DE3935602C2 - - Google Patents
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- DE3935602C2 DE3935602C2 DE19893935602 DE3935602A DE3935602C2 DE 3935602 C2 DE3935602 C2 DE 3935602C2 DE 19893935602 DE19893935602 DE 19893935602 DE 3935602 A DE3935602 A DE 3935602A DE 3935602 C2 DE3935602 C2 DE 3935602C2
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des An
spruches 1.
Das thermische Transferdruckverfahren findet Anwendung in der Dekora
tion von synthetischen Textilien, Kunststoffen und farbstoffaffin be
handelten festen Substraten aus Keramik, Holz, Glas und Metall. Dabei
wird das zu übertragende Motiv zunächst mit einem konventionellen
Mehrfarbendruckverfahren, unter Verwendung von sublimierbaren organi
schen Farbstoffen auf einen Hilfsträger, gewöhnlich Papier, seitenver
kehrt gedruckt. Der Hilfsträger wird mit seiner gedruckten Seite an
die farbstoffaffine Oberfläche des entsprechend behandelten Substrates
angelegt und der so entstandene 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 Substratbeschichtung ermöglicht.
Der Transfer eines Motivs beansprucht bekannterweise bei vorgeheizter
Substratbeschichtung zwischen 1 und 300, wobei die Dauer vor allem
von der Temperatur und der Art der Farbstoffe bestimmt wird. Der enge
Kontakt zwischen Hilfsträger und Substratbeschichtung, der gewöhnlich
durch Anwendung von externem Druck gewährleistet wird, verhindert eine
diffuse Übertragung des Transfermotivs.
Neben Vorrichtungen zur Thermobedruckung von Substraten sind auch der
artige Vorrichtungen zur Dekoration metallischer Hohlkörper, insbeson
dere zur Dekoration zylindrischer Hohlkörper zur Herstellung sog.
Zweiteildosen bekannt, die aus einem bodenseitig geschlossenen Hohl
körper mit nach ihrer Abfüllung aufgebrachtem Deckel - dem zweiten
Teil - bestehen. Als Zweiteildosen haben heute Getränke- und Aerosol
dosen aus Aluminium eine weite Verbreitung erfahren. Die bekannten
Vorrichtungen unterscheiden sich voneinander in Bezug auf die Art der
Energieübertragung auf den metallischen Hohlkörper bzw. Transferver
bund und/oder die Art der Zusammenführung von Hilfsträger und Hohlkör
per.
Aus der GB-PS 21 01 530 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der der
Hilfsträger in Form eines Etiketts mit einer Hilfsvorrichtung um den
Hohlkörper gewickelt wird. Die Etikettenenden werden mittels eines
wasserlöslichen Klebstoffes mit der farbstoffaffin behandelten Ober
fläche des Hohlkörpers verklebt. Die für den thermischen Transfer not
wendige Energie nimmt der so gebildete Verbund beim Durchlaufen eines
Heißluftofens auf. Nach erfolgtem Transfer und Abkühlung des Hohlkör
pers wird der Hilfsträger mit einem Wasserstrahl vom Hohlkörper ent
fernt.
Mit dieser Vorrichtung ist ein Bedrucken in dem Bereich, in dem die
Etikettenenden verklebt sind, nicht möglich. Dies bedeutet, daß der
bedruckte Hohlkörper einen mehr oder weniger breiten, druckfreien
Streifen aufweist, der sich störend auf das Erscheinungsbild des Hohl
körpers auswirkt. Die relativ lange Aufheizzeit des Transferverbundes
durch heiße Umgebungsluft und die damit einhergehende lange Transfer
zeit begünstigen eine seitliche Migration der Farbstoffmoleküle in der
Beschichtung, woraus Unschärfen des transferierten Motivs resultieren.
Bei einer der DE-OS 32 29 815 entnehmbaren Vorrichtung werden mit
einem farbstoffaffinen Überzug versehene zylinderförmige Gegen
stände, kontinuierlich in Reihe hintereinander durch eine Erwärmungs
zone geführt und gleichzeitig an einem unter Zugspannung jeweils par
tiell an der Oberfläche der zylindrischen Gegenstände anliegenden
Hilfsträger abgerollt. Der thermische Transfer findet beim Kontakt der
farbstoffbedruckten Seite des Hilfsträgers mit der Oberfläche des zy
lindrischen Gegenstandes dadurch statt, daß der Hilfsträger auf eine
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 abhängiger kleiner Be
reich, in dem ein kontaktloses Transfer stattfindet, der die Druckqua
lität herabsetzt.
Auch bei dieser bekannten Vorrichtung sind bereits transferierte
Motivabschnitte relativ lang thermisch belastet, was zu Unschärfen
führenden seitlichen Farbstoffmigrationen in der farbstoffaffinen
Oberflächenbeschichtung führt.
Die DE-OS 32 28 096 offenbart eine Vorrichtung zur Thermotransfer-Be
druckung zylindrischer Hohlkörper, bei dem das Motiv tragende Etiket
ten im Falle der Überlappung ihrer Enden diese übereinanderliegend
verleimt, im Falle des Anstoßens der Enden letztere mit einem Kleb
streifen zusammengehalten werden. Dabei kommen Klebstoffe und Kleb
streifen zum Einsatz, die sich bei einer Temperatur oberhalb der Sub
limationstemperatur zersetzen und so die Entfernung der Etikette ge
statten. 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
Wasserentzug bedingte Verzug der Etikette. Im Falle der Übereinander
verklebung verbleibt vor dem inneren Etikettenende ein Luftspalt, der
einen unvollständigen und diffusen Transfer bewirkt. Die Verbunde,
d. h. Hohlkörper mit angelegter Etikette durchlaufen eine erste Heiz
zone, in der die Verbunde langsam auf die notwendige Sublimationstem
peratur, und anschließend eine zweite Heizzone, in der die Verbunde
auf eine Temperatur höher als die Sublimationstemperatur zur Zerset
zung der Klebstoffe aufgeheizt werden. Diese thermische Gesamtbela
stung führt zu seitlichen Migrationen der Farbstoffmoleküle und hat
damit Unschärfe des transferierten Druckes zur Folge.
Aus der DE-OS 32 41 041 ist eine weitere Vorrichtung zur Dekoration
von Dosenkörpern vermittels Thermotransferdruckes bekannt.
Diese Vorrichtung weist einen Förderer in Form eines Drehtellers mit
Haltevorrichtungen für Dosenkörper auf, die ausgehend von einer
Ümwickelstation an einer Aufheizstation vorbeilaufend bis zu einer
Entnahmestation zur Entfernung der Hilfsträger auf dem Drehteller um
ihre Achse angetrieben drehend angeordnet sind.
Die Umwicklung und Haftung des Hilfsträgers auf dem Dosenkörper
erfolgt durch elektrostatische Feldkräfte indem die
Haltevorrichtungen geerdet und die Hilfsträger mittels einer
Hochspannungselektrode elektrostatisch aufgeladen werden. Diese
Haftung bliebe erhalten bis Dosenkörper und Hilfsträger nach
Vorbeilauf an einer Aufheizstation einer Entladevorrichtung zulaufen,
in der der Hilfsträger durch Abschälen, Abstreifen, Abblasen oder
Abbürsten oder durch eine Abhebevorrichtung vom Dosenkörper abgezogen
wird. In der Aufheizstation erfolgt der Wärmeeintrag durch eine um den
Umfang des Dosenkörpers fortschreitende linienförmige Wärmezufuhr, die
so stark sei, daß in vielen Fällen die Nachschaltung eines
Trockenofens nicht mehr erforderlich sei. Auch mit dieser bekannten
Vorrichtung ist eine durchgehende Dekoration des Dosenkörpers im
Anstoßbereich der Hilfsträgerenden nicht möglich, da vermittels
drehender Umwicklung des Dosenkörpers, Fertigungstoleranzen der
Dosenkörper und Hilfsträger nicht ausgleichbar sind. Ferner setzt die
Haftung durch elektrostatische Feldkräfte dem Hilfsträgerverzug keinen
ausreichenden Widerstand entgegen, so daß unscharfe Motivabbildungen
entstehen.
Im übrigen ist die bekannte Vorrichtung konstruktiv aufwendig, indem
getrennte Antriebseinrichtungen zur Drehung der Halteeinrichtungen in
der Umwickelstation, Aufheizstation und Entladevorrichtung für die
Hilfsträger, Elektroden zum Aufladen der Hilfsträger und Einrichtungen
zur Erzeugung eines ionisierten Luftstrahles zur Aufhebung der
Aufladung der Hilfsträger vorzusehen sind.
Ausgehend von diesem Stand der Technik hat sich der Erfinder die Auf
gabe gestellt, die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur Behandlung
der Oberfläche eines metallischen Hohlkörpers, insbesondere eines Do
senkörpers durch thermischen Transfer eines auf einem Hilfsträger mit
tels herkömmlicher Druckverfahren und unter Anwendung von sublimierba
ren organischen Farbstoffen gedruckten Motivs auf eine farbstoffaffine
Oberflächenbeschichtung des Hohlkörpers zu verbessern, und die Her
stellung einer vollständig um den Umfang des Hohlkörpers verlaufenden
Dekoration im Sinne eines mindestens monochromen Farbüberganges im Be
reich, wo die Enden des Hilfsträgers aneinanderstoßen bzw. überlappen,
zu ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre nach dem Patentanspruch 1.
Mit dieser Vorrichtung erhält man erstmals Motivabbildungen auf Hohl
körpern zylindrischer oder mehrseitiger Art, deren Druckqualität der
bekanntermaßen hervorragenden Druckqualität von Motivabbildungen auf
Substraten, d. h. flachen Gegenständen entspricht. Ferner sind auf der
Oberfläche in Längsrichtung verlaufende druckfreie Streifen und Strei
fen kontaktlosen Transfers vermieden. Streifen dieser Art haben dem
Thermobedrucken von Hohlkörpern bisan ästhetisch bedingte Grenzen ge
setzt, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung überwunden 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 selbssttätig 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 ms, vorzugsweise
200 bis 400 ms 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 vorzugsweise 2 bis 4
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 zeigen
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 äußeren
Umfangswandung eines Dosenkörper 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 ms,
vorzugsweise 200 bis 400 ms, 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 bis 10,
bevorzugt auf 2 bis 4,
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 erfindungemäßen 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 (14)
1. Vorrichtung zum Behandeln der Oberfläche eines metallischen
Hohlkörpers, insbesondere eines Dosenkörpers, durch thermischen
Transfer eines auf einem Hilfsträger mittels herkömmlicher
Druckverfahren und unter Verwendung von sublimierbaren organi
schen Farbstoffen gedruckten Motivs auf eine farbstoffaffine
Oberflächenbeschichtung des Hohlkörpers, mit Einrichtungen zur
Halterung der Dosenkörper an einem Drehteller, mit einer Lade
station zum Beladen des Drehtellers mit Dosenkörpern, sowie mit
in Drehrichtung des Drehtellers jeweils nachgeordneten Statio
nen, nämlich einer Wickelstation zum Umwickeln des Dosenkörpers
mit dem Hilfsträger, einer Aufheizstation zum Auslösen des
Thermotransferprozesses, einer Trennstation zum Entfernen des
Hilfsträgers und einer Entnahmestation zum Entnehmen bedruckter
Dosenkörper vom Drehteller,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zur Halterung der Dosenkörper (26) am
äußeren Umfang des Drehtellers (11) senkrecht zu dessen Dreh
tellerstirnfläche angeordnete Dorne (19) sowie mit diesen zu
sammenwirkende, die Hilfsträger (20) auf den Dosenkörper (26)
haltende Haltefinger (24) aufweist und daß der Drehteller (11)
zur Führung der Dorne (19) mit Haltefingern (24) durch die
Ladestation (13), die Wickelstation (14), die Aufheizstation
(15), die Station (16) zur Entfernung der Hilfsträger (20) und
die Entnahmestation (17) in Taktschritten antreibbar
ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Aufheizstation (15) in Drehrichtung des Drehtellers (11) nach
folgend eine Kühlstrecke für die Dorne (19) mit Dosenkörpern
(26) und Hilfsträgern (20) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 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 gekennzeichnet, daß die
Induktionsspule (27) als Mittelfrequenzspule ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Induktionsspule (27) als Hochfrequenzspule ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Induktionsspule (27) als eine den Dosenkörper
(26) konzentrisch umgebende Ringspule mit gegenüber diesem kür
zerer axialer Erstreckung ausgebildet ist, welche die Enden des
Hohlkörpers (26) überfährt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Induktionsspule (27) zur Energieabgabe wäh
rend der Hubbewegung nach einer vorgegebenen Leistungs-Zeit-
Funktion selbsttätig steuerbar ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die mit der Hubbewegung synchronisierte Energie
abgabe der Induktionsspule (27) an den metallischen Dosenkörper
(26) auf weniger als 1000 ms, vorzugsweise auf 200 bis 400 ms,
zur Erhitzung des Dosenkörpers (26) auf 150°C bis 250°C,
vorzugsweise auf 210°C bis 230°C, einstellbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß energieleitende Dorne (19) zur Übertragung von
Kontaktwärme heizbar ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Dorne (19) wärmeisolierend ausgebildet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Haltefinger (24) mindestens die gleiche
axiale Abmessung wie der Dorn (19) aufweist und zur Oberfläche
des Dornes (19) beweglich ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Haltefinger (24) vollständig aus in einem
Mittel- oder Hochfrequenzfeld nicht ankoppelnden Werkstoffen
gefertigt ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die eine hohe Torsions- und Biegefestigkeit auf
weisenden Haltefinger (24) teilweise oder vollständig aus glas
faserverstärkten und hochtemperaturbeständigen Polymeren gefer
tigt sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Dorne (19) kreisförmig und in gleichen Ab
ständen zueinander auf den Drehteller (11) angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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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 |
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DE3935602A1 DE3935602A1 (de) | 1991-05-02 |
DE3935602C2 true DE3935602C2 (de) | 1991-09-26 |
Family
ID=6392216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19893935602 Granted DE3935602A1 (de) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | Vorrichtung zur behandlung der oberflaeche eines metallischen hohlkoerpers |
Country Status (1)
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1989
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