DE3830341C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Permeationsbedrucken einer geformten Oberfläche von Kunststoffkörpern nach dem Tampon-Druckverfahren, das mit einer Tiefdruckform arbeitet.

Aus der DE-OS 23 04 723 ist ein Verfahren zum Bedrucken von ebenen Körpern, nämlich Schallplatten, bekannt. Bei diesem Verfahren erfolgt das Trocknen der auf die Oberfläche aufgebrachten Farbe ohne weitere Einwirkung von außen, ohne daß dort der nachfolgende Schritt der Permeation vewirklicht ist. Zum Trocknen der auf die Oberfläche aufgebrachten Farbe steht die Zeitspanne zur Verfügung, während der sich die Schallplatten an freier Umgebungsluft befinden. Bei diesem konventionellen Tiefdruckverfahren besteht ein Nachteil zum einen darin, daß die Abriebfestigkeit des bedruckten Musters sehr gering und somit der Abdruck leicht abgerieben werden kann und zum anderen, daß die Druckfarbe auf die Oberfläche des Kunststoff-Formteiles aufträgt und sich somit bei der Berührung ein unschönes nicht glattes Tastgefühl ergibt.

Ein Verfahren zum Glätten bedruckter Flächen, welche mit einem Farbauftrag mittels Tiefdruck bedruckt worden sind, ist aus der DE-PS 32 21 974 bekannt. Hierbei wird ein die Glättung bewirkender Druckzylinder mit Druck gegen die zu bedruckende Oberfläche geführt, um überschüssige Farbe abzustreifen. Ein solcher Druckzylinder kann praktisch nur bei ebenen Druckflächen verwendet werden.

Ein anderes Druckverfahren ist auch aus der JP 59-1 99 251 bekannt, bei dem das Druckbild von einem sogenannten "Übertragungsblatt" auf die zu bedruckende Oberfläche übertragen wird, indem das Blatt auf die zu bedruckende Oberfläche mittels eines Andrückelementes gepreßt wird. Aufgrund dieser Druckeinwirkung kann das Druckbild infolge eines nicht gleichförmigen Kontaktes verzerrt oder verschoben werden. Hinzukomt, daß durch den aufzuwendenden hohen Druck der zu bedruckende Kunststoff-Körper selbst deformiert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tiefdruckverfahren zu schaffen, bei welchem zum einen die Abriebfestigkeit der Druckfarbe verbessert ist und zum anderen nach dem Bedrucken eine möglichst glatte Oberfläche besteht.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß eine Permeationseinheit vorgesehen ist, die ein Abdeckkissen mit einer der geformten Oberfläche komplementären Oberfläche zum Abdecken des Aufdruckes unter Verhinderung einer Verdampfung der Druckfarbe während des Permeationsvorganges, und eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der komplementären Oberfläche des Abdeck-Kissens enthält.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß die Vorrichtung zwei Verfahrensschritte realisiert, nämlich erstens das Bedrucken der geformten Oberfläche des Kunststoff-Körpers mittels des Druckkissens, auf welches entsprechend der Tiefdruck-Matrix Druckfarbe aufgetragen ist und anschließend der Permeationsvorgang.

Während dieses Vorgangs wird die bedruckte Oberfläche des Kunststoffkörpers mit einem Abdeckkissen so bedeckt, daß eine nennenswerte Verdampfung der Druckfarbe verhindert wird und dabei vorzugsweise unter Beheizung der bedruckten Oberfläche die Druckfarbe in den Körper des bedruckten Artikels eindringt (permiiert). Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt die Ausführung des Permeationsdruckvorganges insbesondere an Kunststoffkörpern mit nicht ebener Oberfläche, beispielsweise an Tastenabdeckungen und Tastaturen. Durch die Abdeckung wird eine Diffusion der Farbe des Lösungsmittels verhindert, so daß ein Eindringen der Druckfarbe in das Innere des zu bedruckenden Körpers beschleunigt wird. Entscheidend ist dabei, daß es nicht erforderlich ist, das Abdeckkissen auf die Oberfläche des zu bedruckenden Körpers mit Kraft aufzudrücken. Vielmehr läuft der Permeationsvorgang ohne Druckeinwirkung ausschließlich aufgrund der Diffusion ab. Dies hat zur Folge, daß der aufgedruckte Buchstabe bzw. das aufgedruckte Zeichen nicht durch eine Bedeckung des Abdeckkissens verzerrt wird. Wenn das Abdeckkissen erwärmt wird, wird die Permeation der Druckfarbe weiter beschleunigt, wenn das beheizte Abdeckkissen die zu bedruckende Oberfläche umschließt.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des Hauptteils eines erfindungsgemäßen Systems für den Permeationsdruck.

Fig. 2A, 2B, 3A und 3B veranschaulichen Teile des in Fig. 1 dargestellten Systems, die eine Rolle bei den Verfahrensschritten der Druckfarben-Übertragung spielen.

Fig. 4 veranschaulicht die Verfahrensschritte der Druckfarben- Übertragung.

Fig. 5 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung zur Ausbildung eines Druckfarben-Abbildes auf einer geformten Oberfläche mit Hilfe eines Druckfarben übertragenden Kissens.

Fig. 6A, 6B, 7A und 7B veranschaulichen Teile des in Fig. 5 gezeigten Systems, die eine Rolle in den Schritten der Abdeckung der geformten Oberfläche eines Kunststoff-Formkörpers mit einem Abdeck-Teil oder -Kissen spielen.

Fig. 8A, 8B, 8C und 8D zeigen die Beziehung zwischen der geformten Oberfläche eines Kunststoff-Formkörpers und eines Abdeckteils.

Fig. 9 veranschaulicht die Schritte des Abdeckens der Oberfläche des Kunststoff-Formkörpers.

Fig. 10 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung zum Abdecken der geformten Oberfläche eines Kunststoff-Formteils mit einem vorgeheizten Abdeckteil.

Fig. 11A, 11B, 12A, 12B und 13 veranschaulichen Anordnungen eines Systems zur Übertragung eines Druckfarben-Bildes und eine oder zwei Vorrichtung(en) zum Abdecken des Kunststoff-Formkörpers.

Fig. 14A und 14B sind Schnittansichten eines gemäß Fig. 12 eingesetzten Drucktasten-Oberteils.

Fig. 15A, 15B und 15C zeigen Muster einer gemäß Fig. 14 gedruckten Type.

Fig. 16 und 17 veranschaulichen Systeme für den Permeations-Druck, in denen der Schritt der Bereitstellung einer Tastatur für die Druck- und Abdeck-Vorrichtungen manuell erfolgt.

Das System für den Permeations-Druck geformter Oberflächen eines Kunststoff-Formkörpers oder Tastatur 8, insbesondere gewölbter Oberflächen der Oberteile von Drucktasten, wie es der vorliegenden Erfindung entspricht, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Zwar wird im Rahmen der Beschreibung als Beispiel für ein erfindungsgemäßes System Bezug genommen auf ein System für den Permeationsdruck einer Tastatur; die vorliegende Erfindung kann jedoch genau so gut angewendet werden auf andere Kunststoff-Formkörper, beispielsweise Drucktasten eines Telefons, Tasten eines Rechners, Drucktasten einer Kamera u. dgl.

Gemäß Fig. 1 wird eine Tastatur 8, die auf einem Transportband 10 befestigt ist, in einer Position bzw. an einer bestimmten Stelle einer Druckvorrichtung 1 angehalten, die für den Umdruck gekrümmter Oberflächen vorgesehen ist. Eine an einer Druckfarbenplatte 2 befestigte Tiefdruck-Matrix 5 wird mit einem Farbauftrag-Kratzer 4 eingefärbt. Die Tiefdruck-Matrix 5 weist ein aus Tiefdruck- Rillen oder negativ eingeätzten Vertiefungen 17 bestehendes Bild auf, welches auf einer Tastatur 8 aufgedruckt werden soll. Nachfolgend wird eine Klinge 3 über die Tiefdruck-Matrix 5 bewegt, um überschüssige Druckfarbe zu entfernen. Es bleibt nur die abbildende Druckfarbe zurück, die selektiv in die Tiefdruck-Rillen gefüllt ist.

Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht der Druckvorrichtung 1 für den Umdruck auf gewölbten Oberflächen. Ein elastisches Übertragungs-Kissen 6, das auf einen höhenverstellbaren Spannrahmen für den elastischen Übertragungs-Körper befestigt ist, wird auf die in den Tiefdruck-Rillen 17 der Tiefdruck-Matrix 5 verbliebene Druckfarbe abgesenkt, um die Druckfarbe aufzunehmen. Das Übertragungs-Kissen 6 wird dann in eine Position oberhalb der Tastatur 8 bewegt und auf die Tastatur 8 abgesenkt, um das Druckfarben-Bild auf die Tastatur 8 zu übertragen.

Die Tastatur 8, auf die das Druckfarben-Bild übertragen wurde, wird mit Hilfe des Transportbandes 10 weiterbewegt und an einer Position bzw. an einer Stelle angehalten, wo sich eine Abdeck-Vorrichtung bzw. Permeationseinheit 11 mit einem Aufheiz-Teil befindet. Das Abdeck-Teil 12, das durch eine im fernen Infrarot-Bereich des Spektrums arbeitende Aufheiz-Einheit 13 aufgeheizt wurde, deckt die Oberfläche der Tastatur 8 ab, auf die das Druckfarben-Bild übertragen worden ist. Nach einer vorbestimmten Zeit des Abdeckens wird das Abdeck- Teil 12 von der Tastatur 8 entfernt und wieder der im fernen Infrarot-Bereich des Spektrums arbeitenden Aufheiz- Einheit ausgesetzt. Durch Abdecken mit dem Abdeck- Teil 12 ist die Permeation der Druckfarbe an der Tastatur 8 beendet. Die Tastatur 8 wird dann mit Hilfe des Transportbandes 10 bis zu einer Stelle weiterbewegt, wo sie vom Transportband 10 abgenommen wird.

Die oben beschriebenen aufeinanderfolgenden Schritte werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2A bis 13 in ihren Einzelheiten beschrieben.

Die Fig. 2A, 2B, 3A und 3B veranschaulichen die Arbeitsweise des elastischen Übertragungs-Kissens 6, das die Druckfarbe 21 von der Tiefdruck-Matrix 5 auf die Oberflächen 18 der Drucktasten der Tastatur 8 überträgt. Die Fig. 2A und 3A stellen seitliche Schnitt-Ansichten und die Fig. 2B und 3B stellen Schnitt-Ansichten von vorne dar. Die Druckfarbe 21 entstammt der Druckfarbe in den Tiefdruck-Rillen 17 der Tiefdruck-Matrix 5. Das Material des elastischen Übertragungs-Kissens 6 kann jedes beliebige elastische Material sein, das Druckfarbe annimmt, diese jedoch nicht absorbiert. Darunter fallen Gelatine, Silikonkautschuk u. dgl. Das elastische Übertragungs- Kissen 6 hat bevorzugt die Form eines Kegels oder hat eine halbkreis-förmige Übertragungsfläche und befindet sich weiter bevorzugt zur Oberfläche eines Formteils, auf das die Druckfarbe übertragen werden soll, in einem bestimmten Winkel, d. h. die Übertragungs-Oberfläche des Übertragungs-Kissens ist nicht parallel zur Oberfläche des Formteils, auf das die Druckfarbe übertragen werden soll. Wenn die Oberteile der Drucktasten eines Artikels, die bedruckt werden sollen, eine gekrümmte oder konkave Oberfläche haben, weist die gekrümmte Oberfläche des Übertragungs-Kissens vorzugsweise eine Krümmung auf, die kleiner ist, als die der Oberfläche der Drucktasten. Wenn die Oberfläche des Übertragungs-Kissens parallel zur Oberfläche des zu bedruckenden Teils ist, oder wenn die Oberfläche des Übertragungs-Kissens eine größere Krümmung als die gekrümmte Oberfläche des zu bedruckenden Teils hat (d. h. wenn der Randbereich der Oberfläche des Übertragungs- Kissens in Kontakt mit der Oberfläche des zu bedruckenden Teils kommt, bevor der innere Teil der Oberfläche des Übertragungs-Kissens damit in Kontakt kommt), kann während der Übertragung Luft mit eingeschlossen sein, was zu einer unvollständigen Übertragung der Druckfarbe führt.

Es ist möglich, das Oberteil jeder Taste einer Tastatur einzeln im Umdruckverfahren zu drucken; bevorzugt ist es jedoch, den Umdruck der gesamten Tastatur im Zuge eines Druckvorganges durchzuführen. Wenn eine Tastatur im Umdruck- Verfahren gedruckt wird, sind die Maße jeder Reihe von Drucktasten einer Tastatur unterschiedlich, wie dies in den Fig. 2A und 3A gezeigt ist. Die Höhen der Oberflächen einzelner Schalter von der Unterkante der Schalter 19 sind ebenfalls in jeder Reihe von Schaltern unterschiedlich. Daher wird der Umdruck bevorzugt in der Weise durchgeführt, daß die Höhe jeder Reihe von Übertragungs- Kissen 6 auf die Höhe jeder Reihe von Drucktasten eingestellt wird. Dies geschieht dadurch, daß man die Höhen der Übertragungs-Kissen 6 selbst oder die Dicken der Halter 20 für die Übertragungs-Kissen 6 in Kombination mit den Übertragungs-Kissen 6, die eine gleiche Höhe haben, einstellt. Durch diese Einstellung der Höhen der Übertragungs-Kissen 6 sind die Drücke, die auf die einzelnen Tasten der Tastatur 8 bei der Farbübertragung aufgebracht werden, gleich, und eine einheitliche Übertragung der Druckfarbe kann für alle Drucktasten erreicht werden. Dies trifft auf den Umdruck einzelner Tasten zu, die in Form einer Tastatur angeordnet sind. Da das Material der elastischen Übertragungs-Kissen 6 eine geringfügige Elastizität aufweist, können die Übertragungs-Kissen 6 mit gleicher Höhe gewisse kleine Unterschiede in der Höhe der Drucktasten ausgleichen.

Darüber hinaus können die oberen Flächen der Drucktasten einer Tastatur 8 unterschiedliche Formate aufweisen, und nicht alle sind notwendigerweise senkrecht zur Druck- Richtung der Übertragungs-Kissen 6 angeordnet. Nach Niederdrücken richten sich die Schalter-Oberteile um den Betrag der Hubhöhe eines Schalters wieder auf. Wenn die Oberfläche des Schalter-Oberteils einen Winkel aufweist, der nicht senkrecht zur Druckrichtung des Übertragungs- Kissens 6 ist, kann sich das Schalter-Oberteil in Abhängigkeit von der Struktur des Schalters in horizontaler Richtung bewegen, wenn das Umdruck-Verfahren durchgeführt wird. Im Ergebnis ist dann das Druckbild unbrauchbar. In einem solchen Fall wird vorteilhafterweise ein Tastatur-Halter 7 verwendet. Der Tastatur-Halter 7 besteht aus einer festen Platte, beispielsweise aus nichtrostendem Stahl oder Aluminium, die Öffnungen enthält, die der Form der Schalter-Oberteile entsprechen. Dieser Tastatur-Halter 7 wird auf die Schalter-Oberteile abgesenkt und fixiert diese in einer bestimmten Position. Die Oberflächen der Schalter-Oberteile stehen nach oben aus dem Halter hervor. Wenn die Schalter-Oberteile Oberflächen mit einem relativ großen Winkel relativ zur Vertikalen der Druckrichtung des Übertragungs-Kissens 6 aufweisen, wird die Form der Öffnungen des Halters 7 verändert. Es ist damit auch eine der Funktionen des Halters 7, die Schalteroberteile in einer solchen Stellung zu halten, daß die Oberflächen der Schalter-Oberteile parallel oder mehr oder weniger parallel zur Oberfläche des Halters 7 angeordnet sind. Dadurch, daß man die Schalteroberteile mit dem Halter 7 in ihrer Stellung fixiert, können sich die Schalter-Oberteile nicht mehr bewegen, wenn das Übertragungs-Kissen auf die Schalter- Oberteile gedrückt wird, um den Umdruck zu bewirken. Der Halter 7 fixiert die Schalter-Oberteile vor Aufdrücken des Übertragungs-Kissens 6 und wird in Zusammenhang mit der Bewegung des Übertragungs-Kissens 6 betrieben.

Fig. 4 veranschaulicht aufeinanderfolgende Bewegungen des elastischen Übertragungs-Kissens 6 von der Tiefdruck- Matrix 5 zu den Schalter-Oberteilen. Das Übertragungs- Kissen 6 wird aus der Stellung "B" abgesenkt, um Farbe aus den Tiefdruck-Rillen 17 auf eine Druckfarben-Platte 2 aufzunehmen (B→A). Danach wird das Kissen angehoben (A→ B), in eine Position oberhalb der Schalter-Oberteile bewegt (B→C), danach abgesenkt (C→D) und auf die Tastatur aufgedrückt, um dadurch die abbildende Druckfarbe auf die Tastatur 8 zu übertragen. Danach wird das Übertragungs-Kissen 6 wieder angehoben (D→C) und über die Druckfarben-Platte 2 bewegt.

Obwohl die Tiefe der Tiefdruck-Rillen 17 nicht in irgendeiner Weise beschränkt ist, liegt sie im allgemeinen im Bereich von 5 µm bis 100 µm, vorzugsweise im Bereich von 20 µm bis 50 µm. Wenn die Tiefe geringer ist als 5 µm ist die Menge der übertragenen Druckfarbe zu gering. Folglich ist die Einfärbung eines Gegenstandes, der dem Permeationsdruck- Verfahren unterworfen wird, unzureichend. Wenn die Tiefe der Rillen mehr als 100 µm beträgt, wird der Anteil der Druckfarbe, der sich im am meisten vertieften Teil der Tiefdruck-Rillen befindet, nicht mit auf das Übertragungs-Kissen 6 übertragen. Es wird nur die Druckfarbe nahe der Oberfläche der Tiefdruck-Rillen übertragen; daher verbleibt immer eine gewisse Menge der Druckfarbe in den Tiefdruck-Rillen, wenn diese nicht fein genug sind. Dementsprechend wird ein vorteilhafter Effekt bei einer Tiefe der Druckrillen von mehr als 100 µm nicht erreicht.

Die Zeit für die Bewegung des Übertragungs-Kissens 6 von der Tiefdruck-Matrix 5 auf die Tastatur (A→B→C→D) ist nicht in irgendeiner Weise beschränkt. Es ist jedoch bevorzugt, daß sie so kurz wie möglich ist, da die Druckfarbe trocknen kann, wenn die Zeit zu lang ist. Der Weg des Übertragungs-Kissens 6 von der Tiefdruck-Matrix 5 zur Tastatur 8 ist nicht in irgendeiner Weise beschränkt, solange das Übertragungskissen 6 in senkrechter Richtung auf die Tiefdruck-Matrix 5 und die Tastatur 8 gepreßt wird.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht einer Druckvorrichtung 1 für gekrümmte Oberflächen, wobei das Übertragungs-Kissen aus einem elastomeren Material besteht. Der Halter 7 für die Tasten-Oberteile wird von einem Halter-Träger 16 getragen und wird gemeinsam mit der Bewegung des Übertragungs- Kissens 6 bewegt. Er senkt sich auf die Tastatur 8 ab und fixiert dabei alle Tasten-Oberteile der Tastatur 8, bevor das Übertragungs-Kissen 6 auf die Tastatur gepreßt wird. Ein Tastatur-Halter 15 zur Halterung der Tastatur 8 ist auf der Fördereinheit oder -band 10 befestigt und wird immer wieder zwischen der Druckvorrichtung 1 für den Umdruck und der Vorrichtung bzw. Einheit 11 für das Erhitzen des Abdeckteils und für das Abdecken hin- und herbewegt. Die Bewegung des Tastatur-Halters 15 wird genau passend auf die Bewegung des Übertragungs-Kissens abgestimmt, und so bewegt sich der Tastatur-Halter 15 auf die Vorrichtung 11 für das Erhitzen des Abdeckteils und das Abdecken zu und erreicht diese, bevor die Druckfarbe getrocknet ist.

Bevor dann die Druckfarbe trocken ist, werden dann die Schalter-Oberteile 18, auf die die Druckfarbe übertragen wurde, in der Vorrichtung 11 zur Aufheizung und Abdeckung des Formteils mit einem Teil abgedeckt, um einen Übergang der Druckfarbe in die Tastatur zu bewirken. Die Vorrichtung 11 zum Aufheizen des Abdeckteils und zur Abdeckung gemäß Fig. 1 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 6A bis 10 genauer erläutert.

Die Fig. 6A, 6B, 7A und 7B stellen die Arbeitsweise des Abdeckens der Schalter-Oberteile 25 dar, auf die die Druckfarbe in der Druckvorrichtung 1 zum Bedrucken gekrümmter Oberflächen im Umdruck-Verfahren übertragen worden ist. In diesen Zeichnungen sind auch die Abdeck- Teile 12 zu sehen. Die Fig. 6A und 6B zeigen die Vorrichtung 11, kurz bevor die Abdeck-Teile 12 die eingefärbten Tasten-Oberteile abdecken. Die Fig. 7A und 7B stellen die Bewegung dar, mit der die Abdeck-Teile 12 die Schalter-Oberteile abdecken. Die Fig. 6A und 7A sind seitliche Schnitt-Ansichten, und die Fig. 6B und 7B sind Schnitt-Ansichten von vorne.

Wie aus der Abfolge von Verfahrensschritten in denFig. 6A, 6B, 7A und 7B ersehen werden kann, werden alle Schalter-Oberteile der Tastatur 8, auf die ein Druckfarben-Bild übertragen worden ist, nahezu gleichzeitig abgedeckt. Obwohl die Höhe der Schalter 19 der Schalter- Oberteile 25 der Tastatur 8 in jeder Reihe von Schalter- Oberteilen unterschiedlich ist, werden die Höhen der Abdeck-Teile 12 auf die Höhen der Oberflächen der Schalter- Oberteile 25 in jeder Reihe durch den Abdeckteil-Halter 22 in der gleichen Weise eingestellt, wie in der vorangehend beschriebenen Umdruck-Vorrichtung 1.

Alle Oberflächen der Schalter-Oberteile 25 werden gleichzeitig mit den Abdeckteilen 12 bedeckt, da die Oberflächen der Abdeckteile 12 komplementär zu den Oberflächen der Schalter-Oberteile 25 sind. In diesen Abdeck-Schritt tritt die auf die Schalter-Oberteile 25 übertragene Druckfarbe zuerst in das Innere der Schalter-Oberteile 25 ein. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere gerichtet auf ein System für den Permeationsdruck auf einer gekrümmten Oberfläche. In diesem Fall ist es erforderlich, daß die Oberflächen der Abdeckteile 12 komplementär sind zu den Oberflächen, die im Wege des Permeationsdruck-Verfahrens bedruckt werden sollen. Das Abdecken dieser Oberflächen erfolgt üblicherweise über eine Zeit von mehr als einer Sekunde, da eine Abdeckzeit von weniger als einer Sekunde nicht zu einer zufriedenstellenden Permeation der Druckfarbe führt.

Der Tastaturhalter 7 kann verwendet werden, um eine horizontale Bewegung der Schalter-Oberteile 25 zu verhindern, wie dies auch in der Umdruck-Vorrichtung 1 vorgesehen war.

Die Fig. 8A bis 8D stellen die Abdeck-Teile dar. Wie aus diesen Figuren, insbesondere Fig. 8A und 8B, erkenntlich ist, sind die Oberfläche 26 eines Schalter- Oberteils 25 und die Oberfläche 27 des Abdeck-Teils 12 komplementär zueinander. Diese Oberflächen 26 und 27 kommen miteinander ebenenmäßig, nicht punktmäßig, in Kontakt. Wenn diese Oberflächen 26 und 27 nicht komplementär zueinander sind, kann es passieren, daß ein Teil der Oberfläche 26 des Schalter-Oberteils 25, auf das Druckfarbe übertragen worden ist, mit dem Abdeck-Teil bedeckt wird, bevor ein anderer Teil der Oberfläche 26 mit dem Abdeckteil 12 bedeckt ist. Diese Verzögerung der Abdeckung ist zwar nur momentan, kann jedoch eine Verschiebung der Druckfarbe von dem Teil der Oberfläche 26, die vorab von dem Abdeck-Teil 12 abgedeckt worden ist, an einen anderen Teil der Oberfläche 26 bewirken, der noch nicht mit dem Abdeckteil 12 abgedeckt ist. Dies passiert insbesondere dann, wenn die Druckfarbe aufgrund der großen Menge an Druckfarbe, die übertragen worden ist, noch nicht trocken ist, oder wenn der Abdeck-Teil 12 aus einem harten Material besteht. Dabei läuft die auf die Oberfläche 26 eines Schalter-Oberteils 25 übertragene Farbe aus dem Druckbild aus, und ein Verlaufen der Druckfarbe sowie ein unbefriedigend unscharfer Randbereich des Musters können die Folge sein. Obwohl der Umfang des Auslaufens der Druckfarbe bzw. der unsauberen Randbereiche des Musters gemindert werden oder diese Erscheinungen dadurch völlig beseitigt werden können, daß man die Menge der übertragenen Druckfarbe und die Härte des Materials des Abdeck-Teils entsprechend einstellt, lassen sich die Erscheinungen des Verlaufens der Druckfarbe und der unsauberen Randbereiche des Musters ohne Einstellung der obigen Parameter dadurch völlig beseitigen, daß die Oberfläche 27 des Abdeckteils 12 in einem solchen Maße komplementär zur Oberfläche 26 des Schalter-Oberteils 25 eingestellt wird, daß das obenerwähnte Auslaufen der Druckfarbe nicht beobachtet wird.

Wenn ein Muster oder Druckfarben-Bild, das auf die Oberfläche eines Schalter-Oberteils 25 übertragen wird, klein ist, im Vergleich zu der Oberfläche des Schalter-Oberteils 25, kann die Oberfläche 30 des Abdeck-Teils 28 ebenfalls klein sein, solange sie das Muster oder Druckfarben- Bild abdeckt. Sie kann somit kleiner sein als die Oberfläche 26 des Schalter-Oberteils 25 (siehe beispielsweise Fig. 8C und 8D).

Das Material des Abdeckteils ist nicht in irgendeiner Weise begrenzt. Da das Abdeckteil wiederholt aufgeheizt und abgekühlt wird, hat dessen Material vorzugsweise eine große Wärmekapazität und läßt sich nicht leicht abkühlen. Daher ist ein Material mit einer großen Wärmekapazität am besten geeignet. Da darüber hinaus für lange Zeit Resistenz gegen die Lösungsmittel der Druckfarbe etc. erforderlich ist, werden Glas, synthetischer Kautschuk u. dgl. verwendet. In der Praxis werden vorzugsweise Chloropren- Kautschuk, Acryl-Kautschuk, Silicon-Kautschuk u. dgl., die darüber hinaus auch eine gewisse Elastizität aufweisen, ausgewählt.

Fig. 9 stellt die aufeinanderfolgenden Bewegungen des Abdeckteils 12 zwischen der mit Strahlung im fernen Infrarot- Bereich des Spektrums betriebenen Aufheiz-Einheit 13 und der Tastatur 8 dar. Die im fernen Infrarot-Bereich des Spektrums arbeitende Aufheiz-Einheit 13 wird eingesetzt, um die Abdeck-Teile 12 zu heizen. Obwohl das Aufheizen der Abdeck-Teile 12, 28, 29 nicht essentiell ist, bezieht man es üblicherweise als Verfahrensschritt ein, um die Permeation der Druckfarbe zu beschleunigen. Um eine einheitliche Permeation zu erreichen, werden die Abdeck-Teile 12 vorzugsweise alle auf eine einheitliche Temperatur gebracht.

Die Natur der Heizvorrichtung ist nicht auf eine solche beschränkt, die im fernen Infrarot-Bereich des Spektrums betrieben wird. Allerdings erlaubt eine im fernen Infrarot- Bereich des Spektrums betriebene Heizeinrichtung das Aufheizen verschiedener Abdeck-Teile, die an unterschiedliche Formate der Tastaturen und unterschiedliche Formate der Schalt-Oberteile angepaßt sind. Man verwendet eine relativ große, im fernen Infrarot-Bereich des Spektrums arbeitende Strahlungs-Einrichtung 23, die eine Einheit vom Heizungsstrahler-Typ ist. Eine Heizeinheit vom Wärmeleit-Typ, in dem das Abdeck-Teil 12 in Kontakt mit einem bei hoher Temperatur befindlichen Teil gebracht wird, gestattet ein einheitliches Aufheizen der Abdeck- Teile 12 nicht, wenn die Form der Tastatur oder die Formate der jeweiligen Schalter-Oberteile geändert werden. Wenn ein Aufheizen nicht erforderlich ist, haben die Oberflächen der jeweiligen Abdeck-Teile 12, solange sie sich in gleicher Umgebung bzw. in einem Raum befinden, eine einheitliche Temperatur. Wenn jedoch das Aufheizen erforderlich ist, sind die Temperaturen der Oberflächen der jeweiligen Abdeckteile 12 nicht exakt gleich, da zwar die im fernen Infrarot-Bereich arbeitende Aufheiz- Einrichtung ein Aufheizen durch Abstrahlen bewirkt, aber die Winkel der Oberflächen der Abdeck-Teile 12 in jeder Reihe der Schalter-Oberteile in abfallender Weise unterschiedlich sind und die Innenfläche 35 zur Reflexion der Strahlung im fernen Infrarot-Bereich keinen Reflexions-Koeffizienten von 100% hat. Daher sollten die Temperaturen der Oberflächen der Abdeck-Teile 12 so weit wie möglich dadurch aneinander angeglichen werden, daß man die Entfernung zwischen den Abdeck-Teilen 12 und der im fernen Infrarot-Bereich des Spektrums arbeitenden Abstrahlungs-Einheit 23 genau einstellt und/oder die Menge an Strahlung im fernen Infrarot-Bereich genau einstellt und/oder durch andere Mittel.

Der Halter eines Spannrahmens zum Einstellen der Höhe der Abdeck-Teile 12 wird in Fig. 9 mit der Bezugsziffer 24 bezeichnet.

Die Bewegung der Abdeck-Teile 12, von der im fernen Infrarot- Bereich des Spektrums arbeitenden Strahlungseinheit 13 zur Tastatur ist nicht in irgendeiner Weise besonders begrenzt. Allerdings ist die Zeit für den Übergang der Abdeck-Teile 12 vorzugsweise so kurz wie möglich, wenn die Abdeck-Teile 12 aufgeheizt sind. Der Grund hierfür ist, daß die Temperatur der Oberfläche der Abdeck- Teile 12 während deren Bewegung abfällt, was bedeutet, daß die Abdeck-Teile 12 noch einmal aufgeheizt werden müssen.

Fig. 10 stellt einen Querschnitt durch die Vorrichtung 11 zum Aufheizen der Abdeckkörper und zum Abdecken dar. Der Halter für die Tasten-Oberteile wird von einem Halter 16 dafür gehalten und wird zusammen mit der Bewegung der Abdeck-Teile bewegt. Er wird auf die Schalter-Oberteile abgesenkt, um deren Position vor dem Abdecken der Tastatur 8 mit den Abdeck-Teilen 12 zu fixieren. Ein Tastatur-Halter 15, an dem die Tastatur 8 befestigt ist, ist an der Transporteinheit 10 angebracht und wird zwischen der Vorrichtung 1 für den Umdruck und der Vorrichtung 11 für das Aufheizen der Abdeck-Körper und für das Abdecken hin- und herbewegt.

Die Fig. 11A und 11B sowie 12A und 12B stellen Frontal-Ansichten und -Aufsichten von Anordnungen der Vorrichtung 1 zum Umdrucken gekrümmter Oberflächen und der Vorrichtung 11 zum Aufheizen der Abdeck-Körper und zum Abdecken dar. In einem System für den Permeationsdruck entsprechend der vorliegenden Erfindung stoppt das Förderband 31 an zwei Postionen bzw. Stellen. Der erste Stop findet an einer Stelle statt, wo die Tastatur 8 im Umdruck-Verfahren mit einer Umdruck-Vorrichtung 1 bedruckt wird. Der zweite Stop findet in einer Position statt, wo die Tastatur 8 nach der Übertragung der Druckfarbe mit einem Abdeck-Teil in einer Vorrichtung 11 zum Aufheizen der Abdeck-Teile und zum Abdecken bedeckt wird. Die Zeiten für den Halt an den beiden obengenannten Positionen können gleich oder verschieden sein. Wenn die Zeiten zum Anhalten an den beiden Positionen unterschiedlich sind, werden vorzugsweise eine Mehrzahl von Vorrichtungen, an denen die Behandlung eine längere Zeit in Anspruch nimmt, vorteilhafterweise gemeinsam mit einer einzigen Vorrichtung angeordnet, an der die Behandlung eine kürzere Zeit in Anspruch nimmt. Dadurch kann die Effizienz des Verfahrens erhöht werden.

Wenn die Zeit für das Abdecken länger ist, als die Zeit für den Druckfarben-Übertrag, werden vorzugsweise eine Mehrzahl von Vorrichtungen 11 zum Aufheizen der Abdeck- Teile und zum Abdecken an jeder Umdruck-Vorrichtung 1 angeordnet, so daß der Vorgang des Umdruckens wiederholt in der Zeit durchgeführt werden kann, die zur Ausführung des Umdruck-Verfahrens erforderlich ist. Diese Zeit ist kürzer als die Zeit, die für das Abdecken erforderlich ist. Wenn die Zeit für das Umdruck-Verfahren länger als die Zeit für das Abdecken ist, werden eine Mehrzahl von Umdruck-Vorrichtungen 1 in ähnlicher Weise gemeinsam mit einer Vorrichtung 11 zum Aufheizen der Abdeck-Teile und zum Abdecken angeordnet. Die Anordnung der jeweiligen Vorrichtungen kann in linearer Weise, d. h. hintereinander sein, wie dies in den Fig. 11B und 12B dargestellt ist, oder in Kreisform, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist. Eine Mehrzahl von Bandstraßen 37 von Förderbändern 10 sind in einer Weise angeordnet, daß die Mehrzahl der Tastaturen, die auf den Bandstraßen 37 der Förderbänder 10 montiert sind, einander nicht kreuzen. Die Förderbänder 10 bewegen sich in den jeweiligen Bandstraßen 37 der Förderbänder 10 in unterschiedlichen Richtungen.

Beispielsweise sind in einem System, in dem zwei Vorrichtungen 11 zum Aufheizen der Abdeckteile und zum Abdecken bei jeder Umdruck-Vorrichtung 1 angeordnet sind, zwei Bandstraßen 37 von Förderbändern 10 angeordnet, wie dies in den Fig. 12B und 13 dargestellt ist. In diesen Fällen sollte die Umdruck-Vorrichtung 1 den Tastaturen- Druck-Vorgang an den zwei Positionen der Bandstraßen 37 von Förderbändern 10 durchführen. Wenn an einer Tastatur 8 der Umdruck-Vorgang mit der Umdruck-Vorrichtung 1 abgeschlossen ist, wird diese Tastatur wahlweise einer der beiden Vorrichtungen zum Aufheizen der Abdeck-Teile und zum Abdecken zugeführt, wo die Tastatur 8 mit einem Abdeck- Teil abgedeckt wird, um das Endprodukt herzustellen.

Der oben beschriebene Vorgang wird vorzugsweise automatisch durchgeführt, obwohl das Befördern der Tastaturen auch manuell durchgeführt werden kann, insbesondere in einem System, das aus einer Umdruck-Vorrichtung 1 und einer Vorrichtung 11 zum Aufheizen der Abdeckkörper und zum Abdecken aufgebaut ist.

Außerdem kann die apparative Anordnung des Systems, wie dies in den Fig. 16 und 17 gezeigt ist, auch so gewählt werden, daß ein Förderband oder Förderbänder 40 nur zwischen einer Umdruck-Vorrichtung 1 und einer oder mehreren Abdeck-Vorrichtungen 11 angeordnet sind. Bedienungspersonen 38 und 39 stellen eine Tastatur 8 in die Umdruck-Vorrichtung 1 und die Abdeck-Vorrichtung 11 ein. Zuerst führt eine Person 38, die mit dem Druckvorgang beauftragt ist, den Druckvorgang einer Tastatur 8 in der Umdruck-Vorrichtung 1 durch und stellt dann die Tastatur 8 auf das Förderband 40. Dieses transportiert die Tastatur 8 zu einer Person 39, die mit dem Abdeck-Vorgang befaßt ist. Die Person 39 nimmt die Tastatur 8 vom Förderband ab und führt den Abdeck-Vorgang an der Tastatur 8 in der Abdeck-Vorrichtung 11 durch. Damit ist der Permeationsdruck- Vorgang abgeschlossen. In diesem Fall wird das Einstellen der Tastatur in die Druckvorrichtung 1 und die Abdeck-Vorrichtung 11 manuell durch Bedienungspersonen 38 und 39 durchgeführt. Für diesen Zweck, nämlich eine Tastatur 8 exakt an dieselbe vorbestimmte Position in der Druck-Vorrichtung 1 und der Abdeck-Vorrichtung 11 zu plazieren, wird bevorzugterweise eine Anleitung od. dgl. zum Einstellen bzw. Anordnung der Tastatur an der gewünschten, vorbestimmten Position an der Druck-Vorrichtung 1 und der Abdeck-Vorrichtung 11 bereitgestellt.

Die Erfindung wird nachfolgend im Rahmen der Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Der Permeations-Vorgang gemäß der Erfindung wurde unter Einsatz eines Systems für den Permeations-Druck durchgeführt, wie es in den Fig. 1 bis 13 gezeigt ist. Vorgeformte Formkörper, die im Zuge des Permeationsdruck-Verfahrens bedruckt werden sollten, waren eine Tastatur für einen Computer. Diese Tastatur umfaßte eine Zahl von Tasten-Oberteilen, die unterschiedliche Krümmungen R der oberen Oberfläche und unterschiedliche Winkel hinsichtlich der Druckrichtung des Druck-Kissens und der Abdeck- Teile aufwiesen (vgl. Fig. 14A und 14B).

Die Abdeck-Teile hatten Abdeck-Oberflächen, die komplementär zu den oberen Flächen der Tasten-Oberteile der Tastatur waren.

In allen Proben war die Tiefe der für die Typen-Bildung vorgesehenen Tiefdruck-Rillen 35 µm, und die Höhe der Typen entsprechend der Rillen betrug 0,30 mm. Die Abdeck- Teile bestanden aus Silicon-Kautschuk. Die Temperatur der Abdeck-Teile beim Abdecken der Tasten-Oberteile betrug 160°C, und die Abdeck-Zeit der Tasten-Oberteile durch die Abdeck-Teile betrug 10 s.

Beispiele der gedruckten Typen sind in den Fig. 15A bis 15C abgebildet. Darin ist die Zahl "5" des Tasten- Oberteils aus Fig. 15A zur Ziffer "5" in Fig. 15B vergrößert. Diese wiederum ist vergrößert zu einem Teil der Ziffer "5" in Fig. 15C. Die Dicke der gedruckten Ziffer wird in Fig. 15B mit "a" bezeichnet, und in Fig. 15C wird die Breite der Unschärfe der Ziffer nach Eindringen der Druckfarbe in den Formkörper (Permeation) als "b" bezeichnet.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

(Fortsetzung Tabelle 1)

(Fortsetzung Tabelle 1)

Vergleichsbeispiel 1

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Abwandlung, daß Abdeck-Teile verwendet wurden, die halbkreisförmiges Profil mit derselben Krümmung R von 10 mm hatten. Die Ergebnisse sind ebenfalls Tabelle 1 zu entnehmen.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Abwandlung, daß die Tiefe der Tiefdruck-Rillen, die Dicke der Typen in den Tiefdruck-Rillen und die Oberflächentemperatur der Abdeck- Teile geändert wurden. Die Tastatur war die gleiche, wie sie in Probe 3 von Beispiel 1 verwendet wurde.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Wie aus den in Tabelle 2 enthaltenen Daten gesehen werden kann, kann das Permationsdruck-Verfahren auf Tasten-Oberteile aus einem Material aus Polystyrol-Basis mit konkaven Oberflächen durchgeführt werden, wobei eine geringere Unschärfe der gedruckten Muster erreicht werden kann. Die Unschärfe liegt beispielsweise bei weniger als 0,03 mm, mitunter sogar bei weniger als 0,02 oder 0,015 mm. Eine Unschärfe sogar unter 0,01 mm ist unter ausgewählten Bedingungen möglich.

Vergleichsbeispiel 2

Beispiel 2 wurde wiederholt; für Vergleichszwecke wurde jedoch die Abdeckzeit in einer Probe verkürzt, und in einer anderen Probe wurden typenbildende Tiefdruck-Rillen mit extrem geringer Dicke der Type im Vergleich zur Tiefe der Rillen eingesetzt.

Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2

Fortsetzung Tabelle 2

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Permeationsbedrucken einer geformten Oberfläche (18) von Kunststoffkörpern (8) nach dem Tampondruckverfahren, das mit einer Tiefdruckform arbeitet, gekennzeichnet durch durch eine Permeationseinheit (11), die ein Abdeck-Kissen (12) mit einer der geformten Oberfläche (18, 26) komplementären Oberfläche (27) zum Abdecken des Aufdruckes unter Verhinderung einer Verdampfung der Druckfarbe während des Permeationsvorganges, und eine Heizeinrichtung (13) zum Erwärmen der komplementären Oberfläche (27) des Abdeck-Kissens (12) enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Permeationseinheit (11) zur Bewegung des Abdeck-Kissens (12) zwischen Heizeinrichtung (13) und Kunststoffkörper (8) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeck-Kissen (12) aus synthetischem Kautschuk hergestellt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeck-Kissen (12) aus Silikon-Kautschuk hergestellt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz-Einrichtung (13) im fernen Infrarot-Bereich des Spektrums arbeitet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeck-Kissen (12) im wesentlichen gleichzeitig mit der gesamten geformten Oberfläche des Kunststoff-Formkörpers in Kontakt kommt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die komplementäre Oberfläche des Abdeck-Kissens (12) kleiner ist als die geformte Oberfläche des Kunststoff-Formkörpers, aber größer als das Druckfarben-Bild auf der gesamten Oberfläche des Kunststoff-Formkörpers.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die komplementäre Oberfläche des Abdeck-Kissens (12) zur geformten Oberfläche des Kunststoff-Formkörpers in einer Weise ausreichend komplementär ist, daß das auf der geformten Oberfläche des Kunststoff-Formkörpers gebildete Druckbild im wesentlichen nicht verzerrt wird, wenn das Abdeck-Kissen (12) in Kontakt mit der geformten Oberfläche des Kunststoff-Formkörpers kommt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff-Formkörper in einer Anzahl von Schalter-Oberteilen (18) besteht, die in einem Produkt angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter-Oberteile (18) eine konkave Oberfläche haben, die bedruckt werden soll.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Permeationseinheit (11) weitere Einrichtungen einschließt, um die Anzahl der Schalter-Oberteile (18) festzuhalten, während das Abdeck-Kissen (12) in Kontakt mit den Schalter- Oberteilen (18) ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeck-Kissen (12) mit allen Oberflächen der Schalter- Oberteile (18) im wesentlichen gleichzeitig in Kontakt kommt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Förderband (10) zum Transport des Kunststoffkörpers von der Druck- in die Permeationseinheit vorgesehen ist.