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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines farbstabilen bzw. farbbeständigen Bildes in einer Oberfläche eines Gebrauchsgegenstandes. Bei dem Gebrauchsgegenstand, insbesondere Sanitärgegenstand, kann es sich um eine Duschtasse, eine Badewanne, ein Waschbecken, einen Toilettendecke, einen Sitzring, ein Boden- oder Wandpaneel, eine Schürze für Badewannen, ein Badezimmermöbel oder einen Haushaltsgegenstand, wie beispielsweise einen Stuhl, einen Tisch, ein Möbel, beispielsweise ein Sofa, insbesondere aus bzw. mit einem zumindest teilweise polymerisierten Kunststoffmaterial bzw. Polymerwerkstoff handeln.
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Sanitärgegenstände sollen an ihrer Oberfläche optisch ausgestaltet werden, beispielsweise aus Gründen der Sichtbarkeit im peripheren Blickfeld und/oder der Anpassung an die Umgebung. Hierzu ist es bekannt, Sanitärgegenstände insbesondere mit einem Bild, einer Beschriftung, einem Dekor und/oder einer Bedruckung zu versehen und/oder zu bedrucken. Typischerweise werden Sanitärgegenstände an oberflächennahen Schichten bzw. an und/oder in der Oberfläche bedruckt.
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Typischerweise verblasst die optische Ausgestaltung an der Oberfläche bzw. ein Bild, eine Beschriftung, ein Dekor und/oder eine Bedruckung, auf einem Gebrauchsgegenstand mit der Zeit. Das kann durch Reinigung, UV-Strahlung, Begehung, Anfassen, insbesondere chemische Alterungseffekte oder sonstige Umwelteinflüsse geschehen.
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Nach dem Stand der Technik kann ein Bild an der Oberfläche eines Sanitärgegenstandes mit einer transparenten Lackschicht hinsichtlich seiner Farbbeständigkeit und/oder gegen ein Verblassen geschützt werden. Doch das Aufbringen einer Lackschicht ist aufwendig und kann ebenfalls zu schlechten Ergebnissen hinsichtlich der Farbbeständigkeit führen, wenn die Lackschicht beschädigt werden sollte.
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Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Bildes in bzw. an einer Oberfläche eines Sanitärgegenstandes anzugeben, bei dem das Bild für eine möglichst lange Zeit nach der Herstellung farbstabil und gegen ein Verblassen geschützt ist. Ferner soll das Verfahren wirtschaftlich einsetzbar sein.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung eines farbstabilen bzw. farbbeständigen Bildes in einer Oberfläche eines Gebrauchsgegenstandes, insbesondere Sanitärgegenstand, wie beispielsweise Duschtasse, Badewanne, Waschbecken, Toilettendeckel, Sitzring, Boden- oder Wandpaneel, Schürze für Badewannen, Badezimmermöbel oder Haushaltsgegenstand, wie beispielsweise Stuhl, Tisch, Möbel, beispielsweise Sofa, wobei das Verfahren vorschlagsgemäß folgende Schritte umfasst, insbesondere wobei eine Reihenfolge der Schritte nachfolgend beispielhaft angegeben ist.
- - Bereitstellen der Oberfläche, wobei die Oberfläche einen Polymerwerkstoff, insbesondere Mineralguss, aufweist oder aus einem solchen Werkstoff gebildet ist, wobei der Polymerwerkstoff wenigstens ein Polymer und einen Füllstoff aufweist, und wobei der Füllstoff Siliziumdioxid aufweist.
- - Bereitstellen eines Farbstoffs für das herzustellende Bild;
- - Zusammenführen von Oberfläche und Farbstoff; und
- - Erhitzen des Farbstoffs, wobei der Farbstoff durch eine Sublimation in die Oberfläche diffundiert und das Bild ausgebildet wird.
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Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass eine wenigstens den Füllstoff Siliziumdioxid und ein zunächst beliebiges Polymer aufweisende Oberfläche eines Polymerwerkstoffs mittels einer Technik bedruckt wird, bei der der Farbstoff durch erhöhte Temperatur sublimiert und in die Oberfläche insbesondere zumindest teilweise, im Wesentlichen oder ausschließlich mittels Diffusion eingebracht werden kann. Diese Technik beruht also besonders bevorzugt auf dem Prinzip der Sublimation bzw. auf dem sogenannten Sublimationsdruck. Es hat sich insbesondere herausgestellt, dass ein Sublimationsdruck dank des Polymerwerkstoffs besonders gut an der Oberfläche haftet, besonders weil eine dem Polymerwerkstoff mit dem Füllstoff mit Siliziumdioxid meist inhärente Porosität für eine gute Diffusion des Farbstoffs in die Poren der Oberfläche sorgt, besonders bei erhöhten Temperaturen. Die vorgeschlagenen Füllstoffe sorgen für eine erhöhte Porosität insbesondere des Polymerwerkstoffs bei erhöhten Temperaturen bzw. bei dem Erhitzen, und somit kann eine Diffusionsfähigkeit bzw. Absorptionsfähigkeit für Farbstoff bzw. Farbe verbessert werden. Das Bild kann sich auf eine gewisse Tiefe der Oberfläche erstrecken und dadurch beständig gegen Verblassen sein. Aber außerdem ist es ein überraschender Effekt, dass der Polymerwerkstoff nun dank Siliziumdioxides eine höhere Verschleißbeständigkeit aufweist, wodurch inhärent auch das Bild beständiger gegen ein Verblassen ist, also farbstabiler bzw. farbbeständiger ist, weil die Oberfläche mit dem Bild weniger stark abnutzt bzw. verschleißt und der Farbstoff länger vorhält.
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Die Oberfläche weist den Polymerwerkstoff auf und/oder ist daraus gebildet. Die Oberfläche bzw. der Polymerwerkstoff kann auf einer sich vom Polymerwerkstoff unterscheidenden Materialkomponente des Sanitärgegenstands angeordnet sein. Bevorzugt ist der Polymerwerkstoff ein Gusswerkstoff und/oder ein Mineralguss, das heißt ein Gusswerkstoff aufweisend Mineralien. Ein Gusswerkstoff kann, z.B. im Gegensatz zu einem Umformwerkstoff bzw. umgeformten Werkstoff, vorteilhaft sehr anpassungsfähig in Form gebracht werden. Der Polymerwerkstoff weist zwei Wesentliche Komponenten auf, und zwar ein Polymer bzw. Kunststoff und einen Füllstoff mit bzw. aus Siliziumdioxid (SiOz) bzw. auf Siliziumdioxid-Basis. Selbstverständlich können auch zwei, drei oder mehr unterschiedliche Polymere und/oder Füllstoffe verwendet werden. Beim Bereitstellen der Oberfläche kann beispielsweise ein Gussverfahren verwendet werden, vorzugsweise das sich zum Herstellen von Mineralguss und/oder von Sanitärgegenständen eignet.
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Wenn der Farbstoff für das herzustellende Bild bereitgestellt wird, kann der Farbstoff lose und/oder auf einem Farbstoffträger angeordnet sein. Beispielsweise kann der insbesondere zumindest im Wesentlichen ebene Farbstoffträger den Farbstoff in einer Anordnung tragen, die einem Negativ des herzustellenden Bildes entspricht. Der Farbstoffträger kann also den Farbstoff auf einer Seite tragen, die zur Oberfläche gerichtet angeordnet werden kann bzw. während des Verfahrens anzuordnen sein kann. Der Farbstoff kann dem Farbstoffträger zumindest einseitig insbesondere leicht anhaften (insbesondere bedeutet „leicht“ mit geringerem Haftungsvermögen bzw. geringerer Haftungskraft als am Gebrauchsgegenstand nach einer Herstellung bzw. nach einem Druck eines Bildes) anhaften, bevorzugt so dass der Farbstoff auf dem Farbstoffträger in seiner Anordnung bis zum späteren Erhitzen, insbesondere der Sublimation, und/oder während einer Handhabung verweilt. Der Farbstoff kann einfarbige oder mehrfarbige Farbstoffpartikel aufweisen, z.B. um kostengünstige monochrome oder ansehnliche bunte Bilder schaffen zu können.
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Wenn die Oberfläche und der Farbstoff zusammengeführt werden, können der Farbstoff und die Oberfläche in Kontakt treten. Insbesondere kann der Farbstoff und/oder ein bzw. der Farbstoffträger flächig an der Oberfläche anliegen. So wird ein homogenes Bild erreicht.
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Beim Erhitzen des Farbstoffs kann das Bild insbesondere in bzw. an der Oberfläche ausgebildet werden. Beim Erhitzen kann der Farbstoff durch eine Sublimation in die Oberfläche eingebracht werden. Das bedeutet beispielsweise, dass der ursprünglich feste Farbstoff unmittelbar in eine Gasphase übergeht, insbesondere wenn der Farbstoff in Oberflächennähe vorliegt und/oder in die Oberfläche eindringt. Der Farbstoff kann insbesondere basierend auf der Sublimation in die Oberfläche diffundieren bzw. eindiffundieren bzw. eindringen. Dabei kann das Bild ausgebildet werden, insbesondere gedruckt und/oder auf, an und/oder in der bzw. die Oberfläche eingebracht werden.
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Unter Erhitzen ist ein Erhöhen der Temperatur zu verstehen, die oberhalb von der Umgebungstemperatur liegt, bevorzugt oberhalb von 140, 150, 160 oder 165 °C. Eine höhere Temperatur kann die Farbbeständigkeit des Bildes dadurch erhöhen, dass das Bild tiefer in die Oberfläche eingebracht wird und/oder dass der Farbstoff eine bessere Verbindung mit dem Polymerwerkstoff aufbaut.
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Das Bild kann sich über mehr als 1, 50, 150 oder 200 Mikrometer Tiefe in der obersten Schicht der Oberfläche erstrecken. Der Farbstoff kann über eine Farbstoffschichtdicke, bevorzugt vor dem Erhitzen und/oder auf einem Farbstoffträger, von wenigstens 1, 50, 150 oder 200 Mikrometer Dicke verfügend bereitgestellt werden.
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Der Polymerwerkstoff weist als ein bzw. das wenigstens eine Polymer wenigstens einen Kunststoff auf. Beispielsweise sind Thermoplaste und/oder Duroplaste sinnvoll. Bevorzugt kann ein Kunstharz als das Polymer verwendet werden. Acryl bzw. Acrylharz führt als das Polymer zu besonders guter Farbbeständigkeit des Bildes bei ebenso guter oder sogar verbesserter Festigkeit des Polymerwerkstoffs.
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Bevorzugt bildet das Polymer (bzw. bilden die Polymere) eine Matrix mit darin eingebetteten Füllstoffen. Der Polymerwerkstoff ist bevorzugt elektrisch nichtleitend und/oder unmagnetisch bzw. unmagnetisierbar. Der Polymerkwerkstoff weist bevorzugt keine metallischen Anteile auf, alternativ weist der Polymerwerkstoff metallische Anteile auf.
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Die Erfindung ist allgemein auf im Wesentlichen flächige oder großflächige bzw. solche Oberflächen aufweisende Gegenstände anwendbar, die sich für Bilder eignen. Die Gegenstände bzw. die Oberflächen können, müssen aber nicht eben sein. Konturierte Gegenstände bzw. Oberflächen von Gegenständen sind ebenfalls geeignet.
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Die Art der Bilder ist nicht eingeschränkt. Es können bspw. abstrakte monochrome oder Graustufen enthaltende oder farbige bzw. ein- oder mehrfarbige Geometrien oder bildlich dargestellte Texturen als Bilder oder gegenständliche Bilder verwendet werden; auch beliebige Kombinationen daraus sind denkbar. Es können ein oder mehrere Bilder, insbesondere nebeneinander und/oder aufeinander, aufgebracht werden. Unter „Bild“ kann auch „Aufdruck“, „Darstellung“ oder „optische Ausgestaltung“ verstanden werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform basiert das Siliziumdioxid des Füllstoffs auf einer oder mehrerer der nachfolgenden Substanzen bzw. weist eine oder mehrere von diesen Substanzen auf: Cristobalit (auch genannt: Cristobalite), Quarz, eine andere Siliziumdioxid-Modifikation. Es können also Mischungen der vorgenannten Substanzen im bzw. als Füllstoff vorgesehen sein. Hierdurch wird der erfindungsgemäße Effekt noch weiter verbessert, dass der Farbstoff in die Oberfläche bzw. in den Werkstoff des Sanitärgegenstandes selbst eindringt. Denn es hat sich herausgestellt, dass gerade Cristobalit und Quarz hervorragende Eigenschaften für das erfindungsgemäße Verfahren aufweisen. So kann ein besonders farbstabiles bzw. farbbeständiges Bild erzeugt werden.
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Bevorzugt weist ein bevorzugt verwendeter Cristobalit einen tetragonalen α-Cristobalit und/oder einen kubischen β-Cristobalit auf oder besteht daraus.
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Zu einer erhöhten Verschleißfestigkeit der Oberfläche führt es, wenn der Füllstoff eine Härte von wenigstens 5, insbesondere wenigstens 6 oder 7, auf der Mohs'schen Härteskala aufweist. Je höher die Mohs'sche Härte bzw. Mohshärte ist, zumindest aber wenn Sie wenigstens 5, 6, 7 oder mehr beträgt, desto verschleißbeständiger ist nicht nur die Oberfläche, sondern desto beständiger ist auch das Bild gegen Verblassen und desto farbstabiler ist das Bild.
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Bei einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Füllstoff eine höhere Porosität als Aluminiumtrihydroxid aufweist. Hierdurch kann der Farbstoff tiefer in die Oberfläche eindringen, womit die Farbstabilität des Bildes bzw. die Beständigkeit gegen Verblassen des Bildes weiter verbessert wird.
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Insbesondere wird die Diffusionsfähigkeit durch eine höhere Porosität eines Füllstoffs, insbesondere eine Porosität höher als die Porosität von Aluminiumtrihydroxid, gesteigert, wodurch ein schnelleres Verfahren und/oder ein tiefer in die Oberfläche eindringender Farbstoff und ein in seiner Farbbeständigkeit verbessertes Bild erhalten werden können bzw. kann.
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Alternativ oder ergänzend kann der Polymerwerkstoff Aluminiumtrihydroxid aufweisen. Hierdurch kann der Farbstoff vornehmlich in den Füllstoff eindringen, beispielsweise um die Eigenschaften des Aluminiumtrihydroxides nicht zu beeinflussen. Zudem kann die Verschleißbeständigkeit und/oder die Festigkeit des Polymerwerkstoffs bzw. der Oberfläche verbessert werden.
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Weiter bevorzugt ist es, wenn der Polymerwerkstoff wenigstens 60 Gewichts-, Volumen-, oder Massenprozent Füllstoff aufweist. Der Füllstoff kann 60 Gewichts-, Volumen-, oder Massenprozent des Polymerwerkstoffs oder mehr bilden Insbesondere ist der Anteil an Füllstoff größer als der Anteil an Polymer. So kann nicht nur die Oberfläche eine weiter erhöhte Verschleißfestigkeit aufweisen, sondern auch das Bild eine gute Farbbeständigkeit aufweisen, weil damit die Diffusionsgeschwindigkeit durch eine höhere Porosität gesteigert wird, wonach der Farbstoff tiefer eindringen kann, und das Verfahren vergleichsweise schnell durchgeführt werden kann.
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Der Polymerwerkstoff weist auch bevorzugt, beispielsweise mindestens und/oder im Bereich einer 5-prozentigen Abweichung, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 oder mehr Gewichts-, Volumen-, oder Massenprozent Füllstoff mit Siliziumdioxid wie Quarz, Cristobalite oder Mischungen daraus auf. Alternativ oder ergänzend weist der Polymerwerkstoff bevorzugt, beispielsweise höchstens und/oder im Bereich einer 5-prozentigen Abweichung, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30 oder weniger Gewichts-, Volumen-, oder Massenprozent Polymer, insbesondere mit Acryl und/oder Acrylharz, auf.
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In einem einfachen und bevorzugten Fall weist der Polymerwerkstoff wenigstens, genau oder etwa (also +/- 1) 30 Gewichts-, Volumen-, oder Massenprozent Cristobalit und/oder Quarz auf, höchstens, genau oder etwa (also +/- 1) 70 Gewichts-, Volumen-, oder Massenprozent Polymer insbesondere mit bzw. aus Acryl und/oder Acrylharz, und im Zweifel einen oder mehr weitere(n) Anteil(e) zu 100 Gewichts-, Volumen-, oder Massenprozent an einem weiteren Füllstoff, einem weiteren Polymer und/oder einem weiteren Farbstoff oder die Festigkeit bzw. Härte des Polymerwerkstoffs günstig beeinflussenden weiteren Stoff.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Polymerwerkstoff Acryl, bevorzugt Acrylharz, aufweist. Das Polymer kann Acryl bzw. Acrylharz sein oder dieses aufweisen. Es hat sich herausgestellt, dass Acryl bzw. Acrylharz nicht nur kostengünstig und leicht zu verarbeiten ist, sondern auch hervorragend bevorzugt mittels Sublimationsdruck beständig gegen ein Verblassen des Bildes bedruckt werden kann.
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Bevorzugt sorgt eine Kombination aus Siliziumdioxid, basierend auf Cristobalit und/oder Quarz, und Acryl bzw. Acrylharz für einen Polymerwerkstoff bzw. eine Oberfläche mit guten Festigkeitseigenschaften. Besonders aber ist eine solche Oberfläche sehr gut, bevorzugt mittels Sublimationsdruck, bedruckbar.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt wenigstens ein Verfahrensschritt oder erfolgen mehrere Verfahrensschritte unter Vakuum, bevorzugt wobei Vakuum einen Druck unterhalb eines Umgebungsdrucks beschreibt, beispielsweise 0,9 bar, 0,75 bar, 0,5 bar, 0,25 bar, 0,1 bar, 0,01 bar, 0,001 bar, 0,1 mbar, 0,01, mbar 0,001 mbar oder noch weniger Druck. Ein typischer Umgebungsdruck beträgt beispielsweise 1 bar +/- 0,05 bar. Dank Vakuum kann der Farbstoff noch tiefer in die Oberfläche eindringen.
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Es kann bei dem Verfahren zu wenigstens einem Zeitpunkt während des Verfahrens ein Raum verwendet werden, in dem ein farbbeständiges Bild zumindest ansatzweise hergestellt wird bzw. die zu bedruckende Oberfläche angeordnet ist, wobei der Raum mit niedrigerem Druck als der Umgebungsdruck bzw. Vakuum druckbeaufschlagt ist. Bevorzugt wird der Farbstoff unter Vakuum erhitzt. Alternativ oder ergänzend erfolgt die Diffusion des Farbstoffs in die Oberfläche und/oder eine bzw. die Sublimation unter Vakuum.
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Zur Erhöhung der Farbbeständigkeit hat es sich also als besonders bevorzugt herausgestellt, wenn der Farbstoff in erhöhter Tiefe in die Oberfläche eingebracht ist, so dass selbst bei einer Abnutzung der Oberfläche der Farbstoff weiter ersichtlich ist. Es kann also vorgesehen sein, dass der Farbstoff bei einer Abnutzung der Oberfläche zumindest teilweise mit abgenutzt wird, oder dass der Farbstoff hinreichend tief in der Oberfläche angeordnet ist, so dass eine Abnutzung der Oberfläche oberhalb von dem Farbstoff nicht zu einer Beeinträchtigung des Farbstoffs bzw. des Bildes kommt. Auch Kombinationen aus dem Vorgenannten sind denkbar.
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Unter einem Füllstoff ist ein Stoff zu verstehen, der sich in einem Polymerwerkstoff fein verteilen kann. In der Oberfläche aus dem Polymerwerkstoff ist der Füllstoff bevorzugt fein verteilt, insbesondere nicht verklumpt oder agglomeriert. Der Füllstoff sorgt für eine Härte und Farbbeständigkeit und soll daher nicht agglomeriert vorliegen.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass während der Diffusion und/oder während des Erhitzens der Farbstoff und/oder ein Farbstoffträger wenigstens teilweise, bevorzugt flächig oder vollflächig, vorzugsweise kraftbeaufschlagt und/oder gepresst, an der Oberfläche anliegt. Der bzw. ein Farbstoffträger kann den Farbstoff tragen und zur Übertragung des Farbstoffs auf bzw. in die Oberfläche dienen. Der Farbstoffträger kann eine Form aufweisen, die sich an die Oberfläche flächig oder vollflächig anlegen kann, bevorzugt in einem zu bedruckenden Bereich. Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Farbstoff bzw. der Farbstoffträger zumindest zeitweise sehr nahe an der Oberfläche angeordnet ist bzw. an der Oberfläche anliegt, um in Höhenrichtung (also normal zur Oberfläche) und Breitenrichtung (also entlang der und parallel zur Oberfläche) der Oberfläche ein homogenes, d.h. ein sauberes bzw. entsprechend einer Vorlage ein einheitliches, Bild zu erzeugen.
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Vorteilhaft ist es, wenn ein Verfahrensschritt oder mehrere Verfahrensschritte unter Druck, bevorzugt mittels einer Pressvorrichtung und/oder einem Auflagegewicht, erfolgt bzw. erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann die Diffusion des Farbstoffs unter Druck erfolgen. Bevorzugt ist unter Druck ein Luftdruck in einem Raum und/oder eine Pressung beispielsweise der Oberfläche, des Polymerwerkstoffs, des Farbstoffs und/oder eines Farbstoffträgers zu verstehen. Das sorgt für ein homogenes und farbstabiles Bild.
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Vorzugsweise wird Vakuum eingesetzt, während das Auflagegewicht bzw. die Pressvorrichtung für eine Flächenpressung an der Oberfläche bzw. des Polymerwerkstoffs sorgt. Vorteilhaft bewirkt das Vakuum ein für das Verfahren günstiges Austreiben von Gas bzw. Luft aus den Poren und/oder der Druck bzw. die Pressung eine verbesserte Diffusion in die Oberfläche.
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Alternativ oder ergänzend kann ein Verfahrensschritt vorgesehen sein, bei dem die Oberfläche, bevorzugt das Bild auf bzw. in der Oberfläche, mit einer bevorzugt transparenten und/oder geschlossenporigen Lackschicht überdeckt wird, um für einen weiteren Schutz zu sorgen.
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Vorzugsweise kann wenigstens ein oder können mehrere Verfahrensschritte bzw. Verfahrensmerkmale im Rahmen der Herstellung eines Bildes wiederholt und/oder mehrmalig, beispielsweise zwei, drei oder mehr Mal, ausgeführt werden. Auch die Reihenfolge der Schritte bzw. Merkmale des Verfahrens können beliebig angeordnet werden. Beispielsweise kann die Oberfläche nur ein Mal bereitgestellt werden, wobei der Farbstoff zwei Mal bereitgestellt wird, und wobei zwei Mal der Farbstoff und die Oberfläche, bevorzugt in gleicher Anordnung zueinander, zusammengeführt werden, und/oder zwei Mal erhitzt wird. Auch auf diese Weise kann ein sehr farbstabiles bzw. farbbeständiges Bild erzeugt werden, auch weil mehr Farbstoff in die Oberfläche eindringen kann.
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Im Rahmen der vorbeschriebenen und nachfolgenden Offenbarung steht die Abkürzung „bzw.“ als eine Kurzform für „beziehungsweise“ und soll grundsätzlich alternative, im Grunde gleichwertige und/oder synonyme Merkmale oder Begriffe angeben, um die Idee bzw. den Sinn einer Merkmals- oder Begriffsverwendung näher zu bringen. „Beziehungsweise“ kann stets mit „und/oder“ ersetzt werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf ein Bild in einer Oberfläche nach dem Stand der Technik, und
- 2 eine Draufsicht auf ein Bild in einer Oberfläche, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz gekommen ist, und
- 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt einen Gebrauchsgegenstand 20, dessen Oberfläche 21 mit einem Bild 10 nach einem Verfahren des Standes der Technik bedruckt worden ist. 1 zeigt die Farbbeständigkeit bzw. Farbstabilität des Bildes 10 in der Oberfläche 21 des Gebrauchsgegenstandes 20 dahingehend, dass eine kreisförmige punktuelle und hinsichtlich Zeit und Kraft kontinuierliche Reibbewegung auf der Oberfläche 21 durchgeführt worden ist. Ein sogenannter Reibtest ist demnach durchgeführt worden. Dabei ist eine kreisförmige Abnutzung auf der Oberfläche 21 entstanden, die in einem kreisförmigen Bereich 25 bzw. einer Furche 25 resultierte. Das Bild 10 ist kreisförmig verblasst. Bei dem Gebrauchsgegenstand 20 handelt es sich um einen Polymerwerkstoff 22 aufweisend Aluminiumtrihydroxid als Füllstoff 24 und Acrylharz als Polymer 23.
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2 zeigt einen Gebrauchsgegenstand 20, der mit einem farbstabilen bzw. farbbeständigen Bild 10 in seiner Oberfläche 21 versehen ist. Hier geschah die Herstellung des Bildes 10 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Auch bei diesem Gebrauchsgegenstand 20 ist ein Abriebtest wie bei dem Gebrauchsgegenstand 20 der 1 durchgeführt worden, wonach ein kreisförmiger Bereich 25 und darin eine Furche 25 entstanden sind. Im Vergleich von 1 und 2 zeigt sich, dass das Bild 10 auf dem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gebrauchsgegenstand 20 der 2 farbstabiler bzw. farbbeständiger ist, weil der kreisförmige Bereich 25 vergleichsweise in 1 zu 2 stärker verblasst ist.
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Der Gebrauchsgegenstand 20 der 2 weist einen Polymerwerkstoff 22 mit dem Füllstoff 24 Quarz und dem Polymer 23 Acrylharz auf. Der Füllstoff 24 weist eine Mohshärte von sieben und eine höhere Porosität als Aluminiumtrihydroxid auf.
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Zur Herstellung des Bildes 10 der 2 ist ein Farbstoffträger 40, aufweisend den Farbstoff 30, angeordnet in Form eines negativen Abbilds des Bildes 10, bereitgestellt worden. Der Farbstoffträger 40 mit dem Farbstoff 30 ist auf die Oberfläche 21 flächig aufgelegt worden, wobei der Farbstoff 30 zum Anliegen an der Oberfläche 21 gekommen ist. Nach einem Erhitzen und unter Druck und unter Anpressung des Farbstoffs 30 an der bzw. an die Oberfläche 21 ist der Farbstoff 30 sublimiert und in die Oberfläche eindiffundiert.
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Insbesondere ist das Bild 10 des Gebrauchsgegenstandes 20 der 2 nach einem gleichwertigen Abriebtest gegenüber dem Bild 10 an Polymerwerkstoff 22 bzw. Oberfläche 21 nach dem Stand der Technik des Gebrauchsgegenstandes 20 der 1 mit einem geringeren Abrieb bzw. einer geringeren Verblassung des Bildes 10 versehen. Ebenfalls weist der Gebrauchsgegenstand 20 der 2 in dem kreisförmigen Bereich 25 mit Abrieb bzw. mit der Verblassung eine geringere Menge an Materialabtrag gegenüber der 1 auf; anders gesagt ist die Furche 25 in 2 weniger tief als in 1.
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Die 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren. Dabei wird im ersten Schritt 100 eine Oberfläche 21 an einem lediglich beispielhaft klotz- bzw. im Wesentlichen würfelförmigen Körper bereitgestellt, der für den Gebrauchsgegenstand bzw. auch einen Ausschnitt daraus exemplarisch steht. Die Oberfläche 21 ist an einem Polymerwerkstoff 22 aus Mineralguss angeordnet bzw. der Körper besteht daraus.
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Im zweiten Schritt 200, der vorliegend parallel zum ersten Schritt 100 ablaufen kann, wird ein Farbstoff 30 für ein herzustellendes Bild 10 auf einem Farbstoffträger 40 bereitgestellt bzw. auf den Farbstoffträger 40 appliziert, wobei sich im Grunde ein dem Farbstoffträger 40 ein Negativ des herzustellenden Bildes 10 ergibt. Es ist der Anschaulichkeit halber eine Flasche mit Farbstoff 30 angegeben, die beispielsweise für einen Druckprozess beim Bereitstellen 100 steht. Der weiteren Anschaulichkeit halber ist das Negativ des herzustellenden Bildes 10 in Form von zwei Vierecken und einer Kreisform auf einem abrollbaren Papier 40 illustriert.
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Bei dem dritten Schritt 300 werden der Farbstoff 30 mithilfe des Papiers 40 bzw. Farbstoffträgers 40 und die Oberfläche 21 insbesondere möglichst vollflächig aneinander angelegt bzw. zusammengeführt. Dabei ist vorliegend das Papier 40 abgewickelt und vollflächig an der Oberfläche 21 anliegend angeordnet.
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Schließlich erfolgt im vierten Schritt 400 ein Erhitzen wenigstens des Farbstoffs 30, insbesondere der Oberfläche 21, bevorzugt ohne den Farbstoffträger 40. Dabei sublimiert der Farbstoff 30. Dabei dringt der Farbstoff 30 wenigstens teilweise in die Oberfläche 21 ein. Insbesondere schließt sich daran eine Diffusion des Farbstoffes 30 in die Oberfläche 21 an. Anders gesagt wird in Schritt 400 ein Sublimationsdruck auf bzw. an der Oberfläche 21 ausgeführt. Insbesondere stehen die zehn geschwungenen und nach oben weisenden Pfeile und das skizzierte Thermomenter exemplarisch für die erhöhte Temperatur bzw. die stattfindende Sublimation.
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Unabhängig davon oder daran angeknüpft kann in einem weiteren Schritt 500 die Oberfläche 21 mit dem Bild 10 bzw. dem Farbstoff 30 abgekühlt werden. Damit kann der Gebrauchsgegenstand 20 mit dem farbstabilen bzw. farbbeständigen Bild 10 erhalten und/oder verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bild, herzustellendes Bild
- 20
- Gebrauchsgegenstand
- 21
- Oberfläche
- 22
- Polymerwerkstoff
- 23
- Polymer
- 24
- Füllstoff
- 25
- kreisförmiger Bereich, Furche
- 30
- Farbstoff
- 40
- Farbstoffträger, Papier
- 100
- Bereitstellen, erster Schritt
- 200
- Bereitstellen, zweiter Schritt
- 300
- Zusammenführen, dritter Schritt
- 400
- Erhitzen, vierter Schritt
- 500
- Abkühlen, weiterer Schritt
