung 9, welche in diesem Fall einstückig mit der Andrückvorrichtung 16, vorliegend der Druckluftkammer 23, ausgebildet ist. Wie insbesondere in dem in 4A dargestellten Querschnitt der Vorrichtung 1 zu erkennen ist, ist der Druckbild-Zwischenträger 6 dadurch derart in den Grundkörper 24 eingesteckt, dass die Folie 8 die offene Seite des wannenförmigen Grundkörpers 24 dichtend abschließt. Insofern wird die Druckluftkammer 23 vorliegend durch die Folie 8 mitgebildet, welche dichtend in der Art eines Deckels auf den Grundkörper 24 aufgelegt ist.
Die Druckluftkammer 23 beziehungsweise deren Grundkörper 24 weist in einer Bodenwand 27 eine Öffnung 28 auf, die einen Ein- und Auslass für die Druckluft, mit welcher die Druckluftkammer 23 befüllbar ist, bildet. Vorzugsweise ist dabei an beziehungsweise in der Öffnung 28 ein vorliegend nicht gezeigtes Ventil angeordnet, beispielsweise um einen Druckabfall durch einen unkontrollierten Abfluss der Druckluft zu vermeiden. Zum Fördern der Druckluft in und aus der Druckluftkammer 23 weist die Vorrichtung 1 eine vorliegend nicht gezeigte Fördereinrichtung auf, die fluidtechnisch mit der Öffnung 28 verbunden ist und dazu dient, den Zu- und Abfluss der Druckluft zu steuern und dadurch den Andrückdruck 17 einzustellen.
Der Ablauf des Verfahrens ist auch bei dem vorliegenden dritten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen identisch zu den beiden vorherigen Ausführungsbeispielen. In den Schritten S2 und S3 wird, wie beispielsweise in 4B und 4C dargestellt ist, zur Erzeugung des Andrückdrucks 17 beziehungsweise zur Beaufschlagung der Folie 8 mit dem Andrückdruck 17 die Druckluft durch die Öffnung 28 ins Innere der Druckluftkammer 23 gefördert. Durch den gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Innendruck der Druckluftkammer 23 wölbt sich die flexible, die Druckluftkammer 23 mitbildende Folie 8 nach außen und wird dadurch in Schritt S3 mit ihrer Bildübertragungsoberfläche 4 an die Druckfläche 18 angedrückt, wie in 4C dargestellt ist. Die Druckluftkammer 23 bietet dabei insbesondere den Vorteil, dass sich der Andrückdruck 17 besonders gleichmäßigt über die Oberfläche 12 verteilt, wodurch Faltenbildung der Folie 8 und/oder Lufteinschlüsse besonders vorteilhaft vermieden werden. Zudem ist der Andrückdruck 17 bei diesem Ausführungsbeispiel besonders präzise steuerbar, sodass eine die Folie 8 und/oder die Druckfläche 18 besonders schonende Übertragung des Druckbildes 5 ermöglicht ist.
Alternativ dazu, dass die Folie 8 die Druckluftkammer 23 mitbildet, kann bei dem dritten Ausführungsbeispiel auch vorgesehen sein, dass die Folie 8 die Druckluftkammer 23 nur begrenzt. In diesem Fall ist der Grundkörper 23 geschlossen ausgebildet, wobei er anstatt der zuvor erwähnten offenen Seite eine der Folie 8 zuordenbare flexible Wand 29 aufweist, die in den 4A bis 4C anhand von gestrichelten Linien angedeutet ist. In diesem Fall ist die Folie 8 auf die flexible Wand 29 außenseitig aufgelegt. Wird die Druckluftkammer 23 zur Beaufschlagung der Folie 8 beziehungsweise deren Oberfläche 12 mit dem Andrückdruck 17 mit Druckluft befüllt, so wölbt sich die flexible Wand 29 nach außen, wobei sich die aufgelegte Folie 8 entsprechend ebenfalls mit wölbt. Insofern ist in diesem Fall in Schritt S3 die Folie 8 zwischen der den Andrückdruck 17 ausübenden flexiblen Wand 29 und der Druckfläche 18 zwischengeschaltet. Da die Folie 8, wie zuvor bereits mehrfach erwähnt, jedoch gespannt ist und insofern eine gewisse Eigenspannung aufweist, wird die flexible Wand 29 von der Folie 8 in ihrer Auswölbung begrenzt.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Druckkopf, Digital-Druckkopf
3: Bildübertragungselement
4: Bildübertragungsoberfläche
5: Druckbild
5`: Farbe
6: Druckbild-Zwischenträger
7: Halterahmen
8: Folie
9: Lagervorrichtung
10: Verschwenkeinrichtung
11: Erster Pfeil
12: Gegenüberliegende Oberfläche
13: Stützelement
14: Zweiter Pfeil
15: Dritter Pfeil
16: Andrückvorrichtung
17: Andrückdruck
18: Druckfläche
19: Objekt
20: Andrückkopf
21: Andrückfläche
22: Ballon
23: Druckluftkammer
24: Grundkörper
25: Seitenwände
26: Aufnahme
27: Bodenwand
28: Öffnung
29: Flexible Wand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8800439 B2 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 868 [0012]
DIN ISO 7619-1 [0012]

Claims

Verfahren zum Bedrucken oder Dekorieren eines Objekts (19), welches zumindest eine unebene, insbesondere konvex oder konkav geformte, Druckfläche (18) aufweist, die mit zumindest einem Druckbild (5) bedruckt wird, wobei zum Bedrucken der Druckfläche (18) das Druckbild (5) mittels zumindest eines Druckkopfes (2) auf einer Bildübertragungsoberfläche (4) eines Bildübertragungselements (3) erzeugt und anschließend das Druckbild (5) durch ein Andrücken der Bildübertragungsoberfläche (4) an die Druckfläche (18) auf die Druckfläche (18) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Bildübertragungselement (3) ein auswechselbarer Druckbild-Zwischenträger (6) mit einem Halterahmen (7) und mit einer in dem Halterahmen (7) eben gespannt, insbesondere vorgespannt, gehaltenen und die Bildübertragungsoberfläche (4) aufweisenden Folie (8), insbesondere Elastomerfolie, verwendet wird, und dass das Andrücken der Bildübertragungsoberfläche (4) mittels zumindest einer verlagerbaren, insbesondere elastisch verformbaren oder mit einem Fluid, insbesondere Druckluft, befüllbaren, Andrückvorrichtung (16) durchgeführt wird, wobei durch die Andrückvorrichtung (16) eine der Bildübertragungsoberfläche (4) gegenüberliegende Oberfläche (12) der Folie (8) mit einem voreingestellten Andrückdruck (17) beaufschlagt wird, um die Bildübertragungsoberfläche (4) an die Druckfläche (18) anzudrücken und dadurch das Druckbild (5) von der Bildübertragungsoberfläche (4) auf die Druckfläche (5) zu übertragen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckkopf (2) ein Digital-Druckkopf (2) verwendet wird, und dass das Druckbild (5) mittels des Digital-Druckkopfes (2) durch ein Digitaldruckverfahren, insbesondere Inkjet-Verfahren, erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Andrücken das Druckbild (5) einer Strahlungsbehandlung zur Steigerung der Viskosität des Druckbildes (5) unterzogen wird, und dass für das Druckbild (5) eine hochpigmentierte, insbesondere mittels LED-, UV- oder Infrarotlicht härtbare Farbe (5`) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbild-Zwischenträger (6) vor dem Andrücken mittels einer Verschwenkeinrichtung (10), insbesondere um 180°, verschwenkt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Folie (8), insbesondere Elastomerfolie, ein dehnbares und reisfestes Material, insbesondere Silikonelastomer oder Silikonkautschuk, insbesondere ELASTOSILO, oder Latex, verwendet wird, wobei die Folie (8) mit einem Shoregrad in einem Bereich von 2 bis 20 Shore in dem Halterahmen (7) gespannt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Andrückvorrichtung (16) ein zumindest teilweise aus einem Elastomermaterial, insbesondere Gelatine oder Silikon, gebildeter und in Richtung der Folie verlagerbarer Andrückkopf (20) mit einer elastisch verformbaren, insbesondere in einem Ausgangszustand konvex ausgebildeten, Andrückfläche (21) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Andrückvorrichtung (16) ein mit einem Fluid, insbesondere Druckluft, befüllbarer oder befüllter Ballon (22) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Andrückvorrichtung (16) eine mit Druckluft befüllbare und von der Folie (8) begrenzte oder mitgebildete Druckluftkammer (23) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbild-Zwischenträger (6) in einer Lagervorrichtung (9) bewegbar und/oder auswechselbar gelagert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erzeugung des Druckbildes (5) auf der Bildübertragungsoberfläche (4) die Folie (5) durch ein in Richtung der der Bildübertragungsoberfläche (4) gegenüberliegende Oberfläche (12) verlagerbares Stützelement (13) gestützt und dadurch, insbesondere mit einer vordefinierten Oberflächenspannung, gespannt, insbesondere vorgespannt, wird.
Vorrichtung (1) zum Bedrucken oder Dekorieren eines Objekts (19), die zumindest einen Druckkopf (2) und zumindest ein Bildübertragungselement (3) aufweist, wobei mittels des Druckkopfes (2) ein Druckbild (5) auf einer Bildübertragungsoberfläche (4) des Bildübertragungselements (3) erzeugbar und das auf der Bildübertragungsoberfläche (4) erzeugte Druckbild (5) durch ein Andrücken der Bildübertragungsoberfläche (4) auf eine unebene, insbesondere konvex oder konkav geformte, Druckfläche (18) des Objekts (19) auf die Druckfläche (18) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) speziell dazu hergerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildübertragungselement (3) als auswechselbar gelagerter Druckbild-Zwischenträger (6) mit einem Halterahmen (7) und mit einer in dem Halterahmen (7) eben gespannt, insbesondere vorgespannt, gehaltenen Folie (8), insbesondere Elastomerfolie, ausgebildet ist, und dass die Vorrichtung (1) eine, insbesondere elastisch verformbar oder mit einem Fluid, insbesondere Druckluft, befüllbar ausgebildete, Andrückvorrichtung (16) zum Andrücken der Folie und/oder eine insbesondere einstückig mit der Andrückvorrichtung (16) ausgebildete Lagervorrichtung (9) zum bewegbaren und/oder auswechselbaren Lagern des Druckbild-Zwischenträgers (6), aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Verschwenkeinrichtung (10) zum Verschwenken der Folie (8) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ein in Richtung der Folie (8) verlagerbares Stützelement (13) zum Stützen und/oder Spannen der Folie (8) aufweist.
Bildübertragungselement (3), insbesondere Druckbild-Zwischenträger (6), für die Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, aufweisend einen Halterahmen (7) und eine in dem Halterahmen (7) eingespannte Folie (8), insbesondere Elastomerfolie.