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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbringen eines
flüssigen,
pulverförmigen
oder pastösen
Mediums auf ein Substrat nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und
2 bzw. 40 und 41, sowie auf ein System mit mehreren solchen Vorrichtungen
als auch auf eine Verwendung einer derartigen Vorrichtung, Verfahren
und System.
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Bei einem derartigen Substrat handelt
es sich in bevorzugter Weise um ein Textilsubstrat, wobei aber auch
ganz allgemein breitgeführte
Substrate verwendbar sind, wie beispielsweise ein Substrat aus Folie,
Vlies, Metall, Teppich, Kunststoff, Papier, Tapete, Holz, Glas,
Porzellan, Keramik oder ein ähnliches Material.
Bei dem Substrat kann es sich aber auch um einen Druckträger, wie
beispielsweise um eine Druckplatte oder Druckwalze handeln, auf
die als Medium Druckfarbe vor dem Bedrucken eines Substrates aus
Papier, Tapete und dgl. aufgebracht werden muss. Der Vorteil besteht
darin, dass das Medium an bestimmten Stellen des Druckträgers aufzubringen ist.
Mit dem Medium soll auf ein solches Substrat ein Muster mit möglichst
scharfen Konturen und hoher Auflösung
aufgetragen werden.
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Entsprechend der oben angegebenen
Vielzahl von verschiedenen Substraten sind auch zahlreiche Verfahren
und Vorrichtungen zum Bemustern von Oberflächen solcher Substrate bekannt.
Grundsätzlich
benötigen
diese Verfahren und Vorrichtungen, sofern sie mit einer für eine Massenproduktion ausreichend
hohen Druckgeschwindigkeit arbeiten sollen, Schablonen, deren Herstellung
für sich
schon aufwendig ist. Als Beispiel sei hier die Textildruckerei genannt:
Für den
hier bevorzugt angewandten Siebdruck werden Jahr für Jahr allein
für die
Rotations- und Flachdruckerei mehrere Millionen Druckschablonen
erstellt. Auch für
das Bedrucken von Folien wird eine Vielzahl von Tiefdruckzylindern
hergestellt.
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Für
den Rotationssiebdruck wird im Wesentlichen zwischen zwei Herstellungsarten
für die
Schablonen unterschieden: Es gibt nämlich die sogenannten direkt
dessinierten GDD-Schablonen (GDD = Galvanisch Direkt Dessiniert)
und die sogenannten Lackschablonen. Die GDD-Schablonen werden direkt
mit dem Muster galvanisiert und können so ohne weitere Gravur
eingesetzt werden. Bei den GDD-Schablonen werden somit das Muster
und die Farbseparierung bereits in die entsprechende Matrize eingearbeitet.
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Demgegenüber werden zur Herstellung
von Lackschablonen zunächst
galvanisch in relativ aufwendiger Weise "Rundsiebe" hergestellt. Anschließend werden
je nach der verwendeten Gravurtechnik verschiedene Gravurlacke aufgetragen.
Alle in den Schablonen vorhandenen Öffnungen werden dabei mit dem
Gravurlack verschlossen. Das gewünschte Druckmuster
wird sodann durch gezieltes Freimachen von Öffnungen für die jeweilige vorher aus
der Vorlage separierte Farbe erzeugt. Dieser Vorgang kann entweder
durch fototechnisches Entwickeln und naßchemisches Auswaschen des
Lackes oder durch direkte digitale Übertragung der Information
durch eine Lasereinrichtung, die den Gravurlack mit einem Laserstrahl "ausbrennt", durchgeführt werden.
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Lackschablonen haben gegenüber GGD-Schablonen
den Vorteil, dass sie durch Abziehen und neuerliches Aufbringen
von Lack mehrmals für
verschiedene Dessins wieder verwendbar sind, während die GDD-Schablonen nur
für ein
Dessin eingesetzt werden können.
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Insgesamt ist also die Herstellung
von Druckschablonen, seien es Walzen oder Platten für den Hoch-
oder Tiefdruck auf Papier und Folie oder Siebschablonen für den Rotationsdruck
oder Flachdruck auf Textil oder Teppich, aufwendig. Dies gilt auch
für die
mehrmals verwendbaren Lackschablonen, da bei diesen für einen
mehrmaligen Einsatz der Lack zuerst abgezogen werden muss, woran
sich ein erneutes Auftragen von Lack, dessen Trocknung etc. und eine
Gravur anschließen.
Die Herstellung solcher Schablonen führt letztlich nur dann zu preislich
akzeptablen Produkten, wie beispielsweise bedrucktem Textil, wenn
die Schablonen in großer
Menge hergestellt und über
einen längeren
Zeitraum zum Bedrucken von großen
Mengen angewandt werden können.
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Speziell im Textildruck ergibt sich
nun das Problem, dass der Zeitraum, in welchem Druckmuster als modisch
angesehen werden, sich immer weiter verkürzt, wobei gleichzeitig die
Vielfalt der Muster ständig
zunimmt. Die Herstellung immer neuer Schablonen führt somit
bei jeder Änderung
der Mode zu neuen Kostensteigerungen für immer kürzere sogenannte Metragen.
Dies bedingt, dass speziell in Druckereibetrieben in Europa und
den USA in Textil-Druckereibetrieben gewöhnlich große Lagerbestände an unmodernen
Schablonen bestehen, deren Anzahl bis zu mehreren 10.000 Schablonen
betragen kann.
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Es sei auch darauf hingewiesen, dass
die Schablonenherstellung insgesamt sowie das Schablonenrecycling
eine erhebliche Umweltbelastung und einen großen Energieverbrauch bedeuten.
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In Anbetracht dieser Situation wurde
bereits daran gedacht, zum Bedrucken von Textilien das Siebdruckverfahren
zu verlassen und beispielsweise ein im Papierbereich erfolgreich
eingesetztes digitales Tintenstrahldruckverfahren zu verwenden,
um ein Muster auf Textilien zu übertragen.
Bei einem in der
US 4,324,117 beschriebenen
Verfahren werden Flüssigkeitstropfen
aus sehr feinen Düsen
an ganz bestimmten Stellen auf ein Substrat aufgespritzt. Die Farbmischung
wird dabei aus bis zu acht Farben pro Farbpunkt vorgenommen. Jede
der acht Farben kann in 256 Abstufungen aufgebracht werden. Trotz dieser
Vielfalt von Farben ist der erzielbare Farbraum im Vergleich mit
dem Farbraum des Siebdruckverfahrens begrenzt.
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Die Tintenstrahldruckverfahren bieten
so zwar den Vorteil, dass auf die aufwendige Herstellung von Schablonen
verzichtet werden kann, dass sie weiterhin rapportunabhängig zu
drucken vermögen
und dass auf ein Vormischen von Farbpasten verzichtet werden kann.
Dennoch ist es bis heute nicht gelungen, industriell einsetzbare
Produktionsanlagen herzustellen, die große Metragen zu produzieren
vermögen.
Einzelne Anlagen arbeiten bisher im Bereich der Musterung mit einer
Druckgeschwindigkeit von maximal 1 m/min, während die durchschnittliche
Druckgeschwindigkeit einer Rotationsdruckmaschine bei etwa 40 bis
120 m/min liegt.
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Außerdem ist zu berücksichtigen,
dass bei den Tintenstrahldruckverfahren die Tropfenbildung innerhalb
sehr feiner Düsen
mit Durchmessern im Bereich einiger Mikrometer, beispielsweise 10
um, stattfindet. Bei diesen feinen Düsen besteht daher zwangsläufig das
Problem von deren Verstopfung. Daher können bei solchen Düsen auch
nur bestimmte Farbstoffklassen in hochreiner Form zum Druck verwendet
werden, um die Gefahr der Verstopfung der Düsen gering zu halten. Entsprechend
ist auch der Farbraum begrenzt, und der Einsatz von beispielsweise
Metallfarbstoffen, die in der Mode für Flittereffekte benötigt werden,
ist ohnehin nicht möglich.
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Es ist also bisher noch nicht gelungen,
einen für
die Massenfertigung geeigneten Ersatz für den Siebdruck mit Schablonen
zu finden.
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Aus der Fülle des Standes der Technik
soll lediglich beispielhaft im Folgenden noch auf einige Druckschriften
eingegangen werden:
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Die
DE 31 37 794 C2 beschreibt eine Vorrichtung
zum kontinuierlichen Auftragen einer Kleinstmenge an Flüssigkeit
auf eine Materialbahn. Diese Vorrichtung hat ein kleinmaschiges
Sieb und eine gegen das Sieb gerichtete Blaseinrichtung. Das Sieb
liegt dabei als Gewebesiebband drucklos auf der Materialbahn auf
oder ist über
dieser geführt
oder gelegen, und die Blaseinrichtung ist oberhalb des die Farbe
tragenden Siebbandabschnittes angeordnet.
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In der
DE 31 46 828 C2 ist ergänzend hierzu vorgeschlagen,
dass als Flüssigkeitsaufgabevorrichtung
ein Tauchbad verwendet wird und die Blasvorrichtung in Laufrichtung
des Endlossiebbandes hinter und höher als die Aufgabevorrichtung
angeordnet ist. Eine solche Vorrichtung könnte an sich zum Bemustern/Drucken
verwendet werden, sofern zuvor eine Gravur vorgenommen wird.
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Die
DE 40 01 452 A1 beschreibt eine Vorrichtung
zum kontinuierlichen Auftragen einer Flüssigkeit auf eine Materialbahn,
mit einem beweglichen Sieb, einer Einrichtung zum Füllen der
Sieböffnungen
und einer Blaseinrichtung zum Übertragen
der in den Sieböffnungen
gehaltenen Flüssigkeit
auf die Materialbahn. Die Einrichtung zum Füllen der Sieböffnungen besteht
aus beidseits des Siebes angeordneten, einander gegenüber liegenden
und am Sieb anliegenden Kammern, wobei eine Kammer als Zuführungskammer
ausgebildet und an eine Flüssigkeitszufuhr
angeschlossen ist, während
die andere Kammer als Abführungskammer
ausgebildet und an einen Flüssigkeitsabzug
angeschlossen ist.
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Weiterhin ist aus der
DE 42 28 177 A1 eine Vorrichtung
zum kontinuierlichen Auftragen einer Flüssigkeit auf eine Materialbahn
mit einem beweglichen Sieb bekannt, mit beidseits des Siebes angeordneten
und einander gegenüberliegenden,
sich über
die Siebbreite erstreckenden Füllkammern, beidseits
am Sieb angreifenden Rakeln und einer Blaseinrichtung aus einer
sich über
die Siebbreite erstreckenden Schlitzdüse, der eine Treibmittelzuleitung
zugeordnet ist. Damit der Flüssigkeitsauftrag stufenlos
auf die Breite der Materialbahn eingestellt werden kann, hat jede
Füllkammer
einen gegen das Sieb abdichtend geführten Kolben, der von einem Ende
der Füllkammer
aus stufenlos verstellbar ist, wobei die Schlitzdüse einem
Verschlußband
zugeordnet ist, welches von einem Ende der Schlitzdüse stufenlos
verstellbar die Schlitzdüse
mehr oder weniger zu verschließen
vermag.
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Schließlich sind noch aus der AT-PS
175 956 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen flüssiger Stoffe
auf eine Unterlage bekannt. Die hinter einem Sieb angeordneten Düsen können gegebenenfalls
einzeln einstellbar sein, um die jeweiligen Auftragmengen zu steuern.
Dieses Verfahren und diese Vorrichtung dienen jedoch nicht zum Bemustern
der Unterlage, sondern vielmehr zu deren Beschichtung, um diese
mit einem gleichmäßigen Auftrag
zu versehen. Durch Anordnung einer Abdeckmaske ist es möglich, die
Verteilung eines einem Behälter
entnommenen Mediums auf dem Substrat in einem festen Verhältnis einzustellen.
Der Einsatz solcher Masken ist aber nicht mit einer Bemusterung vergleichbar,
die mit einem Druck erzielt werden kann. Darüber hinaus wird hier auch nicht
an die für eine
Bemusterung an sich notwendige und geeignete Synchronisierung zwischen
Auftrag und Unterlage gedacht.
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Zudem wurde in der
EP 0 836 939 , von der anzunehmen ist,
dass sie mit dem offengelegten Dokument WO 97/00744 identisch ist,
eine Druckmaschine mit einer Druckanordnung in Form eines Netzwerkes
beschrieben, wobei alle Zellen des Netzwerkes mit Tinte gefüllt sind
und Mittel zum gezielten Befördern
der Tinte durch die Maschenzellen mittels eines quantenmechanischen
Oszillatorlichtstrahls vorgesehen sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbringen eines flüssigen,
pulverförmigen
oder pastösen
Mediums auf ein Substrat bereitzustellen, wobei ein Muster ohne
die Verwendung von gravierten Schablonen bei gegenüber dem
Tintenstrahlverfahren deutlich erhöhter Druckgeschwindigkeit unabhängig von
Rapporten aufgebracht werden kann, übliche Farbstoffklassen einsetzbar
sind und die Reinheit der Farbstoffe keine besonderen Vorkehrungen
erforderlich macht. Außerdem
soll ein System bereitgestellt werden, das mehrere derartige Vorrichtungen
ein zusetzen vermag.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 oder 2 bzw. ein Verfahren
mit den Merkmalen der Patentansprüche 44, 45 oder 46 bzw. ein
System mit den Merkmalen des Patentanspruches 43 gelöst. Die
Erfindung dient in vorteilhafter Weise zum Aufbringen eines Musters
auf breit geführte
Substrate, wie insbesondere textile Waren, zum Aufbringen von Druckfarbe
auf bestimmte Bereiche eines Druckträgers und zum Aufbringen von
Medien zur Dessinierung von Druck-, insbesondere Siebdruckträgern aus
Metall oder Kunststoff.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die erfindungsgemße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren
sehen zunächst
in vollkommener Abkehr vom Stand der Technik eine Trennung zwischen
dem Treibmittel zum Aufbringen des Mediums, also in bevorzugter
Weise der Drucksubstanz, auf das Substrat und dem Medium selbst,
vor. Um diese Trennung zu erreichen, werden die für das Medium
verwendeten Flüssigkeiten,
wie Lösungen, Dispersionen,
Suspensionen usw., oder Pasten bzw. Pulver lateral diskret in eine
Transporteinrichtung verteilt. Bei flüssigen bzw. pastösen Medien
wird zur Befüllung
der Transporteinrichtung der durch deren kleine Öffnungen hervorgerufene Kapillareffekt
ausgenutzt. Dieser bewirkt nämlich
eine spontane "Befüllung" der kleinen Öffnungen,
was eine praktisch "automatische" Dosierung zur Folge
hat. Nach einem gegebenenfalls vorzunehmenden Zumessen des Mediums
mittels Rakeln wird dieses in die gewünschte Auftragebene transportiert
und von dort durch die vorwärtstreibende
Vorrichtung ausgetragen, die so angepaßt ist, dass das Medium von
auswählbaren Stellen
der Auftragebene ausgetragen wird. Das bevorzugte Treibmittel ist
ein Fluid, d. h. eine Flüssigkeit oder
ein Gas, insbesondere Luft. Wenn ein Gas als Treibmittel verwendet
wird, wird ein Druckbereich zwischen 103 und
106 Pa(0.01 und 10 bar) verwendet.
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Das Auftragen des Mediums von auswählbaren
Stellen der Auftragebene kann direkt (im Folgenden "direktes Verfahren" genannt) oder indirekt
(im Folgenden "indirektes
Verfahren" genannt)
zur Musterbildung auf dem Substrat erfolgen. Das direkte und das
indirekte Verfahren beruhen auf dem gleichen Erfindungsgedanken
und sind wechselseitig als "invertierte" Druckverfahren zu
betrachten.
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In dem wie in Anspruch 1 beschriebenen
direkten Verfahren wird das aus der Auftragebene ausgetriebene Medium
unmittelbar auf das Substrat übertragen
und bildet einen Teil des gewünschten Musters
auf dem Substrat.
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In dem wie in Anspruch 2 beschriebenen
indirekten Verfahren wir das aus der Auftragebene ausgetriebene
Medium nicht auf das Substrat übertragen,
sondern vielmehr von der Transporteinrichtung entfernt. Das in der
Transporteinrichtung verbleibende Medium wird mit einer Auftragvorrichtung
auf das Substrat übertragen,
welche beispiels weise in Form einer herkömmlichen Klingenrakel- oder
Walzenrakelvorrichtung (wobei die Transporteinrichtung das Substrat
nicht kontaktiert) ausgebildet sein kann, oder alternativ ein nicht-selektives
Treibmittel sein kann (bei der die Transporteinrichtung das Substrat nicht
kontaktiert), beispielsweise von der Art wie in AT-PS 175 956 offenbart.
Folglich treibt bei dem direkten Verfahren und der entsprechenden
Vorrichtung die vorwärtstreibende
Vorrichtung das Medium, welches von der Transporteinrichtung auf
das Substrat übertragen
werden soll aus, während
bei dem indirekten Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung
die vorwärtstreibende
Vorrichtung gezielt das Medium austreibt, welches nicht von der
Transporteinrichtung auf das Substrat übertragen werden soll. In einer
bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
werden als Treibmittel kurze Gaspulse. eingesetzt, welche durch
mit regelbaren Ventilen verbundenen Düsen gezielt ausgestossen werden können, wodurch
gezielt abzugebende Mengen des Mediums aus der Treibeinrichtung
abgegeben werden. Dies erfolgt bei dem direkten Verfahren über die Breite
und Länge
des Substrates und bei dem indirekten Verfahren in eine Auffangvorrichtung,
vorzugsweise zur Wiederverwertung. Die Musterbildung erfolgt somit
durch Abtrennen des Mediums oder der Drucksubstanz vom Treibmittel.
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Während
nämlich
bei den bestehenden Düsenvorrichtungen
und -verfahren zum Auftragen auf ein Substrat eine unter Druck vorgespannte
Flüssigkeit
verwendet und diese durch thermische Ausdehnung bzw. Piezowechselspannungen
zu Tropfen geformt wird, ist ein solches Vorgehen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bzw. bei dem erfindungsgemäßen Verfahren überflüssig und
nicht einmal anwendbar. Das Treibmittel wird in der Form von Gas,
vorzugsweise Luft, auf das Medium in der Auftrageinrichtung geblasen,
so dass das Medium auf das Substrat in gewünschter Weise übertragen
wird (direktes Verfahren) oder von der Transporteinrichtung entfernt
wird, wobei das verbleibende Medium auf das Substrat in gewünschter
Weise übertragen wird
(indirektes Verfahren).
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Irgendwelche Probleme hinsichtlich
der Reinigung und des Verstopfens von Düsen entfallen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bzw. bei dem erfindungsgemäßen Verfahren,
da hier die Düsen
lediglich Gasimpulse abgeben und nicht das Medium ausspritzen.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
und dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann die Information, die das Muster für die jeweilige Farbe beinhaltet,
einem Rechner entnommen werden, der die Düsen in entsprechender Weise
ansteuert, so dass diese die Gaspulse abhängig von dem gewünschten Muster
abgeben.
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Bekanntlich ist die Auflösung eines
Siebdruckes ein entscheidender Parameter für dessen Qualität. In allen
Siebdruckverfahren und -vorrichtungen wird die Auflösung, d.h.
die Punktdichte der einzelnen Druckpunkte, über die Auflösung der
Schablone fest vorgegeben. Dies ist bedingt durch die Tatsache, dass
bei den Siebdruckverfahren bzw. -vor richtungen ausschließlich in
Berührung
mit dem Substrat gearbeitet wird und die Geschwindigkeit zwischen
dem Substrat und der Schablone, von kleinen Friktionseinstellungen
abgesehen, immer gleich groß ist.
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Auch hier schafft die vorliegende
Erfindung im direkten Verfahren erhebliche Vorteile durch eine in
einem weiten Bereich variable Auflösung. Diese variable Auflösung wird
nämlich
erreicht durch die Trennung zwischen Treibmittel zum Aufbringen
des Mediums auf das Substrat und dem Medium bzw. der Drucksubstanz
selbst und weiterhin durch die Einstellbarkeit einer Relativgeschwindigkeit
zwischen der Transporteinrichtung bzw. der Auftrageinrichtung einerseits
und dem Substrat andererseits und durch die Anpassbarkeit der Auflösung durch
entsprechende Erhöhung
der Frequenz, mit der das Treibmittel aus der Auftrageinrichtung
auf die Transporteinrichtung gerichtet wird, um von dieser das Medium
auf das Substrat ohne Berührung
zwischen Transporteinrichtung und Substrat zu fördern.
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Durch selektive Ansteuerung einzelner
Düsen in
mustergerechter Synchronisation mit dem Substrat ist es möglich, mittels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bzw. des erfindungsgemßen
(direkten) Verfahrens beliebige Muster zu übertragen und dabei auch die
Geschwindigkeit der Transporteinrichtung zu erhöhen, um so eine veränderbare
Auflösung auf
dem Substrat zu erreichen. Beispielsweise kann durch Verdoppelung
der Rotationsgeschwindigkeit einer die Transporteinrichtung bildenden
Transporttrommel gegenüber
dem Substrat und einer Verdoppelung der Austragfrequenz der Gasimpulse
eine doppelt so hohe Punktdichte auf dem Substrat erzeugt werden.
Damit ist es möglich,
große
Farbstoffmengen auf das Substrat zu übertragen, was speziell in
der Textildruckerei von großem
Vorteil ist.
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Eine Möglichkeit der Bemusterung eines Substrates
besteht darin, dass sich das zu bedruckende Substrat an der erfindungsgemäßen Vorrichtung
oder einem mehrere solche Vorrichtungen enthaltenden System vorbeibewegt.
Der Austrag wird dann über
die Breite des Substrates und dessen Länge selektiv vorgenommen, um
das gewünschte
Muster auf das Substrat berührungslos
zu übertragen.
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Es ist aber auch möglich, die
Vorrichtung bzw. das System an einem feststehenden, zu bedruckenden
Substrat vorbeizubewegen bzw. dieses entsprechend abzutasten und
dabei das Muster in der gewünschten
Weise auf entsprechende Substratbereiche aufzutragen.
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Bei dem indirekten Verfahren stellt
die Erfindung beträchtliche
Vorteile durch die selektive Auftragung des Mediums in einer musterabhängigen Synchronisation
mit dem Substrat bereit, wodurch es nicht nur möglich ist ein willkürliches
Muster zu übertragen,
sondern auch verhältnismäßig große Mengen eines
für den
Textildruck geeigneten Mediums zu übertragen. Substrate können mit
großer
Geschwindigkeit mit bekannten Medien und ohne Einpassen bemustert
werden. Das in der Transporteinrichtung, wie eine Trommel oder ein
Riemen, verbleibende Medium kann nach der Entfernung des Mediums
in der vorwärtstreibenden
Vorrichtung auf das Substrat durch eine nicht-selektive vorwärtstreibende
Vorrichtung übertragen
werden, oder beispielsweise durch einen bekannten Rakelvorgang.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bzw. mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
können
so sehr genaue Muster auf ein Substrat übertragen werden. Dabei sollte
lediglich darauf geachtet werden, dass die Transporteinrichtung,
also die mit Löchern versehene
Transporttrommel bzw. das Sieb oder auch ein Siebband mit Rollenführung mit
hoher Genauigkeit hergestellt ist und einen guten Rundlauf hat.
Dies kann ohne weiteres durch galvanische Herstellung des Siebes
und durch einen geeigneten Antrieb gewährleistet werden, so dass die
notwendige Gleichlaufgenauigkeit und Synchronisation zwischen Transporteinrichtung
und Substrat erreicht wird.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung
ist darin zu sehen, dass die Auftragung des Mediums kontaktlos erfolgt
und an sich prinzipiell auf ein Aufkleben beispielsweise einer Textil-Warenbahn
auf ein Drucktuch im klassischen Sinne verzichtet werden kann, jedoch
nicht verzichtet werden muss.
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Die bereits erwähnte Synchronisation der Transporteinrichtung
mit der Bewegung des Substrates kann beispielsweise dadurch erfolgen,
dass die Position der Transporteinrichtung über einen Encoder festgehalten
wird und das von diesem gelieferte Signal zur Synchronisation der
Gasimpulse mit der Position der Transporteinrichtung herangezogen wird.
Es ist aber auch möglich,
die Position der einzelnen Löcher
der Transporteinrichtung, insbesondere Transporttrommel, während des
Betriebes zu messen und die Ansteuerung der Ventile, die die Gasimpulse
liefern, entsprechend an das gewünschte
Muster anzupassen. Eine elektromagnetische Erfassung hat sich für die Ermittlung
der Stellung der Transporteinrichtung als besonders vorteilhaft
erwiesen. Jedoch ist auch eine optische oder kapazitive Erfassung
möglich.
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Im Vorangegangenen wurde die vorwärtstreibende
Vorrichtung als eine Vorrichtung beschrieben, welche Gasimpulse
von sich gibt um ein Medium von einer Transporteinrichtung zu befördern. Es ist
jedoch auch möglich,
die vorwärtstreibende
Vorrichtung mit einer oder mehreren Heizvorrichtungen zu versehen,
wie z. B. einer Laservorrichtung oder einer Hochfrequenzvorrichtung
um einen thermischen Austrag von Medienanteilen von der Transporteinrichtung
zu erzeugen. Laserstrahlung einer geeigneten Wellenlänge kann
durch Optiken so gelenkt werden, dass getrennte Anteile des Mediums
durch eine sehr rasche Erhitzung explosionsartig freigesetzt werden,
was insbesondere bei dem indirekten Verfahren gemäß der Erfindung
vorteilhaft ist. Ein ähnlicher
Effekt kann durch eine gerichtete Hochfrequenzheizung erhalten werden.
Ein anderer Weg des Austrags von Anteilen des Mediums ist ein elektrostatischer.
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Bei den heute durchgeführten Siebdruckverfahren
wird üblicherweise
ein druck fertig vorbehandeltes Substrat bzw. eine Ware dem Druckprozess ausgesetzt.
Dies bedeutet im Falle der Verarbeitung von Naturfasern als Textilsubstrat,
dass die Ware entschlichtet, abgekocht und gebleicht wurde und einen Weißgrad besitzt,
der als Druckweiß bezeichnet
wird. Diese Druckweiß-Ware
wird sodann trocken dem Druckprozess zugeführt.
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Selbstverständlich soll das Bedrucken von Textilgut
als Substrat mit möglichst
scharfen Konturen gewährleistet
sein. Nun kann aber die Verwendung eines Mediums bzw. einer Drucksubstanz
mit niedriger Viskosität,
wie die Viskosität
einer üblichen Textildruck-Paste,
aus technischen Gründen
notwendig sein. Diese niedrige Viskosität kann dann aber zu einer geringeren
Qualität
in der Auflösung
und Kantenschärfe
des Druckes führen.
Auch ist im Falle des Bedruckens von Geweben und Gewirken das Farbstoffrückhaltevermögen schwach.
Außerdem
besteht wegen des Vorhandenseins einer Textur die Neigung, dass
sich die aufgebrachte Drucksubstanz, wenn sie dünnflüssig ist, ausbreitet bzw. verläuft. Auch
in diesem Fall ist die Bildung eines scharfen Druckmusters schwierig.
Ohne eine Verschlechterung anderer Eigenschaften des textilen Substrates hervorzurufen,
soll hier eine Optimierung vorgenommen werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass Teile der zur Verbesserung des Prozesses benötigten Chemikalien
vor dem eigentlichen Druckprozess auf das Substrat aufgetragen werden können. Diese
Chemikalien, auch Druckhilfsmittel genannt, können bei dieser Verfahrensweise
beispielsweise mit einem Foulard (Tauchbad) oder einem anderen geeigneten
Auftragaggregat auf das ansonsten druckfertig vorbehandelte trockene
Substrat aufgetragen werden. In bestimmten Fällen kann auch eine Auftragung
von nassen Druckhilfsmitteln auf ein nasses Substrat in Betracht
kommen. Anschließend
wird das Substrat sodann bis auf eine annehmbare Restfeuchte von
beispielsweise 2 bis 15% getrocknet, um dann dem eigentlichen Druckprozess zugeführt zu werden.
Dieser gesamte Prozessschritt kann dabei sowohl diskontinuierlich
als auch kontinuierlich in einem Arbeitsschritt vorgenommen werden.
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Im Druckverfahren werden im allgemeinen vorgemischte
Farben verwendet. Gemäß der Erfindung
ist jedoch denkbar, Primärfarben
zu verwenden und diese direkt auf dem Substrat zu vermischen. Dieses
Verfahren ist bereits als sog. "Multichromie" bekannt, insbesondere "Quadrochromie" oder "Octochromie", und wird beim Tintenstrahl- und Flachdrucken
verwendet. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, das das Abmessen und
Vermischen der Farben vollständig
wegfallen kann. Dies ist hinsichtlich des Umweltschutzes ein erheblicher
Vorteil, da die ausgiebige Reinigung von Patronen und anderen Behältern unnötig ist.
Die Anzahl notwendiger Schablonen wird verringert, wodurch die Kosten
reduziert werden.
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Bei dem Substrat kann es sich auch
um einen Druckträger,
wie z. B. eine Druckwalze oder Druckplatte handeln. Durch die Erfindung
ist es möglich,
diesem Druckträger auf
einfache Weise ganz gezielt nur an gewünschten und nicht über deren
gesamte Breite oder Fläche
Farbe zuzuführen.
Der Druckträger
kann aus Metall, Kunststoff, Gummi usw. bestehen. Der Druckträger kann
selbstuerständlich auch
eine Siebdruckschablone sein, die mit einem Dessinierungslack bzw.
-medium wie einem Dessinierungsharz, einem Wachs oder einer Tinte
versehen werden soll.
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Es ist zu beachten, dass das erfindungsgemäße Verfahren
auch zur Herstellung eines herkömmlichen
bemusterten Druckträgers,
insbesondere einer bemusterten Siebdruckschablone durch Versehen
des Druckträgers
mit einem Lackmuster verwendet werden kann.
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Bei dem erfindungsgemäßen indirekten
Verfahren ist die Transporteinrichtung ein Sieb und das Medium der
Lack. Die vorwärtstreibende
Vorrichtung wird verwendet, um den Lack von ausgewählten Löchern des
Siebs zu entfernen, wobei die Löcher
während
der Verwendung der so erhaltenen Siebdruckschablone dazu dienen,
eine Drucksubstanz passieren zu lassen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand
der Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 bis 3 schematische Schnittdarstellungen
verschiedener Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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4 eine
schematische Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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5 eine
schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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5a eine
Aufsicht auf eine Düsenplatte,
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5b eine
vorteilhafte Weiterbildung von Düsen
und Transporteinrichtungen in einer Aufsicht,
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6 ein
Blockdiagramm zur Erläuterung
eines Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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7 eine
schematische Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit geschlossener Zuführung des
Mediums,
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8 eine
schematische Schnittdarstellung, die erläutert, wie bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
eine Locherkennung zur Synchronisation des Betriebs vorgenommen
werden kann, und
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9 eine
schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Systems
mit mehreren Vorrichtungen zum Aufbringen eines Mediums auf ein
Substrat,
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10 zeigt
einen Teil einer Transporttrommel mit einem Encoder,
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11 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren erfin dungsgemäßen Vorrichtung,
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12 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung aus 11,
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13 zeigt
eine Aufsicht einer ersten Ausführungsform
einer ebenen Vorrichtung gemäß der Erfindung,
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14 zeigt
eine Aufsicht einer zweiten Ausführungsform
einer ebenen Vorrichtung gemäß der Erfindung,
und
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15 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht einer die Grundzüge der Erfindung
verwendenden Messvorrichtung.
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In den Figuren werden einander entsprechende
Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt
schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit
einer Transporteinrichtung 1 aus einer Transporttrommel,
in der Öffnungen
in geeigneter Lochdichte eingebracht sind, so dass die Transporteinrichtung 1 ein "Sieb" bildet. Anstelle
einer Transporttrommel kann hier wie in den folgenden Ausführungsbeispielen
auch ein über
zwei oder mehr Rollen geführtes Siebband
verwendet werden. Diese Transporteinrichtung 1 wird beispielsweise
einseitig von einem (nicht gezeigten) Motor über ein (nicht gezeigtes) Getriebe
angetrieben. Ein Substrat 2 aus beispielsweise Textil-Ware
wird in Pfeilrichtung kontaktlos an der Transporteinrichtung 1 vorbeigeführt. Innerhalb
der Transporteinrichtung 1 befindet sich eine Auftrageinrichtung
aus einer Luftzuführung
3, einem Verbindungsstück
4, einem Ventil 5 und einer Düse 6, die die gesamte
Pneumatikanordnung der Vorrichtung bilden. Zwei Rakeln 7 sorgen
für ein
Zumessen des aus einem Behälter 8 mitgenommenen
Mediums 12 in der Form einer Drucksubstanz. Anstelle von Streichrakeln
(wie schematisch angedeutet) können auch
Rollrakeln (vgl. 7')
oder Streichrakeln und Rollrakeln verwendet werden.
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Das Verbindungsstück 4, das Ventil 5 und
die Düse 6 sowie
gegebenenfalls auch die Luftzuführung 3 können integriert
bzw. einstöckig
ausgebildet werden, wenn dies beispielsweise aus fertigungstechnischen
Gründen
oder Platzgründen
zweckmäßig ist.
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Wenn sich die Transporteinrichtung 1 in Pfeilrichtung
dreht, nimmt sie das Medium 12 aus dem Behälter 8 auf
und transportiert dieses in der 1 nach
oben. Die Rakeln 7 sind so eingestellt, dass überflüssiges Medium
von der Transporteinrichtung 1 abgestreift wird und zurück in den
Behälter 8 fällt.
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Die Luftzuführung 3 ist mit Druckluft
beaufschlagt. Selbstverständlich
kann anstelle von Luft auch ein anderes geeignetes Gas als Treibmittel
verwendet werden. Jedenfalls gelangt die Luft aus der Luftzuführung 3 über das
Verbindungsstück 4 zu
dem Ventil 5. Dieses Ventil 5 kann elektrisch
synchron mit dem Motor für
die Transporteinrichtung 1 und entsprechend einem auf das
Substrat 2 aufzutragenden Muster über eine (nicht gezeigte) Zentraleinheit
angesteuert werden. Bei mehreren Druckstationen (vgl.
-
9)
kann auch eine dezentrale Ansteuerung über mehrere Steuereinheiten
vorgenommen werden, wobei beispielsweise jeder Druckstation eine
dezentrale Steuereinheit zugeordnet ist. Das Ventil 5 öffnet insbesondere
mit einer Frequenz von beispielsweise 0,1 kHz bis 10 kHz, so dass
Druckluft von der Luftzuführung 3 über das
Verbindungsstück 4 und
das Ventil 5 zu der Düse 6 getrieben
wird, um das Medium 12 aus der Transporteinrichtung 1 auf das
Substrat 2 in der gewünschten
Musterung aufzutragen. Der Abstand zwischen der Transporteinrichtung 1 und
dem Substrat 2 beträgt
beispielsweise 0,1 bis 100 mm und vorzugsweise 1 bis 10 mm. Der
Abstand zwischen der Düse 6 und
der Transporteinrichtung 1 kann zwischen 0,01 und 10 mm
liegen und vorzugsweise zwischen 0,1 und 2,0 mm liegen. Für spezielle
Anwendungen kann die Untergrenze auch unterschritten werden.
-
Ein geeigneter Druckbereich für die Druckluft ist
103 bis 106 Pa (0,01
bis 10 bar).
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Die Rotationsgeschwindigkeit sowie
die Position der Löcher
der Transporteinrichtung 1 kann durch einen (in 10 gezeigten) Encoder 40 messbar
sein. Der Encoder 40 umfasst, zwei Reihen von Löchern 41, 42 die
entlang und in der Nähe
einer Kante einer Transporttrommel oder Rotationssieb 43 angeordnet
sind, wobei die Löcher 41, 42 berührungslos
durch Sensoren 44, 45 also Sensoren für reflektiertes
Licht, Sensoren für
transmittiertes Licht, Luftstromsensoren, elektromagnetische Sensoren etc.,
detektiert werden. Die Löcher 41, 42 weisen eine
vorbestimmte und feststehende Anordnung zu den Löchern 46 in der Transporttrommel 43 auf,
so dass die Bestimmung, Steuerung und Überprüfung der Rotationsposition
und -geschwindigkeit der Transporttrommel sehr genau ermöglicht wird.
-
Auch ist es möglich, diese Rotationsgeschwindigkeit
durch Messen der Lochgeschwindigkeit festzustellen. Jedenfalls ist
die Rotationsgeschwindigkeit der Transporteinrichtung 1 mit
der Frequenz für
die Ansteuerung der Ventile 5 für die Düsen 6 und mit einem
auf das Substrat 2 aufzubringenden Muster synchronisiert.
Die Rotationsgeschwindigkeit der Transporteinrichtung 1 kann
größer oder
kleiner als bzw. gleich groß wie
die Geschwindigkeit des Substrates 2 sein.
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Die Transporteinrichtung 1 und
das Substrat 2 können
sich auch gegenläufig
zueinander bewegen, was für
die Hell-Dunkel- und Farbsättigungs-Steuerung
infolge des dadurch bewirkten langsameren "Schablonenlaufes" vorteilhaft ist.
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Im Betrieb der Vorrichtung von 1 nimmt die Transporteinrichtung 1 das
Medium 12 aus dem Behälter 8 so
auf, dass das Medium 2 im Wesentlichen gleichmäßig in Längsebene der Transporteinrichtung 1,
also in der 1 senkrecht
zur Zeichenrichtung, d.h. in Längsrichtung
der die Transporteinrichtung 1 bildenden Transporttrommel
verteilt ist. Durch die Düsen 6 wird
mittels der über
die Luftzuführung 3 zugeführten Druckluft
das Medium 12 in gesteuerter Weise auf das senkrecht zur
Längsachse der
Transporttrommel verlaufende Substrat 2 mittels der Druckluftimpulse übertragen.
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Das Auftragen des Mediums 12 auf
das Substrat 2 erfolgt ohne Berührung zwischen der Transporteinrichtung 1 oder
der Düse 6 einerseits
und dem Substrat 2 und der Transporteinrichtung andererseits.
Selbstverständlich
ist auch die Verwendung von dessinierten Schablonen zur Musterübertragung möglich, wenn
beispielsweise alle Düsen
im kontinuierlichen Betrieb verwendet werden.
-
Die Düsen 6 können über einen
Winkel von ± 90° bezüglich der
Auftragebene, d. h. in 1 um 45° nach oben
bzw. unten, frei schwenkbar sein.
-
Im Folgenden werden anhand der 2 bis 9 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung
erläutert,
wobei die bereits beschriebene Gestaltung des Ausführungsbeispiels
der 1 bzw. dessen Betriebsweise
für diese
weiteren Ausführungsbeispiele entsprechend
anwendbar sind.
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Bei dem Ausführungsbeispiel von 2 ist im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel
von 1, das eine horizontale
Düsenanordnung
verwendet, eine vertikale Düsenanordnung
vorgesehen. Das Substrat 2 wird hier in Pfeilrichtung horizontal
an der Transporteinrichtung 1 unterhalb von dieser vorbeigeführt. Innerhalb
der Transporteinrichtung 1 sind wie im Ausführungsbeispiel
von 1 zunächst die Luftzuführung 3,
das Verbindungsstück 4,
das Ventil 5 und die Düse 6 vorgesehen.
Zusätzlich
zum Ausführungsbeispiel
von 1 sind beim Ausführungsbeispiel
von 2 auch noch innerhalb
der Transporteinrichtung 1 der Behälter 8 für das Medium 12 sowie
eine Auftragwalze 9 angeordnet. Diese Auftragwalze 9 entnimmt
das Medium 12 dem Behälter 8 und
trägt es
auf die Transporteinrichtung 1 auf, wobei eine magnetische
oder mechanische Gegenwalze 10 einen Gegendruck auf die
an der Transporteinrichtung 1 anliegende Auftragwalze 9 ausübt. Das Zumessen
der aufgetragenen Menge an Medium 12 erfolgt wieder durch
die Rakeln 7, die in Laufrichtung (vgl. den Pfeil) der
Transporteinrichtung 1 hinter den Walzen 9, 10 vorgesehen
sind. Wie bereits erwähnt wurde,
können
die schematisch dargestellten Streichrakeln insgesamt oder teilweise
auch durch Rollrakeln ersetzt werden, um die Zumessung des Mediums
vorzunehmen.
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3 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
das sich in der Zuführung
des Mediums 12 in das Innere der Transporteinrichtung 1 von
den Ausführungsbeispielen
der 1 und 2 unterscheidet: Beim Ausführungsbeispiel
von 3 befindet sich
ein Vorratsbehälter 8' außerhalb
der Transporteinrichtung 1 und ist über eine Pumpe 11 mit
einem Zuführrohr 13 innerhalb
der Transporteinrichtung 1 verbunden. Dieses Zuführrohr 13 weist
in seiner Längsrichtung
Perforationen auf, so dass über
die Längsrichtung
der die Transporteinrichtung 1 bildenden Transporttrommel
für eine gleichmäßige Verteilung
des Mediums 10 gesorgt ist. Ein unterhalb der Transporteinrichtung 1 vorgesehendes
Ablaufblech 14 nimmt überschüssiges Medium 12 auf
und fördert
dieses zurück
zum Behälter 8'. Ein solches
Ablaufblech 14 kann selbstverständlich gegebenenfalls auch
beim Ausführungsbeispiel
der 2 vorgesehen werden.
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4 zeigt
in einer Draufsicht ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wobei hier speziell ein Luftzuführschacht 15 für die Luftzuführung 3 gezeigt ist.
Dieser Luftzuführschaft 15,
der wie die Luftzuführungen 3 in
den Ausführungsbeispielen
der 1 bis 3 im Inneren der Transporteinrichtung 1 verläuft, besitzt
zum Ausgleich des hydrostatischen Druckverlustes und zur Erzielung
eines möglichst
gleichmäßigen Vordruckes
an den einzelnen Ventilen 5 einen Querschnitt mit sich
verringernder Fläche,
so dass die über
Steuerleitungen 17 entsprechend zum erstellenden Muster
angesteuerten Ventile 5 möglichst mit dem gleichen Druck
beaufschlagt sind. Die Luft selbst wird dabei in Richtung eines
Pfeiles 16 in den Luftzuführungsschacht 15 eingegeben.
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5 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem zwei Reihen von Düsen 6 mit
entsprechenden Ventilen 5 und Verbindungsstücken 4 vorgesehen sind.
Gegebenenfalls können,
abhängig
von dem Einsatzgebiet der jeweiligen Vorrichtung, auch noch mehr
Reihen von Düsen übereinander
und dabei auch versetzt oder schräg zueinander angeordnet werden.
Mit einer solchen mehrreihigen Anordnung von Düsen 6 läßt sich
die Auflösung über die
Breite des Substrates 2 bzw. über die Längsrichtung der die Transporteinrichtung 1 bildenden
Transporttrommel verändern,
wobei zugleich die Geschwindigkeit, mit der die Transporteinrichtung 1 umläuft bzw.
mit der das Substrat 2 verfahren wird, angepaßt werden kann.
Es hat sich gezeigt, dass eine 2- bis 16-reihige, vorzugsweise 4-
bis 10-reihige Anordnung der Düsen vorteilhaft
ist.
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5a zeigt
eine Draufsicht auf eine Düsenplatte,
bei der 16 Reihen von Düsen 6 versetzt
zueinander vorgesehen sind.
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5b zeigt
eine Anordnung der Düsen 6, bei
der diese in der Bewegungsrichtung der Transporteinrichtung feststehend,
senkrecht gegenüber der
Bewegungsrichtung der Transporteinrichtung, also senkrecht zur Rotationsbewegung
der Transporttrommel, aber mit einer passenden Frequenz um jeweils
beispielsweise einen halben Lochabstand verschiebbar sind. Damit
ist es möglich,
mit einer verringerten Anzahl von Düsen 6 Medium aus den Öffnungen 33 der
Transporteinrichtung 1 auszutreiben. Werden z. B. die Düsen 6 also
in der Mitte zwischen zwei Öffnungen 33 angeordnet,
so kann bei Verschiebung um jeweils einen halben Öffnungsabstand ein
Austragen der jeweils linken bzw. rechten Öffnung 33 vorgenommen
werden. Eine solche Verschiebung könnte z. B. in geeigneter Weise
durch eine Piezoantrieb einzelner Ventile oder auch der gesamten
Düsenreihe
vorgenommen werden.
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Wie bereits eingangs erläutert wurde,
kann es zweckmäßig sein,
vor dem eigentlichen Druckprozess bei einem nach dem Stand der Technik
als druckvorbehandelte Ware bezeichneten textilen Substrat ein Druckhilfsmittel,
wie beispielsweise spezielle Chemikalien, mit einem Foulard oder
einem geeigneten Auftragsaggregat aufzutragen. Der hier einzuschlagende
Weg bzw. entsprechende Verfahrensablauf ist durch eine "Schleife" in 6 veranschaulicht, deren linke Hälfte (Teil "A") den Stand der Technik zeigt, während in
der rechten Hälfte
(Teil "B") die Anwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens ("JSP-Verfahren" bzw. "Jet-Screen-Printer") dargestellt ist.
Im Teil "B" wird die "Schleife" mit "Chemikalienauftrag" und "Trockenprozess" im Normalfall nicht durchlaufen.
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Werden aber die Druckhilfsmittel
bzw. Chemikalien aufgetragen und sodann ein Trockenprozess vorgenommen,
so wird anschließend
der Druckprozess entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgenommen.
Gegebenenfalls kann aber auch ein Auftrag der Druckhilfsmittel bzw.
Chemikalien "Nass-in-Nass" durchgeführt werden,
woran sich ein Trocknen des Substrates 2 bis zu einer gewünschten
Restfeuchte von beispielsweise praktisch 0 bis 50%, insbesondere
2 bis 15%, anschließt,
bevor das erfindungsgemäße Verfahren
zur Anwendung gelangt. Der Prozessschritt des Auftrags von Druckhilfsmitteln
kann sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich in einem Arbeitsschritt
mit der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgenommen
werden.
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Bei allen Ausführungsbeispielen der Erfindung
wird das zu applizierende Medium 12 durch die Rakeln 7 zugemessen
und dabei auf die Menge des Öffnungsvolumens
der Löcher
der Transporteinrichtung 1 begrenzt. Die durch die Löcher in
der Transporteinrichtung 1 nun sehr genau bestimmte Menge an
transportiertem Medium 12 liegt diskret verteilt über die
Breite der Warenbahn des Substrates 1 vor. Jedes Loch führt eine
sehr gut bestimmte Mediummenge im Bereich von einigen n1 mit sich.
Der Auftrag der somit vordosierten Tropfen erfolgt mittels der im
Verhältnis
zur Bewegung der Transporteinrichtung 1 synchronisiert
zugeführten
Gaspulse aus den Düsen 6.
Durch die Synchronisation der Gaspulse aus den Düsen 6 mit der Rotationsbewegung
der Transporteinrichtung 1 und die Anpassung an die Geschwindigkeit
des Substrates 2 kann bei der selektiven Ablösung der
einzelnen Tropfen ein beliebiges Muster über die Breite und Länge des
Substrates 2 auf dieses kontaktlos übertragen werden.
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7 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit geschlossener Zuführung des Mediums zur Transporteinrichtung 1.
Das Prinzip dieses besteht darin, die Flüssigkeiten wie Lösungen,
Dispersionen, Suspensionen oder auch Pasten aus dem Vorratsbehälter 8' durch die Pumpe 11 über eine
Leitung 28 einer geschlossenen, über die Breite der Transporteinrichtung 1 geteilten
oder auch nicht geteilten Füllkammer 30 zuzuführen und
hier in das Sieb der Transporteinrichtung 1 aufzunehmen.
Dazu ist die Füllkammer 30 mit
einer Entlüftung
versehen, um eingetragene Luft entweichen zu lassen. Auf das Zumessen
durch Rakeln kann evtl. verzichtet werden.
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In einer Variante kann es erfindungsgemäß von Vorteil
sein, überschüssige Substanz über eine Abführleitung 29 wieder
im Vorratsbehälter 8' zu sammeln.
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8 zeigt
schematisch, wie bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Locherkennung
im Sieb der Transporteinrichtung 1 vorgenommen werden kann.
An sich kann auch eine "indirekte" Locherkennung über einen
direkt mit der Transporteinrichtung 1 verbundenen Encoder
durchgeführt
werden. Es ist in bevorzugter Weise aber auch mög lich, eine elektromagnetische
Locherkennung mittels eines Senders 31 und eines Empfängers 32 vorzunehmen.
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9 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem mehrere Druckvorrichtungen oder -aggregate 25, jeweils entsprechend
einem der Ausführungsbeispiele
der 1 bis 5, hintereinander längs eines Transportbandes 21 angeordnet
sind. Auf diesem Transportband 21, das von einem Hauptantrieb 24 angetrieben
wird, wird ein Substrat 2 geführt, das auf das Transportband 21 mit
Hilfe einer Klebevorrichtung 23 aufgeklebt wird. Der Hauptantrieb 24 des Transportbandes 21 ist
mit einem Encoder am Einlauf des Substrates 2 verbunden.
Jedes der Druckaggregate 25 ist mit einer Antriebseinheit
bzw. einem Getriebemotor verbunden. In 9 sind dabei schematisch vier Druckaggregate
dargestellt. Gegebenenfalls können
aber auch mehrere solche Druckaggregate, beispielsweise sechs Druckaggregate,
vorgesehen werden. Die Steuerung der gesamten Anlage erfolgt entweder über eine
Zentraleinheit (CPU) 20, die jeweils für Antrieb A und Düsensteuerung
D (vgl. die entsprechenden Doppelpfeile) mit denn einzelnen Druckaggregaten 25 verbunden
ist, oder dezentral, wobei jedem Druckaggregat eine Zentraleinheit
zugeordnet ist. Der Zentraleinheit 20 werden die Musterdaten
von einer Druckvorlage zugeführt,
indem diese zuerst gescannt bzw. digital erstellt und sodann das
Ergebnis einer CAD-Farbseparierung und einer Aufbereitung ("CAM-Vorbereitung") unterworfen wird.
Das Encodersignal dient der Synchronisation und wird an die Zentraleinheit 20 bzw.
Zentraleinheiten der einzelnen Druckaggregate übermittelt.
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Mit dem in 9 gezeigten System aus mehreren Vorrichtungen 25 kann
unabhängig
vom Rapport ein mehrfarbiges Muster auf verschiedenste Substrate 2 übertragen
werden, wenn jedem Druckaggregat 25 eine bestimmte Farbe
zugeordnet wird.
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11 und 12 veranschaulichen das erfindungsgemäße indirekte
Verfahren. Eine mit Löchern versehene
Transporttrommel 50 wird in Richtung des Pfeiles 51 rotiert
und nimmt in jedes seiner Löcher
ein Medium aus einem Behälter 52 auf.
eine vorwärtstreibende
Vorrichtung 53 (11)
oder 54 (12) entfernt
selektiv das Medium aus vorbestimmten Löchern der Transportwalze 50.
Die vorwärtstreibenden Vorrichtungen 53, 54 werden
durch einen Computer 55 gesteuert, in dem Daten eines zu
druckenden Musters 56 gespeichert und verarbeitet werden.
Das in den Löchern
der Transporttrommel verbleibende Medium wird auf eine Einheit 57,
wie eine Rakel- oder eine nichtselektive vorwärtstreibende Vorrichtung, auf
ein sich in Richtung des Pfeiles 59 bewegendes Substrat 58 übertragen.
In 11 enthält die vorwärtstreibende
Vorrichtung Ventile und Düsen zum
Erzeugen von Gaspulsen um das Medium in einen Sammelbehälter 60 zu überführen, während in 12 die vorwärtstreibende
Vorrichtung steuerbare elektrostatische Köpfe enthält, welche das Medium von vorbestimmten
Stellen der Transporttrommel 50 entfernen.
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13 zeigt
einen ebenen Behälter 67,
der eine flache geöffnete
Transporteinrich tung 1 enthält, die in einem Rahmen 66 eingepasst
ist. Ein Medium 12 (in der Figur nicht gezeigt) wird durch
eine Ausbringvorrichtung 63 verteilt, welche durch einen
Motor 61 und eine Antriebswelle 62 angetrieben
wird. Medium 12 wird berührungslos mit einer Auftragvorrichtung 80 über die
gesamte Breite eines Substrates 2 übertragen, welches periodisch
auf einen Riemen 64 befördert
wird, wie beispielsweise von einer in 13 gezeigten
Vorrichtung auf eine benachbarte Vorrichtung um eine nächste Farbe
aufzubringen. Ein Encoder 65 liefert die Position der Ausbringvorrichtung
bezüglich
der Transporteinrichtung 1.
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14 zeigt
eine Abänderung
der Vorrichtung aus 13 mit
einer Auftragvorrichtung 81, welche nicht über die
gesamte Breite der Transporteinrichtung 1 verteilt ist
und statt dessen in Längsrichtung
der Ausbringvorrichtung 63 über die Breite der Transporteinrichtung 1 durch
einen zweiten Motor 68 angetrieben wird. Dadurch wird die
Größe der Auftragvorrichtung 81 verringert. Über die
Encoder 65 und 69 wird die Position der Auftragvorrichtung 81 gesteuert.
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14 zeigt
eine Abänderung
der Vorrichtung aus 13 mit
einer Auftragvorrichtung 81, welche nicht über die
gesamte Breite der Transporteinrichtung 1 verteilt ist
und statt dessen in Längsrichtung
der Ausbringvorrichtung 63 über die Breite der Transporteinrichtung 1 durch
einen zweiten Motor 68 angetrieben wird. Dadurch wird die
Größe der Auftragvorrichtung 81 verringert. Über die
Encoder 65 und 69 wird die Position der Auftragvorrichtung 81 gesteuert.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren
benötigen
keine Fertigung und Dessinierung von Schablonen, wie dies beim Stand
der Technik derzeit erforderlich ist. Durch die selektiee Ansteuerung
der einzelnen Düsen 6 in Synchronisation
mit dem Lauf des Substrates 2 und hintereinanderliegenden
Druckaggregaten 25 ist ohne weiteres jedes Muster zu fertigen.
Die erreichbaren Geschwindigkeiten liegen dabei zumindest in der
Größenordnung
der Geschwindigkeiten der derzeit üblichen Verfahren.
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Dennoch gilt es zu beachten, dass
das erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung gemusterter Schablonen verwendet werden kann, die
auf herkömmliche
Art und Weise unter Verwendung einer unbemusterten Siebdruckschablone
als Transporteinrichtung zum Transport von Flüssiglack als Medium und einer
vorwärtstreibende
Vorrichtung zum selektiven Entfernen des Mediums aus den Löchern der Siebdruckschablone
und nachfolgendes Trocknen des Lackes, verwendet werden.
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Nach entsprechender Mustererstellung
und Farbseparierung ist es grundsätzlich möglich, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
nur mit Grundfarben zu arbeiten und diese direkt auf dem Substrat 2 zu
mischen. Der Vorteil einer solchen Vorgehensweise liegt darin, dass
Ansatz und Mischen von Farben vollständig wegfallen. Dementsprechend
wird auch die Umweltbelastung verringert.
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15 zeigt
eine Anwendung der erfinderischen Ideen auf dem Gebiet des Abmessens
von Medien. Eine mit Löchern
versehene Transporteinrichtung 90 wird in Richtung des
Pfeiles 91 rotiert und nimmt in jedes seiner Löcher ein
Medium aus einem Behälter 92 auf.
Die Menge an Medium in jedem Loch ist bekannt. Eine vorwärtstreibende
Vorrichtung 93 entfernt selektiv das Medium aus vorbestimmten Löchern der
Transporteinrichtung 90 hin zu einem Behälter 94.
Die vorwärtstreibende
Vorrichtung 93 wird durch einen Computer 95 gesteuert,
in dem die Menge des abzumessenden Mediums und/oder die Menge an
Medium pro Einheitszeit betreffende Daten gespeichert und verarbeitet
werden. Durch Bereitstellen einer Vielzahl von Einheiten gemäß 15 können Mehrfachmessvorrichtungen
bereitgestellt werden. Andere Vorteile der beschriebenen Abmessvorrichtung
sind der große
Abmessbereich, die hohe Geschwindigkeit, keine Verschmutzung des
Mediums in der Transporteinrichtung, eine praktisch digitale Funktionsweise,
schneller Austausch von Transporteinrichtungen und eine mögliche Verwendung auf
analytischem Gebiet. Auch kann ein indirektes Abmessverfahren ähnlich dem
in den 11 und 12 dargestellten Verfahren
verwendet werden.