DE4432018C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Übertragen eines Dekors auf konvex gekrümmte Oberflächen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Übertragen eines Dekors auf konvex gekrümmte Oberflächen mit den Merkmalen der Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 9.

Eine solche Vorrichtung bzw. ein solches Verfahren sind aus der US-PS 4,874,454 bekannt.

Keramikkörper (Tassen, Kannen etc.), Porzellankörper, Glas­ flaschen, Metalldosen etc. sollen häufig mit einem farbigen Dekor versehen werden. Weist der mit dem Dekor zu versehende Körper eine konvex gekrümmte Oberfläche (also eine nach außen gewölbte Oberfläche) auf, so ist es schwierig, den Dekorträ­ ger mit dem aufgebrachten Dekor geometrisch exakt und mit gleichmäßiger Druckverteilung auf die gekrümmte Oberfläche auf zudrücken, um sodann mit herkömmlichen Techniken einen Transfer des Dekors vom Dekorträger auf die gekrümmte Ober­ fläche zu bewirken. Die Techniken dieses Transfers des Dekors vom Dekorträger auf die zu dekorierende Oberfläche sind als solche dem Fachmann bekannt. Insbesondere kommt für die vorliegende Erfindung in Betracht der sogenannte Sublima­ tionstransfer, bei dem unter Wärmeeinwirkung das Dekor vom Dekorträger auf die zu dekorierende Oberfläche übergeht.

Unter einem Dekor in diesem Sinne ist jede farbige Ausge­ staltung der zu dekorierenden Oberfläche zu verstehen, also insbesondere eine Dekorierung mit Motiven, aber auch eine einfache Farbgebung.

Ein besonderes Problem stellt die Dekorierung von zylinder­ förmigen, insbesondere kreiszylinderförmigen Körpern dar. Ein Beispiel für einen solchen Körper ist z. B. eine Tasse. Soll eine Tasse rundum direkt bis zum Henkel dekoriert werden, so bestehen bei den bekannten Vorrichtungen und Verfahren erhebliche Probleme, das Dekor geometrisch exakt rundum auf die gekrümmte Außenfläche der Tasse von der einen Seite des Henkels bis zur anderen Seite des Henkels aufzutragen.

Auch beim Dekorieren von Metalldosen rundum in einem Arbeits­ schritt sind die bekannten Vorrichtungen und Verfahren hinsichtlich der geometrischen Genauigkeit der Dekorierung, der Einfachheit des Aufbaus der Vorrichtung und der Schnellig­ keit des Dekoriervorganges verbesserungsfähig. Dies ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Eine diese Aufgabe lösende Vorrichtung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Der Patentanspruch 9 beschreibt ein die Aufgabe lösendes Verfahren.

Als Dekorträger kommen in bekannter Weise insbe­ sondere Papier und Kunststoff in Betracht. Papiere sind insbesondere für den Sublimationstransfer geeignet. Bekannt ist diesbezüglich im Stand der Technik ein sogenanntes "release"-Papier, mit dem ein farbiges Dekor im Wege des Sublimationstransfers sehr schnell vom Dekorträger unter Wärmeeinwirkung auf die zu dekorierende gekrümmte Oberfläche auftragbar ist.

Andererseits sind als Kunststoff für den Dekorträger insbe­ sondere thermoplastische Polyester, Polypropylen und Poly­ ethylen geeignet. Die letztgenannten Kunststoffe eignen sich besonders für die Dekorierung von gekrümmten Oberflächen, die konisch geformt sind, wie z. B. häufig Tassen oder derglei­ chen. Solche Körper sind nicht streng zylinderförmig, sondern verjüngen sich nach einer oder nach beiden Seiten. Die Verformbarkeit des Kunststoffes fördert die geometrisch exakte Anpassung des Dekorträgers an die Form der zu dekorie­ renden gekrümmten Oberfläche des Körpers.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Aufspanneinrichtung zwei gekrümmte Arme aufweist, die jeweils um einen festen Dreh­ punkt schwenkbar sind.

Bevorzugt ist dabei die Krümmung der Arme zumindest ab­ schnittweise genau komplementär ausgestaltet zur Krümmung der zu dekorierenden Oberfläche. Ist also z. B. die Oberfläche konvex gewölbt, dann weisen die Arme der Aufspanneinrichtung eine komplementär konkave Form auf ihrer der konvexen Ober­ fläche zugekehrten Seite auf.

Mit einer derart gestalteten Aufspanneinrichtung kann die Oberfläche eines zylinderförmigen und auch eines sich konisch verjüngenden Körpers rundum dekoriert werden, insbesondere also z. B. eine Tasse von einer Seite des Henkels zur anderen Seite des Henkels. Die Dekorierung kann in einem einzigen Arbeitsgang mit einem einzigen Dekorträger durchgeführt werden.

Es hat sich gezeigt, daß gute Dekorierungen besonders dann erhalten werden, wenn das elastische Band beim Aufziehen über die gekrümmte Oberfläche eine merkliche Dehnung erfährt. Die Dehnung soll gemäß bevorzugten Ausgestaltungen mehr als 10%, bevorzugt mehr als 20% und besonders bevorzugt mehr als 30% betragen, je nach dem Elastizitätsmodul des verwendeten Bandes. Zum Beispiel beträgt bei einem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel die Länge eines ungedehnten Bandes aus Silikon etwa nur 2/3 des Umfanges des zu dekorierenden Körpers.

Der Transfer des Dekors vom Dekorträger auf die zu dekorie­ rende gekrümmte Oberfläche erfolgt als solches in herkömmli­ cher Weise, also z. B. durch Aufheizen des Körpers auf geeig­ nete Temperaturen von z. B. 220°C.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Dekorträger elektrostatisch am elasti­ schen Band fixiert wird.

Die Erfindung betrifft auch Verfahren zum Übertragen eines Dekors auf konvex gekrümmte Oberflächen gemäß den Verfahrens­ ansprüchen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Übertragen eines Dekors auf konvex gekrümmte Oberflächen in einer Stellung, in der der Dekorträger noch nicht an die gekrümmte Oberfläche angelegt ist, und

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Stellung, in welcher der Dekorträger mit dem Dekor an die zu dekorierende gekrümmte Oberfläche angelegt ist und ein Sublimationstransfer des Dekors durchgeführt wird.

Als Beispiel für einen zu dekorierenden Körper mit konvex gekrümmter Oberfläche zeigen die Fig. 1 und 2 eine Tasse 10, deren äußere, im Querschnitt kreisrunde Oberfläche 12 rundum in einem einzigen Arbeitsschritt dekoriert werden soll. Die Tasse weist einen Henkel 14 auf. Die Dekorierung soll von einer Seite des Henkels nahtlos bis zur anderen Seite des Henkels reichen. Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Tasse kann zylinderförmig oder auch senkrecht zur Zeichenebene konisch verjüngt geformt sein.

Die Figuren zeigen ein elastisches Band 16, das beim darge­ stellten Ausführungsbeispiel aus Silikon gebildet ist. Auf der in Fig. 1 nach oben gerichteten Oberfläche 18 des ela­ stischen Bandes 16 ist ein gestrichelt angedeuteter Dekor­ träger 17 aufgelegt, auf dessen Oberseite ein Dekor 19 aufgebracht ist.

Handelt es sich beim zu dekorierenden Körper um eine Tasse, die konisch verjüngt ist, dann ist die Abmessung des Bandes 16 zwischen seinen beiden Kanten 16a, 16b kürzer als der kürzeste Umfang des konischen Körpers oder gleich dem kürzesten Umfang. Ist also z. B. die Tasse 10 kegelstumpfförmig, dann ist die Länge des elastischen Bandes 16 zwischen den beiden Kanten 16a, 16b geringer oder gleich dem kürzesten Umfang des Kegelstumpfes. Dies bedeutet, daß beim weiter unten näher beschriebenen Aufziehen des elastischen Bandes auf die gekrümmte Oberfläche 12 das elastische Band 16 eine Dehnung erfährt, die oben bereits erläutert ist.

Der Dekorträger 17 besteht aus einem als solches dem Fachmann bekannten Material, wie insbesondere Papier oder Kunststoff. Thermoplastische Kunststoffe, wie Polyester, Polypropylen oder Polyethylen, sind besonders dann geeignet, wenn der Dekorträger 17 beim Aufziehen auf die gekrümmte Oberfläche gemäß Fig. 2 eine plastische Anpassung an die Form der gekrümmten Oberfläche 12 erfahren soll. Dies ist insbesondere bei unregelmäßigen Oberflächengestaltungen von Vorteil, also insbesondere bei Vorliegen von Ausbauchungen auf der Oberfläche oder auch bei einer insgesamt kegelstumpfförmigen Oberfläche 12. Das Band 16 weist also in Richtung senkrecht zur Ebene der Fig. 1 und 2 eine Abmessung auf, die der Höhe der zu dekorierenden Oberfläche 12 entspricht, bei einer Tasse, also der gesamten zu dekorierenden Tassenhöhe.

Das auf den Dekorträger 17 aufgebracht Dekor 19 ist als solches dem Fachmann aus der Technik des ebenen Sublimations­ transfers bekannt. Das Dekor besteht also aus sublimierbaren Farbstoffen, die bei Wärmeeinwirkung den Dekorträger verlas­ sen und auf die zu dekorierende Oberfläche 12 transferiert werden.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Arbeitsstellung, in welcher der Transfer des Dekors 19 vom Dekorträger 17 auf die zu dekorierende gekrümmte Oberfläche 12 durchgeführt wird. Das elastische Band 16 ist an zwei gegenüberliegenden Längskanten 16a, 16b an Armen 20, 22 befestigt. Die Befesti­ gung erfolgt entlang der gesamten Längskanten 16a, 16b. Die Arme 20, 22 sind jeweils um einen Drehpunkt 24 bzw. 26 schwenkbar. Die Schwenkung erfolgt mittels zweier Kolben/Zylinder-Anordnungen 28, 32 bzw. 30, 34. In der in Fig. 1 gezeigten zurückgezogenen Stellung der Kolben 28, 30 ist das elastische Band 16 in einer Ebene aufgespannt. Die Dehnung des elastischen Bandes 16 in dieser Stellung ist noch relativ gering. In der ebenen Stellung gemäß Fig. 1 wird der Dekor­ träger 17 mit aufgebrachtem Dekor 19 auf das elastische Band 16 aufgelegt. Der Dekorträger 17 kann in als solches bekann­ ter Weise elektrostatisch auf dem elastischen Band 16 fixiert werden. Beispielsweise kann eine elektrostatische Ladung des Silikon-Bandes auf 10 kV die elektrostatische Fixierung bewirken.

Die Tasse 10 (oder ein anderer zu dekorierender Körper) wird zuvor auf eine Temperatur aufgeheizt, bei der ein Sublima­ tionstransfer des Dekors 19 auf die Oberfläche 12 erfolgt. Eine typische Sublimationstemperatur ist z. B. 220°C.

Sodann werden die Arme 20, 22 mittels der Kolben 28, 30 um die Drehpunkte 24 bzw. 26 gemäß Fig. 2 geschwenkt. Dabei dehnt sich das elastische Band 16 im Vergleich zur Stellung gemäß Fig. 1 merklich, insbesondere um zumindest 10%, bevorzugt 20% oder besonders bevorzugt 30%, je nach den Betriebsparametern.

In der in Fig. 2 gezeigten Arbeitsstellung umschließt das elastische Band 16 die gekrümmte Oberfläche 12 vollständig von einer Seite des Henkels 14 zur anderen Seite des Henkels 14 und der Dekorträger 17 liegt zwischen dem elastischen Band 16 und der Oberfläche 12. In herkömmlicher Weise erfolgt ein Transfer der Farbstoffmoleküle des Dekors 19 auf dem Dekor­ träger 17 auf die Oberfläche 12. Bei Anwendung üblicher Betriebsparameter erfolgt der Transfer typischerweise inner­ halb von 10 Sekunden. Wird ein sogenanntes Release-Papier verwendet, so erfolgt der Transfer in einer wesentlich kürzeren Zeitspanne von typischerweise 2 Sekunden.

Nach dem Sublimationstransfer der Farbstoffmoleküle auf die gekrümmte Oberfläche 12 werden die Arme 20, 22 wieder in die zurückgezogene Stellung gemäß Fig. 1 gebracht und dabei oder anschließend wird die elektrostatische Aufladung des elasti­ schen Bandes 16 aufgehoben, so daß der Dekorträger 17 vom elastischen Band entfernt werden kann, beispielsweise durch Absaugen, so daß die Vorrichtung für einen neuen Arbeitszy­ klus bereitsteht, wie oben beschrieben, also dem Auflegen eines neuen Dekorträgers 17.

In Abwandlung des vorstehend anhand der Fig. 1 und 2 be­ schriebenen Ausführungsbeispieles kann das elastische Band 16 auch durch eine anders gestaltete Aufspanneinrichtung über die zu dekorierende konvex gekrümmte Oberfläche 12 gezogen werden. Beispielsweise ist es möglich, das elastische Band 16 an den beiden gegenüberliegenden Rändern 16a, 16b an langge­ streckten Stiften zu befestigen, die in einer Kulissenführung so bewegbar sind, daß das elastische Band die gleiche oder eine ähnliche Bewegung ausführt, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2. Die Stifte (nicht gezeigt) führen also eine Bewegung aus, die etwas derjenigen entspricht, welche die Spitzen 20a, 22b der Arme 20 bzw. 22 beim Übergang aus der Stellung gemäß Fig. 1 in die Stellung gemäß Fig. 2 ausführen.

In Abwandlung des anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispieles können die beiden Arme 20, 22 auch mittels einer einzigen Kolben/Zylinder-Anordnung bewegt werden. Es kann also einer der beiden Kolben gemäß Fig. 1 und 2 gespart werden. Dabei sind die in den Fig. 1 und 2 gezeig­ ten Anlenkungspunkte 36, 38 der Kolben 28, 30 an den Armen 20 bzw. 22 mit einem einzigen Schieber verbunden, der von einem einzigen Kolben betätigt wird.

Es ist möglich, Vorrichtungen gemäß den Fig. 1 und 2 oder auch gemäß der vorstehend beschriebenen Abwandlung in großer Zahl kreisförmig anzuordnen, wobei die Mittelachsen A jeder Vorrichtung jeweils radial ausgerichtet sind und die Arme 20, 22 beim Übergang aus der Stellung gemäß Fig. 1 in die Ar­ beitsstellung gemäß Fig. 2 durch eine Bewegung der Kolben 28, 30 radial nach außen verschwenkt werden. So können z. B. sechs Vorrichtungen auf einem Kreis angeordnet werden und die zu dekorierenden Körper können automatisch in die Arbeitsstel­ lung gemäß den Fig. 1 und 2 geführt werden.

Die Erwärmung der zu dekorierenden Körper kann beispielsweise durch Infrarot-Strahler erfolgen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Übertragen eines Dekors auf eine konvex gekrümmte Oberfläche (12) mit einem Dekorträger (17), auf dem das Dekor (19) aufgebracht ist, um unter Wärme- und/oder Druckeinwirkung vom Dekorträger (17) auf die gekrümmte Oberfläche (12) übertragen zu werden, und mit einem Band (16), mit dem der Dekorträger (17) mitsamt dem Dekor (19) gegen die gekrümmte Oberfläche (12) drückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (16) elastisch dehnbar ist und daß eine Aufspanneinrichtung (20-34) das Band (16) an zwei gegenüberliegenden Rändern (16a, 16b) aufspannt, um es über die gekrümmte Oberfläche (12) zu ziehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspanneinrichtung zwei gekrümmte Arme (20, 22) aufweist, die jeweils um einen festen Drehpunkt (36, 38) schwenkbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der Arme (20, 22) zumindest in einem Ab­ schnitt der Krümmung der Oberfläche (12) entspricht.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Oberfläche (12) rund ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnung des elastischen Bandes (16) beim Ziehen über die gekrümmte Oberflächen (12) mehr als 10%, bevorzugt mehr als 20%, besonders bevorzugt mehr als 30%, jeweils bezogen auf den ungespannten Zustand, beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Band (16) aus Silikon besteht.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dekorträger (17) elektrostatisch am elastischen Band (16) fixierbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dekorträger (17) aus Papier oder Kunststoff besteht.

9. Verfahren zum Übertragen eines Dekors auf eine konvex gekrümmte Oberfläche (12), bei dem ein Dekorträger (17) mit aufgebrachtem Dekor (19) unter Wärme- und/oder Druckeinwir­ kung vom Dekorträger (17) auf die gekrümmte Oberfläche (12) übertragen wird, wobei der Dekorträger (17) mittels eines Bandes (16) mitsamt dem Dekor (19) gegen die gekrümmte Oberfläche (12) gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (16) beim Aufdrücken des Dekorträgers auf die gekrümmte Oberfläche gedehnt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnung des elastischen Bandes (16) beim Ziehen über die gekrümmte Oberflächen (12) mehr als 10%, bevorzugt mehr als 20%, besonders bevorzugt mehr als 30%, jeweils bezogen auf den ungedehnten Zustand, beträgt.