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Die
Erfindung befaßt
sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung für den Thermotransferdruck zum
Aufbringen von Drucken auf Gegenstände mit harter und glatter
Oberfläche,
insbesondere aus Keramik und dgl., unter Verwendung von Transferpapieren,
bei dem das mit dem Druckbild versehene Transferpapier auf die zu
bedruckende Oberfläche des
Gegenstandes durch ein elektrisch beheizbares Preßwerkzeug
gepreßt
wird und bei dem der Gegenstand sodann durch das Preßwerkzeug
und eine weitere auf der dem Preßwerkzeug gegenüberliegenden Seite
des Gegenstandes angeordnete elektrische Hitzequelle zusätzlich erhitzt
wird.
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Das
Hauptanwendungsgebiet dieses Verfahrens ist das Bedrucken von Tassen,
Bechern und Tellern mit individuellen Motiven. Von einem Transferpapier
mit einem Druckbild wird das Druckbild auf beispielsweise einen
Becher aus Keramik übertragen. Transferpapiere
sind im Handel erhältlich
und sie können
mit sehr unterschiedlichen Bildern versehen werden. Das kann unter
anderem mit Hilfe eines Farbkopierers oder eines Sublimationsdruckers
erfolgen, bei dem ein beliebiges Bild auf das Transferpapier kopiert
wird. Als Transferpapiere werden Sublimation- oder Tonerpapiere
eingesetzt, die beim Bildübertragungsvorgang
unterschiedliche Temperaturen und Drücke benötigen. Die Übertragungstemperatur für Sublimationspapiere
liegt bei 120–130
C, die für
Tonerpapiere bei 95–120
C. Das Preßwerkzeug muß sicherstellen,
daß das
Transferpapier über
die gesamte Bildfläche
gleichmäßig an der
zu bedruckenden Oberfläche
des Gegenstandes anliegt. Die Oberflächen der zu bedruckenden Gegenstände sind mit
einer Beschichtung versehen, die den Übertragungsvorgang ermöglicht und
durch Abkühlung
aushärtet.
Beim Einsatz von Sublimationspapieren ist der Übertragungsvorgang nach dem
Abkühlen
des Gegenstandes und Entfernen des Transferpapiers beendet. Der
bedruckte Gegenstand hat eine glänzende,
kratz- und spülmaschinenfeste
Oberfläche mit
dem Druckbild. Bei Verwendung von Tonerpapieren ist jedoch zur Qualitätsverbesserung
noch eine Fixierung des Druckes bei erhöhter Temperatur erforderlich.
Letztere liegt bei 150–180
C und erst nach der Fixierung wird die erwünschte hohe Wasch- und Kratzfestigkeit
erreicht.
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Stand der Technik
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Durch
die
US-PS 5296081 A ist
eine Vorrichtung bekannt geworden, bei der der Übertragungsvorgang durch den
Einsatz von zwei Hitzequellen erfolgt. Zum einen wird der zu bedruckende
Becher außen
von einem beheizbaren Stahlband erfaßt und erhitzt und zum anderen
ist eine Halogenlampe als zusätzliche
Hitzequelle vorgesehen, die den Becher von seiner Innenseite her
erhitzt. Durch das Stahlband wird das Transferpapier an den Becher
gepreßt und
erhitzt. Für
das Anpressen ist eine sehr aufwendige Mechanik vorgesehen. Der Übertragungsvorgang
wird über
einen Zeitschalter gesteuert. Die für die Übertragung bei einer dem Stahlband
vorgegebenen Übertragungstemperatur
benötigte
Zeit ist sehr gering.
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Eine
Weiterentwicklung der obigen Technik ist in der
DE 19710330 A1 enthalten.
Dort wird auf die Erhitzung des Gegenstandes über ein Stahlband verzichtet
und es wird lediglich eine Wärmequelle
in Form einer Halogenlampe benutzt. Anstelle des Stahlbandes wird
eine nicht beheizbare Anpreßhalterung
verwendet. Wegen ihres einfachen Aufbaus und ihrer leichten Handhabung
haben diese Geräte
eine besondere Verbreitung gefunden. Es zeigte sich jedoch, daß die Geräte nur bedingt
einsetzbar sind. Die Erhitzung des zu bedruckenden Gegenstandes
nur von seiner Innenseite her läßt ein Bedrucken
der ganzen zur Verfügung
stehenden Oberfläche
nicht zu. Die Temperaturverteilung am Gegenstand ist offenbar so
ungleichmäßig, daß lediglich
in einem begrenzten Bereich eine qualitativ voll befriedigende Übertragung
erfolgt. Bei Sublimationspapieren nimmt die Bildqualität zu den
Bildrändern
hin ab. Das Bild verliert an Farbkraft, weil die Übertragungstemperatur
nicht ausreicht. Bei Tonerpapieren erfolgt teilweise gar keine Übertragung.
Eine Temperaturerhöhung führt dazu,
daß im
zentralen Bildbereich ein Verbrennen und damit eine Gelbfärbung am
Bild eintritt. Außerdem
wird das Bild unscharf. Letztendlich entstehen am Bild Bereiche
mit geringer Wasch- und Kratzbeständigkeit. Die alleinige Hitzezufuhr
von der Innenseite des Gegenstandes her kann auch dazu führen, daß Feuchtigkeit
aus dem Gegenstand ausgetrieben wird, was zur Blasenbildung an seiner
Oberfläche
führt.
An den Stellen mit Blasenbildung findet keine Übertragung der Sublimationstinte
statt und es entsteht Ausschuß.
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Des
weiteren sind zum Stand der Technik noch die Druckschriften
DE 695 02 961 T2 ,
JP 07 242 099 AA und
JP 07 323 585 AA zu nennen,
in denen Verfahren für
den Thermotransferdruck behandelt werden, bei denen elektrisch beheizbare
Preßwerkzeuge
und eine weitere Hitzequelle gesondert aussteuerbar sind.
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Darstellung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine
Vorrichtung für
den Thermotransferdruck zu schaffen, das einfach und mit einer kostengünstigen
Vorrichtung durchführbar ist
und qualitativ hochwertige Druckbilder auf dem zu bedruckenden Gegenstand
ergibt. Der Gegenstand soll möglichst
auf seiner ganzen zur Verfügung
stehenden Fläche
bedruckbar sein.
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Die
Lösung
der gestellten Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und
7 erreicht. Bei dem Verfahren wird die Erhitzung des zu bedruckenden
Gegenstandes durch zwei Hitzequellen, d. h. von der zu bedruckenden
Oberfläche
und von der gegenüberliegenden
Seite des Gegenstandes her beibehalten, jedoch werden die Endtemperaturen
der Hitzequellen jeweils gesondert gesteuert. Diese Steuerung ermöglicht ein
Erreichen einer gleichmäßigen Übertragungstemperatur
auf der gesamten zu bedruckenden Fläche des Gegenstandes bzw. des
Gegenstandes selbst. Bereiche mit zu stark abweichenden Temperaturen,
sei es nach unten oder oben, können vermieden
werden. Die gesamte für
den Druck zur Verfügung
stehende Oberfläche
kann benutzt werden. Das Druckbild ist gleichmäßig in Schärfe und Qualität. In Versuchen
konnte außerdem
festgestellt werden, daß die
Druckzeit verringert werden konnte und daß überraschend eine äußerst hohe
Wasch- und Kratzfestigkeit ohne zusätzliche Fixierung auch bei Übertragung
mit Tonerpapieren erreicht wird.
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Um
die gleichmäßige Temperaturverteilung über die
gesamte Oberfläche
am Gegenstand gesteuert zu erreichen, sind verschiedene Möglichkeiten
gegeben. So ist es möglich
und in vielen Anwendungsfällen
ausreichend, wenn die Temperaturverteilung im Preßwerkzeug
gleichmäßig ist.
Günstiger
ist es jedoch, wenn die Temperaturverteilung im Preßwerkzeug
an die Materialstärke
des zu bedruckenden Gegenstandes angepaßt ist. Dadurch kann ein besonders
einheitlicher, auch von der Geschwindigkeit her, Übertragungsvorgang
auf der gesamten zu bedruckenden Oberfläche erreicht werden. Damit werden
auch kürzeste Übertragungszeiten
möglich.
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Die
sonst kälteren
Bereiche, z. B. am Becherboden oder am Henkel werden ausgeschaltet.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Temperaturverteilung
im Preßwerkzeug
allein oder zusätzlich
zu obigen Maßnahmen
an das Temperaturstrahlungsprofil der weiteren Hitzequelle angepaßt sein.
Die verwendete Hitzequelle hat je nach ihrer Ausgestaltung und den
dadurch gegebenen Abstand zum Gegenstand eine unterschiedliche Intensität. Der Gegenstand
wird in Folge unterschiedlich erwärmt. Dieses kann durch die
Temperaturverteilung im Preßwerkzeug
ausgeglichen werden. Die Steuerung der beiden Hitzequellen kann
so eingestellt werden, daß die
Wärmezufuhr
von den Hitzequellen zum zu bedruckenden Gegenstand gleichzeitig
erfolgt. Mit Einschalten der Vorrichtung werden beide Hitzequellen
aktiviert.
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In
vielen Fällen
hat es sich als günstig
erwiesen, wenn die Wärmezufuhr
zum zu bedruckenden Gegenstand zeitlich gestaffelt erfolgt und zwar
bevorzugt indem zunächst
das Preßwerkzeug
aktiviert und erst danach die weitere Hitzequelle zugeschaltet wird.
Der Vorwärmvorgang
schaltet Kältespots
aus und ergibt Druckbilder von gleichmäßiger Qualität an Kontrast
und Farbe und zwar auch dann, wenn die Energiezufuhr zum Preßwerkzeug
vor Einschalten der weiteren Hitzequelle unterbrochen wird. Die
dem Gegenstand vorher zugeführte
und dann gespeicherte Hitze reicht offenbar aus, um beste Ergebnisse
zu erzielen.
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In
Versuchen konnte ermittelt werden, daß es angebracht ist, wenn das
Preßwerkzeug
auf eine Endtemperatur erhitzt wird, die niedriger als die für den Thermotransfervorgang
erforderliche Übertragungstemperatur
ist. Dadurch kann Energie gespart werden. Sie sollte maximal bei
70°C liegen,
da dann die Übertragungsleistung
und -qualität äußerst günstig ist.
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Die
Endtemperatur für
die weitere Hitzequelle ist so zu wählen, daß sie höher als die für den Thermotransfervorgang
erforderliche Übertragungstemperatur
ist. Beide Endtemperatureinstellungen sind, wenn der Zeitfaktor
außer
acht bleibt, gegenläufig.
D. h. eine höhere
Endtemperatur im Preßwerkzeug
ermöglicht
eine niedrigere Endtemperatur an der weiteren Hitzequelle und umgekehrt.
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Die
besten Ergebnisse wurden erreicht, wenn durch das Preßwerkzeug
eine ausreichende Erhitzung des Gegenstandes erfolgte, die durch
eine zusätzliche
Erhitzung durch die weitere Hitzequelle unterstützt wurde.
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Die
Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens ist in ihrem konstruktiven Aufbau sehr einfach gehalten.
Sie besteht im wesentlichen aus einem Steuerpult mit einer ortsfesten
elektrischen Hitzequelle und einem gesonderten ebenfalls elektrisch beheizbaren
Preßwerkzeug,
das über
ein Elektrosteuerkabel abnehmbar mit dem Steuerpult verbunden ist,
wobei die Hitzequelle und das Preßwerkzeug über eigene Steuerleitungen
für die
Temperatursteuerung verfügen.
Das Steuerpult hat bevorzugt einen Ein-/Ausschalter und einen Temperaturwählschalter für die Endtemperatureinstellung
der weiteren Hitzequelle. Die Endtemperatur des Preßwerkzeugs
kann fest eingestellt werden. Sowohl für Sublimationspapiere als auch
Tonerpapiere ergeben sich gute Bilder. Möglich ist eine Ausbildung,
bei der Preßwerkzeug und
Hitzequelle gesondert schaltbar sind. Günstig ist jedoch eine Steuerung,
mit der beide Hitzequellen zwar gleichzeitig eingeschaltet, die
Energiezufuhr jedoch zeitlich gesondert erfolgt, indem beispielsweise das
Preßwerkzeug
im Vorlauf erhitzt wird.
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Die
Endtemperatur des Preßwerkzeugs
wird über
einen Temperatursensor gesteuert, der die Temperatur an der Oberfläche des
Gegenstandes abgreift. Dabei ist es günstig, wenn der Sensor im Bereich
der kältesten
Stelle des Gegenstandes die Temperatur mißt. Mit Erreichen der höchsten eingestellten
Endtemperatur schaltet die Energiezufuhr zum Preßwerkzeug ab.
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Für das Bedrucken
von Bechern wird das Preßwerkzeug
aus einer Heizmanschette gebildet, die an ihren Enden mit einer
längenverstellbaren Schnappverbindung
versehen ist. Diese Verbindung läßt den Einsatz
der Manschette für
Becher mit unterschiedlichem Außendurchmesser
zu. Außerdem kann
der Temperatursensor für
die Hitzequelle günstig
an der Schnappverbindung angebracht werden.
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Die
Heizmanschette selbst kann aus einer Gummimatte mit integrierter
Heizwendel oder aus zwei Gummimatten mit einer sandwichartig dazwischen
eingebetteten Heizwendel bestehen. Außerdem ist es vorteilhaft,
wenn die Heizmanschette von einem Federstahlblech umgeben ist, so
daß beim Schließen der
Manschette die Heizwendel nicht unnötig beansprucht wird. Dabei
ist es von Vorteil, wenn die Wendeln längs zur Längsachse der Manschette ausgerichtet
sind. Das Federstahlblech ist von einem Isoliermantel eingefaßt, um eine
Wärmeableitung nach
außen
zu verhindern bzw. zu minimieren.
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Die
Vorrichtung kann auch für
flache Gegenstände
eingesetzt werden. Hierfür
wird ein Preßwerkzeug
verwendet, daß einen
Stempel hat, der auf seiner Andruckseite vorzugsweise mit einem
Silikongummi mit integrierter Heizwendel versehen ist. Der Temperatursensor
ist hier auf der Andrückseite
am Rand des Stempels angebracht. Als weitere Hitzquelle kann eine
Heizwendel, eine UV-Lampe oder auch ein Heizstab benutzt werden.
Um in möglichst kurzer
Zeit eine Aufheizung einer kalten Vorrichtung zu erreichen, ist
jedoch die Verwendung einer Halogenlampe nützlich. Aus Wärmeschutzgründen ist
die Hitzequelle von einem zylindrischen Isoliermantel umgeben. Dabei
ist zwischen der Hitzequelle und dem Isoliermantel ein ringförmiger Freiraum
zu lassen, in den der zu bedruckende Gegenstand, wenn er die Becherform
hat, mit dem ihn umgebenden Preßwerkzeug
als Manschette eingefügt
werden kann.
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Die
Temperatur der weiteren Hitzequelle wird ebenfalls über einen
Temperatursensor gesteuert, der die Temperatur an der Oberfläche des
Gegenstandes im Bereich seiner heißesten Stelle abgreift. Der
Sensor hierfür
wird am Anschlußteil
der Schnappverbindung an der Manschette angebracht. Das Steuerkabel
wird im Elektrosteuerkabel für
das Preßwerkzeug
untergebracht.
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Der
Isoliermantel für
die Hitzequelle besteht aus einer äußeren Aluminiumschale mit einer
seitlichen, schlitzförmigen Öffnung und
einer darin eingesetzten Gummischale als Isoliermaterial. Bei einer Verwendung
der Vorrichtung für
flache Gegenstände, beispielsweise
für Teller,
dient die Aluminiumschale als Abstützung, auf die der Teller aufgelegt
wird. Um Beschädigungen
am Teller hierbei auszuschließen, kann
auf den oberen Rand der Aluminiumschale ein Gummiring aufgesetzt
sein. Außerdem
sind am Steuerpult Anschlußösen für Federspannelemente
zum Anpressen des Tellers vorgesehen. Schließlich ist der Befestigungssockel
für die
Halogenlampe mit einem Glasschutzring und die Halogenlampe selbst
mit einer Glashülse
geschützt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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In
den nachfolgenden graphischen Darstellungen und Zeichnungen ist
die Erfindung näher
dargestellt.
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Es
zeigt:
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1 schematisch
eine Halogenlampe mit einer Becherwand im Schnitt und die Temperaturzonen
an der Becherwand nach dem Stand der Technik,
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2 den
Temperaturverlauf über
der Zeit bei Einsatz einer Halogenlampe als alleiniger Hitzequelle,
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3 die
Ausbildung der Vorrichtung mit einer Heizmanschette,
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4 den
Temperaturverlauf über
die Zeit mit Heizmanschette,
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5 eine
Heizmanschette in der Draufsicht,
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6 die
Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens in der Schrägansicht,
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7 einen
Schnitt durch einen von der Heizmanschette umfaßten Becher und
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8 einen
Schnitt durch eine Vorrichtung mit einem flachen Gegenstand.
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Ausführung der Erfindung
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In
den 1 und 2 ist zum besseren Verständnis der
vorliegenden Erfindung zunächst
die Wirkungsweise der bisherigen Verfahren erläutert. Dabei ist in der 1 eine
Halogenlampe 1 gezeigt, die eine Hitzequelle darstellt
und über
die ein Becher 2 gestülpt
ist. Auf die äußere Oberfläche 3 des
Bechers 2 ist vermittels eines Preßwerkzeuges 5 ein Transferpapier 6 aufgepreßt. Die
von der Halogenlampe 1 ausgehende Strahlungsenergie, gestrichelt angedeutet,
erwärmt
die Wand 4 des Bechers 2. Die Erwärmung erfolgt
jedoch nicht gleichmäßig an allen Stellen
der Wand 4, sondern es können in etwa drei Erwärmungszonen
A, B und C ausgemacht werden, die fließend ineinander übergehen.
In der Zone A wird in der Wand 4 und damit auch an der
Oberfläche 3 die
geringste Temperatur erreicht, weil die Wärmequelle am weitesten entfernt
ist. Relativ kühl
bleibt auch die Zone C. Eine für
den Übertragungsvorgang ausreichende
Temperatur wird allein in der Zone B, mit der höchsten Strahlung, erzielt.
Dieses ist bekannt und deshalb wird allein die Oberfläche in der Zone
B für den Bilddruck
benutzt. Überschreitungen der
Zone B beim Bilddruck führen
zu einer unzureichenden Übertragung
in den Zonen A und C.
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In
der 2 ist der anzunehmende mittlere Temperaturverlauf
T an der Halogenlampe 1 und an den Oberflächen der
Zonen A, B und C über
der Zeit eingetragen, TB, TC, TA. Die Halogenlampe 1 erhitzt sich
sehr schnell und damit auch den Wandbereich B. Die Wandbereiche
A und C können
nicht so schnell folgen und wenn in der Zone B die Übertragungstemperatur
von 120°C
bereits überschritten
wird, ist in der Zone C noch keine ausreichende Mindesttemperatur
von 95°C
erreicht und in der Zone A ist eine Temperatur vorhanden, die deutlich
unterhalb jeglicher Übertragungsmöglichkeit
liegt.
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Eine
andere Situation ergibt sich jedoch dann, wenn des Preßwerkzeug 10 gesteuert
beheizt wird, d. h. wenn die Endtemperatur Y (4)
des Preßwerkzeugs 10 und
die Endtemperatur X der weiteren Hitzequelle 1 gesondert
steuerbar sind, wie es die Erfindung vorsieht und in den 3 und 4 dargestellt
ist. Es wird, wie in 3 gezeigt, ein beheizbares Preßwerkzeug 10 benutzt,
das mit der Heizwendel 8 versehen ist. In den Temperaturbereichen
A und C ist die Heizwendel 8 verstärkt, um hier eine höhere Wärmezufuhr
in der Becherwand 4 als in dem Temperaturbereich B zu erreichen.
Dadurch werden die Endtemperaturen X und Y in allen Bereichen A,
B und C etwa zur gleichen Zeit erreicht und auf diese Weise kann
eine günstige Übertragungstemperatur
für den
Thermotransfervorgang auf der gesamten Oberfläche in allen drei Zonen A,
B und C erreicht werden. Die Endtemperaturen X und Y bzw. ihr Verlauf
TX und TY über
die Zeitachse können
so gesteuert werden, daß eine
weitgehende Angleichung der Übertragungstemperaturen
in den Zonen A, B und C erreicht wird. Die Heizwendel 8 kann
so ausgebildet sein, daß die
Temperaturverteilung im Preßwerkzeug 10 an
die Wandstärke
des zu bedruckenden Bechers 2 angepaßt ist. Das kann durch entsprechende
Anordnung der Heizwendel 8 im Preßwerkzeug 10 erreicht
werden. Möglich
ist auch eine Anpassung der Temperaturverteilung im Preßwerkzeug 10 mit
Bezug auf das Abstrahlungsprofil der Halogenlampe 1.
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Es
zeigte sich aber auch, daß selbst
bei einer gleichmäßig über das
Preßwerkzeug 10 verteilten Temperatur
und damit Wärmeübertragung
gute Übertragungsergebnisse
durch entsprechende Endtemperatursteuerung erzielt werden. So kann
beispielsweise eine gute Übertragung
im Ergebnis vorliegen, wenn beide Hitzequellen 1 und 10 gleichzeitig eingeschaltet
werden, die Steuerung der Temperaturverläufe TX und TY jedoch so erfolgt,
daß etwa gleiche
Oberflächentemperaturen
in den Zonen A, B und C eintreten, wenn der Übertragungsvorgang erfolgt.
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In
der 4 sind die Temperaturverläufe TX und TY bei einer zeitlich
gestaffelten Erhitzung des Bechers 2 eingezeichnet. Nach
Einschaltung des Preßwerkzeuges 10 steigt
seine gestrichelt eingezeichnete Temperatur TY zunächst steil
an und die Wand 4 des Bechers 2 erwärmt sich
gleichmäßig in allen
Zonen A, B und C gemäß des Temperaturverlaufs
der Linie M. Die Temperaturverteilung im Preßwerkzeug ist so gewählt, daß in allen
Zonen A, B und C der Wand 4 eine gleiche Temperatur erreicht
wird.
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Das
Preßwerkzeug 10 führt so lange
dem Becher 2 Wärme
zu, bis an seiner Oberfläche 5 am Bodenbereich
der Zone A eine Endtemperatur Y von 70 C gemessen wird. Diese Endtemperatur
Y ist vor der Einschaltung der Vorrichtung am Steuerpult eingestellt
worden. Danach wird die Endtemperatur Y konstant bei 70 C gehalten. Über eine
Zeitsteuerung, die im Steuergerät
vorgesehen ist, wird nach Ablauf von 40 Sekunden nach Einschaltung
der Vorrichtung die Halogenlampe 1 als weitere Hitzequelle
aktiviert. Ihre strichpunktiert eingezeichnete Temperatur TX steigt
steil an und wird nach Erreichen der Endtemperatur von 140°C ebenfalls
konstant gehalten. Die Temperaturen in den Zonen A, B und C nehmen schnell
zu, können
sich aufgrund der vorausgegangenen Erwärmung des Bechers 2 durch
das Heizpreßwerkzeug 10 jedoch
nur sehr unwesentlich voneinander entfernen, so daß in kürzester
Zeit in allen drei Zonen A, B und C etwa gleiche Temperaturen zwischen
100°C und
118°C für die Bildübertragung erreicht
werden. Als Folge hiervon kann die gesamte Oberfläche 3 vom
Becherboden bis zum Becherrand mit einem gleichmäßigen hochqualitativen Bild bedruckt
werden. Es zeigte sich, daß eine
Endtemperatur Y, auf welche die Oberfläche 3 vom Preßwerkzeug 10 zu
erhitzen ist, unter der für
den Thermotransfervorgang erforderlichen Übertragungstemperatur liegen
sollte, um sehr vorteilhafte Ergebnisse bei der Bildübertragung
zu erzielen. Überraschenderweise
wurde festgestellt, daß gleichzeitig
auch eine hohe Wasch- und Kratzfestigkeit eintrat. Die einzustellende
Endtemperatur Y für
das Preßwerkzeug 10 sollte
allerdings auch nicht unter 40 C liegen, da dann die Übertragung
in ihrer Qualität
gemindert wird.
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Die
Endtemperatur X der Halogenlampe 1 wird am Steuergerät so eingestellt,
daß sie
höher als die
für den
Thermotransfervorgang erforderliche Übertragungstemperatur ist.
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Die
Steuerung für
das Verfahren läßt die Einstellung
verschiedener Endtemperaturen für
das Preßwerkzeug 10 und
die Halogenlampe 1 zu. Auch kann ihr zeitlicher Einsatz
durch die Steuerung bestimmt werden. Diese Vorgaben werden auf den
zu bedruckenden Gegenstand, sein Material und seine Wandstärke abgestellt.
In vielen Fällen
kann die Endtemperatur Y für
das Preßwerkzeug 10 fest
eingestellt werden, so daß von
der Bedienungsperson lediglich die Endtemperatur X der weiteren
Hitzequelle 1 einzustellen ist.
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In
der 5 ist eine Manschette 9 gezeigt, die
als Preßwerkzeug 10 dient.
Die Manschette 9 ist mit der Heizwendel 11 versehen,
die in die Manschette 9 integriert ist und mit ihren Wendeln
längs zur Langsachse
der um den Becher gespannten Manschette 9 ausgerichtet
ist. Dadurch werden beim Spannen der Manschette 9 um den
Becher die Wendelabschnitte 12 nicht von Zugkräften beansprucht und
außerdem
ist die Wärmeerzeugung
in den oberen und unteren Randbereichen der Manschette 9 durch
die Endbögen 13 der
Wendeln größer als
bei den Wendelabschnitten 12, wodurch die Zonen A und C
stärker
erhitzt werden als die Zone B am Becher 2.
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Die
Manschette 9 hat die längenverstellbare Schnappverbindung 14.
An dieser Verbindung 14 ist die elektrische Steuerleitung
angeschlossen und der Temperatursensor 65 für die weitere
Hitzequelle 1 eingesetzt. Der Temperatursensor 15 für das Preßwerkzeug 10 liegt
am oberen Rand 16 der Manschette 9.
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In
der 6 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens in der Schrägansicht
dargestellt. Das Steuerpult 20 enthält die erforderlichen Steuerschaltungen.
Auf dem Steuerpult 20 befindet sich die Halogenlampe 26 als
weitere Hitzequelle 1, die von einem Glasschutz 25 umgeben
ist. Die Halogenlampe 26 ist außerdem von einem zylindrischen Isoliermantel 23 aus
Aluminium eingefaßt,
der einen länglichen
Schlitz 28 zwischen den Wandenden 21 und 22 hat.
Der Isoliermantel 23 ist mit einer Gummimanschette ausgekleidet
und mit dem Gummiring 24 abgedeckt. Innerhalb des Isoliermantels 23 ist
ein Ringraum 27, in dessen Mitte sich die Halogenlampe 26 befindet.
An ihrem Fuß ist
ein Glasschutzring 29 angebracht.
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Der
Ringraum 27 ist so bemessen, daß in ihm ein Becher 2 von
normaler Größe mit dem
Boden nach oben eingesetzt werden kann. Der Becher 2, in der
Fig. nicht gezeigt, wird von der Heizmanschette 9 mit der
Edelstahlverkleidung 31 eingefaßt, die als Preßwerkzeug 10 dient.
Die Manschette 9 besteht aus zwei Gummimatten 32, 33,
die eine Heizwendel 11 einschließen. An der Edelstahlverkleidung 31 ist die
längenverstellbare
Schnappverbindung 14 angebracht. Die verstellbare Schnappverbindung 14 erlaubt
die Verwendung der Heizmanschette 9 bei Bechern mit unterschiedlichen
Außendurchmessern.
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Die
Heizmanschette 9 ist über
das Elektrosteuerkabel 34 mit dem Steuerpult 20 verbunden. Hierfür ist die
Steckverbindung 36 am Kabel 34 und der Stecker 35 am
Steuerpult 20 vorhanden. Innerhalb des Kabels 34 sind
die Steuerleitungen für
die Temperatursensoren 15, 65 für die Heizmanschette 9 und
die Halogenlampe 26 verlegt. Das Kabel 34 ist am
Anschlußteil
der Schnappverbindung 14 angebracht.
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Das
Steuerpult 20 besteht aus einem Aluminiumgehäuse 30,
in dem die elektronischen Steuerungskomponenten untergebracht sind. Über den Schalter 37 wird
die Vorrichtung an das Stromnetz angeschlossen. Für jede Hitzequelle 26 und 9 ist
eine Einstellung der Endtemperaturen X, Y vorgesehen. Im vorliegenden
Beispiel ist die Endtemperatur Y für die Heizmanschette 9 fest
eingestellt. Die Anzeige 38 zeigt der Bedienungsperson
die momentane Temperatur am Becher 2, gemessen vom Sensor 65,
an. Über
den Knopf 39 wird die Endtemperatur X für die Halogenlampe 26 eingestellt,
je nach Papierart. Die Anzeige 40 zeigt die von Sensor 15 gemessene
Temperatur am Becher 2 an. Nach Einsetzen des Bechers 2 mit
der Heizmanschette 9 und Einstellung der Endtemperatur
X wird die Vorrichtung durch Drücken auf
den Startknopf 41 in Betrieb genommen. Die eingestellte
Steuerung steuert den Ablauf der Temperaturen X, Y und damit die
Bildübertragung.
Nach Erreichen der Endtemperatur X schaltet sich das Gerät ab.
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In
der 7 ist ein von einer Heizmanschette 50 eingefaßter Becher 2,
aufgesetzt auf eine Halogenlampe 52, im Schnitt gezeigt.
Die Halogenlampe 52 ist von dem Glasschutz 53 umgeben.
Am Sockel ist der Glasschutzring 59 aus Aluminium. Die
Heizmanschette 50 besteht im vorliegenden Beispiel aus einem
Silikonmantel 54, der Heizwendel 55, einem zweiten
Silikonmantel 56, dem Federstahlblech 57 und einem äußeren Silikonmantel 58 als
Abschlußisolierung.
Die normalerweise vorhandenen Temperaturzonen A, B und C sind links
angedeutet. Die Zone A wird stark vom Becherboden 51 beeinflußt. Dem
ist entsprechend gegenzusteuern über
die Steuerung. Auch beim Henkel 60 sind Maßnahmen,
z. B. in der Heizmanschette 50 zu ergreifen, indem mehrere Heizwendeln
parallel gelegt werden.
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Die
Sensoren 61 und 62 für die Messung der Temperaturen
X und Y liegen direkt am Transferpapier 63 an, das von
der Heizmanschette 50 an den Becher 2 gepreßt wird.
Sie sind über
die Steuerleitungen 64 und 65 mit dem Steuerpult 20 verbunden. Henkel 60 und
Elektrokabel 34 sind durch den Schlitz 28 aus
dem Isoliermantel 23 herausgeführt.
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In
der 8 ist die Verwendungsmöglichkeit der Vorrichtung für die Bildübertragung
auf einen flachen Gegenstand, beispielsweise einer Fliese 77 gezeigt.
Die Fliese 77 wird auf den Isoliermantel 72 gelegt,
der an seinem oberen Rand mit dem Gummiring 76 versehen
ist. Das Preßwerkzeug
wird aus einem Stempel 81 gebildet, der auf seiner Andrückseite
mit einer Heizmatte 80 aus einem Silikongummi mit einer integrierten
Heizwendel 79 belegt ist. Das Thermotransferpapier 78 liegt
zwischen Fliese 77 und Heizmatte 80. Zwei Temperatursensoren 84 und 85 sind über die
Leitungen 86 und 87 mit den Temperatursteuerungen
für die
Heizmatte 80 und die Halogenlampe 75 verbunden.
Die Leitungen 86 und 87 sind durch das flexible
Kabel 82 zum Stecker 36 geführt, der in den Anschlußstecker 35 am
Steuerpult 20 eingesteckt wird. Die Halogenlampe 75 ist
vom Glasschutz 74 umfaßt
und ihr Sockel mit einem Glasschutzring 73 versehen. Lampe 75 und
Isoliermantel 72 sind auf das Steuerpult 20 aufgesetzt.