EP4695088A1 - VERFAHREN UND HEIßPRÄGEVORRICHTUNG ZUM DEKORIEREN EINER NICHT-EBENEN OBERFLÄCHE EINES GRUNDKÖRPERS MIT EINER TRANSFERLAGE EINER HEIßPRÄGEFOLIE - Google Patents
VERFAHREN UND HEIßPRÄGEVORRICHTUNG ZUM DEKORIEREN EINER NICHT-EBENEN OBERFLÄCHE EINES GRUNDKÖRPERS MIT EINER TRANSFERLAGE EINER HEIßPRÄGEFOLIEInfo
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- EP4695088A1 EP4695088A1 EP24718079.7A EP24718079A EP4695088A1 EP 4695088 A1 EP4695088 A1 EP 4695088A1 EP 24718079 A EP24718079 A EP 24718079A EP 4695088 A1 EP4695088 A1 EP 4695088A1
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Definitions
- the invention relates to a method and a hot stamping device for decorating a non-planar surface of a base body with a transfer layer of a hot stamping foil.
- a hot stamping foil is traditionally applied to the surface of a base body or workpiece using a silicone stamp under predefined process parameters such as embossing pressure, embossing temperature and embossing time.
- embossing pressure i.e. hot stamping in which a three-dimensional surface is to be decorated
- a workpiece to be embossed is first positioned and fixed in a workpiece holder. The entire workpiece holder is then moved into the embossing position.
- a clamping frame is used that stretches the hot stamping foil over the workpiece surface to be embossed.
- the hot stamping foil is traditionally sucked onto the workpiece surface to be embossed using a vacuum so that the hot stamping foil adheres to the surface contour of the workpiece.
- the actual stroke embossing process is then carried out using a silicone stamp.
- such known processes tend to produce unclean decoration results. Due to the sometimes complex three-dimensional geometries, the hot stamping foil is subjected to strong distortions and compression in order to adapt to the contour of the workpiece surface. This usually leads to the formation of wrinkles, which significantly impairs the optical appearance of the embossing result.
- a corresponding method is known, for example, from WO 2014/053381 A1.
- the hot stamping foil is preheated using a fan heater.
- the disadvantage of this method is that the fan blows dirt particles out of the air between the hot stamping foil and the embossing stamp. This leads to imprints of the dirt on the workpiece to be embossed and thus to rejects.
- preheating using a fan heater does not completely prevent the formation of wrinkles, as the hot stamping foil is usually preheated unevenly.
- Another disadvantage is a longer cycle time, as the preheating step must be carried out separately for a predefined period of time.
- the invention is based on the object of improving the decoration of non-planar surfaces, in particular three-dimensional surfaces, by means of hot stamping, by avoiding the formation of wrinkles in the embossing area and by making it possible to decorate larger areas without the formation of wrinkles.
- the object is achieved by a method for decorating a non-planar surface of a base body with a transfer layer of a hot stamping foil, wherein the following steps are carried out, in particular in the following order:
- thermoforming the hot stamping foil in particular at least in the region of the embossing surface and/or in the region of a three-dimensional foil guide, which is preferably arranged adjacent to the embossing surface, by means of a heated hot stamping stamp;
- the hot stamping stamp is preheated before the hot stamping foil is sucked in.
- the hot stamping foil is then preheated after the hot stamping foil is clamped, since the hot stamping foil is already in close proximity to the hot stamping stamp and can be preheated due to heat radiation.
- a hot stamping device for decorating a non-planar surface of a base body with a transfer layer of a hot stamping foil, in particular with a method according to one of claims 1 to 27, wherein the hot stamping device comprises a holding device for holding the base body and a hot stamping stamp with an embossing surface for applying the transfer layer of the hot stamping foil to the base body and a clamping device for clamping the hot stamping foil to the
- the hot stamping device has a vacuum suction for sucking the hot stamping foil onto the stamping surface of the hot stamping stamp, the vacuum suction being connected to the hot stamping stamp, and that the heated hot stamping stamp presses the sucked hot stamping foil, in particular at least in the area of the embossing surface and/or in the region of a three-dimensional film guide, which is preferably arranged adjacent to the embossing surface.
- the method according to the invention for decorating a non-flat surface of a base body with a transfer layer of a hot stamping foil and the hot stamping device for decorating a non-flat surface of a base body with a transfer layer of a hot stamping foil produce an embossed base body whose decoration is clean and wrinkle-free.
- “Clean” in this case means that the embossed contours are embossed with sharp edges.
- the hot stamping foil is "automatically" preheated by the suction of the hot stamping foil onto the embossing surface of the preferably heated or hot hot stamping stamp, which on the one hand means that an additional heat source for preheating can be dispensed with and on the other hand promotes a wrinkle-free application.
- the base body is a rigid body which in particular has at least one non-planar surface to be decorated.
- the non-planar surface of the base body in particular the surface of the base body to be decorated or embossed, is 2.5D-deformed or three-dimensionally (3D) shaped or deformed.
- the base body preferably comprises a component, in particular a vehicle part, a housing part, a cockpit component and/or a body part, an injection-molded part, a 3D-printed part and/or a component manufactured by means of machining and/or non-machining manufacturing processes.
- a component in particular a vehicle part, a housing part, a cockpit component and/or a body part, an injection-molded part, a 3D-printed part and/or a component manufactured by means of machining and/or non-machining manufacturing processes.
- any body that has at least one embossable surface can be used as the base body.
- Embossable surfaces are surfaces that, on the one hand, have sufficient adhesion for a thermally activatable layer, in particular the thermally activatable adhesive, of the hot stamping foil and, on the other hand, are mechanically stable enough to withstand the process parameters of hot stamping, such as temperature and pressure.
- the base body advantageously comprises a plastic material which comprises a thermoplastic, in particular an impact-resistant thermoplastic.
- the plastic material consists in particular of polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polystyrene (PS), polybutadiene, polynitrile, polyester, polyurethane, polymethacrylate, polyacrylate, polyamide, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), preferably acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), acrylester-styrene-acrylonitrile (ASA), ABS-PC, PET-PC, PBT-PC, PC-PBT and/or ASA-PC and/or copolymers or mixtures thereof.
- PE polyethylene
- PC polycarbonate
- PP polypropylene
- PS polystyrene
- polybutadiene polynitrile
- polyester polyurethane
- polymethacrylate polyacrylate
- PET poly
- the plastic material may also contain inorganic or organic fillers, preferably SiC>2, AI2O3, TiC, clay minerals, silicates, zeolites, glass fibers, carbon fibers, glass beads, organic fibers or mixtures thereof.
- the fillers are mixed into the plastic material in particular to further increase the stability of the base body. These fillers can also reduce the proportion of polymer materials and thus reduce the manufacturing costs and/or the weight of the component.
- the plastic material contains inorganic or organic auxiliary substances, which in particular improve the processability of the plastic material.
- the material of the base body comprises steel, copper, brass and/or other metallic materials and/or alloys. It is also possible that the material of the base body comprises glass and/or wood. It is also possible that the base body is already decorated and is to be supplemented by further decoration. For example, the base body can already be decorated using digital printing and/or in-mold decoration (IMD) and/or insert molding and/or another embossing process. In particular, it is provided that layers of color and/or layers of varnish and/or foil packages and/or transfer layers are already applied to the base body. These decorations are preferably decorations that have been applied to a flat surface of the base body. In combination with the method according to the invention, a wide variety of decorations can thus be achieved.
- IMD digital printing and/or in-mold decoration
- layers of color and/or layers of varnish and/or foil packages and/or transfer layers are already applied to the base body.
- the base body can already be decorated using an IMD process
- this base body decorated using an IMD process is additionally decorated using hot stamping.
- IMD processes are explicitly excluded from the present invention.
- the described process for decorating a non-flat surface of a base body with a transfer layer of a hot stamping foil and the described hot stamping device for decorating a non-flat surface of a base body with a transfer layer of a hot stamping foil relate to decoration using hot stamping.
- Such a hot stamping process preferably differs from an IMD process in that a finished base body or a finished injection-molded part is additionally stamped after injection molding.
- an IMD transfer film is inserted into an injection mold half and then back-injected with a plastic compound in order to form an injection-molded part decorated with the transfer layer of the IMD transfer film.
- the term “hot stamping stamp” refers to a heated or warmed stamping stamp.
- the hot stamping foil may comprise a carrier layer and a transfer layer that can be detached from the carrier layer.
- At least one release layer is arranged between the carrier layer and the transfer layer.
- the at least one release layer comprises at least one material or a combination of materials selected from: wax, carnauba wax, montanic acid ester, polyethylene wax, polyamide wax, PTFE wax, silicone, melamine formaldehyde resin.
- the at least one release layer is a polymer release layer that has better and/or different release behavior than conventional carrier layers.
- release layers are irreversibly connected to the carrier layer and a transfer layer is arranged on the release layer.
- the transfer layer can be more easily detached from the carrier layer, in particular with a polymer release layer, so that a higher quality decoration of the base body is achieved.
- the transfer layer can be designed as a multilayer body made up of several layers.
- the transfer layer has at least one layer or a combination of layers selected from: adhesive layer, release layer, decorative layer, metal layer, oxide layer, electrically conductive layer, semiconductor layer, reflection layer, soot layer, adhesion-promoting layer, primer layer, barrier layer, color layer, protective layer, functional layer.
- the protective layer can be formed as a protective lacquer made of a PMMA-based lacquer with a layer thickness preferably in the range of 0.5 pm to 5 pm, in particular in the range of 2 pm to 4 pm.
- a layer thickness preferably in the range of 0.5 pm to 5 pm, in particular in the range of 2 pm to 4 pm.
- the protective varnish or protective layer can also consist of a radiation-curing dual-cure varnish.
- This dual-cure varnish can be thermally pre-crosslinked in a first step during and/or after application in liquid form and can be radically post-crosslinked in a second step after processing the hot stamping foil, in particular using high-energy radiation, preferably UV radiation.
- Dual-cure varnishes of this type can consist of various polymers or oligomers that have unsaturated acrylate or methacrylate groups. These functional groups can be radically crosslinked with one another in the second step mentioned above. For thermal pre-crosslinking in the first step, these polymers or oligomers must also have at least two or more alcohol groups.
- These alcohol groups can be crosslinked with multifunctional isocyanates or melamine-formaldehyde resins.
- Various UV raw materials such as epoxy acrylates, polyether acrylates, polyester acrylates and in particular acrylate acrylates can be used as unsaturated polymers or oligomers.
- the melamine crosslinkers can be fully etherified versions, imino types or benzoguanamine types.
- PMMA polymethyl methacrylate
- PVDF polyvinylidene fluoride
- the decorative layer can be designed as a single-layer or multi-layer decorative layer.
- This decorative layer preferably comprises one or more layers.
- the decorative layer can preferably have one or more color layers, in particular color lacquer layers. These color layers can each be colored differently and/or be transparent and/or semi-transparent and/or opaque and can also be separated by one or more further layers, in particular transparent layers.
- the color layers can each be present over the entire surface or only partially in their layer plane.
- the color layers are preferably applied using known printing methods selected from: gravure printing, screen printing, offset printing, inkjet printing, pad printing, xerographic printing or combinations thereof.
- the color layers can consist of a binder and colorant and/or fillers and/or pigments, in particular also optically variable pigments and/or interference layer pigments and/or liquid crystal pigments and/or magnetically alignable pigments and/or thermochromic pigments and/or metallic pigments.
- the color layer can also have phosphorescent and/or luminescent dyes.
- the decorative layer can also comprise one or more reflection layers, which are preferably opaque, translucent and/or partially formed
- metals aluminum, tin, indium, chromium or copper or alloys thereof.
- HRI layers ZnS or SiO2.
- the decorative layer can also have one or more optically active relief structures, in particular diffractive structures and/or holograms and/or refractive structures and/or matt structures. At least one reflection layer is arranged directly on the relief structure, at least in some areas.
- a metal layer it is advantageous to apply this metal layer by vapor deposition, physical vapor deposition (PVD) and/or chemical vapor deposition (CVD) and/or sputtering.
- PVD physical vapor deposition
- CVD chemical vapor deposition
- Different decorative layers can also consist of different metals and in particular different colored metals.
- Metal layers are preferably applied to a clear coat or to a pigmented paint layer. It is then advantageous to apply an additional paint layer to the metal layer as a metal adhesion layer in order to improve the adhesion of layers built on top of it.
- the layers of the transfer layer in particular the decorative layer, can each be present over the entire surface or only partially. If several layers of the transfer layer, in particular decorative layers, are each partially present, individual elements in the layers of the transfer layer can be arranged next to one another, in particular directly next to one another, or at least overlapping in some areas. It is also possible for a partial layer of the transfer layer to be arranged on a full-surface layer of the transfer layer, wherein the full-surface layer of the transfer layer serves as a background or substrate for the partial layer of the transfer layer, which contrasts in particular with the partial layer of the transfer layer in terms of color and/or brightness and/or reflectivity and/or roughness.
- the base body can form part of the resulting decoration by combining the color and/or brightness and/or reflectivity and/or roughness of the base body with the layers of the transfer layer arranged thereon, in particular decorative layers.
- the base body can be transparent and/or semi-transparent and/or translucent and/or opaque and/or colored with dyes and/or pigments.
- the base body forms a background or substrate for the layers of the transfer layer, in particular decorative layers, which preferably forms a contrast to the layers of the transfer layer, in particular decorative layers, in color and/or brightness and/or reflectivity and/or roughness.
- the elements of the layers of the transfer layer can be offset from one another when viewed from above or can also be arranged so as to overlap. However, the elements can also be arranged next to one another when viewed from above.
- the elements, in particular the decorative layer can also form one or more motifs.
- a motif can be, for example, a graphically represented outline, a figurative representation, an image, a visually recognizable design element, a symbol, a logo, a portrait, a pattern, an endless pattern, an alphanumeric character, a code, a code pattern, a cryptographic pattern, a text, a color design and the like.
- the motif can also be individualized. Individualized means in particular that the print contains information that is individually unique for each individual print, such as unique serial numbers. Individualized also means in particular that the print contains information that is identical for a group of prints, but is unique for each group of prints, such as a batch number. When we refer to print in the following, this can mean an individualized print or a non-individualized print.
- the elements of the layers of the transfer layer are arranged in such a way that when looking at the transfer layer from above, at least some of the elements or parts of some elements form an overall motif.
- One or more of these elements can be individualized or non-individualized.
- one or more non-individualized elements can complement one or more individualized elements to form an overall motif.
- the prints can be arranged in register with one another.
- Register or registration accuracy or registration precision is the positioning accuracy of two or more elements and/or layers relative to one another.
- the registration accuracy should be within a specified tolerance and as low as possible.
- the registration accuracy of several elements and/or layers relative to one another is an important feature in order to increase process reliability.
- the precise positioning can be achieved in particular by means of sensory, preferably optically detectable registration marks or register marks. These registration marks or register marks can either represent special separate elements or areas or layers or can themselves be part of the elements or areas or layers to be positioned. It can also be provided that between two partial layers of the transfer layer, in particular decorative layers, with elements or
- Decorative elements or between a partial layer of the transfer layer, in particular decorative layer, with elements or decorative elements and a full-surface layer of the transfer layer, in particular decorative layer, one or more transparent or translucent or transparently or translucently colored spacer layers with a thickness of, for example, 0.5 pm to 10 pm are arranged in order to create a three-dimensional depth effect of the decoration. It is also possible for the base body to represent such a spacer layer or to provide the function of such a spacer layer.
- shading and/or concealing effects of the elements or decorative elements can be achieved, in particular depending on the illumination angle and/or viewing angle of the decorative layers.
- the surface relief can be a surface relief that forms a structure that is optically effective and thus refractive and thus generates a macroscopic optically and/or haptically perceptible motif. It is also possible for the surface relief to be a matt structure, which, for example, generates the optical impression of a matt metallic surface in combination with a corresponding metal layer in the decorative layer structure.
- the surface relief is a surface relief that forms lens structures and/or microlens structures and/or free-form surface structures, which may also convey a three-dimensional impression of a motif. It is also possible that diffractive structures are used as surface relief, for example holograms or similar. However, it is also possible that the molded surface relief is a surface relief that can only be perceived tactilely, which, for example, reproduces a wooden decor or similar.
- the at least one color layer is formed from a PMMA-based lacquer with preferably a layer thickness in the range of 0.5 pm to 10 pm.
- the primer has an adhesive layer and/or adhesion-promoting layer. It can be provided that the primer layer is formed with a layer thickness in the range of 1 pm to 5 pm. Suitable materials for the primer are PMMA, PVC, polyester, polyurethanes, chlorinated polyolefins, polypropylene, epoxy resins or polyurethane polyols in combination with inactivated isocyanates.
- the primer layer can also contain inorganic fillers.
- the hot stamping foil in particular the transfer layer, has a thermally activatable adhesive layer on the side of the hot stamping foil facing away from the carrier layer, which can be activated in particular by the thermal energy of the hot stamping stamp.
- the carrier layer is removed again with the parts of the transfer layer that were not exposed to the hot stamping stamp.
- the hot stamping foil in particular the transfer layer, has a single image and/or a continuous pattern. It can also be provided that the hot stamping foil, in particular the transfer layer, forms a single-coloured surface. It can also be provided that the hot stamping foil, in particular the transfer layer, forms a transparent or translucent surface without an optically recognizable individual image and/or endless pattern.
- the hot stamping foil in particular the carrier layer and/or the transfer layer, is biodegradable and/or compostable.
- Biodegradable means that a material degrades to more than 90%, in particular more than 95%, into water and/or carbon dioxide and/or biomass after a predefined time under defined temperature, air and humidity conditions in the presence of microorganisms or fungi.
- Biodegradable and/or compostable materials preferably comprise a material and/or a combination of materials selected from: starch, starch derivatives, cellulose, cellulose derivatives, lignin, polylactides (PLA), polyhydroxy fatty acids (PHB and/or PHV), chitin, chitosan, proteins, casein, gelatin, degradable polyester (PE).
- the carrier layer comprises a material or a combination of materials selected from: PET, PMMA, PC, PE, PVC, ABS, PU, PBS, TPU, PP, PLA, PEF and/or PAN.
- the holding device depending on the geometry and material of the base body, different holding devices are used, which are in particular individually adapted to the respective base body, preferably adapted in such a way that the holding device fixes the respective base body in a form-fitting and/or force-fitting manner. It is provided that the clamping force of the holding device is selected in such a way that distortion and/or deformation of the base body due to the clamping force is excluded. Furthermore, it can also be provided that the holding device has a recess which essentially corresponds to the negative of the base body, preferably with an excess compared to the base body. This allows the base body to be easily inserted into the recess of the holding device.
- the holding device has a shoulder in which the base body is held, in particular wherein the shoulder corresponds at least to the height of the clamping device.
- a shoulder prevents a collision between the clamping device, which moves vertically together with the hot stamping stamp, and the holding device when the hot stamping foil is applied.
- the shoulder has smaller dimensions than the recess of the clamping device, in particular as described further below.
- the shoulder preferably forms an elevation for the base body holder compared to the rest of the base of the holding device.
- the holding device can be opened and/or closed mechanically and/or hydraulically and/or pneumatically and/or electromechanically and/or manually.
- the method includes the following step:
- Feeding and/or arranging the base body in the holding device Feeding and/or arranging the base body in the holding device.
- the feeding and/or arranging of the base body is carried out by human hand and/or by a conveying device which opens into the holding device and/or completely automatically, for example by a robot, in particular a robot arm.
- the holding device it is preferably possible for the holding device to be movable between a removal position and a processing position, in particular horizontally movable, and/or between an insertion position and processing position, in particular horizontally movable. This is advantageously carried out by means of a mechanical and/or pneumatic and/or hydraulic and/or electromechanical drive.
- the removal position is understood to be the position at which the decorated base body is removed from the holding device.
- the insertion position is understood to be the position at which the base body to be decorated or embossed is inserted into the holding device.
- the removal position and the insertion position can be identical.
- the removal position and insertion position can be in different places.
- a base body to be decorated can be inserted into another holding device at the same time as a decorated base body is removed from a holding device.
- the holding device is movable between the processing position and an embossing position, in particular vertically movable, preferably by means of a mechanical and/or pneumatic and/or hydraulic and/or electromechanical drive, wherein in the embossing position the holding device is moved or pressed onto the hot stamping stamp under the influence of embossing pressure.
- the hot stamping stamp is rigid, i.e. it is not moved. Instead, the holding device moves against the hot stamping stamp.
- the embossing position is therefore the position in which the non-planar surface of the base body is in contact with the The embossing surface of the hot stamping stamp or hot stamping foil reaches the holding device as a result of the movement.
- This design is particularly advantageous when relatively small base bodies are to be decorated. In this case, the corresponding holding devices are smaller and lighter than the hot stamping stamp. As a result of the movement of the lighter holding device, less energy is consumed.
- the holding device is moved into the processing position or into the embossing position.
- the hot stamping foil is fed between the clamping device and the hot stamping die, in particular by means of a roll-to-roll process or as a foil sheet or sheet.
- the feeding of the hot stamping foil can overlap in time with the movement of the holding device into the processing position or into the stamping position. This can reduce the cycle time and accordingly increase the throughput.
- the hot stamping device prefferably, it is possible for the hot stamping device to have a feeding device which feeds the hot stamping foil in a roll-to-roll process or as a foil sheet or sheet between the hot stamping die and the clamping device.
- the feed device prefferably has an unwinding roll for unwinding the hot stamping foil and a winding roll for winding the hot stamping foil, with the hot stamping foil being pushed in and out between the hot stamping stamp and the clamping device.
- the hot stamping stamp can be moved between a starting position and an embossing position, preferably vertically, preferably by means of a mechanical and/or pneumatic and/or hydraulic and/or electromechanical drive, in particular wherein in the embossing position the hot stamping stamp is moved or pressed onto the base body under the effect of embossing pressure.
- This design is particularly advantageous when relatively large base bodies are to be decorated.
- the hot stamping stamp is smaller and lighter than the holding device. By moving the hot stamping stamp, which is lighter than the holding device, less energy is therefore consumed.
- the embossing surface of the hot stamping stamp corresponds to the embossing area to be embossed on the non-planar surface of the base body.
- the non-flat surface of the base body is decorated by means of stroke embossing.
- the hot stamping stamp advantageously has a foil contact surface that surrounds the stamping surface on all sides. It is preferably provided that the hot stamping foil runs between the foil contact surface of the hot stamping stamp and the clamping device or a sealing lip of the clamping device and/or a sealing lip of the hot stamping stamp. In other words, this means that the hot stamping foil is or is preferably clamped between the foil contact surface of the hot stamping stamp or the sealing lip of the hot stamping stamp and the clamping device or the sealing lip of the clamping device. It is preferably provided that the foil contact surface corresponds to a flat shape or a cylindrical shape or a 2.5D shape. Cylindrical and 2.5D shapes refer to surfaces that are curved around an axis.
- the opposing film contact surfaces are always on the same level or height. This applies lengthways as well as across the film travel direction. However, it is also conceivable that the opposing film contact surfaces are on different levels or heights.
- the film travel direction refers to the direction in which the film is guided between the hot stamping stamp and the clamping device, in particular in the roll-to-roll process.
- the film travel direction corresponds to the longitudinal direction or longitudinal extension of the film web between the unwinding (feeding) and rolling up (discharging) of the film. The length of the film web in the film travel direction is therefore greater than the width of the film web across the film travel direction.
- the hot stamping stamp it is possible for the hot stamping stamp to have a three-dimensional film guide designed as run-in slopes between the film contact surface and the embossing surface, with the run-in slopes having an angle of a maximum of 40°, preferably a maximum of 35°, particularly preferably a maximum of 30°.
- Such flat angles ensure that the hot stamping foil is not unnecessarily "stressed" in the area of the run-in slopes.
- This means that the hot stamping foil is only slightly distorted, compressed and/or stretched.
- This also advantageously creates a reserve of hot stamping foil for the decoration area or the embossing surface. This reserve is preferably necessary so that the hot stamping foil can adapt to the sometimes strongly angled contours of the embossing surface of up to 60° and there is still enough foil material available for this adaptation.
- the hot stamping die has an embossing cavity, which consists in particular of the embossing surface and/or the three-dimensional film guide formed as inlet slopes and/or the film contact surface is or will be formed.
- embossing cavity is understood to mean the "hollow space" formed by the hot embossing stamp, in particular which essentially corresponds to the contour of the non-planar surface of the base body.
- the hot stamping stamp has surface areas adjacent to the stamping cavity.
- the angle of all surface areas adjacent to the stamping cavity has an angle of maximum 40°, preferably maximum 35°, particularly preferably maximum 30°.
- the hot stamping stamp has an embossing surface within the embossing cavity.
- This embossing surface preferably corresponds to the decoration area.
- the angle of all surface areas within the embossing surface and/or the decoration area has an angle of maximum 60°, preferably maximum 50°, particularly preferably maximum 45°. Such angles ensure that the hot stamping stamp can apply the embossing pressure required for application in the vertical direction. With more inclined surfaces, the embossing pressure would decrease to such an extent that application of the transfer layer of the hot stamping foil would no longer be possible and/or it could lead to wrinkles in the hot stamping foil.
- a clamping plane is or will be formed between the film contact surface and the surface of the clamping device.
- the foil contact surface in particular the clamping plane, has a vertical distance of at least 2 mm from the upper end of the embossing surface in a cutting plane of the hot stamping stamp.
- the maximum permissible angle between the upper end of the embossing surface and the three-dimensional foil guide or the inlet slope is a maximum of 40°.
- the horizontal distance between the outermost point of the three-dimensional foil guide or the inlet slope and the upper end of the embossing surface is preferably at least 10 mm.
- the outermost point of the three-dimensional foil guide or the inlet slope is the point at which the three-dimensional foil guide or the inlet slope merges into the foil contact surface.
- the hot stamping stamp it is expedient for the hot stamping stamp to have at least one direct heating system for quickly heating the hot stamping stamp.
- the hot stamping stamp has heating wires and this preferably results in the advantage of saving energy.
- the hot stamping stamp can also be designed in two parts, in that it has a heating plate and a stamping plate that can be mounted on the heating plate. It is preferably provided that the heating range of the hot stamping stamp is between 0°C and 300°C, in particular between 80°C and 250°C.
- the hot stamping stamp and/or an embossing surface of the hot stamping stamp comprise a material or a material combination selected from: steel, silicone, plastic, aluminum, copper, brass, magnesium.
- the hot stamping stamp and/or the embossing surface of the hot stamping stamp can also be made from alternative metals, for example by means of 3D printing.
- the material or material combination of the embossed surface has a Shore A hardness between 30 and 90, particularly preferably between 50 and 90.
- the clamping device has a sealing lip.
- the hot stamping stamp has a sealing lip.
- the hot stamping foil is clamped between the sealing lip of the clamping device and the foil contact surface of the hot stamping stamp and/or the hot stamping foil is preferably clamped between the sealing lip of the hot stamping stamp and the foil contact surface of the clamping device.
- the clamping device has a sealing lip, it is preferably provided that the sealing lip on the clamping device is designed to correspond to the contour of the foil contact surface of the hot stamping stamp.
- the hot stamping stamp has a sealing lip, it is preferably provided that the sealing lip on the hot stamping stamp is designed to correspond to the contour of the foil contact surface on the clamping device.
- the surface corresponding to the sealing lip on the hot stamping stamp or on the clamping device can follow a groove or bulge opposite the sealing lip, wherein the hot stamping foil is fixed between the sealing lip and the groove or bulge during clamping.
- the hot stamping stamp or the clamping device has a groove corresponding to the sealing lip or a bulge corresponding to the sealing lip, in particular wherein the groove or bulge is formed according to the contour of the sealing lip.
- the width of the groove or bulge corresponding to the sealing lip is selected to be smaller than the maximum width of the sealing lip.
- the depth of the groove or bulge corresponding to the sealing lip is also selected to be greater than the height of the sealing lip protruding from the component fixing the sealing lip.
- the component fixing the sealing lip is understood to be the component in which the sealing lip is fixedly arranged. This can be either the hot stamping die or the clamping device.
- the protruding height of the sealing lip is understood to be the height resulting from the base area of the component fixing the sealing lip and the highest point of the sealing lip protruding from this base area. If the sealing lip is arranged in the hot stamping die, the base area is the foil contact surface. If the sealing lip is arranged in the clamping device, the base area is the surface of the clamping device facing the hot stamping die.
- the groove or the bulge each have two flanks, in particular which are arranged opposite one another.
- the sealing lip advantageously acts on at least one flank, preferably both opposite flanks of the groove or bulge.
- the material properties of the sealing lip preferably correspond to the material properties of the embossing surface of the hot stamping stamp, in particular when the sealing lip is arranged on the hot stamping stamp.
- the material properties of the sealing lip are preferably selected such that a sealing effect can be achieved with the surface corresponding to the sealing lip, in particular with the flank or flanks of the groove or bulge, on the hot stamping stamp or on the clamping device.
- the sealing lip has a material or a material combination selected from: steel, silicone, plastic, aluminum, copper, brass, magnesium.
- the groove or bulge has a material or a material combination selected from: steel, silicone, plastic, aluminum, copper, brass, magnesium.
- the sealing lip advantageously ensures that the hot stamping foil can no longer slip after clamping. This allows the sealing lip to additionally support the vacuum suction of the hot stamping stamp, which also fixes the hot stamping foil in one position.
- the material or material combination of the sealing lip has a Shore A hardness between 30 and 90, particularly preferably between 50 and 90.
- the shape of the surface of the clamping device facing the hot stamping stamp to correspond essentially to a negative of the surface of the hot stamping stamp, in particular the foil contact surface of the hot stamping stamp. It is therefore preferably provided that the sealing lip corresponds to a flat shape or a cylindrical shape or a 2.5D shape, in particular corresponding to the foil contact surface of the hot stamping stamp and/or the clamping device.
- the clamping device prefferably be designed as a continuous frame with a recess larger than the base body or as two opposing clamping blocks with a distance greater than at least one lateral dimension of the non-planar surface of the base body. This prevents a collision between the clamping device on the hot stamping stamp and the base body or the holding device during stroke stamping of the hot stamping stamp.
- the clamping device for clamping the hot stamping foil between the hot stamping foil and the clamping device prefferably designed in such a way that the clamping of the hot stamping foil takes place between the foil contact surface of the hot stamping stamp and the sealing lip of the clamping device or between the foil contact surface of the hot stamping stamp and the surface of the clamping device.
- the clamping device for clamping the hot stamping foil between the hot stamping foil and the clamping device can be designed in such a way that the clamping of the hot stamping foil takes place between the sealing lip of the hot stamping stamp and the surface of the clamping device or between the sealing lip of the hot stamping die and the sealing lip of the clamping device.
- the hot stamping foil prefferably clamped in such a way that the hot stamping foil, when clamped, has a vertical distance of at least 2 mm from the upper end of the hot stamping stamp's embossing surface. This ensures that the hot stamping foil does not touch the heated embossing surface of the hot stamping stamp during the clamping process. Such premature contact of the embossing surface by the hot stamping foil before the actual embossing process would have a negative local effect on the embossing properties of the hot stamping foil, for example by locally deforming it and/or locally activating the adhesive.
- the clamping is carried out by moving the clamping device against the hot stamping die.
- the clamping device can be controlled individually.
- the guides for the clamping device can be arranged on the holding device.
- the clamping device in this case completely encompasses the outer contour of the base body.
- the guides for the clamping device can be arranged on the hot stamping die.
- the clamping device in this case encompasses the outer contour of the area of the base body to be embossed. This can be advantageous for applications with an area to be embossed that is smaller than the outer contour of the base body, especially with very large base bodies.
- the hot stamping device has a compressed air device for releasing the hot stamping foil from the hot stamping stamp by means of compressed air.
- the hot stamping stamp lifts off the base body.
- the hot stamping foil should remain on the base body for a predetermined cooling time after application, in particular with the cooling time being 1s to 5s.
- the hot stamping foil is detached from the surface of the hot stamping stamp using the compressed air unit. This can preferably be done before the hot stamping stamp is lifted off or during the hot stamping stamp is lifted off.
- the hot stamping foil can regain its strength and mechanical stability, so that in the next step the carrier layer can be removed without any errors from the transfer layer of the hot stamping foil applied to the base body, whereby the transfer layer of the hot stamping foil remains on the base body in the area of the embossing surface or in the decoration area. Due to the cooling that has taken place and in particular the carrier layer and transfer layer of the hot stamping foil being mechanically stabilized in this way, the edge decoration of the base body is also improved by the transfer layer and thus enables a cleaner tear in the layer composite of the transfer layer, since the cooled transfer layer has a mechanically stable connection to the base body.
- the compressed air device removes the hot stamping foil from the hot stamping stamp with a pressure in the range of 1.05 bar to 2 bar.
- the hot stamping stamp has at least one channel and/or at least one bore, in particular several bores, which are connected to the vacuum suction and/or the compressed air device via at least one connection.
- the channel is preferably a collecting channel which Holes are preferably designed so that they reach the surface of the hot stamping stamp.
- the holes can extend, for example, over the foil contact surface and/or the three-dimensional foil guide or inlet slopes. The holes can be arranged at regular or irregular intervals.
- the number of holes is advantageously selected such that the embossing surface enables very good decoration and at the same time the hot stamping foil is sufficiently sucked onto the surface of the embossing surface by means of a vacuum so that it clings to the embossing surface, in particular without creases and/or free of air pockets.
- the wrinkle-free clinging is advantageously important in order to enable a high level of accuracy and quality of the decoration.
- both the vacuum suction and the compressed air device are connected to the channel and/or the holes via a connection.
- both the vacuum suction and the compressed air device use the channel and the holes of the hot stamping stamp to suck in or remove the hot stamping foil.
- the vacuum suction to suck the hot stamping foil onto the embossing surface of the hot stamping stamp at a pressure in the range of 0.05 bar to 0.95 bar, preferably from 0.1 bar to 0.8 bar.
- the hot stamping stamp preheats the hot stamping foil, in particular in the region of the embossing surface, for a period of time in the range of 1s to 10s, in particular in the range of 1s to 5s.
- the hot stamping foil becomes stretchable through preheating. This allows the hot stamping foil to cling better and more precisely to the embossing surface of the hot stamping stamp. This promotes high-quality and wrinkle-free decoration of the base body. Preheating is preferably carried out before and/or during and/or after the hot stamping foil is sucked onto the surface of the hot stamping stamp.
- the heat of the hot stamping stamp itself is used for preheating. This means that other heat sources are not required, which reduces the design effort and is also energy efficient. This also offers the advantage that the hot stamping foil is preheated evenly across its entire surface.
- the hot stamping stamp moves against the holding device and/or the holding device moves against the hot stamping stamp, so that the hot stamping foil comes into contact with the non-planar surface of the base body.
- the hot stamping stamp moves together with the clamping device. It is particularly irrelevant whether the guides for the clamping device are arranged on the holding device or on the hot stamping stamp.
- the hot stamping foil is brought into contact with the non-flat surface of the base body by moving or causing the hot stamping stamp to move onto the base body and/or by moving or causing the holding device to move against the hot stamping stamp.
- the hot stamping stamp is moved from a starting position to an embossing position or that the clamping device is moved from a processing position to an embossing position.
- the embossing position is understood to be the position in which contact is made between the non-flat surface of the base body and the hot stamping foil resting on the embossing surface of the hot stamping stamp. It can also be provided that when applying the hot stamping foil, the hot stamping stamp remains on the non-planar surface of the base body for an embossing time of 0.5 seconds to 5 seconds, in particular from 0.5 seconds to 1.5 seconds.
- the hot stamping foil can be applied at a stamping temperature in the range from 150°C to 250°C, in particular in the range from 180°C to 220°C.
- the hot stamping foil can be applied at a stamping pressure in the range from 200 N/cm 2 to 370 N/cm 2 , preferably in the range from 250 N/cm 2 to 300 N/cm 2 .
- the hot stamping foil prefferably be applied at an embossing temperature in the range from 150°C to 250°C, in particular in the range from 180°C to 220°C. Furthermore, it is preferably provided that the hot stamping foil is decorated with an embossing pressure in the range from 200 N/cm 2 to 370 N/cm 2 , preferably in the range from 250 N/cm 2 to 300 N/cm 2 .
- the hot stamping stamp is moved to the starting position after application and/or the holding device is moved to the processing position after application.
- the hot stamping foil is blown away from the hot stamping stamp using a compressed air device, preferably under overpressure. This causes the soft and mechanically unstable hot stamping foil to be released flawlessly from the surface of the hot stamping stamp during and/or before it moves into its starting position. This way, cracks in the decoration can be avoided.
- the hot stamping stamp is used independently of the hot stamping stamp
- Clamping device or move the clamping device together with the Holding device moves. This means that after application, either the hot stamping stamp moves alone or the holding device and the clamping device move together so that the applied hot stamping foil can cool down first. Preferably, the clamping device is only lifted or moved after the cooling time has been reached.
- the hot stamping foil after application, especially after the embossing time has elapsed, particularly preferably after the hot stamping stamp has been moved to the starting position, the hot stamping foil remains on the base body for a cooling time in a range of 1 second to 5 seconds. Through such a cooling time, the hot stamping foil regains strength and mechanical stability. This mechanical stability then ensures the successful and error-free removal of the hot stamping foil or the carrier layer in the decoration area from the transfer layer applied to the base body.
- the clamping device for detaching the carrier layer of the hot stamping foil from the transfer layer applied to the base body in particular wherein the transfer layer of the hot stamping foil remains on the base body in the embossing area, can be raised and lowered in the horizontal direction.
- the clamping device is raised or lowered in order to remove the carrier layer of the hot stamping foil, in particular wherein the transfer layer of the hot stamping foil remains in the embossing area on the non-planar surface of the base body.
- the layer thermally activated by the hot stamping stamp in particular the adhesive, is at least partially hardened, so that the transfer layer of the hot stamping foil has a firm connection with the base body in the decoration area.
- the carrier layer of the hot stamping foil is separated from the applied transfer layer.
- the hot stamping foil is curved downwards after application and/or after the cooling time, i.e. curved in the direction of the holding device. This leads to an improvement in the detachment.
- the carrier layer of the hot stamping foil is removed by means of a removal rod, wherein the removal rod is moved in a vertical direction and between the carrier layer of the hot stamping foil and the base body, in particular wherein the transfer layer of the hot stamping foil remains in the embossing area on the non-planar surface of the base body.
- the hot stamping device has a release rod which can be moved in the vertical direction between the carrier layer of the hot stamping foil and the base body in order to release the carrier layer of the hot stamping foil from the base body, in particular wherein the transfer layer of the hot stamping foil remains on the base body in the embossing area.
- the release rod preferably has a length that corresponds at least to the width of the hot stamping foil.
- the release rod preferably moves in the foil travel direction between the carrier layer of the hot stamping foil and the base body and thus continuously and progressively releases the carrier layer from the applied transfer layer.
- the release rod it is possible for the release rod to be a metal rod.
- the removal of the carrier layer of the hot stamping foil by lifting the clamping device can also be combined with a removal bar.
- the removal bar preferably moves between the carrier layer of the hot stamping foil and the base body after lifting the clamping device and removes thus any remaining carrier layer of the hot stamping foil is removed continuously and progressively.
- the holding device is moved into its removal position after application.
- the decorated base body can then be removed from the holding device.
- the base body is preferably removed by human hand and/or by a conveyor device that opens into the holding device and/or completely automatically, for example by a robot, in particular a robot arm.
- the hot stamping device preferably comprises a control device for controlling the hot stamping stamp, the clamping device, the holding device, the feeding device, the compressed air device and/or the vacuum suction, wherein this control device is designed, in particular suitably programmed, to control the individual steps in time. This allows the cycle time to be further reduced.
- the method and the hot stamping device for decorating a non-planar surface of a base body with a transfer layer of a hot stamping foil is used, for example, in the automotive industry and wherever optically high-quality three-dimensional surfaces are to be provided.
- complex three-dimensional surfaces can be decorated with the transfer layer of a hot stamping foil without the formation of wrinkles or air pockets.
- FIG. 1 shows schematically the process steps of a method for decorating a non-planar surface of a base body in a flow chart
- Fig. 2a - 2e show schematically the process steps for decorating a non-planar surface of a base body
- Fig. 3a shows schematically a hot stamping die with a view to the
- Fig. 3b shows a schematic view of a hot stamping die with a view of the
- Fig. 4 shows schematically a clamping device with a view of the side facing the hot stamping die
- Fig. 5 shows schematically a holding device
- Fig. 6 shows schematically a sectional view of the
- Fig. 7 shows schematically an embossing cavity of a
- Fig. 8 shows a schematic three-dimensional representation of a
- Fig. 8a shows a schematic detailed view of the
- Hot stamping device in the area of the clamping device, where the hot stamping foil is in the non-clamped state
- Fig. 8b shows a schematic detailed view of the
- Hot stamping device in the area of the clamping device, whereby the hot stamping foil is clamped
- Fig. 9 shows schematically the process steps of a method for decorating a non-planar surface of a base body in a flow chart
- Fig. 1 shows schematically the process steps of a method for decorating a non-planar surface 81 of a base body 80 by means of a transfer layer of a hot stamping foil 90. The following steps are carried out in the method:
- FIG. 2a schematically shows a hot stamping device 10 in which the two method steps of providing the base body 1, 80 in a holding device 20 and providing the hot stamping foil 2, 90 have already been carried out.
- the hot stamping foil 90 shown is a hot stamping foil 90 in roll form.
- the hot stamping device 10 has a feed device (not shown in Fig.
- Such a feed device preferably has an unwinding roller for unwinding the hot stamping foil 90 and a winding roller for winding up the hot stamping foil 90, wherein the hot stamping foil 90 is pushed in and out between the hot stamping stamp 40 and the clamping device 30.
- the hot stamping foil 90 it is possible for the hot stamping foil 90 to be fed as a sheet or foil sheet between the hot stamping die 40 and the clamping device 30.
- the hot stamping device 10 shown in Figures 2a to 2e comprises a holding device 20 for holding the base body 80 and a hot stamping stamp 40 with an embossing surface 41 for applying 6 the transfer layer of the hot stamping foil 90 to the base body 80 and a clamping device 30 for clamping 3 the hot stamping foil 90 to the hot stamping stamp 40.
- the hot stamping device 10 also comprises a vacuum suction 50 (not shown) for sucking 4 the hot stamping foil 90 to the embossing surface 41 and to the adjacent three-dimensional foil guide 45 of the hot stamping stamp 40, wherein the vacuum suction 50 is connected to the hot stamping stamp 40, and wherein the heated hot stamping stamp 40 presses the sucked hot stamping foil 90, in particular in the Area of the embossing surface 41 as well as in the area of the adjacent three-dimensional foil guide (45) is preheated.
- a vacuum suction 50 (not shown) for sucking 4 the hot stamping foil 90 to the embossing surface 41 and to the adjacent three-dimensional foil guide 45 of the hot stamping stamp 40, wherein the vacuum suction 50 is connected to the hot stamping stamp 40, and wherein the heated hot stamping stamp 40 presses the sucked hot stamping foil 90, in particular in the Area of the embossing surface 41 as well as in the area of the adjacent three-dimensional foil guide (45) is preheated.
- the hot stamping stamp 40 shown in Figures 2a to 2e has holes 52 which are used by the vacuum suction 50 to suck in the hot stamping foil 90.
- these holes 52 can also be used for a compressed air device 60 (not shown).
- Fig. 2b shows a schematic view of the hot stamping device 10 of Fig. 2a, in which the hot stamping foil 90 is already clamped and sucked in.
- the clamping device 30 is first moved against the hot stamping die 40 so that the hot stamping foil 90 is or will be clamped between the clamping device 30 and the hot stamping die 40.
- a guide 22, in particular a guide rod is provided along which the clamping device 30 and/or the hot stamping die 40 can move.
- the guide 22 or guide rod ensures that the clamping device 30 and/or the hot stamping die 40 always move in a positionally accurate manner so that no deviations in the position conditions can occur in the stamping process.
- the clamping device 30 and/or the hot stamping device 10 and/or the holding device 20 preferably have bores 33 in which the guides are or will be held.
- the vacuum suction 50 is activated. This is shown in Fig. 2b as an example by the three arrows pointing upwards.
- the hot stamping foil 90 is sucked onto the surface of the hot stamping stamp 40, in particular the stamping surface 41 and the adjacent three-dimensional foil guide 45.
- the heated hot stamping stamp 40 preferably ensures that the hot stamping foil 90 is preheated.
- the Hot stamping stamp 40 preheats the hot stamping foil 90, in particular in the area of the stamping surface 41 and in the area of the adjacent three-dimensional foil guide 45, for a period of time in the range of 1s to 10s, in particular in the range of 1s to 5s.
- the preheating 5 ensures that the hot stamping foil 90 becomes stretchable, so that it can more easily and precisely conform to the contour of the stamping surface 41 and to the adjacent three-dimensional foil guide 45 of the hot stamping stamp 40.
- the conformation of the hot stamping foil 90 to the surface of the hot stamping stamp 40 or the embossing surface 41 as well as to the adjacent three-dimensional foil guide 45 of the hot stamping stamp 40 can be further improved.
- This combination prevents air pockets and the formation of wrinkles when the hot stamping foil 90 conforms to the surface or embossing surface 41 as well as to the adjacent three-dimensional foil guide 45 of the hot stamping stamp 40.
- This is a significant advantage, particularly for three-dimensional embossing surfaces 41, in particular complex three-dimensional embossing surfaces 41.
- the conformation of the hot stamping foil 90 without wrinkles and air pockets enables a high-quality embossing result or a clean decoration to be achieved on three-dimensional or non-flat surfaces.
- the heat of the hot stamping stamp 40 is used for preheating 5 of the hot stamping foil 90.
- the hot stamping stamp 40 ensures a uniform heat supply and thus also a uniform heat distribution within the hot stamping foil 90. In other words, this means that the uniform heat distribution means that the hot stamping foil 90 essentially has almost constant material properties in the preheated state over the entire cross section.
- Fig. 2c shows the application 6 of the hot stamping foil 90 to a non-planar surface 81 of the base body 80.
- the hot stamping stamp 40 moves together with the clamping device 30 against the holding device 20 so that the hot stamping foil 90 comes into contact with the non-planar surface 81 of the base body 80.
- the holding device 20 it is possible for the holding device 20 to move against the hot stamping stamp 40 and the clamping device 30 so that the hot stamping foil 90 comes into contact with the non-planar surface 81 of the base body 80.
- the hot stamping die 40 and the clamping device 30 move vertically along the guide 22 from a starting position (see Fig. 2b) to an embossing position (see Fig. 2c).
- the embossing position is to be understood as the position in which the contact between the non-planar surface 81 of the base body 80 and the hot stamping foil 90 is or is established.
- the hot stamping stamp 40 remains on the non-planar surface 81 of the base body 80 for an embossing time of 0.5 seconds to 5 seconds, in particular from 0.5 seconds to 1.5 seconds, in particular wherein the embossing time begins from the time of the first contact between
- the hot stamping foil 90 and the non-planar surface 81 of the base body 80.
- the hot stamping foil 90 is further sucked by the vacuum suction 50 during the application 6 onto the surface of the hot stamping stamp 40, in particular the stamping surface 41 and onto the adjacent three-dimensional foil guide 45 of the hot stamping stamp 40.
- This offers the advantage that the hot stamping foil 90 always remains true to its contour on the stamping surface 41, in order to improve the stamping result.
- the application 6 of the hot stamping foil 90 takes place with an embossing temperature in the range from 150°C to 250°C, in particular in the range from 180°C to 220°C.
- an embossing pressure in the range from 200 N/cm 2 to 370 N/cm 2 , preferably in the range from 250 N/cm 2 to 300 N/cm 2 .
- Fig. 2d shows how the hot stamping stamp 40 moves from the stamping position to its starting position after the application 6. It is preferably provided that the clamping device 30 remains in the stamping position.
- the hot stamping foil 90 is blown away from the hot stamping stamp 40 by means of a compressed air device 60, preferably under excess pressure.
- a compressed air device 60 preferably uses the same channels and/or bores 52 in the hot stamping stamp 40 as for the vacuum suction 50.
- the compressed air device 60 detaches the hot stamping foil 90 from the hot stamping die 40 with a pressure in the range of 1.05 bar to 2 bar.
- a pressure in the range of 1.05 bar to 2 bar.
- the soft, heated and mechanically unstable hot stamping foil 90 can be separated from the surface of the hot stamping stamp 40 without any errors. In this way, cracks or errors in the decoration can be avoided.
- the hot stamping stamp 40 is moved independently of the clamping device 30 or the clamping direction is moved together with the clamping device 30. This means that after the application 6, either the hot stamping stamp 40 moves alone or the holding device 20 and the clamping device 30 move together, so that the applied hot stamping foil 90 can first cool down.
- the hot stamping foil 90 remains on the base body 80 for a cooling time in a range of 1 second to 5 seconds.
- the cooling allows the hot stamping foil 90 to regain strength and mechanical stability, so that in the subsequent step the carrier layer can be removed without errors from the transfer layer of the hot stamping foil 90 applied to the base body 80, wherein the transfer layer of the hot stamping foil 90 remains on the base body 80 in the area of the embossing surface 41 or in the decoration area.
- the edge decoration of the base body 80 is also improved by the transfer layer and thus enables a cleaner tear in the layer composite of the transfer layer, since the cooled transfer layer has a mechanically stable connection to the base body 80.
- Fig. 2e shows how, after the cooling time has elapsed, the
- Clamping device 30 is raised or moved.
- the Carrier layer in the decoration area is detached from the transfer layer applied to the non-planar surface 81 of the base body 80 together with the hot stamping foil 90 surrounding the decoration area from the base body 80.
- the carrier layer of the hot stamping foil 90 is removed by means of a removal rod, wherein the removal rod is moved in a vertical direction and between the carrier layer of the hot stamping foil 90 and the base body 80, in particular wherein the transfer layer of the hot stamping foil 90 remains in the embossing area on the non-planar surface 81 of the base body 80.
- the combination of removal rod and lifting of the clamping device 30 is also possible.
- the holding device 20 is then preferably moved into its removal position. This is not shown.
- the hot stamping process can now begin again with a new base body 80 to be decorated.
- Fig. 3a shows a schematic of a stamp plate 48 of a hot stamping stamp 40, shown with a view of the stamping side or stamping surface 41.
- the hot stamping stamp 40 is preferably designed in two parts, in that it has a heating plate and a stamp plate 48 that can be mounted on the heating plate.
- the hot stamping stamp 40 can also be one-piece.
- the hot stamping stamp 40 preferably has an integrated direct heating in the form of heating wires.
- the hot stamping stamp 40 shown in Fig. 3a or the stamping plate 48 shown in Fig. 3a has an embossing surface 41 which corresponds to the decoration area of the non-planar surface 81 of the base body 80.
- the embossing surface 41 is preferably a three-dimensional and/or complex three-dimensional contour, in particular whose surfaces sometimes have many and comparatively strong angle changes.
- the angle of all surface areas within the embossed surface 41 and/or within the decoration area has an angle of maximum 60°, preferably maximum 50°, particularly preferably maximum 45°. Such angles ensure that the hot stamping stamp 40 can apply the embossing pressure required for application in the vertical direction. In the case of more inclined surfaces, the embossing pressure acting on the surface would decrease to such an extent that application of the transfer layer of the hot stamping foil 90 would no longer be possible and/or it could lead to wrinkles in the hot stamping foil 90.
- the hot stamping stamp 40 or the stamping plate 48 preferably has a foil contact surface 42 that surrounds the stamping surface 41 on all sides.
- the foil contact surface 42 is the surface on which the hot stamping foil 90 is clamped to the hot stamping stamp 40 by means of the clamping device 30. It is preferably provided that the foil contact surface 42 corresponds to a flat or level shape or a cylindrical shape or a 2.5D shape. Cylindrical and 2.5D shapes are surfaces that are curved around an axis. Furthermore, it is preferably provided that the opposing foil contact surfaces 42 are always on the same level or height.
- the hot stamping stamp 40 shown in Fig. 3a or the stamping plate 48 shown in Fig. 3a has three-dimensional film guides 45 designed as inlet slopes 43, which are arranged between the Foil contact surface 42 and the embossing surface 41 are arranged and have an angle of maximum 40°, preferably maximum 35°, particularly preferably maximum 30°.
- the inlet slopes 43 with such flat angles ensure that the hot stamping foil 90 is not unnecessarily "stressed" in the area of the inlet slopes 43.
- the hot stamping foil 90 lying against the inlet slope 43 represents the reserve for the embossing surface 41 or the decoration area.
- This reserve is preferably necessary so that the hot stamping foil 90 can adapt to the sometimes strongly angled contours or surfaces of up to 60° within the embossing surface 41 or the decoration area and so that there is still enough foil material for this adaptation.
- compression and stretching within the hot stamping foil 90 preferably occur due to the sometimes strong angle changes, which can be compensated for by the reserve.
- the hot stamping foil 90 is guided along the foil contact surface 42.
- this can be a two-dimensional foil guide 44 or a 2.5D foil guide.
- a three-dimensional foil guide 45 is preferably present in the area of the inlet slopes 43. This means that in this area, the hot stamping foil 90 is preferably curved or curved around at least two axes.
- a sealing lip 49 can protrude from the foil contact surface 42 of the hot stamping stamp 40.
- the sealing lip 49 is thus firmly arranged in the hot stamping stamp.
- the hot stamping stamp 40 shown in Fig. 3a or the stamp plate 48 shown in Fig. 3a has a connection 53 for a vacuum suction 50 and/or a compressed air device 60.
- the components used for the vacuum suction 50 and/or compressed air device 60 are described in more detail below with reference to Fig. 3b.
- the hot stamping stamp 40 shown in Fig. 3a or the stamp plate 48 shown in Fig. 3a are shown schematically, this time looking at the back.
- the connection 53 already shown in Fig. 3a is shown.
- the connection 53 is used by both the vacuum suction 50 and the compressed air device 60.
- the hot stamping stamp 40 or the stamp plate 48 can also have two connections 53, wherein the vacuum suction 50 and the compressed air device 60 are each connected to a connection 53.
- the hot stamping stamp 40 shown in Fig. 3b or the stamping plate 48 shown in Fig. 3b has a channel 51, which is preferably connected to the connection 53.
- the channel 51 is in turn preferably connected to one or more holes 52, which open on the opposite side, i.e. the embossing side. This is also shown as an example in Fig. 3a.
- the holes 52 are distributed around the embossing surface 41 in the three-dimensional film guide 45.
- the hot stamping foil 90 clings to the surface or stamping surface 41 as well as onto the adjacent three-dimensional foil guide (45) of the hot stamping stamp 40. This clinging is also improved by preheating 5 the hot stamping foil 90 by means of the heated hot stamping stamp 40.
- the stamp plate 48 preferably has a seal 46 and a support surface 47, by means of which the stamp plate 48 can be mounted on a heating plate (not shown).
- the seal 46 ensures that the flow channel formed by the channel 51 is sealed off from the heating plate and that no leakage flows can occur. This ensures that the suction 4 of the hot stamping foil onto the hot stamping stamp 40 by means of a vacuum and/or the detachment of the hot stamping foil from the hot stamping stamp 40 by means of compressed air can always be carried out reliably.
- Fig. 4 shows a schematic view of a clamping device 30 with a view of the side facing the hot stamping stamp 40. It is preferably provided that the side of the clamping device 30 facing the hot stamping stamp 40 corresponds to a negative of the surface of the hot stamping stamp 40, in particular the foil contact surface 42 of the hot stamping stamp 40, so that the clamping 3 of the hot stamping foil 90 between the hot stamping stamp 40 and the clamping device 30 follows the contour. It is also preferably provided that the clamping device at least partially reproduces the rear side of the base body. In the example shown in Fig. 4, the surface of the clamping device 30 is designed to match the surface of the hot stamping stamp 40 or the stamp plate 48 or foil contact surface 42 according to Fig. 3a.
- the clamping device 30 is designed as a continuous frame with a recess larger than the base body 80. This allows the base body 80 to pass through this recess without collision when applying the hot stamping foil 90 as a result of the movement of the hot stamping stamp 40 together with the clamping device 30 against the base body 80.
- the Clamping device 30 is designed as two opposing clamping blocks with a distance greater than at least one lateral dimension of the non-planar surface 81 of the base body 80.
- the clamping device 30 shown in Fig. 4 has guide holes 33 which are designed to correspond to the guide holes 33 of the hot stamping stamp 40 or the stamp plate 48 according to Fig. 3a and 3b and the holding device 20 according to Fig. 5.
- a guide 22 or guide rod (not shown), which is preferably arranged in the guide holes, the movement sequences of the hot stamping stamp 40, the clamping device 30 and possibly the holding device 20 can thus be controlled with precise positioning relative to one another.
- the clamping device 30 shown in Fig. 4 preferably has a sealing lip 31.
- the hot stamping foil 90 is preferably clamped between the sealing lip 31 of the clamping device 30 and the foil contact surface 42 of the hot stamping stamp 40. It is therefore preferably provided that the sealing lip 31 is designed to correspond to the contour of the foil contact surface 42 of the hot stamping stamp 40.
- the sealing lip 31 advantageously ensures that the hot stamping foil 90 can no longer slip after clamping 3.
- the sealing lip 31 can therefore support the vacuum suction of the hot stamping stamp 40 by means of a positive fit when fixing the hot stamping foil 90.
- the clamping device 30 is or can be moved vertically against the hot stamping die 40.
- the hot stamping die 40 is or can be moved vertically against the base body 80 or the holding device 20 for application 6 together with the clamping device 30.
- the Hot stamping stamp 40 into its starting position.
- the clamping device 30 remains in the stamping position.
- the clamping device 30 has a hold-down device 32 with which the clamping device 30 is held in this position. A corresponding hold-down device 32 is shown in Fig. 4.
- the clamping device 30 can be returned to the original position by means of a spring (not shown). Other return mechanisms are also conceivable instead of a spring.
- a holding device 20 is shown schematically in Fig. 5.
- the holding device 20 of Fig. 5 has guide holes 33, which are preferably congruent with the guide holes 33 of the clamping device 30 and/or the hot stamping die 40.
- guide holes 33 In these guide holes 33, corresponding guides 22 or guide rods can be held, along which the clamping device 30 can move vertically.
- the movement of the hot stamping die 40 and/or the holding device 20 takes place by means of guide elements or guide rods (not shown), which are in particular part of the hot stamping device 10.
- the holding device 20 shown in Fig. 5 has a base body holder 21, which is preferably designed in the form of a shoulder 21a with a recess.
- This recess preferably corresponds essentially to the negative of the base body 80, preferably with an excess compared to the base body 80. This allows the base body 80 to be easily inserted into the recess of the holding device 20.
- the shoulder 21a preferably has a height that corresponds at least to the thickness of the clamping device 30. In this way, when the hot stamping stamp 40 is moved together with the clamping device 30, the clamping device 30 is prevented from moving onto the holding device 20.
- Fig. 6 also shows a sectional view of the hot stamping device 10.
- the hot stamping device 10 has, as already explained above, a holding device 20 in which a base body 80 is arranged, a clamping device 30 and a hot stamping stamp 40.
- the hot stamping foil 90 is already clamped in the example shown in Fig. 6. Furthermore, the hot stamping foil 90 is already sucked onto the surface of the hot stamping stamp 40, in particular the embossing surface 41 and the adjacent three-dimensional foil guide (45).
- the base body 80 shown has a non-planar surface 81 which is to be embossed.
- a clamping plane 34 is preferably formed between the hot stamping stamp 40 and the clamping device 30, as is shown for example by the dashed line in Fig. 6.
- Fig. 7 shows a schematic embossing cavity of a hot embossing stamp 40.
- the embossing cavity is preferably formed from the embossing surface 41 and/or the three-dimensional film guide (45) designed as run-in slopes 43 and/or the film contact surface 42.
- the embossing surface 41 preferably forms the upper end and the film contact surface 42 the lower end of the cavity.
- a clamping plane 34 is or will be formed between the film contact surface 42 and the surface of the clamping device 30, as shown in Fig. 7 by the lower dashed line.
- the upper end of the embossing surface 41' is shown in Fig. 7 by the upper dashed line.
- a vertical distance Y is entered in Fig. 7, which preferably represents the vertical distance Y between the film contact surface 42, in particular the clamping plane 34, and upper end of the embossing surface 41 ', preferably wherein this vertical distance Y is at least 2 mm.
- a clamping plane 34 is or will be formed between the film contact surface 42 and the surface of the clamping device 30.
- the maximum permissible angle a between the upper end of the embossing surface 41 ' and the three-dimensional film guide 45 or the inlet slope 43 is a maximum of 40°.
- a horizontal distance X results, which is the horizontal distance X between the outermost point of the three-dimensional film guide or the
- the outermost point of the three-dimensional film guide or the inlet slope 43 means the point at which the three-dimensional film guide or the inlet slope 43 merges into the film contact surface 42.
- Fig. 8 shows a three-dimensional representation of a hot stamping stamp 40 in a sectional view, with two maximum permissible angles a entered as examples.
- the two maximum permissible angles a are entered starting from the upper end of the stamping surface 41 'the respective run-in slope 43.
- the sealing lip 49 described with reference to Fig. 3a is also shown in more detail in Fig. 8.
- the sealing lip 49 protrudes from the film contact surface 42.
- the sealing lip 49 has a trapezoidal cross-sectional shape.
- the cross-sectional shape of the sealing lip 49 it is also possible for the cross-sectional shape of the sealing lip 49 to be conical or is semicircular.
- the sealing lip 49 is preferably provided to support the film clamping, wherein the sealing lip 49 preferably engages with a groove 35 or bulge 35 of the clamping device 30. This is also shown in detail in Figures 8a and 8b.
- Fig. 8a shows a schematic detailed representation of the hot stamping device 10 in the area of the clamping device 30, wherein the hot stamping foil 90 is in the non-clamped state.
- the sealing lip 49 is trapezoidal in shape and is fixedly arranged in the hot stamping die 40.
- the clamping device 30 has a groove 35 corresponding to the sealing lip 49. Alternatively, this can also be a bulge 35. The bulge is then preferably adapted to the shape of the sealing lip 49.
- the groove 35 has two opposite flanks 35a and 35b.
- the two opposite flanks 35a and 35b each comprise a chamfer 36a and 36b, in particular wherein the chamfers 36a and 36b are arranged at the opening of the groove 35 or serve as an opening of the groove 35.
- the bevels 36a, 36b are preferably selected according to the shape of the sealing lip 49. The bevels 36a, 36b ensure that when the hot stamping foil 90 is clamped, the sealing lip 49 can be safely inserted into the corresponding groove 35.
- Fig. 8b shows a schematic detailed view of the hot stamping device 10 in the area of the clamping device 30, with the hot stamping foil 90 clamped.
- the sealing lip 49 is now immersed in the groove 35.
- the hot stamping foil 90 is arranged between the sealing lip 49 and the groove 35, in particular between the sealing lip 49 and the flanks 35a, 35b and their bevels 36a, 36b.
- the flanks 35a, 35b, in particular the bevels 36a, 36b of the groove 35 are acted upon by the corresponding areas of the sealing lip 49 during clamping, so that the hot stamping foil is clamped between the flanks 35a, 35b, in particular between the bevels 36a, 36b, and the sealing lip 49.
- Fig. 9 shows a schematic flow chart of a method for decorating a non-planar surface 81 of a base body 80 in a flow chart.
- a time axis t is plotted here, by means of which the individual method steps can be assigned in time.
- the base body 80 is arranged or held or clamped in the holding device 20.
- the holding device 20 then moves with the base body 80 arranged therein into the processing position or embossing position, as shown in box 1.
- the hot stamping foil 90 is then fed between the clamping device 30 and the hot stamping stamp 40 (see box 2). This step can also take place at the same time as the movement of the holding device 20 into the processing position or embossing position, as shown by the overlaps of the two boxes 1 and 2.
- the hot stamping foil 90 is then clamped by means of the clamping device 30, as shown in box 3.
- the clamping device 30 preferably moves against the hot stamping stamp 40, as described above.
- the hot stamping foil 90 is thus clamped between the hot stamping stamp 40 and the clamping device 30.
- the hot stamping foil 90 is then sucked onto the surface of the hot stamping stamp 40 by means of a vacuum and, as soon as it is in contact with the surface of the hot stamping stamp 40, it is preheated by means of the heat of the hot stamping stamp 40 (see box 4 and arrow 3).
- the hot stamping foil 90 is then applied to the non-planar surface 81 of the base body 80.
- the base body 80 is now decorated with the hot stamping foil 90, in particular the transfer layer of the hot stamping foil 90.
- the hot stamping stamp 40 then moves back to the starting position according to box 6.
- the clamping device 30 remains in the embossing position.
- the hot stamping foil 90 regains its mechanical stability so that it can then be removed preferably without tearing by raising or lowering the clamping device 30 as shown in box 7.
- the hot stamping stamp 40 is already in its starting position as shown in arrow 5.
- the holding device 20 with the decorated base body 80 is moved into the removal position (see box 8). There, the decorated base body 80 is finally removed from the holding device 20 (see arrow 6).
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Abstract
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche (81) eines Grundkörpers (80) mit einer Transferlage einer Heißprägefolie (90), wobei die folgenden Schritte, insbesondere in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden: - Bereitstellen des Grundkörpers (1, 80) in einer Haltevorrichtung (20); - Bereitstellen der Heißprägefolie (2, 90); - Klemmen der Heißprägefolie (90) mittels einer Klemmvorrichtung (30) an einen Heißprägestempel (40); - Ansaugen (4) der Heißprägefolie (90) an eine Prägefläche (41) des Heißprägestempels (40) mittels einer Vakuumansaugung (50); - Vorwärmen (5) der Heißprägefolie (90), insbesondere zumindest im Bereich der Prägefläche (41) und/oder im Bereich einer dreidimensionalen Folienführung (45), welche bevorzugt benachbart zur Prägefläche (41) angeordnet ist, durch erwärmten Heißprägestempel (40); - Applizieren (6) der Transferlage der Heißprägefolie (90) auf eine nicht- ebene Oberfläche (81) des Grundkörpers (80), in dem die Heißprägefolie (90) in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche (81) des Grundkörpers (80) gebracht wird und unter Einwirkung von Prägedruck und Prägetemperatur mittels des Heißprägestempels (40) die Transferlage auf den Grundkörper (80) transferiert wird.
Description
LEONHARD KURZ Stiftung & Co. KG, Schwabacher Str. 482, 90763 Fürth
Verfahren und Heißprägevorrichtung zum Dekorieren einer nicht-ebenen
Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Heißprägevorrichtung zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie.
Herkömmlicherweise wird bei einem Hubprägeprozess eine Heißprägefolie auf eine Oberfläche eines Grundkörpers oder Werkstücks mittels eines Silikonstempels unter vordefinierten Prozessparametern, wie Prägedruck, Prägetemperatur und Prägezeit appliziert. Bei üblichen 3D-Heißprägungen, also Heißprägungen, bei denen eine dreidimensionale Oberfläche dekoriert werden soll, wird zunächst ein zu beprägendes Werkstück in einem Werkstückhalter positioniert und fixiert. Anschließend wird der gesamte Werkstückhalter in Prägeposition verfahren. Zusätzlich kommt ein Klemmrahmen zum Einsatz, der die Heißprägefolie über die zu beprägende Werkstückoberfläche spannt. Mittels Vakuums wird herkömmlicherweise die Heißprägefolie an die zu beprägende Werkstückoberfläche angesaugt, sodass sich die Heißprägefolie an die Oberflächenkontur des Werkstücks anlegt. Anschließend wird der eigentliche Hubprägevorgang mittels Silikonstempels durchgeführt. Derartige bekannte Verfahren neigen jedoch zu unsauberen Dekorationsergebnissen. Aufgrund der zum Teil komplexen dreidimensionalen Geometrien ist die Heißprägefolie starken Verzerrungen und Stauchungen ausgesetzt, um sich an die Kontur der
Werkstückoberfläche anzupassen. Dies führt in aller Regel zu Faltenbildung, welche das Prägeergebnis optisch maßgeblich beeinträchtigt.
Aus diesem Grund wurden Bemühungen angestrebt, die Heißprägefolie vor dem Prägen vorzuwärmen. Ein entsprechendes Verfahren ist beispielsweise aus der WO 2014/053381 A1 bekannt. Dabei erfolgt die Vorwärmung der Heißprägefolie mittels eines Heizlüfters. Nachteilig ist bei diesem Verfahren jedoch, dass durch den Lüfter Schmutzpartikel aus der Luft zwischen Heißprägefolie und Prägestempel geblasen werden. Dies führt zu Abdrücken der Verschmutzungen am zu beprägenden Werkstück und somit zum Ausschuss. Ferner ist durch die Vorwärmung mittels Heizlüfter die Faltenbildung nicht vollständig vermeidbar, da die Vorwärmung der Heißprägefolie in aller Regel ungleichmäßig erfolgt. Als weiterer Nachteil ist eine verlängerte Zykluszeit zu nennen, da der Schritt des Vorwärmens separat für eine vordefinierte Zeitdauer durchgeführt werden muss.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Dekorieren von nichtebenen Oberflächen, insbesondere dreidimensionalen Oberflächen, mittels Heißprägen zu verbessern, indem die Faltenbildung im Prägebereich vermieden werden soll und größere Flächen ohne Faltenbildung dekorierbar sein sollen.
Die Aufgabe wird von einem Verfahren zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie gelöst, wobei die folgenden Schritte, insbesondere in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden:
- Bereitstellen des Grundkörpers in einer Haltevorrichtung;
- Bereitstellen der Heißprägefolie;
- Klemmen der Heißprägefolie mittels einer Klemmvorrichtung an einen Heißprägestempel;
- Ansaugen der Heißprägefolie an eine Prägefläche des Heißprägestempels mittels einer Vakuumansaugung;
- Vorwärmen der Heißprägefolie, insbesondere zumindest im Bereich der Prägefläche und/oder im Bereich einer dreidimensionalen Folienführung, welche bevorzugt benachbart zur Prägefläche angeordnet ist, durch erwärmten Heißprägestempel;
- Applizieren der Transferlage der Heißprägefolie auf eine nicht-ebene Oberfläche des Grundkörpers, in dem die Heißprägefolie in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers gebracht wird und unter Einwirkung von Prägedruck und Prägetemperatur mittels des Heißprägestempels die Transferlage auf den Grundkörper transferiert wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Heißprägestempel bereits vor dem Ansaugen der Heißprägefolie vorgewärmt ist. Insbesondere wird dann die Heißprägefolie bereits nach dem Klemmen der Heißprägefolie vorgewärmt, da sich die Heißprägefolie bereits in räumlicher Nähe zum Heißprägestempel befindet und aufgrund von Wärmestrahlung vorgewärmt werden kann.
Diese Aufgabe wird weiter von einer Heißprägevorrichtung zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie, insbesondere mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, gelöst, wobei die Heißprägevorrichtung eine Haltevorrichtung zum Halten des Grundkörpers und einen Heißprägestempel mit einer Prägefläche zum Applizieren der Transferlage der Heißprägefolie auf den Grundkörper und eine Klemmvorrichtung zum Klemmen der Heißprägefolie an den
Heißprägestempel aufweist. Wesentlich ist, dass die Heißprägevorrichtung eine Vakuumansaugung zum Ansaugen der Heißprägefolie an die Prägefläche des Heißprägestempels aufweist, wobei die Vakuumansaugung mit dem Heißprägestempel verbunden ist, und dass der erwärmte Heißprägestempel die angesaugte Heißprägefolie, insbesondere zumindest im Bereich der
Prägefläche und/oder im Bereich einer dreidimensionalen Folienführung, welche bevorzugt benachbart zu der Prägefläche angeordnet ist, vorwärmt.
Hierbei hat sich gezeigt, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie und der Heißprägevorrichtung zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie ein beprägter Grundkörper erhalten wird, dessen Dekoration sauber und faltenfrei ist. „Sauber“ bedeutet in diesem Fall, dass die Prägekonturen randscharf abgeprägt sind. Ferner wird durch die Ansaugung der Heißprägefolie an die Prägefläche des vorzugsweise erwärmten bzw. heißen Heißprägestempel die Heißprägefolie „automatisch“ vorgewärmt, wodurch zum einen auf eine zusätzliche Wärmequelle zur Vorwärmung verzichtet werden kann und zum anderen eine faltenfreie Applikation begünstigt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
Vorzugsweise ist der Grundkörper ein starrer Körper, der insbesondere zumindest eine zu dekorierende nicht-ebene Oberfläche aufweist.
Es ist insbesondere möglich, dass die nicht-ebene Oberfläche des Grundkörpers, insbesondere die zu dekorierende bzw. zu beprägende Oberfläche des Grundkörpers 2,5D-verformt oder dreidimensional (3D) geformt bzw. verformt ist.
Vorzugsweise umfasst der Grundkörper ein Bauteil, insbesondere ein Fahrzeugteil, ein Gehäuseteil, eine Cockpitkomponente und/oder ein Karosserieteil, ein Spritzgussteil, ein 3D-Druck-Teil und/oder ein mittels spanender und/oder spanloser Herstellungsverfahren hergestelltes Bauteil. Im
Allgemeinen kann als Grundkörper jeder Körper vorgesehen sein, der zumindest eine beprägbare Oberfläche aufweist. Unter beprägbare Oberflächen sind Oberflächen zu verstehen, die zum einen eine ausreichende Haftung für eine thermisch aktivierbare Schicht, insbesondere den thermisch aktivierbaren Kleber, der Heißprägefolie aufweisen und zum anderen mechanisch stabil genug sind, dass diese den Prozessparametern des Heißprägens, wie Temperatur und Druck, standhalten können.
Vorteilhafterweise umfasst der Grundkörper ein Kunststoffmatenal, welches einen Thermoplast, insbesondere einen schlagzähen Thermoplast umfasst. Weiter besteht das Kunststoffmaterial insbesondere aus Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polybutadien, Polynitrile, Polyester, Polyurethane, Polymethacrylate, Polyacrylate, Polyamide, Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), bevorzugt Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acrylester-Styrol-Acrylnitril (ASA), ABS-PC, PET-PC, PBT-PC, PC-PBT und/oder ASA-PC und/oder Copolymeren oder Gemischen davon. Es ist auch möglich, dass das Kunststoffmatenal noch anorganische oder organische Füllstoffe, bevorzugt SiC>2, AI2O3, TiC , Tonmineralien, Silikate, Zeolithe, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Glaskugeln, organische Fasern oder Gemischen davon aufweist. Die Füllstoffe werden hierbei insbesondere dem Kunststoffmatenal zugemischt, um die Stabilität des Grundkörpers weiter zu erhöhen. Weiter können diese Füllstoffe den Anteil an polymeren Materialien verringern und so die Herstellungskosten und/oder das Gewicht des Bauteils vermindern. Es ist auch möglich, dass das Kunststoffmaterial noch anorganische oder organische Hilfsstoffe aufweist, die insbesondere die Verarbeitbarkeit des Kunststoffmatenals verbessern.
Es ist auch möglich, dass das Material des Grundkörpers Stahl, Kupfer, Messing und/oder andere metallische Werkstoffe und/oder Legierungen umfasst. Es ist auch möglich, dass das Material des Grundkörpers Glas und/oder Holz umfasst.
Es ist ferner auch möglich, dass der Grundkörper bereits dekoriert ist und durch eine weitere Dekoration ergänzt werden soll. Beispielsweise kann der Grundkörper bereits mittels Digitaldruck und/oder In-Mould-Decoration (IMD) und/oder Insert-Molding und/oder einem anderen Prägeverfahren dekoriert sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass auf dem Grundkörper bereits Farbschichten und/oder Lackschichten und/oder Folienpaketen und/oder Transferlagen aufgebracht sind. Vorzugsweise handelt es sich bei diesen Dekorationen um Dekorationen, die auf eine ebene Oberfläche des Grundkörpers appliziert wurden. In Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich somit vielfältige Dekorationen erzielen.
Es ist zwar vorzugsweise vorgesehen, dass der Grundkörper bereits mittels eines IMD-Verfahrens dekoriert sein kann, jedoch ist es möglich, dass gemäß der vorliegenden Erfindung dieser mittels IMD-Verfahren dekorierte Grundkörper mittels Heißprägen zusätzlich dekoriert wird. Allerdings sollen von der vorliegenden Erfindung explizit IMD-Verfahren ausgeschlossen sein. D.h. das beschriebene Verfahren zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie und die beschriebene Heißprägevorrichtung zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie betrifft die Dekoration mittels Heißprägens. Ein derartiger Heißprägeprozess unterscheidet sich vorzugsweise dahingehend von einem IMD-Prozess, dass bereits ein fertiger Grundkörper, bzw. ein fertiges Spritzgussteil nach dem Spritzgießen zusätzlich beprägt wird. Dagegen wird beim IMD-Prozess eine IMD-Transferfolie in eine Spritzgussform hälfte eingelegt und anschließend mit einer Kunststoffmasse hinterspritzt, um ein mit der Transferlage der IMD- Transferfolie dekoriertes Spritzgussteil auszubilden.
Unter „Heißprägestempel“ ist dabei ein beheizter bzw. erwärmter Prägestempel zu verstehen.
Bevorzugt ist es möglich, dass die Heißprägefolie eine Trägerlage und eine von der Trägerlage ablösbare Transferlage aufweist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass zwischen der Trägerlage und der Transferlage zumindest eine Ablöseschicht angeordnet ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zumindest eine Ablöseschicht zumindest ein Material oder eine Kombination von Materialien umfasst, ausgewählt aus: Wachs, Carnaubawachs, Montansäureester, Polyethylenwachs, Polyamidwachs, PTFE Wachs, Silikon, Melaminformaldehydharz.
Bevorzugt handelt es sich bei der zumindest eine Ablöseschicht um eine polymere Ablöseschicht, die ein besseres und/oder anderes Ablöseverhalten als herkömmliche Trägerlagen aufweisen. Solche Ablöseschichten werden irreversibel mit der Trägerlage verbunden und auf der Ablöseschicht eine Transferlage angeordnet. Die Transferlage kann insbesondere mit einer polymeren Ablöseschicht leichter von der Trägerlage abgelöst werden, sodass eine hochwertigere Dekoration des Grundkörpers erreicht wird.
Die Transferlage kann als ein aus mehreren Schichten ausgebildeter Mehrschichtkörper ausgebildet sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Transferlage zumindest eine Schicht oder eine Kombination von Schichten aufweist, ausgewählt aus: Kleberschicht, Ablöseschicht, Dekorschicht, Metallschicht, Oxidschicht, elektrisch leitfähige Schicht, Halbleiterschicht, Reflexionsschicht, Rußschicht, Haftvermittlungsschicht, Grundierungsschicht, Barriereschicht, Farbschicht, Schutzschicht, Funktionsschicht.
Die Schutzschicht kann als ein Schutzlack aus einem PMMA-basierenden Lack mit bevorzugt einer Schichtdicke im Bereich von 0,5 pm bis 5 pm, insbesondere im Bereich von 2 pm bis 4 pm, ausgebildet sein. Durch die Wahl einer
derartigen Schichtdicke wird sichergestellt, dass einerseits ein entsprechender Schutz gegeben ist und andererseits die Weiterverarbeitbarkeit der Heißprägefolie gegeben ist und es nicht zu einer Delaminierung an der Grenzfläche der Schutzlackschicht und der anderen Schichten der Transferlage bzw. der Dekorschicht kommt. Weiter verbessert dies auch die Beständigkeit des dekorierten Grundkörpers gegenüber mechanischen und/oder physikalischen und/oder chemischen Umwelteinflüssen.
Der Schutzlack bzw. die Schutzschicht kann auch aus einem strahlenhärtenden Dual Cure Lack bestehen. Dieser Dual Cure Lack kann in einem ersten Schritt beim und/oder nach dem Aufbringen in flüssiger Form thermisch vorvernetzt werden und in einem zweiten Schritt nach der Verarbeitung der Heißprägefolie insbesondere über energiereiche Strahlung, vorzugsweise UV-Strahlung, radikalisch nachvernetzt werden. Dual Cure Lacke dieser Art können aus verschiedenen Polymeren oder Oligomeren bestehen, die ungesättigte Acrylat- oder Methacrylat-Gruppen besitzen. Diese funktionellen Gruppen können in dem oben genannten zweiten Schritt radikalisch miteinander vernetzt werden. Zur thermischen Vorvernetzung im ersten Schritt müssen bei diesen Polymeren oder Oligomeren auch mindestens zwei oder mehrere Alkoholgruppen vorhanden sein. Diese Alkoholgruppen können mit multifunktionellen Isocyanaten oder Melaminformaldehydharzen vernetzt werden. Als ungesättigte Polymere oder Oligomere kommen verschiedene UV Rohstoffe wie Epoxyacrylate, Polyetheracrylate, Polyesteracrylate und inbesondere Acrylatacrylate in Frage. Als Isocyanat kommen sowohl geblockte als auch ungeblockte Vertreter auf TDI- (TDI = Toluol-2,4-diisocyanat), HDI- (HDI = Hexamethylendiisocyanat) oder IPDI-Basis (IPDI = Isophorondiisocyanat) in Frage. Die Melaminvernetzer können vollveretherte Versionen sein, können Imino-Typen sein oder Benzoguanamin-Vertreter darstellen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Schutzschicht als ein Schutzlack aus einem auf PMMA (PMMA = Polymethylmethacrylat) basierenden Lack oder
einem Lack basierend auf einer Mischung aus PVDF (PVDF = Polyvinylidenfluorid) und PMMA, mit bevorzugt einer Schichtdicke im Bereich von 2 pm bis 50 pm, bevorzugt im Bereich von 5 pm bis 30 pm ausgebildet ist. Diese Lacke bringen die für eine Heißprägefolie und deren ausreichend genaue Ausprägbarkeit bspw. Trennbarkeit an den gewünschten Außengrenzen der übertragenen Flächenbereiche der Transferlagen notwendige mechanische Sprödigkeit mit.
Die Dekorschicht kann als eine oder einschichtige oder mehrschichtige Dekorschicht ausgebildet sein. Diese Dekorschicht umfasst vorzugsweise ein oder mehrere Schichten.
Die Dekorschicht kann vorzugsweise eine oder mehrere Farbschichten, insbesondere Farblackschichten aufweisen. Diese Farbschichten können jeweils unterschiedlich eingefärbt sein und/oder transparent und/oder semitransparent und/oder opak ausgebildet sein und auch durch ein oder mehrere weitere Schichten, insbesondere transparente Schichten getrennt sein. Die Farbschichten können jeweils vollflächig oder nur partiell in ihrer Schichtebene vorliegen. Vorzugsweise sind die Farbschichten aufgebracht mittels bekannter Druckverfahren, ausgewählt aus: Tiefdruck, Siebdruck, Offsetdruck, Tintenstrahldruck, Tampondruck, xerographischer Druck oder Kombinationen davon. Die Farbschichten können hierbei aus einem Bindemittel und Farbmittel und/oder Füllstoffen und/oder Pigmenten, insbesondere auch optisch variablen Pigmenten und/oder Interferenzschichtpigmenten und/oder Flüssigkristallpigmenten und/oder magnetisch ausrichtbaren Pigmenten und/oder thermochromen Pigmenten und/oder metallischen Pigmenten, bestehen. Weiter kann die Farbschicht auch phosphoreszierende und/oder lumineszente Farbstoffe aufweisen.
Weiter kann die Dekorschicht auch eine oder mehrere Reflexionsschichten umfassen, die vorzugsweise opak, transluzent und/oder partiell ausgebildet
sind. Insbesondere können die Reflexionsschichten aus Metallen und/oder HRI- Schichten (HRI = High Refractive Index), also Schichten mit hohem Brechungsindex, insbesondere mit einem Brechungsindex größer als 1 ,5 bestehen. Als Metalle kommen beispielsweise Aluminium, Zinn, Indium, Chrom oder Kupfer oder Legierungen daraus in Frage. Als HRI-Schichten kommen beispielsweise ZnS oder SiÜ2 in Frage.
Weiter kann die Dekorschicht auch eine oder mehrere optisch aktive Reliefstrukturen, insbesondere diffraktive Strukturen und/oder Hologramme und/oder refraktive Strukturen und/oder Mattstrukturen aufweisen. Dabei ist zumindest eine Reflexionsschicht direkt auf der Reliefstruktur zumindest bereichsweise angeordnet.
Im Falle einer Metallschicht ist es vorteilhaft, diese Metallschicht durch Bedampfen, physikalische Gasabscheidung (PVD) und/oder chemische Gasabscheidung (CVD) und/oder Sputtern aufzubringen. Unterschiedliche Dekorschichten können auch aus unterschiedlichen Metallen und insbesondere unterschiedlich farbigen Metallen bestehen.
Metallschichten werden dabei bevorzugt auf eine Klarlack-Schicht oder auf eine pigmenthaltige Lackschicht aufgebracht. Es ist anschließend vorteilhaft, auf die Metallschicht eine zusätzliche Lackschicht als Metallhaftvermittlungsschicht aufzubringen, um die Haftung darauf aufbauender Schichten zu verbessern.
Die Schichten der Transferlage, insbesondere der Dekorschicht, können dabei jeweils vollflächig oder jeweils nur partiell vorliegen. Liegen mehrere Schichten der Transferlage, insbesondere Dekorschichten, jeweils partiell vor, können einzelne Elemente in den Schichten der Transferlage nebeneinander, insbesondere unmittelbar nebeneinander, oder wenigstens bereichsweise überlappend angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass eine partielle Schicht der Transferlage auf einer vollflächigen Schicht der Transferlage angeordnet ist,
wobei die vollflächige Schicht der Transferlage als Hintergrund oder Untergrund für die partielle Schicht der Transferlage dient, der insbesondere zu der partiellen Schicht der Transferlage in Farbe und/oder in der Helligkeit und/oder Reflexionsvermögen und/oder Rauigkeit einen Kontrast bildet.
Es ist auch möglich, dass der Grundkörper einen Teil der sich ergebenden Dekoration bildet, indem die Farbe und/oder die Helligkeit und/oder das Reflexionsvermögen und/oder die Rauigkeit des Grundkörpers mit den darauf angeordneten Schichten der Transferlage, insbesondere Dekorschichten, kombiniert wird. Der Grundkörper kann dabei transparent und/oder semitransparent und/oder transluzent und/oder opak sein und/oder eine Einfärbung mit Farbstoffen und/oder Pigmenten aufweisen. Insbesondere bildet der Grundkörper einen Hintergrund oder Untergrund für die Schichten der Transferlage, insbesondere Dekorschichten, der bevorzugt zu den Schichten der Transferlage, insbesondere Dekorschichten, in Farbe und/oder in der Helligkeit und/oder Reflexionsvermögen und/oder Rauigkeit einen Kontrast bildet.
Die Elemente der Schichten der Transferlage können in Draufsicht auf die Transferlage zueinander versetzt oder aber auch überlappend angeordnet sein. Die Elemente können aber auch bei Draufsicht auf die Transferlage nebeneinander angeordnet sein. Die Elemente, insbesondere die Dekorschicht, können auch ein oder mehrere Motive ausbilden. Ein Motiv kann beispielsweise ein graphisch dargestellter Umriss, eine figürliche Darstellung, ein Bild, ein visuell erkennbares Designelement, ein Symbol, ein Logo, ein Portrait, ein Muster, ein Endlosmuster, ein alphanumerisches Zeichen, eine Codierung, ein Code-Muster, ein kryptographisches Muster, ein Text, eine farbliche Ausgestaltung und dergleichen sein. Das Motiv kann dabei auch individualisiert ausgebildet sein.
Unter individualisiert ist insbesondere zu verstehen, dass der Druck Informationen umfasst, die individuell einzigartig für jeden einzigen Druck sind, wie beispielsweise eindeutige Seriennummern. Unter individualisiert ist insbesondere auch zu verstehen, dass der Druck Informationen umfasst, die für eine Gruppe von Drucken identisch sind, aber für jede Gruppe von Drucken jeweils einzigartig sind, beispielsweise eine Chargennummer. Wird im Folgenden von Druck gesprochen, kann damit ein individualisierter Druck oder auch ein nicht-individualisierter Druck gemeint sein.
Vorteilhafterweise sind die Elemente der Schichten der Transferlage derart angeordnet, dass bei Draufsicht auf die Transferlage zumindest einige der Elemente bzw. Teile von einigen Elementen ein Gesamtmotiv ausbilden. Ein oder mehrere dieser Elemente können dabei individualisiert sein oder auch nicht-individualisiert sein. Beispielsweise können sich ein oder mehrere nichtindividualisierte Elemente mit einem oder mehreren individualisierten Element zu einem Gesamtmotiv ergänzen. Insbesondere können die Drucke im Register zueinander angeordnet sein.
Unter Register oder Passer bzw. Registergenauigkeit oder Passergenauigkeit ist eine Lagegenauigkeit zweier oder mehrerer Elemente und/oder Schichten relativ zueinander zu verstehen. Dabei soll sich die Registergenauigkeit innerhalb einer vorgegebenen Toleranz bewegen und dabei möglichst gering sein. Gleichzeitig ist die Registergenauigkeit von mehreren Elementen und/oder Schichten zueinander ein wichtiges Merkmal, um die Prozesssicherheit zu erhöhen. Die lagegenaue Positionierung kann dabei insbesondere mittels sensorischer, vorzugsweise optisch detektierbarer Passermarken oder Registermarken erfolgen. Diese Passermarken oder Registermarken können dabei entweder spezielle separate Elemente oder Bereiche oder Schichten darstellen oder selbst Teil der zu positionierenden Elemente oder Bereiche oder Schichten sein.
Es kann auch vorgesehen sein, dass zwischen zwei partiellen Schichten der Transferlage, insbesondere Dekorschichten, mit Elementen bzw.
Dekorelementen oder zwischen einer partiellen Schicht der Transferlage, insbesondere Dekorschicht, mit Elementen bzw. Dekorelementen und einer vollflächigen Schicht der Transferlage, insbesondere Dekorschicht, ein oder mehrere transparente oder transluzente oder transparent oder transluzent eingefärbte Abstandsschichten mit einer Dicke von beispielsweise 0,5 pm bis 10 pm angeordnet sind, um eine dreidimensionale Tiefenwirkung des Dekors zu erzeugen. Es ist auch möglich, dass der Grundkörper eine solche Abstandsschicht darstellt bzw. die Funktion einer solchen Abstandsschicht erbringt.
Insbesondere können dabei Abschattungs- und/oder Verdeckungseffekte der Elemente bzw. Dekorelemente erreicht werden, insbesondere abhängig von Beleuchtungswinkel und/oder Betrachtungswinkel der Dekorschichten.
Im Fall einer Lackschicht mit einem abgeformten Oberflächenrelief ist es vorteilhaft, als Oberflächenrelief ein optisch wirksames Oberflächenrelief zu verwenden. Bei dem Oberflächenrelief kann es sich um ein Oberflächenrelief handeln, welches eine strahlenoptisch wirksame und damit refraktiv wirkende Struktur ausbildet und so insbesondere ein makroskopisches optisch und/oder haptisch erfassbares Motiv generiert. Weiter ist es auch möglich, dass es sich bei dem Oberflächenrelief um eine Mattstruktur handelt, welche beispielsweise den optischen Eindruck einer mattierten metallischen Oberfläche in Kombination mit einer entsprechenden Metallschicht im Dekorschichtaufbau generiert.
Weiter ist es auch möglich, dass es sich bei dem Oberflächenrelief um ein Oberflächenrelief handelt, welches Linsenstrukturen und/oder Mikrolinsenstrukturen und/oder Freiformflächen-Strukturen ausbildet, welche weiter ggf. einen dreidimensionalen Eindruck eines Motivs vermitteln. Weiter ist
es auch möglich, dass als Oberflächenrelief diffraktiv wirkende Strukturen eingesetzt werden, beispielsweise Hologramme oder ähnliches. Es ist jedoch auch möglich, dass es sich bei dem abgeformten Oberflächenrelief um ein lediglich taktil erfassbares Oberflächenrelief handelt, welches beispielsweise ein Holzdekor oder ähnliches nachbildet.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die zumindest eine Farbschicht aus einem PMMA-basierenden Lack mit bevorzugt einer Schichtdicke im Bereich von 0,5 pm bis 10 pm ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Grundierung eine Kleberschicht und/oder Haftvermittlungsschicht aufweist. Es kann vorgesehen, dass die Grundierungsschicht mit einer Schichtdicke im Bereich von 1 pm bis 5 pm ausgebildet ist. Infrage kommende Materialien für die Grundierung sind PMMA, PVC, Polyester, Polyurethane, chlorierte Polyolefine, Polypropylen, Epoxidharze oder Polyurethan-Polyole in Kombination mit inaktivierten Isocyanaten. Die Grundierungsschicht kann außerdem anorganische Füllstoffe enthalten.
Bevorzugt weist die Heißprägefolie, insbesondere die Transferlage, an der der Trägerlage abgewandten Seite der Heißprägefolie eine thermisch aktivierbare Kleberschicht auf, welche insbesondere durch die thermische Energie des Heißprägestempels aktiviert werden kann. Nach der Applikation wird die Trägerlage mit den Anteilen der Transferlage wieder abgezogen, die nicht mit dem Heißprägestempel beaufschlagt wurden.
Bevorzugt weist die Heißprägefolie, insbesondere die Transferlage, ein Einzelbild und/oder ein Endlosmuster auf. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Heißprägefolie, insbesondere die Transferlage eine einfarbige Fläche ausbildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Heißprägefolie,
insbesondere die Transferlage, eine transparente oder transluzente Fläche ohne ein optisch erkennbares Einzelbild und/oder Endlosmuster ausbildet.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Heißprägefolie, insbesondere die Trägerlage und/oder die Transferlage, biologisch abbaubar und/oder kompostierbar ist.
Biologisch abbaubar heißt dabei, dass sich ein Material nach einer vordefinierten Zeit unter definierten Temperatur-, Luft- und Feuchtebedingungen in der Anwesenheit von Mikroorganismen oder Pilzen zu mehr als 90 %, insbesondere zu mehr als 95 %, zu Wasser und/oder Kohlendioxid und/oder Biomasse abbaut. Bevorzugt umfassen biologisch abbaubare und/oder kompostierbare Materialien ein Material und/oder eine Matenalkombination ausgewählt aus: Stärke, Stärkederivate, Cellulose, Cellulosederivate, Lignin, Polyactide (PLA), Polyhydroxylfettsäuren (PHB und/oder PHV), Chitin, Chitosan, Proteine, Casaein, Gelatine, abbaubarer Polyester (PE).
Es ist auch möglich, dass die Trägerlage ein Material oder eine Materialkombination umfasst, ausgewählt aus: PET, PMMA, PC, PE, PVC, ABS, PU, PBS, TPU, PP, PLA, PEF und/oder PAN.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass je nach Geometrie und Material des Grundkörpers verschiedene Haltevorrichtungen zum Einsatz kommen, die insbesondere individuell auf den jeweiligen Grundkörper angepasst sind, vorzugsweise derart angepasst sind, dass die Haltevorrichtung den jeweiligen Grundkörper formschlüssig und/oder kraftschlüssig fixiert. Dabei ist vorgesehen, dass die Spannkraft der Haltevorrichtung derart gewählt ist, dass ein Verzug und/oder eine Verformung des Grundkörpers aufgrund der Spannkraft ausgeschlossen ist.
Ferner kann auch vorgesehen sein, dass die Haltevorrichtung eine Mulde aufweist, die im Wesentlichen dem Negativ des Grundkörpers entspricht, vorzugsweise wobei ein Übermaß gegenüber dem Grundkörper vorhanden ist. Dadurch lässt sich der Grundkörper auf einfache Weise in die Mulde der Haltevorrichtung einsetzen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Haltevorrichtung einen Absatz aufweist, in dem der Grundkörper gehalten wird, insbesondere wobei der Absatz mindestens der Höhe der Klemmvorrichtung entspricht. Durch einen derartigen Absatz wird verhindert, dass es beim Applizieren der Heißprägefolie, zu einer Kollision zwischen Klemmvorrichtung, welche zusammen mit dem Heißprägestempel vertikal verfährt, und der Haltevorrichtung kommt. Hierzu ist weiter bevorzugt vorgesehen, dass der Absatz geringere Abmaße hat als die Aussparung der Klemmvorrichtung, insbesondere wie dies weiter unten beschrieben ist. Der Absatz bildet vorzugsweise eine Erhöhung für die Grundkörperhalterung gegenüber der restlichen Basis der Haltevorrichtung aus.
Es ist weiter insbesondere vorgesehen, dass die Haltevorrichtung mechanisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch und/oder elektromechanisch und/oder per Hand zu öffnen und/oder zu schließen ist.
Es ist ferner auch möglich, dass das Verfahren den folgenden Schritt umfasst:
Zuführen und/oder Anordnen des Grundkörpers in der Haltevorrichtung.
Bevorzugt erfolgt das Zuführen und/oder Anordnen des Grundkörpers von Menschenhand und/oder durch eine Fördervorrichtung, die in der Haltevorrichtung mündet, und/oder vollständig automatisiert, beispielsweise durch einen Roboter, insbesondere Roboterarm.
Bevorzugt ist es möglich, dass die Haltevorrichtung zwischen einer Entnahmeposition und einer Bearbeitungsposition verfahrbar ist, insbesondere horizontal verfahrbar ist, und/oder zwischen einer Einlegeposition und Bearbeitungsposition verfahrbar ist, insbesondere horizontal verfahrbar ist. Vorteilhafterweise erfolgt dies mittels eines mechanischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder elektromechanischen Antriebs. Unter Entnahmeposition ist dabei die Position zu verstehen, an der der dekorierte Grundkörper aus der Haltevorrichtung entnommen wird. Unter Einlegeposition ist dabei die Position zu verstehen, an der der zu dekorierende bzw. zu beprägende Grundkörper in die Haltevorrichtung eingelegt wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Entnahmeposition und die Einlegeposition identisch sein. Es ist jedoch auch möglich, insbesondere wenn mehrere Haltevorrichtungen vorgesehen sind, dass die Entnahmeposition und Einlegeposition an unterschiedlichen Orten sind. So kann beispielsweise simultan zur Entnahme eines dekorierten Grundkörpers aus einer Haltevorrichtung ein zu dekorierender Grundkörper in eine weitere Haltevorrichtung eingelegt werden. Es ist auch möglich, dass zeitgleich in einer weiteren Haltevorrichtung ein weiterer Grundkörper dekoriert bzw. beprägt wird. Somit kann die Zykluszeit erheblich verkürzt und entsprechend der Durchsatz erhöht werden.
Es ist ferner auch möglich, dass die Haltevorrichtung zwischen der Bearbeitungsposition und einer Prägeposition verfahrbar ist, insbesondere vertikal verfahrbar ist, bevorzugt mittels eines mechanischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder elektromechanischen Antriebs, wobei in der Prägeposition die Haltevorrichtung auf den Heißprägestempel unter Einwirkung von Prägedruck verfährt oder gepresst wird. In diesem Szenario ist der Heißprägestempel starr, d.h. dieser wird nicht verfahren. Stattdessen verfährt die Haltevorrichtung gegen den Heißprägestempel. Unter Prägeposition ist somit die Position zu verstehen, bei der der die nicht-ebene Oberfläche des Grundkörpers in Kontakt mit der
Prägefläche des Heißprägestempels bzw. der Heißprägefolie gelangt infolge des Verfahrens der Haltevorrichtung. Diese Ausgestaltung bietet sich insbesondere dann vorteilhafterweise an, wenn vergleichsweise kleine Grundkörper dekoriert werden sollen. In diesem Fall sind die entsprechenden Haltevorrichtungen kleiner und leichter als der Heißprägestempel. Durch das Verfahren der leichteren Haltevorrichtung wird somit weniger Energie verbraucht.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Haltevorrichtung in die Bearbeitungsposition oder in die Prägeposition verfahren wird.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Heißprägefolie zwischen der Klemmvorrichtung und dem Heißprägestempel zugeführt wird, insbesondere mittels Rolle-zu-Rolle-Verfahren oder als Foliensheet oder Bogen. Das Zuführen der Heißprägefolie kann dabei zeitlich überlappend mit dem Verfahren der Haltevorrichtung in die Bearbeitungsposition oder in die Prägeposition sein. Dadurch kann die Zykluszeit reduziert werden und dementsprechend auch der Durchsatz erhöht werden.
Bevorzugt ist es möglich, dass die Heißprägevorrichtung eine Zuführvorrichtung aufweist, die die Heißprägefolie im Rolle-zu-Rolle-Verfahren oder als Foliensheet bzw. Bogen zwischen dem Heißprägestempel und der Klemmvorrichtung zuführt.
Weiter ist es möglich, dass die Zuführvorrichtung eine Abwickelrolle zum Abwickeln der Heißprägefolie und eine Aufwickelrolle zum Aufwickeln der Heißprägefolie aufweist, wobei die Heißprägefolie zwischen dem Heißprägestempel und der Klemmvorrichtung ein- und ausgeschoben wird. Es ergibt sich insbesondere gegenüber der Verwendung von Foliensheets oder Bögen der Vorteil, dass die Rüstzeiten verringert werden.
Es ist denkbar, dass der Heißprägestempel zwischen einer Ausgangsposition und einer Prägeposition verfahrbar ist, bevorzugt vertikal verfahrbar ist, bevorzugt mittels eines mechanischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder elektromechanischen Antriebs, insbesondere wobei in der Prägeposition der Heißprägestempel auf den Grundkörper unter Einwirkung von Prägedruck verfährt oder gepresst wird. Diese Ausgestaltung bietet sich insbesondere dann vorteilhafterweise an, wenn vergleichsweise große Grundkörper dekoriert werden sollen. Insbesondere ist in diesem Fall der Heißprägestempel kleiner und leichter als die Haltevorrichtung. Durch das Verfahren des gegenüber der Haltevorrichtung leichteren Heißprägestempels wird somit weniger Energie verbraucht.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Prägefläche des Heißprägestempels dem auf die nicht-ebene Oberfläche des Grundkörpers zu beprägenden Prägebereich entspricht.
Vorzugsweise erfolgt das Dekorieren der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers mittels Hubprägen.
Vorteilhafterweise weist der Heißprägestempel eine Folienanlagefläche auf, die die Prägefläche allseitig umgibt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Heißprägefolie zwischen Folienanlagefläche des Heißprägestempels und der Klemmvorrichtung bzw. einer Dichtlippe der Klemmvorrichtung und/oder einer Dichtlippe des Heißprägestempels verläuft. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Heißprägefolie vorzugsweise zwischen der Folienanlagefläche des Heißprägestempels bzw. der Dichtlippe des Heißprägestempels und der Klemmvorrichtung bzw. der Dichtlippe der Klemmvorrichtung geklemmt wird oder ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Folienanlagefläche einer flachen Form oder einer zylindrischen Form oder einer 2, 5D-Form entspricht.
Unter zylindrischen und 2,5D-Formen sind dabei Flächen gemeint, die um eine Achse gewölbt sind. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die sich gegenüberliegenden Folienanlageflächen stets auf derselben Ebene bzw. Höhe befinden. Dies gilt längs sowie quer zur Folienlaufrichtung. Es ist jedoch auch denkbar, dass die gegenüberliegenden Folienanlagenflächen auf unterschiedlichen Ebenen bzw. Höhen liegen. Vorzugsweise ist unter Folienlaufrichtung die Richtung gemeint, in die die Folie zwischen dem Heißprägestempel und der Klemmvorrichtung, insbesondere im Rolle-zu-Rolle Verfahren, geführt wird. Dabei entspricht die Folienlaufrichtung der Längsrichtung bzw. Längserstreckung der Folienbahn zwischen der Abrollung (Zuführung) und Aufrollung (Abführung) der Folie. Die Länge der Folienbahn in Folienlaufrichtung ist also größer als die Breite der Folienbahn quer zur Folienlaufrichtung.
Insbesondere ist es möglich, dass der Heißprägestempel zwischen der Folienanlagefläche und der Prägefläche eine als Einlaufschrägen ausgebildete dreidimensionale Folienführung aufweist, wobei die Einlaufschrägen einen Winkel von maximal 40°, bevorzugt von maximal 35°, besonders bevorzugt von maximal 30°, aufweisen. Derart flache Winkel sorgen dafür, dass die Heißprägefolie im Bereich der Einlaufschrägen nicht unnötig stark „gestresst“ wird. Dies bedeutet, dass die Heißprägefolie wenig verzerrt, gestaucht und/oder gestreckt wird. Damit wird unter anderem vorteilhafterweise auch noch eine Reserve der Heißprägefolie für den Dekorationsbereich bzw. die Prägefläche erzielt. Diese Reserve ist vorzugsweise nötig, damit sich die Heißprägefolie an den zum Teil stark gewinkelten Konturen der Prägefläche von bis zu 60° anpassen kann und noch genügend Folienmaterial für diese Anpassung vorhanden ist.
Vorzugsweise weist der Heißprägestempel eine Prägekavität auf, die insbesondere aus der Prägefläche und/oder den als Einlaufschrägen ausgebildete dreidimensionale Folienführung und/oder der Folienanlagefläche
gebildet ist oder wird. Unter Prägekavität ist dabei der vom Heißprägestempel geformte „Hohlraum“ zu verstehen, insbesondere der im Wesentlichen der Kontur der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers entspricht.
Vorzugsweise weist der Heißprägestempel Flächenbereiche benachbart zur Prägekavität auf. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Winkel aller Flächenbereiche benachbart zur Prägekavität einen Winkel von maximal 40°, bevorzugt von maximal 35°, besonders bevorzugt von maximal 30°, aufweist.
Insbesondere weist der Heißprägestempel innerhalb der Prägekavität eine Prägefläche auf. Diese Prägefläche entspricht bevorzugt dem Dekorationsbereich. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der Winkel aller Flächenbereiche innerhalb der Prägefläche und/oder dem Dekorationsbereich einen Winkel von maximal 60°, bevorzugt von maximal 50°, besonders bevorzugt von maximal 45°, aufweist. Derartige Winkel sorgen dafür, dass der Heißprägestempel in vertikaler Richtung den zur Applikation nötigen Prägedruck aufbringen kann. Bei stärker geneigten Flächen würde der Prägedruck soweit abnehmen, dass eine Applikation der Transferlage der Heißprägefolie nicht mehr möglich wäre und/oder es kann zu Faltenbildung in der Heißprägefolie führen.
Insbesondere ist vorgesehen, dass zwischen der Folienanlagefläche und der Oberfläche der Klemmvorrichtung eine Klemmebene ausgebildet ist oder wird.
Es ist ferner auch möglich, dass die Folienanlagefläche, insbesondere die Klemmebene, in einer Schnittebene des Heißprägestempels einen vertikalen Abstand zum oberen Ende der Prägefläche von mindestens 2 mm aufweist.
Ferner ist es auch möglich, dass der maximal zulässige Winkel zwischen dem oberen Ende der Prägefläche und der dreidimensionalen Folienführung bzw. der Einlaufschräge maximal 40° beträgt.
Vorzugsweise beträgt bei Betrachtung des Heißprägestempels in einer Schnittebene der horizontale Abstand zwischen äußersten Punkt der dreidimensionalen Folienführung bzw. der Einlaufschräge und oberen Ende der Prägefläche mindestens 10 mm. Mit äußerstem Punkt der dreidimensionalen Folienführung bzw. der Einlaufschräge ist dabei der Punkt gemeint, bei dem die dreidimensionale Folienführung bzw. die Einlaufschräge in die Folienanlagefläche übergeht.
Insbesondere ist es zweckmäßig, dass der Heißprägestempel zumindest eine Direktheizung zum schnellen Aufheizen des Heißprägestempels aufweist. Hierbei weist Heißprägestempel Heizdrähte auf und es ergibt sich bevorzugt der Vorteil der Energieeinsparung. Alternativ kann der Heißprägestempel auch zweiteilig ausgeführt sein, in dem er eine Heizplatte und eine an die Heizplatte montierbare Stempelplatte aufweist. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der Heizbereich des Heißprägestempels zwischen 0°C und 300°C liegt, insbesondere zwischen 80°C und 250°C liegt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Heißprägestempel und/oder eine Prägefläche des Heißprägestempels ein Material oder eine Matenalkombinationen umfassen, ausgewählt aus: Stahl, Silikon, Kunststoff, Aluminium, Kupfer, Messing, Magnesium. Alternativ kann der Heißprägestempel und/oder die Prägefläche des Heißprägestempels auch aus alternativen Metallen, beispielsweise mittels 3D-Druck hergestellt sein.
Bevorzugt weist das Material oder die Matenalkombination der Prägefläche eine Shore A-Härte zwischen 30 und 90, besonders bevorzugt zwischen 50 und 90, auf.
Es ist ferner möglich, dass die Klemmvorrichtung eine Dichtlippe aufweist. Es ist alternativ oder zusätzlich möglich, dass der Heißprägestempel eine
Dichtlippe aufweist. Vorzugsweise wird die Heißprägefolie zwischen der Dichtlippe der Klemmvorrichtung und der Folienanlagefläche des Heißprägestempels geklemmt und/oder die Heißprägefolie wird vorzugsweise zwischen der Dichtlippe des Heißprägestempels und der Folienanlagefläche der Klemmvorrichtung geklemmt. Weist die Klemmvorrichtung eine Dichtlippe auf, ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Dichtlippe an der Klemmvorrichtung entsprechend korrespondierend zur Kontur der Folienanlagefläche des Heißprägestempels ausgebildet ist. Weist der Heißprägestempel eine Dichtlippe auf, ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Dichtlippe an dem Heißprägestempel entsprechend korrespondierend zur Kontur der Folienanlagefläche an der Klemmvorrichtung ausgebildet ist.
Die der Dichtlippe korrespondierende Fläche an dem Heißprägestempel oder an der Klemmvorrichtung kann durch eine der Dichtlippe gegenüberliegende Nut oder Ausbuchtung folgen, wobei die Heißprägefolie beim Klemmen zwischen der Dichtlippe und der Nut oder Ausbuchtung fixiert ist. Bevorzugt ist dafür vorgesehen, dass der Heißprägestempel oder die Klemmvorrichtung eine der Dichtlippe korrespondierende Nut oder eine der Dichtlippe korrespondierende Ausbuchtung aufweist, insbesondere wobei die Nut oder Ausbuchtung entsprechend der Kontur der Dichtlippe ausgebildet ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Breite der der Dichtlippe korrespondierenden Nut oder Ausbuchtung geringer gewählt ist als die maximale Breite der Dichtlippe. Vorteilhafterweise ist auch vorgesehen, dass die Tiefe der Dichtlippe korrespondierenden Nut oder Ausbuchtung größer gewählt ist als die aus dem die Dichtlippe fixierenden Bauteil herausragende Höhe der Dichtlippe. Unter dem die Dichtlippe fixierenden Bauteil ist hierbei jenes Bauteil zu verstehen, in dem die Dichtlippe fest angeordnet ist. Dies kann entweder der Heißprägestempel oder die Klemmvorrichtung sein. Unter der herausragenden Höhe der Dichtlippe ist dabei die Höhe zu verstehen, welche sich aus der Grundfläche des die Dichtlippe fixierenden Bauteils und dem
höchsten aus dieser Grundfläche herausstehenden Punkt der Dichtlippe ergibt. Falls die Dichtlippe im Heißprägestempel angeordnet ist, ist die Grundfläche die Folienanlagefläche. Ist die Dichtlippe in der Klemmvorrichtung angeordnet, handelt es sich bei der Grundfläche um die dem Heißprägestempel zugewandten Oberfläche der Klemmvorrichtung.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Nut oder die Ausbuchtung jeweils zwei Flanken aufweisen, insbesondere welche gegenüberliegend angeordnet sind. Vorteilhafterweise beaufschlagt die Dichtlippe beim Klemmen zumindest eine Flanke, bevorzugt beide gegenüberliegenden Flanken der Nut oder Ausbuchtung.
Die Matenalbeschaffenheit der Dichtlippe entspricht bevorzugt den Matenaleigenschaften der Prägefläche des Heißprägestempels, insbesondere wenn die Dichtlippe an dem Heißprägestempel angeordnet ist. Die Matenalbeschaffenheit der Dichtlippe ist bevorzugt so gewählt, dass eine abdichtende Wirkung mit der der Dichtlippe korrespondierenden Fläche, insbesondere mit der Flanke oder den Flanken der Nut oder Ausbuchtung, an dem Heißprägestempel oder an der Klemmvorrichtung erzielt werden kann. Insbesondere weist die Dichtlippe ein Material oder eine Matenalkombinationen auf, ausgewählt aus: Stahl, Silikon, Kunststoff, Aluminium, Kupfer, Messing, Magnesium. Insbesondere weist die Nut oder Ausbuchtung ein Material oder eine Matenalkombinationen auf, ausgewählt aus: Stahl, Silikon, Kunststoff, Aluminium, Kupfer, Messing, Magnesium. Die Dichtlippe sorgt im Zusammenwirken mit der Nut oder Ausbuchtung vorteilhafterweise dafür, dass die Heißprägefolie nach Klemmen nicht mehr verrutschen kann. Damit kann die Dichtlippe die Vakuumansaugung des Heißprägestempels, wodurch die Heißprägefolie ebenfalls in einer Position fixiert wird, zusätzlich bei der Fixierung der Heißprägefolie unterstützen.
Bevorzugt weist das Material oder die Materialkombination der Dichtlippe eine Shore A-Härte zwischen 30 und 90, besonders bevorzugt zwischen 50 und 90, auf.
Vorteilhafterweise ist es möglich, dass die Form der dem Heißprägestempel zugewandten Oberfläche der Klemmvorrichtung im Wesentlichen einem Negativ der Oberfläche des Heißprägestempels, insbesondere der Folienanlagefläche des Heißprägestempels, entspricht. Somit ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Dichtlippe einer flachen Form oder einer zylindrischen Form oder einer 2, 5D-Form entspricht, insbesondere entsprechend der Folienanlagefläche des Heißprägestempels und/oder der Klemmvorrichtung.
Ferner ist es auch möglich, dass die Klemmvorrichtung als durchgehender Rahmen mit einer Aussparung größer als der Grundkörper ausgebildet ist oder als zwei gegenüberliegende Klemmblöcke mit einem Abstand größer als zumindest eine laterale Abmessung der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers ausgebildet ist. Dadurch wird beim Hubprägen des Heißprägestempels vermieden, dass es eine Kollision zwischen der am Heißprägestempel befindlichen Klemmvorrichtung und dem Grundkörper bzw. der Haltevorrichtung gibt.
Zweckmäßigerweise ist es möglich, dass die Klemmvorrichtung zum Klemmen der Heißprägefolie zwischen Heißprägefolie und Klemmvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass die Klemmung der Heißprägefolie zwischen der Folienanlagefläche des Heißprägestempels und der Dichtlippe der Klemmvorrichtung oder zwischen der Folienanlagefläche des Heißprägestempels und der Oberfläche der Klemmvorrichtung erfolgt. Es ist im Falle des Vorhandenseins einer Dichtlippe am Heißprägestempel auch möglich, dass die Klemmvorrichtung zum Klemmen der Heißprägefolie zwischen Heißprägefolie und Klemmvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass die Klemmung der Heißprägefolie zwischen der Dichtlippe des Heißprägestempels
und der Oberfläche der Klemmvorrichtung oder zwischen der Dichtlippe des Heißprägestempels und der Dichtlippe der Klemmvorrichtung erfolgt.
Es ist ferner auch möglich, dass die Klemmung der Heißprägefolie derart erfolgt, dass die Heißprägefolie im geklemmten Zustand mindestens einen vertikalen Abstand von 2 mm zum oberen Ende der Prägefläche des Heißprägestempels aufweist. Damit wird sichergestellt, dass während des Klemmvorgangs die Heißprägefolie die erwärmte Prägefläche des Heißprägestempels nicht berührt. Eine solche vorzeitige Berührung der Prägefläche durch die Heißprägefolie vor dem eigentlichen Prägevorgang würde die Heißprägefolie negativ in ihren Prägeeigenschaften lokal beeinflussen, beispielsweise lokal verformen und/oder lokal den Kleber aktivieren.
Vorteilhafterweise erfolgt die Klemmung, in dem die Klemmvorrichtung gegen den Heißprägestempel verfährt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung individuell ansteuerbar ist.
Dabei können die Führungen für die Klemmvorrichtung an der Haltevorrichtung angeordnet sein. Insbesondere umgreift die Klemmvorrichtung in diesem Falle die Außenkontur des Grundkörpers vollständig. Alternativ dazu können die Führungen für die Klemmvorrichtung an dem Heißprägestempel angeordnet sein. Insbesondere umgreift die Klemmvorrichtung in diesem Falle die Außenkontur des zu prägenden Bereichs des Grundkörpers. Dies kann für Anwendungsfälle mit einem zu prägenden Bereich, der kleiner als die Außenkontur des Grundkörpers ist, insbesondere bei sehr großen Grundkörpern, vorteilhaft sein.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Heißprägevorrichtung eine Drucklufteinrichtung zum Lösen der Heißprägefolie von dem Heißprägestempel mittels Druckluft aufweist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass nach Ablauf der
Prägezeit sich der Heißprägestempel vom Grundkörper abhebt.
Vorteilhafterweise soll die Heißprägefolie nach der Applikation noch für eine vorbestimmte Abkühlzeit, insbesondere wobei die Abkühlzeit 1s bis 5s beträgt, auf dem Grundkörper verbleiben. Damit der Heißprägestempel jedoch abheben kann, ohne die erwärmte und daher mechanisch instabile Heißprägefolie zu beschädigen, wird mittels der Drucklufteinheit die Heißprägefolie von der Oberfläche des Heißprägestempels abgelöst. Dies kann vorzugsweise vor dem Abheben des Heißprägestempels oder während des Abhebens des Heißprägestempels erfolgen.
Durch das Abkühlen kann die Heißprägefolie wieder an Festigkeit und mechanischer Stabilität gewinnen, sodass die Trägerlage im nachfolgenden Schritt fehlerfrei von der auf dem Grundkörper applizierten Transferlage der Heißprägefolie abgelöst werden kann, wobei im Bereich der Prägefläche bzw. im Dekorationsbereich die Transferlage der Heißprägefolie auf dem Grundkörper verbleibt. Durch die erfolgte Abkühlung und insbesondere die so mechanisch stabilisierte Trägerlage und Transferlage der Heißprägefolie wird auch die Kantendekoration des Grundkörpers durch die Transferlage verbessert und ermöglicht somit einen saubereren Abriss im Schichtverbund der Transferlage, da die abgekühlte Transferlage eine mechanische stabile Verbindung zum Grundkörper aufweist.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Drucklufteinrichtung die Heißprägefolie mit einem Druck im Bereich von 1 ,05 bar bis 2 bar von dem Heißprägestempel ablöst.
Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass der Heißprägestempel zumindest einen Kanal und/oder zumindest eine Bohrung, insbesondere mehrere Bohrungen, aufweist, welche mit der Vakuumansaugung und/oder der Drucklufteinrichtung über zumindest eine Anbindung verbunden sind. Bei dem Kanal handelt es sich vorzugsweise um einen Sammelkanal, der sämtliche
Bohrungen miteinander verbindet. Die Bohrungen sind bevorzugt so ausgestaltet, dass diese an die Oberfläche des Heißprägestempels gelangen. Die Bohrungen können sich beispielsweise über die Folienanlagefläche und/oder die dreidimensionale Folienführung bzw. Einlaufschrägen erstrecken. Die Bohrungen können dabei in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen angeordnet sein. Vorteilhafterweise wird die Anzahl der Bohrungen derart gewählt, dass mit der Prägefläche eine sehr gute Dekoration ermöglicht wird und zugleich die Heißprägefolie in ausreichendem Maß an die Oberfläche der Prägefläche mittels Vakuums angesaugt wird, sodass sich diese an die Prägefläche anschmiegt, insbesondere faltenfrei und/oder frei von Lufteinschlüssen. Das faltenfreie Anschmiegen ist vorteilhafterweise wichtig, um eine hohe Genauigkeit und Qualität der Dekoration zu ermöglichen.
Vorzugsweise sind sowohl die Vakuumansaugung als auch die Drucklufteinrichtung mit dem Kanal und/oder den Bohrungen über eine Anbindung verbunden. D.h. sowohl die Vakuumansaugung als auch die Drucklufteinrichtung nutzen den Kanal und die Bohrungen des Heißprägestempels um die Heißprägefolie anzusaugen oder abzulösen.
Ferner ist es möglich, dass die Vakuumansaugung die Heißprägefolie mit einem Druck im Bereich von 0,05 bar bis 0,95 bar, bevorzugt von 0,1 bar bis 0,8 bar, an die Prägefläche des Heißprägestempels ansaugt.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der Heißprägestempel die Heißprägefolie, insbesondere im Bereich der Prägefläche, für eine Zeitdauer im Bereich von 1s bis 10s, insbesondere im Bereich von 1s bis 5s, vorwärmt.
Vorzugsweise wird die Heißprägefolie durch das Vorwärmen dehnbar. Dadurch kann sich die Heißprägefolie besser und genauer an die Prägefläche des Heißprägestempels anschmiegen. Dies begünstigt eine qualitativ hochwertige und faltenfreie Dekoration des Grundkörpers. Das Vorwärmen erfolgt bevorzugt
vor und/oder während und/oder nach dem Ansaugen der Heißprägefolie an die Oberfläche des Heißprägestempels.
Vorteilhafterweise wird zum Vorwärmen die Eigenhitze des Heißprägestempels verwendet. Dadurch kann auf andere Wärmequellen verzichtet werden, was zum einen den konstruktiven Aufwand verringert und zum anderen auch energetisch effizient ist. Ferner bietet dies auch den Vorteil, dass die Heißprägefolie über ihre gesamte Fläche gleichmäßig vorgewärmt wird.
Weiter ist es möglich, dass zum Applizieren der Heißprägefolie auf die nichtebenen Oberfläche des Grundkörpers der Heißprägestempel gegen die Haltevorrichtung verfährt und/oder die Haltevorrichtung gegen den Heißprägestempel verfährt, sodass die Heißprägefolie in Kontakt mit der nichtebenen Oberfläche des Grundkörpers gelangt. Insbesondere verfährt der Heißprägestempel gemeinsam mit der Klemmvorrichtung. Dabei ist es insbesondere unerheblich, ob die Führungen für die Klemmvorrichtung an der Haltevorrichtung oder an dem Heißprägestempel angeordnet sind.
Ferner ist es auch möglich, dass beim Applizieren die Heißprägefolie in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers gebracht wird, in dem der Heißprägestempel auf den Grundkörper verfahren wird oder verfährt und/oder die Haltevorrichtung gegen den Heißprägestempel verfahren wird oder verfährt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Heißprägestempel von einer Ausgangsposition in eine Prägeposition verfahren wird oder die Klemmvorrichtung von einer Bearbeitungsposition in eine Prägeposition verfahren wird. Als Prägeposition ist dabei die Position zu verstehen, bei der der Kontakt zwischen der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers mit der an der Prägefläche des Heißprägestempel anliegenden Heißprägefolie hergestellt wird bzw. ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass beim Applizieren der Heißprägefolie der Heißprägestempel für eine Prägezeit von 0,5 Sekunden bis 5 Sekunden, insbesondere von 0,5 Sekunden bis 1 ,5 Sekunden, an der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers verbleibt.
Es ist ferner auch möglich, dass die Heißprägefolie mit einer Prägetemperatur im Bereich von 150°C bis 250°C, insbesondere im Bereich von 180°C bis 220°C, appliziert wird. Ferner kann die Heißprägefolie mit einem Prägedruck im Bereich von 200 N/cm2 bis 370 N/cm2, bevorzugt im Bereich von 250 N/cm2 bis 300 N/cm2, appliziert werden.
Es ist auch möglich, dass das Applizieren der Heißprägefolie mit einer Prägetemperatur im Bereich von 150°C bis 250°C, insbesondere im Bereich von 180°C bis 220°C, erfolgt. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das Dekorieren der Heißprägefolie mit einem Prägedruck im Bereich von 200 N/cm2 bis 370 N/cm2, bevorzugt im Bereich von 250 N/cm2 bis 300 N/cm2, erfolgt.
Vorteilhafterweise wird der Heißprägestempel nach dem Applizieren in die Ausgangsposition verfahren und/oder die Haltevorrichtung nach dem Applizieren in die Bearbeitungsposition verfahren.
Bevorzugt ist es auch vorgesehen, dass vor und/oder während dem Verfahren des Heißprägestempels in die Ausgangsposition die Heißprägefolie mittels einer Drucklufteinrichtung, vorzugsweise unter Überdruck, von dem Heißprägestempel weggeblasen wird. Dadurch löst sich die weiche und mechanisch instabile Heißprägefolie fehlerfrei von der Oberfläche des Heißprägestempels, während und/oder bevor dieser in seine Ausgangsposition verfährt. Somit können Risse in der Dekoration vermieden werden.
Vorzugsweise wird der Heißprägestempel unabhängig von der
Klemmvorrichtung verfahren oder die Klemmvorrichtung zusammen mit der
Haltevorrichtung verfahren. D.h. nach dem Applizieren verfährt entweder der Heißprägestempel alleine oder die Haltevorrichtung und die Klemmvorrichtung zusammen, sodass die applizierte Heißprägefolie zunächst abkühlen kann. Vorzugsweise wird die Klemmvorrichtung erst nach Erreichen der Abkühlzeit abgehoben bzw. verfahren.
Insbesondere ist es möglich, dass nach dem Applizieren, insbesondere nach Ablauf der Prägezeit, besonders bevorzugt nach dem der Heißprägestempel in die Ausgangsposition verfahren wurde, die Heißprägefolie für eine Abkühlzeit in einem Bereich von 1 Sekunde bis 5 Sekunde auf dem Grundkörper verbleibt. Durch eine derartige Abkühlzeit gewinnt die Heißprägefolie wieder an Festigkeit und mechanischer Stabilität. Diese mechanische Stabilität gewährleistet dann das erfolgreiche und fehlerfreie Ablösen der Heißprägefolie bzw. der Trägerlage im Dekorationsbereich von der auf dem Grundkörper applizierten Transferlage.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung zum Ablösen der Trägerlage der Heißprägefolie von der auf dem Grundkörper applizierten Transferlage, insbesondere wobei im Prägebereich die Transferlage der Heißprägefolie auf dem Grundkörper verbleibt, in horizontaler Richtung anhebbar und absenkbar ist.
Ferner ist es möglich, dass nach dem Applizieren und/oder nach Ablauf der Abkühlzeit die Klemmvorrichtung angehoben oder gesenkt wird, um die Trägerlage der Heißprägefolie abzulösen, insbesondere wobei die Transferlage der Heißprägefolie im Prägebereich auf der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers verbleibt.
Nach Ablauf der Abkühlzeit ist die durch den Heißprägestempel thermisch aktivierte Schicht, insbesondere der Kleber, zumindest teilweise ausgehärtet, sodass die Transferlage der Heißprägefolie eine feste Verbindung mit dem Grundkörper im Dekorationsbereich aufweist. Vorzugsweise wird beim Anheben
der Klemmvorrichtung im Dekorationsbereich die Trägerlage der Heißprägefolie von der applizierten Transferlage abgelöst.
Vorteilhafterweise ist die Heißprägefolie nach Applikation und/oder nach der Abkühlzeit nach unten gewölbt, d.h. in Richtung der Haltevorrichtung gewölbt. Dies führt zu einer Verbesserung der Ablösung.
Es kann auch möglich sein, dass nach dem Applizieren und/oder nach Ablauf der Abkühlzeit mittels eines Ablösestabs die Trägerlage der Heißprägefolie abgelöst wird, wobei der Ablösestab in vertikaler Richtung und zwischen der Trägerlage der Heißprägefolie und dem Grundkörper verfahren wird, insbesondere wobei die Transferlage der Heißprägefolie im Prägebereich auf der nicht-ebenen Oberfläche des Grundkörpers verbleibt.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Heißprägevorrichtung einen Ablösestab aufweist, der zum Ablösen der Trägerlage der Heißprägefolie vom Grundkörper in vertikaler Richtung zwischen der Trägerlage der Heißprägefolie und dem Grundkörper verfahrbar ist, insbesondere wobei im Prägebereich die Transferlage der Heißprägefolie auf dem Grundkörper verbleibt.
Vorzugsweise weist der Ablösestab eine Länge auf, die mindestens der Breite der Heißprägefolie entspricht. Der Ablösestab fährt bevorzugt in Folienlaufrichtung zwischen Trägerlage der Heißprägefolie und Grundkörper und löst die Trägerlage damit kontinuierlich und fortschreitend von der applizierten Transferlage ab. Insbesondere ist es möglich, dass der Ablösestab ein Metallstab ist.
Das Ablösen der Trägerlage der Heißprägefolie mittels Anhebens der Klemmvorrichtung kann auch mit einem Ablösestab kombiniert werden. Dabei fährt der Ablösestab bevorzugt nach dem Anheben der Klemmvorrichtung noch zusätzlich zwischen Trägerlage der Heißprägefolie und Grundkörper und löst
somit ggf. restliche Trägerlage der Heißprägefolie kontinuierlich und fortschreitend ab.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Haltevorrichtung nach dem Applizieren in ihre Entnahmeposition verfahren wird. Der dekorierte Grundkörper kann dann aus der Haltevorrichtung entnommen werden. Bevorzugt erfolgt die Entnahme des Grundkörpers von Menschenhand und/oder durch eine Fördervorrichtung, die in der Haltevorrichtung mündet, und/oder vollständig automatisiert, beispielsweise durch einen Roboter, insbesondere Roboterarm.
Bevorzugt umfasst die Heißprägevorrichtung eine Steuereinrichtung zum Ansteuern des Heißprägestempels, der Klemmvorrichtung, der Haltevorrichtung, der Zuführvorrichtung, der Drucklufteinrichtung und/oder der Vakuumansaugung, wobei diese Steuereinrichtung ausgelegt ist, insbesondere geeignet programmiert ist, um die einzelnen Schritte zeitlich zu steuern. Hierdurch kann die Zykluszeit weiter verringert werden.
Das Verfahren und die Heißprägevorrichtung zum Dekorieren einer nichtebenen Oberfläche eines Grundkörpers mit einer Transferlage einer Heißprägefolie findet beispielsweise Anwendung in der Automobilbranche und überall dort, wo optisch hochwertige dreidimensionale Oberflächen bereitgestellt werden sollen. Durch das beschriebene Verfahren und die beschriebene Heißprägevorrichtung können komplexe dreidimensionale Oberflächen mit der Transferlage einer Heißprägefolie ohne Faltenbildung oder Lufteinschlüssen dekoriert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind daher nicht einschränkend zu verstehen.
Fig. 1 zeigt schematisch die Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers in einem Flussdiagramm
Fig. 2a - 2e zeigen schematisch die Verfahrensschritte zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers
Fig. 3a zeigt schematisch einen Heißprägestempel mit Blick auf die
Prägeseite
Fig. 3b zeigt schematisch einen Heißprägestempel mit Blick auf die
Rückseite
Fig. 4 zeigt schematisch eine Klemmvorrichtung mit Blick auf die dem Heißprägestempel zugewandten Seite
Fig. 5 zeigt schematisch eine Haltevorrichtung
Fig. 6 zeigt schematisch eine Schnittansicht der
Heißprägevorrichtung
Fig. 7 zeigt schematisch eine Prägekavität eines
Heißprägestempels
Fig. 8 zeigt schematisch eine dreidimensionale Darstellung eines
Heißprägestempels in einer Schnittansicht, wobei der maximal zulässige Winkel a schematisch dargestellt ist
Fig. 8a zeigt schematisch eine Detaildarstellung der
Heißprägevorrichtung im Bereich der Klemmvorrichtung,
wobei die Heißprägefolie im nicht geklemmten Zustand vorliegt
Fig. 8b zeigt schematisch eine Detaildarstellung der
Heißprägevorrichtung im Bereich der Klemmvorrichtung, wobei die Heißprägefolie geklemmt ist
Fig. 9 zeigt schematisch die Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche eines Grundkörpers in einem Flussdiagramm
Die Fig. 1 zeigt schematisch die Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche 81 eines Grundkörpers 80 mittels einer Transferlage einer Heißprägefolie 90. Bei dem Verfahren werden die folgenden Schritte durchgeführt:
- Bereitstellen des Grundkörpers 1 , 80 in einer Haltevorrichtung 20;
- Bereitstellen der Heißprägefolie 2, 90;
- Klemmen 3 der Heißprägefolie 90 mittels einer Klemmvorrichtung 30 an einen Heißprägestempel 40;
- Ansaugen 4 der Heißprägefolie 90 an eine Prägefläche 41 des Heißprägestempels 40 mittels einer Vakuumansaugung 50;
- Vorwärmen 5 der Heißprägefolie 90, insbesondere zumindest im Bereich der Prägefläche 41 und/oder im Bereich einer dreidimensionalen Folienführung 45, welche bevorzugt benachbart zur Prägefläche 41 angeordnet ist, durch erwärmten Heißprägestempel 40;
- Applizieren 6 der Transferlage der Heißprägefolie 90 auf eine nichtebene Oberfläche 81 des Grundkörpers 80, in dem die Heißprägefolie 90 in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 gebracht wird und unter Einwirkung von Prägedruck und Prägetemperatur mittels des Heißprägestempels 40 die Transferlage auf den Grundkörper 80 transferiert wird.
In Fig. 2a ist schematisch eine Heißprägevorrichtung 10 gezeigt, bei der die beiden Verfahrensschritte Bereitstellen des Grundkörpers 1 , 80 in einer Haltevorrichtung 20 und Bereitstellen der Heißprägefolie 2, 90 bereits durchgeführt worden sind. Bei der dargestellten Heißprägefolie 90 handelt es sich um eine Heißprägefolie 90 als Rollenware. Dazu ist bevorzugt vorgesehen, dass die Heißprägevorrichtung 10 eine in der Fig. 2a nicht dargestellte Zuführvorrichtung aufweist, die die Heißprägefolie 90 zwischen dem Heißprägestempel 40 und der Klemmvorrichtung 30 zuführt. Vorzugsweise weist eine solche Zuführvorrichtung eine Abwickelrolle zum Abwickeln der Heißprägefolie 90 und eine Aufwickelrolle zum Aufwickeln der Heißprägefolie 90 auf, wobei die Heißprägefolie 90 zwischen dem Heißprägestempel 40 und der Klemmvorrichtung 30 ein- und ausgeschoben wird.
In alternativen Ausgestaltungen ist es möglich, dass die Heißprägefolie 90 als Bogen oder Foliensheet zwischen dem Heißprägestempel 40 und der Klemmvorrichtung 30 zugeführt wird.
Die in den Figuren 2a bis 2e dargestellte Heißprägevorrichtung 10 umfasst eine Haltevorrichtung 20 zum Halten des Grundkörpers 80 und einen Heißprägestempel 40 mit einer Prägefläche 41 zum Applizieren 6 der Transferlage der Heißprägefolie 90 auf den Grundkörper 80 und eine Klemmvorrichtung 30 zum Klemmen 3 der Heißprägefolie 90 an den Heißprägestempel 40. Ferner umfasst die Heißprägevorrichtung 10 eine nicht dargestellte Vakuumansaugung 50 zum Ansaugen 4 der Heißprägefolie 90 an die Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung 45 des Heißprägestempels 40, wobei die Vakuumansaugung 50 mit dem Heißprägestempel 40 verbunden ist, und wobei der erwärmte Heißprägestempel 40 die angesaugte Heißprägefolie 90, insbesondere im
Bereich der Prägefläche 41 sowie im Bereich der dazu benachbarten dreidimensionalen Folienführung (45), vorwärmt.
Der in den Figuren 2a bis 2e gezeigte Heißprägestempel 40 weist Bohrungen 52 auf, welche von der Vakuumansaugung 50 zum Ansaugen 4 der Heißprägefolie 90 genutzt werden. Zudem können diese Bohrungen 52 auch für eine nicht dargestellte Drucklufteinrichtung 60 genutzt werden.
In Fig. 2b ist schematisch die Heißprägevorrichtung 10 der Fig. 2a gezeigt, bei der die Heißprägefolie 90 bereits geklemmt und angesaugt ist. Hierzu ist zunächst die Klemmvorrichtung 30 gegen den Heißprägestempel 40 verfahren, sodass die Heißprägefolie 90 zwischen der Klemmvorrichtung 30 und dem Heißprägestempel 40 geklemmt ist bzw. wird. Vorzugsweise ist eine Führung 22, insbesondere Führungsstange, vorgesehen, entlang der die Klemmvorrichtung 30 und/oder der Heißprägestempel 40 verfahren kann. Durch die Führung 22 bzw. Führungsstange wird sichergestellt, dass die Klemmvorrichtung 30 und/oder der Heißprägestempel 40 stets positionsgenau verfahren, sodass keine Positionsbedingen Abweichungen im Prägeprozess auftreten können. Bevorzugt weisen hierfür die Klemmvorrichtung 30 und/oder die Heißprägevorrichtung 10 und/oder die Haltevorrichtung 20 Bohrungen 33 auf, in der die Führungen gehalten sind oder werden.
Sobald oder kurz bevor die Heißprägefolie 90 geklemmt ist, wird die Vakuumansaugung 50 aktiviert. Dies ist in Fig. 2b exemplarisch durch die drei nach oben gerichteten Pfeile dargestellt. Durch die Aktivierung der Vakuumansaugung 50 wird die Heißprägefolie 90 an die Oberfläche des Heißprägestempels 40, insbesondere die Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung 45, angesaugt.
Zeitgleich sorgt der erhitzte Heißprägestempel 40 bevorzugt dafür, dass die Heißprägefolie 90 vorgewärmt wird. Vorzugsweise wärmt der
Heißprägestempel 40 die Heißprägefolie 90, insbesondere im Bereich der Prägefläche 41 sowie im Bereich der dazu benachbarten dreidimensionalen Folienführung 45, für eine Zeitdauer im Bereich von 1s bis 10s, insbesondere im Bereich von 1s bis 5s, vor. Vorteilhafterweise sorgt das Vorwärmen 5 dafür, dass die Heißprägefolie 90 dehnbar wird, sodass sich diese einfacher und genauer an die Kontur der Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung 45 des Heißprägestempels 40 anschmiegen kann.
Mittels der Kombination der Vakuumansaugung 50 und dem Vorwärmen 5 durch den Heißprägestempel 40 kann das Anschmiegen der Heißprägefolie 90 an die Oberfläche des Heißprägestempels 40 bzw. die Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung 45 des Heißprägestempels 40 weiter verbessert werden. Durch diese Kombination werden beim Anschmiegen der Heißprägefolie 90 an die Oberfläche bzw. Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung 45 des Heißprägestempels 40 Lufteinschlüsse und Faltenbildung vermieden. Dies ist insbesondere bei dreidimensionalen Prägeflächen 41 , insbesondere komplexen dreidimensionalen Prägeflächen 41 , von erheblichem Vorteil. Durch das faltenfreie und lufteinschlussfreie Anschmiegen der Heißprägefolie 90 kann ein qualitativ hochwertiges Prägeergebnis bzw. eine saubere Dekoration auf dreidimensionalen bzw. nicht-ebenen Oberflächen erfolgen.
Bevorzugt wird zum Vorwärmen 5 der Heißprägefolie 90 hierbei die Eigenhitze des Heißprägestempels 40 verwendet. Somit kann beim Vorwärmen 5 auf andere Wärmequellen, wie beispielsweise einen Heizlüfter, verzichtet werden. Ferner wird durch den Heißprägestempel 40 eine gleichmäßige Wärmezufuhr und somit auch gleichmäßige Wärmeverteilung innerhalb der Heißprägefolie 90 gewährleistet. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass durch die gleichmäßige Wärmeverteilung die Heißprägefolie 90 im Wesentlichen über den gesamten Querschnitt nahezu konstante Materialeigenschaften im vorgewärmten Zustand
aufweist. Dies verbessert das Anschmiegen der Heißprägefolie 90 an die Oberfläche bzw. Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung 45 des Heißprägestempels 40 ebenfalls, da keine oder nur wenige Fehler infolge von unterschiedlichen Matenaleigenschaften aufgrund ungleichmäßiger Wärmeverteilung innerhalb der Heißprägefolie 90 auftreten.
In Fig. 2c ist das Applizieren 6 der Heißprägefolie 90 auf eine nicht-ebene Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 dargestellt. In dem in Fig. 2c gezeigten Beispiel verfährt der Heißprägestempel 40 zusammen mit der Klemmvorrichtung 30 gegen die Haltevorrichtung 20, sodass die Heißprägefolie 90 in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 gelangt. In einer weiteren Ausgestaltung ist es möglich, dass die Haltevorrichtung 20 gegen den Heißprägestempel 40 und die Klemmvorrichtung 30 verfährt, sodass die Heißprägefolie 90 in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 gelangt.
Bei der in Fig. 2c gezeigten Ausgestaltung verfahren der Heißprägestempel 40 und die Klemmvorrichtung 30 vertikal entlang der Führung 22 von einer Ausgangsposition (siehe Fig. 2b) in einer Prägeposition (siehe Fig. 2c). Als Prägeposition ist dabei die Position zu verstehen, bei der der Kontakt zwischen der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 mit der Heißprägefolie 90 hergestellt wird bzw. ist.
Vorzugsweise verbleibt der Heißprägestempel 40 für eine Prägezeit von 0,5 Sekunden bis 5 Sekunden, insbesondere von 0,5 Sekunden bis 1 ,5 Sekunden, an der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörper 80, insbesondere wobei die Prägezeit ab Zeitpunkt des erstmaligen Kontakts zwischen
Heißprägefolie 90 und der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 beginnt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Heißprägefolie 90 während dem Applizieren 6 weiter von der Vakuumansaugung 50 an die Oberfläche des Heißprägestempels 40, insbesondere die Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung 45 des Heißprägestempels 40, angesaugt wird. Dies bietet den Vorteil, dass die Heißprägefolie 90 weiter stets konturtreu an der Prägefläche 41 verbleibt, um so das Prägeergebnis zu verbessern.
Vorzugsweise erfolgt das Applizieren 6 der Heißprägefolie 90 mit einer Prägetemperatur im Bereich von 150°C bis 250°C, insbesondere im Bereich von 180°C bis 220°C. Bevorzugt kann auch möglich sein, dass das Applizieren 6 der Heißprägefolie 90 mit einem Prägedruck im Bereich von 200 N/cm2 bis 370 N/cm2, bevorzugt im Bereich von 250 N/cm2 bis 300 N/cm2, erfolgt.
In Fig. 2d ist gezeigt, wie der Heißprägestempel 40 nach dem Applizieren 6 von der Prägeposition in seine Ausgangsposition verfährt. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung 30 weiter in der Prägeposition verbleibt.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass vor oder während dem Verfahren des Heißprägestempels 40 in die Ausgangsposition die Heißprägefolie 90 mittels einer Drucklufteinrichtung 60, vorzugsweise unter Überdruck, von dem Heißprägestempel 40 weggeblasen wird. Dies ist in Fig. 2d durch die nach unten gerichteten Pfeile dargestellt. Hierzu werden von der Drucklufteinrichtung 60 vorzugsweise dieselben Kanäle und/oder Bohrungen 52 im Heißprägestempel 40 verwendet, wie für die Vakuumansaugung 50.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Drucklufteinrichtung 60 die Heißprägefolie 90 mit einem Druck im Bereich von 1 ,05 bar bis 2 bar von dem Heißprägestempel 40 ablöst.
Durch das Wegblasen mittels der Drucklufteinrichtung 60 kann sich die weiche, erhitzte und mechanisch instabile Heißprägefolie 90 fehlerfrei von der Oberfläche des Heißprägestempels 40 lösen. Somit können Risse oder Fehler in der Dekoration vermieden werden.
Vorzugsweise wird der Heißprägestempel 40 unabhängig von der Klemmvorrichtung 30 verfahren oder die Klemmrichtung zusammen mit der Klemmvorrichtung 30 verfahren. D.h. nach dem Applizieren 6 verfährt entweder der Heißprägestempel 40 alleine oder die Haltevorrichtung 20 und die Klemmvorrichtung 30 zusammen, sodass die applizierte Heißprägefolie 90 zunächst abkühlen kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass nach dem der Heißprägestempel 40 in die Ausgangsposition verfahren wurde, die Heißprägefolie 90 für eine Abkühlzeit in einem Bereich von 1 Sekunde bis 5 Sekunden auf dem Grundkörper 80 zum Abkühlen verbleibt. Durch das Abkühlen kann die Heißprägefolie 90 wieder an Festigkeit und mechanischer Stabilität gewinnen, sodass die Trägerlage im nachfolgenden Schritt fehlerfrei von der auf dem Grundkörper 80 applizierten Transferlage der Heißprägefolie 90 abgelöst werden kann, wobei im Bereich der Prägefläche 41 bzw. im Dekorationsbereich die Transferlage der Heißprägefolie 90 auf dem Grundkörper 80 verbleibt. Durch die erfolgte Abkühlung und insbesondere die so mechanisch stabilisierte Trägerlage und Transferlage der Heißprägefolie 90 wird auch die Kantendekoration des Grundkörpers 80 durch die Transferlage verbessert und ermöglicht somit einen saubereren Abriss im Schichtverbund der Transferlage, da die abgekühlte Transferlage eine mechanische stabile Verbindung zum Grundkörper 80 aufweist.
In Fig. 2e ist gezeigt, wie nach Ablauf der Abkühlzeit nun die
Klemmvorrichtung 30 angehoben bzw. verfahren wird. Dabei wird die
Trägerlage im Dekorationsbereich von der auf die nicht-ebene Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 applizierten Transferlage zusammen mit der dem Dekorationsbereich umgebenden Heißprägefolie 90 vom Grundkörper 80 abgelöst.
In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass nach dem Applizieren 6 und/oder nach Ablauf der Abkühlzeit mittels eines Ablösestabs die Trägerlage der Heißprägefolie 90 abgelöst wird, wobei der Ablösestab in vertikaler Richtung und zwischen der Trägerlage der Heißprägefolie 90 und dem Grundkörper 80 verfahren wird, insbesondere wobei die Transferlage der Heißprägefolie 90 im Prägebereich auf der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 verbleibt. Es ist auch die Kombination von Ablösestab und Anheben der Klemmvorrichtung 30 möglich.
Nachfolgend wird die Haltevorrichtung 20 bevorzugt in ihre Entnahmeposition verfahren. Dies ist nicht dargestellt. Der Heißprägeprozess kann nun von neuem mit einem neuen zu dekorierenden Grundkörper 80 beginnen.
In Fig. 3a ist schematisch eine Stempelplatte 48 eines Heißprägestempels 40, gezeigt mit Blick auf die Prägeseite bzw. Prägefläche 41 . Vorzugsweise ist der Heißprägestempel 40 zweiteilig ausgeführt, in dem er eine Heizplatte und eine an die Heizplatte montierbare Stempelplatte 48 aufweist. Alternativ kann der Heißprägestempel 40 auch einteilig sein. In diesem Fall weist der Heißprägestempel 40 bevorzugt eine integrierte Direktheizung in Form von Heizdrähten auf.
Der in Fig. 3a gezeigte Heißprägestempel 40 bzw. die in Fig. 3a gezeigte Stempelplatte 48 weist eine Prägefläche 41 auf, welche dem Dekorationsbereich der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 entspricht. Vorzugsweise handelt es sich bei der Prägefläche 41 um eine dreidimensionale und/oder komplexe dreidimensionale Kontur, insbesondere
deren Flächen zum Teil viele und vergleichsweise starke Winkeländerungen aufweisen. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der Winkel aller Flächenbereiche innerhalb der Prägefläche 41 und/oder innerhalb des Dekorationsbereichs einen Winkel von maximal 60°, bevorzugt von maximal 50°, besonders bevorzugt von maximal 45°, aufweist. Derartige Winkel sorgen dafür, dass der Heißprägestempel 40 in vertikaler Richtung den zur Applikation nötigen Prägedruck aufbringen kann. Bei stärker geneigten Flächen würde der auf die Fläche wirkende Prägedruck soweit abnehmen, dass eine Applikation der Transferlage der Heißprägefolie 90 nicht mehr möglich wäre und/oder es kann zu Faltenbildung in der Heißprägefolie 90 führen.
Vorzugsweise weist der Heißprägestempel 40 bzw. die Stempelplatte 48 eine Folienanlagefläche 42 auf, die die Prägefläche 41 allseitig umgibt. Die Folienanlagefläche 42 ist dabei diejenige Fläche, an der die Heißprägefolie 90 mittels der Klemmvorrichtung 30 an den Heißprägestempel 40 geklemmt wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Folienanlagefläche 42 einer flachen bzw. ebenen Form oder einer zylindrischen Form oder einer 2, 5D-Form entspricht. Unter zylindrischen und 2,5D-Formen sind dabei Flächen gemeint, die um eine Achse gewölbt sind. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die sich gegenüberliebenden Folienanlageflächen 42 stets auf derselben Ebene bzw. Höhe befinden. Dadurch wird eine gleichmäßige und sichere Klemmung der Heißprägefolie 90 zwischen der Folienanlagefläche 42 des Heißprägestempels 40 und der Klemmvorrichtung 30, insbesondere der Dichtlippe 31 der Klemmvorrichtung 30 und/oder der Dichtlippe des Heißprägestempels 40, sichergestellt. Gleichmäßig bedeutet hierbei, dass an jeder Stelle der Folienklemmung dieselbe Kraft bzw. derselbe Druck aufgebracht wird.
Ferner weist der in Fig. 3a gezeigte Heißprägestempel 40 bzw. die in Fig. 3a gezeigte Stempelplatte 48 als Einlaufschrägen 43 ausgebildete dreidimensionale Folienführungen 45 auf, die zwischen der
Folienanlagefläche 42 und der Prägefläche 41 angeordnet sind und einen Winkel von maximal 40°, bevorzugt von maximal 35°, besonders bevorzugt von maximal 30°, aufweisen. Die Einlaufschrägen 43 mit derart flachen Winkeln sorgen dafür, dass die Heißprägefolie 90 im Bereich der Einlaufschrägen 43 nicht unnötig stark „gestresst“ wird. Zudem stellt die an die Einlaufschräge 43 anliegende Heißprägefolie 90 die Reserve für die Prägefläche 41 bzw. den Dekorationsbereich dar. Diese Reserve ist vorzugsweise nötig, damit sich die Heißprägefolie 90 an den zum Teil stark gewinkelten Konturen bzw. Flächen von bis zu 60° innerhalb der Prägefläche 41 bzw. dem Dekorationsbereich anpassen kann und noch genügend Folienmaterial für diese Anpassung vorhanden ist. Im Bereich der Prägefläche 41 kommt es vorzugsweise aufgrund der zum Teil starken Winkeländerungen zu Stauchungen und Streckungen innerhalb der Heißprägefolie 90, welche durch die Reserve ausgeglichen werden können.
Vorzugsweise wird die Heißprägefolie 90 entlang der Folienanlagefläche 42 geführt. Beispielsweise kann es sich dabei um eine zweidimensionale Folienführung 44 oder um eine 2,5D-Folienführung handeln. D.h. in diesem Bereich ist die Heißprägefolie 90 nicht gekrümmt oder lediglich um eine Achse gekrümmt. Dagegen liegt vorzugsweise im Bereich der Einlaufschrägen 43 eine dreidimensionale Folienführung 45 vor. D.h. in diesem Bereich ist die Heißprägefolie 90 bevorzugt gekrümmt bzw. um mindestens zwei Achsen gekrümmt.
Wie in Fig. 3a zu sehen, kann eine Dichtlippe 49 aus der Folienanlagefläche 42 des Heißprägestempels 40 herausragen. In der gezeigten Ausführung gemäß Fig. 3a ist die Dichtlippe 49 somit fest im Heißprägestempel angeordnet.
Darüber hinaus weist der in der Fig. 3a gezeigte Heißprägestempel 40 bzw. die in Fig. 3a gezeigte Stempelplatte 48 eine Anbindung 53 für eine Vakuumansaugung 50 und/oder eine Drucklufteinrichtung 60 auf.
Die für die Vakuumansaugung 50 und/oder Drucklufteinrichtung 60 verwendeten Komponenten werden nachfolgend anhand der Fig. 3b weiter im Detail beschrieben. In Fig. 3b ist dazu schematisch der aus Fig. 3a gezeigte Heißprägestempel 40 bzw. die aus Fig. 3a gezeigte Stempelplatte 48 dargestellt, wobei diesmal die Rückseite betrachtet wird. Dabei ist zum einen die bereits in Fig. 3a gezeigte Anbindung 53 dargestellt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Anbindung 53 sowohl von der Vakuumansaugung 50 als auch von der Drucklufteinrichtung 60 verwendet wird. In einer alternativen Ausgestaltung kann der Heißprägestempel 40 bzw. die Stempelplatte 48 auch zwei Anbindungen 53 aufweisen, wobei die Vakuumansaugung 50 und die Drucklufteinrichtung 60 mit je einer Anbindung 53 verbunden sind bzw. werden.
Der in Fig. 3b gezeigte Heißprägestempel 40 bzw. die in Fig. 3b gezeigte Stempelplatte 48 weist einen Kanal 51 auf, welcher vorzugsweise mit der Anbindung 53 verbunden ist. Der Kanal 51 wiederum ist dabei bevorzugt mit ein oder mehreren Bohrungen 52 verbunden, welche auf der gegenüberliegenden Seite, also der Prägeseite, münden. Dies ist exemplarisch auch in Fig. 3a gezeigt. Dort sind die Bohrungen 52 um die Prägefläche 41 herum in der dreidimensionalen Folienführung 45 verteilt.
Somit besteht ein durchgehender Strömungskanal von der Vakuumansaugung 50 und/oder Drucklufteinrichtung 60 über die Anbindung 53, den Kanal 51 und die Bohrungen 52, mit dem die Heißprägefolie 90 an die Oberfläche des Heißprägestempels 40 bzw. die Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung (45) des Heißprägestempels 40 angesaugt werden kann. Vorzugsweise schmiegt sich die Heißprägefolie 90 an die Oberfläche bzw. Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung (45) des Heißprägestempels 40 an. Dieses Anschmiegen wird zudem durch das Vorwärmen 5 der Heißprägefolie 90 mittels des erwärmten Heißprägestempels 40 verbessert.
Ferner weist die Stempelplatte 48 bevorzugt eine Dichtung 46 und eine Auflagefläche 47 auf, mittels der die Stempelplatte 48 an einer nicht dargestellten Heizplatte montiert werden kann. Die Dichtung 46 sorgt dafür, dass der durch den Kanal 51 ausgeprägte Strömungskanal gegenüber der Heizplatte abgedichtet ist und keine Leckageströme auftreten können. Dadurch wird sichergestellt, dass das Ansaugen 4 der Heißprägefolie an den Heißprägestempel 40 mittels Vakuum und/oder das Ablösen der Heißprägefolie von dem Heißprägestempels 40 mittels Druckluft stets betriebssicher durchgeführt werden können.
In Fig. 4 ist schematisch eine Klemmvorrichtung 30 mit Blick auf die dem Heißprägestempel 40 zugewandten Seite gezeigt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die dem Heißprägestempel 40 zugewandte Seite der Klemmvorrichtung 30 einem Negativ der Oberfläche des Heißprägestempels 40, insbesondere der Folienanlagefläche 42 des Heißprägestempels 40, entspricht, sodass das Klemmen 3 der Heißprägefolie 90 zwischen Heißprägestempel 40 und Klemmvorrichtung 30 konturfolgend erfolgt. Es ist bevorzugt auch vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung die Rückseite des Grundkörpers zumindest teilweise abbildet. Im gezeigten Beispiel gemäß Fig. 4 ist die Oberfläche der Klemmvorrichtung 30 passend zur Oberfläche des Heißprägestempels 40 bzw. der Stempelplatte 48 oder Folienanlagefläche 42 gemäß Fig. 3a ausgestaltet.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Klemmvorrichtung 30 ist die Klemmvorrichtung 30 als durchgehender Rahmen mit einer Aussparung größer als der Grundkörper 80 ausgebildet. Dies ermöglicht, dass beim Applizieren 6 der Heißprägefolie 90 infolge des Verfahrens des Heißprägestempels 40 zusammen mit der Klemmvorrichtung 30 gegen den Grundkörper 80, der Grundkörper 80 durch diese Aussparung ohne Kollision hindurch tauchen kann. In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die
Klemmvorrichtung 30 als zwei gegenüberliegende Klemmblöcke mit einem Abstand größer als zumindest eine laterale Abmessung der nicht-ebenen Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 ausgebildet ist.
Ferner weist die in Fig. 4 gezeigte Klemmvorrichtung 30 Führungsbohrungen 33 auf, die korrespondierend zu den Führungsbohrungen 33 des Heißprägestempels 40 bzw. der Stempelplatte 48 gemäß Fig. 3a und 3b sowie der Haltevorrichtung 20 gemäß Fig. 5 ausgestaltet sind. Mittels einer nicht dargestellten Führung 22 bzw. Führungsstange, die vorzugsweise in den Führungsbohrungen angeordnet ist, können somit die Bewegungsabläufe des Heißprägestempels 40, der Klemmvorrichtung 30 und ggf. der Haltevorrichtung 20 positionsgenau zueinander gesteuert werden.
Die in Fig. 4 gezeigte Klemmvorrichtung 30 weist vorzugsweise eine Dichtlippe 31 auf. Vorzugsweise wird die Heißprägefolie 90 zwischen Dichtlippe 31 der Klemmvorrichtung 30 und der Folienanlagefläche 42 des Heißprägestempels 40 geklemmt. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass die Dichtlippe 31 entsprechend korrespondiert zur Kontur der Folienanlagefläche 42 des Heißprägestempels 40 ausgebildet ist. Die Dichtlippe 31 sorgt vorteilhafterweise dafür, dass die Heißprägefolie 90 nach dem Klemmen 3 nicht mehr verrutschen kann. Damit kann die Dichtlippe 31 die Vakuumansaugung des Heißprägestempels 40 durch Formschluss bei der Fixierung der Heißprägefolie 90 unterstützen.
Zum Klemmen 3 der Heißprägefolie 90 ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung 30 vertikal gegen den Heißprägestempel 40 verfahrbar ist oder verfahren wird. Wie oben bereits beschrieben, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Heißprägestempel 40 zum Applizieren 6 zusammen mit der Klemmvorrichtung 30 gegen den Grundkörper 80 bzw. die Haltevorrichtung 20 vertikal verfährt oder verfahren wird. Nachdem die Heißprägefolie 90 appliziert wurde, verfährt vorzugsweise zunächst der
Heißprägestempel 40 in seine Ausgangsposition. Bevorzugt bleibt die Klemmvorrichtung 30 weiterhin in Prägeposition. Hierfür ist bevorzugt vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung 30 einen Niederhalter 32 aufweist, mit dem die Klemmvorrichtung 30 in dieser Position gehalten wird. Ein entsprechender Niederhalter 32 ist in Fig. 4 gezeigt. Beim Lösen des Niederhalters 32 kann die Klemmvorrichtung 30 mittels einer nicht dargestellten Feder wieder in die ursprüngliche Position zurückgebracht werden. Es sind anstelle einer Feder ferner auch andere Rückholmechanismen denkbar.
In Fig. 5 ist schematisch eine Haltevorrichtung 20 gezeigt. Wie zu Fig. 4 bereits erwähnt, weist die Haltevorrichtung 20 der Fig. 5 Führungsbohrungen 33 auf, die vorzugsweise deckungsgleich zu den Führungsbohrungen 33 der Klemmvorrichtung 30 und/oder des Heißprägestempels 40 sind. In diesen Führungsbohrungen 33 können entsprechende Führungen 22 bzw. Führungsstangen gehalten sein, entlang denen die Klemmvorrichtung 30 vertikal verfahren kann. Das Verfahren des Heißprägestempels 40 und/oder der Haltevorrichtung 20 erfolgt mittels nicht dargestellter Führungselemente bzw. Führungsstangen, welche insbesondere Teil der Heißprägevorrichtung 10 sind.
Ferner weist die in Fig. 5 gezeigte Haltevorrichtung 20 eine Grundkörperhalterung 21 auf, welche bevorzugt in Form eines Absatzes 21a mit einer Mulde ausgestaltet ist. Diese Mulde entspricht bevorzugt im Wesentlichen dem Negativ des Grundkörpers 80, vorzugsweise wobei ein Übermaß gegenüber dem Grundkörper 80 vorhanden ist. Dadurch lässt sich der Grundkörper 80 auf einfache Weise in die Mulde der Haltevorrichtung 20 einsetzen. Der Absatz 21a weist bevorzugt eine Höhe auf, die mindestens der Dicke der Klemmvorrichtung 30 entspricht. Auf diese Weise wird beim Verfahren des Heißprägestempels 40 zusammen mit der Klemmvorrichtung 30 vermieden, dass die Klemmvorrichtung 30 auf die Haltevorrichtung 20 verfährt.
In Fig. 6 ist ferner eine Schnittansicht der Heißprägevorrichtung 10 gezeigt. Die Heißprägevorrichtung 10 weist dabei, wie bereits oben ausgeführt, eine Haltevorrichtung 20, in der ein Grundkörper 80 angeordnet ist, eine Klemmvorrichtung 30 und einen Heißprägestempel 40 auf. Die Heißprägefolie 90 ist in dem in Fig. 6 gezeigten Beispiel bereits geklemmt. Ferner ist die Heißprägefolie 90 bereits an die Oberfläche des Heißprägestempels 40, insbesondere die Prägefläche 41 sowie an die dazu benachbarte dreidimensionale Folienführung (45), angesaugt. Der dargestellte Grundkörper 80 weist eine nicht-ebene Oberfläche 81 auf, welche beprägt werden soll. Vorzugsweise wird zwischen dem Heißprägestempel 40 und der Klemmvorrichtung 30 eine Klemmebene 34 ausgebildet, wie dies beispielsweise durch die gestrichelte Linie in Fig. 6 dargestellt ist.
In Fig. 7 ist schematisch eine Prägekavität eines Heißprägestempels 40 gezeigt. Dabei sind insbesondere die geometrischen Zusammenhänge näher gezeigt. Wie oben bereits beschrieben, wird oder ist die Prägekavität vorzugsweise aus der Prägefläche 41 und/oder der als Einlaufschrägen 43 ausgebildeten dreidimensionalen Folienführung (45) und/oder der Folienanlagefläche 42 gebildet. Vorzugsweise bildet die Prägefläche 41 das obere Ende und die Folienanlagefläche 42 das untere Ende der Kavität ab.
Insbesondere ist vorgesehen, dass zwischen der Folienanlagefläche 42 und der Oberfläche der Klemmvorrichtung 30 eine Klemmebene 34 ausgebildet ist oder wird, wie dies in Fig. 7 durch die untere gestrichelte Linie gezeigt ist.
Das obere Ende der Prägefläche 41 ' ist in Fig. 7 durch die obere gestrichelte Linie dargestellt.
Ferner ist in Fig. 7 ein vertikaler Abstand Y eingetragen, welcher bevorzugt den vertikalen Abstand Y zwischen Folienanlagefläche 42, insbesondere die
Klemmebene 34, und oberen Ende der Prägefläche 41 ' ausgebildet ist oder wird, bevorzugt wobei dieser vertikale Abstand Y mindestens 2 mm beträgt.
Insbesondere ist vorgesehen, dass zwischen der Folienanlagefläche 42 und der Oberfläche der Klemmvorrichtung 30 eine Klemmebene 34 ausgebildet ist oder wird.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass der maximal zulässige Winkel a zwischen dem oberen Ende der Prägefläche 41 ' und der dreidimensionalen Folienführung 45 bzw. der Einlaufschräge 43 maximal 40° beträgt.
Mit dem vertikalen Abstand Y und dem maximal zulässigen Winkel a ergibt sich ein horizontaler Abstand X, welcher den horizontalen Abstand X zwischen äußersten Punkt der dreidimensionalen Folienführung bzw. der
Einlaufschräge 43 und oberen Ende der Prägefläche 41' angibt, wobei dieser mindestens 10 mm beträgt. Mit äußersten Punkt der dreidimensionalen Folienführung bzw. der Einlaufschräge 43 ist dabei der Punkt gemeint, bei dem die dreidimensionale Folienführung bzw. die Einlaufschräge 43 in die Folienanlagefläche 42 übergeht.
Zur besseren Verdeutlichung ist in Fig. 8 eine dreidimensionale Darstellung eines Heißprägestempels 40 in einer Schnittansicht gezeigt, wobei exemplarisch zwei maximal zulässige Winkel a eingetragen sind. Die beiden maximal zulässigen Winkel a sind dabei ausgehend von dem oberen Ende der Prägefläche 41 ‘die jeweilige Einlaufschräge 43 angetragen.
Ferner ist in Fig. 8 auch die bezüglich Fig. 3a beschriebene Dichtlippe 49 weiter im Detail dargestellt. Wie bereits zu Fig. 3a beschrieben, ragt die Dichtlippe 49 aus der Folienanlagefläche 42 heraus. Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführung weist die Dichtlippe 49 eine trapezförmige Querschnittsform auf. Es ist jedoch auch möglich, dass die Querschnittsform der Dichtlippe 49 kegelförmig oder
halbrund ist. Die Dichtlippe 49 ist dabei bevorzugt zur Unterstützung der Folienklemmung vorgesehen, wobei die Dichtlippe 49 bevorzugt mit einer Nut 35 oder Ausbuchtung 35 der Klemmvorrichtung 30 korrespondierend in Eingriff steht. Dies ist ferner auch im Detail in den Figuren 8a und 8b gezeigt.
In Fig. 8a ist schematisch eine Detaildarstellung der Heißprägevorrichtung 10 im Bereich der Klemmvorrichtung 30 gezeigt, wobei die Heißprägefolie 90 im nicht geklemmten Zustand vorliegt. Auch bei dieser Ausführung ist die Dichtlippe 49 trapezförmig ausgestaltet und ist fest im Heißprägestempel 40 angeordnet. Ferner weist die Klemmvorrichtung 30 eine der Dichtlippe 49 korrespondierende Nut 35 auf. Alternativ kann es sich hierbei auch um eine Ausbuchtung 35 handeln. Die Ausbuchtung ist dann bevorzugt entsprechend der Formgebung der Dichtlippe 49 angepasst. Wie in Fig. 8a zu sehen, weist die Nut 35 zwei gegenüberliegende Flanken 35a und 35b auf. Des Weiteren umfassen die zwei gegenüberliegenden Flanken 35a und 35b jeweils eine Fase 36a und 36b, insbesondere wobei die Fasen 36a und 36b an der Öffnung der Nut 35 angeordnet sind oder als Öffnung der Nut 35 dienen. Die Fasen 36a, 36b sind bevorzugt entsprechend der Formgebung der Dichtlippe 49 gewählt. Die Fasen 36a, 36b sorgen dafür, dass beim Klemmen der Heißprägefolie 90 die Dichtlippe 49 sicher in die korrespondierende Nut 35 eintauchen kann.
In Fig. 8b ist schematisch eine Detaildarstellung der Heißprägevorrichtung 10 im Bereich der Klemmvorrichtung 30 gezeigt, wobei die Heißprägefolie 90 geklemmt ist. Wie in Fig. 8b zu sehen, ist die Dichtlippe 49 nun in die Nut 35 hineingetaucht. Zwischen der Dichtlippe 49 und der Nut 35, insbesondere zwischen der Dichtlippe 49 und den Flanken 35a, 35b und deren Fasen 36a, 36b, ist die Heißprägefolie 90 angeordnet. Die Flanken 35a, 35b, insbesondere die Fasen 36a, 36b der Nut 35 werden beim Klemmen von den entsprechenden Bereichen der Dichtlippe 49 beaufschlagt, sodass die Heißprägefolie zwischen den Flanken 35a, 35b, insbesondere zwischen den Fasen 36a, 36b, und der Dichtlippe 49 geklemmt ist.
In Fig. 9 ist schematisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche 81 eines Grundkörpers 80 in einem Flussdiagramm gezeigt. Dabei ist eine Zeitachse t aufgetragen, mittels der die einzelnen Verfahrensschritte zeitlich zugeordnet werden können. Als erstes ist, wie durch Pfeil 1 dargestellt, der Grundkörper 80 in der Haltevorrichtung 20 angeordnet bzw. gehalten oder geklemmt. Nachfolgend fährt die Haltevorrichtung 20 mit dem darin angeordneten Grundkörper 80 in die Bearbeitungsposition bzw. Prägeposition, wie dies im Kasten 1 dargestellt ist. Anschließend wird die Heißprägefolie 90 zwischen der Klemmvorrichtung 30 und dem Heißprägestempel 40 zugeführt (siehe Kasten 2). Dieser Schritt kann auch zeitlich überlappend zu dem Verfahren der Haltevorrichtung 20 in Bearbeitungsposition bzw. Prägeposition erfolgen, wie dies durch die Überlappungen der beiden Kästen 1 und 2 dargestellt ist. Anschließend wird, wie im Kasten 3 gezeigt, die Heißprägefolie 90 mittels der Klemmvorrichtung 30 geklemmt. Hierzu fährt vorzugsweise, wie oben beschrieben, die Klemmvorrichtung 30 gegen den Heißprägestempel 40. Wie durch Pfeil 2 gekennzeichnet, ist somit die Heißprägefolie 90 zwischen dem Heißprägestempel 40 und der Klemmvorrichtung 30 geklemmt. Nachfolgend wird die Heißprägefolie 90 mittels Vakuum an die Oberfläche des Heißprägestempels 40 angesaugt und sobald diese in Kontakt mit der Oberfläche des Heißprägestempels 40 ist, mittels der Wärme des Heißprägestempels 40 vorgewärmt (siehe Kasten 4 und Pfeil 3). Wie in Kasten 5 gezeigt, wird anschließend die Heißprägefolie 90 auf die nicht-ebene Oberfläche 81 des Grundkörpers 80 appliziert. Gemäß Pfeil 4 ist der Grundkörper 80 nun mit der Heißprägefolie 90, insbesondere der Transferlage der Heißprägefolie 90, dekoriert. Anschließend verfährt der Heißprägestempel 40 gemäß Kasten 6 wieder in die Ausgangsposition. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung 30 weiter in der Prägeposition verbleibt. Sobald der Heißprägestempel 40 beginnt in seine Ausgangsposition zu verfahren, beginnt die Abkühlzeit, die mit dem Kasten A
gekennzeichnet ist. Während der Abkühlzeit gelangt die Heißprägefolie 90 wieder ihre mechanische Stabilität zurück, sodass diese bevorzugt ohne zu reißen nachfolgend abgelöst werden kann, indem sich gemäß Kasten 7 die Klemmvorrichtung 30 anhebt oder absenkt. Zu diesem Zeitpunkt ist gemäß Pfeil 5 der Heißprägestempel 40 bereits in seiner Ausgansposition. Abschließend wird die Haltevorrichtung 20 mit dem dekorierten Grundkörper 80 in die Entnahmeposition verfahren (siehe Kasten 8). Dort wird der dekorierte Grundkörper 80 schließlich aus der Haltevorrichtung 20 entnommen (siehe Pfeil 6).
Bezugszeichenliste
1 Bereitstellen des Grundkörpers
2 Bereitstellen der Heißprägefolie
3 Klemmen
4 Ansaugen
5 Vorwärmen
6 Applizieren
10 Heißprägevorrichtung
20 Haltevorrichtung
21 Grundkörperhalterung
21 a Absatz der Grundkörperhalterung
22 Führung
30 Klemmvorrichtung
31 Dichtlippe
32 Niederhalter
33 Führungsbohrung
34 Klemmebene
35 Nut, Ausbuchtung
35a Flanke
35b Flanke
36a Fase
36b Fase
40 Heißprägestempel
41 Prägefläche
41 ‘ oberes Ende der Prägefläche
42 Folienanlagefläche
43 Einlaufschräge
44 zweidimensionale Folienführung
45 dreidimensionale Folienführung
46 Dichtung
47 Auflagefläche
48 Stempelplatte
49 Dichtlippe
50 Vakuumansaugung
51 Kanal
52 Bohrung
53 Anbindung für Vakuumansaugung und/oder Drucklufteinrichtung
60 Drucklufteinrichtung
80 Grundkörper 81 nicht-ebene Oberfläche
90 Heißprägefolie
X horizontaler Abstand
Y vertikaler Abstand a maximal zulässiger Winkel
Claims
1. Verfahren zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche (81 ) eines Grundkörpers (80) mit einer Transferlage einer Heißprägefolie (90), wobei die folgenden Schritte, insbesondere in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden:
- Bereitstellen des Grundkörpers (1 , 80) in einer Haltevorrichtung (20);
- Bereitstellen der Heißprägefolie (2, 90);
- Klemmen (3) der Heißprägefolie (90) mittels einer Klemmvorrichtung (30) an einen Heißprägestempel (40);
- Ansaugen (4) der Heißprägefolie (90) an eine Prägefläche (41 ) des Heißprägestempels (40) mittels einer Vakuumansaugung (50);
- Vorwärmen (5) der Heißprägefolie (90), insbesondere zumindest im Bereich der Prägefläche (41 ) und/oder im Bereich einer dreidimensionalen Folienführung (45), welche bevorzugt benachbart zur Prägefläche (41 ) angeordnet ist, durch erwärmten Heißprägestempel (40);
- Applizieren (6) der Transferlage der Heißprägefolie (90) auf eine nichtebene Oberfläche (81 ) des Grundkörpers (80), in dem die Heißprägefolie (90) in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche (81 ) des Grundkörpers (80) gebracht wird und unter Einwirkung von Prägedruck und Prägetemperatur mittels des Heißprägestempels (40) die Transferlage auf den Grundkörper (80) transferiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
dass die Haltevorrichtung (20) zwischen einer Entnahmeposition und einer Bearbeitungsposition verfahrbar ist, insbesondere horizontal verfahrbar ist, und/oder zwischen einer Einlegeposition und Bearbeitungsposition verfahrbar ist, insbesondere horizontal verfahrbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (20) zwischen der Bearbeitungsposition und einer Prägeposition verfahrbar ist, insbesondere vertikal verfahrbar ist, wobei in der Prägeposition die Haltevorrichtung (20) auf den Heißprägestempel (40) unter Einwirkung von Prägedruck gepresst wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (20) in die Bearbeitungsposition oder in die Prägeposition verfahren wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) zwischen einer Ausgangsposition und einer Prägeposition verfahrbar, bevorzugt vertikal verfahrbar, ist, insbesondere wobei in der Prägeposition der Heißprägestempel (40) auf den Grundkörper (80) unter Einwirkung von Prägedruck gepresst wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägefläche (41 ) des Heißprägestempels (40) dem auf die nichtebene Oberfläche (81 ) des Grundkörpers (80) zu beprägenden Prägebereich entspricht.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) eine Folienanlagefläche (42) aufweist, die die Prägefläche (41 ) allseitig umgibt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) zwischen der Folienanlagefläche (42) und der Prägefläche (41 ) eine als Einlaufschrägen (43) ausgebildete dreidimensionale Folienführung (45) aufweist, wobei die Einlaufschrägen einen Winkel von maximal 40°, bevorzugt von maximal 35°, besonders bevorzugt von maximal 30°, aufweisen.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Folienanlagefläche (42) und der Oberfläche der Klemmvorrichtung (30) eine Klemmebene (34) ausgebildet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienanlagefläche (42), insbesondere die Klemmebene (34), in einer Schnittebene des Heißprägestempels (40) einen vertikalen Abstand (Y) zum oberen Ende der Prägefläche (41 ') von mindestens 2 mm aufweist.
11 . Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienanlagefläche (42) einer flachen Form oder einer zylindrischen Form oder einer 2, 5D-Form entspricht.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Klemmvorrichtung (30) eine Dichtlippe (31 ) aufweist und/oder dass der Heißprägestempel (40) eine Dichtlippe aufweist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißprägefolie (90) zwischen der Klemmvorrichtung (30) und dem Heißprägestempel (40) geführt wird, insbesondere mittels Rolle-zu-Rolle- Verfahren oder als Foliensheet oder Bogen.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißprägefolie (90) zwischen der Folienanlagefläche (42) des Heißprägestempels (40) und der Dichtlippe (31 ) der Klemmvorrichtung (30) geklemmt wird, oder dass die Heißprägefolie (90) zwischen der Folienanlagefläche (42) des Heißprägestempels (40) und der Klemmvorrichtung (30) geklemmt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Klemmen (3) der Heißprägefolie (90) die Heißprägefolie (90) derart geklemmt wird, sodass diese einen vertikalen Abstand (Y) von mindestens 2 mm zur Prägefläche (41 ) des Heißprägestempels (40) aufweist.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugen (4) der Heißprägefolie (90) mit einem Druck im Bereich von 0,05 bar bis 0,95 bar, bevorzugt von 0,1 bar bis 0,8 bar, erfolgt.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Heißprägestempel (40) die Heißprägefolie (90), insbesondere im Bereich der Prägefläche (41 ), für eine Zeitdauer im Bereich von 1 s bis 10s, insbesondere im Bereich von 1 s bis 5s, vorwärmt.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Applizieren (6) die Heißprägefolie (90) in Kontakt mit der nichtebenen Oberfläche (81 ) des Grundkörpers (80) gebracht wird, in dem der Heißprägestempel (40) auf den Grundkörper (80) verfahren wird und/oder die Haltevorrichtung (20) gegen den Heißprägestempel (40) verfahren wird.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Applizieren (6) der Heißprägefolie (90) der
Heißprägestempel (40) für eine Prägezeit von 0,5 Sekunden bis 5
Sekunden, insbesondere von 0,5 Sekunden bis 1 ,5 Sekunden, an der nichtebenen Oberfläche (81 ) des Grundkörpers (80) verbleibt.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißprägefolie (90) mit einer Prägetemperatur im Bereich von 150°C bis 250°C, insbesondere im Bereich von 180°C bis 220°C, appliziert wird.
21 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißprägefolie (90) mit einem Prägedruck im Bereich von 200 N/cm2 bis 370 N/cm2, bevorzugt im Bereich von 250 N/cm2 bis 300 N/cm2, appliziert wird.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) nach dem Applizieren (6) in die Ausgangsposition verfahren wird und/oder die Haltevorrichtung (20) nach dem Applizieren (6) in die Bearbeitungsposition verfahren wird.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder während dem Verfahren des Heißprägestempels (40) in die Ausgangsposition die Heißprägefolie (90) mittels einer Drucklufteinrichtung (60), vorzugsweise unter Überdruck, von dem Heißprägestempel (40) weggeblasen wird.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Applizieren (6), insbesondere nach Ablauf der Prägezeit, besonders bevorzugt nach dem der Heißprägestempel (40) in die Ausgangsposition verfahren wurde, die Heißprägefolie (90) für eine Abkühlzeit in einem Bereich von 1 Sekunde bis 5 Sekunde auf dem Grundkörper (80) verbleibt.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Applizieren (6) und/oder nach Ablauf der Abkühlzeit die Klemmvorrichtung (30) angehoben oder gesenkt wird, um eine Trägerlage der Heißprägefolie (90) abzulösen, insbesondere wobei die Transferlage der Heißprägefolie (90) im Prägebereich auf der nicht-ebenen Oberfläche (81 ) des Grundkörpers (80) verbleibt.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Applizieren (6) und/oder nach Ablauf der Abkühlzeit mittels eines Ablösestabs die Trägerlage der Heißprägefolie (90) abgelöst wird, wobei der Ablösestab in vertikaler Richtung und zwischen der Trägerlage der Heißprägefolie (90) und dem Grundkörper (80) verfahren wird, insbesondere wobei die Transferlage der Heißprägefolie (90) im Prägebereich auf der nicht-ebenen Oberfläche (81 ) des Grundkörpers (80) verbleibt.
27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (20) nach dem Applizieren (6) in ihre Entnahmeposition verfahren wird.
28. Heißprägevorrichtung (10) zum Dekorieren einer nicht-ebenen Oberfläche (81 ) eines Grundkörpers (80) mit einer Transferlage einer Heißprägefolie (90), insbesondere mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei die Heißprägevorrichtung (10) eine Haltevorrichtung (20) zum Halten des Grundkörpers (80) und einen Heißprägestempel (40) mit einer Prägefläche (41 ) zum Applizieren (6) der Transferlage der Heißprägefolie (90) auf den Grundkörper (80) und eine Klemmvorrichtung (30) zum Klemmen der Heißprägefolie (90) an den Heißprägestempel (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißprägevorrichtung (10) eine Vakuumansaugung (50) zum Ansaugen (4) der Heißprägefolie (90) an die Prägefläche (41 ) des Heißprägestempels (40) aufweist, wobei die Vakuumansaugung (50) mit dem Heißprägestempel (40) verbunden ist, und dass der erwärmte Heißprägestempel (40) die angesaugte Heißprägefolie (90), insbesondere zumindest im Bereich der Prägefläche (41 ) und/oder im Bereich einer
dreidimensionalen Folienführung (45), welche bevorzugt benachbart zu der Prägefläche (41 ) angeordnet ist, vorwärmt.
29. Heißprägevorrichtung (10) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (20) zwischen einer Entnahmeposition und einer Bearbeitungsposition verfahrbar ist, insbesondere horizontal verfahrbar ist, und/oder zwischen einer Einlegeposition und Bearbeitungsposition verfahrbar ist, insbesondere horizontal verfahrbar ist, bevorzugt mittels eines mechanischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder elektromechanischen Antriebs.
30. Heißprägevorrichtung (10) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (20) zwischen der Bearbeitungsposition und einer Prägeposition verfahrbar ist, insbesondere vertikal verfahrbar ist, bevorzugt mittels eines mechanischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder elektromechanischen Antriebs, wobei in der Prägeposition die Haltevorrichtung (20) auf den Heißprägestempel (40) unter Einwirkung von Prägedruck verfährt.
31 . Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) zwischen einer Ausgangsposition und einer Prägeposition verfahrbar ist, bevorzugt vertikal verfahrbar ist, bevorzugt mittels eines mechanischen und/oder pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder elektromechanischen Antriebs, insbesondere wobei in der Prägeposition der Heißprägestempel (40) auf den Grundkörper (80) unter Einwirkung von Prägedruck verfährt.
32. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 31 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Prägefläche (41 ) des Heißprägestempels (40), dem auf die nichtebene Oberfläche (81 ) des Grundkörpers (80) zu beprägenden Prägebereich entspricht.
33. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) eine Folienanlagefläche (42) aufweist, die die Prägefläche (41 ) allseitig umgibt.
34. Heißprägevorrichtung (10) nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) zwischen der Folienanlagefläche (42) und der Prägefläche (41 ) eine als Einlaufschrägen (43) ausgebildete dreidimensionale Folienführung aufweist, wobei die Einlaufschrägen einen Winkel von maximal 40°, bevorzugt von maximal 35°, besonders bevorzugt von maximal 30°, aufweisen.
35. Heißprägevorrichtung (10) nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Folienanlagefläche (42) und der Oberfläche der Klemmvorrichtung (30) eine Klemmebene (34) ausgebildet ist.
36. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienanlagefläche (42), insbesondere die Klemmebene (34), in einer Schnittebene des Heißprägestempels (40) einen vertikalen Abstand (Y) zum oberen Ende der Prägefläche (41 ') von mindestens 2 mm aufweist.
37. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet,
dass die Folienanlagefläche (42) einer flachen Form oder einer zylindrischen Form oder einer 2, 5D-Form entspricht.
38. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (30) eine Dichtlippe (31 ) aufweist und/oder dass der Heißprägestempel (40) eine Dichtlippe aufweist.
39. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der dem Heißprägestempel (40) zugewandten Oberfläche der Klemmvorrichtung (30) im Wesentlichen einem Negativ der Oberfläche des Heißprägestempels (40), insbesondere der Folienanlagefläche (42) des Heißprägestempels (40), entspricht.
40. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (30) als durchgehender Rahmen mit einer Aussparung größer als der Grundkörper (80) ausgebildet ist oder als zwei gegenüberliegende Klemmblöcke mit einem Abstand größer als zumindest eine laterale Abmessung der nicht-ebenen Oberfläche (81 ) des Grundkörpers (80) ausgebildet ist.
41 . Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 33 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass Klemmvorrichtung (30) zum Klemmen der Heißprägefolie (90) zwischen Heißprägefolie (90) und Klemmvorrichtung (30) derart ausgestaltet ist, dass die Klemmung der Heißprägefolie (90) zwischen der Folienanlagefläche (42) des Heißprägestempels (40) und der Dichtlippe (31 ) der Klemmvorrichtung (30) oder zwischen der Folienanlagefläche (42) des
Heißprägestempels (40) und der Oberfläche der Klemmvorrichtung (30) erfolgt.
42. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmung der Heißprägefolie (90) derart erfolgt, dass die Heißprägefolie (90) im geklemmten Zustand mindestens einen vertikalen Abstand (Y) von 2 mm zum oberen Ende der Prägefläche (41 ') des Heißprägestempels (40) aufweist.
43. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißprägevorrichtung (10) eine Drucklufteinrichtung (60) zum Lösen der Heißprägefolie (90) von dem Heißprägestempel (40) mittels Druckluft aufweist.
44. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) zumindest einen Kanal (51 ) und/oder zumindest eine Bohrung (52), insbesondere mehrere Bohrungen (52), aufweist, welche mit der Vakuumansaugung (50) und/oder der Drucklufteinrichtung (60) über zumindest eine Anbindung (53) verbunden sind.
45. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumansaugung (50) die Heißprägefolie (90) mit einem Druck im Bereich von 0,05 bar bis 0,95 bar, bevorzugt von 0,1 bar bis 0,8 bar, an die Prägefläche (41 ) des Heißprägestempels (40) ansaugt.
46. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 45,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumansaugung (50) die Heißprägefolie (90) mit einem Druck im Bereich von 0,05 bar bis 0,95 bar, bevorzugt von 0,1 bar bis 0,8 bar, an die Prägefläche (41 ) des Heißprägestempels (40) ansaugt.
47. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 43 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucklufteinrichtung (60) die Heißprägefolie (90) mit einem Druck im Bereich von 1 ,05 bar bis 2 bar von dem Heißprägestempel (40) ablöst.
48. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißprägestempel (40) die Heißprägefolie (90), insbesondere im Bereich der Prägefläche (41 ), für eine Zeitdauer im Bereich von 1 s bis 10s, insbesondere im Bereich von 1 s bis 5s, vorwärmt.
49. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass zum Applizieren (6) der Heißprägefolie (90) auf die nicht-ebenen Oberfläche (81 ) des Grundkörpers (80) der Heißprägestempel (40) gegen die Haltevorrichtung (20) verfährt und/oder die Haltevorrichtung (20) gegen den Heißprägestempel (40) verfährt, sodass die Heißprägefolie (90) in Kontakt mit der nicht-ebenen Oberfläche (81 ) des Grundkörpers (80) gelangt.
50. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass beim Applizieren (6) der Heißprägefolie (90) der Heißprägestempel (40) für eine Prägezeit von 0,5 Sekunden bis 5 Sekunden, insbesondere von 0,5 Sekunden bis 1 ,5 Sekunden, an der nichtebenen Oberfläche (81 ) des Grundkörpers (80) verbleibt.
51 . Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass das Applizieren (6) der Heißprägefolie (90) mit einer Prägetemperatur im Bereich von 150°C bis 250°C, insbesondere im Bereich von 180°C bis 220°C, erfolgt.
52. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 51 , dadurch gekennzeichnet, dass das Dekorieren der Heißprägefolie (90) mit einem Prägedruck im Bereich von 200 N/cm2 bis 370 N/cm2, bevorzugt im Bereich von 250 N/cm2 bis 300 N/cm2, erfolgt.
53. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißprägevorrichtung (10) eine Zuführvorrichtung aufweist, die die Heißprägefolie (90) im Rolle-zu-Rolle-Verfahren oder als Foliensheet bzw. Bogen zwischen dem Heißprägestempel (40) und der Klemmvorrichtung (30) zuführt.
54. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 28 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (30) zum Ablösen einer Trägerlage der Heißprägefolie (90) vom Grundkörper (80), insbesondere wobei im Prägebereich die Transferlage der Heißprägefolie (90) auf dem Grundkörper (80) verbleibt, in horizontaler Richtung anhebbar und absenkbar ist.
55. Heißprägevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 28 bis 54, dadurch gekennzeichnet,
dass die Heißprägevorrichtung (10) einen Ablösestab aufweist, der zum Ablösen der Trägerlage der Heißprägefolie (90) vom Grundkörper (80) in vertikaler Richtung zwischen Trägerlage der der Heißprägefolie (90) und dem Grundkörper (80) verfahrbar ist, insbesondere wobei im Prägebereich die Transferlage der Heißprägefolie (90) auf dem Grundkörper (80) verbleibt.
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