DE3935602A1 - Vorrichtung zur behandlung der oberflaeche eines metallischen hohlkoerpers - Google Patents
Vorrichtung zur behandlung der oberflaeche eines metallischen hohlkoerpersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln
der Oberfläche eines metallischen Hohlkörpers, ins
besondere eines Dosenkörpers, durch thermischen
Transfer eines auf einen Hilfsträger mittels her
kömmlicher Druckverfahren und unter Verwendung von
sublimierbaren organischen Farbstoffen gedruckten
Motivs auf eine farbstoffaffine Oberflächenbe
schichtung des Hohlkörpers.
Das thermische Transferdruckverfahren findet An
wendung in der Dekoration von synthetischen Texti
lien, Kunststoffen und farbstoffaffin behandelten
festen Substraten aus Keramik, Holz, Glas und
Metall. Dabei wird das zu übertragende Motiv zu
nächst mit einem konventionellen Mehrfarbendruck
verfahren, unter Verwendung von sublimierbaren or
ganischen Farbstoffen auf einen Hilfsträger, ge
wöhnlich Papier, seitenverkehrt gedruckt. Der
Hilfsträger wird mit seiner gedruckten Seite an
die farbstoffaffine Oberfläche des entsprechend
behandelten Substrates angelegt und der so ent
standene temporäre Verbund auf eine Temperatur von
ca. 190°C bis 230°C aufgeheizt.
Die Wärmeenergie erfüllt zwei Funktionen, zum
einen versetzt sie die Farbstoffmoleküle in einen
gasförmigen Zustand, zum anderen wird durch die
thermische Anregung der Substratbeschichtung die
Diffusion der Farbstoffmoleküle in die Substrat
beschichtung ermöglicht.
Der Transfer eines Motivs beansprucht bekannter
weise bei vorgeheizter Substratbeschichtung zwi
schen 1 und 300 Sekunden, wobei die Dauer vor al
lem von der Temperatur und dert Art der Farbstoffe
bestimmt wird. Der enge Kontakt zwischen Hilfs
träger und Substratbeschichtung, der gewöhnlich
durch Anwendung von externem Druck gewährleistet
wird, verhindert eine diffuse Übertragung des
Transfermotivs.
Neben Vorrichtungen zur Thermobedruckung von Sub
straten sind auch Vorrichtungen dieser Art zur De
koration metallischer Hohlkörper, insbesondere zur
Dekoration zylindrischer Hohlkörper zur Herstel
lung sogenannter Zweiteildosen bekannt, die aus
einem bodenseitig geschlossenen Hohlkörper mit
nach ihrer Abfüllung aufgebrachtem Deckel - dem
zweiten Teil - bestehen. Als Zweiteildosen haben
heute Getränke- und Aerosoldosen aus Aluminium eine
weite Verbreitung erfahren. Die bekannten Vorrich
tungen unterscheiden sich voneinander in bezug auf
die Art der Energieübertragung auf den metallischen
Hohlkörper bzw. Transferverbund und/oder die Art
der Zusammenführung von Hilfsträger und Hohlkörper.
Aus der Schrift der britischen Patentanmeldung
21 01 530 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der
der Hilfsträger in Form einer Etikette mit einer
Hilfsvorrichtung um den Hohlkörper gewickelt wird.
Die Etikettenenden werden mittels eines wasserlös
lichen Klebstoffes mit der farbstoffaffin behandel
ten Oberfläche des Hohlkörpers verklebt. Die für
den thermischen Transfer notwendige Energie nimmt
der so gebildete Verbund beim Durchlaufen eines
Heißluftofens auf. Nach erfolgtem Transfer und Ab
kühlung des Hohlkörpers wird der Hilfsträger mit
einem Wasserstrahl vom Hohlkörper entfernt.
Mit dieser Vorrichtung ist ein Bedrucken in dem Be
reich, in dem die Etikettenenden verklebt sind,
nicht möglich. Dies bedeutet, daß der bedruckte
Hohlkörper einen mehr oder weniger breiten, druck
freien Streifen aufweist, der sich störend auf das
Erscheinungsbild des Hohlkörpers auswirkt. Die
relativ lange Aufheizzeit des Transferverbundes
durch heiße Umgebungsluft und die damit einherge
hende lange Transferzeit begünstigen eine seitliche
Migration der Farbstoffmoleküle in der Beschich
tung, woraus Unschärfen des transferierten Motivs
resultieren.
Nach einer aus der deutschen Offenlegungsschrift
32 29 815 bekanntgewordenen Vorrichtung werden
zylinderförmige Gegenstände, die mit einem farb
stoffaffinen Überzug versehen sind, kontinuier
lich in Reihe hintereinander durch eine Erwärmungs
zone geführt und gleichzeitig an einem unter Zug
spannung jeweils partiell an der Oberfläche der
zylindrischen Gegenstände anliegenden Hilfsträger
abgerollt. Der thermische Transfer findet beim
Kontakt der farbstoffbedruckten Seite des Hilfs
trägers mit der Oberfläche des zylindrischen Gegen
standes dadurch statt, daß der Hilfsträger auf ei
ne Temperatur oberhalb der Sublimationstemperatur
der Farbstoffe erhitzt wird. Der Hilfsträger wird
vor dem Transfervorgang thermisch belastet, was zu
einer vorzeitigen Sublimation eines Teiles der
Farbstoffe führt. Ferner erfolgt eine tangentiale
Zuführung des Hilfsträgers an die Oberfläche des
zylindrischen Gegenstandes. Damit ergibt sich ein
vom Durchmesser des zylindrischen Gegenstandes ab
hängiger kleiner Bereich, in dem ein kontaktloser
Transfer stattfindet, der die Druckqualität herab
setzt.
Auch bei dieser bekannten Vorrichtung sind bereits
transferierte Motivabschnitte relativ lang ther
misch belastet, was zu Unschärfen führenden seit
lichen Farbstoffmigrationen in der farbstoffaffi
nen Oberflächenbeschichtung führt.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 32 28 096
ist eine weitere Vorrichtung zur Thermotransfer-Be
druckung zylindrischer Hohlkörper bekannt, bei dem
das Motiv tragende Etiketten im Falle der Überlap
pung ihrer Enden diese übereinanderliegend verleimt,
im Falle des Anstoßens der Enden letztere mit einem
Klebstreifen zusammengehalten werden. Dabei kommen
Klebstoffe und Klebstreifen zum Einsatz, die sich
bei einer Temperatur oberhalb der Sublimationstem
peratur zersetzen und so die Entfernung der Eti
kette gestatten. Eine durchgehende Dekoration des
Hohlkörpers im Anstoßbereich der Etikettenenden
ist nicht möglich, da in der Praxis auftretende
Fertigungstoleranzen von Etiketten und Dosen ein
exaktes Anstoßen der Enden ebenso ausschließen,
wie der während des Transfervorganges durch Was
serentzug bedingte Verzug der Etikette. Im Falle
der Übereinanderverklebung verbleibt vor dem in
neren Etikettenende ein Luftspalt, der einen un
vollständigen und diffusen Transfer bewirkt. Die
Verbunde, d. h. Hohlkörper mit angelegter Etikette
durchlaufen eine erste Heizzone, in der die Ver
bunde langsam auf die notwendige Sublimationstem
peratur, und anschließend eine zweite Heizzone,
in der die Verbunde auf eine Temperatur höher als
die Sublimationstemperatur zur Zersetzung der Kleb
stoffe aufgeheizt werden. Diese thermische Gesamt
belastung führt zu seitlichen Migrationen der
Farbstoffmoleküle und hat damit Unschärfe des
transferierten Druckes zur Folge.
Hiervon ausgehend hat sich der Erfinder die Auf
gabe gestellt, eine Vorrichtung zur Behandlung
der Oberfläche eines metallischen Hohlkörpers,
insbesondere eines Dosenkörpers durch thermischen
Transfer eines auf einem Hilfsträger mittels her
kömmlicher Druckverfahren und unter Anwendung von
sublimierbaren organischen Farbstoffen gedruckten
Motivs auf eine farbstoffaffine Oberflächenbe
schichtung des Hohlkörpers zu schaffen, die zur
Vermeidung der aus dem Stand der Technik bekannten
Nachteilen eine vollständige um den Umfang eines
Hohlkörpers verlaufende Dekoration im Sinne eines
mindestens monochromen Farbüberganges im Bereich,
wo die Enden des Hilfsträgers aneinanderstoßen
bzw. überlappen, gestattet und die Aufgabe wird er
findungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrich
tung einen vertikal angeordneten in Taktschritten
antreibbaren Drehteller, am äußeren Umfang des
Drehtellers senkrecht zur Drehtellerstirnfläche
angeordnete Dorne zur Halterung von Hohlkörpern,
mit den Dornen zusammenwirkende Haltefinger, eine
Wickelstation zur Umwicklung der Hohlkörper mit
Hilfsträgern, und mindestens eine in Drehrichtung
des Drehtellers der Wickelstation nachgeordnete
Aufheizstation zur Auslösung des Thermotransfer
prozesses umfaßt.
Mit dieser Vorrichtung erhält man erstmals Motivab
bildungen auf Hohlkörpern zylindrischer oder mehr
seitiger Art, deren Druckqualität der bekannter
maßen hervorragenden Druckqualität von Motivabbil
dungen auf Substraten, d. h. flachen Gegenständen
entspricht. Ferner sind auf der Oberfläche in
Längsrichtung verlaufende druckfreie Streifen und
Streifen kontaktlosen Transfers vermieden. Strei
fen dieser Art haben dem Thermobedrucken von Hohl
körpern bisan ästhetisch bedingte Grenzen gesetzt,
die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung über
wunden sind.
Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfin
dung werden die Dorne mit Hohlkörpern und Hilfs
trägern nach Auslösung des Transfervorganges einer
Kühlung unterzogen, die z. B. an der Luft während
fortschreitender Taktschritte erfolgen kann, wo
durch die seitliche Migration der Moleküle zur Er
zielung scharfer Motivabbildungen weitgehend un
terdrückt wird.
Die Aufheizstation kann aus stationär angeordne
ten stab- oder halbschalenförmigen Induktoren be
stehen, mit denen Mittel- oder Hochfrequenz in den
Hohlkörper eingeleitet werden können. Zur Erzie
lung der mit der Erfindung angestrebten schnellen,
intensiven Aufheizung des Hohlkörpers ist es je
doch bevorzugt, wenn die Aufheizstation aus einer
den Dorn mit Hohlkörper und Hilfsträger vermittels
einer axialen Hubbewegung überfahrenden Induktions
spule besteht, was überraschenderweise auch zu
gleichmäßigerer Druckqualität führt, als wenn
Dorn mit Rohrkörper die Induktionsspule durchfährt.
Bei Anwendung einer Induktionsspule, die den Rohr
körper überfährt, kann die Aufheizung durch Anwen
dung von Hoch- oder Mittelfrequenz geschehen.
Die Verwendung von Hochfrequenz ist bezüglich des
unter fallender Temperatur ablaufenden Verfahrens
teiles des Transfervorganges gegenüber der Anwen
dung von Mittelfrequenz bevorzugt, wenn bei an
sonsten gleichen erfindungsgemäßen Verfahrenspa
rametern, wie die Gesamtdauer des Transfervorganges,
ein beschleunigter Wärmeentzug aus dem vorgeheizten
Verbundvolumen erwünscht ist. Ist ein demgegenüber
langsamerer Wärmeentzug angezeigt, so ist die An
wendung von Mittelfrequenz zu bevorzugen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung ist die Induktionsspule als eine dem
Hohlkörper konzentrisch umgebende Ringspule kürze
rer axialer Erstreckung ausgebildet, die die Enden
des Hohlkörpers überfährt. Damit wird ein ungehin
dertes Einfahren eines Hohlkörpers in die Aufheiz
station gewährleistet, während ein Überhitzen des
Rohrkörpers vermieden wird. Ein Überhitzen würde
dann eintreten, wenn die Induktionsspule ohne den
Hohlkörper vollständig zu überfahren - beispiels
weise über dessen offenes Ende hinaus - eine Rück
wärts-Hubbewegung vornimmt.
Zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Tempera
turverteilung in und entlang der Umfangswandung
eines einseitig mittels eines Bodens verschlosse
nen Hohlkörpers ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß die Energieabgabe der Induktionsspule während
der Hubbewegung nach einer vorgegebenen Leistungs-
Zeit-Funktion selbsttätig steuerbar ausgebildet
ist.
Bei einseitig geschlossenen Hohlkörpern stellt sich
nämlich das Problem, daß sich bei gleichförmigem
Energieeintrag vom Boden bis zur Öffnung des Hohl
körpers eine ungleichförmige Temperaturverteilung
in Längsrichtung über die Umfangswandung einstellt,
indem die Temperatur am Boden niedriger ist als an
der Öffnung des Hohlkörpers. Diese ungleichförmi
ge Temperaturverteilung wird gemäß der Erfindung
dadurch überwunden, daß über die Steuerung der
Energieabgabe der Spule bei gleichbleibender Über
fahrgeschwindigkeit am Boden mehr Energie in den
Hohlkörper eingebracht wird als an der Öffnung.
Damit sind zwischen Boden und Öffnung gleichför
mige Transferbedingungen gewährleistet.
Nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung
dauert die mit der Hubbewegung synchronisierte
Energieabgabe der Induktionsspule an den Hohlkör
per weniger als 1000 Millisekunden, vorzugsweise
200 bis 400 Millisekunden, was zum Erhitzen des
metallischen Hohlkörpers von Umgebungstemperatur
auf 150°C bis 250°C, vorzugsweise jedoch auf
210°C bis 230°C führt. Die mit der erfindungs
gemäßen Vorrichtung erreichbare vorteilhafte,
kurzzeitig schlagartige Erhitzung des Hohlkör
pers zusammen mit dem Hilfsträger auf für den
Thermotransfer-Prozeß notwendige Temperaturen
verhindert zu Unschärfen führende Vorsublimatio
nen der Farbstoffmoleküle und deren seitliche
Migrationen in der farbstoffaffinen Schicht,
Erscheinungen, die bei langen Aufheizzeiten auf
treten.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung sind zur Übertragung von Kontakt
wärme auf die Innenseite des Hohlkörpers heizba
re, energieleitende Dorne vorgesehen. Damit kön
nen Hohlkörper mit Hilfsträger vor und während
Einleitung der Frequenzenergie auf 150°C bis
250°C, vorzugsweise 210°C bis 230°C zur Abkür
zung des Aufheizvorganges geheizt werden. Eine
vergleichbare Wirkung wird erzielt, wenn die
Dorne wärmeisolierend ausgebildet sind. Wärme
isolierend wirkende Dorne werden zu diesem Zweck
in einem Temperaturbereich von 100°C bis 150°C,
vorzugsweise von 110°C bis 130°C gehalten. Neben
der Verkürzung der Aufheizzeit wird damit vorteil
hafterweise auch erreicht, daß die zugeführte
Frequenzenergie an der Oberfläche des Hohlkörpers
zur Aufheizung der farbstoffaffinen Schicht und
des Hilfsträgers auf Sublimationstemperatur der
Farbstoffmoleküle konzentriert bleibt und nicht
in wesentlicher Menge durch die Hohlraumwandung in
den Dorn abfließt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vor
teilhafterweise so ausgestaltet, daß zur
Rundumbedruckung der Hilfsträger unter Zug
spannung um den Umfang des Hohlkörpers ange
legt und der Überlappungsbereich aus den
Enden des Hilfsträgers unter Druck auf der
Oberfläche gehalten ist. Damit liegt der
Hilfsträger gesamthaft unter Druck oder Pres
sung auf der Umfangsfläche auf, der sich ver
stärkt, wenn während des Aufheizvorganges
der Hilfsträger durch Wasserentzug schrumpft.
Diese Pressung des Hilfsträgers auf den Hohl
körper wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß der Haltefinger mindestens die gleiche
axiale Abmessung wie der Dorn aufweist und zur
Oberfläche des Dornes beweglich ausgebildet ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung
ist der Haltefinger vollständig aus Materialien
gefertigt, die in einem Mittel- oder Hochfrequenz
feld nicht ankoppeln.
Damit wird vermieden, daß der Bereich des Hilfs
trägers, der sich unter dem Haltefinger befindet,
stärker als der übrige Hilfsträger aufgeheizt wird.
Als vorteilhaft hat sich zu diesem Zweck erwiesen,
wenn die Haltefinger aus glasfaserverstärkten und
hochtemperaturbeständigen Polymeren bestehen und
eine hohe Torsions- und Biegefestigkeit aufweisen.
Gemäß der Erfindung ist eine Ladestation vorge
sehen, die kreisförmig und in gleichen Abständen
auf dem Drehteller angeordnete Dorne mit Hohl
körpern beschickt. Ferner ist erfindungsgemäß
eine Station zur Entfernung der Hilfsträger vom
Hohlkörper vor einer Entladestation vorgesehen.
In der Entladestation werden die bedruckten Hohl
körper von den Dornen entfernt und von dort einer
weiteren Bearbeitung zugeführt.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der
thermische Transferprozeß auf eine Prozeßdauer
von 1 bis 10 Sekunden, vorzugsweise 2 bis 4 Se
kunden, eingestellt. Eine Prozeßdauer dieser
Größenordnung ist besonders vorteilhaft für die
angestrebten, hochqualitativen Umdrucke.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be
schreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
einer Vorrichtung zur Bedruckung eines einseitig
geschlossenen Dosenkörpers sowie anhand der Zeich
nungen. Es zeigt
Fig. 1 die schematisierte Darstellung
einer Vorrichtung zur Durchfüh
rung des erfindungsgemäßen Ver
fahrens in Form eines senkrecht
stehenden Drehtellers in Vor
deransicht,
Fig. 2 die Vorderansicht eines Dornes
mit Haltefinger, Dosenkörper,
Hilfsträger und Wickelmesser.
Die erfindungsgemäß bevorzugte Vorrichtung 10 be
steht aus einem senkrecht angeordneten Drehteller 11,
der um eine Achse 12 getaktet angetrieben wird. Mit
dem Drehteller 11 wirken zusammen eine Ladestation
13, eine Wickelstation 14, eine Aufheizstation 15,
eine Station 16 zur Entfernung von Hilfsträgern 20
und eine Entladestation 17.
Die Ladestation 13, die Wickelstation 14, die Auf
heizstation 15, die Station 16 zur Entfernung der
Hilfsträger 20 und die Entladestation 17 sind in
Drehrichtung des Drehtellers 11 nacheinander ange
ordnet, so daß ein Dosenkörper 26 auf einer Kreis
bahn in dieser Reihenfolge die Vorrichtung 10 getak
tet durchläuft. Der Drehteller 11 trägt entlang
seines Umfanges in gleichmäßigen Abständen zuein
ander angeordnete Dornhalter 18, die senkrecht zur
Oberfläche des Drehtellers 11 verlaufende Dorne 19
tragen.
In der Ladestation 13 werden Dosenkörper 26 durch
eine achsparallel zum Dorn 19 bewegbare Förderein
richtung (nicht gezeigt) auf den in die Ladestation
13 eingefahrenen Dorn 19 aufgeschoben und anschlie
ßend in Taktschritten zur Wickelstation 14 bewegt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform trägt der
Drehteller 11 beispielsweise zwölf Dorne 19, die
kreisförmig und konzentrisch um die Achse 12 ange
ordnet sind, so daß der mit einem Dosenkörper 26
beladene Dorn 19 bei der gezeigten Anordnung der
Ladestation 13 und Entladestation 17, die jeweils
in einem Winkel von 15° zur senkrechten Achse des
Drehtellers 11 angeordnet sind und zwischen sich
einen Winkel von 30° bilden, im vorliegenden Fal
le zwei Taktschritte benötigt, um in die Wickel
station 14 einzufahren.
In der Wickelstation 14 läuft ein Dosenkörper 26
in Drehrichtung des Drehtellers 11 auf einen Hilfs
träger 20 auf. Die Hilfsträger 20 werden vor Ein
lauf des Dosenkörpers in die Wickelstation 14 von
einer schematisch angedeuteten Vorschubeinrich
tung 21 in horizontaler Richtung, ausgehend von
einem Stapel 31 von Hilfsträgern, auf zwei Aufla
geleisten 22 gefördert, zwischen denen eine Posi
tionshalterung 23 angeordnet ist.
Die Auflageleisten 22 mindestens gleicher Länge
wie die Dorne 19 halten den Hilfsträger 20, indem
der Hilfsträger 20 von den Auflageleisten 22 ver
mittels eines Vakuums angesaugt wird. Zu diesem
Zweck sind die Auflageleisten 22 als Hohlkörper
ausgebildet, die mit einer Vakuumpumpe in Verbin
dung stehen, wobei die Auflageflächen der Aufla
geleisten 22 Bohrungen 38 aufweisen, über die bei
aufliegendem Hilfsträger 20 das Vakuum wirksam
wird. Die Auflageleisten 22 sind unterhalb eines
in die Wickelstation 14 eingefahrenen Dornes 19
in einem Abstand angeordnet, der sich aus dem
halben Durchmesser des Dornes 19 mit aufgebrach
tem Dosenkörper 26 und der Dicke des Hilfsträgers 20
bestimmt. Der äußere seitliche Abstand der Auf
lageleisten 22 von der senkrechten Mittellinie
des Dornes 19 entspricht der halben Breite des
Hilfsträgers 20, wobei unter der Breite des Hilfs
trägers 20 die Seitenlänge zu verstehen ist, die
dem Umfang des Dosenkörpers 26 einschließlich Zuga
ben zur Seitenlänge zur Bildung des Überlappungs
bereiches 25 entspricht. Die Positionshalterung 23
mindestens gleicher Länge wie der Dorn 19 ist in
Arbeitslage mittig zwischen den Auflageleisten 22
angeordnet, steht mit der dem Dosenkörper 26 abge
wandten Seite des Hilfsträgers 20 in Berührung und
ist über einen Hebel 32 um ein Schwenklager 33 be
weglich ausgestaltet. Zwischen der Positionshal
terung 23 und jeder der beiden Auflageleisten 22
befindet sich ein Wickelmesser 34 gleicher Längen
abmessung wie die Auflageleisten 22.
Mit dem Dorn 19 wirkt ferner ein Haltefinger 24
mindestens gleicher Länge wie der Dorn 19 zusam
men. Der Haltefinger 24 ist oberhalb des Dornes 19
angeordnet und in senkrechter Richtung so beweg
lich ausgebildet, daß er in Eingriff mit dem
Überlappungsbereich 25 des Hilfsträgers 20 unter An
pressung und Lösung letzteren an und von der äu
ßeren Umfangswandung eines Dosenkörpers 26 bring
bar ist.
Ein auf dem Dorn 19 aufgebrachter Dosenkörper 26
läuft in die Wickelstation 14 ein und wird dort
mit einem Hilfsträger 20 zusammengeführt, der auf
den Auflageleisten 22 und der Positionshalterung
23 aufliegt. Die Positionshalterung 23 drückt den
Hilfsträger 20 an den Dosenkörper 26 an, um zu ver
hindern, daß sich der Hilfsträger 20 während des
Umwicklungsvorganges relativ zur Oberfläche des
Dosenkörpers 26 bewegt.
Nach Lösen des Vakuums umfährt jedes der Wickelmes
ser 34 etwa die Hälfte des äußeren Dosenkörperum
fanges und legt so den Hilfsträger 20 unter Bildung
einer nicht geformten Überlappung 25 aus den der
Länge der Dosenkörper 26 entsprechenden Längskanten
des Hilfsträgers 20 an den Dosenkörper 26 an. Die
Wickelmesser 34 legen den Hilfsträger 20 so um den
Umfang des Dosenkörpers 26 um, daß der Hilfsträger
20 unter Zugspannung steht. Haben die Wickelmesser 34
ihre Endarbeitslage unter Bildung einer nicht geform
ten Überlappung unter dem Haltefinger 24 erreicht,
wird der Haltefinger 24 in senkrechter Richtung be
wegt. Dabei preßt der Haltefinger 24 die überlap
penden Enden zusammen und bildet so eine geformte,
in axialer Richtung verlaufende Überlappung 25,
wobei die Form und Abmessungen der Überlappung 25
einer entsprechend gebildeten Ausnehmung 35 an
der inneren Oberfläche des Haltefingers 24 ent
spricht. Gleichzeitig werden die an die Überlap
pung 25 grenzenden Randbereiche des Hilfsträgers 20
durch die die Ausnehmung 35 in Längsrichtung des
Dornes 19 begrenzenden Wandungen 36 an den Dosenkör
per 26 angepreßt, was erfindungsgemäß wesentlich
zu einem qualitativ hochstehenden Umdruck auch des
Überlappungsbereiches beiträgt.
Nach Formen und Anpressen der Überlappung 25 und
Randbereiche fahren die Wickelmesser 34 und die
Positionshalterung 23 zurück, so daß die Überlap
pung 25 und Randbereiche unter Pressung auf dem
Dosenkörper 26 gehalten sind.
Nach Rückschwenken der Positionshalterung 23
und der Wickelmesser 34 wird der in der Wickel
station 14 mit einem Hilfsträger 20 versehene
Dosenkörper 26 mit Haltefinger 24 folgend der
Aufheizstation 15 zugeführt. In Drehrichtung
können auch mehrere Aufheizstationen 15 einander
folgend vorgesehen sein. Die Aufheizstation 15
besteht aus einer hohlzylindrischen Spule 27
kürzer axialer Erstreckung als der Dosenkörper 26,
die mit einer Hubeinrichtung 28 zusammenwirkt.
Bei Einlauf des Dosenkörpers 26 in die Stellungs
anordnung der Aufheizstation 15 befindet sich die
Spule 27 vor dem Dorn 19 mit aufgeschobenem Dosen
körper 26, so daß ein ungehinderter Einlauf in die
Stellungsanordnung gewährleistet ist. Anschließend
bewirkt die Hubeinrichtung 28, daß die Spule 27
den Dosenkörper 26 mit Haltefinger 24 mit ihrer in
neren Ausnehmung umgreifend in axialer Richtung in
Form einer Vor- und Rückwärtsbewegung auch das of
fene Ende des Dosenkörpers 26 vollständig überfährt,
wobei die Spule sich bei Abschluß der Rückwärtsbewe
gung wieder vor dem Dosenkörper 26 befindet, so daß
der nächstfolgende Dosenkörper 26 in die Stellungsan
ordnung der Aufheizeinrichtung 15 eingefahren werden
kann. Die Spule 27 heizt den aus Dosenkörper 26 und
Hilfsträger 20 bestehenden Verbund induktiv, d. h.
berührungslos auf, wozu die Spule mit einem nicht
gezeigten Hoch- oder Mittelfrequenzgenerator ver
bunden ist. Die Spule 27 heizt den Dosenkörper 26/
Hilfsträger 20 Verbund während des Überfahrens
kurzfristig auf die zur Auslösung des Transferpro
zesses notwendige Temperatur auf, wobei zur Ver
meidung der Aufheizung des Haltefingers 24 dieser
aus einem nichtmetallischen Werkstoff, vorzugswei
se einem Polymid oder einem keramischen Werkstoff,
besteht.
Die Energieabgabe der Spule 27 kann während der Hub
bewegung nach einer vorgegebenen Leistungs-Zeit-
Funktion erfolgen, wobei von der Spule 27 bei anfäng
lichem Überfahren des geschlossenen Endes des Dosen
körpers mehr Energie eingebracht wird, um die größe
re Wärmeaufnahme des Dosenbodens im Vergleich zur Do
senwandung während des Überfahrens zu kompensieren.
Die Wärmeaufnahme des Bodens kann gemäß der Erfin
dung herabgesetzt werden, wenn der Boden vor Ein
lauf in die Aufheizstation 15 mit Wärme beaufschlagt
wird, was beispielsweise durch einen auf den Boden
gerichteten Warm- oder Heißluftstrom geschehen
kann.
Die mit der Hubbewegung der Spule 27 synchronisier
te Energieabgabe soll weniger als 1000 Millisekun
den, vorzugsweise 200 bis 400 Millisekunden dauern,
während denen der Dosenkörper 26 von Umgebungstempera
tur auf 150°C bis 250°C, vorzugsweise auf 210°C bis
230°C, aufgeheizt wird.
Energieleitende Dorne 19 können mindestens ausge
hend von der Ladestation 13 auf eine Temperatur von
150°C bis 250°C heizbar, vorzugsweise auf 210°C
bis 230°C, ausgebildet sein, die diese Temperatur
durch Kontaktwärmeübertragung auf die Innenseite
des Dosenkörpers 26 übertragen. Damit kann die Auf
heizzeit verkürzt und erreicht werden, daß die zu
geführte Energie an der Oberfläche des Dosenkörpers
26 zur Aufheizung der farbstoffaffinen Schicht und
des Hilfsträgers 20 auf Sublimationstemperatur der
Farbstoffmoleküle konzentriert bleibt und nicht in
wesentlicher Menge durch die Dosenkörperumfangswan
dung in den Dorn 19 abfließt.
Eine vergleichbare Wirkung wird erreicht, wenn die
Kontaktwärmeübertragung mittels isolierend wirken
der Dorne 19 erfolgt, die in einem Temperaturbereich
von 110°C bis 150°C, vorzugsweise in einem Tempera
turbereich von 110°C bis 130°C, gehalten sind. Als
isolierend wirkende Dorne kommen Dorne aus nichtme
tallischen Werkstoffen, z. B. Kunststoffen, in Be
tracht, deren Wärmeleitzahlen wesentlich tiefer lie
gen als die Wärmeleitzahlen der Werkstoffe der Dosen
körper.
Gezeigt hat sich, daß Dorne 19 dieser Art ihre
bestmögliche Wirkung dann erzielen, wenn sie in den
genannten Temperaturen gehalten sind.
In der Aufheizstation 15 wird der Thermotransfer
prozeß durch schlagartige Aufheizung eingeleitet,
dabei verdampfen die auf dem Hilfsträger 20 aus
Papier oder Kunststoff-Folie angeordneten Farbstoff
moleküle und diffundieren in die farbstoffaffine
Schicht auf der Oberfläche des Dosenkörpers 26.
Als farbstoffaffine Schichten kommen Schichten aus
Epoxyharzen, Silikonharzen, Phenoplasten, Amino
plasten, Polyester und andere in Betracht. Als
Farbstoffe kommen nieder-, mittel- wie auch hoch
molekulare Farbstoffe in Betracht. Zweckmäßige
Farbstoffgruppen sind Monoazo- und Azomethinfarb
stoffe, deren Moleküle stark mit Amino-, Alkoxy-,
Nitro-, Halogen- und Cyanogruppen besetzt sein
können.
Erfindungsgemäß ist der thermische Transferprozeß
nach Einleitung von Energie in der Aufheizstation
15 auf eine Prozeßdauer von 1 Sekunde bis 10 Se
kunden, bevorzugt auf 2 Sekunden bis 4 Sekunden,
eingestellt und findet nach der Aufheizung ohne
weitere Wärmezufuhr bei fallender Temperatur statt.
Diese Verfahrensführung hat sich besonders vorteil
haft für hochqualitative Umdrucke erwiesen.
Dieser Teil der Verfahrensführung findet zwischen
der Aufheizstation 15 und der Vorrichtung 16 zur
Entfernung der Hilfsträger 20 statt, in die die
Dosenkörper in Taktschritten einlaufen. Die Vor
richtung 16 zur Entfernung der Hilfsträger 20 be
steht aus einer Luftführungsdüse 29, die sich in
Richtung zum eingefahrenen Dosenkörper erstreckt
und nach Abheben des Haltefingers 24 von der
Überlappung 25 den Hilfsträger 20 mittels eines
Luftstromes von dem Dosenkörper 26 entfernt, wo
mit der Sublimationstransfer-Vorgang abge
schlossen wird. Eine Vakuumabsaugung 30 nimmt die
abgeblasenen Hilfsträger 20 zur Fortführung von
der Vorrichtung 16 auf.
Von der Vorrichtung 16 wird ein nunmehr fertig be
druckter Dosenkörper 26 der Entladestation 17 zuge
führt, in der der Dosenkörper 26 von dem Dorn 19
durch nicht gezeigte Mittel abgezogen und weiteren
Einrichtungen zu dessen Abtransport übergeben wird.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nun
mehr möglich geworden, Dosenkörper vollständig rund
um in hoher Druckqualität mittels des Thermotrans
ferdruckverfahrens zu bedrucken. Gleichzeitig ist
es gelungen, die Qualität des Umdruckes des Über
lappungsbereiches so hochstehend auszubilden, daß
dieser Umdruckabschnitt keinen wie bisan störenden
Einfluß auf das Gesamterscheinungsbild einer be
druckten Dose mehr ausübt.
Claims (17)
1. Vorrichtung zum Behandeln der Oberfläche eines
metallischen Hohlkörpers, insbesondere eines
Dosenkörpers, durch thermischen Transfer
eines auf einem Hilfsträger mittels herkömm
licher Druckverfahren und unter Verwendung
von sublimierbaren organischen Farbstoffen
gedruckten Motivs auf eine farbstoffaffine
Oberflächenbeschichtung des Hohlkörpers,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung (10) einen vertikal an
geordneten in Taktschritten antreibbaren Dreh
teller (11), am äußeren Umfang des Drehtel
lers (11) senkrecht zur Drehtellerstirnfläche
angeordnete Dorne (19) zur Halterung von
Hohlkörpern (26), mit den Dornen (19) zusam
menwirkende Haltefinger (24) eine Wickelsta
tion (14) zur Umwicklung der Hohlkörper (26)
mit Hilfsträgern (20) und mindestens eine in
Drehrichtung des Drehtellers (11) der Wickel
station (14) nachgeordnete Aufheizstation (15)
zur Auslösung des Thermotransferprozesses um
faßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Dorne (19) mit Hohlkör
pern (26) und Hilfsträgern (20) der Aufheiz
station (15) in Drehrichtung des Drehtellers
(11) nachfolgend einer Kühlung unterworfen
sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Aufheizstation (15)
aus mindestens einer den Dorn (19) vermit
tels einer axialen Hubbewegung überfahrenden
Induktionsspule (27) besteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Induktionsspule (27) als
eine Mittelfrequenzspule ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Induktionsspule (27) als
eine Hochfrequenzspule ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß die Induk
tionsspule (27) als eine den Hohlkörper (26)
konzentrisch umgebende Ringspule kürzerer
axialer Erstreckung als der Hohlkörper (26)
ausgebildet ist, die die Enden des Hohlkör
pers (26) überfährt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Energieab
gabe der Induktionsspule (27) während der Hub
bewegung nach einer vorgegebenen Leistungs-
Zeit-Funktion selbsttätig steuerbar ausgebil
det ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Hub
bewegung synchronisierte Energieabgabe der
Induktionsspule (27) an den Hohlkörper (26)
auf weniger als 1000 Millisekunden, vorzugs
weise auf 200 bis 400 Millisekunden zur Er
hitzung des metallischen Hohlkörpers (26)
auf 150°C bis 250°C, vorzugsweise jedoch
auf 210°C bis 230°C einstellbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß energieleitende
Dorne (19) zur Übertragung von Kontaktwärme
heizbar ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne (19)
wärmeisolierend ausgebildet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß der Halte
finger (24) mindestens die gleiche axiale Ab
messung wie der Dorn (19) aufweist und zur
Oberfläche des Dornes (19) beweglich ausge
bildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß der Halte
finger (24) vollständig aus Materialien ge
fertigt ist, die in einem Mittel- oder Hoch
frequenzfeld nicht ankoppeln.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte
finger (24) teilweise oder vollständig aus
glasfaserverstärkten und hochtemperaturbe
ständigen Polymeren gefertigt sind und eine
hohe Torsions- und Biegefestigkeit aufweisen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne
(19) kreisförmig und in gleichen Abständen
auf den Drehteller (11) angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne
(19) in einer Ladestation (13) mit Rohrkör
pern (26) beschickbar sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
15, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Station (16) zur Entfernung des Hilfsträgers
(20) vom Rohrkörper (26) vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
16, dadurch gekennzeichnet, daß nach der
Station (16) zur Entfernung des Hilfsträgers
(20) eine Entladestation (17) zur Entfernung
des Rohrkörpers (26) vom Dorn (19) vorgesehen
ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893935602 DE3935602A1 (de) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | Vorrichtung zur behandlung der oberflaeche eines metallischen hohlkoerpers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893935602 DE3935602A1 (de) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | Vorrichtung zur behandlung der oberflaeche eines metallischen hohlkoerpers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3935602A1 true DE3935602A1 (de) | 1991-05-02 |
DE3935602C2 DE3935602C2 (de) | 1991-09-26 |
Family
ID=6392216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893935602 Granted DE3935602A1 (de) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | Vorrichtung zur behandlung der oberflaeche eines metallischen hohlkoerpers |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3935602A1 (de) |
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- 1989-10-26 DE DE19893935602 patent/DE3935602A1/de active Granted
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DE3935602C2 (de) | 1991-09-26 |
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