DE3717639C2 - Umdruckpresse mit federnden Ausgleichseinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Umdruckpresse zum Bedrucken ei­ nes Substrates, wie z. B. Holzbretter, Kacheln, Metallble­ che, mit Hilfe des Transferdruckverfahrens, bei dem ein mit sublimierbaren Farbstoffen bedruckter Hilfsträger, z. B. Papier, auf eine auf dem Substrat befindliche Kunststoff­ schicht aufgelegt wird und die Farbstoffe mittels Wärme in die Kunststoffschicht übertragen werden, mit einem Rahmen, einem Untertisch, einem Obertisch, die relativ zueinander bewegbar sind und jeweils eine Pressenplatte aufweisen, und mit einem antreibbaren Transportband über dem Untertisch.

Umdruckpressen als solche sind in vielen Ausgestaltungen und für verschiedene Anwendungsgebiete bekannt. Im vorlie­ genden Verfahren dient die Presse der Durchführung des Transferdruckverfahrens, wie es ebenfalls an sich schon be­ kannt ist. Beispielsweise bedruckt man bereits Textilstoffe nach dem Transferdruckverfahren dadurch, daß Papier oder Aluminiumfolie mit sublimierbaren Farbstoffen unter Verwen­ dung von Bindemitteln bedruckt und die so bedruckten Hilfs­ träger ihrerseits zum Bedrucken der Textilien verwendet wer­ den. Hierbei werden die Hilfsträger mit der bedruckten Seite auf die zu bedruckenden Textilien (Substrat) gelegt, wonach durch Erhitzen des Hilfsträgers auf der nichtbedruckten Sei­ te etwa auf 160 bis 220°C die Farbstoffe auf das Textilma­ terial sublimiert werden.

Andere Substrate werden vorzugsweise mit einer Oberflächen­ schicht aus einem thermoplastischen Kunststoff versehen, der sich mit der Oberfläche des Substrates verbindet und die sublimierbaren Farbstoffe aufnimmt.

Durch Schaffung geeigneter Heizmethoden hat man insbesondere für die kontinuierliche Arbeitsweise (Tunnelöfen) das Trans­ ferdruckverfahren schon recht gut verbessert, insbesondere zur Erreichung größerer Umdruckgeschwindigkeiten.

Es wurde dann aber festgestellt, daß der Druck auf das zwi­ schen Pressenuntertisch und -obertisch befindliche Substrat für die Erreichung eines guten Arbeitsergebnisses klein sein sollte, insbesondere zwischen 10 und 20 g/cm². Übersteigt der Druck in der Umdruckpresse den vorgenannten Wertebe­ reich, dann besteht die Gefahr, daß der Hilfsträger, z. B. das einseitig bedruckte Papier, auf dem Substrat kleben­ bleibt und nach der Sublimierung der Farbstoffe nicht ohne weiteres abgezogen werden kann.

Besonders bei Anwendung derart kleiner Drücke hat es sich ferner als schwierig und mit erheblichen Problemen behaftet gezeigt, daß viele Substrate hinsichtlich ihrer Oberflächen­ eigenschaften ungleich ausgestaltet sind. Beispielsweise haben sich bei der Produktion von Kacheln, Metallblechen und auch Holzflächen Oberflächenstrukturen mit teilweise erhabenen und ungleichmäßig daneben weniger erhabenen bzw. vertieften Flächen ergeben. Auch ist es möglich, daß die Werkstücke (Substrate) von einer Seite zur anderen hin schräg verjüngt ausgebildet sind, wenngleich diese Uneben­ heiten, Parallelitätsfehler oder flächenhaften Ungleichmä­ ßigkeiten mit dem Auge häufig nicht wahrnehmbar sind.

Der Fachmann ist bei der Durchführung des Transferdruckverfahrens mit den herkömmlichen Umdruckpressen aber auf diese Un­ gleichmäßigkeiten der Flächenbereiche des Substrates auf­ merksam geworden, weil das Endprodukt fleckenhafte Fehler zeigen kann. Bei den vorstehend beschriebenen ungleichmäßig ausgestalteten Substraten oder Werkstücken kommt es nämlich vor, daß der von den Pressentischen bzw. deren Pressenplat­ ten auf das Substrat aufgebrachte Druck entsprechend den ungleichmäßigen Oberflächen ebenfalls ungleichmäßig wird. Hierdurch wiederum können die Farbstoffe bei mangelnder Wär­ meabführung frühzeitig verdampfen, während in Nachbarberei­ chen die Verdampfung der Farbstoffe noch nicht begonnen hat. Es versteht sich, daß das Sublimieren dann zu unterschiedli­ chen Zeiten beginnt bzw. beendet wird und folglich das Druckergebnis ungleichmäßig wird.

Die DE-OS 23 13 006 beschreibt eine Umdruckpresse zum Bedrucken von Textilmaterialien, mit einem Ober- und einem Untertisch, die so angeordnet sind, daß sie aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können. Zusätzlich weist diese Umdruckpresse eine Vorrichtung zum Einstellen der wirksamen Höhe der Pressenkammer, d. h. der Kammer zwischen dem Ober- und dem Untertisch im Preßschritt auf. Diese Vorrichtung ist an dem Untertisch angeordnet und bewirkt eine Parallelverschiebung dieser Tische. Die Vorrichtung besteht aus zwei oder mehr Zylindern, welche jeweils einen Blasebalg aufnehmen. Diese Blasebalge kommunizieren bei­ spielsweise mit einer Druckluftquelle und werden mit einem einheitlichen Druck beaufschlagt. Um unterschiedliche Preßkammerhöhen und somit unterschiedliche Preßdrücke auf das im Druckschritt zwischen dem Ober- und Untertisch angeordnete Textil zu erzielen wird lediglich das "Blase­ balg-System" mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt. Andererseits besteht das Problem, daß im Druckschritt bei ungleichmäßiger Textil- bzw. Substratoberfläche ein unter­ schiedlicher Farbtransfer bewirkt wird, aufgrund der Paral­ lelverschiebung sowohl des Ober- als auch des Untertisches. Das bedeutet an den "dickeren" Textilbereichen tritt ein höherer Anpreßdruck und somit eine stärkere Supplementierung von Farbe wie an den "dünneren" Textilbereichen auf. Die Folge ist ungleichmäßiger Farbübergang auf die Substrat­ oberfläche und somit kostenintensive Ausschußware.

Aus der EP 0 175 806 B ist eine Umdruckpresse bekannt, bei welcher wiederum ein zu bedruckendes Substrat auf einem Untertisch angeordnet und während des Druckschrittes durch einen Obertisch mit Druck beaufschlagt wird. Zwischen dem Untertisch und dem Substrat sind Druckstößel angeordnet, an deren Oberfläche im Druckschritt die Farbe auf das Substrat übertragen wird. Zusätzlich zu den beiden Tischen ist ein Rahmen zwischen diesen Tischen angeordnet, auf welchem das Substrat getragen ist. Der Rahmen ist federnd gelagert, so daß beim Abheben des Obertisches vom Untertisch gleichzeitig auch der Rahmen mit dem Substrat von den Druckstößeln des Untertisches abgehoben wird. Dies verhindert ein nachträg­ liches Verschmieren der Farbe auf dem Substrat als Folge einer Querbewegung zwischen Substrat und Druckstößeln. Auch bei dieser Umdruckpresse hat es sich als nachteilig heraus­ gestellt, daß bei Verwendung von Substraten mit ungleich­ mäßiger Oberfläche aufgrund der ausschließlichen Parallel­ verschiebung zwischen dem Ober- und dem Untertisch ungleich­ mäßige Druckübertragungsbilder auf der Substratoberfläche resultieren können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umdruckpresse der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit gerin­ ge Drücke gleichmäßig auf ein Substrat aufbringen kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruch gelöst; die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Der Fachmann weiß, daß bei Umdruckpressen Transporttücher verwendet werden, auf welchen das Substrat zwischen Unter- und Obertisch transportiert, hereinbewegt und auch heraus­ bewegt werden kann. Ist nun ein zu bedruckendes Substrat - übertrieben beschrieben - in Transportrichtung keilförmig ausgestaltet, dann sorgen die erfindungsgemäßen Ausgleichs­ einrichtungen für ein Schrägstellen des einen Pressentisches gegenüber dem anderen, so daß insgesamt gesehen der Druck auf das Substrat in dem gewünschten Wertebereich gleichmäßig aufgebracht werden kann. Auf diese Weise kann man auch ge­ ringe Drücke gleichmäßig derart zur Anwendung bringen, daß das Transferdruckverfahren ohne Ausschuß zufriedenstellende Ergebnisse zeigt.

Selbstverständlich braucht die Keilrichtung nicht mit der Transportrichtung des Transporttuches übereinzustimmen. Durch die Ausgleichseinrichtungen unter dem jeweiligen Pres­ sentisch ist eine Schrägstellung desselben in jede Richtung möglich. Es ist sogar daran gedacht, daß bei kontinuierli­ chen Verfahren eine Bewegung der Platte am jeweiligen Pres­ sentisch bzw. zusammen mit diesem fortlaufend geändert wer­ den kann, wenn eine kontinuierliche Bedruckung erwünscht ist. Dabei kann es beispielsweise vorteilhaft sein, wenn der jeweilige Pressentisch an wenigstens zwei im Abstand voneinander angeordneten Stellen mit diesen Ausgleichsein­ richtungen versehen ist, so daß Pendelpunkte, Pendellinien oder Pendelflächen entstehen können, um welche herum der jeweilige Pressentisch in beliebige Raumrichtungen schwenken kann.

Besonders zweckmäßig ist es erfindungsgemäß, wenn die fe­ dernden Ausgleichseinrichtungen Faltbälge sind. In der heu­ tigen Technik können auch hochbeanspruchte Faltenbälge aus Gummi, Kunststoff oder auch Metallen hergestellt werden, die eine lange Lebensdauer haben und eine justierbare Druck­ einstellung mit pneumatischen Mitteln erlauben. Bei entspre­ chender Steuerung einer Mehrpunktauflage eines Pressenti­ sches an einer bestimmten Anzahl von Auflagepunkten, die mit diesen Gummifaltenbälgen versehen sind, kann der ge­ wünschte geringe Druck auf ein ungleichmäßig an seiner Ober­ fläche ausgestaltetes Substrat aufgebracht und jederzeit gleichmäßig gehalten oder korrigiert werden.

Die Erfindung ist weiter vorteilhaft dadurch ausgestaltet, daß der Untertisch durch Gummifaltenbälge gegen den Rahmen beweglich abgestützt ist und der Obertisch über Spindelan­ triebe mit Kupplungen am Rahmen gehaltert ist. Es ist zwar bekannt, beispielsweise den Obertisch gegenüber dem Pressen­ untertisch über Spindelantriebe beweglich anzuordnen. Bringt man nun an wenigstens einem Spindelantrieb eine Kupplung an, dann kann bei entsprechender Ausgestaltung derselben eine federnde oder druckhaltende Wirkung auch von dieser an einem oder mehreren Punkten ausgeübt werden.

Zweckmäßig ist dabei vorgesehen, daß erfindungsgemäß die federnden Ausgleichseinrichtungen Rutschkupplungen sind. Man kann beispielsweise Federn in die Rutschkupplungen so einbauen, daß man den gewünschten Druckausgleich an der mit dieser Rutschkupplung ausgestatteten Stelle des Pressenti­ sches erhält. Die Rutschkupplung schafft dann immer den ge­ wünschten Ausgleich, und die zwischen den Pressentischen angeordnete, fehlerhaft ungleichmäßig angeordnete Platte arbeitet dann gegen die Federkraft in der Rutschkupplung, wodurch über diese Rutschkupplung laufend der gewünschte Ausgleich geschaffen wird. Dadurch ist immer ein gleichmäßi­ ger Andruck sichergestellt, so daß das Druckerzeugnis mit hoher Qualität hergestellt werden kann.

Während es sich als günstig erwiesen hat, die Gummifalten­ bälge zwischen dem Rahmen und dem Untertisch anzuordnen und Ausgleichskupplungen an den Spindelantrieben zwischen Rahmen und Obertischen zu befestigen, sind aber auch andere Kombinationen denkbar, beispielsweise die pneumatisch bezüg­ lich des Druckes steuerbaren Gummifaltenbälge sowohl hinter dem Unter- als auch dem Obertisch zum Rahmen hin an wenig­ stens einer Stelle anzuordnen.

Erfindungsgemäß kann man auch in der Pressenplatte wenig­ stens eines Tisches Kanäle für die Aufnahme von Heizpatronen einlassen und vorzugsweise Temperaturmeßfühler nahe der Ober­ fläche des Tisches befestigen. Es hat sich für diese Ausfüh­ rungsform als zweckmäßig erwiesen, wenn die jeweilige Pres­ senplatte eine beispielsweise 50 mm starke Metallplatte ist, die geglüht worden ist und bei der Heizkanäle aus dem Vollen gebohrt wurden. In diese wurden Heizpatronen eingeschoben, mit deren Hilfe man die Erwärmung der jeweiligen Platten­ oberfläche nach den gegebenen örtlichen Verhältnissen fein eingestellt regulieren und garantieren kann. Mit den Tempe­ raturmeßfühlern in der Nähe der Tischoberfläche kann man die Plattentemperatur sehr feinfühlig beobachten und mit entsprechender elektronischer Steuerung die Patronen nach Bedarf zu- oder abschalten. Dies gewährleistet, daß selbst bei einem Temperaturniveau von 300°C eine Temperaturstreu­ ung von nur ±1,5°C möglich ist.

Mit Hilfe der neuen Umdruckpresse gemäß der Erfindung ist es möglich, mit einem klaren Speziallack überzogene, aber sonst blanke Kacheln, Holzplatten, Metallstücke oder der­ gleichen über das Transferdruckverfahren zu bedrucken. Mit dem Motiv nach unten wird ein bedrucktes Stück Papier (Hilfsträger) auf das Substrat (z. B. Kachel) aufgelegt. Das Transporttuch fördert das so vorbereitete Werkstück zwi­ schen Unter- und Obertisch, die auf die gewünschte Tempera­ tur aufgeheizt und mit dem gewünschten Druck zusammengeführt werden. Nach wenigen Sekunden ist der Druckvorgang beendet. Die Farbstoffe auf dem Papier wurden verdampft und subli­ mierten in die Oberfläche der Kunststoffschicht auf der Ka­ chel, so daß dort ein hervorragendes Bild erscheint. An­ schließend wird das Papier abgezogen. Das Abbild auf dem Substrat kann man lichtbeständig, kratz- und säurefest aus­ gestalten und so fest mit dem Substrat verbunden vorsehen, als sei das Substrat direkt in seiner Oberfläche mit dem Abbild versehen.

Die Oberflächenveredelung ist besonders beeindruckend und technisch vorteilhaft, weil man den Hilfsträger (z. B. das Papier) im normalen Tiefdruck- oder Offset-Verfahren mit jedem Motiv bedrucken kann, das sich photographisch darstel­ len läßt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird anhand der folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 schematisch die Seitenansicht einer Umdruckpresse gemäß der Erfindung in Richtung entgegen der Trans­ portrichtung des nichtdargestellten Transporttuches,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Umdruckpresse von derjenigen Seite, die man bei Betrachtung der Fig. 1 von rechts nach links sieht,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Umdruckpresse, wiederum ohne Transportband oder Transporttuch,

Fig. 4 abgebrochen und schematisch die Draufsicht einer Pressenplatte mit den Heizeinrichtungen und

Fig. 5 ebenfalls abgebrochen eine Seitenansicht der Pressen­ platte, wenn man auf Fig. 4 von unten nach oben blickt.

An dem allgemein mit 1 bezeichneten Rahmen befindet sich der Untertisch 2, während im oberen Bereich der Obertisch 3 angebracht ist. Beide Tische bestehen jeweils aus zwei Ebenen von T-Trägern, deren Aufbau man aus den Figuren im wesentlichen erkennt und die hier nicht näher dargelegt zu werden brauchen.

Auf der dem Arbeitsbereich 4 jeweils zugewandten Seite des Tisches 2 oder 3 ist eine Pressenplatte 5 befestigt. Die Oberfläche 6 der unteren Pressenplatte 5 liegt bündig zur Antriebswelle 7, die man in den Fig. 2 und 3 links erkennt, und zur Umlenkwelle 8, die man in diesen Figuren rechts sieht. Über diese und die beiden weiteren Wellen 9 (siehe Fig. 2) verläuft das nicht dargestellte Transporttuch, mit dessen Hilfe über den Pressenumlauf 10 hinweg die Werkstücke von der einen Seite zur anderen transportiert werden, bei der hier gezeigten Ausführungsform gemäß Fig. 2 und 3 von rechts nach links und gemäß Fig. 1 von der Papierebene dem Betrachter entgegen.

Zwischen dem Rahmen 1 einerseits und dem Untertisch 2 ande­ rerseits sind gemäß den Fig. 1 und 2 Ausgleichseinrichtungen 11 in Gestalt von Gummifaltenbälgen angeordnet, die über nichtgezeigte Anschlüsse und pneumatische Einrichtungen mit dem erforderlichen Druck aufgeblasen werden können. Man er­ kennt, daß der gesamte Untertisch nur auf diesen Gummifal­ tenbälgen ruht. Betrachtet man die Fig. 3, dann handelt es sich um sechs Auflagepunkte, etwa wo die Getriebe 12 sitzen.

Bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform ist zwischen Obertisch 3 und Rahmen 1 die Anordnung von Gum­ mifaltenbälgen nicht vorgesehen. Tatsächlich reicht es aus, wenn man den Obertisch 3 mittels der Spindeln 13 steuerbar, verfahrbar am Rahmen 1 befestigt, ohne daß Ausgleichsein­ richtungen, z. B. die Faltenbälge 11 oder auch Kupplungen vorgesehen sind. Die Spindeln 13 werden über die Getriebe 12 und Antriebswellen 14 bewegbar ausgebildet, wobei der eigentliche Antriebsmotor für die Einleitung der Kraft in das System der Antriebswellen 14 in den Zeichnungen nicht dargestellt ist.

Eine weitere vorteilhafte Variante der in den Figuren darge­ stellten, dreiseitig offenen Durchlaufpresse ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Fig. 4 soll abgebrochen die Draufsicht auf diejenige Oberfläche einer Pressenplatte 5 sein, welche dem Arbeitsbereich 4 zugewandt ist. Für die Erwärmung der Pressenplatte 5 sind in dieser Kanäle 15 aus dem Vollen ge­ bohrt, wie man auch aus der abgebrochenen Querschnittsdar­ stellung der Fig. 5 erkennt. In diese Heizkanäle 15 sind Heizpatronen 16 eingeschoben, von denen zur Verdeutlichung in Fig. 5 eine links schraffiert veranschaulicht ist. Die Temperaturfeinfühler in der Pressenplatte 5 nahe deren Ober­ fläche sind hier nicht dargestellt; denn der Fachmann kann diese bei Bedarf besorgen.

Das Transportband ist vorzugsweise bis 360°C hitzebeständig und wird im allgemeinen bei etwa 270 bis 300°C betrieben. Es wird durch die Pressenplatten 5 erwärmt und kann durch die beschriebene Heizeinrichtung mit den Temperaturfeinfüh­ lern in den Pressenplatten 5 nahe deren Oberflächen 6 sehr genau eingestellt gehalten werden.

Claims (6)

1. Umdruckpresse zum Bedrucken eines Substrates, wie z. B. Holzbretter, Kacheln, Metallbleche, mit Hilfe des Transferdruckverfahrens, bei dem ein mit sublimier­ baren Farbstoffen bedruckter Hilfsträger, z. B. Papier, auf eine auf dem Substrat befindliche Kunststoff­ schicht aufgelegt wird und die Farbstoffe mittels Wärme in die Kunststoffschicht übertragen werden, mit einem Rahmen (1), einem Untertisch (2), einem Ober­ tisch (3), die relativ zueinander bewegbar sind und jeweils eine Pressenplatte (5) aufweisen, und mit ei­ nem antreibbaren Transportband über dem Untertisch (2), wobei, zwischen Untertisch (2) und/oder Obertisch (3) einerseits und Rahmen (1) andererseits elastische Ausgleichseinrichtungen (11) angeordnet sind, welche unabhängig voneinander steuerbar sind.

2. Umdruckpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Ausgleichseinrichtungen (11) Faltenbäl­ ge aufweisen.

3. Umdruckpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Untertisch (2) durch Gummifaltenbälge (11) gegen den Rahmen (1) beweglich abgestützt ist und der Obertisch (3) über Spindelantriebe (12-14) mit Kupplungen am Rahmen (1) gehaltert ist.

4. Umdruckpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Ausgleichseinrichtungen Rutschkupplungen aufweisen.

5. Umdruckpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Pressenplatte (5) wenigstens eines Tisches (2 und/oder 3) Kanäle (15) für die Aufnahme von Heizpatronen (16) eingelassen sind.

6. Umdruckpresse nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß Temperaturfühler nahe der Oberfläche (6) des Tisches (2, 3) befestigt sind.