DE3935603A1 - Mittels thermotransferdruck dekorierter dosenkoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen zylindrischen Hohlkör­ per, insbesondere einen metallischen Dosenkörper mit auf der Außenseite des Hohlkörpers mittels Trans­ ferdruckes rundum aufgebrachten Farbpartikeln.

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 der 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.

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.

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.

Hiervon ausgehend hat sich der Erfinder die Aufga­ be gestellt, einen zylindrischen Hohlkörper, ins­ besondere einen metallischen, einseitig offenen Dosenkörper mit rundum auf seiner Außenseite ver­ mittels Thermotransferdruckes unter Verwendung eines Farbstoffpartikel tragenden Hilfsträgers verteilt aufgebrachten Farbstoffpartikeln und ei­ nem aus der Überlappung der Hilfsträger herrühren­ den Druckstreifen gleicher optisch-ästhetischer Erscheinung wie das übrige Erscheinungsbild der restlichen auf dem Rohrkörperumfang aufgebrachten Farbpartikel zu schaffen und die Aufgabe wird er­ findungsgemäß mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Lösung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles einer Dose und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Bedruckung der Dose. Es zeigt

Fig. 1 Eine Dose in der Draufsicht.

Fig. 2 Die schematisierte Darstellung einer Vorrichtung zur Durch­ führung des Herstellungsverfah­ rens für eine Dose in Form eines senkrecht stehenden Dreh­ tellers in Vorderansicht.

Fig. 3 Die Vorderansicht eines Dornes mit Haltefinger, Dosenkörper und Hilfsträger bzw. Etikette in Vorderansicht.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Dosenkörper 26 in der Draufsicht. Der Dosenkörper 26 ist mit einer farbstoffaffinen Schicht überzogen, in die zur Dekoration des Dosenkörpers 26 Farb­ stoffpartikel rundum eingetragen sind. Mit 37 ist ein Druckstreifen bezeichnet, der durch die Migra­ tion der Farbstoffpartikel in gasförmigem Zustand aus dem Überlappungsbereich 25 der Enden des Hilfsträgers 20 gebildet ist. Die Farbstoffparti­ kel des Druckstreifens 37 weisen eine gleiche oder geringere Farbintensität auf als die Farbpartikel, die an den Druckstreifen 37 angrenzen. Bevorzugt ist im Falle heller Farben, daß die im Druckstrei­ fen 37 eingebrachten Farbpartikel eine Farbinten­ sität von 100% bis 60%, vorzugsweise 95% bis 90%, der Farbintensität der an den Druckstreifen 37 angrenzenden Farbpartikel aufweisen, wobei im Falle dunkler Farben die entsprechenden Werte 100% bis 40%, vorzugsweise 90% bis 75% betragen. Mit einem Druckstreifen 37 dieser Ausgestaltung wird überraschenderweise erreicht, daß der Druckstrei­ fen 37 das gleiche optisch-ästhetische Erschei­ nungsbild wie das übrige Druckbild auf dem Dosen­ körper 26 erreicht.

Die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Dosen­ körpers 26 bevorzugte Vorrichtung 10 besteht ge­ mäß Fig. 2 aus einem senkrecht angeordneten Dreh­ teller 11, der um eine Achse 12 getaktet angetrie­ ben 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 insbeson­ dere auch des Überlappungsbereiches in der in den Patentansprüchen beanspruchten Ausgestaltung 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 des erfindungsgemäßen Verfahrens 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 (3)

1. Zylindrischer Hohlkörper, insbesondere metal­ lische Dosenkörper mit auf der Außenseite des Hohlkörpers mittels Thermotransferdruckes rundum aufgebrachten Farbpartikeln, die aus­ gehend von einem eine Überlappung bildenden, Farbpartikel in Rasterpunkten tragenden Hilfs­ trägers unter Anwendung von Wärme und Druck auf die Außenseite übertragen sind, wobei die Farbpartikel im Bereich der Überlappung eine gleiche oder geringere Farbintensität als die Farbpartikel außerhalb der Überlap­ pung aufweisen.

2. Zylindrischer Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbinten­ sität der im Bereich der Überlappung aufge­ brachten Farbpartikel im Falle heller Farben 100% bis 60%, vorzugsweise 95% bis 90% der Farbintensität der außerhalb des Über­ lappungsbereiches aufgebrachten Farbpartikel beträgt.

3. Zylindrischer Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbinten­ sität der im Bereich der Überlappung aufge­ brachten Farbpartikel im Falle dunkler Far­ ben 100% bis 40%, vorzugsweise 90% bis 75% der Farbintensität der außerhalb des Überlappungsbereiches aufgebrachten Farb­ partikel beträgt.