DE102023109102B3

DE102023109102B3 - Verfahren und Heißprägevorrichtung zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie

Info

Publication number: DE102023109102B3
Application number: DE102023109102.6A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Roan
Original assignee: Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Current assignee: Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Priority date: 2023-04-11
Filing date: 2023-04-11
Publication date: 2024-06-27
Anticipated expiration: 2043-04-12

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche (81) eines Grundkörpers (80) mit einer Transferlage einer Heißprägefolie (90), wobei die folgenden Schritte, insbesondere in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden:- Bereitstellen des Grundkörpers (1, 80) in einer Haltevorrichtung (20);- Bereitstellen der Heißprägefolie (2, 90);- Klemmen der Heißprägefolie (90) mittels einer Klemmvorrichtung (30) an einen Heißprägestempel (40);- Ansaugen (4) der Heißprägefolie (90) an eine Prägefläche (41) des Heißprägestempels (40) mittels einer Vakuumansaugung (50);- Vorwärmen (5) der Heißprägefolie (90), insbesondere zumindest im Bereich der Prägefläche (41) und/oder im Bereich einer dreidimensionalen Folienführung (45), welche bevorzugt benachbart zur Prägefläche (41) angeordnet ist, durch erwärmten Heißprägestempel (40);- Applizieren (6) der Transferlage der Heißprägefolie (90) auf eine nichtebene Oberfläche (81) des Grundkörpers (80), in dem die Heißprägefolie (90) in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche (81) des Grundkörpers (80) gebracht wird und unter Einwirkung von Prägedruck und Prägetemperatur mittels des Heißprägestempels (40) die Transferlage auf den Grundkörper (80) transferiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Heißprägevorrichtung zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie.
Herkömmlicherweise wird bei einem Hubprägeprozess eine Heißprägefolie auf eine Oberfläche eines Grundkörpers oder Werkstücks mittels eines Silikonstempels unter vordefinierten Prozessparametern, wie Prägedruck, Prägetemperatur und Prägezeit appliziert. Bei üblichen 3D-Heißprägungen, also Heißprägungen, bei denen eine dreidimensionale Oberfläche dekoriert werden soll, wird zunächst ein zu beprägendes Werkstück in einem Werkstückhalter positioniert und fixiert. Anschließend wird der gesamte Werkstückhalter in Prägeposition verfahren. Zusätzlich kommt ein Klemmrahmen zum Einsatz, der die Heißprägefolie über die zu beprägende Werkstückoberfläche spannt. Mittels Vakuums wird herkömmlicherweise die Heißprägefolie an die zu beprägende Werkstückoberfläche angesaugt, sodass sich die Heißprägefolie an die Oberflächenkontur des Werkstücks anlegt. Anschließend wird der eigentliche Hubprägevorgang mittels Silikonstempels durchgeführt. Derartige bekannte Verfahren neigen jedoch zu unsauberen Dekorationsergebnissen. Aufgrund der zum Teil komplexen dreidimensionalen Geometrien ist die Heißprägefolie starken Verzerrungen und Stauchungen ausgesetzt, um sich an die Kontur der Werkstückoberfläche anzupassen. Dies führt in aller Regel zu Faltenbildung, welche das Prägeergebnis optisch maßgeblich beeinträchtigt.
Aus diesem Grund wurden Bemühungen angestrebt, die Heißprägefolie vor dem Prägen vorzuwärmen. Ein entsprechendes Verfahren ist beispielsweise aus der WO 2014/053381 A1 bekannt. Dabei erfolgt die Vorwärmung der Heißprägefolie mittels eines Heizlüfters. Nachteilig ist bei diesem Verfahren jedoch, dass durch den Lüfter Schmutzpartikel aus der Luft zwischen Heißprägefolie und Prägestempel geblasen werden. Dies führt zu Abdrücken der Verschmutzungen am zu beprägenden Werkstück und somit zum Ausschuss. Ferner ist durch die Vorwärmung mittels Heizlüfter die Faltenbildung nicht vollständig vermeidbar, da die Vorwärmung der Heißprägefolie in aller Regel ungleichmäßig erfolgt. Als weiterer Nachteil ist eine verlängerte Zykluszeit zu nennen, da der Schritt des Vorwärmens separat für eine vordefinierte Zeitdauer durchgeführt werden muss.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Dekorieren von nicht-ebenen Oberflächen, insbesondere dreidimensionalen Oberflächen, mittels Heißprägen zu verbessern, indem die Faltenbildung im Prägebereich vermieden werden soll und größere Flächen ohne Faltenbildung dekorierbar sein sollen.
Die Aufgabe wird von einem Verfahren zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie gelöst, wobei die folgenden Schritte, insbesondere in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden:

- Bereitstellen des Grundkörpers in einer Haltevorrichtung;
- Bereitstellen der Heißprägefolie;
- Klemmen der Heißprägefolie mittels einer Klemmvorrichtung an einen Heißprägestempel;
- Ansaugen der Heißprägefolie an eine Prägefläche des Heißprägestempels mittels einer Vakuumansaugung;
- Vorwärmen der Heißprägefolie, insbesondere zumindest im Bereich der Prägefläche und/oder im Bereich einer dreidimensionalen Folienführung, welche bevorzugt benachbart zur Prägefläche angeordnet ist, durch erwärmten Heißprägestempel;
- Applizieren der Transferlage der Heißprägefolie auf eine nicht-ebene Oberfläche des Grundkörpers, in dem die Heißprägefolie in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers gebracht wird und unter Einwirkung von Prägedruck und Prägetemperatur mittels des Heißprägestempels die Transferlage auf den Grundkörper transferiert wird.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Heißprägestempel bereits vor dem Ansaugen der Heißprägefolie vorgewärmt ist. Insbesondere wird dann die Heißprägefolie bereits nach dem Klemmen der Heißprägefolie vorgewärmt, da sich die Heißprägefolie bereits in räumlicher Nähe zum Heißprägestempel befindet und aufgrund von Wärmestrahlung vorgewärmt werden kann.
Diese Aufgabe wird weiter von einer Heißprägevorrichtung zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie, insbesondere mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, gelöst, wobei die Heißprägevorrichtung eine Haltevorrichtung zum Halten des Grundkörpers und einen Heißprägestempel mit einer Prägefläche zum Applizieren der Transferlage der Heißprägefolie auf den Grundkörper und eine Klemmvorrichtung zum Klemmen der Heißprägefolie an den Heißprägestempel aufweist. Wesentlich ist, dass die Heißprägevorrichtung eine Vakuumansaugung zum Ansaugen der Heißprägefolie an die Prägefläche des Heißprägestempels aufweist, wobei die Vakuumansaugung mit dem Heißprägestempel verbunden ist, und dass der erwärmte Heißprägestempel die angesaugte Heißprägefolie, insbesondere zumindest im Bereich der Prägefläche und/oder im Bereich einer dreidimensionalen Folienführung, welche bevorzugt benachbart zu der Prägefläche angeordnet ist, vorwärmt.
Hierbei hat sich gezeigt, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie und der Heißprägevorrichtung zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie ein beprägter Grundkörper erhalten wird, dessen Dekoration sauber und faltenfrei ist. „Sauber“ bedeutet in diesem Fall, dass die Prägekonturen randscharf abgeprägt sind. Ferner wird durch die Ansaugung der Heißprägefolie an die Prägefläche des vorzugsweise erwärmten bzw. heißen Heißprägestempel die Heißprägefolie „automatisch“ vorgewärmt, wodurch zum einen auf eine zusätzliche Wärmequelle zur Vorwärmung verzichtet werden kann und zum anderen eine faltenfreie Applikation begünstigt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
Vorzugsweise ist der Grundkörper ein starrer Körper, der insbesondere zumindest eine zu dekorierende nicht-ebene Oberfläche aufweist.
Es ist insbesondere möglich, dass die nicht-ebene Oberfläche des Grundkörpers, insbesondere die zu dekorierende bzw. zu beprägende Oberfläche des Grundkörpers 2,5D-verformt oder dreidimensional (3D) geformt bzw. verformt ist.
Vorzugsweise umfasst der Grundkörper ein Bauteil, insbesondere ein Fahrzeugteil, ein Gehäuseteil, eine Cockpitkomponente und/oder ein Karosserieteil, ein Spritzgussteil, ein 3D-Druck-Teil und/oder ein mittels spanender und/oder spanloser Herstellungsverfahren hergestelltes Bauteil. Im Allgemeinen kann als Grundkörper jeder Körper vorgesehen sein, der zumindest eine beprägbare Oberfläche aufweist. Unter beprägbare Oberflächen sind Oberflächen zu verstehen, die zum einen eine ausreichende Haftung für eine thermisch aktivierbare Schicht, insbesondere den thermisch aktivierbaren Kleber, der Heißprägefolie aufweisen und zum anderen mechanisch stabil genug sind, dass diese den Prozessparametern des Heißprägens, wie Temperatur und Druck, standhalten können.
Vorteilhafterweise umfasst der Grundkörper ein Kunststoffmaterial, welches einen Thermoplast, insbesondere einen schlagzähen Thermoplast umfasst. Weiter besteht das Kunststoffmaterial insbesondere aus Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polybutadien, Polynitrile, Polyester, Polyurethane, Polymethacrylate, Polyacrylate, Polyamide, Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), bevorzugt Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acrylester-Styrol-Acrylnitril (ASA), ABS-PC, PET-PC, PBT-PC, PC-PBT und/oder ASA-PC und/oder Copolymeren oder Gemischen davon. Es ist auch möglich, dass das Kunststoffmaterial noch anorganische oder organische Füllstoffe, bevorzugt SiO₂, Al₂O₃, TiO₂, Tonmineralien, Silikate, Zeolithe, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Glaskugeln, organische Fasern oder Gemischen davon aufweist. Die Füllstoffe werden hierbei insbesondere dem Kunststoffmaterial zugemischt, um die Stabilität des Grundkörpers weiter zu erhöhen. Weiter können diese Füllstoffe den Anteil an polymeren Materialien verringern und so die Herstellungskosten und/oder das Gewicht des Bauteils vermindern. Es ist auch möglich, dass das Kunststoffmaterial noch anorganische oder organische Hilfsstoffe aufweist, die insbesondere die Verarbeitbarkeit des Kunststoffmaterials verbessern.
Es ist auch möglich, dass das Material des Grundkörpers Stahl, Kupfer, Messing und/oder andere metallische Werkstoffe und/oder Legierungen umfasst. Es ist auch möglich, dass das Material des Grundkörpers Glas und/oder Holz umfasst.
Es ist ferner auch möglich, dass der Grundkörper bereits dekoriert ist und durch eine weitere Dekoration ergänzt werden soll. Beispielsweise kann der Grundkörper bereits mittels Digitaldruck und/oder In-Mould-Decoration (IMD) und/oder Insert-Molding und/oder einem anderen Prägeverfahren dekoriert sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass auf dem Grundkörper bereits Farbschichten und/oder Lackschichten und/oder Folienpaketen und/oder Transferlagen aufgebracht sind. Vorzugsweise handelt es sich bei diesen Dekorationen um Dekorationen, die auf eine ebene Oberfläche des Grundkörpers appliziert wurden. In Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich somit vielfältige Dekorationen erzielen.
Es ist zwar vorzugsweise vorgesehen, dass der Grundkörper bereits mittels eines IMD-Verfahrens dekoriert sein kann, jedoch ist es möglich, dass gemäß der vorliegenden Erfindung dieser mittels IMD-Verfahren dekorierte Grundkörper mittels Heißprägen zusätzlich dekoriert wird. Allerdings sollen von der vorliegenden Erfindung explizit IMD-Verfahren ausgeschlossen sein. D.h. das beschriebene Verfahren zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie und die beschriebene Heißprägevorrichtung zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie betrifft die Dekoration mittels Heißprägens. Ein derartiger Heißprägeprozess unterscheidet sich vorzugsweise dahingehend von einem IMD-Prozess, dass bereits ein fertiger Grundkörper, bzw. ein fertiges Spritzgussteil nach dem Spritzgießen zusätzlich beprägt wird. Dagegen wird beim IMD-Prozess eine IMD-Transferfolie in eine Spritzgussformhälfte eingelegt und anschließend mit einer Kunststoffmasse hinterspritzt, um ein mit der Transferlage der IMD-Transferfolie dekoriertes Spritzgussteil auszubilden.
Unter „Heißprägestempel“ ist dabei ein beheizter bzw. erwärmter Prägestempel zu verstehen.
Bevorzugt ist es möglich, dass die Heißprägefolie eine Trägerlage und eine von der Trägerlage ablösbare Transferlage aufweist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass zwischen der Trägerlage und der Transferlage zumindest eine Ablöseschicht angeordnet ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zumindest eine Ablöseschicht zumindest ein Material oder eine Kombination von Materialien umfasst, ausgewählt aus: Wachs, Carnaubawachs, Montansäureester, Polyethylenwachs, Polyamidwachs, PTFE Wachs, Silikon, Melaminformaldehydharz.
Bevorzugt handelt es sich bei der zumindest eine Ablöseschicht um eine polymere Ablöseschicht, die ein besseres und/oder anderes Ablöseverhalten als herkömmliche Trägerlagen aufweisen. Solche Ablöseschichten werden irreversibel mit der Trägerlage verbunden und auf der Ablöseschicht eine Transferlage angeordnet. Die Transferlage kann insbesondere mit einer polymeren Ablöseschicht leichter von der Trägerlage abgelöst werden, sodass eine hochwertigere Dekoration des Grundkörpers erreicht wird.
Die Transferlage kann als ein aus mehreren Schichten ausgebildeter Mehrschichtkörper ausgebildet sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Transferlage zumindest eine Schicht oder eine Kombination von Schichten aufweist, ausgewählt aus: Kleberschicht, Ablöseschicht, Dekorschicht, Metallschicht, Oxidschicht, elektrisch leitfähige Schicht, Halbleiterschicht, Reflexionsschicht, Rußschicht, Haftvermittlungsschicht, Grundierungsschicht, Barriereschicht, Farbschicht, Schutzschicht, Funktionsschicht.
Die Schutzschicht kann als ein Schutzlack aus einem PMMA-basierenden Lack mit bevorzugt einer Schichtdicke im Bereich von 0,5 µm bis 5 µm, insbesondere im Bereich von 2 µm bis 4 µm, ausgebildet sein. Durch die Wahl einer derartigen Schichtdicke wird sichergestellt, dass einerseits ein entsprechender Schutz gegeben ist und andererseits die Weiterverarbeitbarkeit der Heißprägefolie gegeben ist und es nicht zu einer Delaminierung an der Grenzfläche der Schutzlackschicht und der anderen Schichten der Transferlage bzw. der Dekorschicht kommt. Weiter verbessert dies auch die Beständigkeit des dekorierten Grundkörpers gegenüber mechanischen und/oder physikalischen und/oder chemischen Umwelteinflüssen.
Der Schutzlack bzw. die Schutzschicht kann auch aus einem strahlenhärtenden Dual Cure Lack bestehen. Dieser Dual Cure Lack kann in einem ersten Schritt beim und/oder nach dem Aufbringen in flüssiger Form thermisch vorvernetzt werden und in einem zweiten Schritt nach der Verarbeitung der Heißprägefolie insbesondere über energiereiche Strahlung, vorzugsweise UV-Strahlung, radikalisch nachvernetzt werden. Dual Cure Lacke dieser Art können aus verschiedenen Polymeren oder Oligomeren bestehen, die ungesättigte Acrylat- oder Methacrylat-Gruppen besitzen. Diese funktionellen Gruppen können in dem oben genannten zweiten Schritt radikalisch miteinander vernetzt werden. Zur thermischen Vorvernetzung im ersten Schritt müssen bei diesen Polymeren oder Oligomeren auch mindestens zwei oder mehrere Alkoholgruppen vorhanden sein. Diese Alkoholgruppen können mit multifunktionellen Isocyanaten oder Melaminformaldehydharzen vernetzt werden. Als ungesättigte Polymere oder Oligomere kommen verschiedene UV Rohstoffe wie Epoxyacrylate, Polyetheracrylate, Polyesteracrylate und inbesondere Acrylatacrylate in Frage. Als Isocyanat kommen sowohl geblockte als auch ungeblockte Vertreter auf TDI- (TDI = Toluol-2,4-diisocyanat), HDI- (HDI = Hexamethylendiisocyanat) oder IPDI-Basis (IPDI = Isophorondiisocyanat) in Frage. Die Melaminvernetzer können vollveretherte Versionen sein, können Imino-Typen sein oder Benzoguanamin-Vertreter darstellen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Schutzschicht als ein Schutzlack aus einem auf PMMA (PMMA = Polymethylmethacrylat) basierenden Lack oder einem Lack basierend auf einer Mischung aus PVDF (PVDF = Polyvinylidenfluorid) und PMMA, mit bevorzugt einer Schichtdicke im Bereich von 2 µm bis 50 µm, bevorzugt im Bereich von 5 µm bis 30 µm ausgebildet ist. Diese Lacke bringen die für eine Heißprägefolie und deren ausreichend genaue Ausprägbarkeit bspw. Trennbarkeit an den gewünschten Außengrenzen der übertragenen Flächenbereiche der Transferlagen notwendige mechanische Sprödigkeit mit.
Die Dekorschicht kann als eine oder einschichtige oder mehrschichtige Dekorschicht ausgebildet sein. Diese Dekorschicht umfasst vorzugsweise ein oder mehrere Schichten.
Die Dekorschicht kann vorzugsweise eine oder mehrere Farbschichten, insbesondere Farblackschichten aufweisen. Diese Farbschichten können jeweils unterschiedlich eingefärbt sein und/oder transparent und/oder semitransparent und/oder opak ausgebildet sein und auch durch ein oder mehrere weitere Schichten, insbesondere transparente Schichten getrennt sein. Die Farbschichten können jeweils vollflächig oder nur partiell in ihrer Schichtebene vorliegen. Vorzugsweise sind die Farbschichten aufgebracht mittels bekannter Druckverfahren, ausgewählt aus: Tiefdruck, Siebdruck, Offsetdruck, Tintenstrahldruck, Tampondruck, xerographischer Druck oder Kombinationen davon. Die Farbschichten können hierbei aus einem Bindemittel und Farbmittel und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten, insbesondere auch optisch variablen Pigmenten und/oder Interferenzschichtpigmenten und/oder Flüssigkristallpigmenten und/oder magnetisch ausrichtbaren Pigmenten und/oder thermochromen Pigmenten und/oder metallischen Pigmenten, bestehen. Weiter kann die Farbschicht auch phosphoreszierende und/oder lumineszente Farbstoffe aufweisen.
Weiter kann die Dekorschicht auch eine oder mehrere Reflexionsschichten umfassen, die vorzugsweise opak, transluzent und/oder partiell ausgebildet sind. Insbesondere können die Reflexionsschichten aus Metallen und/oder HRI-Schichten (HRI = High Refractive Index), also Schichten mit hohem Brechungsindex, insbesondere mit einem Brechungsindex größer als 1,5 bestehen. Als Metalle kommen beispielsweise Aluminium, Zinn, Indium, Chrom oder Kupfer oder Legierungen daraus in Frage. Als HRI-Schichten kommen beispielsweise ZnS oder SiO₂ in Frage.
Weiter kann die Dekorschicht auch eine oder mehrere optisch aktive Reliefstrukturen, insbesondere diffraktive Strukturen und/oder Hologramme und/oder refraktive Strukturen und/oder Mattstrukturen aufweisen. Dabei ist zumindest eine Reflexionsschicht direkt auf der Reliefstruktur zumindest bereichsweise angeordnet.
Im Falle einer Metallschicht ist es vorteilhaft, diese Metallschicht durch Bedampfen, physikalische Gasabscheidung (PVD) und/oder chemische Gasabscheidung (CVD) und/oder Sputtern aufzubringen. Unterschiedliche Dekorschichten können auch aus unterschiedlichen Metallen und insbesondere unterschiedlich farbigen Metallen bestehen.
Metallschichten werden dabei bevorzugt auf eine Klarlack-Schicht oder auf eine pigmenthaltige Lackschicht aufgebracht. Es ist anschließend vorteilhaft, auf die Metallschicht eine zusätzliche Lackschicht als Metallhaftvermittlungsschicht aufzubringen, um die Haftung darauf aufbauender Schichten zu verbessern.
Die Schichten der Transferlage, insbesondere der Dekorschicht, können dabei jeweils vollflächig oder jeweils nur partiell vorliegen. Liegen mehrere Schichten der Transferlage, insbesondere Dekorschichten, jeweils partiell vor, können einzelne Elemente in den Schichten der Transferlage nebeneinander, insbesondere unmittelbar nebeneinander, oder wenigstens bereichsweise überlappend angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass eine partielle Schicht der Transferlage auf einer vollflächigen Schicht der Transferlage angeordnet ist, wobei die vollflächige Schicht der Transferlage als Hintergrund oder Untergrund für die partielle Schicht der Transferlage dient, der insbesondere zu der partiellen Schicht der Transferlage in Farbe und/oder in der Helligkeit und/oder Reflexionsvermögen und/oder Rauigkeit einen Kontrast bildet.
Es ist auch möglich, dass der Grundkörper einen Teil der sich ergebenden Dekoration bildet, indem die Farbe und/oder die Helligkeit und/oder das Reflexionsvermögen und/oder die Rauigkeit des Grundkörpers mit den darauf angeordneten Schichten der Transferlage, insbesondere Dekorschichten, kombiniert wird. Der Grundkörper kann dabei transparent und/oder semitransparent und/oder transluzent und/oder opak sein und/oder eine Einfärbung mit Farbstoffen und/oder Pigmenten aufweisen. Insbesondere bildet der Grundkörper einen Hintergrund oder Untergrund für die Schichten der Transferlage, insbesondere Dekorschichten, der bevorzugt zu den Schichten der Transferlage, insbesondere Dekorschichten, in Farbe und/oder in der Helligkeit und/oder Reflexionsvermögen und/oder Rauigkeit einen Kontrast bildet.
Die Elemente der Schichten der Transferlage können in Draufsicht auf die Transferlage zueinander versetzt oder aber auch überlappend angeordnet sein. Die Elemente können aber auch bei Draufsicht auf die Transferlage nebeneinander angeordnet sein. Die Elemente, insbesondere die Dekorschicht, können auch ein oder mehrere Motive ausbilden. Ein Motiv kann beispielsweise ein graphisch dargestellter Umriss, eine figürliche Darstellung, ein Bild, ein visuell erkennbares Designelement, ein Symbol, ein Logo, ein Portrait, ein Muster, ein Endlosmuster, ein alphanumerisches Zeichen, eine Codierung, ein Code-Muster, ein kryptographisches Muster, ein Text, eine farbliche Ausgestaltung und dergleichen sein. Das Motiv kann dabei auch individualisiert ausgebildet sein.
Unter individualisiert ist insbesondere zu verstehen, dass der Druck Informationen umfasst, die individuell einzigartig für jeden einzigen Druck sind, wie beispielsweise eindeutige Seriennummern. Unter individualisiert ist insbesondere auch zu verstehen, dass der Druck Informationen umfasst, die für eine Gruppe von Drucken identisch sind, aber für jede Gruppe von Drucken jeweils einzigartig sind, beispielsweise eine Chargennummer. Wird im Folgenden von Druck gesprochen, kann damit ein individualisierter Druck oder auch ein nicht-individualisierter Druck gemeint sein.
Vorteilhafterweise sind die Elemente der Schichten der Transferlage derart angeordnet, dass bei Draufsicht auf die Transferlage zumindest einige der Elemente bzw. Teile von einigen Elementen ein Gesamtmotiv ausbilden. Ein oder mehrere dieser Elemente können dabei individualisiert sein oder auch nicht-individualisiert sein. Beispielsweise können sich ein oder mehrere nicht-individualisierte Elemente mit einem oder mehreren individualisierten Element zu einem Gesamtmotiv ergänzen. Insbesondere können die Drucke im Register zueinander angeordnet sein.
Unter Register oder Passer bzw. Registergenauigkeit oder Passergenauigkeit ist eine Lagegenauigkeit zweier oder mehrerer Elemente und/oder Schichten relativ zueinander zu verstehen. Dabei soll sich die Registergenauigkeit innerhalb einer vorgegebenen Toleranz bewegen und dabei möglichst gering sein. Gleichzeitig ist die Registergenauigkeit von mehreren Elementen und/oder Schichten zueinander ein wichtiges Merkmal, um die Prozesssicherheit zu erhöhen. Die lagegenaue Positionierung kann dabei insbesondere mittels sensorischer, vorzugsweise optisch detektierbarer Passermarken oder Registermarken erfolgen. Diese Passermarken oder Registermarken können dabei entweder spezielle separate Elemente oder Bereiche oder Schichten darstellen oder selbst Teil der zu positionierenden Elemente oder Bereiche oder Schichten sein.
Es kann auch vorgesehen sein, dass zwischen zwei partiellen Schichten der Transferlage, insbesondere Dekorschichten, mit Elementen bzw. Dekorelementen oder zwischen einer partiellen Schicht der Transferlage, insbesondere Dekorschicht, mit Elementen bzw. Dekorelementen und einer vollflächigen Schicht der Transferlage, insbesondere Dekorschicht, ein oder mehrere transparente oder transluzente oder transparent oder transluzent eingefärbte Abstandsschichten mit einer Dicke von beispielsweise 0,5 µm bis 10 µm angeordnet sind, um eine dreidimensionale Tiefenwirkung des Dekors zu erzeugen. Es ist auch möglich, dass der Grundkörper eine solche Abstandsschicht darstellt bzw. die Funktion einer solchen Abstandsschicht erbringt.
Insbesondere können dabei Abschattungs- und/oder Verdeckungseffekte der Elemente bzw. Dekorelemente erreicht werden, insbesondere abhängig von Beleuchtungswinkel und/oder Betrachtungswinkel der Dekorschichten.
Im Fall einer Lackschicht mit einem abgeformten Oberflächenrelief ist es vorteilhaft, als Oberflächenrelief ein optisch wirksames Oberflächenrelief zu verwenden. Bei dem Oberflächenrelief kann es sich um ein Oberflächenrelief handeln, welches eine strahlenoptisch wirksame und damit refraktiv wirkende Struktur ausbildet und so insbesondere ein makroskopisches optisch und/oder haptisch erfassbares Motiv generiert. Weiter ist es auch möglich, dass es sich bei dem Oberflächenrelief um eine Mattstruktur handelt, welche beispielsweise den optischen Eindruck einer mattierten metallischen Oberfläche in Kombination mit einer entsprechenden Metallschicht im Dekorschichtaufbau generiert.
Weiter ist es auch möglich, dass es sich bei dem Oberflächenrelief um ein Oberflächenrelief handelt, welches Linsenstrukturen und/oder Mikrolinsenstrukturen und/oder Freiformflächen-Strukturen ausbildet, welche weiter ggf. einen dreidimensionalen Eindruck eines Motivs vermitteln. Weiter ist es auch möglich, dass als Oberflächenrelief diffraktiv wirkende Strukturen eingesetzt werden, beispielsweise Hologramme oder ähnliches. Es ist jedoch auch möglich, dass es sich bei dem abgeformten Oberflächenrelief um ein lediglich taktil erfassbares Oberflächenrelief handelt, welches beispielsweise ein Holzdekor oder ähnliches nachbildet.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die zumindest eine Farbschicht aus einem PMMA-basierenden Lack mit bevorzugt einer Schichtdicke im Bereich von 0,5 µm bis 10 µm ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Grundierung eine Kleberschicht und/oder Haftvermittlungsschicht aufweist. Es kann vorgesehen, dass die Grundierungsschicht mit einer Schichtdicke im Bereich von 1 µm bis 5 µm ausgebildet ist. Infrage kommende Materialien für die Grundierung sind PMMA, PVC, Polyester, Polyurethane, chlorierte Polyolefine, Polypropylen, Epoxidharze oder Polyurethan-Polyole in Kombination mit inaktivierten Isocyanaten. Die Grundierungsschicht kann außerdem anorganische Füllstoffe enthalten.
Bevorzugt weist die Heißprägefolie, insbesondere die Transferlage, an der der Trägerlage abgewandten Seite der Heißprägefolie eine thermisch aktivierbare Kleberschicht auf, welche insbesondere durch die thermische Energie des Heißprägestempels aktiviert werden kann. Nach der Applikation wird die Trägerlage mit den Anteilen der Transferlage wieder abgezogen, die nicht mit dem Heißprägestempel beaufschlagt wurden.
Bevorzugt weist die Heißprägefolie, insbesondere die Transferlage, ein Einzelbild und/oder ein Endlosmuster auf. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Heißprägefolie, insbesondere die Transferlage eine einfarbige Fläche ausbildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Heißprägefolie, insbesondere die Transferlage, eine transparente oder transluzente Fläche ohne ein optisch erkennbares Einzelbild und/oder Endlosmuster ausbildet.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Heißprägefolie, insbesondere die Trägerlage und/oder die Transferlage, biologisch abbaubar und/oder kompostierbar ist.
Biologisch abbaubar heißt dabei, dass sich ein Material nach einer vordefinierten Zeit unter definierten Temperatur-, Luft- und Feuchtebedingungen in der Anwesenheit von Mikroorganismen oder Pilzen zu mehr als 90 %, insbesondere zu mehr als 95 %, zu Wasser und/oder Kohlendioxid und/oder Biomasse abbaut. Bevorzugt umfassen biologisch abbaubare und/oder kompostierbare Materialien ein Material und/oder eine Materialkombination ausgewählt aus: Stärke, Stärkederivate, Cellulose, Cellulosederivate, Lignin, Polyactide (PLA), Polyhydroxylfettsäuren (PHB und/oder PHV), Chitin, Chitosan, Proteine, Casaein, Gelatine, abbaubarer Polyester (PE).
Es ist auch möglich, dass die Trägerlage ein Material oder eine Materialkombination umfasst, ausgewählt aus: PET, PMMA, PC, PE, PVC, ABS, PU, PBS, TPU, PP, PLA, PEF und/oder PAN.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass je nach Geometrie und Material des Grundkörpers verschiedene Haltevorrichtungen zum Einsatz kommen, die insbesondere individuell auf den jeweiligen Grundkörper angepasst sind, vorzugsweise derart angepasst sind, dass die Haltevorrichtung den jeweiligen Grundkörper formschlüssig und/oder kraftschlüssig fixiert. Dabei ist vorgesehen, dass die Spannkraft der Haltevorrichtung derart gewählt ist, dass ein Verzug und/oder eine Verformung des Grundkörpers aufgrund der Spannkraft ausgeschlossen ist.
Ferner kann auch vorgesehen sein, dass die Haltevorrichtung eine Mulde aufweist, die im Wesentlichen dem Negativ des Grundkörpers entspricht, vorzugsweise wobei ein Übermaß gegenüber dem Grundkörper vorhanden ist. Dadurch lässt sich der Grundkörper auf einfache Weise in die Mulde der Haltevorrichtung einsetzen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Haltevorrichtung einen Absatz aufweist, in dem der Grundkörper gehalten wird, insbesondere wobei der Absatz mindestens der Höhe der Klemmvorrichtung entspricht. Durch einen derartigen Absatz wird verhindert, dass es beim Applizieren der Heißprägefolie, zu einer Kollision zwischen Klemmvorrichtung, welche zusammen mit dem Heißprägestempel vertikal verfährt, und der Haltevorrichtung kommt. Hierzu ist weiter bevorzugt vorgesehen, dass der Absatz geringere Abmaße hat als die Aussparung der Klemmvorrichtung, insbesondere wie dies weiter unten beschrieben ist. Der Absatz bildet vorzugsweise eine Erhöhung für die Grundkörperhalterung gegenüber der restlichen Basis der Haltevorrichtung aus.
Es ist weiter insbesondere vorgesehen, dass die Haltevorrichtung mechanisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch und/oder elektromechanisch und/oder per Hand zu öffnen und/oder zu schließen ist.
Es ist ferner auch möglich, dass das Verfahren den folgenden Schritt umfasst:

Zuführen und/oder Anordnen des Grundkörpers in der Haltevorrichtung.

Bevorzugt erfolgt das Zuführen und/oder Anordnen des Grundkörpers von Menschenhand und/oder durch eine Fördervorrichtung, die in der Haltevorrichtung mündet, und/oder vollständig automatisiert, beispielsweise durch einen Roboter, insbesondere Roboterarm.
Bevorzugt ist es möglich, dass die Haltevorrichtung zwischen einer Entnahmeposition und einer Bearbeitungsposition verfahrbar ist, insbesondere horizontal verfahrbar ist, und/oder zwischen einer Einlegeposition und Bearbeitungsposition verfahrbar ist, insbesondere horizontal verfahrbar ist. Vorteilhafterweise erfolgt dies mittels eines mechanischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder elektromechanischen Antriebs. Unter Entnahmeposition ist dabei die Position zu verstehen, an der der dekorierte Grundkörper aus der Haltevorrichtung entnommen wird. Unter Einlegeposition ist dabei die Position zu verstehen, an der der zu dekorierende bzw. zu beprägende Grundkörper in die Haltevorrichtung eingelegt wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Entnahmeposition und die Einlegeposition identisch sein. Es ist jedoch auch möglich, insbesondere wenn mehrere Haltevorrichtungen vorgesehen sind, dass die Entnahmeposition und Einlegeposition an unterschiedlichen Orten sind. So kann beispielsweise simultan zur Entnahme eines dekorierten Grundkörpers aus einer Haltevorrichtung ein zu dekorierender Grundkörper in eine weitere Haltevorrichtung eingelegt werden. Es ist auch möglich, dass zeitgleich in einer weiteren Haltevorrichtung ein weiterer Grundkörper dekoriert bzw. beprägt wird. Somit kann die Zykluszeit erheblich verkürzt und entsprechend der Durchsatz erhöht werden.
Es ist ferner auch möglich, dass die Haltevorrichtung zwischen der Bearbeitungsposition und einer Prägeposition verfahrbar ist, insbesondere vertikal verfahrbar ist, bevorzugt mittels eines mechanischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder elektromechanischen Antriebs, wobei in der Prägeposition die Haltevorrichtung auf den Heißprägestempel unter Einwirkung von Prägedruck verfährt oder gepresst wird. In diesem Szenario ist der Heißprägestempel starr, d.h. dieser wird nicht verfahren. Stattdessen verfährt die Haltevorrichtung gegen den Heißprägestempel. Unter Prägeposition ist somit die Position zu verstehen, bei der der die nicht-ebene Oberfläche des Grundkörpers in Kontakt mit der Prägefläche des Heißprägestempels bzw. der Heißprägefolie gelangt infolge des Verfahrens der Haltevorrichtung. Diese Ausgestaltung bietet sich insbesondere dann vorteilhafterweise an, wenn vergleichsweise kleine Grundkörper dekoriert werden sollen. In diesem Fall sind die entsprechenden Haltevorrichtungen kleiner und leichter als der Heißprägestempel. Durch das Verfahren der leichteren Haltevorrichtung wird somit weniger Energie verbraucht.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Haltevorrichtung in die Bearbeitungsposition oder in die Prägeposition verfahren wird.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Heißprägefolie zwischen der Klemmvorrichtung und dem Heißprägestempel zugeführt wird, insbesondere mittels Rolle-zu-Rolle-Verfahren oder als Foliensheet oder Bogen. Das Zuführen der Heißprägefolie kann dabei zeitlich überlappend mit dem Verfahren der Haltevorrichtung in die Bearbeitungsposition oder in die Prägeposition sein. Dadurch kann die Zykluszeit reduziert werden und dementsprechend auch der Durchsatz erhöht werden.
Bevorzugt ist es möglich, dass die Heißprägevorrichtung eine Zuführvorrichtung aufweist, die die Heißprägefolie im Rolle-zu-Rolle-Verfahren oder als Foliensheet bzw. Bogen zwischen dem Heißprägestempel und der Klemmvorrichtung zuführt.
Weiter ist es möglich, dass die Zuführvorrichtung eine Abwickelrolle zum Abwickeln der Heißprägefolie und eine Aufwickelrolle zum Aufwickeln der Heißprägefolie aufweist, wobei die Heißprägefolie zwischen dem Heißprägestempel und der Klemmvorrichtung ein- und ausgeschoben wird. Es ergibt sich insbesondere gegenüber der Verwendung von Foliensheets oder Bögen der Vorteil, dass die Rüstzeiten verringert werden.
Es ist denkbar, dass der Heißprägestempel zwischen einer Ausgangsposition und einer Prägeposition verfahrbar ist, bevorzugt vertikal verfahrbar ist, bevorzugt mittels eines mechanischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder elektromechanischen Antriebs, insbesondere wobei in der Prägeposition der Heißprägestempel auf den Grundkörper unter Einwirkung von Prägedruck verfährt oder gepresst wird. Diese Ausgestaltung bietet sich insbesondere dann vorteilhafterweise an, wenn vergleichsweise große Grundkörper dekoriert werden sollen. Insbesondere ist in diesem Fall der Heißprägestempel kleiner und leichter als die Haltevorrichtung. Durch das Verfahren des gegenüber der Haltevorrichtung leichteren Heißprägestempels wird somit weniger Energie verbraucht.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Prägefläche des Heißprägestempels dem auf die nicht-ebene Oberfläche des Grundkörpers zu beprägenden Prägebereich entspricht.
Vorzugsweise erfolgt das Dekorieren der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers mittels Hubprägen.
Vorteilhafterweise weist der Heißprägestempel eine Folienanlagefläche auf, die die Prägefläche allseitig umgibt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Heißprägefolie zwischen Folienanlagefläche des Heißprägestempels und der Klemmvorrichtung bzw. einer Dichtlippe der Klemmvorrichtung und/oder einer Dichtlippe des Heißprägestempels verläuft. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Heißprägefolie vorzugsweise zwischen der Folienanlagefläche des Heißprägestempels bzw. der Dichtlippe des Heißprägestempels und der Klemmvorrichtung bzw. der Dichtlippe der Klemmvorrichtung geklemmt wird oder ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Folienanlagefläche einer flachen Form oder einer zylindrischen Form oder einer 2,5D-Form entspricht.
Unter zylindrischen und 2,5D-Formen sind dabei Flächen gemeint, die um eine Achse gewölbt sind. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die sich gegenüberliegenden Folienanlageflächen stets auf derselben Ebene bzw. Höhe befinden. Dies gilt längs sowie quer zur Folienlaufrichtung. Es ist jedoch auch denkbar, dass die gegenüberliegenden Folienanlagenflächen auf unterschiedlichen Ebenen bzw. Höhen liegen. Vorzugsweise ist unter Folienlaufrichtung die Richtung gemeint, in die die Folie zwischen dem Heißprägestempel und der Klemmvorrichtung, insbesondere im Rolle-zu-Rolle Verfahren, geführt wird. Dabei entspricht die Folienlaufrichtung der Längsrichtung bzw. Längserstreckung der Folienbahn zwischen der Abrollung (Zuführung) und Aufrollung (Abführung) der Folie. Die Länge der Folienbahn in Folienlaufrichtung ist also größer als die Breite der Folienbahn quer zur Folienlaufrichtung.
Insbesondere ist es möglich, dass der Heißprägestempel zwischen der Folienanlagefläche und der Prägefläche eine als Einlaufschrägen ausgebildete dreidimensionale Folienführung aufweist, wobei die Einlaufschrägen einen Winkel von maximal 40°, bevorzugt von maximal 35°, besonders bevorzugt von maximal 30°, aufweisen. Derart flache Winkel sorgen dafür, dass die Heißprägefolie im Bereich der Einlaufschrägen nicht unnötig stark „gestresst“ wird. Dies bedeutet, dass die Heißprägefolie wenig verzerrt, gestaucht und/oder gestreckt wird. Damit wird unter anderem vorteilhafterweise auch noch eine Reserve der Heißprägefolie für den Dekorationsbereich bzw. die Prägefläche erzielt. Diese Reserve ist vorzugsweise nötig, damit sich die Heißprägefolie an den zum Teil stark gewinkelten Konturen der Prägefläche von bis zu 60° anpassen kann und noch genügend Folienmaterial für diese Anpassung vorhanden ist.
Vorzugsweise weist der Heißprägestempel eine Prägekavität auf, die insbesondere aus der Prägefläche und/oder den als Einlaufschrägen ausgebildete dreidimensionale Folienführung und/oder der Folienanlagefläche gebildet ist oder wird. Unter Prägekavität ist dabei der vom Heißprägestempel geformte „Hohlraum“ zu verstehen, insbesondere der im Wesentlichen der Kontur der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers entspricht.
Vorzugsweise weist der Heißprägestempel Flächenbereiche benachbart zur Prägekavität auf. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Winkel aller Flächenbereiche benachbart zur Prägekavität einen Winkel von maximal 40°, bevorzugt von maximal 35°, besonders bevorzugt von maximal 30°, aufweist.
Insbesondere weist der Heißprägestempel innerhalb der Prägekavität eine Prägefläche auf. Diese Prägefläche entspricht bevorzugt dem Dekorationsbereich. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der Winkel aller Flächenbereiche innerhalb der Prägefläche und/oder dem Dekorationsbereich einen Winkel von maximal 60°, bevorzugt von maximal 50°, besonders bevorzugt von maximal 45°, aufweist. Derartige Winkel sorgen dafür, dass der Heißprägestempel in vertikaler Richtung den zur Applikation nötigen Prägedruck aufbringen kann. Bei stärker geneigten Flächen würde der Prägedruck soweit abnehmen, dass eine Applikation der Transferlage der Heißprägefolie nicht mehr möglich wäre und/oder es kann zu Faltenbildung in der Heißprägefolie führen.
Insbesondere ist vorgesehen, dass zwischen der Folienanlagefläche und der Oberfläche der Klemmvorrichtung eine Klemmebene ausgebildet ist oder wird.
Es ist ferner auch möglich, dass die Folienanlagefläche, insbesondere die Klemmebene, in einer Schnittebene des Heißprägestempels einen vertikalen Abstand zum oberen Ende der Prägefläche von mindestens 2 mm aufweist.
Ferner ist es auch möglich, dass der maximal zulässige Winkel zwischen dem oberen Ende der Prägefläche und der dreidimensionalen Folienführung bzw. der Einlaufschräge maximal 40° beträgt.
Vorzugsweise beträgt bei Betrachtung des Heißprägestempels in einer Schnittebene der horizontale Abstand zwischen äußersten Punkt der dreidimensionalen Folienführung bzw. der Einlaufschräge und oberen Ende der Prägefläche mindestens 10 mm. Mit äußerstem Punkt der dreidimensionalen Folienführung bzw. der Einlaufschräge ist dabei der Punkt gemeint, bei dem die dreidimensionale Folienführung bzw. die Einlaufschräge in die Folienanlagefläche übergeht.
Insbesondere ist es zweckmäßig, dass der Heißprägestempel zumindest eine Direktheizung zum schnellen Aufheizen des Heißprägestempels aufweist. Hierbei weist Heißprägestempel Heizdrähte auf und es ergibt sich bevorzugt der Vorteil der Energieeinsparung. Alternativ kann der Heißprägestempel auch zweiteilig ausgeführt sein, in dem er eine Heizplatte und eine an die Heizplatte montierbare Stempelplatte aufweist. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der Heizbereich des Heißprägestempels zwischen 0°C und 300°C liegt, insbesondere zwischen 80°C und 250°C liegt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Heißprägestempel und/oder eine Prägefläche des Heißprägestempels ein Material oder eine Materialkombinationen umfassen, ausgewählt aus: Stahl, Silikon, Kunststoff, Aluminium, Kupfer, Messing, Magnesium. Alternativ kann der Heißprägestempel und/oder die Prägefläche des Heißprägestempels auch aus alternativen Metallen, beispielsweise mittels 3D-Druck hergestellt sein.
Es ist ferner möglich, dass die Klemmvorrichtung eine Dichtlippe aufweist. Es ist alternativ oder zusätzlich möglich, dass der Heißprägestempel eine Dichtlippe aufweist. Vorzugsweise wird die Heißprägefolie zwischen der Dichtlippe der Klemmvorrichtung und der Folienanlagefläche des Heißprägestempels geklemmt und/oder die Heißprägefolie wird vorzugsweise zwischen der Dichtlippe des Heißprägestempels und der Folienanlagefläche der Klemmvorrichtung geklemmt. Weist die Klemmvorrichtung eine Dichtlippe auf, ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Dichtlippe an der Klemmvorrichtung entsprechend korrespondierend zur Kontur der Folienanlagefläche des Heißprägestempels ausgebildet ist. Weist der Heißprägestempel eine Dichtlippe auf, ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Dichtlippe an dem Heißprägestempel entsprechend korrespondierend zur Kontur der Folienanlagefläche an der Klemmvorrichtung ausgebildet ist. Die Dichtlippe sorgt vorteilhafterweise dafür, dass die Heißprägefolie nach Klemmen nicht mehr verrutschen kann. Damit kann die Dichtlippe die Vakuumansaugung des Heißprägestempels, wodurch die Heißprägefolie ebenfalls in einer Position fixiert wird, zusätzlich bei der Fixierung der Heißprägefolie unterstützen.
Vorteilhafterweise ist es möglich, dass die Form der dem Heißprägestempel zugewandten Oberfläche der Klemmvorrichtung im Wesentlichen einem Negativ der Oberfläche des Heißprägestempels, insbesondere der Folienanlagefläche des Heißprägestempels, entspricht. Somit ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Dichtlippe einer flachen Form oder einer zylindrischen Form oder einer 2,5D-Form entspricht, insbesondere entsprechend der Folienanlagefläche des Heißprägestempels und/oder der Klemmvorrichtung.
Ferner ist es auch möglich, dass die Klemmvorrichtung als durchgehender Rahmen mit einer Aussparung größer als der Grundkörper ausgebildet ist oder als zwei gegenüberliegende Klemmblöcke mit einem Abstand größer als zumindest eine laterale Abmessung der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers ausgebildet ist. Dadurch wird beim Hubprägen des Heißprägestempels vermieden, dass es eine Kollision zwischen der am Heißprägestempel befindlichen Klemmvorrichtung und dem Grundkörper bzw. der Haltevorrichtung gibt.
Zweckmäßigerweise ist es möglich, dass die Klemmvorrichtung zum Klemmen der Heißprägefolie zwischen Heißprägefolie und Klemmvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass die Klemmung der Heißprägefolie zwischen der Folienanlagefläche des Heißprägestempels und der Dichtlippe der Klemmvorrichtung oder zwischen der Folienanlagefläche des Heißprägestempels und der Oberfläche der Klemmvorrichtung erfolgt. Es ist im Falle des Vorhandenseins einer Dichtlippe am Heißprägestempel auch möglich, dass die Klemmvorrichtung zum Klemmen der Heißprägefolie zwischen Heißprägefolie und Klemmvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass die Klemmung der Heißprägefolie zwischen der Dichtlippe des Heißprägestempels und der Oberfläche der Klemmvorrichtung oder zwischen der Dichtlippe des Heißprägestempels und der Dichtlippe der Klemmvorrichtung erfolgt.
Es ist ferner auch möglich, dass die Klemmung der Heißprägefolie derart erfolgt, dass die Heißprägefolie im geklemmten Zustand mindestens einen vertikalen Abstand von 2 mm zum oberen Ende der Prägefläche des Heißprägestempels aufweist. Damit wird sichergestellt, dass während des Klemmvorgangs die Heißprägefolie die erwärmte Prägefläche des Heißprägestempels nicht berührt. Eine solche vorzeitige Berührung der Prägefläche durch die Heißprägefolie vor dem eigentlichen Prägevorgang würde die Heißprägefolie negativ in ihren Prägeeigenschaften lokal beeinflussen, beispielsweise lokal verformen und/oder lokal den Kleber aktivieren.
Vorteilhafterweise erfolgt die Klemmung, in dem die Klemmvorrichtung gegen den Heißprägestempel verfährt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung individuell ansteuerbar ist.
Dabei können die Führungen für die Klemmvorrichtung an der Haltevorrichtung angeordnet sein. Insbesondere umgreift die Klemmvorrichtung in diesem Falle die Außenkontur des Grundkörpers vollständig. Alternativ dazu können die Führungen für die Klemmvorrichtung an dem Heißprägestempel angeordnet sein. Insbesondere umgreift die Klemmvorrichtung in diesem Falle die Außenkontur des zu prägenden Bereichs des Grundkörpers. Dies kann für Anwendungsfälle mit einem zu prägenden Bereich, der kleiner als die Außenkontur des Grundkörpers ist, insbesondere bei sehr großen Grundkörpern, vorteilhaft sein.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Heißprägevorrichtung eine Drucklufteinrichtung zum Lösen der Heißprägefolie von dem Heißprägestempel mittels Druckluft aufweist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass nach Ablauf der Prägezeit sich der Heißprägestempel vom Grundkörper abhebt. Vorteilhafterweise soll die Heißprägefolie nach der Applikation noch für eine vorbestimmte Abkühlzeit, insbesondere wobei die Abkühlzeit 1s bis 5s beträgt, auf dem Grundkörper verbleiben. Damit der Heißprägestempel jedoch abheben kann, ohne die erwärmte und daher mechanisch instabile Heißprägefolie zu beschädigen, wird mittels der Drucklufteinheit die Heißprägefolie von der Oberfläche des Heißprägestempels abgelöst. Dies kann vorzugsweise vor dem Abheben des Heißprägestempels oder während des Abhebens des Heißprägestempels erfolgen.
Durch das Abkühlen kann die Heißprägefolie wieder an Festigkeit und mechanischer Stabilität gewinnen, sodass die Trägerlage im nachfolgenden Schritt fehlerfrei von der auf dem Grundkörper applizierten Transferlage der Heißprägefolie abgelöst werden kann, wobei im Bereich der Prägefläche bzw. im Dekorationsbereich die Transferlage der Heißprägefolie auf dem Grundkörper verbleibt. Durch die erfolgte Abkühlung und insbesondere die so mechanisch stabilisierte Trägerlage und Transferlage der Heißprägefolie wird auch die Kantendekoration des Grundkörpers durch die Transferlage verbessert und ermöglicht somit einen saubereren Abriss im Schichtverbund der Transferlage, da die abgekühlte Transferlage eine mechanische stabile Verbindung zum Grundkörper aufweist.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Drucklufteinrichtung die Heißprägefolie mit einem Druck im Bereich von 1,05 bar bis 2 bar von dem Heißprägestempel ablöst.
Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass der Heißprägestempel zumindest einen Kanal und/oder zumindest eine Bohrung, insbesondere mehrere Bohrungen, aufweist, welche mit der Vakuumansaugung und/oder der Drucklufteinrichtung über zumindest eine Anbindung verbunden sind. Bei dem Kanal handelt es sich vorzugsweise um einen Sammelkanal, der sämtliche Bohrungen miteinander verbindet. Die Bohrungen sind bevorzugt so ausgestaltet, dass diese an die Oberfläche des Heißprägestempels gelangen. Die Bohrungen können sich beispielsweise über die Folienanlagefläche und/oder die dreidimensionale Folienführung bzw. Einlaufschrägen erstrecken. Die Bohrungen können dabei in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen angeordnet sein. Vorteilhafterweise wird die Anzahl der Bohrungen derart gewählt, dass mit der Prägefläche eine sehr gute Dekoration ermöglicht wird und zugleich die Heißprägefolie in ausreichendem Maß an die Oberfläche der Prägefläche mittels Vakuums angesaugt wird, sodass sich diese an die Prägefläche anschmiegt, insbesondere faltenfrei und/oder frei von Lufteinschlüssen. Das faltenfreie Anschmiegen ist vorteilhafterweise wichtig, um eine hohe Genauigkeit und Qualität der Dekoration zu ermöglichen.
Vorzugsweise sind sowohl die Vakuumansaugung als auch die Drucklufteinrichtung mit dem Kanal und/oder den Bohrungen über eine Anbindung verbunden. D.h. sowohl die Vakuumansaugung als auch die Drucklufteinrichtung nutzen den Kanal und die Bohrungen des Heißprägestempels um die Heißprägefolie anzusaugen oder abzulösen.
Ferner ist es möglich, dass die Vakuumansaugung die Heißprägefolie mit einem Druck im Bereich von 0,05 bar bis 0,95 bar, bevorzugt von 0,1 bar bis 0,8 bar, an die Prägefläche des Heißprägestempels ansaugt.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der Heißprägestempel die Heißprägefolie, insbesondere im Bereich der Prägefläche, für eine Zeitdauer im Bereich von 1s bis 10s, insbesondere im Bereich von 1s bis 5s, vorwärmt.
Vorzugsweise wird die Heißprägefolie durch das Vorwärmen dehnbar. Dadurch kann sich die Heißprägefolie besser und genauer an die Prägefläche des Heißprägestempels anschmiegen. Dies begünstigt eine qualitativ hochwertige und faltenfreie Dekoration des Grundkörpers. Das Vorwärmen erfolgt bevorzugt vor und/oder während und/oder nach dem Ansaugen der Heißprägefolie an die Oberfläche des Heißprägestempels.
Vorteilhafterweise wird zum Vorwärmen die Eigenhitze des Heißprägestempels verwendet. Dadurch kann auf andere Wärmequellen verzichtet werden, was zum einen den konstruktiven Aufwand verringert und zum anderen auch energetisch effizient ist. Ferner bietet dies auch den Vorteil, dass die Heißprägefolie über ihre gesamte Fläche gleichmäßig vorgewärmt wird.
Weiter ist es möglich, dass zum Applizieren der Heißprägefolie auf die nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers der Heißprägestempel gegen die Haltevorrichtung verfährt und/oder die Haltevorrichtung gegen den Heißprägestempel verfährt, sodass die Heißprägefolie in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers gelangt. Insbesondere verfährt der Heißprägestempel gemeinsam mit der Klemmvorrichtung. Dabei ist es insbesondere unerheblich, ob die Führungen für die Klemmvorrichtung an der Haltevorrichtung oder an dem Heißprägestempel angeordnet sind.
Ferner ist es auch möglich, dass beim Applizieren die Heißprägefolie in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers gebracht wird, in dem der Heißprägestempel auf den Grundkörper verfahren wird oder verfährt und/oder die Haltevorrichtung gegen den Heißprägestempel verfahren wird oder verfährt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Heißprägestempel von einer Ausgangsposition in eine Prägeposition verfahren wird oder die Klemmvorrichtung von einer Bearbeitungsposition in eine Prägeposition verfahren wird. Als Prägeposition ist dabei die Position zu verstehen, bei der der Kontakt zwischen der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers mit der an der Prägefläche des Heißprägestempel anliegenden Heißprägefolie hergestellt wird bzw. ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass beim Applizieren der Heißprägefolie der Heißprägestempel für eine Prägezeit von 0,5 Sekunden bis 5 Sekunden, insbesondere von 0,5 Sekunden bis 1,5 Sekunden, an der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers verbleibt.
Es ist ferner auch möglich, dass die Heißprägefolie mit einer Prägetemperatur im Bereich von 150°C bis 250°C, insbesondere im Bereich von 180°C bis 220°C, appliziert wird. Ferner kann die Heißprägefolie mit einem Prägedruck im Bereich von 200 N/cm² bis 370 N/cm², bevorzugt im Bereich von 250 N/cm² bis 300 N/cm², appliziert werden.
Es ist auch möglich, dass das Applizieren der Heißprägefolie mit einer Prägetemperatur im Bereich von 150°C bis 250°C, insbesondere im Bereich von 180°C bis 220°C, erfolgt. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das Dekorieren der Heißprägefolie mit einem Prägedruck im Bereich von 200 N/cm² bis 370 N/cm², bevorzugt im Bereich von 250 N/cm² bis 300 N/cm², erfolgt.
Vorteilhafterweise wird der Heißprägestempel nach dem Applizieren in die Ausgangsposition verfahren und/oder die Haltevorrichtung nach dem Applizieren in die Bearbeitungsposition verfahren.
Bevorzugt ist es auch vorgesehen, dass vor und/oder während dem Verfahren des Heißprägestempels in die Ausgangsposition die Heißprägefolie mittels einer Drucklufteinrichtung, vorzugsweise unter Überdruck, von dem Heißprägestempel weggeblasen wird. Dadurch löst sich die weiche und mechanisch instabile Heißprägefolie fehlerfrei von der Oberfläche des Heißprägestempels, während und/oder bevor dieser in seine Ausgangsposition verfährt. Somit können Risse in der Dekoration vermieden werden.
Vorzugsweise wird der Heißprägestempel unabhängig von der Klemmvorrichtung verfahren oder die Klemmvorrichtung zusammen mit der Haltevorrichtung verfahren. D.h. nach dem Applizieren verfährt entweder der Heißprägestempel alleine oder die Haltevorrichtung und die Klemmvorrichtung zusammen, sodass die applizierte Heißprägefolie zunächst abkühlen kann. Vorzugsweise wird die Klemmvorrichtung erst nach Erreichen der Abkühlzeit abgehoben bzw. verfahren.
Insbesondere ist es möglich, dass nach dem Applizieren, insbesondere nach Ablauf der Prägezeit, besonders bevorzugt nach dem der Heißprägestempel in die Ausgangsposition verfahren wurde, die Heißprägefolie für eine Abkühlzeit in einem Bereich von 1 Sekunde bis 5 Sekunde auf dem Grundkörper verbleibt. Durch eine derartige Abkühlzeit gewinnt die Heißprägefolie wieder an Festigkeit und mechanischer Stabilität. Diese mechanische Stabilität gewährleistet dann das erfolgreiche und fehlerfreie Ablösen der Heißprägefolie bzw. der Trägerlage im Dekorationsbereich von der auf dem Grundkörper applizierten Transferlage.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung zum Ablösen der Trägerlage der Heißprägefolie von der auf dem Grundkörper applizierten Transferlage, insbesondere wobei im Prägebereich die Transferlage der Heißprägefolie auf dem Grundkörper verbleibt, in horizontaler Richtung anhebbar und absenkbar ist.
Ferner ist es möglich, dass nach dem Applizieren und/oder nach Ablauf der Abkühlzeit die Klemmvorrichtung angehoben oder gesenkt wird, um die Trägerlage der Heißprägefolie abzulösen, insbesondere wobei die Transferlage der Heißprägefolie im Prägebereich auf der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers verbleibt.
Nach Ablauf der Abkühlzeit ist die durch den Heißprägestempel thermisch aktivierte Schicht, insbesondere der Kleber, zumindest teilweise ausgehärtet, sodass die Transferlage der Heißprägefolie eine feste Verbindung mit dem Grundkörper im Dekorationsbereich aufweist. Vorzugsweise wird beim Anheben der Klemmvorrichtung im Dekorationsbereich die Trägerlage der Heißprägefolie von der applizierten Transferlage abgelöst.
Vorteilhafterweise ist die Heißprägefolie nach Applikation und/oder nach der Abkühlzeit nach unten gewölbt, d.h. in Richtung der Haltevorrichtung gewölbt. Dies führt zu einer Verbesserung der Ablösung.
Es kann auch möglich sein, dass nach dem Applizieren und/oder nach Ablauf der Abkühlzeit mittels eines Ablösestabs die Trägerlage der Heißprägefolie abgelöst wird, wobei der Ablösestab in vertikaler Richtung und zwischen der Trägerlage der Heißprägefolie und dem Grundkörper verfahren wird, insbesondere wobei die Transferlage der Heißprägefolie im Prägebereich auf der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers verbleibt.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Heißprägevorrichtung einen Ablösestab aufweist, der zum Ablösen der Trägerlage der Heißprägefolie vom Grundkörper in vertikaler Richtung zwischen der Trägerlage der Heißprägefolie und dem Grundkörper verfahrbar ist, insbesondere wobei im Prägebereich die Transferlage der Heißprägefolie auf dem Grundkörper verbleibt.
Vorzugsweise weist der Ablösestab eine Länge auf, die mindestens der Breite der Heißprägefolie entspricht. Der Ablösestab fährt bevorzugt in Folienlaufrichtung zwischen Trägerlage der Heißprägefolie und Grundkörper und löst die Trägerlage damit kontinuierlich und fortschreitend von der applizierten Transferlage ab. Insbesondere ist es möglich, dass der Ablösestab ein Metallstab ist.
Das Ablösen der Trägerlage der Heißprägefolie mittels Anhebens der Klemmvorrichtung kann auch mit einem Ablösestab kombiniert werden. Dabei fährt der Ablösestab bevorzugt nach dem Anheben der Klemmvorrichtung noch zusätzlich zwischen Trägerlage der Heißprägefolie und Grundkörper und löst somit ggf. restliche Trägerlage der Heißprägefolie kontinuierlich und fortschreitend ab.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Haltevorrichtung nach dem Applizieren in ihre Entnahmeposition verfahren wird. Der dekorierte Grundkörper kann dann aus der Haltevorrichtung entnommen werden.
Bevorzugt erfolgt die Entnahme des Grundkörpers von Menschenhand und/oder durch eine Fördervorrichtung, die in der Haltevorrichtung mündet, und/oder vollständig automatisiert, beispielsweise durch einen Roboter, insbesondere Roboterarm.
Bevorzugt umfasst die Heißprägevorrichtung eine Steuereinrichtung zum Ansteuern des Heißprägestempels, der Klemmvorrichtung, der Haltevorrichtung, der Zuführvorrichtung, der Drucklufteinrichtung und/oder der Vakuumansaugung, wobei diese Steuereinrichtung ausgelegt ist, insbesondere geeignet programmiert ist, um die einzelnen Schritte zeitlich zu steuern. Hierdurch kann die Zykluszeit weiter verringert werden.
Das Verfahren und die Heißprägevorrichtung zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie findet beispielsweise Anwendung in der Automobilbranche und überall dort, wo optisch hochwertige dreidimensionale Oberflächen bereitgestellt werden sollen. Durch das beschriebene Verfahren und die beschriebene Heißprägevorrichtung können komplexe dreidimensionale Oberflächen mit der Transferlage einer Heißprägefolie ohne Faltenbildung oder Lufteinschlüssen dekoriert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind daher nicht einschränkend zu verstehen.

1 zeigt schematisch die Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers in einem Flussdiagramm
2a - 2e zeigen schematisch die Verfahrensschritte zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers
3a zeigt schematisch einen Heißprägestempel mit Blick auf die Prägeseite
3b zeigt schematisch einen Heißprägestempel mit Blick auf die Rückseite
4 zeigt schematisch eine Klemmvorrichtung mit Blick auf die dem Heißprägestempel zugewandten Seite
5 zeigt schematisch eine Haltevorrichtung
6 zeigt schematisch eine Schnittansicht der Heißprägevorrichtung
7 zeigt schematisch eine Prägekavität eines Heißprägestempels
8 zeigt schematisch eine dreidimensionale Darstellung eines Heißprägestempels in einer Schnittansicht, wobei der maximal zulässige Winkel α schematisch dargestellt ist
9 zeigt schematisch die Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers in einem Flussdiagramm

Die 1 zeigt schematisch die Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche 81 eines Grundkörpers 80 mittels einer Transferlage einer Heißprägefolie 90. Bei dem Verfahren werden die folgenden Schritte durchgeführt:

- Bereitstellen des Grundkörpers 1, 80 in einer Haltevorrichtung 20;
- Bereitstellen der Heißprägefolie 2, 90;
- Klemmen 3 der Heißprägefolie 90 mittels einer Klemmvorrichtung 30 an einen Heißprägestempel 40;
- Ansaugen 4 der Heißprägefolie 90 an eine Prägefläche 41 des Heißprägestempels 40 mittels einer Vakuumansaugung 50;
- Vorwärmen 5 der Heißprägefolie 90, insbesondere zumindest im Bereich der Prägefläche 41 und/oder im Bereich einer dreidimensionalen Folienführung 45, welche bevorzugt benachbart zur Prägefläche 41 angeordnet ist, durch erwärmten Heißprägestempel 40;
- Applizieren 6 der Transferlage der Heißprägefolie 90 auf eine nicht-ebene Oberfläche 81 des Grundkörpers 80, in dem die Heißprägefolie 90 in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 gebracht wird und unter Einwirkung von Prägedruck und Prägetemperatur mittels des Heißprägestempels 40 die Transferlage auf den Grundkörper 80 transferiert wird.

In 2a ist schematisch eine Heißprägevorrichtung 10 gezeigt, bei der die beiden Verfahrensschritte Bereitstellen des Grundkörpers 1, 80 in einer Haltevorrichtung 20 und Bereitstellen der Heißprägefolie 2, 90 bereits durchgeführt worden sind. Bei der dargestellten Heißprägefolie 90 handelt es sich um eine Heißprägefolie 90 als Rollenware. Dazu ist bevorzugt vorgesehen, dass die Heißprägevorrichtung 10 eine in der 2a nicht dargestellte Zuführvorrichtung aufweist, die die Heißprägefolie 90 zwischen dem Heißprägestempel 40 und der Klemmvorrichtung 30 zuführt. Vorzugsweise weist eine solche Zuführvorrichtung eine Abwickelrolle zum Abwickeln der Heißprägefolie 90 und eine Aufwickelrolle zum Aufwickeln der Heißprägefolie 90 auf, wobei die Heißprägefolie 90 zwischen dem Heißprägestempel 40 und der Klemmvorrichtung 30 ein- und ausgeschoben wird.
In alternativen Ausgestaltungen ist es möglich, dass die Heißprägefolie 90 als Bogen oder Foliensheet zwischen dem Heißprägestempel 40 und der Klemmvorrichtung 30 zugeführt wird.
Die in den 2a bis 2e dargestellte Heißprägevorrichtung 10 umfasst eine Haltevorrichtung 20 zum Halten des Grundkörpers 80 und einen Heißprägestempel 40 mit einer Prägefläche 41 zum Applizieren 6 der Transferlage der Heißprägefolie 90 auf den Grundkörper 80 und eine Klemmvorrichtung 30 zum Klemmen 3 der Heißprägefolie 90 an den Heißprägestempel 40. Ferner umfasst die Heißprägevorrichtung 10 eine nicht dargestellte Vakuumansaugung 50 zum Ansaugen 4 der Heißprägefolie 90 an die Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung 45 des Heißprägestempels 40, wobei die Vakuumansaugung 50 mit dem Heißprägestempel 40 verbunden ist, und wobei der erwärmte Heißprägestempel 40 die angesaugte Heißprägefolie 90, insbesondere im Bereich der Prägefläche 41 sowie im Bereich der dazu benachbarten dreidimensionalen Folienführung (45), vorwärmt.
Der in den 2a bis 2e gezeigte Heißprägestempel 40 weist Bohrungen 52 auf, welche von der Vakuumansaugung 50 zum Ansaugen 4 der Heißprägefolie 90 genutzt werden. Zudem können diese Bohrungen 52 auch für eine nicht dargestellte Drucklufteinrichtung 60 genutzt werden.
In 2b ist schematisch die Heißprägevorrichtung 10 der 2a gezeigt, bei der die Heißprägefolie 90 bereits geklemmt und angesaugt ist. Hierzu ist zunächst die Klemmvorrichtung 30 gegen den Heißprägestempel 40 verfahren, sodass die Heißprägefolie 90 zwischen der Klemmvorrichtung 30 und dem Heißprägestempel 40 geklemmt ist bzw. wird. Vorzugsweise ist eine Führung 22, insbesondere Führungsstange, vorgesehen, entlang der die Klemmvorrichtung 30 und/oder der Heißprägestempel 40 verfahren kann. Durch die Führung 22 bzw. Führungsstange wird sichergestellt, dass die Klemmvorrichtung 30 und/oder der Heißprägestempel 40 stets positionsgenau verfahren, sodass keine positionsbedingen Abweichungen im Prägeprozess auftreten können. Bevorzugt weisen hierfür die Klemmvorrichtung 30 und/oder die Heißprägevorrichtung 10 und/oder die Haltevorrichtung 20 Bohrungen 33 auf, in der die Führungen gehalten sind oder werden.
Sobald oder kurz bevor die Heißprägefolie 90 geklemmt ist, wird die Vakuumansaugung 50 aktiviert. Dies ist in 2b exemplarisch durch die drei nach oben gerichteten Pfeile dargestellt. Durch die Aktivierung der Vakuumansaugung 50 wird die Heißprägefolie 90 an die Oberfläche des Heißprägestempels 40, insbesondere die Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung 45, angesaugt.
Zeitgleich sorgt der erhitzte Heißprägestempel 40 bevorzugt dafür, dass die Heißprägefolie 90 vorgewärmt wird. Vorzugsweise wärmt der Heißprägestempel 40 die Heißprägefolie 90, insbesondere im Bereich der Prägefläche 41 sowie im Bereich der dazu benachbarten dreidimensionalen Folienführung 45, für eine Zeitdauer im Bereich von 1s bis 10s, insbesondere im Bereich von 1s bis 5s, vor. Vorteilhafterweise sorgt das Vorwärmen 5 dafür, dass die Heißprägefolie 90 dehnbar wird, sodass sich diese einfacher und genauer an die Kontur der Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung 45 des Heißprägestempels 40 anschmiegen kann.
Mittels der Kombination der Vakuumansaugung 50 und dem Vorwärmen 5 durch den Heißprägestempel 40 kann das Anschmiegen der Heißprägefolie 90 an die Oberfläche des Heißprägestempels 40 bzw. die Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung 45 des Heißprägestempels 40 weiter verbessert werden. Durch diese Kombination werden beim Anschmiegen der Heißprägefolie 90 an die Oberfläche bzw. Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung 45 des Heißprägestempels 40 Lufteinschlüsse und Faltenbildung vermieden. Dies ist insbesondere bei dreidimensionalen Prägeflächen 41, insbesondere komplexen dreidimensionalen Prägeflächen 41, von erheblichem Vorteil. Durch das faltenfreie und lufteinschlussfreie Anschmiegen der Heißprägefolie 90 kann ein qualitativ hochwertiges Prägeergebnis bzw. eine saubere Dekoration auf dreidimensionalen bzw. nicht-ebenen Oberflächen erfolgen.
Bevorzugt wird zum Vorwärmen 5 der Heißprägefolie 90 hierbei die Eigenhitze des Heißprägestempels 40 verwendet. Somit kann beim Vorwärmen 5 auf andere Wärmequellen, wie beispielsweise einen Heizlüfter, verzichtet werden. Ferner wird durch den Heißprägestempel 40 eine gleichmäßige Wärmezufuhr und somit auch gleichmäßige Wärmeverteilung innerhalb der Heißprägefolie 90 gewährleistet. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass durch die gleichmäßige Wärmeverteilung die Heißprägefolie 90 im Wesentlichen über den gesamten Querschnitt nahezu konstante Materialeigenschaften im vorgewärmten Zustand aufweist. Dies verbessert das Anschmiegen der Heißprägefolie 90 an die Oberfläche bzw. Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung 45 des Heißprägestempels 40 ebenfalls, da keine oder nur wenige Fehler infolge von unterschiedlichen Materialeigenschaften aufgrund ungleichmäßiger Wärmeverteilung innerhalb der Heißprägefolie 90 auftreten.
In 2c ist das Applizieren 6 der Heißprägefolie 90 auf eine nicht-ebene Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 dargestellt. In dem in 2c gezeigten Beispiel verfährt der Heißprägestempel 40 zusammen mit der Klemmvorrichtung 30 gegen die Haltevorrichtung 20, sodass die Heißprägefolie 90 in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 gelangt. In einer weiteren Ausgestaltung ist es möglich, dass die Haltevorrichtung 20 gegen den Heißprägestempel 40 und die Klemmvorrichtung 30 verfährt, sodass die Heißprägefolie 90 in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 gelangt.
Bei der in 2c gezeigten Ausgestaltung verfahren der Heißprägestempel 40 und die Klemmvorrichtung 30 vertikal entlang der Führung 22 von einer Ausgangsposition (siehe 2b) in einer Prägeposition (siehe 2c). Als Prägeposition ist dabei die Position zu verstehen, bei der der Kontakt zwischen der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 mit der Heißprägefolie 90 hergestellt wird bzw. ist.
Vorzugsweise verbleibt der Heißprägestempel 40 für eine Prägezeit von 0,5 Sekunden bis 5 Sekunden, insbesondere von 0,5 Sekunden bis 1,5 Sekunden, an der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörper 80, insbesondere wobei die Prägezeit ab Zeitpunkt des erstmaligen Kontakts zwischen Heißprägefolie 90 und der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 beginnt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Heißprägefolie 90 während dem Applizieren 6 weiter von der Vakuumansaugung 50 an die Oberfläche des Heißprägestempels 40, insbesondere die Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung 45 des Heißprägestempels 40, angesaugt wird. Dies bietet den Vorteil, dass die Heißprägefolie 90 weiter stets konturtreu an der Prägefläche 41 verbleibt, um so das Prägeergebnis zu verbessern.
Vorzugsweise erfolgt das Applizieren 6 der Heißprägefolie 90 mit einer Prägetemperatur im Bereich von 150°C bis 250°C, insbesondere im Bereich von 180°C bis 220°C. Bevorzugt kann auch möglich sein, dass das Applizieren 6 der Heißprägefolie 90 mit einem Prägedruck im Bereich von 200 N/cm² bis 370 N/cm², bevorzugt im Bereich von 250 N/cm² bis 300 N/cm², erfolgt.
In 2d ist gezeigt, wie der Heißprägestempel 40 nach dem Applizieren 6 von der Prägeposition in seine Ausgangsposition verfährt. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung 30 weiter in der Prägeposition verbleibt.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass vor oder während dem Verfahren des Heißprägestempels 40 in die Ausgangsposition die Heißprägefolie 90 mittels einer Drucklufteinrichtung 60, vorzugsweise unter Überdruck, von dem Heißprägestempel 40 weggeblasen wird. Dies ist in 2d durch die nach unten gerichteten Pfeile dargestellt. Hierzu werden von der Drucklufteinrichtung 60 vorzugsweise dieselben Kanäle und/oder Bohrungen 52 im Heißprägestempel 40 verwendet, wie für die Vakuumansaugung 50.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Drucklufteinrichtung 60 die Heißprägefolie 90 mit einem Druck im Bereich von 1,05 bar bis 2 bar von dem Heißprägestempel 40 ablöst.
Durch das Wegblasen mittels der Drucklufteinrichtung 60 kann sich die weiche, erhitzte und mechanisch instabile Heißprägefolie 90 fehlerfrei von der Oberfläche des Heißprägestempels 40 lösen. Somit können Risse oder Fehler in der Dekoration vermieden werden.
Vorzugsweise wird der Heißprägestempel 40 unabhängig von der Klemmvorrichtung 30 verfahren oder die Klemmrichtung zusammen mit der Klemmvorrichtung 30 verfahren. D.h. nach dem Applizieren 6 verfährt entweder der Heißprägestempel 40 alleine oder die Haltevorrichtung 20 und die Klemmvorrichtung 30 zusammen, sodass die applizierte Heißprägefolie 90 zunächst abkühlen kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass nach dem der Heißprägestempel 40 in die Ausgangsposition verfahren wurde, die Heißprägefolie 90 für eine Abkühlzeit in einem Bereich von 1 Sekunde bis 5 Sekunden auf dem Grundkörper 80 zum Abkühlen verbleibt. Durch das Abkühlen kann die Heißprägefolie 90 wieder an Festigkeit und mechanischer Stabilität gewinnen, sodass die Trägerlage im nachfolgenden Schritt fehlerfrei von der auf dem Grundkörper 80 applizierten Transferlage der Heißprägefolie 90 abgelöst werden kann, wobei im Bereich der Prägefläche 41 bzw. im Dekorationsbereich die Transferlage der Heißprägefolie 90 auf dem Grundkörper 80 verbleibt. Durch die erfolgte Abkühlung und insbesondere die so mechanisch stabilisierte Trägerlage und Transferlage der Heißprägefolie 90 wird auch die Kantendekoration des Grundkörpers 80 durch die Transferlage verbessert und ermöglicht somit einen saubereren Abriss im Schichtverbund der Transferlage, da die abgekühlte Transferlage eine mechanische stabile Verbindung zum Grundkörper 80 aufweist.
In 2e ist gezeigt, wie nach Ablauf der Abkühlzeit nun die Klemmvorrichtung 30 angehoben bzw. verfahren wird. Dabei wird die Trägerlage im Dekorationsbereich von der auf die nicht-ebene Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 applizierten Transferlage zusammen mit der dem Dekorationsbereich umgebenden Heißprägefolie 90 vom Grundkörper 80 abgelöst.
In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass nach dem Applizieren 6 und/oder nach Ablauf der Abkühlzeit mittels eines Ablösestabs die Trägerlage der Heißprägefolie 90 abgelöst wird, wobei der Ablösestab in vertikaler Richtung und zwischen der Trägerlage der Heißprägefolie 90 und dem Grundkörper 80 verfahren wird, insbesondere wobei die Transferlage der Heißprägefolie 90 im Prägebereich auf der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 verbleibt. Es ist auch die Kombination von Ablösestab und Anheben der Klemmvorrichtung 30 möglich.
Nachfolgend wird die Haltevorrichtung 20 bevorzugt in ihre Entnahmeposition verfahren. Dies ist nicht dargestellt. Der Heißprägeprozess kann nun von neuem mit einem neuen zu dekorierenden Grundkörper 80 beginnen.
In 3a ist schematisch eine Stempelplatte 48 eines Heißprägestempels 40, gezeigt mit Blick auf die Prägeseite bzw. Prägefläche 41. Vorzugsweise ist der Heißprägestempel 40 zweiteilig ausgeführt, in dem er eine Heizplatte und eine an die Heizplatte montierbare Stempelplatte 48 aufweist. Alternativ kann der Heißprägestempel 40 auch einteilig sein. In diesem Fall weist der Heißprägestempel 40 bevorzugt eine integrierte Direktheizung in Form von Heizdrähten auf.
Der in 3a gezeigte Heißprägestempel 40 bzw. die in 3a gezeigte Stempelplatte 48 weist eine Prägefläche 41 auf, welche dem Dekorationsbereich der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 entspricht. Vorzugsweise handelt es sich bei der Prägefläche 41 um eine dreidimensionale und/oder komplexe dreidimensionale Kontur, insbesondere deren Flächen zum Teil viele und vergleichsweise starke Winkeländerungen aufweisen. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der Winkel aller Flächenbereiche innerhalb der Prägefläche 41 und/oder innerhalb des Dekorationsbereichs einen Winkel von maximal 60°, bevorzugt von maximal 50°, besonders bevorzugt von maximal 45°, aufweist. Derartige Winkel sorgen dafür, dass der Heißprägestempel 40 in vertikaler Richtung den zur Applikation nötigen Prägedruck aufbringen kann. Bei stärker geneigten Flächen würde der auf die Fläche wirkende Prägedruck soweit abnehmen, dass eine Applikation der Transferlage der Heißprägefolie 90 nicht mehr möglich wäre und/oder es kann zu Faltenbildung in der Heißprägefolie 90 führen.
Vorzugsweise weist der Heißprägestempel 40 bzw. die Stempelplatte 48 eine Folienanlagefläche 42 auf, die die Prägefläche 41 allseitig umgibt. Die Folienanlagefläche 42 ist dabei diejenige Fläche, an der die Heißprägefolie 90 mittels der Klemmvorrichtung 30 an den Heißprägestempel 40 geklemmt wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Folienanlagefläche 42 einer flachen bzw. ebenen Form oder einer zylindrischen Form oder einer 2,5D-Form entspricht. Unter zylindrischen und 2,5D-Formen sind dabei Flächen gemeint, die um eine Achse gewölbt sind. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die sich gegenüberliebenden Folienanlageflächen 42 stets auf derselben Ebene bzw. Höhe befinden. Dadurch wird eine gleichmäßige und sichere Klemmung der Heißprägefolie 90 zwischen der Folienanlagefläche 42 des Heißprägestempels 40 und der Klemmvorrichtung 30, insbesondere der Dichtlippe 31 der Klemmvorrichtung 30 und/oder der Dichtlippe des Heißprägestempels 40, sichergestellt. Gleichmäßig bedeutet hierbei, dass an jeder Stelle der Folienklemmung dieselbe Kraft bzw. derselbe Druck aufgebracht wird.
Ferner weist der in 3a gezeigte Heißprägestempel 40 bzw. die in 3a gezeigte Stempelplatte 48 als Einlaufschrägen 43 ausgebildete dreidimensionale Folienführungen 45 auf, die zwischen der Folienanlagefläche 42 und der Prägefläche 41 angeordnet sind und einen Winkel von maximal 40°, bevorzugt von maximal 35°, besonders bevorzugt von maximal 30°, aufweisen. Die Einlaufschrägen 43 mit derart flachen Winkeln sorgen dafür, dass die Heißprägefolie 90 im Bereich der Einlaufschrägen 43 nicht unnötig stark „gestresst“ wird. Zudem stellt die an die Einlaufschräge 43 anliegende Heißprägefolie 90 die Reserve für die Prägefläche 41 bzw. den Dekorationsbereich dar. Diese Reserve ist vorzugsweise nötig, damit sich die Heißprägefolie 90 an den zum Teil stark gewinkelten Konturen bzw. Flächen von bis zu 60° innerhalb der Prägefläche 41 bzw. dem Dekorationsbereich anpassen kann und noch genügend Folienmaterial für diese Anpassung vorhanden ist. Im Bereich der Prägefläche 41 kommt es vorzugsweise aufgrund der zum Teil starken Winkeländerungen zu Stauchungen und Streckungen innerhalb der Heißprägefolie 90, welche durch die Reserve ausgeglichen werden können.
Vorzugsweise wird die Heißprägefolie 90 entlang der Folienanlagefläche 42 geführt. Beispielsweise kann es sich dabei um eine zweidimensionale Folienführung 44 oder um eine 2,5D-Folienführung handeln. D.h. in diesem Bereich ist die Heißprägefolie 90 nicht gekrümmt oder lediglich um eine Achse gekrümmt. Dagegen liegt vorzugsweise im Bereich der Einlaufschrägen 43 eine dreidimensionale Folienführung 45 vor. D.h. in diesem Bereich ist die Heißprägefolie 90 bevorzugt gekrümmt bzw. um mindestens zwei Achsen gekrümmt.
Darüber hinaus weist der in der 3a gezeigte Heißprägestempel 40 bzw. die in 3a gezeigte Stempelplatte 48 eine Anbindung 53 für eine Vakuumansaugung 50 und/oder eine Drucklufteinrichtung 60 auf.
Die für die Vakuumansaugung 50 und/oder Drucklufteinrichtung 60 verwendeten Komponenten werden nachfolgend anhand der 3b weiter im Detail beschrieben. In 3b ist dazu schematisch der aus 3a gezeigte Heißprägestempel 40 bzw. die aus 3a gezeigte Stempelplatte 48 dargestellt, wobei diesmal die Rückseite betrachtet wird. Dabei ist zum einen die bereits in 3a gezeigte Anbindung 53 dargestellt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Anbindung 53 sowohl von der Vakuumansaugung 50 als auch von der Drucklufteinrichtung 60 verwendet wird. In einer alternativen Ausgestaltung kann der Heißprägestempel 40 bzw. die Stempelplatte 48 auch zwei Anbindungen 53 aufweisen, wobei die Vakuumansaugung 50 und die Drucklufteinrichtung 60 mit je einer Anbindung 53 verbunden sind bzw. werden.
Der in 3b gezeigte Heißprägestempel 40 bzw. die in 3b gezeigte Stempelplatte 48 weist einen Kanal 51 auf, welcher vorzugsweise mit der Anbindung 53 verbunden ist. Der Kanal 51 wiederum ist dabei bevorzugt mit ein oder mehreren Bohrungen 52 verbunden, welche auf der gegenüberliegenden Seite, also der Prägeseite, münden. Dies ist exemplarisch auch in 3a gezeigt. Dort sind die Bohrungen 52 um die Prägefläche 41 herum in der dreidimensionalen Folienführung 45 verteilt.
Somit besteht ein durchgehender Strömungskanal von der Vakuumansaugung 50 und/oder Drucklufteinrichtung 60 über die Anbindung 53, den Kanal 51 und die Bohrungen 52, mit dem die Heißprägefolie 90 an die Oberfläche des Heißprägestempels 40 bzw. die Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung (45) des Heißprägestempels 40 angesaugt werden kann. Vorzugsweise schmiegt sich die Heißprägefolie 90 an die Oberfläche bzw. Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung (45) des Heißprägestempels 40 an. Dieses Anschmiegen wird zudem durch das Vorwärmen 5 der Heißprägefolie 90 mittels des erwärmten Heißprägestempels 40 verbessert.
Ferner weist die Stempelplatte 48 bevorzugt eine Dichtung 46 und eine Auflagefläche 47 auf, mittels der die Stempelplatte 48 an einer nicht dargestellten Heizplatte montiert werden kann. Die Dichtung 46 sorgt dafür, dass der durch den Kanal 51 ausgeprägte Strömungskanal gegenüber der Heizplatte abgedichtet ist und keine Leckageströme auftreten können. Dadurch wird sichergestellt, dass das Ansaugen 4 der Heißprägefolie an den Heißprägestempel 40 mittels Vakuum und/oder das Ablösen der Heißprägefolie von dem Heißprägestempels 40 mittels Druckluft stets betriebssicher durchgeführt werden können.
In 4 ist schematisch eine Klemmvorrichtung 30 mit Blick auf die dem Heißprägestempel 40 zugewandten Seite gezeigt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die dem Heißprägestempel 40 zugewandte Seite der Klemmvorrichtung 30 einem Negativ der Oberfläche des Heißprägestempels 40, insbesondere der Folienanlagefläche 42 des Heißprägestempels 40, entspricht, sodass das Klemmen 3 der Heißprägefolie 90 zwischen Heißprägestempel 40 und Klemmvorrichtung 30 konturfolgend erfolgt. Es ist bevorzugt auch vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung die Rückseite des Grundkörpers zumindest teilweise abbildet. Im gezeigten Beispiel gemäß 4 ist die Oberfläche der Klemmvorrichtung 30 passend zur Oberfläche des Heißprägestempels 40 bzw. der Stempelplatte 48 oder Folienanlagefläche 42 gemäß 3a ausgestaltet.
Bei der in 4 gezeigten Klemmvorrichtung 30 ist die Klemmvorrichtung 30 als durchgehender Rahmen mit einer Aussparung größer als der Grundkörper 80 ausgebildet. Dies ermöglicht, dass beim Applizieren 6 der Heißprägefolie 90 infolge des Verfahrens des Heißprägestempels 40 zusammen mit der Klemmvorrichtung 30 gegen den Grundkörper 80, der Grundkörper 80 durch diese Aussparung ohne Kollision hindurch tauchen kann. In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Klemmvorrichtung 30 als zwei gegenüberliegende Klemmblöcke mit einem Abstand größer als zumindest eine laterale Abmessung der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 ausgebildet ist.
Ferner weist die in 4 gezeigte Klemmvorrichtung 30 Führungsbohrungen 33 auf, die korrespondierend zu den Führungsbohrungen 33 des Heißprägestempels 40 bzw. der Stempelplatte 48 gemäß 3a und 3b sowie der Haltevorrichtung 20 gemäß 5 ausgestaltet sind. Mittels einer nicht dargestellten Führung 22 bzw. Führungsstange, die vorzugsweise in den Führungsbohrungen angeordnet ist, können somit die Bewegungsabläufe des Heißprägestempels 40, der Klemmvorrichtung 30 und ggf. der Haltevorrichtung 20 positionsgenau zueinander gesteuert werden.
Die in 4 gezeigte Klemmvorrichtung 30 weist vorzugsweise eine Dichtlippe 31 auf. Vorzugsweise wird die Heißprägefolie 90 zwischen Dichtlippe 31 der Klemmvorrichtung 30 und der Folienanlagefläche 42 des Heißprägestempels 40 geklemmt. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass die Dichtlippe 31 entsprechend korrespondiert zur Kontur der Folienanlagefläche 42 des Heißprägestempels 40 ausgebildet ist. Die Dichtlippe 31 sorgt vorteilhafterweise dafür, dass die Heißprägefolie 90 nach dem Klemmen 3 nicht mehr verrutschen kann. Damit kann die Dichtlippe 31 die Vakuumansaugung des Heißprägestempels 40 durch Formschluss bei der Fixierung der Heißprägefolie 90 unterstützen.
Zum Klemmen 3 der Heißprägefolie 90 ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung 30 vertikal gegen den Heißprägestempel 40 verfahrbar ist oder verfahren wird. Wie oben bereits beschrieben, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Heißprägestempel 40 zum Applizieren 6 zusammen mit der Klemmvorrichtung 30 gegen den Grundkörper 80 bzw. die Haltevorrichtung 20 vertikal verfährt oder verfahren wird. Nachdem die Heißprägefolie 90 appliziert wurde, verfährt vorzugsweise zunächst der Heißprägestempel 40 in seine Ausgangsposition. Bevorzugt bleibt die Klemmvorrichtung 30 weiterhin in Prägeposition. Hierfür ist bevorzugt vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung 30 einen Niederhalter 32 aufweist, mit dem die Klemmvorrichtung 30 in dieser Position gehalten wird. Ein entsprechender Niederhalter 32 ist in 4 gezeigt. Beim Lösen des Niederhalters 32 kann die Klemmvorrichtung 30 mittels einer nicht dargestellten Feder wieder in die ursprüngliche Position zurückgebracht werden. Es sind anstelle einer Feder ferner auch andere Rückholmechanismen denkbar.
In 5 ist schematisch eine Haltevorrichtung 20 gezeigt. Wie zu 4 bereits erwähnt, weist die Haltevorrichtung 20 der 5 Führungsbohrungen 33 auf, die vorzugsweise deckungsgleich zu den Führungsbohrungen 33 der Klemmvorrichtung 30 und/oder des Heißprägestempels 40 sind. In diesen Führungsbohrungen 33 können entsprechende Führungen 22 bzw. Führungsstangen gehalten sein, entlang denen die Klemmvorrichtung 30 vertikal verfahren kann. Das Verfahren des Heißprägestempels 40 und/oder der Haltevorrichtung 20 erfolgt mittels nicht dargestellter Führungselemente bzw. Führungsstangen, welche insbesondere Teil der Heißprägevorrichtung 10 sind.
Ferner weist die in 5 gezeigte Haltevorrichtung 20 eine Grundkörperhalterung 21 auf, welche bevorzugt in Form eines Absatzes 21a mit einer Mulde ausgestaltet ist. Diese Mulde entspricht bevorzugt im Wesentlichen dem Negativ des Grundkörpers 80, vorzugsweise wobei ein Übermaß gegenüber dem Grundkörper 80 vorhanden ist. Dadurch lässt sich der Grundkörper 80 auf einfache Weise in die Mulde der Haltevorrichtung 20 einsetzen. Der Absatz 21a weist bevorzugt eine Höhe auf, die mindestens der Dicke der Klemmvorrichtung 30 entspricht. Auf diese Weise wird beim Verfahren des Heißprägestempels 40 zusammen mit der Klemmvorrichtung 30 vermieden, dass die Klemmvorrichtung 30 auf die Haltevorrichtung 20 verfährt.
In 6 ist ferner eine Schnittansicht der Heißprägevorrichtung 10 gezeigt. Die Heißprägevorrichtung 10 weist dabei, wie bereits oben ausgeführt, eine Haltevorrichtung 20, in der ein Grundkörper 80 angeordnet ist, eine Klemmvorrichtung 30 und einen Heißprägestempel 40 auf. Die Heißprägefolie 90 ist in dem in 6 gezeigten Beispiel bereits geklemmt. Ferner ist die Heißprägefolie 90 bereits an die Oberfläche des Heißprägestempels 40, insbesondere die Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung (45), angesaugt. Der dargestellte Grundkörper 80 weist eine nicht-ebene Oberfläche 81 auf, welche beprägt werden soll. Vorzugsweise wird zwischen dem Heißprägestempel 40 und der Klemmvorrichtung 30 eine Klemmebene 34 ausgebildet, wie dies beispielsweise durch die gestrichelte Linie in 6 dargestellt ist.
In 7 ist schematisch eine Prägekavität eines Heißprägestempels 40 gezeigt. Dabei sind insbesondere die geometrischen Zusammenhänge näher gezeigt. Wie oben bereits beschrieben, wird oder ist die Prägekavität vorzugsweise aus der Prägefläche 41 und/oder der als Einlaufschrägen 43 ausgebildeten dreidimensionalen Folienführung (45) und/oder der Folienanlagefläche 42 gebildet. Vorzugsweise bildet die Prägefläche 41 das obere Ende und die Folienanlagefläche 42 das untere Ende der Kavität ab.
Insbesondere ist vorgesehen, dass zwischen der Folienanlagefläche 42 und der Oberfläche der Klemmvorrichtung 30 eine Klemmebene 34 ausgebildet ist oder wird, wie dies in 7 durch die untere gestrichelte Linie gezeigt ist.
Das obere Ende der Prägefläche 41' ist in 7 durch die obere gestrichelte Linie dargestellt.
Ferner ist in 7 ein vertikaler Abstand Y eingetragen, welcher bevorzugt den vertikalen Abstand Y zwischen Folienanlagefläche 42, insbesondere die Klemmebene 34, und oberen Ende der Prägefläche 41' ausgebildet ist oder wird, bevorzugt wobei dieser vertikale Abstand Y mindestens 2 mm beträgt.
Insbesondere ist vorgesehen, dass zwischen der Folienanlagefläche 42 und der Oberfläche der Klemmvorrichtung 30 eine Klemmebene 34 ausgebildet ist oder wird.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der maximal zulässige Winkel α zwischen dem oberen Ende der Prägefläche 41' und der dreidimensionalen Folienführung 45 bzw. der Einlaufschräge 43 maximal 40° beträgt.
Mit dem vertikalen Abstand Y und dem maximal zulässigen Winkel α ergibt sich ein horizontaler Abstand X, welcher den horizontalen Abstand X zwischen äußersten Punkt der dreidimensionalen Folienführung bzw. der Einlaufschräge 43 und oberen Ende der Prägefläche 41' angibt, wobei dieser mindestens 10 mm beträgt. Mit äußersten Punkt der dreidimensionalen Folienführung bzw. der Einlaufschräge 43 ist dabei der Punkt gemeint, bei dem die dreidimensionale Folienführung bzw. die Einlaufschräge 43 in die Folienanlagefläche 42 übergeht.
Zur besseren Verdeutlichung ist in 8 eine dreidimensionale Darstellung eines Heißprägestempels 40 in einer Schnittansicht gezeigt, wobei exemplarisch zwei maximal zulässige Winkel α eingetragen sind. Die beiden maximal zulässigen Winkel α sind dabei ausgehend von dem oberen Ende der Prägefläche 41' die jeweilige Einlaufschräge 43 angetragen.
In 9 ist schematisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche 81 eines Grundkörpers 80 in einem Flussdiagramm gezeigt. Dabei ist eine Zeitachse t aufgetragen, mittels der die einzelnen Verfahrensschritte zeitlich zugeordnet werden können. Als erstes ist, wie durch Pfeil 1 dargestellt, der Grundkörper 80 in der Haltevorrichtung 20 angeordnet bzw. gehalten oder geklemmt. Nachfolgend fährt die Haltevorrichtung 20 mit dem darin angeordneten Grundkörper 80 in die Bearbeitungsposition bzw. Prägeposition, wie dies im Kasten 1 dargestellt ist. Anschließend wird die Heißprägefolie 90 zwischen der Klemmvorrichtung 30 und dem Heißprägestempel 40 zugeführt (siehe Kasten 2). Dieser Schritt kann auch zeitlich überlappend zu dem Verfahren der Haltevorrichtung 20 in Bearbeitungsposition bzw. Prägeposition erfolgen, wie dies durch die Überlappungen der beiden Kästen 1 und 2 dargestellt ist. Anschließend wird, wie im Kasten 3 gezeigt, die Heißprägefolie 90 mittels der Klemmvorrichtung 30 geklemmt. Hierzu fährt vorzugsweise, wie oben beschrieben, die Klemmvorrichtung 30 gegen den Heißprägestempel 40. Wie durch Pfeil 2 gekennzeichnet, ist somit die Heißprägefolie 90 zwischen dem Heißprägestempel 40 und der Klemmvorrichtung 30 geklemmt. Nachfolgend wird die Heißprägefolie 90 mittels Vakuum an die Oberfläche des Heißprägestempels 40 angesaugt und sobald diese in Kontakt mit der Oberfläche des Heißprägestempels 40 ist, mittels der Wärme des Heißprägestempels 40 vorgewärmt (siehe Kasten 4 und Pfeil 3). Wie in Kasten 5 gezeigt, wird anschließend die Heißprägefolie 90 auf die nicht-ebene Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 appliziert. Gemäß Pfeil 4 ist der Grundkörper 80 nun mit der Heißprägefolie 90, insbesondere der Transferlage der Heißprägefolie 90, dekoriert. Anschließend verfährt der Heißprägestempel 40 gemäß Kasten 6 wieder in die Ausgangsposition. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung 30 weiter in der Prägeposition verbleibt. Sobald der Heißprägestempel 40 beginnt in seine Ausgangsposition zu verfahren, beginnt die Abkühlzeit, die mit dem Kasten A gekennzeichnet ist. Während der Abkühlzeit gelangt die Heißprägefolie 90 wieder ihre mechanische Stabilität zurück, sodass diese bevorzugt ohne zu reißen nachfolgend abgelöst werden kann, indem sich gemäß Kasten 7 die Klemmvorrichtung 30 anhebt oder absenkt. Zu diesem Zeitpunkt ist gemäß Pfeil 5 der Heißprägestempel 40 bereits in seiner Ausgansposition. Abschließend wird die Haltevorrichtung 20 mit dem dekorierten Grundkörper 80 in die Entnahmeposition verfahren (siehe Kasten 8). Dort wird der dekorierte Grundkörper 80 schließlich aus der Haltevorrichtung 20 entnommen (siehe Pfeil 6).
Bezugszeichenliste

1: Bereitstellen des Grundkörpers
2: Bereitstellen der Heißprägefolie
3: Klemmen
4: Ansaugen
5: Vorwärmen
6: Applizieren
10: Heißprägevorrichtung
20: Haltevorrichtung
21: Grundkörperhalterung
21a: Absatz der Grundkörperhalterung
22: Führung
30: Klemmvorrichtung
31: Dichtlippe
32: Niederhalter
33: Führungsbohrung
34: Klemmebene
40: Heißprägestempel
41: Prägefläche
41': oberes Ende der Prägefläche
42: Folienanlagefläche
43: Einlaufschräge
44: zweidimensionale Folienführung
45: dreidimensionale Folienführung
46: Dichtung
47: Auflagefläche
48: Stempelplatte
50: Vakuumansaugung
51: Kanal
52: Bohrung
53: Anbindung für Vakuumansaugung und/oder Drucklufteinrichtung
60: Drucklufteinrichtung
80: Grundkörper
81: nicht-ebene Oberfläche
90: Heißprägefolie
X: horizontaler Abstand
Y: vertikaler Abstand
α: maximal zulässiger Winkel

Claims

Verfahren zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche (81) eines Grundkörpers (80) mit einer Transferlage einer Heißprägefolie (90), wobei die folgenden Schritte, insbesondere in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden: - Bereitstellen des Grundkörpers (1, 80) in einer Haltevorrichtung (20); - Bereitstellen der Heißprägefolie (2, 90); - Klemmen (3) der Heißprägefolie (90) mittels einer Klemmvorrichtung (30) an einen Heißprägestempel (40); - Ansaugen (4) der Heißprägefolie (90) an eine Prägefläche (41) des Heißprägestempels (40) mittels einer Vakuumansaugung (50); - Vorwärmen (5) der Heißprägefolie (90), insbesondere zumindest im Bereich der Prägefläche (41) und/oder im Bereich einer dreidimensionalen Folienführung (45), welche bevorzugt benachbart zur Prägefläche (41) angeordnet ist, durch erwärmten Heißprägestempel (40); - Applizieren (6) der Transferlage der Heißprägefolie (90) auf eine nichtebene Oberfläche (81) des Grundkörpers (80), in dem die Heißprägefolie (90) in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche (81) des Grundkörpers (80) gebracht wird und unter Einwirkung von Prägedruck und Prägetemperatur mittels des Heißprägestempels (40) die Transferlage auf den Grundkörper (80) transferiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (20) zwischen einer Entnahmeposition und einer Bearbeitungsposition verfahrbar ist, insbesondere horizontal verfahrbar ist, und/oder zwischen einer Einlegeposition und Bearbeitungsposition verfahrbar ist, insbesondere horizontal verfahrbar ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (20) zwischen der Bearbeitungsposition und einer Prägeposition verfahrbar ist, insbesondere vertikal verfahrbar ist, wobei in der Prägeposition die Haltevorrichtung (20) auf den Heißprägestempel (40) unter Einwirkung von Prägedruck gepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (20) in die Bearbeitungsposition oder in die Prägeposition verfahren wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) zwischen einer Ausgangsposition und einer Prägeposition verfahrbar, bevorzugt vertikal verfahrbar, ist, insbesondere wobei in der Prägeposition der Heißprägestempel (40) auf den Grundkörper (80) unter Einwirkung von Prägedruck gepresst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägefläche (41) des Heißprägestempels (40) dem auf die nichtebene Oberfläche (81) des Grundkörpers (80) zu beprägenden Prägebereich entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) eine Folienanlagefläche (42) aufweist, die die Prägefläche (41) allseitig umgibt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) zwischen der Folienanlagefläche (42) und der Prägefläche (41) eine als Einlaufschrägen (43) ausgebildete dreidimensionale Folienführung (45) aufweist, wobei die Einlaufschrägen einen Winkel von maximal 40°, bevorzugt von maximal 35°, besonders bevorzugt von maximal 30°, aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Folienanlagefläche (42) und der Oberfläche der Klemmvorrichtung (30) eine Klemmebene (34) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienanlagefläche (42), insbesondere die Klemmebene (34), in einer Schnittebene des Heißprägestempels (40) einen vertikalen Abstand (Y) zum oberen Ende der Prägefläche (41') von mindestens 2 mm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienanlagefläche (42) einer flachen Form oder einer zylindrischen Form oder einer 2,5D-Form entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (30) eine Dichtlippe (31) aufweist und/oder dass der Heißprägestempel (40) eine Dichtlippe aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißprägefolie (90) zwischen der Klemmvorrichtung (30) und dem Heißprägestempel (40) geführt wird, insbesondere mittels Rolle-zu-Rolle-Verfahren oder als Foliensheet oder Bogen.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißprägefolie (90) zwischen der Folienanlagefläche (42) des Heißprägestempels (40) und der Dichtlippe (31) der Klemmvorrichtung (30) geklemmt wird, oder dass die Heißprägefolie (90) zwischen der Folienanlagefläche (42) des Heißprägestempels (40) und der Klemmvorrichtung (30) geklemmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Klemmen (3) der Heißprägefolie (90) die Heißprägefolie (90) derart geklemmt wird, sodass diese einen vertikalen Abstand (Y) von mindestens 2 mm zur Prägefläche (41) des Heißprägestempels (40) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugen (4) der Heißprägefolie (90) mit einem Druck im Bereich von 0,05 bar bis 0,95 bar, bevorzugt von 0,1 bar bis 0,8 bar, erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) die Heißprägefolie (90), insbesondere im Bereich der Prägefläche (41), für eine Zeitdauer im Bereich von 1s bis 10s, insbesondere im Bereich von 1s bis 5s, vorwärmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Applizieren (6) die Heißprägefolie (90) in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche (81) des Grundkörpers (80) gebracht wird, in dem der Heißprägestempel (40) auf den Grundkörper (80) verfahren wird und/oder die Haltevorrichtung (20) gegen den Heißprägestempel (40) verfahren wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Applizieren (6) der Heißprägefolie (90) der Heißprägestempel (40) für eine Prägezeit von 0,5 Sekunden bis 5 Sekunden, insbesondere von 0,5 Sekunden bis 1,5 Sekunden, an der nicht-ebenen Oberfläche (81) des Grundkörpers (80) verbleibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißprägefolie (90) mit einer Prägetemperatur im Bereich von 150°C bis 250°C, insbesondere im Bereich von 180°C bis 220°C, appliziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißprägefolie (90) mit einem Prägedruck im Bereich von 200 N/cm² bis 370 N/cm², bevorzugt im Bereich von 250 N/cm² bis 300 N/cm², appliziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) nach dem Applizieren (6) in die Ausgangsposition verfahren wird und/oder die Haltevorrichtung (20) nach dem Applizieren (6) in die Bearbeitungsposition verfahren wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder während dem Verfahren des Heißprägestempels (40) in die Ausgangsposition die Heißprägefolie (90) mittels einer Drucklufteinrichtung (60), vorzugsweise unter Überdruck, von dem Heißprägestempel (40) weggeblasen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Applizieren (6), insbesondere nach Ablauf der Prägezeit, besonders bevorzugt nach dem der Heißprägestempel (40) in die Ausgangsposition verfahren wurde, die Heißprägefolie (90) für eine Abkühlzeit in einem Bereich von 1 Sekunde bis 5 Sekunde auf dem Grundkörper (80) verbleibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Applizieren (6) und/oder nach Ablauf der Abkühlzeit die Klemmvorrichtung (30) angehoben oder gesenkt wird, um eine Trägerlage der Heißprägefolie (90) abzulösen, insbesondere wobei die Transferlage der Heißprägefolie (90) im Prägebereich auf der nicht-ebenen Oberfläche (81) des Grundkörpers (80) verbleibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Applizieren (6) und/oder nach Ablauf der Abkühlzeit mittels eines Ablösestabs die Trägerlage der Heißprägefolie (90) abgelöst wird, wobei der Ablösestab in vertikaler Richtung und zwischen der Trägerlage der Heißprägefolie (90) und dem Grundkörper (80) verfahren wird, insbesondere wobei die Transferlage der Heißprägefolie (90) im Prägebereich auf der nicht-ebenen Oberfläche (81) des Grundkörpers (80) verbleibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (20) nach dem Applizieren (6) in ihre Entnahmeposition verfahren wird.
Heißprägevorrichtung (10) zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche (81) eines Grundkörpers (80) mit einer Transferlage einer Heißprägefolie (90), insbesondere mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei die Heißprägevorrichtung (10) eine Haltevorrichtung (20) zum Halten des Grundkörpers (80) und einen Heißprägestempel (40) mit einer Prägefläche (41) zum Applizieren (6) der Transferlage der Heißprägefolie (90) auf den Grundkörper (80) und eine Klemmvorrichtung (30) zum Klemmen der Heißprägefolie (90) an den Heißprägestempel (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißprägevorrichtung (10) eine Vakuumansaugung (50) zum Ansaugen (4) der Heißprägefolie (90) an die Prägefläche (41) des Heißprägestempels (40) aufweist, wobei die Vakuumansaugung (50) mit dem Heißprägestempel (40) verbunden ist, und dass der erwärmte Heißprägestempel (40) die angesaugte Heißprägefolie (90), insbesondere zumindest im Bereich der Prägefläche (41) und/oder im Bereich einer dreidimensionalen Folienführung (45), welche bevorzugt benachbart zu der Prägefläche (41) angeordnet ist, vorwärmt.
Heißprägevorrichtung (10) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (20) zwischen einer Entnahmeposition und einer Bearbeitungsposition verfahrbar ist, insbesondere horizontal verfahrbar ist, und/oder zwischen einer Einlegeposition und Bearbeitungsposition verfahrbar ist, insbesondere horizontal verfahrbar ist, bevorzugt mittels eines mechanischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder elektromechanischen Antriebs.
Heißprägevorrichtung (10) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (20) zwischen der Bearbeitungsposition und einer Prägeposition verfahrbar ist, insbesondere vertikal verfahrbar ist, bevorzugt mittels eines mechanischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder elektromechanischen Antriebs, wobei in der Prägeposition die Haltevorrichtung (20) auf den Heißprägestempel (40) unter Einwirkung von Prägedruck verfährt.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) zwischen einer Ausgangsposition und einer Prägeposition verfahrbar ist, bevorzugt vertikal verfahrbar ist, bevorzugt mittels eines mechanischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder elektromechanischen Antriebs, insbesondere wobei in der Prägeposition der Heißprägestempel (40) auf den Grundkörper (80) unter Einwirkung von Prägedruck verfährt.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägefläche (41) des Heißprägestempels (40), dem auf die nichtebene Oberfläche (81) des Grundkörpers (80) zu beprägenden Prägebereich entspricht.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) eine Folienanlagefläche (42) aufweist, die die Prägefläche (41) allseitig umgibt.
Heißprägevorrichtung (10) nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) zwischen der Folienanlagefläche (42) und der Prägefläche (41) eine als Einlaufschrägen (43) ausgebildete dreidimensionale Folienführung aufweist, wobei die Einlaufschrägen einen Winkel von maximal 40°, bevorzugt von maximal 35°, besonders bevorzugt von maximal 30°, aufweisen.
Heißprägevorrichtung (10) nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Folienanlagefläche (42) und der Oberfläche der Klemmvorrichtung (30) eine Klemmebene (34) ausgebildet ist.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienanlagefläche (42), insbesondere die Klemmebene (34), in einer Schnittebene des Heißprägestempels (40) einen vertikalen Abstand (Y) zum oberen Ende der Prägefläche (41') von mindestens 2 mm aufweist.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienanlagefläche (42) einer flachen Form oder einer zylindrischen Form oder einer 2,5D-Form entspricht.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (30) eine Dichtlippe (31) aufweist und/oder dass der Heißprägestempel (40) eine Dichtlippe aufweist.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der dem Heißprägestempel (40) zugewandten Oberfläche der Klemmvorrichtung (30) im Wesentlichen einem Negativ der Oberfläche des Heißprägestempels (40), insbesondere der Folienanlagefläche (42) des Heißprägestempels (40), entspricht.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (30) als durchgehender Rahmen mit einer Aussparung größer als der Grundkörper (80) ausgebildet ist oder als zwei gegenüberliegende Klemmblöcke mit einem Abstand größer als zumindest eine laterale Abmessung der nicht-ebenen Oberfläche (81) des Grundkörpers (80) ausgebildet ist.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 33 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass Klemmvorrichtung (30) zum Klemmen der Heißprägefolie (90) zwischen Heißprägefolie (90) und Klemmvorrichtung (30) derart ausgestaltet ist, dass die Klemmung der Heißprägefolie (90) zwischen der Folienanlagefläche (42) des Heißprägestempels (40) und der Dichtlippe (31) der Klemmvorrichtung (30) oder zwischen der Folienanlagefläche (42) des Heißprägestempels (40) und der Oberfläche der Klemmvorrichtung (30) erfolgt.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmung der Heißprägefolie (90) derart erfolgt, dass die Heißprägefolie (90) im geklemmten Zustand mindestens einen vertikalen Abstand (Y) von 2 mm zum oberen Ende der Prägefläche (41') des Heißprägestempels (40) aufweist.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißprägevorrichtung (10) eine Drucklufteinrichtung (60) zum Lösen der Heißprägefolie (90) von dem Heißprägestempel (40) mittels Druckluft aufweist.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) zumindest einen Kanal (51) und/oder zumindest eine Bohrung (52), insbesondere mehrere Bohrungen (52), aufweist, welche mit der Vakuumansaugung (50) und/oder der Drucklufteinrichtung (60) über zumindest eine Anbindung (53) verbunden sind.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumansaugung (50) die Heißprägefolie (90) mit einem Druck im Bereich von 0,05 bar bis 0,95 bar, bevorzugt von 0,1 bar bis 0,8 bar, an die Prägefläche (41) des Heißprägestempels (40) ansaugt.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumansaugung (50) die Heißprägefolie (90) mit einem Druck im Bereich von 0,05 bar bis 0,95 bar, bevorzugt von 0,1 bar bis 0,8 bar, an die Prägefläche (41) des Heißprägestempels (40) ansaugt.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 43 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucklufteinrichtung (60) die Heißprägefolie (90) mit einem Druck im Bereich von 1,05 bar bis 2 bar von dem Heißprägestempel (40) ablöst.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) die Heißprägefolie (90), insbesondere im Bereich der Prägefläche (41), für eine Zeitdauer im Bereich von 1s bis 10s, insbesondere im Bereich von 1s bis 5s, vorwärmt.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass zum Applizieren (6) der Heißprägefolie (90) auf die nicht-ebenen Oberfläche (81) des Grundkörpers (80) der Heißprägestempel (40) gegen die Haltevorrichtung (20) verfährt und/oder die Haltevorrichtung (20) gegen den Heißprägestempel (40) verfährt, sodass die Heißprägefolie (90) in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche (81) des Grundkörpers (80) gelangt.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass beim Applizieren (6) der Heißprägefolie (90) der Heißprägestempel (40) für eine Prägezeit von 0,5 Sekunden bis 5 Sekunden, insbesondere von 0,5 Sekunden bis 1,5 Sekunden, an der nicht-ebenen Oberfläche (81) des Grundkörpers (80) verbleibt.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass das Applizieren (6) der Heißprägefolie (90) mit einer Prägetemperatur im Bereich von 150°C bis 250°C, insbesondere im Bereich von 180°C bis 220°C, erfolgt.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 51, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorieren der Heißprägefolie (90) mit einem Prägedruck im Bereich von 200 N/cm² bis 370 N/cm², bevorzugt im Bereich von 250 N/cm² bis 300 N/cm², erfolgt.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißprägevorrichtung (10) eine Zuführvorrichtung aufweist, die die Heißprägefolie (90) im Rolle-zu-Rolle-Verfahren oder als Foliensheet bzw. Bogen zwischen dem Heißprägestempel (40) und der Klemmvorrichtung (30) zuführt.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (30) zum Ablösen einer Trägerlage der Heißprägefolie (90) vom Grundkörper (80), insbesondere wobei im Prägebereich die Transferlage der Heißprägefolie (90) auf dem Grundkörper (80) verbleibt, in horizontaler Richtung anhebbar und absenkbar ist.
Heißprägevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 28 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißprägevorrichtung (10) einen Ablösestab aufweist, der zum Ablösen der Trägerlage der Heißprägefolie (90) vom Grundkörper (80) in vertikaler Richtung zwischen Trägerlage der der Heißprägefolie (90) und dem Grundkörper (80) verfahrbar ist, insbesondere wobei im Prägebereich die Transferlage der Heißprägefolie (90) auf dem Grundkörper (80) verbleibt.