EP0164001B1

EP0164001B1 - Method and device for dry-printing an article using a hot-stamping foil

Info

Publication number: EP0164001B1
Application number: EP85106064A
Authority: EP
Inventors: Walter Mathis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-06-06
Filing date: 1985-05-17
Publication date: 1990-05-09
Anticipated expiration: 2005-05-17
Also published as: DE3421029C2; EP0164001A2; DE3421029A1; EP0164001A3; ATE52456T1; JPH0310501B2; JPS6116857A; ZA854219B; CA1241566A; US4658721A; DE3577524D1

Abstract

In a procedure for dry printing of a workpiece through application of a hot embossing foil 5 and embossing die 8 as well as with application of heat, pressure, and time, workpiece 1 and embossing die 8 are moved relatively up to each other, held in contact with intermediate clamping of hot embossing foil 5, and heat thereby transferred. Hot embossing foil 5 is thereby adhered to the workpiece according to embossing die 8 and, after a cooling time, detached from workpiece 1 with the exception of printed image 2. To print differently shaped surfaces 2 of workpieces 1, embossing die 8 is brought into contact with workpiece 1 through progressive engagement over entire die surface 11, with embossing die 8, at least in the region of die surface 11, being given a form according to the shape of the workpiece.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum trockenen Bedrucken eines Werkstücks unter Verwendung einer Heißprägefolie.Method and device for dry printing a workpiece using a hot stamping foil.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum trockenen Bedrucken eines Werkstückes mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen. Es wird gleichzeitig eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aufgezeigt.The invention relates to a method for dry printing of a workpiece with the features specified in the preamble of claim 1. An apparatus for carrying out the method is shown at the same time.

Die Erfindung läßt sich sowohl beim Bedrucken starrer, d. h. nur im Bereich der elastischen Materialverformung nachgiebiger Körper einsetzen. Mit besonderem Vorteil können aber auch durch ihre Formgebung nachgiebige Körper, beispielsweise geblasene Kunststofflaschen, insbesondere für die Kosmetikindustrie, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bedruckt werden. Dabei spielt es keine Rolle, wie die zu bedrukkende Oberfläche des Werkstückes im einzelnen gestaltet ist; diese Oberfläche kann insbesondere eben, konvex-rund, konvex-oval oder auch konkav ausgebildet sein.The invention can be both rigid when printing, d. H. Only use flexible bodies in the area of elastic material deformation. With their particular shape, however, flexible bodies, for example blown plastic bottles, particularly for the cosmetics industry, can also be printed with the method according to the invention. It does not matter how the surface of the workpiece to be printed is designed in detail; this surface can in particular be flat, convex-round, convex-oval or also concave.

Das aufgezeigte Verfahren ist aber auch zum Bedrucken jeglicher anderer Materialien, z. B. Metall, Holz, Glas, Keramik usw. im Prägedruck geeignet, wenn ein geeigneter Haftvermittler zwischen der zu bedruckenden Oberfläche und der Prägefolie zur Anwendung kommt. Ein solcher Haftvermittler kann vor oder während des Prägens auf das zu bedruckende Werkstück aufgebracht werden. Insbesondere kann der Haftvermittler auch auf der Prägefolie angeordnet sein oder über die Zwischenlage einer gesonderten Folie während des Prägens auch auf die Oberfläche des zu bedruckenden Werkstücks aufgebracht werden.The method shown is also for printing on any other materials, e.g. B. metal, wood, glass, ceramics, etc. in embossing, if a suitable adhesion promoter is used between the surface to be printed and the embossing film. Such an adhesion promoter can be applied to the workpiece to be printed before or during embossing. In particular, the adhesion promoter can also be arranged on the embossing film or can also be applied to the surface of the workpiece to be printed via the intermediate layer of a separate film during embossing.

Der hier angesprochene Heißprägefoliendruck ist ein trockenes Druckverfahren, bei dem die Heißprägefolie auf die zu bedruckende Oberfläche aufgeklebt bzw. aufgeschmolzen wird. Die Heißprägefolie selbst besteht aus einem Trägerband, einer Trennschicht, zweckmäßig einem Schutzlack, der eigentlichen Farbschicht, die oft eine zusätzliche Metallschicht enthält, und der Klebe- bzw. Verbindungsschicht zu der zu bedrukkenden Oberfläche aus Kunststoff. Sämtliche anderen Schichten außer dem Trägerband werden beim Druckvorgang auf die zu bedrukkende Oberfläche aufgebracht und nach entsprechender Abkühlung von der Heißprägefolie bzw. dem Trägerband dort abgerissen, wo sie aufgeklebt bzw. mit der zu bedruckenden Oberfläche verbunden waren.The hot stamping foil printing mentioned here is a dry printing process in which the hot stamping foil is glued or melted onto the surface to be printed. The hot stamping foil itself consists of a carrier tape, a separating layer, expediently a protective lacquer, the actual color layer, which often contains an additional metal layer, and the adhesive or connecting layer to the plastic surface to be printed. All other layers apart from the carrier tape are applied to the surface to be printed during the printing process and, after corresponding cooling, are torn off from the hot stamping film or the carrier tape where they were glued or connected to the surface to be printed.

In der Heißprägetechnik werden bisher im wesentlichen zwei Arbeitsverfahren angewendet, nämlich das Hubverfahren einerseits und das Abrollverfahren andererseits (Druckschrift der Firma Oeser "Prägefoliendruck Oberflächenveredelungstechnik für Kunststoffe" 1979, S. 15 - 21; DE-OS 14 49 637). Bei dem Hubverfahren wird das Werkstück festgehalten und der Prägestempel hubartig bewegt. Der Prägestempel stellt einen starren Körper dar und besteht in der Regel aus Metall, also insbes. Messing oder Stahl. Es werden auch Prägestempel eingesetzt, die auf einem starren Grundkörper aus Metall einen Stempelkörper aus Silikon aufweisen. Die Silikonauflage weist eine Materialstärke je nach Anwendungsfall auf, die zwischen 0, 8 und 4 mm betragen kann. Der im Rahmen seiner Elastizität des Silikonmaterials zusammendrückbare Stempelkörper dient dem Ausgleich von Toleranzen an der zu bedruckenden Oberfläche des Werkstükkes. Es versteht sich, daß diese Toleranzen besser ausgeglichen werden können, je dicker die Silikonauflage ist. Andererseits verschlechtert sich der wärmeübergang aus dem metallenen Grundkörper in die Silikonauflage mit zunehmender Materialstärke. Hier sind also Grenzen gesetzt. Der Prägestempel ist an einen sog. Heizkopf montiert, in welchem oft mittels Heizpatronen die erforderliche Wärme entbunden wird, die dann durch Wärmeleitung über den Heizkopf und den metallenen Grundkörper des Prägestempels durch Wärmeleitung übertragen wird. Ein solches System ist sehr träge. Die Stempelfläche des Prägestempels erhält etwa nach einer halben Stunde ihre Arbeitstemperatur, so daß mit dem Druckvorgang dann begonnen werden kann.So far, essentially two working processes have been used in hot stamping technology, namely the lifting process on the one hand and the unrolling process on the other hand (Oeser publication "embossing foil printing surface finishing technology for plastics" 1979, pp. 15-21; DE-OS 14 49 637). In the lifting process, the workpiece is held in place and the stamp is moved in a stroke. The embossing stamp represents a rigid body and is usually made of metal, in particular brass or steel. Embossing dies are also used which have a silicone die body on a rigid metal base. Depending on the application, the silicone pad has a material thickness that can be between 0, 8 and 4 mm. The stamp body which can be compressed within the scope of its elasticity of the silicone material serves to compensate for tolerances on the surface of the workpiece to be printed. It is understood that these tolerances can be better compensated for the thicker the silicone layer. On the other hand, the heat transfer from the metal base body into the silicone pad deteriorates with increasing material thickness. So there are limits. The stamp is mounted on a so-called heating head, in which the necessary heat is often released by means of heating cartridges, which is then transferred by heat conduction via the heating head and the metal base of the stamp by heat conduction. Such a system is very sluggish. The stamp surface of the embossing stamp gets its working temperature after about half an hour, so that the printing process can then be started.

Bei dem Abrollverfahren, welches insbes. zu einer flächigen Beschichtung zylindrischer oder leicht konischer Teile, wie Lippenstifthülsen, Cremedosen u. dgl. eingesetzt wird, wird das Werkstück bewegt und an dem Prägestempel abgerollt. Der Prägestempel entspricht in seiner Länge der zu prägenden Abwicklung. Auch hierbei muß ein erheblicher Kontaktdruck erreicht werden, damit in der Kürze der zur Verfügung stehenden Zeit für den Abrollvorgang die erforderliche Temperatur erreicht wird. Das Verfahren ist insofern problematisch, als weder eine steuerbare Verweilzeit einerseits für die Aufbringung der wärme noch eine definierte Abkühlzeit für die Verfestigung der aufgeprägten Schichten zur Verfügung steht. Das Verfahren hat allerdings den Vorteil, daß beim Abrollvorgang eine blasenfreie Verbindung zwischen der aufgeklebten Druckschicht und dem Werkstück erreicht wird.In the rolling process, which in particular for a flat coating of cylindrical or slightly conical parts such as lipstick sleeves, cream jars and the like. Like. Is used, the workpiece is moved and unrolled on the die. The length of the embossing stamp corresponds to the processing to be embossed. Here, too, a considerable contact pressure must be achieved so that the required temperature is reached in the short time available for the rolling process. The method is problematic in that there is neither a controllable dwell time for the application of the heat nor a defined cooling time for the consolidation of the embossed layers. However, the method has the advantage that a bubble-free connection between the glued-on printing layer and the workpiece is achieved during the unrolling process.

Besonders problematisch ist das Bedrucken von nachgiebigen, d. h. verformbaren Hohlkörpern, z. B. Flaschen aus Polyäthylen, wie sie insbes. in der Kosmetikindustrie zur Abfüllung der verschiedenen flüssigen oder teigigen Produkte benutzt werden. Hierbei muß die Kunststofflasche selbst nachgiebig und zusammendrückbar sein, um ihren Inhalt beim Gebrauch entnehmen zu können. Solche verformbaren Hohlkörper besitzen ganz verschiedene Gestalt von einem zylindrischen Querschnitt bis zu flach-oval, wobei die Oberfläche des zu bedruckenden Werkstückes nicht nur in einer Richtung bzw. Ebene gekrümmt sein kann. Solche Hohlkörper werden mit Hilfe einer geteilten Form bedruckt. Das Unterteil der Form ist feststehend angeordnet und bildet ein Bett zur Aufnahme etwa der einen Hälfte der Flasche. Zu der Form gehört ein bewegliches Oberteil, so daß die Flaschen zwischen Ober- und Unterteil aufgenommen und fixiert werden kann. Zwischen Ober- und Unterteil der Flasche läuft die Heißprägefolie durch. Der Oberteil besitzt eine Aussparung, in welchem der Prägestempel angeordnet und dabei starr mit dem Oberteil verbunden ist. Der Oberteil der Form sitzt an dem sog. Heizkopf, in welchem die Wärme entbunden und nach unten geleitet wird, und zwar an den Prägestempel, nicht aber das Oberteil der Form. Das Oberteil der Form muß deshalb aus wärmeisolierendem Werkstoff bestehen. Nach dem Einbringen der Flasche in das Unterteil der Form wird die Form durch die hubartige Bewegung des Oberteils mit dem Prägestempel geschlossen. Anschließend wird die Flasche zwecks Erzeugung des für die Übertragung der Wärme erforderlichen Druckes zwischen Prägestempel, Heißprägefolie und der zu bedruckenden Oberfläche aufgeblasen, wobei mit erheblichen Drücken in der Größenordnung von etwa 20 bar gearbeitet wird. Durch diesen Aufblasvorgang findet der Kontakt zum Prägestempel statt; das Werkstück wird also auf den stillstehenden Prägestempel zu bewegt. Da sich der Aufblasdruck in der Flasche natürlich nicht nur im Bereich des Prägestempels auswirkt, sondern überall, muß die geteilte Form diesem Aufblasdruck standhalten und die Form muß auch geschlossen gehalten werden, was den Einsatz entsprechend ausgebildeter hydraulischer Pressen für das Unter- und Oberteil erfordert. Über diesen Aufblasdruck werden auch die Toleranzen in der Oberflächengestalt der Hohlkörper, die bei deren Herstellung entstanden sind, ausgeglichen, wobei sich je nach der Genauigkeit der Herstellung der Flaschen ein Ausschußanteil nicht vermeiden läßt. Der Prägestempel muß abgestimmt auf dieses Herstellungsverfahren in besonderer Weise hergestellt werden, damit die aufgeblasene Kunststofflasche nur an den erhabenen Teilen des Stempelkörpers, also an der Stempelfläche anliegt und sich auch durch den Aufblasdruck nicht an den übrigen Teilen des Stempelkörpers anlegt. Nach dem Aufbringen des Drucks und der Wärme, also dem Aufkleben bzw. Aufschmelzen der Heißprägefolie auf die Oberfläche der Flasche im Bereich des Druckbildes wird der Aufblasdruck aus dem Innenraum der Flasche weggenommen, wobei sich bereits in nachteiliger Weise eine Relativbewegung zwischen der heißen Oberfläche der Flasche mit der Heißprägefolie und der Form ergibt, die bei zu frühem Offen der Form zu einem verwischten oder sonstwie beeinträchtigten Druckbild fühnen kann Bei dem Öffnen der Form kann nur beschränkt eine Abkühlzeit eingehalten werden, bevor die Folie angewissen Stellen bereits ungewollt abgerissen wird. Anschließend wird die Heißprägefolie von der nunmehr bedruckten Oberfläche des werkstückes abgerissen bzw. abgelöst und taktweise um einen Nutzen weiterbewegt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß die Toleranzen der Hohlkörper durch den Aufblasdruck ausgeglichen werden, um überall den erforderlichen Kontakt zu bekommen. Es ist ein erheblicher Druck erforderlich, um die Flasche zu verformen; ein solcher Druck ist nicht unbedingt für den eigentlichen Druck erforderlich. Für den Druckvorgang kann ein übermäßiger Druck sogar nachteilig sein. Aufgrund der notwendigen Teilung der Form ist ein Bedrucken eines solchen Hohlkörpers rundum oder im wesentlichen rundum in einem Schritt nicht möglich. Der Prägewinkel kann nicht mehr als 180° betragen. Er liegt in der Praxis meist deutlich unter 180°, da gerade die Flächen, die in diesem Grenzwinkelbereich liegen, zu Schwierigkeiten Anlaß bieten. Weiterhin ist nachteilig, daß das Ober- und Unterteil der Form sehr genau an die Flaschenform angepaßt bzw. auf diese abgestimmt sein müssen. Oft wird der gleiche kosmetische Gegenstand in Flaschen unterschiedlicher Größe und/ oder Formgebung in unterschiedlicher Menge abgegeben, wobei aber das gleiche Druckbild benutzt wird. Hierbei ist es erforderlich, jeweils eine komplette Form mit Ober- und Unterteil und mit Prägestempel herzustellen und zu benutzen. Da der Prägestempel relativ zum Oberteil feststehend angeordnet ist, liegt auch das Druckbild relativ zu der zu bedruckenden Flasche fest. Eine Druckstandänderung erzwingt damit ebenfalls die Herstellung einer neuen Form. Weiterhin ist nachteilig, daß Fremdkörper auf der Heißprägefolie, die in den Bereich des Prägestempels gelangen, infolge der hohen auftretenden Aufblasdrücke dazu führen können, daß der Prägestempel verletzt und damit unbrauchbar wird.The printing of flexible, ie deformable hollow bodies, for. B. bottles made of polyethylene, as they are used in particular in the cosmetics industry for filling the various liquid or pasty products. Here, the plastic bottle itself must be compliant and compressible in order to be able to remove its contents during use. Such deformable hollow bodies have very different shapes from a cylindrical cross-section to a flat oval, the surface of the workpiece to be printed cannot be curved in only one direction or plane. Such hollow bodies are printed using a divided form. The lower part of the mold is fixed and forms a bed for receiving about one half of the bottle. The shape includes a movable top so that the bottles can be picked up and fixed between the top and bottom. The runs between the top and bottom of the bottle Hot stamping foil through. The upper part has a recess in which the stamp is arranged and is rigidly connected to the upper part. The upper part of the mold sits on the so-called heating head, in which the heat is released and conducted downwards, namely on the stamping die, but not the upper part of the mold. The upper part of the mold must therefore consist of heat-insulating material. After the bottle has been introduced into the lower part of the mold, the mold is closed with the stamp by the stroke-like movement of the upper part. The bottle is then inflated between the stamping die, hot stamping foil and the surface to be printed in order to generate the pressure required for the transfer of heat, with considerable pressures of the order of about 20 bar being used. This inflation process makes contact with the stamp; the workpiece is thus moved towards the stationary stamp. Since the inflation pressure in the bottle naturally not only affects the stamp, but everywhere, the split shape must withstand this inflation pressure and the shape must also be kept closed, which requires the use of appropriately trained hydraulic presses for the bottom and top part. This inflation pressure also compensates for the tolerances in the surface shape of the hollow bodies that were produced during their production, and depending on the accuracy of the production of the bottles, a reject rate cannot be avoided. The embossing stamp must be produced in a special way in accordance with this manufacturing process, so that the inflated plastic bottle only rests on the raised parts of the stamp body, that is to say on the stamp surface, and also does not contact the other parts of the stamp body due to the inflation pressure. After the application of the pressure and the heat, i.e. the gluing or melting of the hot stamping foil onto the surface of the bottle in the area of the printed image, the inflation pressure is removed from the interior of the bottle, with a relative movement between the hot surface of the bottle already being disadvantageous with the hot stamping foil and the mold, which can lead to a blurred or otherwise impaired print image if the mold is opened too early. When the mold is opened, there can only be a limited cooling time before the foil is already accidentally torn off at certain points. Subsequently, the hot stamping foil is torn off or detached from the now printed surface of the workpiece and moved in cycles for one use. A disadvantage of this method is that the tolerances of the hollow bodies are compensated for by the inflation pressure in order to get the required contact everywhere. Considerable pressure is required to deform the bottle; such a pressure is not absolutely necessary for the actual printing. Excessive printing can even be disadvantageous for the printing process. Due to the necessary division of the shape, printing of such a hollow body around or essentially all around in one step is not possible. The embossing angle cannot exceed 180 °. In practice, it is usually well below 180 °, since it is precisely the surfaces that lie in this critical angle range that give rise to difficulties. Another disadvantage is that the upper and lower part of the shape must be adapted very precisely to the shape of the bottle or must be matched to it. The same cosmetic object is often dispensed in bottles of different sizes and / or shapes in different quantities, but the same printed image is used. It is necessary to produce and use a complete mold with an upper and lower part and with a stamp. Since the embossing stamp is fixed relative to the upper part, the printed image is also fixed relative to the bottle to be printed. A change in pressure level also forces the production of a new shape. It is also disadvantageous that foreign bodies on the hot stamping foil, which get into the area of the stamp, can cause the stamp to be injured and thus become unusable due to the high inflation pressures that occur.

Aus der US-A-3 961 575 ist eine für das Heißprägen geeignete Vorrichtung bekannt, bei der der Prägestempel aus einem großen Aluminiumblock besteht, an welchem dem Druckbild entsprechend, also z. B. einzelnen Buchstaben, weitere Blocks befestigt sind, die aus festen Material bestehen, wobei in einem solchen Grundkörper Heizpatronen für die Entbindung der erforderlichen Wärme untergebracht sind. Der am Grundkörper befestigte Stempelkörper ist ebenfalls als fester Körper ausgebildet und weist eine Stempelfläche auf, die das gewünschte Druckbild ergibt. Zwischen dem Grundkörper und dem Stempelkörper und dem das gesamte Druckbild tragenden Aluminiumblock ist eine Isolierschicht sowie eine Schicht aus flexibel-nachgiebigem Werkstoff angeordnet, die die Toleranzen, die bei der Herstellung zu bedruckender Werkstücke auftreten, ausgleichen soll. Der Stempelkörper ist insgesamt gewölbt ausgebildet und entspricht daher von vornherein der zu erwartenden Formgebung der Oberfläche des zu bedruckenden Werkstücks.From US-A-3 961 575 a device suitable for hot stamping is known, in which the stamp consists of a large aluminum block, on which the printed image corresponding to, for. B. individual letters, further blocks are attached, which consist of solid material, heating cartridges for the release of the required heat are housed in such a basic body. The stamp body attached to the base body is also designed as a solid body and has a stamp surface which produces the desired printed image. An insulating layer and a layer of flexible, resilient material are arranged between the base body and the stamp body and the aluminum block carrying the entire printed image, which is intended to compensate for the tolerances that occur during the production of workpieces to be printed. The stamp body is curved overall and therefore corresponds from the outset to the expected shape of the surface of the workpiece to be printed.

Aus der WO-A-81/01536 ist eine Vorrichtung für den Heißprägedruck bekannt, bei welcher die zu bedruckenden Werkstücke, beispielsweise zylindrische Gefäße oder Hülsen, nach dem Abrollverfahren heißgeprägt werden können. Dabei ist insbesondere an eine flächige Beschichtung gedacht. Da die Kontaktzeit aufgrund des Rollverfahrens relativ kurz ist, ist es erforderlich, erhebliche Drücke und Temperaturen zur Anwendung zu bringen. Eine definierte Abkühlzeit steht naturgemäß bei dem angewendeten Verfahren nicht zur Verfügung.From WO-A-81/01536 a device for hot stamping is known, in which the workpieces to be printed, for example cylindrical vessels or sleeves, can be hot stamped using the rolling process. In particular, a flat coating is intended. Since the contact time is relatively short due to the rolling process, it is necessary to apply considerable pressures and temperatures. A defined cooling time is naturally not available with the method used.

Aus der DE-C-27 865 ist ein Apparat zum Bedrucken flacher, runder und ovaler Gegenstände bekannt, der jedoch nach dem Naßdruckverfahren arbeitet. Der Stempelkörper besteht aus einer elastischen Metallplatte, auf welcher dem zu bedruckenden Werkstück zugekehrt eine Gummiplatte angeordnet ist, die die Stempelfläche trägt. Sowohl zur Aufnahme der nassen Farbe wie auch zur Übergabe der Farbe an das zu bedruckende Werkstück sind Rollen vorgesehen, über die der erforderliche Anpreßdruck aufgebracht wird. Damit wird der Stempelkörper über diese Rollen durch fortlaufendes Anlegen über die gesamte Stempelfläche mit dem Werkstück in Kontakt gebracht und dabei die nasse Druckfarbe auf das Werkstück übertragen. Die Rollen sorgen dafür, daß der Stempelkörper im Bereich ihres jeweiligen Andrucks eine der Gestalt des Werkstücks entsprechende Form annimmt.DE-C-27 865 describes an apparatus for printing flat, round and oval counterparts would be known, but which works according to the wet printing process. The stamp body consists of an elastic metal plate on which a rubber plate facing the workpiece to be printed is arranged, which carries the stamp surface. Rollers are provided both for receiving the wet ink and for transferring the ink to the workpiece to be printed, by means of which the required contact pressure is applied. The stamp body is thus brought into contact with the workpiece by continuous application over the entire stamp surface and the wet printing ink is transferred to the workpiece. The rollers ensure that the stamp body takes on a shape corresponding to the shape of the workpiece in the area of its respective pressure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, mit denen es möglich ist, Werkstücke, insbes. nachgiebige Hohlkörper, ganz verschieder Gestalt und/oder verschiedenen STandorts des Druckbildes zu bedrucken.The invention has for its object to provide a method and a device of the type described above, with which it is possible to print workpieces, in particular. Flexible hollow bodies, completely different shapes and / or different locations of the printed image.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Prägestempel durch fortlaufenden Anlegen über die gesamte Stempelfläche mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wird, und der Prägestempel dabei zumindest im Bereich der Stempelfläche in eine der Gestalt des Werkstükkes entsprechende Form gebracht wird. Die Erfindung eröffnet neben den im Stand der Technik bekannten Verfahren, nämlich dem Hubverfahren, dem Abrollverfahren und dem Aufblasverfahren ein weiteres Verfahren, welches als kombiniertes Hub-Abrollverfahren bezeichnet werden kann. Während im Stand der Technik bei dem Abrollverfahren und dem Aufblasverfahren das Werkstück bewegt wird, oder beim Hubverfahren der Prägestempel bewegt wird, wird hier das Werkstück und der Prägestempel relativ aufeinanderzu-bewegt. Das Werkstück kann dabei so positioniert bzw. stabilisiert werden, daß es keine Bewegung ausführen soll und kann. Der Prägestempel aber, der im Stand der Technik immer als fester Körper ausgebildet ist, der nur im Bereich seiner Materialelastizität geringfügig zusammengedrückt werden kann, ist bei Verwendung in dem vorliegenden Verfahren durch seine Formgebung, insbes. seine Dünnwandigkeit und sein Material flexibel gestaltet. Diese Flexibilität wird dazu ausgenutzt, um den Prägestempel an das Werkstück anzuformen. Der Prägestempel legt sich also fortlaufend an das Werkstück an und nimmt dessen Gestalt während des Druckvorganges an. Hierdurch entsteht der unerwartete Vorteil, daß das Druckverfahren auch bei unterschiedlichster Gestalt der Werkstücke, also bei runden, ovalen, sonstwie konvexen, flachen oder auch konkaven Werkstücken eingesetzt werden kann. Es ist sogar möglich, mit ein und demselben Prägestempel Werkstücke verschiedener Form zu bedrucken, wobei natürlich dasselbe Druckbild entsteht. Druckstandsänderungen sind völlig problemlos, weil das Werkstück nicht in einer Form, die zur Aufnahme von Druck bestimmt ist, gehalten werden muß. Weiterhin ist überraschend, daß das Druckergebnis verbessert und der Ausschuß reduziert wird, weil sich der Prägestempel bei jedem einzelnen Druckvorgang besser an das jeweilige-Werkstück anpassen kann, so daß der Bedruckungsvorgang unabhängiger von den Toleranzen der beispielsweise im Blasverfahren hergestellten Kunststofflaschen wird. Die Zuverlässigkeit steigt. Da der Prägestempel gegenüber den Prägestempeln im Stand der Technik eine sehr viel kleinere Masse aufweist, ergibt sich nach kurzer Anwärmzeit die Einsatzbereitschaft für den Druckvorgang. Hier ist eine Reduzierung von etwa einer halben Stunde auf eine Minute feststellbar. Durch den Wegfall des Ober- und des Unterteils der Form bei nachgiebigen Hohlkörpern entfällt auch die Anpassung dieser Formteile an die besondere Form des Hohlkörpers. Der Aufwand zur Herstellung des Prägestempels wird erheblich reduziert. Für den Fachmann erstaunlich ist ferner der weitere Vorteil, daß der Prägewinkel bei einem Druckvorgang 180° und mehr betragen kann. Dies stellt für ein hubähnlich arbeitendes Verfahren eine Besonderheit dar und eröffnet die Möglichkeit, beispielsweise eine runde Flasche in einem einzigen Druckvorgang über einen winkel von 210° zu bedrucken. Ein Rundumdruck erfordert zwei Druckvorgänge. Weiterhin ist vorteilhaft, daß die Druckmaschine vergleichsweise einfacher gestaltet und dimensioniert werden kann, weil der hohe Aufblasdruck beim Bedrucken von nachgiebigen Hohlkörpern wegfällt. Die Flasche kann zwar immer noch aufgeblasen werden, wenn sie besonders nachgiebig ist, d. h. wenn und soweit es für ihre Stabilität in der fixierten Lage sinnvoll erscheint. Der Aufblasdruck wird somit von etwa 20 bar beim Stand der Technik auf beispielsweise 2 bar für Stabilisierungszwecke gesenkt. Ein hoher Prägedruck wird mit dem neuen Verfahren nicht angestrebt, weil mit einem hohen Prägedruck die Gefahr verbunden ist, daß beispielsweise bei zu langer Zeiteinwirkung eine ungewünschte Verfornung der zu bedruckenden Oberfläche eintritt. Bei dem neuen Verfahren tritt auch der weitere Vorteil auf, daß der Bedruckungsvorgang in kürzerer Zeit abläuft und damit auch weniger Wärme übertragen wird. Insbes. beim Drucken größerer Flächen ergeben sich durch den nachfolgenden Abkühlvorgang geringere Einfallstellen. Aus dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich auch mehrere Vorteile hinsichtlich nachfolgender Druck- oder Bearbeitungsvorgänge des Werkstückes. So ist es möglich und kostenmäßig vertretbar, mehrere Druckstationen in einer Maschine vorzusehen, weil die einzelne Druckstation vergleichsweise billiger herstellbar ist. Auf diese Art und weise wird es möglich, Prägedruckstationen mit Siebdruckstationen in einer Druckmaschine zu kombinieren und die Arbeitsgeschwindigkeiten aufeinander abzustimmen. Der Prägedruck wird nur so hoch gewählt, wie es für eine ordnungsgemäße Verformung bzw. Anlage des Prägestempels an dem Werkstück erforderlich ist. Auf der Heißprägefolie vorhandene oder auf diese gefallene Fremdkörper können den Prägestempel nicht mehr unbrauchbar machen. Der flexible Prägestempel läßt es sinnvollerweise zu, bei seinem Anformvorgang ₅ an dem Werkstück auf der Oberfläche des Werkstückes an einer Stelle aufzusetzen und in einer Art Abrollvorgang sich anzulegen. Damit wird dem Einschluß von Luftblasen zwischen Heißprägefolie und Werkstückoberfläche entgegenge- ₁₀ wirkt. Die Heißprägefolie legt sich ohne Falten an das Werkstück an und wird im Druckbild mit der Werkstückoberfläche verbunden.This is achieved according to the invention in that the stamp is brought into contact with the workpiece by continuous application over the entire stamp surface, and the stamp is brought into a shape corresponding to the shape of the workpiece, at least in the region of the stamp surface. In addition to the methods known in the prior art, namely the lifting method, the unrolling method and the inflation method, the invention opens up a further method which can be referred to as a combined lifting and unrolling method. While in the prior art the workpiece is moved in the unrolling method and the inflation method, or the stamp is moved in the lifting method, here the workpiece and the stamp is moved relative to one another. The workpiece can be positioned or stabilized so that it should not and cannot perform any movement. However, the embossing stamp, which is always designed as a solid body in the prior art and can only be compressed slightly in the area of its material elasticity, is designed to be flexible when used in the present method due to its shape, in particular its thin-walled design and material. This flexibility is used to form the stamp on the workpiece. The embossing stamp is therefore in continuous contact with the workpiece and takes on its shape during the printing process. This creates the unexpected advantage that the printing process can also be used with a wide variety of workpiece shapes, ie with round, oval, otherwise convex, flat or concave workpieces. It is even possible to print workpieces of different shapes with the same embossing stamp, which of course produces the same print image. Changes in the pressure level are completely problem-free because the workpiece does not have to be held in a form which is intended to absorb pressure. It is also surprising that the printing result is improved and the amount of rejects reduced because the embossing stamp can adapt better to the workpiece in each individual printing process, so that the printing process becomes more independent of the tolerances of the plastic bottles produced, for example, in the blow molding process. The reliability increases. Since the embossing stamp has a much smaller mass than the embossing stamps in the prior art, after a short warm-up time, the readiness for use for the printing process results. A reduction of around half an hour to one minute can be observed here. By eliminating the upper and lower parts of the mold in flexible hollow bodies, it is also not necessary to adapt these molded parts to the special shape of the hollow body. The effort for producing the stamp is significantly reduced. A further advantage for the person skilled in the art is that the embossing angle can be 180 ° and more during a printing process. This is a special feature of a stroke-like process and opens up the possibility of printing, for example, a round bottle in a single printing process over an angle of 210 °. All-round printing requires two printing processes. Another advantage is that the printing press can be designed and dimensioned comparatively simpler because the high inflation pressure is eliminated when printing on flexible hollow bodies. The bottle can still be inflated if it is particularly flexible, ie if and as far as it makes sense for its stability in the fixed position. The inflation pressure is thus reduced from about 20 bar in the prior art to, for example, 2 bar for stabilization purposes. A high embossing pressure is not aimed at with the new method, because a high embossing pressure entails the risk that, for example, the surface to be printed undesiredly deformed if the effect is too long. The new method also has the further advantage that the printing process takes place in a shorter time and thus less heat is transferred. Esp. when printing larger areas, the subsequent cooling process results in fewer sink marks. The method according to the invention also has several advantages with regard to subsequent printing or machining operations on the workpiece. It is therefore possible and economically justifiable to provide several printing stations in one machine because the individual printing station is comparatively cheaper to manufacture. In this way it becomes possible to combine embossing printing stations with screen printing stations in one printing press and to coordinate the working speeds. The embossing pressure is selected only as high as is necessary for the deformation or contact of the embossing stamp on the work piece is required. Foreign objects present on the hot stamping foil or fallen onto it can no longer render the stamp unusable. The flexible embossing stamp expediently allows it to be placed on the surface of the workpiece at one point during its molding process ₅ and to be put on in a kind of rolling process. Thus the inclusion of air bubbles is between hot stamping foil and the workpiece surface ₁₀ acts counteracted. The hot stamping foil attaches to the workpiece without folding and is connected to the workpiece surface in the print image.

Insbesondere beim Bedrucken nichtebener Flächen bzw. Werkstücke wird zunächst die Heißprä- ₁₅ gefolie unter Verwendung einer Stützmaske an die zu bedruckende Oberfläche des Werkstückes angelegt und dabei fixiert. Anschließend wird der Prägestempel durch eine Aussparung in der Stützmaske an die bereits fixierte Heißprägefolie ₂₀ angelegt. Nach der Übertragung von Wärme vom Prägestempel auf die Heißprägefolie und die Oberfläche des Werkstückes wird zunächst der Prägestempel und nach einer Abkühlzeit die Stützmaske vom Werkstück abgehoben. Die Ver- ₂₅ wendung der Stützmaske ist immer dann sinnvoll oder in der Regel sogar erforderlich, wenn die zu bedruckende Werkstücksoberfläche konvex oder konkav ist. Nur bei einfachen eben ausgebildeten Werkstücken kann die Stützmaske auch einmal 30 fehlen. Der wesentliche Vorteil der Verwendung der Stützmaske liegt darin, daß diese zunächst einmal die Heißprägefolie an die Oberfläche des zu bedruckenden Werkstückes anlegt und dort fixiert. Die Stützmaske weist eine Aussparung ₃₅ oder ein Fenster auf, durch welches hindurch der Prägestempel mit seinem Stempelkörper und insbesondere der Stempelfläche sich direkt auf die Heißprägefolie auflegt, während die übrigen Teile des Prägestempels sich an der Stützmaske anle- ₄₀ gen können. Durch die Gestaltung der Stützmaske kann zusätzlich auf den Abrollvorgang und die Anlage der Stützfläche an der Heißprägefolie Einfluß genommen werden. Die Stützmaske dient aber auch dazu, die Übertragung von Wärme von ₄₅ den übrigen Teilen des Prägestempels - außer an der Stelle ihrer Aussparung bzw. des Fensters - zu verhindern. Die Prägefolie darf ja außerhalb des Druckbildes nicht erwärmt werden, weil hier sonst zusätzliche nicht gewünschte Abdrücke am so Werkstück entstehen würden. Weiterhin kann man durch die Verwendung der Stützmaske den Vorteil ausnutzen, daß die Heißprägefolie vor, während und nach dem Prägevorgang relativ zur Oberfläche des zu bedruckenden Werkstückes ₅₅ unverrutschbar gehalten wird. Damit läßt sich auch eine definierte Abkühlzeit nach Entfernung des Prägestempels von der zu bedruckenden Oberfläche einhalten. Das Druckbild wird sauberer und klarer. ₆₀ In particular, when printing non-planar surfaces or workpieces, the hot stamping ₁₅ is first applied gefolie using a supporting mask to the surface to be printed of the workpiece and fixed there. The stamp is then applied to the already fixed hot stamping film ₂₀ through a cutout in the support mask. After the heat has been transferred from the stamp to the hot stamping foil and the surface of the workpiece, the stamp is first lifted off the workpiece and after a cooling time the support mask is lifted off the workpiece. The supply ₂₅ application of the support mask is always useful or even usually required when the print workpiece surface is convex or concave. The support mask can only be missing from simple, well-formed workpieces. The main advantage of using the support mask is that it first applies the hot stamping foil to the surface of the workpiece to be printed and fixes it there. The support mask has a recess ₃₅ or a window, through which the die with its punch body and in particular the stamp face hangs directly to the hot-stamping foil, while the remaining parts of the die can gen to the support mask investor _40th The design of the support mask can also influence the rolling process and the contact of the support surface with the hot stamping foil. Except at the location of its recess or window - - but to prevent the support mask also, the transfer of heat from the remaining parts ₄₅ of the stamping die is used. The embossing foil must not be heated outside the printed image, because this would result in additional unwanted impressions on the workpiece. Furthermore, by using the support mask, one can take advantage of the fact that the hot stamping film is held in place before, during and after the stamping process relative to the surface of the workpiece ₅₅ to be printed. A defined cooling time after removal of the stamp from the surface to be printed can thus also be observed. The printed image becomes cleaner and clearer. ₆₀

Für die Übertragung der Wärme auf den Prägestempel bieten sich verschiedene Möglichkeiten an. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Wärme induktiv- auf den Prägestempel übertragen wird. Der Prägestempel wird mit seinem Metallteil in ₆₅ den geschlossenen Sekundärstromkreis eingeschaltet, so daß die Wärme unmittelbar dort entbunden wird, wo sie gebraucht wird. Es ist lediglich noch die Übertragung der Wärme von ₅ der dünnen Metallschicht auf die dünne Silikon-oder Gummischicht erforderlich. Da diese Schicht sehr dünn gestaltet werden kann, weil ja hohe Kontaktdrück nicht mehr erforderlich sind, ist die Wärmeleitung im Bereich des Stempelkörpers ₁₀ erheblich verbessert. Es gibt aber auch andere Wärmeerzeugungs- bzw. Übertragungsmöglichkeiten. Beispielsweise könnte der Prägestempel mit seiner Stempelfläche oder auch auf seiner Rückseite durch eine Infrarotbestrahlung aufge- ₁₅ heizt werden, die entweder kontinuierlich oder auch in den Druckpausen durchgeführt werden könnte.There are various options for transferring the heat to the embossing stamp. It is particularly advantageous if the heat is transferred inductively to the stamp. The die is switched on with its metal part in ₆₅ the closed secondary circuit, so that the heat is released immediately where it is needed. It is still only the transfer of heat from the thin metal layer ₅ on the thin silicone rubber layer or required. Since this layer can be made very thin, because high contact pressures are no longer required, the heat conduction in the area of the stamp body _{10 is} considerably improved. But there are also other heat generation and transmission options. For example, the die could with its ram surface or also on its rear side by an infrared radiation listed are heated ₁₅ which could be carried out either continuously or in the print pauses.

Beim Bedrucken von nachgiebigen Hohlkörpern wird das Werkstück nur mit einem für seine ₂₀ Stabilisierung erforderlichen Druck formlos, d. h. ohne Verwendung einer Form, aufgeblasen. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Flasche im Bereich des Flaschenhalses und des Flaschenbodens, also gegenüberliegend einzuspannen und ₂₅ für eine gezielte Einleitung der Aufblasluft in die Flasche Sorge zutragen. Dieser Aufblasdruck hat nichts mit dem Kontaktdruck während des Druckvorganges beim Stand der Technik zu tun.When printing compliant hollow bodies, the workpiece is only a formless necessary for its stabilization pressure _20, that is, without using a mold, inflated. For this it is necessary only so opposite clamp the bottle in the area of the bottle neck and the bottle bottom and ₂₅ carry a targeted introduction of the inflating air into the bottle concern. This inflation pressure has nothing to do with the contact pressure during the printing process in the prior art.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- ₃₀ rens arbeitet mit einer Aufnahmestation für das Werkstück, einer taktweise arbeitenden Vorschubeinrichtung für die Heißprägefolie, einem zur Aufnahmestation relativ bewegbaren Prägestempel und einer Heizvorrichtung für den Prägestem- ₃₅ pel. Die Aufnahmestation kann ein einfachster Weise ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines Tisches für die Bedruckung ebener Werk- ' stücke. Erfindungsgemäß besteht der Prägestempel aus elastisch verformbarem Material und ist ₄₀ so dünnwandig ausgebildet, daß er beim Anlegen an das zu bedruckende Werkstück sich elastisch verformend an dessen Oberfläche anlegt. Der Prägestempel kann aus einem dünnen verbiegbaren Metallblech bestehen, dessen Oberfläche zu ₄₅ der Stempelfläche ausgebildet ist. Es ist natürlich auch möglich, daß das dünne Metallblech gleichsam den Grundkörper bildet, auf welchem ein ebenfalls sehr dünner Stempelkörper aus Kunststoff, Gummi, Silikon o. dgl. aufgebracht ist, der ₅α auf seiner dem Grundkörper abgekehrten Seite die Stempelfläche aufweist. Die Verbiegbarkeit bzw. Flexibilität des Prägestempels muß im elastischen Bereich liegen und so ausgebildet sein, daß er den einzelnen Anforderungen des speziel- ₅₅ len Anwendungsfalles genügt. Es ist beispielsweise auch möglich, den Prägestempel aus einem gummiartigen Metall herzustellen, in dessen Masse Metallpartikel in Form eines Gitters o. dgl. eingearbeitet sind.The apparatus for performing the procedure proceedings ₃₀ operates pel with a receiving station for the workpiece, a cyclically operating feed device for the hot stamping foil, a relatively movable to the receiving station stamper and a heater for the Prägestem- _35th The receiving station can be designed in a very simple manner, for example in the form of a table for printing on flat workpieces. According to the invention the embossing of elastically deformable material and is formed as thin walls _40, that it rests upon application to the printable workpiece elastically deform at its surface. The die may consist of a thin bendable sheet metal, the surface of which is formed into ₄₅ of the stamp face. It is of course also possible for the thin metal sheet to form, as it were, the base body, on which a likewise very thin stamp body made of plastic, rubber, silicone or the like is applied, which has ₅ α on its side facing away from the base body the stamp surface. The deformability or flexibility of the die must be within the elastic range and can be configured so as to satisfy the individual requirements of the speziel- ₅₅ len use case. For example, it is also possible to produce the stamp from a rubber-like metal, in the mass of which metal particles in the form of a grid or the like are incorporated.

₆₀ Zwischen dem Prägestempel und der Heißprägefolie ist in der Regel eine diese fixierende Stützmaske vorgesehen, die eine Aussparung für den Durchtritt eines die Stempelfläche tragenden Stempelkörpers des Prägestempels aufweist. ₆₅ Diese Stützmaske kann überall etwa gleiche Wandstärke aufweisen. Sie besteht in jedem Falle auch aus elastischem Material, welches jedoch wärmeisolierend sein muß. Auch die Stützmaske nimmt beim Anlegen an das Werkstück dessen Oberflächenform an bzw. bildet diese nach. An die Stützmaske wird dann der Prägestempel beim Druckvorgang abgeformt, wobei die Stempelfläche durch die Aussparung der Stützmaske hindurchtritt und sich direkt an der Trägerfolie der Heißprägefolie anlegt. Die Stützmaske kann auch mit gezielt unterschiedlicher Wandstärke ausgebildet werden, um damit den Anformvorgang bzw. den Anlagevorgang der Stempelfläche am Werkstück zu beeinflussen. Die Stützmaske besteht aus biegsamem, auf Zug oder Druck belastbaren Material. Beim Bedrucken von konkaven Flächen muß die Stützmaske auf Druck belastbar sein, weil sie ja die Heißprägefolie in diesem Bereich an das Werkstück andrücken muß. ₆₀ Between the stamping die and the hot stamping foil there is generally provided a support mask which fixes this and has a recess for the passage of a stamp body of the stamping die carrying the stamping surface. ₆₅ This support mask can be about the same everywhere Have wall thickness. In any case, it also consists of elastic material, which, however, must be heat-insulating. The support mask also assumes or simulates its surface shape when placed on the workpiece. The embossing stamp is then molded onto the support mask during the printing process, the stamp surface passing through the cutout in the support mask and bearing directly on the carrier foil of the hot stamping foil. The support mask can also be designed with different wall thicknesses in order to influence the forming process or the contact process of the stamp surface on the workpiece. The support mask is made of flexible material that can withstand tensile or compressive loads. When printing on concave surfaces, the support mask must be able to withstand pressure because it must press the hot stamping foil against the workpiece in this area.

Der Prägestempel besteht in bevorzugter Ausführungsform aus einem die Stempelfläche tragenden Stempelkörper aus elastisch nachgiebigem Material, insb. Silikon und einem Grundkörper aus elastisch verbiegbarem Metallblech. Die Gesamthöhe des Prägestempels kann somit in der Größenordnung von 2 - 4 mm liegen.In a preferred embodiment, the embossing stamp consists of a stamp body made of elastically resilient material, in particular silicone, which carries the stamp surface and a base body made of elastically bendable metal sheet. The total height of the embossing stamp can therefore be of the order of 2-4 mm.

Der Prägestempel kann mit seinem Grundkörper aus Metallblech in einem geschlossenen, induktiv erwärmten Stromkreis eingeschaltet sein. Dies stellt eine sehr schnellwirkende und gezielt steuerbare Erwärmungsmöglichkeit für den Prägestempel dar, so daß dessen Stempelfläche sehr genau mit der vorgesehenen Temperatur beheizt werden kann.The stamping die with its base made of sheet metal can be switched on in a closed, inductively heated circuit. This represents a very fast-acting and specifically controllable heating option for the embossing stamp, so that its stamp surface can be heated very precisely with the intended temperature.

Wenn getrennte Antriebsvorrichtung für die Stützmaske einerseits und für den Prägestempel andererseits vorgesehen sind, ergibt sich vorteilhaft die Möglichkeit, die Heißprägefolie mit der Stützmaske vor, während und nach dem Kontakt mit dem Prägestempel gegenüber der zu bedrukkenden Werkstückoberfläche unverrutschbar festzuhalten.If separate drive devices are provided for the support mask on the one hand and for the embossing stamp on the other hand, there is advantageously the possibility of holding the hot stamping foil with the support mask in a non-slip manner before, during and after contact with the embossing stamp with respect to the workpiece surface to be printed.

Obwohl die Erfindung insbesondere in den Ausführungsbeispielen für das Bedrucken von Werkstücken aus Kunststoff oder zumindest mit einem Kunststoffüberzug, z. B. Kunststofflack, beschrieben ist, ist das Druckverfahren und die Vorrichtung ganz allgemein zum Bedrucken der verschiedensten Materialien, wie z.B. Glas, Metall, Karton, Porzellan usw. einsetzbar; Voraussetzung ist ein entsprechender Haftvermittler.Although the invention in particular in the embodiments for printing workpieces made of plastic or at least with a plastic coating, for. B. plastic varnish, the printing process and the device is very general for printing on a wide variety of materials, such as Glass, metal, cardboard, porcelain, etc. can be used; A corresponding adhesion promoter is required.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen weiter beschrieben und verdeutlicht. Es zeigen:

Fig. 1 die Relativlage der wesentlichen Teile vor dem Bedruckvorgang eines Werkstückes mit zylindrischer Gestalt,
Fig. 2 die Relativlage der Teile gemäß Fig. 1 während des Bedruckungsvorganges,
Fig. 3 die Relativlage der Teile vor dem Bedrukkungsvorgang eines ebenen Werkstücks,
Fig. 4 die Relativlage der Teile gemäß Fig. 3 während des Druckvorganges,
Fig. 5 die Relativlage der Teile vor dem Bedrukkungsvorgang eines konkaven Werkstücks,
Fig. 6 die Relativlage der Teile gemäß Fig. 5 während des Bedruckungsvorganges und
Fig. 7 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf Stützmaske und Prägestempel.

The invention is further described and clarified with reference to the drawings. Show it:

1 shows the relative position of the essential parts before the printing process of a workpiece with a cylindrical shape,
2 shows the relative position of the parts according to FIG. 1 during the printing process,
3 shows the relative position of the parts before the printing process of a flat workpiece,
4 shows the relative position of the parts according to FIG. 3 during the printing process,
5 shows the relative position of the parts before the printing process of a concave workpiece,
6 shows the relative position of the parts according to FIG. 5 during the printing process and
Fig. 7 is a partially sectioned plan view of the support mask and stamp.

Gemäß Fig. 1 soll ein Werkstück 1 mit einem Druckbild 2 bedruck werden. Das Werkstück 1 besitzt zylindrische Gestalt, besteht also beispielsweise aus einer entsprechend ausgebildeten Kunststofflasche. Das Druckbild 2, welches in strichpunktierter Linienführung angedeutet ist, entsteht auf der Oberfläche des Werkstückes 1 und ist nur der Deutlichkeit halber hier in einem gewissen Abstand davon angedeutet. Tatsächlich ist am Ende des Bedruckungsvorganges das Druckbild 2 auf der Oberfläche 3 des Werkstücks 1 angeordnet. Man erkennt schon an dieser Stelle, daß der Prägewinkel 4, über den sich das Druckbild 2 an dem Werkstück 1 erstreckt, größer als 180° ist.1, a workpiece 1 is to be printed with a print image 2. The workpiece 1 has a cylindrical shape, so it consists, for example, of a suitably designed plastic tab. The printed image 2, which is indicated by dash-dotted lines, is formed on the surface of the workpiece 1 and is only indicated here for the sake of clarity at a certain distance from it. In fact, at the end of the printing process, the printed image 2 is arranged on the surface 3 of the workpiece 1. It can be seen at this point that the embossing angle 4, over which the printed image 2 extends on the workpiece 1, is greater than 180 °.

Es findet eine Heißprägefolie 5 üblichen Aufbaus Verwendung. In entsprechendem Abstand von der Heißprägefolie 5 ist eine Stützmaske 6 vorgesehen, die aus elastisch nachgiebigem, also verbiegbarem Material besteht, welches außerdem noch wärmeisolierend wirkt. Die Stützmaske 6 weist eine Aussparung 7 oder ein Fenster auf, welches etwas größer ausgebildet ist als das Druckbild 2.A hot stamping foil 5 of common construction is used. At a corresponding distance from the hot stamping foil 5, a support mask 6 is provided, which consists of elastically resilient, that is to say bendable material, which also has a heat-insulating effect. The support mask 6 has a cutout 7 or a window which is made somewhat larger than the printed image 2.

Unterhalb der Stützmaske 6 befindet sich der Prägestempel 8, der aus einem Grundkörper 9 aus einem dünnen verbiegbaren Metallblech und einem Stempelkörper 10 aus Silikon oder einem anderen Kunststoff zusammengesetzt sein kann. Der Stempelkörper 10 weist auf seiner dem Werkstück 1 zugekehrten Seite eine Stempelfläche 11 auf, in der diejenigen Stellen, die erhaben ausgebildet sind, die Linienführung bzw. Formgebung des Druckbildes 2 bestimmen.Below the support mask 6 is the embossing stamp 8, which can be composed of a base body 9 made of a thin, bendable metal sheet and a stamping body 10 made of silicone or another plastic. The stamp body 10 has, on its side facing the workpiece 1, a stamp surface 11 in which those points which are raised determine the lines or shape of the printed image 2.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird bei einem Bedruckungsvorgang des Werkstückes 1 zunächst die Stützmaske 7 in der dargestellten Weise um das Werkstück 1 herumgelegt, wobei die Stützmaske 7 die Heißprägefolie 5, die über entsprechende Rollen geführt wird, auf die Oberfläche 3 des Werkstückes 1 auf- und anlegt. Damit ist die Heißprägefolie 5 fixiert. Es versteht sich, daß das Werkstück 1 fixiert ist. Wenn es sich um einen sehr nachgiebigen Hohlkörper in Form einer Flasche handelt, kann dieser zu Stabilisierungszwekken vor Anlage der Stützmaske auch mit niedrigem Druck aufgeblasen werden. In einem zweiten Anlegevorgang wird nun der Prägestempel 8 um das Werkstück 1 und die bandagenartig gehaltene Stützmaske 7 herumgelegt, und zwar so, daß der Stempelkörper 10 durch die Aussparung 7 der Stützmaske 6 durchtreten kann und sich direkt auf die Oberfläche der Heißprägefolie 5, und zwar im Bereich des Trägerbandes, aufliegt. Dieser Auf-oder Aniegvorgang wird zweckmäßig so durchgeführt und gesteuert, daß eine fortlaufende Anlage resultiert, also zunächst an einer Stelle, vorzugsweise an der untersten Stelle des Umfangs der Kontakt erfolgt und sich der Prägestempel gleichsam nach beiden Seiten verformt, bis er genau die Form der Oberfläche des Werkstücks 1 und der Stützmaske 6 angenommen hat. Der Druckvorgang kann mit sehr niedrigem Kontaktdruck durchgeführt werden, so daß keine Gefahr besteht, daß das nachgiebige Werkstück 1 verdrückt oder sonstwie beschädigt wird. Während der zeitlich gesteuerten Kontaktzeit wird Wärme von dem Prägestempel 8 auf die Heißprägefolie 5 und auch auf die Oberfläche 2 des Werkstückes 1 übertragen, so daß das Druckbild 2 auf die Oberfläche 3 aufschmilzt. Diese Wärme wird beispielweise induktiv im Prägestempel 8 selbst erzeugt. Die Enden des Prägestempels 8 sind über Führungselemente 12 und elektrische Leitung 13 in einem geschlossenen Sekundärstromkreis angeordnet. Der Prägestempel 8 kann vorzugsweise kontinuierlich erwärmt werden. Die Wärme wird im Prägestempel 8 erzeugt, während die elektrischen Leitungen 13 und die Führungselemente 12 kalt bleiben. Die im Grundkörper 9 entstehende Wärme wird durch die Wärmeleitung in den Stempelkörper 10 übertragen und über die Stempelfläche 11 abgegeben. Die Wege hier sind äußerst gering, so daß ein guter Wirkungsgrad erreichbar ist und die Oberflächentemperatur der Stempelfläche 11 in sehr engen Grenzen geregelt werden kann. Ist die erforderliche Wärme aufgebracht und die Verweilzei abgelaufen, wird zuerst der Prägestempel 8 von dem Werkstück 1 und der Stützmaske 6 entfernt, wobei die Stützmaske 6 die Heißprägefolie 5 weiterhin unverrückbar an dem Werkstück 1 festhält. Nach Ablauf der erforderlichen Abkühlzeit wird auch die Stützmaske 6 wiederum in ihre in Fig. 1 ersichtliche Ruhestellung verschwenkt, wobei sich die Heißprägefolie 5 bzw. ihr Trägerband von dem Druckbild 2, welches nun auf der Oberfläche 3 des Werkstükkes 1 fixiert ist, löst. Die Heißprägefolie 5 wird um einen Nutzen weiterbewegt und ein neuer Gegenstand 1 kann dem Druckvorgang unterworfen werden.As can be seen from FIG. 2, during a printing process on the workpiece 1, the support mask 7 is first placed around the workpiece 1 in the manner shown, the support mask 7 placing the hot stamping foil 5, which is guided over corresponding rollers, onto the surface 3 of the workpiece 1 put on and put on. The hot stamping foil 5 is thus fixed. It is understood that the workpiece 1 is fixed. If it is a very flexible hollow body in the form of a bottle, it can also be inflated at low pressure for stabilization purposes before the support mask is put on. In a second application process, the stamp 8 is then placed around the workpiece 1 and the support mask 7 held in the manner of a bandage, in such a way that the stamp body 10 can pass through the recess 7 of the support mask 6 and directly on the surface of the hot stamping foil 5, specifically in the area of the carrier tape. This ascent or rise process is expediently carried out and controlled in such a way that a continuous system results, that is to say the contact is initially made at one point, preferably at the lowest point on the circumference, and the stamping die is deformed, as it were, on both sides until it has exactly the shape of the Surface of the workpiece 1 and the support mask 6 has accepted. The printing process can be carried out with a very low contact pressure, so that there is no risk that the flexible workpiece 1 will be squeezed or otherwise damaged. During the time-controlled contact time, heat is transferred from the stamp 8 to the hot stamping film 5 and also to the surface 2 of the workpiece 1, so that the printed image 2 melts onto the surface 3. This heat is generated, for example, inductively in the stamp 8 itself. The ends of the stamping die 8 are arranged in a closed secondary circuit via guide elements 12 and electrical line 13. The stamp 8 can preferably be heated continuously. The heat is generated in the die 8, while the electrical lines 13 and the guide elements 12 remain cold. The heat generated in the base body 9 is transferred through the heat conduction into the stamp body 10 and emitted via the stamp surface 11. The paths here are extremely short, so that good efficiency can be achieved and the surface temperature of the stamp surface 11 can be regulated within very narrow limits. Once the required heat has been applied and the dwell time has elapsed, the stamp 8 is first removed from the workpiece 1 and the support mask 6, the support mask 6 still holding the hot stamping film 5 immovably on the workpiece 1. After the required cooling time has elapsed, the support mask 6 is again pivoted into its rest position shown in FIG. 1, the hot stamping film 5 or its carrier tape detaching itself from the printed image 2, which is now fixed on the surface 3 of the workpiece 1. The hot stamping foil 5 is moved on by one use and a new object 1 can be subjected to the printing process.

Aus den Fig. 3 und 4 ist der Bedruckungsvorgang auf der Oberfläche 3 eines ebenen Werkstückes 1 ersichtlich. Der Prägestempel 8 ist hier genauso aufgebaut, wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2. Es kann sich sogar um den identischen Prägestempel 8 handeln, so daß auch das gleiche Druckbild 2 auf dem Werkstück 1 entsteht. Es ist auch möglich, in diesem Falle ohne Einsatz der Stützmaske 6 zu arbeiten, wenn sichergestellt ist, daß sich nur die Stempelfläche 11 über die Heißprägefolie 5 an der Oberfläche 3 des Werkstückes 1 anlegt. Dies kann durch gezielte Steuerung des Hubvorganges des Prägestempels 9 entsprechend dem Pfeil 14 erfolgen. Man erkennt aus Fig. 4, daß die Stützmaske 6 auch mit unterschiedlicher Wandstärke ausgebildet sein kann, um den Abrollvorgang des Prägestempels 8 zu beeinflussen. Dieser Abrollvorgang beginnt auch hier in der Mitte der Stempelfläche 11 und setzt sich nach beiden Seiten fort, wobei letztendlich der Grundkörper 9 an der Stützmaske 6 zur Anlage kommt und gehalten wird.3 and 4, the printing process on the surface 3 of a flat workpiece 1 can be seen. The embossing stamp 8 is constructed here in exactly the same way as in the exemplary embodiment in FIGS. 1 and 2. It can even be an identical embossing stamp 8, so that the same printed image 2 is also produced on the workpiece 1. It is also possible in this case to work without the use of the support mask 6 if it is ensured that only the stamp surface 11 rests on the surface 3 of the workpiece 1 via the hot stamping foil 5. This can be done by specifically controlling the lifting process of the die 9 according to the arrow 14. It can be seen from FIG. 4 that the support mask 6 can also be designed with different wall thicknesses in order to influence the rolling process of the stamping die 8. This rolling process also begins here in the middle of the stamp surface 11 and continues on both sides, the base body 9 ultimately coming to rest on the support mask 6 and being held there.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel zum Bedrucken eines Werkstückes 1 mit einer konkaven Oberfläche 3, auf der-das Druckbild 2 aufgebracht werden soll. Man sieht hier, daß die Stützmaske 6 (Fig. 6) auf Druck beanspruchbar sein muß, weil sie die Heißprägefolie 5 auf die konkave Oberfläche 3 des Werkstückes 1 aufdrückt. Gleiches gilt für den Prägestempel 8. Ansonsten ist aber Aufbau und Wirkungsweise ähnlich bzw. identisch.5 and 6 show an embodiment for printing a workpiece 1 with a concave surface 3 on which the printed image 2 is to be applied. It can be seen here that the support mask 6 (FIG. 6) must be able to withstand pressure because it presses the hot stamping foil 5 onto the concave surface 3 of the workpiece 1. The same applies to the embossing stamp 8. Otherwise, the structure and mode of operation are similar or identical.

Man erkennt an allen Ausführungsbeispielen, daß ein und derselbe Prägestempel 8 zum Bedrucken derverschiedenst geformten Oberflächen 3 der Werkstücke 1 einsetzbar ist. Auch eine Druckstandsänderung, wenn also das Druckbild 2 höher oder niedriger an einer Flasche angebracht werden soll, ist ohne weiteres möglich. Es muß hierzu weder ein neuer Prägestempel 8 noch eine neue Stützmaske 6 angefertigt werden. Es wird vielmehr einfach die Relativlage zum Werkstück 1 geändert bzw. eingestellt.It can be seen from all the exemplary embodiments that one and the same embossing stamp 8 can be used for printing on the variously shaped surfaces 3 of the workpieces 1. A change in the pressure level, that is, if the printed image 2 is to be applied higher or lower on a bottle, is also readily possible. Neither a new embossing stamp 8 nor a new support mask 6 have to be made for this. Rather, the relative position to the workpiece 1 is simply changed or set.

Figur 7 zeigt eine Draufsicht auf die Stützmaske 6 im linken Teil, während im rechten Teil der Darstellung der darunter befindliche Prägestempel 8 erkennbar ist. Die Stützmaske 6 kann beispielsweise aus Asbest bestehen oder damit beschichtet sein. Der Grundkörper 9 des Prägestempels 8 kann mit Einschnitten 15 ausgestattet sein, die so außerhalb des Stempelkörpers 10 angeordnet sind, daß der Prägestempel 8 im Randbereich in drei Teile unterteilt wird. Die damit abgeteilten Zungen 16 dienen der Beeinflussung des Abform- bzw. Anlegvorganges des Prägestempels 8 an der Oberfläche 3 des Werkstückes und werden nicht um das Werkstück 1 herumgelegt. Lediglich der Mittelteil 17 wird somit von den Führungselementen 12 erfaßt und um das Werkstück 1 herumgelegt. Damit bekommt gezielt die Stempelfläche 11 in ihrer Mitte bzw. entsprechend der Symmetrieachse zunächst Kontakt mit dem Werkstück 1 bzw. der Heißprägefolie 5, während sich die übrigen Bereiche in symmetrischer Anordnung anlegen. Diese besondere Formgebung des Prägestempels 8 ist somit wichtig für diesen Anlage- bzw. Abformvorgang des Prägestempels 8 an dem Werkstück 1, und zwar hinsichtlich des zeitlichen Verlaufs.FIG. 7 shows a top view of the support mask 6 in the left part, while in the right part of the illustration the embossing stamp 8 located below it can be seen. The support mask 6 can for example consist of asbestos or be coated with it. The base body 9 of the stamping die 8 can be provided with incisions 15 which are arranged outside the stamping body 10 in such a way that the stamping die 8 is divided into three parts in the edge region. The tongues 16 thus separated serve to influence the molding or application process of the die 8 on the surface 3 of the workpiece and are not placed around the workpiece 1. Only the central part 17 is thus gripped by the guide elements 12 and placed around the workpiece 1. In this way, the stamp surface 11 specifically comes into contact with the workpiece 1 or the hot stamping film 5 in its center or in accordance with the axis of symmetry, while the other areas are arranged in a symmetrical arrangement. This particular shape of the stamp 8 is thus important for this contact or molding process of the stamp 8 on the workpiece 1, with regard to the time course.

Reference symbol list

1 = workpiece
2 = printed image
3 = surface
4 = embossing angle
5 = hot stamping foil
6 = support mask
7 = recess
8 = embossing stamp
9 = basic body
10 = stamp body
11 = stamp area
12 = guide element
13 = electrical line
14 = arrow
15 = incision
16 = tongue
17 = middle section

Claims

1. Process for the dry printing of a workpiece (1), in particular of a compliant hollow body, preferably of plastic or with a layer of plastic arranged on its surface, but also of metal, glass, ceramic or the like, using a heat-embossable film (5) and an embossing die (8) and employing heat, pressure and time, in which the workpiece (1) and the embossing die (9) are moved towards each other, held in contact with the heat-embossable film (5) clamped in between, whereby heat is transferred, and moved apart again, the heat-embossable film (5) being adhesively fixed to the workpiece (1) in a way corresponding to the embossing die (8) and, after a cooling time, detached from the workpiece (1) apart from the printed image (2), characterized in that the embossing die (8) is brought into contact with the workpiece (1) by continuous application over the entire die surface (11) and the embossing die (8) is thereby brought into a form corresponding to the shape of the workpiece (1), at least in the region of the die surface (11).

2. Process according to Claim 1, characterized in that, first of all, the heat-embossable film (5) is applied to the surface (3) to be printed of the workpiece (1) using a supporting mask (6) and is thereby fixed, in that the die body (10) is applied with die surface (11) of the embossing die (8) to the already fixed heat-embossable film (5) through a clearance (7) in the supporting mask (6), and in that, after the transfer of heat from the embossing die (8) to the heat-embossable film (5) and to the surface (3) of the workpiece (1), first of all the embossing die (8) and, after a cooling time, the supporting mask (6) is lifted off the workpiece (1).

3. Process according to Claims 1 and 2, characterized in that, when printing compliant hollow bodies, the workpiece (1) is inflated formlessly just with a pressure necessary for its stabilization.

4. Apparatus for carrying out the process according to Claims 1 to 3, with a receiving station for the workpiece (1), a cyclically operating feed device for the heat-embossable film, with an embossing die (8), moveable relative to the receiving station, and a heating device for the embossing die (8), characterized in that the embossing die (8) consists of elastically deformable material and is designed with walls thin enough that, when applied to the workpiece (1) to be printed, it deforms elastically to hug the surface (3) of the said workpiece.

5. Apparatus according to Claim 4, characterized in that a supporting mask (6) fixing the heat-embossable film (5) is provided between the embossing die (8) and the said film.

6. Apparatus according to Claim 5, characterized in that the supporting mask (6) consists of flexible material which can be subjected to tensile or compressive loading.

7. Apparatus according to Claim 4, characterized in that the embossing die (8) consists of a die body (10) bearing the die surface (11) of elastically compliant and temperature-resistant material, in particular silicone, and a main body (9) of elastically flexible sheet metal.

8. Apparatus according to Claims 4 to 7, characterized in that the embossing die (8) is connected with its main body (9) of sheet metal in a closed, inductively heated circuit.

9. Apparatus according to Claims 4 to 6, characterized in that a drive device separate from the drive device for the embossing die (8) is provided for the supporting mask (6).